翻轉(zhuǎn)課堂和PBL模式在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

2020-02-19 09:09:29岳文濤

實驗室研究與探索 2020年12期

陳琪，岳文濤

（首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京婦產(chǎn)醫(yī)院中心實驗室，北京100026）

0 引言

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)是將個體信息用于指導(dǎo)疾病的診斷和治療，使疾病的診治更具有針對性、靶向性和特異性的醫(yī)學(xué)［1］。近年來，隨著測序技術(shù)和生物信息學(xué)技術(shù)的發(fā)展，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)成為我國醫(yī)療發(fā)展的重要機(jī)遇。與傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)模式相比，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)可以提高患者的治療效果、減少治療相關(guān)不良反應(yīng)，因此，非常有必要培養(yǎng)研究生精準(zhǔn)醫(yī)療意識和思維方式，提高精準(zhǔn)醫(yī)療的診療水平，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才［2］。

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究生教育是培育創(chuàng)新型醫(yī)學(xué)專業(yè)人才的搖籃，是國家醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的內(nèi)在動力［3］。按照我國《高等教育法》的要求，研究生應(yīng)當(dāng)掌握本學(xué)科堅實的基礎(chǔ)理論、系統(tǒng)的專業(yè)知識、相應(yīng)的技能、方法和相關(guān)知識，具有從事本專業(yè)實際工作和科學(xué)研究工作的能力［4］。然而，研究生在精準(zhǔn)醫(yī)療相關(guān)領(lǐng)域需要掌握的實驗技能與科研能力種類繁多，需要根據(jù)當(dāng)前國際研究進(jìn)展不斷優(yōu)化與改進(jìn)，且當(dāng)前基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究生教育仍然面臨學(xué)生被動式接受知識、自主性低、創(chuàng)新性不強(qiáng)的困境。作為一個國內(nèi)尚處于起步階段的研究領(lǐng)域，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)成為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究生教育中新的挑戰(zhàn)。

在新興醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)難以適應(yīng)科研的發(fā)展，難以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。很多教師在課堂上照本宣科，以填鴨式教學(xué)模式灌輸給學(xué)生知識，沒有給學(xué)生主動思考的空間，不利于學(xué)生創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)［5］。學(xué)生被動接受知識，容易失去獲得知識的樂趣［6］。在一項基于全國研究生離校調(diào)查的數(shù)據(jù)中，以學(xué)生為中心的，對學(xué)生就讀體驗滿意度的實證研究中發(fā)現(xiàn)，包括基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)型研究生在內(nèi)的學(xué)生對課程教學(xué)的滿意度相對較低［7］。這表明基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究生教學(xué)方式急需改進(jìn)，醫(yī)學(xué)院校研究生教育質(zhì)量亟待提高。本院作為一所集臨床與科研為一體的三級甲等醫(yī)院，在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)教學(xué)中一直努力提高教育水平。近年來，本院持續(xù)投入巨資升級改造中心實驗室，配備了高內(nèi)涵成像儀、共聚焦顯微鏡、realtime PCR儀等基礎(chǔ)研究設(shè)施，并建設(shè)SPF 級動物房，用于滿足研究生教學(xué)需求。但是，在教學(xué)方面，仍需探索多種新的教育學(xué)手段的聯(lián)合應(yīng)用，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)新能力，提升研究生教育質(zhì)量。近年來在本科室腫瘤學(xué)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究生教學(xué)中引入了翻轉(zhuǎn)課堂和問題導(dǎo)向式（Problem-based Learning，PBL）教學(xué)方式，取得了良好的教學(xué)效果。

