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[摘要]开放性实验教学是一个以技能训练为基础、以研究性实验为核心、以综合能力培养为目标的实验教学模式,以实验教学模式多样化、实验管理模式先进化的优越性,促进了实验教学质量的提高和人才培养方式的转变。中南大学细胞与分子生物实验教学中心探索和实施了开放实验室项目,提高了学生跨学科综合运用知识、技术的能力,培养了学生的创新能力和科研思维,增强了学生自主学习的能力,同时也提高了实验教学管理水平及效率,完善和加强了实验中心教学平台的综合功能,体现了先进的现代化教学思想,在实验教改上具有重要的推广意义。
[关键词]开放实验室 创新意识 科研思维 自主学习能力
[中图分类号]G640 [文献标识码]A
一、前言
实验教学是医学教育的重要组成部分,医学教育质量在很大程度上取决于基础医学实验教学的效果,构建”理念先进、体系科学、设备优良”的基础医学实验教学平台是当今医学教育改革的主流,也是对医学教育评价的核心指标之一[1]。传统的实验教学以教室和实验室为环境、以教师为中心、以纸介教材为工具,是一种的封闭式、单向传输知识的教学方式,使学生处于被动地位[2]。所以如何进行实验教学改革是各大高等院校专家、学者们共同研讨的热点。经过大量的改革与实践,现在被普遍认可的是开放实验室教学[3]。开放性实验教学是一个以技能训练为基础、以研究性实验为核心、以综合能力培养为目标的实验教学模式,以实验教学模式多样化、实验管理模式先进化的优越性,促进了实验教学质量的提高和人才培养方式的转变。我校细胞与分子生物实验教学中心同样对开放实验室项目进行了探索与实践,改革建设的课程包括了细胞生物学、生物化学、分子生物学、微生物学、寄生虫学以及免疫学。
二、实验开放内容
为了紧跟生命科学前沿研究方向和医学实验技术的更新发展,本实验中心对开放性实验教学的开放内容进行了调整和改进。
1.课内基本实验内容开放
为了巩固基本理论知识和训练基本实验技能,让学生对基础医学各学科形成一个相对完整的概念体系,并保证学生在实践中拥有跨学科的系统的完备的基础知识和技能,本实验室以延长课内实验时间和网上预约创新性选修实验项目的形式让学生有了更多可以自己动手操作的机会和时间。
2.创新性研究课题开放
实验教学不仅要验证理论知识或经验,而更应该激发学生的探索和创新欲望,着眼于提高学生的创新素质和创新能力。根据教育部《普通高等学校教学水平评估指标体系》的要求,设计性、综合性及研究创新性实验的课程设置比例须达到80%以上,同时,还要考核实验室开放的范围、时间、内容和对学生的覆盖面[4]。所以,本实验中心重点建设了“创新性研究课题”并已向学生开放。实施步骤为:1)学生自由组成研究小组,自主选题或选择实验中心提供的科研课题,确定课题名称,自主查阅文献和相关资料完成科研课题设计,内容包括立项依据、国内外研究进展、研究思路、技术路线等。2)以开题报告会的形式与专家讨論课题的科学、可行性,并由专家给出指导意见。3)学生自行安排实验进度,动手操作、实践课题,必要时可寻求老师帮助。4)课题总结、分析实验结果,完成论文撰写。
3.大型现代生物仪器见识性实验和实验技术影像学资源开放
大型现代生物仪器开放性实验教学在教学实践活动中,对于增长学生见识、拓宽学生思维模式、培养学生高端科研技能等具有重要作用[5]。鉴于安全性和科研成果保密性等因素,本实验中心以预约或选修的形式开放大型仪器设备和特殊实验室参观权限。同时,实验中心网站资源库的实验技术影像学资料对刚开始接触科研实验、各类实验技术都不成熟的学生有很大指导意义。
三、开放实验室对于医学八年制学生综合素质培养的作用
医学8年制临床医学专业的学生,作为国内医学教育改革先锋,除了扎实的临床基础知识和技能外,更要有敏锐的医学前沿研究嗅觉和高远的科研目光以及科学合理的科研思维,这样才能达到“八年一贯、整体优化、强化基础、注重临床、培养能力、提高素质”[6]的要求。开放性实验教学不仅能使学生掌握基本实验技能,加深对理论知识的理解和应用,而且在树立严肃认真的科学实验作风,提高实践动手能力,开拓创新思维,培养科研素养等方面起了重要的作用[7]。
1.提高了学生跨学科综合运用知识、技术的能力
