以思維能力培養(yǎng)為核心的生物化學(xué)教學(xué)設(shè)計與體會

李霞 趙晶 沈嵐 張健 賈林濤 韓驊

(腫瘤生物學(xué)國家重點實驗室，空軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室，陜西 西安 710032)

思維能力包含認知能力和情感特質(zhì)，前者是指理解、分析和評價等核心分項技能，后者則包括追求真理和公正、思想開放和自信、有正確的推理和分析能力等性格特質(zhì)[1]。在西方發(fā)達國家，思維能力發(fā)展一直被視為高等教育的核心技能之一[1]。比較而言，我國高等教育包括醫(yī)學(xué)類院校對思維能力培養(yǎng)的重視度還不夠。而思維能力是醫(yī)學(xué)生綜合素質(zhì)與能力的重要體現(xiàn)，又是多種能力的核心，對于醫(yī)學(xué)生成長和未來職業(yè)生涯發(fā)展的重要性不言而喻。盡管國內(nèi)醫(yī)學(xué)類院校近年來加大了對醫(yī)學(xué)生的人文素養(yǎng)的重視和培養(yǎng)，但還難以實現(xiàn)系統(tǒng)、合理地引導(dǎo)和培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的醫(yī)學(xué)思維[2]。鑒于此，除了可專門開設(shè)醫(yī)學(xué)思維培養(yǎng)課程外，充分利用現(xiàn)有的條件和基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程學(xué)習(xí)階段開始，將思維培養(yǎng)與自然科學(xué)知識的學(xué)習(xí)充分融合，不僅對于培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生思維能力具有十分重要的作用，也是提高醫(yī)學(xué)高等教育質(zhì)量的迫切要求。隨著我校醫(yī)學(xué)整合課程和模塊化教學(xué)改革的實行，結(jié)合我們教研室多年開展生物化學(xué)討論課的實踐經(jīng)驗，近年來我們在本科生物化學(xué)教學(xué)中通過拓展延伸物質(zhì)代謝課、系統(tǒng)優(yōu)化討論課、充分利用信息化教材設(shè)立指導(dǎo)性自學(xué)課，貫穿課堂前后設(shè)置發(fā)散性問題等多個方面，構(gòu)建了以思維能力培養(yǎng)為導(dǎo)向和核心的生物化學(xué)教學(xué)模式，旨在全面培養(yǎng)與提高學(xué)員的思維能力和綜合素質(zhì)。本文就我們的教學(xué)設(shè)計、實施與體會做一總結(jié)和介紹。

一、 思維能力培養(yǎng)對于醫(yī)學(xué)生至關(guān)重要

思維能力培養(yǎng)是世界各國學(xué)校教育的主要目標(biāo)之一，其必要性和重要性在于：學(xué)校教育貫穿人的重要認知發(fā)展階段；而教育不僅要傳授知識，并且需指明原因、方法和意義，促使學(xué)習(xí)者理性思考；思維是智力的子集，是掌握知識的工具，促使學(xué)習(xí)者建構(gòu)意義并理解和轉(zhuǎn)化知識，具備終生學(xué)習(xí)能力[3]。因而思維能力培養(yǎng)在高等教育中起著舉足輕重的作用。1991 年，美國國家教育目標(biāo)報告將思維能力、交流能力和解決問題的能力列為大學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)[4]。1999年英國國家課程標(biāo)準(zhǔn)提出學(xué)習(xí)者應(yīng)具備信息處理、推理、質(zhì)詢、創(chuàng)造性思考和評價能力等五種思維能力[5]。本世紀(jì)初，英國劍橋、美國德克薩斯等西方高校將思維能力測試作為高校入學(xué)考試的一部分，其他高校也逐漸將思維課程納入教學(xué)計劃[6]。比較而言，我國高等教育包括醫(yī)學(xué)類院?？傮w上對思維能力培養(yǎng)的重視度還不夠，教學(xué)中仍側(cè)重知識的傳授，教學(xué)方式以滿堂灌為主；即使在教學(xué)中重視培養(yǎng)思維能力，也只作為輔助而缺乏專門訓(xùn)練。醫(yī)學(xué)院校的主要培養(yǎng)對象是日后將從事臨床工作的醫(yī)學(xué)生，思維能力對他們的重要性不言而喻。因此，在日常教學(xué)中如何培養(yǎng)和提高醫(yī)學(xué)生的思維能力，是醫(yī)學(xué)院校教師面臨的重要任務(wù)。

二、醫(yī)學(xué)整合課程利于醫(yī)學(xué)生思維整體性培養(yǎng)