1 翻轉(zhuǎn)課堂提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

研究生教學(xué)與本科時的灌輸式教學(xué)具有明顯的不同點。本院作為一所醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，所招收的學(xué)生大多數(shù)本科時就讀醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)，過去的學(xué)習(xí)多集中于傳統(tǒng)臨床理論知識與臨床操作，但是所接受的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究相關(guān)實驗技能和理論培訓(xùn)相對薄弱。成為腫瘤學(xué)學(xué)術(shù)型研究生后，學(xué)生需要學(xué)習(xí)許多未接觸過的理論知識和實驗技能。本科生實驗教學(xué)往往是按照固定的實驗流程操作，得到預(yù)期的實驗結(jié)果。但是研究生教學(xué)期間的實驗教學(xué)重在掌握前沿科研理念和技術(shù)，進(jìn)行學(xué)術(shù)創(chuàng)新和探索。研究生需要接觸許多新式的實驗技能，實驗流程往往需要多次摸索來優(yōu)化條件，同時科學(xué)研究常常伴隨與預(yù)期不符的結(jié)果，實驗的失敗容易帶給學(xué)生挫敗感。總之，在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究實驗技能學(xué)習(xí)方面，研究生教育更強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)自主性和創(chuàng)新能力，這成為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)教學(xué)的兩大重點。

近年來，翻轉(zhuǎn)課堂成為一種熱門的教學(xué)方式。翻轉(zhuǎn)課堂是一種以學(xué)生為中心的新教學(xué)方式。其教學(xué)模式由傳統(tǒng)的“課堂講解＋課后鞏固練習(xí)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢n前自主學(xué)習(xí)＋課堂深度互動”，具體為學(xué)生在課前自學(xué)老師指定的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)視頻或者多媒體資源，將相關(guān)難點通過郵箱等方式反饋給老師，然后由教師在課堂上將學(xué)生反饋的難點加以闡述，使課堂上的總結(jié)引導(dǎo)更具有針對性，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率［8］。翻轉(zhuǎn)課堂的價值已經(jīng)在一些教學(xué)實踐中得到證實。例如，在一項關(guān)于靜脈穿刺置管術(shù)教學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)，翻轉(zhuǎn)課程可有效提高教學(xué)質(zhì)量，增加學(xué)習(xí)積極性［9］。

腫瘤分子診斷是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的重要組成?，F(xiàn)代臨床研究發(fā)現(xiàn)，人體基因組的變化與患者腫瘤病癥的發(fā)生與進(jìn)展有一定的關(guān)系［10］。惡性腫瘤患者的染色體異常、蛋白、端粒酶異常等信息均可以利用分子診斷技術(shù)進(jìn)行識別［11］。利用病人腫瘤相關(guān)基因表達(dá)信息，可以進(jìn)行相關(guān)疾病預(yù)測與診斷，對不同病人實施不同的靶向藥物治療方案，提高治療效果。腫瘤分子診斷涉及差異基因篩選、轉(zhuǎn)移侵襲功能驗證、免疫組化與免疫熒光檢測等多種實驗步驟。在本科室過去的教學(xué)中往往是學(xué)生直接按照教師提供的實驗操作流程一步步跟著做，教學(xué)結(jié)束后學(xué)生經(jīng)常會忽視其中某個重要細(xì)節(jié)，或?qū)δ硞€步驟的原理和實施不明了，對實驗技能掌握不夠好。運用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式，教師提前將實驗操作流程相關(guān)文件與視頻提供給學(xué)生，整理出實驗過程中容易忽視的重要操作和原理。學(xué)生通過提前學(xué)習(xí)，可以對將要實施的實驗流程和使用的試劑更為了解，可以在現(xiàn)場教學(xué)時更好地完成各實驗步驟，對于某些不理解的操作細(xì)節(jié)可以由教師針對性的回答與補(bǔ)充。通過翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，學(xué)生由被動接受知識轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí)，自主學(xué)習(xí)能力得到有效提升。

