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继续医学教育 2023年9月 第37卷 第9期 69混合式教学在医学实验教学中的探索与实践基金项目：西安交通大学 2020 年课程思政专项研究项目（KCSZ202026）；西安交通大学 2020 年本科教学改革研究项目（2036Y）作者单位：西安交通大学基础医学院，陕西 西安 710061通信作者：胡浩，E-mail：陈丽 史小莲 张莉 陈坷 李帆 胡浩【摘要】关于一流本科课程建设的建设内容，教育部强调要强化课堂设计，解决怎么讲好课的问题；强化现代信息技术与教育教学的深度融合，解决教与学模式创新的问题；强化师生互动，解决创新性、批判性思维培养的问题。在这个指导思想下，为了加深对理论知识的理解，笔者对医学生学习的第一门功能实验课程机能实验学教学模式进行了探索，以锻炼动手能力为基础，围绕课堂设计、教学模式与评价体系进行改革，提升课堂质量和效果，培养学生科研思维和创造力，加强教师教育教学水平。经过几年的教学实践，同质化、标准化并且结合了现代化信息技术的教学资源库，以及线上线下混合式教学模式在医学功能实验课程中的应用取得了良好的效果，对实验教学的改革具有重要的参考价值。【关键词】高等教育；混合式教学；课程改革；机能实验学；微课；实验操作【中图分类号】G642 【文献标志码】A【文章编号】1004-6763（2023）09-0069-04doi:10.3969/j.issn.1004-6763.2023.09.018医学的机能实验学习与理论学习具有同等重要的地位，是加深对理论知识的理解、锻炼动手能力以及提升科研思维和创造力的重要途径。机能实验学包括生理学、病理生理学和药理学三个学科的基本实验技能训练、经典实验和综合实验，该课程是医学生开启人体功能学学习的第一门实验课程，标准、完整的实验教学内容与流程对于培养学生对相关学科和科学研究的兴趣至关重要，为大学生参与开放实验、申请创新项目等奠定了重要的基础。1 机能实验学教学现状由于课堂教学时间有限、学生人数多、学生理解力和操作能力参差不齐等因素，实验教学效果往往不够理想，班级内部及不同专业班级之间的教学效果差别较大。如对于较复杂的实验，学生没有足够的时间完成，实验过程中缺乏思考和讨论；由于课堂教学时间有限，教师快速地讲述基本原理和实验操作流程，学生没有充裕的操作时间，无法很好地思考；由于操作失败无法获得实验数据，学生对重要且有难度的操作印象模糊等1。西安交通大学的机能实验学是对生理学、病理生理学和药理学三个学科的实验内容进行整合后形成的一门独立实践课程，其有利于学科间知识的相互渗透、交叉与融合，有利于培养学生独立思考问题的能力、动手能力、分析解决问题能力以及创新思维，尤其对培养综合型医学人才有着十分重要的意义。作为医学课程中的一门机体功能实验课程，机能实验学教学内容与模式都使学生感到新奇、兴奋。由于课时有限，学生能力参差不齐，实验操作的过程和结果差异较大，而这直接影响了学生对科研的看法与兴趣，有的学生在连续失败后很受打击，归结于自己不适合做科研，有的学生在仓促的实验过程中形成了错误的科研概念与操作方法，对后续学习工作都产生了较大的影响。目前，国内外均有一些动物实验操作的小视频，可以作为课前或课后学习的内容，但涉及的范围较窄，只局限于某个操作方法的演示，内容过于简单，且缺乏连贯性，只能偶尔穿插在理论教学中，无法作为完整实验教学资料使用，且质量不高，清晰度、规范性均有待提高。国内机70 Continuing Medical Education,September 2023,Vol.37,No.9能实验学课程基本采用纯线下教学模式，缺乏辅助教学资源，学生在课前无法完整了解实验内容，课后缺乏对整个实验全面的回顾和整理及自我检测，缺少与教师互动的环节，课程学习的短期和远期效果难以保证。受某些客观因素影响无法开展线下教学时，由于无系统化线上资源及平台支撑，实验教学的进度和质量受到了严重的影响。