以航海神经科学人才培养为导向的神经生物学课程建设

韩少明,王 彦,孙定亚,程 腾,曹 莉,俞仲望△

(1海军军医大学基础医学院神经生物学教研室, 上海 200433; 2上海市宝山区吴淞中心医院药剂科; △通讯作者)

神经科学兼具医学、生物学和交叉科学属性,与心理学、免疫学、遗传学、药学、材料学、人工智能等存在广泛联系,在人类健康和社会发展中居重要地位[1-3]。

作为国家重点学科、国家双一流建设学科、教育部重点实验室、教育部创新团队,海军军医大学神经生物学教研室聚焦国家脑科学重大需求,开展脑科学前沿研究,进行基础、临床和应用相结合的创新性教学探索,2011年已成为神经科学与行为学ESI全球排名前1%学科。经过不断完善,我室开设的医学神经生物学已成为临床医学八年制、五年制,生物技术、麻醉、精神医学等专业的主干课程。

进入新时期以来,针对学校办学定位,为贯彻学校办学方针,满足航海医学人才培养的要求,针对新形势下人才培养方向上的客观转变,我室开展医学神经生物学课程相关建设,多年来进行了不少增减、补充和完善,从中发现了不少问题和不足,也始终在不懈地尝试和总结。

1 存在不足

目前,我室医学神经生物学课程存在以下不足:①课程主要介绍神经科学经典和现代基础理论,教学内容与地方高校医学院相近。考虑到航海医学人才培养的针对性和课时的合理性,有必要调整既有的教学内容,增加特色内容;②相比传统医学生的基础学科,神经科学发展迅猛,新观点、新理论、新技术不断取得突破,但受限于教学时数[4],教学内容只能有所取舍,也因课时限制,学员以掌握知识为主,教学方法和评价维度还较局限单一,考查形式传统,考查时间有限,对学员素质其他维度的塑造和关注有限,对所学的应用和实践能力考查较少。早期发现和选拔素质过硬、主动性强、兴趣浓、能活学活用的神经科学“好苗子”作用欠缺。

2 改革尝试和探索

2.1 加强思政进课堂

无论是着眼于我校教学目标和宗旨,还是从医学生培养目标出发,思想政治教育的重要性都不言而喻。医学神经生物学不仅是神经科学与医学的融合学科,也贯穿体现着关于生命、健康与伦理的哲学。在这方面我们开展了如下尝试:①为培养航海医学可靠人才,我们通过阶段性修订人才培养方案,在教学全过程中有意识地加入“国旗红”“天使白”“浪花蓝”的底色,培育面向未来、适应相关职业需求的人才。②在教研室层面,通过理论学习,加强试讲,邀请兄弟医学院校、师范院校和国防科技大学政治理论教研室教师进行辅导授课和交流。这样既有助于提高教员的政治理论水平,又能帮助找到更多的神经生物教学与思政教育的结合点。赴基层兄弟单位学习观摩,切实加强授课教员政治理论水平,做到专业知识与思政教育都有长足提高。③在教学全过程中注重医学人文教育的熏陶和作为坚强集体一员的品格塑造。神经生物学涉及神经系统的起源、进化、结构和功能的问题。在神经发育章节和感觉、痛觉等章节的教学过程中,我们有意识地引导学员对生物体神经发育与功能机制的观察和思考以及对生命健康的关注和重视,帮助学员树立正确的生命观和伦理观。通过挖掘专业课程中的思政元素,结合既往优秀案例,着力发掘专业知识与思政教育的结合点,从而将两者有效地融入教学的各个环节,努力达到“神经课堂接地气,德育智育有收获”的效果。④为帮助大一新生“系好第一粒扣子”,更好适应大学阶段学习,同时了解我校双一流学科情况,在新生入校第一学期,我们就与新生学员干部沟通协作,利用教育部重点实验室开放日这一平台,科普神经科学发展历史,介绍科室建设情况和最近研究成果,讲述探索背后故事和心得,激发学员学习主动性和兴趣。