2 PBL教學(xué)法提升學(xué)生創(chuàng)新能力

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)不僅是當(dāng)今基礎(chǔ)研究的熱門課題，也是未來臨床應(yīng)用的重要領(lǐng)域。但是，單純的基礎(chǔ)研究實驗技能教學(xué)較為枯燥，這極大地影響了學(xué)生對基礎(chǔ)研究學(xué)習(xí)的熱情。此外，學(xué)生在掌握某一實驗技能后，在舉一反三和改進(jìn)該實驗流程的能力上也有不足。因此，如何發(fā)掘基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用的結(jié)合點，提升學(xué)生對基礎(chǔ)科研的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，成為教學(xué)的難題之一。

PBL教學(xué)法是以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，是在教師的參與和指導(dǎo)下學(xué)生以小組討論的形式，圍繞某一復(fù)雜的基于實際問題的專題或病例進(jìn)行問題的提出、討論和學(xué)習(xí)的過程［8］。

作為導(dǎo)向的問題的選擇是PBL 教學(xué)法實施的一個重要環(huán)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，在醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)實驗教學(xué)中融入臨床最新收集的染色體核型，可提高學(xué)生對實驗教學(xué)內(nèi)容、模式的認(rèn)可度，可增加學(xué)習(xí)興趣［12］。在本科室腫瘤分子診斷教學(xué)中，過去的教學(xué)方法是直接給學(xué)生一個進(jìn)行分子診斷標(biāo)志物的篩選的選題，教導(dǎo)學(xué)生具體實驗技能，這種教學(xué)方法無法讓學(xué)生更好地認(rèn)識其所做篩選實驗的重要性，興趣不高。在本科室應(yīng)用PBL教學(xué)法引導(dǎo)研究生進(jìn)行科研選題時，教師首先召開小組討論會，引導(dǎo)學(xué)生搜索與探討現(xiàn)今腫瘤的臨床表現(xiàn)，患者經(jīng)受的痛苦，展示現(xiàn)代腫瘤診斷治療的技術(shù)和難點，揭示腫瘤分子診斷標(biāo)志物的篩選在癌癥早期診斷與預(yù)后判斷中的重要價值，提升學(xué)生對該選題的興趣與重視。然后引導(dǎo)學(xué)生分析已經(jīng)獲批臨床應(yīng)用的CA-125 等標(biāo)志物所存在的不足，以及最新發(fā)現(xiàn)的候選標(biāo)志物的優(yōu)缺點。最終在教師與學(xué)生的探討中，選定挖掘新的腫瘤分子診斷標(biāo)志物這一科研臨床結(jié)合的論題，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生探索實現(xiàn)該論題的方法。這種以學(xué)生為中心，以臨床應(yīng)用為導(dǎo)向的論題選擇，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

對研究實施方案的探尋與確定是PBL 教學(xué)法的另一個重要環(huán)節(jié)。在腫瘤分子診斷標(biāo)志物篩選教學(xué)中，過去的教學(xué)方法是直接指導(dǎo)學(xué)生在數(shù)據(jù)庫和組織樣本中進(jìn)行基因表達(dá)和預(yù)后分析，然后在細(xì)胞學(xué)水平上進(jìn)行增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移能力的驗證研究，在小鼠體內(nèi)進(jìn)行動物學(xué)實驗。雖然學(xué)生掌握了具體的實驗技能，但是往往對為何進(jìn)行該實驗缺少理解，也不了解在另一個類似實驗中應(yīng)該如何改進(jìn)甚至采取新的實驗操作。在應(yīng)用PBL教學(xué)法后，教師與學(xué)生針對分子診斷標(biāo)志物從實驗室研究到臨床應(yīng)用中所涉及的多個環(huán)節(jié)進(jìn)行分解，解決各環(huán)節(jié)所涉及的問題。例如在候選標(biāo)志物篩選環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生思考哪些基因和蛋白數(shù)據(jù)庫可以用于篩選候選基因，如何搜索相關(guān)文獻(xiàn)。在標(biāo)志物驗證環(huán)節(jié)，為了改變基因表達(dá)情況，如何選擇過表達(dá)或敲低基因的方式，如何設(shè)計序列。在蛋白表達(dá)檢測環(huán)節(jié)，有哪些技術(shù)，如何選擇特異性抗體及其表達(dá)宿主等。在動物學(xué)實驗環(huán)節(jié)，如何選擇皮下注射或靜脈注射方式，如何設(shè)計實驗分組方式與給藥劑量等。在標(biāo)志物的臨床樣本驗證環(huán)節(jié)，如何根據(jù)不同情況確定所需病人的樣本量和納入排除標(biāo)準(zhǔn)等。在參與課題設(shè)計與實施的過程中，學(xué)生懷著極大的熱情，為了實現(xiàn)不同的目的提出各種解決方案，在教師幫助下對各種實施方案的利弊和可能性進(jìn)行探索，最終掌握相關(guān)實驗技能與原理，還能夠針對不同目的改變實驗手段。PBL教學(xué)模式不僅培養(yǎng)了學(xué)生獨立解決問題和創(chuàng)新的能力，還培養(yǎng)了團(tuán)隊合作精神。