整合課程 (integrated curriculum) ，也稱“綜合課程”或“課程綜合化”，是把原來具有內(nèi)在聯(lián)系但又自成體系的內(nèi)容重新整合在一起，打破學(xué)科和傳統(tǒng)知識框架的壁壘，將各門課程或各教學(xué)環(huán)節(jié)中有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容進行整理與合并，使相關(guān)課程能夠形成內(nèi)容冗余度少、結(jié)構(gòu)性好、整體協(xié)調(diào)的新型課程環(huán)節(jié)，以發(fā)揮其綜合優(yōu)勢[7-8]。

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)必修課包括人體解剖學(xué)，組織胚胎學(xué)，生物化學(xué)等共18門，科目眾多，內(nèi)容涉及面廣，以各自獨立的課程為主導(dǎo)致分科過細，割裂了不同課程之間彼此的內(nèi)在聯(lián)系和整體性，不利于思維整體性培養(yǎng)[2]。歐美國家從上世紀(jì)開始積極推動從基礎(chǔ)到臨床的以器官系統(tǒng)為基礎(chǔ)的整合課程模式，其中最為成功的范例是哈佛醫(yī)學(xué)院和霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院[9]。國內(nèi)多所高等醫(yī)學(xué)院校包括中國醫(yī)科大學(xué)、四川大學(xué)華西醫(yī)學(xué)中心、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院等借鑒國外醫(yī)學(xué)院校的成功經(jīng)驗，陸續(xù)推行整合課程模式，經(jīng)過整合刪減各學(xué)科中的重復(fù)內(nèi)容，將相關(guān)學(xué)科結(jié)合在一起組成新的模塊，形成了模塊化教學(xué)模式[10]。該教學(xué)模式打破了學(xué)科界限，符合從淺入深、從宏觀到微觀的客觀認知規(guī)律，能夠極大地促進醫(yī)學(xué)生思維整體性培養(yǎng)，有望成為普遍推行的醫(yī)學(xué)教育模式。

我校在2011年本科教學(xué)改革中，即開始推行醫(yī)學(xué)課程的整合和模塊教學(xué)，將原有的“生物化學(xué)”與“醫(yī)學(xué)細胞學(xué)”、“醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)”三門基礎(chǔ)課程整合成為新的“細胞與分子基礎(chǔ)”模塊，遵循從結(jié)構(gòu)到功能、由靜態(tài)到動態(tài)、從局部到整體、由正常到疾病的認知規(guī)律，將原有的內(nèi)容重新組合為八個單元，分別是：生命的分子組成、細胞的基本結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)與能量代謝、生物遺傳信息傳遞、細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細胞行為、遺傳基本規(guī)律、遺傳與疾病。上述內(nèi)容的安排循序漸進，依照由分子、到結(jié)構(gòu)、再到功能，由節(jié)點、到途徑、再到調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，由生理意義、到病理意義、再到診療策略的思路，利于培養(yǎng)學(xué)員在日后臨床學(xué)習(xí)和工作中的整體性思維。

上述模塊教學(xué)任務(wù)于本科第一學(xué)年完成，教學(xué)方式以課堂授課為主，輔以討論課，指導(dǎo)性自學(xué)，對授課內(nèi)容精心設(shè)計和組織實施。與此同時，充分利用我?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的人員和資源優(yōu)勢，在5年制軌道和8年制軌道分別增設(shè)代謝相關(guān)疾病概述和代謝相關(guān)研究進展，分別由我校附屬醫(yī)院內(nèi)分泌專科臨床醫(yī)生、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院代謝研究領(lǐng)域研究專家進行授課，結(jié)合臨床實際和科學(xué)研究實踐，拓展延伸了物質(zhì)代謝課，充分發(fā)揮模塊化教學(xué)的優(yōu)勢，重在培養(yǎng)學(xué)生從事臨床和科研工作的思維能力，為學(xué)生日后從事臨床工作和科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。

三、基于問題或病例的PBL教學(xué)法利于培養(yǎng)自主思維能力

上世紀(jì)開始，美國、加拿大等西方發(fā)達國家醫(yī)學(xué)院校在臨床前或臨床課教學(xué)中，開始采用PBL(problem-based learning)的教學(xué)方法，這是一種基于問題的以學(xué)生為主體的小組討論式教學(xué)方法，是目前西方研究生和大學(xué)教育中廣為推行和重視的一種教學(xué)模式[11-12]。該教學(xué)模式需要教師和學(xué)生共同參與，不僅能促使學(xué)生養(yǎng)成探究性學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及批判思維、創(chuàng)新、協(xié)作等綜合能力；同時，也對教師提出了更高的要求，以促進教學(xué)相長。近年來，國內(nèi)部分醫(yī)學(xué)院校在探索教學(xué)改革的實踐中，也逐步開始開設(shè)PBL教學(xué)模式等，以期全面提高學(xué)生的綜合能力與素質(zhì)[13-15]。