2.2 教学模式多样化,师资精干化、合作化

2.2.1 教学模式 ①教员采取问题导向教学模式[5]。医学神经生物学涉及许多复杂的过程和机制,为使学员能够更好地掌握和理解知识,引入问题导向教学模式。教员在教学中以具体的、实际的问题为出发点,引导学员带着问题对课程产生兴趣、带着疑问主动学习神经科学知识、阶段性自主检视对知识消化吸收的效果,并指导、助力下一阶段神经生物学课程的学习,循环推进,有效建立适合学员自身认知规律的神经科学知识体系。②高年资教员引导学生开展合作学习。高年资教员普遍从教二十年以上,经验丰富,在教学中扮演着至关重要的角色,他们不仅传授知识,更能为学员提供宝贵的实践经验和人生指导。高年资教员参与教学,与学员进行深入的交流和讨论。我们在小班课教学中,多年来在几届长学制学员中连续尝试了这种混合式教学,在传统的教师讲授占主体的形式中穿插学生主导的合作学习模式。学员在课堂上针对特定的问题或案例进行讨论和研究,以案例为载体,以小组形式参与,改被动吸收为主动思考,并贴近临床实践和航海人才需求,促进基础知识和临床思维的有效衔接。

2.2.2 师资 ①我室持续吸纳扩充人才队伍,高度重视师资队伍的建设,定期组织教员进行专业知识和职业素养方面的培训,提高其教学和研究能力,始终确保与学科(神经科学)和培养对象未来发展方向(航海)相适应,打造相匹配、相适应的师资教学队伍。神经生物学教学组、特别是长学制临床医学专业教学组,由持续在神经科学领域中取得高显示度科研成果的高年资教员(教授、副教授)直接参与本科生、研究生阶段授课。课程内容系统化,兼顾学员基础的多层次化和学校的航海特色。②加强与兄弟学科的联合,如解剖学等,对各自优势学科进行整合,尝试依托和搭建线上课堂等新平台,共同开设课程,共享教学资源,更广泛地分享自身教学感悟、成果和资源。

2.3 改变考查方式,丰富评价体系

就教学质量考查的改进举措而言,对不同专业和基础的学员,评价体系有较宽吸纳度和维度[6]。教员鼓励不同途径的分值获取,如汇报得分、课堂回答得分、第二课堂得分、综述得分、操作得分,甚至好想法加分。不再单一以笔试成绩来评价学员,而是采用多维度加权的评价体系,包括笔试、口试、实验操作考核、课程项目以及课程结束时学员回顾性自我评价等,进而全面评价学员,落实教育教学过程中学生主体性原则。

教员改革传统考试方式,实行教考分离的前提下,变传统期末一考制为全过程考核模式。注重课堂反馈、课后作业,力求评价体系立体化、多元化。强调活学活用,切实保证教学效果。引入课后作业、课堂反馈、开放性问题、自主选题探索等多项指标和多种考核方式,全方位考查学员理解、消化、掌握和运用知识能力。尝试课后随堂作业以客观题和主观开放问题相结合,采用纸质和网络多种形式灵活提交,其中主观开放问题采用开卷形式,使学员从“死记硬背”中解放出来,强调活用所学知识能力。

2.4 重视教学方法及教学手段的有效性

教员采用情境引出、案例引出、设问[7]、比较、联想、启发等多样化教学方法,激发学员学习知识欲望。例如,在学习某疾病的病因与机制时,通过设计与日常生活或实际研究相关的情境,引导学员迅速进入状态,并现场考查既往课程知识点学习掌握情况,引导学生回顾相关的分子与通路,将其与已学知识进行关联和衔接,编织起系统而非琐碎凌乱的知识体系。如讲授神经系统疾病时,回顾局部解剖学中神经核团定位、十二对脑神经,联系本课程的神经发育章节;讲授生理节律和睡眠时,联系海上作业特殊环境,并介绍特殊环境对人体神经和精神方面的作用和影响。由生理到病理、由表及里、由浅入深、由因溯果[8],循序渐进地帮助学员弄清科学问题的来龙去脉,理解并能学以致用既往神经科学和相关学科知识,培养科学思维和临床思维,为后续临床实习和航海实习做好准备。

与此同时,教员采用双语教学、新媒体教学等灵活性教学形式来进一步活跃课堂气氛,激发学员学习潜力,碰撞科研火花,做到线上与线下教学相结合的双向教学[9]。充分利用各种现代化的教学工具,如交互式白板、在线教学平台、模拟实验软件等,使教学更为生动和实效。以切实提高学员运用所学为根本标准,针对不同专业、年龄和层次学员选择相适应的教学方法和教学手段,为其未来对外交流、学习和航海工作打好基础。