开放实验室的“创新性课题研究”内容无论是课题的选择、实验的设计还是课题实践时各类技术运用都需要学生们调动已学的各科知识和实验技能。选题时,我们需要在自己感兴趣的前沿研究方向查找相关中英文献,运用所有已学医学基础课程里的知识去理解文献内容,包括某一类疾病或某种病理征的发生机制、治疗预防研究进展以及研究的技术方法,特别是分子水平的信号传导通路等方面的内容,从整体上把握好课题的方向,理清研究思路。选好题之后,综合运用各科课内课外学到的实验原则、原理、技术和从国内外文献中检索的权威的、经典的实验方法,设计符合自己课题的研究方法和技术路线。而在实践课题时,“课内基本实验内容”开放的基础技能培训以及“实验技术影像学资料开放”,包括各学科的实验技术技术和仪器设备的使用,例如动物模型的构建、细胞培养、免疫组化、HE染色、免疫组化、WB等使实验进度有了技术方面的保障。拥有建立在比较全面的基础医学知识上的整体观念和综合运用各学科知识的能力以及熟练掌握的各类生命科学研究技术,能让我们在研究感兴趣的课题时少受很多客观方面的限制,才能更好的为医学事业服务。
2.培养了学生的创新能力和科研思维
现代社会,无论在什么样的领域,无论在哪一个年龄阶段,我们都一直被要求着“开拓创新”,所以各行各业都飞速地发展着。医学领域的前沿研究更是其中的佼佼者。作为学生的我们,其实很难开展一个全新的、前无古人的科研课题,很难创造出全新的科研思路和实验方法。但是在参与“创新性课题研究”时,只要我们在前人实验方法上做一个比之更好的改进,或在已有研究思路的主干上开辟一条更近岔路,或者在基于欧美地域局限研究的疾病发生机制或治疗方法上研究出国内患病人群与之的差异和更适合国人的治疗方式就有创新意义,就开始萌生属于自己的科研思维。开放实验室的实施,让学生在课外有机会与老师交流,也能推动学生查阅文献了解既定课题方向最新的进展,在这过程中,老师们始终以一种创新的思路去引导教育鼓励学生,让我们大胆创新,发表自己的思路、设想,让我们有了创新的意识和态度,这无疑是迈出了第一步。 3.增强了学生自主学习的能力
在参与各个开放实验室的项目时,老师的引导作用绝对是不可或缺的,但更需要需要学生自己自主学习的能力和积极性。自主选择创新性选修实验项目;基于个人兴趣参与“创新性课题研究”,自主检索、选取、翻阅文献,自主设计研究思路、方法和技术路线,自主上网学习实验室网站资源库中的实验技术影像学资料,这些不但提高了学生的学习兴趣,调动了自主学习的积极性,更增强了自主学习和自主解决问题的能力。学到的知识,获取的信息是有可能从大脑中丢失,而这种会自主学习的能力却会一直保留。通过课题总结、分析实验结果,完成论文撰写,学生查阅文献、材料收集、整理资料、实验数据统计和评价、实验结果讨论、论文写作布局、文理表达等方面的能力都取得了进步。其中最重要的是锻炼到了信息检索包括文献资源和影像学资源检索的技能,为以后开展科研、撰写论文、解决临床问题奠定了良好的基础。
四、中南大学的实际实践与经验总结
1.建设与管理
根据最新的医学科研方向,组织实验中心各学科带头人,综合多学科的研究领域和实验技术,为学生设计合适的“创新研究课题”;建设综合各学科的创新性实验项目,例如细胞培养及亚细胞结构与功能分析技术、生物分子鉴定与基因克隆技术等;同步提升實验室硬件设施、软件设施的建设以及实验技术影像学课件建设。开放实验室的管理采取多样化、具体实施的方式,包括实验中心统筹协调、指导老师负责、技术组长负责、学生自主管理[8]。
2.问题、经验与提升
实验室的开放也存在一定的问题,由于学生覆盖面较大,技术、设备、材料使用率增加等原因,导致出现师资力量不够、实验经费不足、设备维护力量不够等问题。我们希望能通过采取加强实验队伍培训、健全实验室管理制度、建立实验开放基金、建立学生自主管理开放实验室的机制、增加学生参与开放性实验的动力等措施解决相关问题并完善开放性实验教学的改革建设[4]。
五、总结
在完成课内基本实验课程的基础上,以开展创新性课题研究、创新性实验项目的形式实施开放性实验教学,不仅能大幅度提高实验教学质量和学生自主、创新能力,大限度提高教学资源利用率,提高实验教学管理水平及效率,完善和加强实验中心教学平台的综合功能,提升中心可持续发展的潜力,更重要的是能体现先进的现代化教学思想,增强实验中心的示范辐射作用,在实验教改上具有重要的推广意义[9].
