医学机能学实验是面向我校基础医学专业本科二、三年级学生开设的专业核心实践类课程,总计108学时,3学分。该课程将生理学、病理生理学和药理学的实验内容以器官-系统为主线进行深度交叉融合,形成了整合性、三段进阶式课程体系,分3个学期开展教学活动。配合各器官-系统理论课程的同时,通过进阶式的课程设置,逐级提升学生实践操作技能,综合所学知识运用整体思维,分析、解决复杂问题的能力,促进学生医学科学研究创新思维与能力的形成,培养能够推动医学科学发展的基础医学拔尖人才。
医学机能学实验课程教学团队现有成员10人,年龄、职称结构合理,均长期奋战在理论及实验教学一线,具有多年教学和实验室管理经验。其中高级职称7人,7位获得博士学位,3位获得硕士学位,形成以高职教师为引领,以中青年教师为骨干,教学经验丰富且充满活力的教学团队。
本课程通过团队10余年的努力,以生理学实验的改革为起点,经历了资源建设、内容整合、模式创新三个时期,最终形成了以IPA教学模式为核心的整合、进阶式医学机能学实验课程
团队遵循“以学生为中心,教师作为学习伙伴引导、帮助、陪伴其成长”的教育理念,通过五大举措进行教学创新与课程建设,首创IPA教学模式,有力支撑基础医学本科学生培养。
1.重构教学内容,打破系统壁垒,建立整体观念
将生理学、病理生理学和药理学的实验内容以器官-系统为主线进行重构,使学生能够在单次实验中经历从正常生理现象到病理生理状态以及对其进行药物治疗的完整过程,形成以单系统为核心的基础实验与小综合实验。在此基础上,整合多系统、多器官知识设计高阶学习内容,形成大综合实验,解决了单纯以系统为中心课程设置中出现知识割裂与断层,学生难以建立医学整体观的问题。
为开展线上线下混合式教学、拓展学生学习维度、提高实操实验成功率,团队多年积累持续建设“多维度立体化”教学资源。自主研发医学机能虚拟仿真实验,拓展学生学习维度。自主录制SPOC视频课程40余个,通过课前线上预习有效提高实操实验成功率。编写配套IPA教学模式的新形态医学机能实验教材,分别以中文-双语-英文的进阶模式呈现课程的三段内容,设置多个学生与教材之间的“互动环节”,以学习任务驱动学生达成学习目标。利用信息化教学资源与平台,搭建辅助实操实验教学的线上课程。内容涵盖SPOC视频、虚拟仿真实验、预习小测等实操实验课前必须完成的学习内容;此外精选在线理论课程相关章节,提供文献、诊疗指南等,满足不同学生个性化的学习需求。
为充分发挥线上线下混合式教学的优势,团队成员融合多种教学方法,自主开创了IPA教学模式。该模式以探究式学习(Inquiry-Based Learning)为核心,以进阶式技能发展(Progressive Skill Development)为路径,通过可实现的学习成果(Achievable Learning Outcomes)逐阶促进学生能力提升,帮助学生发展高阶能力,形成创新意识,建立研究思维,助力基础医学拔尖人才培养。
3.1容错-试错-纠错:创设探究式学习环境
前期调查显示80%的学生遇到问题不愿向教师提问,害怕问题过于简单被教师批评。为了让学生卸下心理负担,专注于学习本身,IPA教学模式首先要为学生创设轻松、安全的探究式学习环境。鼓励学生提出问题,全班思考探索答案。提倡学生对自己的想法进行大胆尝试,让学生在不断试错与纠错的过程中探寻专业知识与技能,激发创新意识与潜力。教师对学生的问题与错误不批评、不包办,使学生敢于尝试、不怕失败,在面对挫折时仍然具备继续尝试的勇气与决心。
开展首轮教学时并未建立进阶式课程体系,实践发现仅配合各系统理论课程开展实验教学无法有效促进学生高阶能力发展。因此在第二轮教学实践中将课程调整为三段进阶体系;前两阶段以基础实验和小综合实验夯实学生各系统基础知识与实验操作基本技能,第三阶段开展多系统大综合实验增加课程挑战度,训练学生高阶能力。三个教学阶段中教师对学生的帮助逐渐减少,英文比例逐步提高,搭建进阶式发展路径,帮助学生获得能力提升。在每个阶段内,也设计了多个小台阶,引导学生不断积累,实现从基础到拔尖的顺利跃迁。