3 翻轉(zhuǎn)課堂與PBL教學(xué)法聯(lián)合應(yīng)用效果更佳

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)是我國醫(yī)療發(fā)展的重要機(jī)遇，是近年來基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究生教育中新的挑戰(zhàn)。在教學(xué)中，翻轉(zhuǎn)課堂和PBL教學(xué)法不是相互獨立的，而是相輔相成的。

翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用有助于學(xué)生由被動接受知識轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí)，有效提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，但是單純地應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情與創(chuàng)新能力方面仍存在不足之處。翻轉(zhuǎn)課堂要求教師不僅需要具備豐富的知識儲備，還需要花費較多時間來了解各個學(xué)生之間的差異性，從而制定有效的、針對性較強(qiáng)的教學(xué)方法［13］。但是學(xué)生大多數(shù)情況下依然是遵照教師指定的內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，某些論題對學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的激發(fā)作用不高。此外，限于科研水平不足，學(xué)生向教師提出的問題主要集中在特定實驗的原理與操作細(xì)節(jié)，在深層理解與創(chuàng)新思維方面的能力仍有進(jìn)步的空間。

PBL教學(xué)模式能有效激發(fā)學(xué)生對所選論題的興趣，能在解決具體問題的過程中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，但是，基礎(chǔ)到臨床轉(zhuǎn)化的論題涉及的論題很多。盲目地選題與研究會分散學(xué)生精力，難度過高的選題甚至?xí)驌魧W(xué)生學(xué)習(xí)積極性。課外查閱資料等過程需要占用大量的業(yè)余時間，學(xué)生可能疲于應(yīng)付教學(xué)任務(wù)，失去原本的學(xué)習(xí)主動性和興趣［14］。這就需要教師根據(jù)學(xué)生現(xiàn)階段學(xué)習(xí)情況把控選題與研究方向，安排適當(dāng)?shù)恼n外自學(xué)內(nèi)容。此外，學(xué)生很難在時間相對較短的課程中總結(jié)出完善的解決問題的方法。

任務(wù)導(dǎo)向的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式則可以節(jié)約課堂時間，增加學(xué)生參與課堂實踐的機(jī)會，使課堂真正實現(xiàn)答疑解惑，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力［15］。翻轉(zhuǎn)課堂和PBL教學(xué)模式聯(lián)合應(yīng)用在一些類型的教學(xué)研究中取得了一定效果。例如，在遺傳學(xué)實驗教學(xué)中引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，結(jié)合提出問題，進(jìn)行任務(wù)導(dǎo)向式教學(xué)的模式，得到了95%的學(xué)生的認(rèn)可［16］。因此，在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究生教育中聯(lián)合應(yīng)用這兩種教學(xué)模式，對提高學(xué)生興趣和自學(xué)能力有著明顯的作用。

4 結(jié) 語