基金项目:本论文受中南大学实验室开放基金及中南大学基础医学院教改开放基金资助。
[参考文献]
[1]易露茜,陶立坚,陈启元.医学教育改革与国际标准的研究[J].医学教育,2005,4:10.
[2]徐军发,吕世静,何德.开放式教学模式在5免疫学及免疫学检验6实验教学中的初步实施[J].广东医学院学报,2004,22(6):625-627.
[3]王冬梅.开放性实验教学探论[J].科教文汇,2012,(17):54-55.
[4]谭斯品,张顺科,曾庆仁等.培养学生创新思维与能力的探索——以中南大学开放实验室为例.[J]创新与创业教育,2012,3(2):3-5.
[5]谭宏,李勇军,彭彤等.大型现代生物仪器开放性实验教学的探索[J].实验室研究与探索,2008,27(1):102-104.
[6]夏欧东,林新宏,曾志嵘等.八年制医学教育培养目标探讨.[J]医学教育探索,2006,5(10),900-901.
[7]李菊英,贺菊香,王海燕等.开放性实验教学实践初探[J].中国实用医药,2009,4(35):255-256.
[8]张顺科,曾庆仁,孙科柱等.基础医学教学实验室开放模式的探索与实践.[J]现代生物医学进展,2010,10(21):4128-30.
[9]周俊宜,骆晓枫,颜少平等.开放性实验教学与学生科研创新能力的培养[J].中国高等医学教育,2006,(11):3-4.
(作者单位:1.中南大学湘雅医学院 湖南长沙,2.中南大学基础医学院 湖南长沙,3.中南大学细胞与分子生物学实验教学中心 湖南长沙)
[关键词]开放实验室 创新意识 科研思维 自主学习能力
[中图分类号]G640 [文献标识码]A
一、前言
实验教学是医学教育的重要组成部分,医学教育质量在很大程度上取决于基础医学实验教学的效果,构建”理念先进、体系科学、设备优良”的基础医学实验教学平台是当今医学教育改革的主流,也是对医学教育评价的核心指标之一[1]。传统的实验教学以教室和实验室为环境、以教师为中心、以纸介教材为工具,是一种的封闭式、单向传输知识的教学方式,使学生处于被动地位[2]。所以如何进行实验教学改革是各大高等院校专家、学者们共同研讨的热点。经过大量的改革与实践,现在被普遍认可的是开放实验室教学[3]。开放性实验教学是一个以技能训练为基础、以研究性实验为核心、以综合能力培养为目标的实验教学模式,以实验教学模式多样化、实验管理模式先进化的优越性,促进了实验教学质量的提高和人才培养方式的转变。我校细胞与分子生物实验教学中心同样对开放实验室项目进行了探索与实践,改革建设的课程包括了细胞生物学、生物化学、分子生物学、微生物学、寄生虫学以及免疫学。
二、实验开放内容
为了紧跟生命科学前沿研究方向和医学实验技术的更新发展,本实验中心对开放性实验教学的开放内容进行了调整和改进。
1.课内基本实验内容开放
为了巩固基本理论知识和训练基本实验技能,让学生对基础医学各学科形成一个相对完整的概念体系,并保证学生在实践中拥有跨学科的系统的完备的基础知识和技能,本实验室以延长课内实验时间和网上预约创新性选修实验项目的形式让学生有了更多可以自己动手操作的机会和时间。
2.创新性研究课题开放
实验教学不仅要验证理论知识或经验,而更应该激发学生的探索和创新欲望,着眼于提高学生的创新素质和创新能力。根据教育部《普通高等学校教学水平评估指标体系》的要求,设计性、综合性及研究创新性实验的课程设置比例须达到80%以上,同时,还要考核实验室开放的范围、时间、内容和对学生的覆盖面[4]。所以,本实验中心重点建设了“创新性研究课题”并已向学生开放。实施步骤为:1)学生自由组成研究小组,自主选题或选择实验中心提供的科研课题,确定课题名称,自主查阅文献和相关资料完成科研课题设计,内容包括立项依据、国内外研究进展、研究思路、技术路线等。2)以开题报告会的形式与专家讨論课题的科学、可行性,并由专家给出指导意见。3)学生自行安排实验进度,动手操作、实践课题,必要时可寻求老师帮助。4)课题总结、分析实验结果,完成论文撰写。