以学生为中心的课堂在强调学生主体地位的同时,教师需紧扣课前、课中、课后各环节,设计系列教学活动,将每堂课程的教学目标细化为多项教学任务,形成环环相扣的闭环式教学设计。在各环节给予学生及时、正向的多元化反馈,驱动学生逐一完成学习任务,实现学习成果。此外,教师通过提供拓展资料、为学生直播学术会议等途径,激发学生科研创新意识,驱动学生参与科研创新项目,助力基础医学拔尖人才培养。
4.评价客观立体,考核难度递增,激发学习热情
为了有效激发学生的学习热情,团队设置了客观、立体的考核标准,实现了考核过程全程化、考核内容综合化、考核形式多样化、评价主体多元化、评分标准导向化。
在三个学习阶段对学生的平时操作与期末考核设置了难度递增的考核要求,引导学生注重高阶实验操作技能与应变能力的提升。
5.贯穿课程思政,激发创新意识,培养责任使命
团队秉持思政育人理念并将其融入教学全过程,构建科学思维、传递科学精神、激发创新意识。在教学设计中,紧扣教学各环节,从实验内容、小组任务、实验操作、结果讨论、拓展延伸、报告书写、反馈评价等方面自然融入思政元素。例如,实验过程中,要求学生尊重实验动物,启发学生思考人与自然的和谐关系;引入开放性实验,小组完成实验设计,助力创新能力和科研素养的提升;根据实验内容,邀请相关领域的优秀青年学者进课堂,分享科研经历和研究成果,培养学生科研思维,激发其投身西部医学科学事业的热情和使命;实验报告撰写中,引导学生树立严谨求实、学术诚信的科学精神等。
二、课程评价与建设成效
结课问卷调查显示:内容重构后的医学机能学实验课程有益于学生建立医学整体观,综合所学知识运用整体思维,分析、解决复杂问题;课程为学生创设的轻松、安全、鼓励提问与尝试的探究式学习环境深受学生喜爱;学生认为进阶式的课程体系完整、循序渐进、具有挑战度,帮助其在理论知识掌握、各项能力提升、团队协同合作等方面取得显著提高;任务单在学习过程中对学生关注重难点、帮助查漏补缺、拓展知识面、激发创新意识、树立价值观、增强责任感方面具有重要作用;2021级学生评价医学机能学实验“是我见过最新颖的教学模式之一”。
利用信息化资源开展线上线下混合式教学后,高难度综合实验的成功率已由原先的50%增长至75%左右。而经IPA模式培养的基础医学专业学生比未使用IPA模式培养的其他医学专业学生,在完成相同的高难度实验内容时,用时更短、成功率更高,说明IPA教学模式进一步促进了学生高阶实验操作技能的发展。
基础医学专业学生科研兴趣浓厚,完成医学机能学实验课程学习的学生中有95%参与各级各类科研创新项目,多名学生、多次在“全国大学生基础医学创新研究暨实验设计论坛”及“挑战杯”等赛事中获奖,发表SCI科研论文10余篇。首批招生的2019级学生总计20名,其中保送清华大学1名、中国科学院大学2名、复旦大学1名、西安交通大学1名、兰州大学3名。这些成绩充分表明基础医学专业的学生在高阶能力发展,创新意识激发,研究思维培养方面取得了显著的教学效果。
团队成员常年奋战在教学一线,在实践中不断探索,乐于创新。 2019年至今,团队成员共承担教学研究项目13项,发表医学机能实验相关教学论文11篇,获批医学机能实验相关专利2项,获得省级一流本科课程、校级教学成果奖等教学奖励5余项。其中,医学机能学实验课程获批省级教学成果培育项目、校级教学改革重点项目;教学团队获批校级本科教学团队。
三、教学模式推广
团队成员通过学术会议、教师培训等途径,将创新经验在校内外推广介绍。IPA教学模式已推广至我校生理学、病理生理学和解剖学等实验课程,示范引领作用显著。2024年起,医学机能学实验的授课专业将由基础医学扩展至儿科学、麻醉学与医学影像学,说明课程改革获得同行认可。
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