CDIO模式下醫(yī)學(xué)生免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課的能力培養(yǎng)

楊丹聃,辛暨麗,王 琰,吳 睿,王博文,張鈺欣,高長曌

(1.吉林大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，吉林 長春 130021；2.吉林大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，吉林 長春 130021；3.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院，吉林 長春 130033)

伴隨著時(shí)代的發(fā)展，素養(yǎng)教育已日漸融入到原有的教育課程中，學(xué)與教的方式也隨之發(fā)生變革，引導(dǎo)教學(xué)逐漸趨向以學(xué)生為中心，以促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，基于問題或基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)為目的開展教學(xué)設(shè)計(jì)[1]。構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)施-運(yùn)作(conceiving-designing-implementing-operating,CDIO)這種工程教育模式最早是由美國麻省理工及瑞典的3所大學(xué)共同創(chuàng)設(shè)的一種先進(jìn)教育理念，引導(dǎo)學(xué)生以主動(dòng)、實(shí)踐的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過“以學(xué)生為主題”、“做中學(xué)”、“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐應(yīng)用能力[2]。為了適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)﹐培養(yǎng)具備較強(qiáng)的臨床思維、臨床實(shí)踐能力,以及一定的臨床科學(xué)研究和臨床教學(xué)能力的高水平、高素質(zhì)的臨床醫(yī)師。將CDIO理念引入醫(yī)學(xué)免疫課教學(xué)是想最大限度的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，以學(xué)生為主體，教師以總結(jié)、答疑等方式作為輔助，讓學(xué)生主動(dòng)地參與實(shí)驗(yàn)課程。

1 教學(xué)模式設(shè)計(jì)

為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和實(shí)驗(yàn)操作能力，單純的基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合的教學(xué)模式已無法滿足需求，教師的輔助太多，學(xué)生思維受到固化，不能更好的發(fā)散思維，鍛煉實(shí)驗(yàn)操作水平。因此，嘗試引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生在此過程中具備掌握和熟練運(yùn)用的技能和理論知識(shí)。CDIO理念能充分展現(xiàn)此想法，將CDIO方法與教學(xué)環(huán)節(jié)有效結(jié)合，是此次教學(xué)改革的重點(diǎn)，整體思路如圖1所示。

圖1 教學(xué)模式設(shè)計(jì)

具體模式為實(shí)行“以學(xué)生為主體”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，結(jié)合“發(fā)現(xiàn)教學(xué)”引導(dǎo)讓學(xué)生按照CDIO“構(gòu)思”、“設(shè)計(jì)”、“實(shí)施”、“運(yùn)行”的方式開展實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。

(1)確立“藥物對免疫抑制模型免疫調(diào)節(jié)作用”為研究課題，在常規(guī)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容上加入藥物治療環(huán)節(jié)，教師簡單闡述選題的原則、方法、思路，并舉例描述，現(xiàn)場CDIO。

(2)學(xué)生分組布置任務(wù)，首先運(yùn)用所掌握的專業(yè)知識(shí)并查閱文獻(xiàn)資料，找到具有增強(qiáng)免疫功能的目標(biāo)藥物。學(xué)生要根據(jù)可行性、需要性、科學(xué)性、安全性、創(chuàng)新性、效益性等原則，可以從西藥、中藥、生藥中選擇，通過查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，比較所選藥物的優(yōu)劣，從創(chuàng)新和效益的角度確認(rèn)目標(biāo)藥物。并把藥物的獲取途徑、儲(chǔ)存條件、以往檢測手段等查閱清晰。

(3)根據(jù)文獻(xiàn)，自行設(shè)計(jì)免疫調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)。并且每組負(fù)責(zé)一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的自講，包括實(shí)驗(yàn)原理、過程、問題處理、應(yīng)用等方面。要求小組明確立體依據(jù)，從穩(wěn)定性角度出發(fā)選擇實(shí)驗(yàn)，小組成員全員參與，分工明確，重點(diǎn)負(fù)責(zé)，通過討論完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

(4)各組負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生參與預(yù)實(shí)驗(yàn)，確定具體的操作條件、時(shí)間、消耗情況及實(shí)驗(yàn)物品的準(zhǔn)備等，并做好記錄，有利于實(shí)驗(yàn)失誤分析。

(5)實(shí)驗(yàn)課規(guī)定時(shí)間內(nèi)由學(xué)生主講自己查到的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教師做總結(jié)與補(bǔ)充。學(xué)生將目標(biāo)藥物應(yīng)用于全程實(shí)驗(yàn)中。

(6)探討實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生可以在課堂基本實(shí)驗(yàn)之外，將自己實(shí)驗(yàn)所需關(guān)鍵檢測內(nèi)容以報(bào)告形式討論完成。