3.大型现代生物仪器见识性实验和实验技术影像学资源开放
大型现代生物仪器开放性实验教学在教学实践活动中,对于增长学生见识、拓宽学生思维模式、培养学生高端科研技能等具有重要作用[5]。鉴于安全性和科研成果保密性等因素,本实验中心以预约或选修的形式开放大型仪器设备和特殊实验室参观权限。同时,实验中心网站资源库的实验技术影像学资料对刚开始接触科研实验、各类实验技术都不成熟的学生有很大指导意义。
三、开放实验室对于医学八年制学生综合素质培养的作用
医学8年制临床医学专业的学生,作为国内医学教育改革先锋,除了扎实的临床基础知识和技能外,更要有敏锐的医学前沿研究嗅觉和高远的科研目光以及科学合理的科研思维,这样才能达到“八年一贯、整体优化、强化基础、注重临床、培养能力、提高素质”[6]的要求。开放性实验教学不仅能使学生掌握基本实验技能,加深对理论知识的理解和应用,而且在树立严肃认真的科学实验作风,提高实践动手能力,开拓创新思维,培养科研素养等方面起了重要的作用[7]。
1.提高了学生跨学科综合运用知识、技术的能力
开放实验室的“创新性课题研究”内容无论是课题的选择、实验的设计还是课题实践时各类技术运用都需要学生们调动已学的各科知识和实验技能。选题时,我们需要在自己感兴趣的前沿研究方向查找相关中英文献,运用所有已学医学基础课程里的知识去理解文献内容,包括某一类疾病或某种病理征的发生机制、治疗预防研究进展以及研究的技术方法,特别是分子水平的信号传导通路等方面的内容,从整体上把握好课题的方向,理清研究思路。选好题之后,综合运用各科课内课外学到的实验原则、原理、技术和从国内外文献中检索的权威的、经典的实验方法,设计符合自己课题的研究方法和技术路线。而在实践课题时,“课内基本实验内容”开放的基础技能培训以及“实验技术影像学资料开放”,包括各学科的实验技术技术和仪器设备的使用,例如动物模型的构建、细胞培养、免疫组化、HE染色、免疫组化、WB等使实验进度有了技术方面的保障。拥有建立在比较全面的基础医学知识上的整体观念和综合运用各学科知识的能力以及熟练掌握的各类生命科学研究技术,能让我们在研究感兴趣的课题时少受很多客观方面的限制,才能更好的为医学事业服务。
2.培养了学生的创新能力和科研思维
现代社会,无论在什么样的领域,无论在哪一个年龄阶段,我们都一直被要求着“开拓创新”,所以各行各业都飞速地发展着。医学领域的前沿研究更是其中的佼佼者。作为学生的我们,其实很难开展一个全新的、前无古人的科研课题,很难创造出全新的科研思路和实验方法。但是在参与“创新性课题研究”时,只要我们在前人实验方法上做一个比之更好的改进,或在已有研究思路的主干上开辟一条更近岔路,或者在基于欧美地域局限研究的疾病发生机制或治疗方法上研究出国内患病人群与之的差异和更适合国人的治疗方式就有创新意义,就开始萌生属于自己的科研思维。开放实验室的实施,让学生在课外有机会与老师交流,也能推动学生查阅文献了解既定课题方向最新的进展,在这过程中,老师们始终以一种创新的思路去引导教育鼓励学生,让我们大胆创新,发表自己的思路、设想,让我们有了创新的意识和态度,这无疑是迈出了第一步。 3.增强了学生自主学习的能力