2 混合式教学模式探索2.1 教学视频库建设本校基础医学实验教学中心建设了高质量的机能实验学教学视频库，形成了一套包含理论讲授、动物手术演示、实验项目操作示范、结果展示与讨论的教学资源，为线上教学和虚拟实验教学提供了准确的理论知识与操作指导。视频内容设计、讲授及制作都由专业教师和专业技术人员严格审查并完成，并且经过了三轮应用和修改，教学视频完整、规范地展示了机能实验学线下教学的内容与场景，实现了线上线下教学的同质化。该视频库的应用，基本实现了教学团队的目的，达到了预期效果。2.1.1 作为课堂教学的有效补充与拓展教学视频库解决了课堂时间有限的问题。学生能够利用教学视频预习和复习教学内容，一方面提前了解实验流程，节省课堂时间，并在课后针对课堂上没有完成或效果不好的操作内容进行有效学习与补充。另一方面，教师可以在教学视频中加入课外知识，如相关领域的研究进展、著名的科学发现事件、具有家国情怀的科学研究工作者等，丰富教学内容，拓展学生的思维与眼界。2.1.2 使学生掌握标准、规范的操作方法，解决操作短板机能实验学的实验操作重复性很强，但由于课堂上教师无法一对一指导，造成部分学生操作不规范，且没有得到及时纠正，形成了错误的习惯与认识。通过教学视频，学生可以灵活地进行学习，通过反复观看有针对性地解决自己操作的短板，学习标准、规范的操作方法。2.1.3 有助于培养学生对科研的兴趣，提高学生科研参与度机能实验课是医学生接触的第一门操作性很强的课程，关于动物操作方法每节课都有重点和难点，由于学生未加训练，在有限的时间内可能无法顺利完成实验，无法得到满意的结果。加之学生动手能力存在差异，团结协作不够默契，实验动物也可能出现各种各样的问题，因此课堂的实验操作有可能失败。如果学生没有主动和教师探讨，教师也未能及时发现问题所在，就有可能使学生对科研感到失望甚至畏惧，认为自己不适合从事科学研究。因此，完备、标准的教学视频可以帮助学生提前了解操作难点，并加以重视，课后对照视频寻找失败的原因，为后续实验内容的顺利进行奠定基础，更加高效地完成课堂实验操作，建立科研信心。2.1.4 有利于建立标准、统一的教学模板，解决教学内容深度与广度的差异问题由于机能实验学是三门课程的综合，任课教师分别来自不同专业学科，这可能造成教学内容深度与广度的差异。同时，教师授课风格与偏好也会造成教学效果的差异，而教学视频作为重要的教学参考资料，也为教师提供了标准化的教学内容，教师在授课前通过集体观看学习和讨论视频内容，不仅能够再次熟悉教学重点与难点，也保证了所有学生接收到更加一致且全面的知识。继续医学教育 2023年9月 第37卷 第9期 712.1.5 作为特殊情况下的教学辅助手段甚至替代线下教学目前，线上教学作为一种新型的教学模式，已经被大多数高校所关注并采用。而线上线下混合式教学模式也必将成为教学改革与发展的重要方向2，实验教学视频将为学生提供更加直观全面的知识体系，为虚拟实验平台的操作与学习奠定了重要的基础。教学视频库有统一的模板，包括背景、风格、节奏、配音等，由经验丰富的相关专业教师参与制作，挑选操作最流畅、视觉效果最佳的片段进行剪辑，保证视频的专业性和规范性，力求呈现高质量、实用性强的视频课程。该教学视频已经在本校上线并使用了两轮，受到了学生和教师的好评。后期还将作为教学辅助手段继续使用，并根据使用情况进行修改和进一步完善。2.2 虚拟实验教学平台的建设与应用虚拟仿真实验教学平台是以虚拟为手段，通过虚拟现实技术建立各种虚拟实验环境的实验教学平台3。机能实验所使用的动物主要有家兔、大鼠、小鼠和蟾蜍。由于实验教学经费有限，也本着动物实验 3R 原则4，应在尽可能减少动物使用量的前提下获得较好的实验效果。动物的状态、学生的操作水平等都会影响实验结果，可能造成实验失败。因此，本校建设了机能实验学虚拟实验教学平台，学生可以在一个更“安全”的环境下做实验，顾虑更少，自由度更大。该平台为学生提供理论讲解、实验操作学习和模拟练习、操作测试等，操作过程将知识性和趣味性融为一体，学生更容易获得相关知识，也给了学生试错的机会，让学生认识到错误的操作会导致严重的后果，这种反向学习效果在真实动物实验中经常是难以获得的。机能实验学虚拟实验教学过程更容易被教师和管理人员记录和控制，实验教学的指导效率明显提高5。