我們教研室從2002年即開始在生物化學(xué)課程教學(xué)中成功開展了物質(zhì)代謝綜合討論課，受到了學(xué)員的廣泛好評，也取得了寶貴的經(jīng)驗[5]。但原有的討論課主要采用學(xué)員課前自主選題并準(zhǔn)備幻燈，課堂給定時間(5～8 min)匯報，教師總結(jié)與點評。由于課前教師參與和輔導(dǎo)程度不足，亦缺乏科學(xué)合理的衡量和考核標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致討論課總體呈現(xiàn)無序狀態(tài)，表現(xiàn)為學(xué)員選題過于雜亂，內(nèi)容相表淺，邏輯思路和重點不突出，展現(xiàn)形式單調(diào)等。在學(xué)科新進展新知識迅速積累的現(xiàn)狀和模塊化教學(xué)改革的新形勢下，這種討論課模式遠不能滿足學(xué)員創(chuàng)新與思維能力培養(yǎng)的要求。針對上述問題，近幾年來我們通過強化教師的引導(dǎo)和輔導(dǎo)作用，設(shè)立科學(xué)合理的衡量標(biāo)準(zhǔn)和新評價體系，對討論課從組織實施和評價評分方面進行了系統(tǒng)優(yōu)化，使其高度組織化和有序化。

具體的舉措主要包括：①充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，組建討論課教學(xué)組。設(shè)立五年制和八年制討論課教學(xué)組。由4～6名主講教師組成教學(xué)組，每人負責(zé)指導(dǎo)5～6名學(xué)員，教師全程參與和輔導(dǎo)討論課。教學(xué)組論證討論課設(shè)計與實施方案。教師和學(xué)生共同確定討論課的規(guī)劃設(shè)計，包括選題范圍、涵蓋知識點等，并論證討論課的組織實施方案，實現(xiàn)有計劃、有組織、有序地開展討論課。同時結(jié)合專業(yè)特色，分設(shè)不同專題進行。②建立科學(xué)合理的衡量標(biāo)準(zhǔn)和評價體系。根據(jù)選題和內(nèi)容的科學(xué)性、展現(xiàn)形式的邏輯性、課堂表現(xiàn)等，從多方面綜合評估，設(shè)立量化評價標(biāo)準(zhǔn)。同時按照評價標(biāo)準(zhǔn)評分，評出不同等級獎項，并將打分結(jié)果經(jīng)過換算直接加到課程的最終成績總分，從而建立并列于理論考試的評價體系。該體系有助于補充現(xiàn)有針對學(xué)員的卷面考核方式，檢查和評估學(xué)員的綜合能力。通過分析討論課考核成績與后期學(xué)員在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合實驗課題設(shè)計和實施階段中處理和解決問題的表現(xiàn)，表明二者之間具有明顯的相關(guān)性[16]。

四、指導(dǎo)性自學(xué)課是自學(xué)能力和思維能力培養(yǎng)的有益手段

自學(xué)能力是指不在他人的幫助和指導(dǎo)下學(xué)習(xí)知識、掌握知識、應(yīng)用所學(xué)知識的能力，主要包括主要包括：獨立閱讀能力，熟練使用各類工具書、數(shù)據(jù)庫等資源進行文獻檢索的能力，“存疑”、“解疑”能力，以及分析、比較、綜合、推理的思維能力[17]。可見，自學(xué)能力與思維能力密切相關(guān)。隨著社會快速發(fā)展和知識急速更新，良好的自學(xué)能力將會直接影響學(xué)生將來的發(fā)展和成才。大學(xué)教育的重點在于培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力及獨立思考和解決問題的能力，即“授人以漁”，故高校教師的作用主要是教會學(xué)生“會學(xué)”，而不僅是“學(xué)會”。因此，如何培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力是高校教師義不容辭的責(zé)任。