在参与各个开放实验室的项目时,老师的引导作用绝对是不可或缺的,但更需要需要学生自己自主学习的能力和积极性。自主选择创新性选修实验项目;基于个人兴趣参与“创新性课题研究”,自主检索、选取、翻阅文献,自主设计研究思路、方法和技术路线,自主上网学习实验室网站资源库中的实验技术影像学资料,这些不但提高了学生的学习兴趣,调动了自主学习的积极性,更增强了自主学习和自主解决问题的能力。学到的知识,获取的信息是有可能从大脑中丢失,而这种会自主学习的能力却会一直保留。通过课题总结、分析实验结果,完成论文撰写,学生查阅文献、材料收集、整理资料、实验数据统计和评价、实验结果讨论、论文写作布局、文理表达等方面的能力都取得了进步。其中最重要的是锻炼到了信息检索包括文献资源和影像学资源检索的技能,为以后开展科研、撰写论文、解决临床问题奠定了良好的基础。
四、中南大学的实际实践与经验总结
1.建设与管理
根据最新的医学科研方向,组织实验中心各学科带头人,综合多学科的研究领域和实验技术,为学生设计合适的“创新研究课题”;建设综合各学科的创新性实验项目,例如细胞培养及亚细胞结构与功能分析技术、生物分子鉴定与基因克隆技术等;同步提升實验室硬件设施、软件设施的建设以及实验技术影像学课件建设。开放实验室的管理采取多样化、具体实施的方式,包括实验中心统筹协调、指导老师负责、技术组长负责、学生自主管理[8]。
2.问题、经验与提升
实验室的开放也存在一定的问题,由于学生覆盖面较大,技术、设备、材料使用率增加等原因,导致出现师资力量不够、实验经费不足、设备维护力量不够等问题。我们希望能通过采取加强实验队伍培训、健全实验室管理制度、建立实验开放基金、建立学生自主管理开放实验室的机制、增加学生参与开放性实验的动力等措施解决相关问题并完善开放性实验教学的改革建设[4]。
五、总结
在完成课内基本实验课程的基础上,以开展创新性课题研究、创新性实验项目的形式实施开放性实验教学,不仅能大幅度提高实验教学质量和学生自主、创新能力,大限度提高教学资源利用率,提高实验教学管理水平及效率,完善和加强实验中心教学平台的综合功能,提升中心可持续发展的潜力,更重要的是能体现先进的现代化教学思想,增强实验中心的示范辐射作用,在实验教改上具有重要的推广意义[9].
基金项目:本论文受中南大学实验室开放基金及中南大学基础医学院教改开放基金资助。
[参考文献]
[1]易露茜,陶立坚,陈启元.医学教育改革与国际标准的研究[J].医学教育,2005,4:10.
[2]徐军发,吕世静,何德.开放式教学模式在5免疫学及免疫学检验6实验教学中的初步实施[J].广东医学院学报,2004,22(6):625-627.
[3]王冬梅.开放性实验教学探论[J].科教文汇,2012,(17):54-55.
[4]谭斯品,张顺科,曾庆仁等.培养学生创新思维与能力的探索——以中南大学开放实验室为例.[J]创新与创业教育,2012,3(2):3-5.
[5]谭宏,李勇军,彭彤等.大型现代生物仪器开放性实验教学的探索[J].实验室研究与探索,2008,27(1):102-104.
[6]夏欧东,林新宏,曾志嵘等.八年制医学教育培养目标探讨.[J]医学教育探索,2006,5(10),900-901.
[7]李菊英,贺菊香,王海燕等.开放性实验教学实践初探[J].中国实用医药,2009,4(35):255-256.
[8]张顺科,曾庆仁,孙科柱等.基础医学教学实验室开放模式的探索与实践.[J]现代生物医学进展,2010,10(21):4128-30.
[9]周俊宜,骆晓枫,颜少平等.开放性实验教学与学生科研创新能力的培养[J].中国高等医学教育,2006,(11):3-4.
(作者单位:1.中南大学湘雅医学院 湖南长沙,2.中南大学基础医学院 湖南长沙,3.中南大学细胞与分子生物学实验教学中心 湖南长沙)