2.5 推进分层教育、因材施教

教员在课堂教学过程中,根据学员的学习专业特点进行差别化、针对性教学。针对生物技术专业学员,增设实验课程,让学员深入了解各种实验技术和方法,增强实践操作能力,并鼓励学员积极参与教研室的研究项目,培养其研究能力和创新精神。针对临床医学专业学员,设计一系列涉及神经系统的临床案例分析课程,帮助学员将神经生物学知识应用于实际临床问题,初步培养其临床思维能力。针对研究生教学,以优势科研平台为特点,通过科研与教学相结合以促进教学效果综合提升。

在保证基础理论和知识体系框架完整的前提下,教员根据不同专业的培养方案、未来需求、知识结构,因材施教,有所侧重[10]。对四、五年制的本科专业,主要强调神经生物学的基础理论知识,辅以航海与神经生物学相关知识和技术的介绍。在八年制临床医学专业授课时,采用专题讲座+综述+汇报的教学方案,将医学神经生物学教学内容划分为若干主题。授课教员以讲座的形式,结合各研究主题的最新进展,给学员做专题综述或报告并引导讨论,并与相关基础和临床教研室积极沟通交流,组织教学联系,为不同专业、不同水平学员学习相关课程搭好桥,为后续课程选好苗、铺好路,以求达到因材施教的教育效果。

2.6 加强教材建设自身特色

教材是本科与研究生教学的基石。我室在教材建设上投入了大量的精力。考虑到统编教材在知识体系上与大学人才培养需求存在不完全匹配,为让学员学习相关的、更为完备的和尽可能前沿的知识、了解航海脑科学发展方向,教员有意识地侧重强调教材的特色性和针对性,使其既有通用医学专业的广泛适用性,又能满足大学教学育人方面的切实需求。

教员以修订再版教材为契机,紧扣需求,结合当下的研究进展,更新修订和补充相关神经科学知识,同时针对性增设部分特色章节,特别是航海方面相关的知识内容。从培养实际出发,贯彻理论与实际相结合的教育原则,与时俱进,既保持知识体系的完整系统性和模块化,又考虑育才方向。

通过修订人才培养方案和教学计划,以合作编写教材、制作课程素材为契机,我室与药学院、长海医院、长征医院、心理系等兄弟单位合作,与相关科室专家进行研讨,积极听取专家对教材的修改意见,对教材内容进行增减和完善。

同时,教员结合各自专业方向和课题研究实际,在教材编写和教学过程中,将各自实验技术心得及研究成果介绍给学员。我室基于此,鼓励教员开展教学研究,定期开展学术沙龙活动,促进教员与校内外专家的沟通和交流。并邀请相关领域专家做线上和线下学术汇报,通过“请进来”和“走出去”两种方式,推动教研室教员共同完善课程和教材的双重建设。

2.7 科研反哺教学,促进教研良性互动

我室根据每个教员的科研内容和各自兴趣选择相应的教学内容,推动新进教员写好教案、备好课、上好讲台、做好文章、带好学员。支持教员认领与自己科研相关或喜欢的章节内容,进行包干制分工教学,同时将教学感悟与学员进行分享,听取学员对教学方法及教学内容的多方位评价,并根据学员的学习反馈进一步作出相应的教学调整,不断提高教学质量[11]。

此外,我室鼓励教员到神经科学领域最新、最前沿的研究机构进行深造学习,把握医学神经生物学科的实时动态,及时学习新知识、新方法、新技术,反哺本科生和研究生教学。

高校的教学与科研,二者是一个统一的框架,彼此紧密联系、相辅相成。教员在教学过程中要传授给学员相关学科知识的最新科研成果,支持教研相互促进,协调发展,将最新的教学理念传递给学员,让学员拥有对学科知识和科研项目的学习欲望。在医学神经生物学课程的教学过程中,有意识地培养学员的创新性科研思维,让科研和教学紧密结合,传授“接地气”的本领,做强“高大上”的科研,实现教学与科研双向互动,形成良性循环[12]。

2.8 课程体系“与时俱进”、教学内容“模块化”“特色化”