近5年來，我們在教學(xué)中選取“維生素與微量元素”、“核苷酸代謝”這兩個章節(jié)內(nèi)容設(shè)計為指導(dǎo)性自學(xué)。充分利用現(xiàn)有的信息化教材和網(wǎng)絡(luò)資源，包括第8版生物化學(xué)與分子生物學(xué)數(shù)字教材、國家醫(yī)學(xué)電子書包(囊括53門醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)和臨床課程)，以及慕課、微課等網(wǎng)上視頻資源，課前布置自學(xué)提綱，例如：請結(jié)合核苷酸代謝知識，分析多食雞蛋是否會誘發(fā)痛風(fēng)？自毀容貌癥的生化機制是什么？核苷酸代謝與糖代謝、氨基酸代謝有什么聯(lián)系？讓學(xué)生在給定時間內(nèi)進行自學(xué)，通過自我閱讀教材、查閱相關(guān)資料，自行歸納和總結(jié)內(nèi)容要點，并要求學(xué)員就所學(xué)內(nèi)容的針對性問題上交書面作業(yè)，記入作業(yè)成績。同時在討論課中設(shè)立1～2項基于自學(xué)內(nèi)容的選題，檢驗自學(xué)效果。通過以上的舉措，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。

五、發(fā)散性問題是培養(yǎng)和檢驗開放性思維能力的有效方式

開放性思維是一種突破傳統(tǒng)思維定勢和狹隘眼界，多視角、全方位看問題的思維方式，通過從不同的方向、途徑和角度進行設(shè)想和探求，以揭示客觀事物的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系、尋找解決問題的多種可能性[17]。開放性思維能力對于醫(yī)學(xué)生日后在臨床工作中面臨復(fù)雜或疑難疾病的診治時尤為重要，幫助他們突破固有的定向思維模式，拓寬視野，找到關(guān)鍵的診斷線索或治療對策。因此，在基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)階段循序漸進地、有意識地進行開放性思維能力培養(yǎng)，利于開拓學(xué)生的知識視野，培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生分析和解決問題的能力。

在生物化學(xué)教學(xué)中，我們通過在課堂和課后布置發(fā)散性問題、在考試主觀題中設(shè)置開放考題等方式，一方面激發(fā)學(xué)生的主動求知欲，另一方面有意識地培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。例如在學(xué)習(xí)氨基酸代謝這章內(nèi)容時，設(shè)置如下幾個問題作為開篇：組織結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是靜止的還是動態(tài)的？體檢時肝功能化驗主要檢測什么？肝功能受損對機體最大的危害是什么？正常蛋白質(zhì)對有人而言卻是“毒物”，為什么？在學(xué)習(xí)完物質(zhì)代謝后布置如下思考題：減肥方法都有哪些，各有何利弊？如何評論體內(nèi)膽固醇的利弊？此外，在考核試卷中設(shè)置發(fā)散性主觀題，例如：請結(jié)合氨在體內(nèi)代謝過程該過程列舉出幾種預(yù)防或治療高血氨的策略；請結(jié)合你所學(xué)的脂代謝知識(脂類物質(zhì)在體內(nèi)的消化、吸收、分解、合成等代謝過程)，試設(shè)計幾種潛在的減肥藥物。這些發(fā)散性問題的重點在于培養(yǎng)學(xué)生的開放或發(fā)散性思維能力，要求學(xué)生不僅可以對所學(xué)的知識進行高度總結(jié)和歸納，同時能夠不受限于課本知識、拓寬視野、豐富知識結(jié)構(gòu)，并提出獨到的見解和方案。就這些問題所收集的不拘一格的回答也作為極好的教學(xué)素材，為教師備課提供啟發(fā)或激發(fā)靈感，充分地促進了教學(xué)相長。

思維能力是各國學(xué)校教育的主要目標(biāo)之一，是醫(yī)學(xué)生綜合素質(zhì)與能力的重要體現(xiàn)和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的迫切需要，因此也一直是教學(xué)改革中的重點[18-20]。隨著我校醫(yī)學(xué)整合課程和模塊化教學(xué)改革的推行，結(jié)合我們教研室多年來開展生物化學(xué)討論課的實踐經(jīng)驗，我們在生物化學(xué)教學(xué)中，立足學(xué)科現(xiàn)有優(yōu)勢，依托細胞與分子基礎(chǔ)模塊，注重培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生思維能力，通過拓展延伸物質(zhì)代謝課、系統(tǒng)優(yōu)化討論課、充分利用信息化教材開展指導(dǎo)性自學(xué)、貫穿教學(xué)過程設(shè)置發(fā)散性問題等多個方面，構(gòu)建了以思維能力培養(yǎng)為核心的醫(yī)學(xué)生物化學(xué)教學(xué)模式，全面培養(yǎng)與提高學(xué)員的思維能力和綜合素質(zhì)。該模式也是促進教學(xué)相長、提高教學(xué)效果的有效方法和手段，值得進一步完善和推廣。