(7)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)報(bào)告。

(8)成績考核：包括理論成績、平時(shí)成績和CDIO成績，綜合反應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)成果。

2 教學(xué)實(shí)施過程

整體過程如圖2所示。

圖2 教學(xué)實(shí)施過程

2.1 通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)鍛煉學(xué)生的科研能力與創(chuàng)新能力

實(shí)驗(yàn)開始前，由教師引導(dǎo)學(xué)生提出科學(xué)的、可行的、創(chuàng)新性的、有意義的實(shí)驗(yàn)課題，由學(xué)生進(jìn)一步查找相關(guān)實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)，經(jīng)教師初步考慮后決定選取茶多酚與元花青素兩種氧化劑作為實(shí)驗(yàn)藥物，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中，除了常規(guī)探討以上兩種實(shí)驗(yàn)藥物對小鼠免疫學(xué)功能的影響，如脾臟胸腺指數(shù)的測定、細(xì)胞因子檢測、淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)等，還鼓勵(lì)學(xué)生在查閱文獻(xiàn)，掌握一定科學(xué)性、可行性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了碳粉廓清實(shí)驗(yàn)、生物體抗氧化酶系SOD及MDA在血清中的測定、胃腸排空率測定等實(shí)驗(yàn)。

在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程中，由學(xué)生自主查閱文獻(xiàn)，了解相關(guān)內(nèi)容后提出科學(xué)可行的實(shí)驗(yàn)課題有助于提高學(xué)生的深度思考能力，深化科研設(shè)計(jì)選題這一過程。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，查閱文獻(xiàn)從而能夠設(shè)計(jì)其他可行的實(shí)驗(yàn)方案，能夠培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，鍛煉了學(xué)生的自主科研能力。

2.2 通過設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)方案鍛煉學(xué)生的科研思維

在確定了大致的實(shí)驗(yàn)方案之后，由學(xué)生自主查找文獻(xiàn)，了解具體的實(shí)驗(yàn)方法并進(jìn)行探討，確定要研究的實(shí)驗(yàn)指標(biāo)，思考在現(xiàn)有的條件下實(shí)驗(yàn)方案能夠完成的程度，確定好完成實(shí)驗(yàn)所需要的材料以及擬定完整的實(shí)驗(yàn)方法。

由學(xué)生自己查找文獻(xiàn)，自己思考，小組成員討論，再由教師斟酌考慮，確定出完整的實(shí)驗(yàn)材料及方法，是實(shí)驗(yàn)完成的基礎(chǔ)。從實(shí)驗(yàn)可行性的角度出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行完善及補(bǔ)充提高，能夠培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)縝密的科研思維。

2.3 通過學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作鍛煉學(xué)生的科研實(shí)踐能力

在實(shí)踐過程中，由教師對同學(xué)們進(jìn)行各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)，如正確進(jìn)行小鼠灌胃給藥，小鼠眼球取血，超凈臺(tái)工作注意事項(xiàng)，酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)操作等，由學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)操作，老師進(jìn)行指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)中灌胃給藥共計(jì)2周，再由學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案取相關(guān)實(shí)驗(yàn)標(biāo)本進(jìn)行下一步操作。

學(xué)生自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，更好地幫助學(xué)生了解免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理，鞏固理論課基礎(chǔ)知識(shí)。同時(shí)掌握一定的實(shí)驗(yàn)技能，為學(xué)生將來進(jìn)行相關(guān)方面的科學(xué)研究奠定一定的基礎(chǔ)。

2.4 通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與分析鍛煉學(xué)生的科研資料整理能力

實(shí)驗(yàn)完成后得到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，由學(xué)生通過統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)，運(yùn)用一定的統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行處理，得到直觀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而能夠更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論，得出符合預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

數(shù)據(jù)處理是整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中最為重要的步驟之一，通過數(shù)據(jù)的處理與分析，能夠鍛煉學(xué)生對科研資料的整理與分析能力，也能夠讓學(xué)生體會(huì)到統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)在實(shí)驗(yàn)過程中的重要作用。

2.5 通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論與分析鍛煉學(xué)生的科研思維

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，通過數(shù)據(jù)處理，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)合理的分析，從而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并對整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行相關(guān)討論與分析，發(fā)散思維，對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)，對實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行討論。

通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，學(xué)生能夠?qū)Υ舜螌?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)，小組成員討論分析可以鍛煉學(xué)生的發(fā)散思維，對實(shí)驗(yàn)中的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行討論，可以為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供經(jīng)驗(yàn)，從而完善實(shí)驗(yàn)方案。