我室结合近年来大学对本科教学的需求定位,依据大学新修订的本科人才培养方案,借鉴现行国际神经科学领域教科书和医学院神经科学课程内容,结合自身科研方向和特色,保持教材结构、课程体系和课程内容稳中有变,做到既传授经典理论和知识,又紧跟学科发展和国内外学术前沿,并响应航海医学人才培养的需求和特色。新的课程标准注重思政教育以及知识、能力、素质三者的全面教育,注重教员指导下充分发挥学员的主体作用,培养学生终生学习能力。此外,在达成共同教育目标的前提下,力求兼顾学生的个性发展和职业规划。

教员以模块整合的思路系统优化教学内容,将教学内容整合为正常生理的神经生物学基础、疾病病理的神经生物学两大模块。适当减少前期所学的细胞生物学、生理学、生物化学、解剖学、组织学与胚胎学、遗传学、药理学等相近课程重叠内容的讲授,突出神经科学特色,不断细分和拓展疾病病理的神经生物学内容。在学科门类细分、学生负担增加的大背景下,这种教学内容的模块组织和动态调整,使内容传授上避免“炒冷饭”,且有效激发了学员学习热情,还意料之外地提高了学员投入第二课堂的意愿。

我室建立兼收并蓄、又有所特色和侧重的课程内容和体系。注重在教学目标全面达成的前提下,充分融入教员个人所学所研所长。根据教员年度工作任务和教学时数实际加以微调,既保证教学质量稳定和系统性,又兼具灵活性和深度。教员授课过程注重增加科学研究实例、新成果和先进技术的相关内容,并通过第二课堂创造研究型学习氛围,组织学员参与科研实验和实践,提升学员科研素质和实践能力,也弥补实验课时有限、动手实践机会有限的不足。同时,拓宽学员知识面,活跃思维,增强学习兴趣,培养面向国家海洋战略需求、有侧重和储备的新型人才。

2.9 扩充完善试题库

试题库是衡量检验学生学习效果的重要载体。修订试题库也是优化教学方法、激发学生学习兴趣的重要抓手。我室充分认识到试题库建设的重要性,采取了以下一系列措施,以确保试题库的质量。

2.9.1 定期更新,跟踪最新进展,淘汰和修订错误落后知识 考虑到神经科学这一学科发展远高于其他基础学科的特点,我室对试题库进行持续更新,以符合最新知识和理论。对于已经不再适用或被新的科研证实为错误的知识点,及时从试题库中移除相关试题。并结合学校试题库建设要求,所有新加入的试题都需经过多位专家的慎重评估和审核,确保其科学性和准确性。同时,也注重试题的效度、广度和难易区分度,使其覆盖面更广,难度分布和区分度也更合理。

2.9.2 引入多种题型 除传统的考查基本知识、基本概念和基本理论掌握情况的客观题外,试题库引入如案例分析、数据解读、实验设计等题型,以测试学生的综合应用能力。尤其注重设计一些要求学生将理论知识应用于实际问题的试题,以及医学实际应用和检验学员综合能力的开放题,做到知行合一。

2.9.3 试题与教学内容紧密结合 根据教学大纲和教材内容,教员将试题按模块进行组织,确保各个知识点都能得到充分的考核。并在对教材内容进行更新或修订的同时,同步更新相应的试题库。

2.9.4 技术支持 教员努力将科学技术应用到试题库建设中,包括数字化试题库的创设和智能组题的开发。利用现代化技术手段,建立数字化试题库,使得试题的组织、查询和使用更加便捷。通过智能算法,试题库可以根据学员的学习进度和能力,自动为其生成匹配的试卷,从而针对性提高学员学习成绩。

3 阶段回顾与经验总结

近年来,我室在课程建设上推行了一系列改革尝试,加强思政进课堂、联合优势师资、丰富评价维度、重视教学方法手段的有效性、合作编写特色教材等举措,以满足航海医学人才培养的要求。从近几年推行效果来看,学员课堂互动更加热烈,学习兴趣更加浓厚,思维更加主动积极,参与科研实践认真刻苦,无论是阶段考查,还是终末考核,平均成绩均稳中提高。学员也为教学改革及时提供了不少独到、宝贵的反馈意见和建议。

我室立足海洋战略需求,聚焦学校主线,凝练特色方向,持续开展多学科交叉教学和科研。力求将医学神经生物学课程打造成有质量、有特色的优质课程,力争建设成为培养高层次航海神经科学人才的创新基地。我们深知还有许多工作要做,问题和矛盾会随着发展更多涌现,但只要齐心协力、与时俱进,就一定能在人才培养和服务国家战略上有所作为,完成上级和时代所赋予的职责和使命。