2.6 通過撰寫實(shí)驗(yàn)論文鍛煉科研總結(jié)能力

實(shí)驗(yàn)論文的撰寫可以將整個(gè)實(shí)驗(yàn)的成果進(jìn)行記錄與發(fā)表，供他人參考，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，由教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行完成實(shí)驗(yàn)論文的書寫，這一過程中鍛煉了學(xué)生的科研總結(jié)能力，鍛煉了科研思維。

3 考核分析與教學(xué)反饋

本次醫(yī)學(xué)免疫學(xué)教學(xué)實(shí)踐改革效果主要以問卷填寫形式進(jìn)行調(diào)查。參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生均認(rèn)為通過教改實(shí)驗(yàn)之后，能在常規(guī)實(shí)驗(yàn)課基礎(chǔ)上對相關(guān)知識(shí)有了更深入的了解，并且對免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)操作掌握的更熟練，經(jīng)過教改，同學(xué)們均認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面鍛煉了自己的科研思維和創(chuàng)新能力。大部分同學(xué)能夠在教改的課余時(shí)間對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，論文撰寫等方面進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。同時(shí)，通過問卷調(diào)查，了解到同學(xué)們在這樣一種新型的教學(xué)模式下，存在的一些問題。有同學(xué)認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)方向過于發(fā)散，難以抉擇；有同學(xué)認(rèn)為在選取實(shí)驗(yàn)藥物時(shí)，通過文獻(xiàn)檢索到的資料良莠不齊，不能在短時(shí)間內(nèi)確定檢索到的藥物功效的可靠性；大多數(shù)同學(xué)認(rèn)為在教改項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段時(shí)，對實(shí)驗(yàn)原理的掌握以及確定好藥物的使用劑量存在一定的困難；在教改項(xiàng)目實(shí)施階段，無菌操作、小鼠灌胃給藥等實(shí)驗(yàn)操作存在一定的問題；在教改項(xiàng)目的運(yùn)行階段，有同學(xué)在應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)遇到了一定的困難；有同學(xué)在實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期存在差別時(shí)應(yīng)當(dāng)如何分析上遇到了困難。

經(jīng)問卷調(diào)查，參與實(shí)驗(yàn)的同學(xué)反映自己在此次教改項(xiàng)目中收獲較大，有同學(xué)認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)通過小組討論以及師生共同探討等方式，發(fā)散了思維。同學(xué)們認(rèn)為通過教改項(xiàng)目鍛煉了自己查閱文獻(xiàn)、整理資料的能力。在教改項(xiàng)目中，同學(xué)們認(rèn)為自己基本做到了自主決定實(shí)驗(yàn)方向、課題、選擇實(shí)驗(yàn)指標(biāo)及方法，自主討論分析結(jié)果等。參與實(shí)驗(yàn)的同學(xué)認(rèn)為通過此次教改，熟悉了如何自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，熟悉了做課題的流程，具備了一定的科研思維及創(chuàng)新能力。由于教改項(xiàng)目不像普通實(shí)驗(yàn)課那樣只是依賴?yán)蠋熃o出的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行，而是自主設(shè)計(jì)，在實(shí)驗(yàn)時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)一些漏洞，所以應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)開始前反復(fù)思索，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)牢記自己所操作的目的，遇到劑量不夠等問題靈活變通，及時(shí)調(diào)整方案。實(shí)驗(yàn)預(yù)先準(zhǔn)備越充分，實(shí)驗(yàn)操作時(shí)遇到的問題就會(huì)越少。

4 總結(jié)

我國自1988年開始實(shí)施長學(xué)制醫(yī)學(xué)教育模式，目的是培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)需要的基礎(chǔ)理論深厚、專業(yè)知識(shí)扎實(shí)，素質(zhì)高、潛力大，有科學(xué)創(chuàng)新能力、有創(chuàng)新思維、有能力提高醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)水平的高層次醫(yī)學(xué)人才[3]。經(jīng)過20余年的辦學(xué)實(shí)踐，對我國高等醫(yī)學(xué)教育事業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，起到了十分重要的作用。

在醫(yī)學(xué)免疫學(xué)的教學(xué)過程中，進(jìn)行這樣的一次教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)，旨在通過學(xué)生自主查閱文獻(xiàn)提出實(shí)驗(yàn)課題鍛煉學(xué)生的科研能力與創(chuàng)新能力，通過實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)鍛煉學(xué)生的科研思維，通過學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作鍛煉學(xué)生的科研實(shí)踐能力，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論與分析鍛煉學(xué)生的科研總結(jié)能力。通過學(xué)生的反饋，本次教改實(shí)驗(yàn)總體結(jié)果令人滿意，參與實(shí)驗(yàn)的同學(xué)的科研設(shè)計(jì)能力得到了較大提升。