2.3 课程拓展与线上翻转课堂传统的机能实验只局限于对相关课程理论知识的验证，缺乏新意。课程改革不仅是形式和内容上的改变，更重要的是思想理念的转变。本校机能实验课程为了在实践中培养学生重视医德医风，树立救死扶伤的信念，尊重为了科学研究事业努力奉献的科学家，建立严谨求实的科学态度，将课程思政潜移默化地融入了教学，提升了学生的人文素养。本校还采用翻转课堂的形式拓展课堂教学，挑选与生活密切相关、操作性强的教学相关内容，让学生展示6。例如，在“窒息所致动物呼吸衰竭与抢救”的实验前，教师给学生布置了与呼吸衰竭有关的思考题，学生在翻转课堂上，不仅讲解理论知识，还进行角色扮演，拍摄视频展示不同情况下的急救方法；在“心律失常动物模型制备及抗心律失常药物的作用”的翻转课堂上，学生们介绍了自动除颤仪的使用方法。虽然只是课堂演示，但学生们严肃认真的态度、严谨求实的精神，对他们未来的学习和工作都是非常有益的。学生通过查阅资料，动手实践，了解并熟悉了课堂之外的一些知识和技能，有效延伸了学习的深度和广度，增强了学习兴趣，让学生切实感受到机能实验学的学习是有用的、有趣的、有挑战的。另外，为了使学生更好地了解基础研究工作的重要性，课程还引入以案例为基础的教学法（case-based learning，CBL），教师团队制作了与每个实验密切相关的临床病案库，在讲授课程正式内容之前，应用相关的病案，治疗时追根溯源，从临床症状、诊断引出基本理论知识以及本次实验72 Continuing Medical Education,September 2023,Vol.37,No.9参考文献1 贾石，丛馨，刘珵，等.不同专业学生对医学机能学实验教学的需求调研分析 J.中华医学教育杂志，2021，41（9）：839-844.2 王巧云，孙红柳，杨静.“点、线、面”教学法在药理学线上+线下混合教学中的应用 J.中国高等医学教育，2021（6）：110-111.3 秦从军，张可为，王颖，等.高职院校医学专业“三理”实验改革与实践 J.卫生职业教育，2022，40（7）：90-91.4 朱延河，孟凯，史小莲，等.改良蟾蜍毁脑和脊髓方法的效果评价 J.西安交通大学学报（医学版），2020，41（1）：128-130.5 蒋露芳，熊海燕，朱献忠，等.医学微生物学实验课虚拟仿真教学应用需求分析 J.预防医学，2021，33（4）：422-423.6 邬贤，李琳，路新卫.翻转课堂在微生物与生化药学实验教学的实践 J.基础医学教育，2021，23（8）：559-562.7 宋阳，宫琳琳，胡军，等.线上线下混合式教学在胚胎学教学中的应用J.中国组织化学与细胞化学杂志，2020，29（2）：188-1928 肖莎，张静，吴彪，等.线上线下混合式教学模式在 临床毒理学CBL 教学中的应用研究 J.医学教育研究与实践，2021，29（1）：109-112.9 王兴宇，常燕琴，胡海，等.新冠肺炎疫情下实验教学改革的探索与成效J.高校医学教学研究（电子版），2021，11（3）：43-48.收稿日期：2023-05-31的目的和意义。2.4 线上测试与评价传统的实验教学主要以学生实验报告、实验操作考试和理论考试作为课程最终评分的依据，评价形式较为单一、局限，不能很好地体现学生平时的学习状态和效果。目前，高校提倡过程性评价，更加客观、公正和全面地了解学生的学习情况。线上测评综合了学生线上学习的所有过程，包含视频观看的完整性、实验结果上传、线上测试题以及虚拟实验平台学习与考试，较好地反映了学生每次实验课程的学习情况和学习效果，是一种持久的、包容性强的评价方式。这要求每个学生都要认真地参与实验，随堂完成课程要求，而不是依靠突击完成作业或复习就能取得好成绩，更体现了公平原则，也符合过程性评价的要求。混合式教学模式由美国率先提出7，随着互联网和移动通信技术的发展，“互联网教育”是今后教育改革与发展的必然趋势8。随着虚拟实验教学平台内容与功能的日趋完善，学生已经能够实现对实验操作的准确模拟，并且对部分实验项目进行操作。但是，操作必须在具备理论知识和标准的操作指导下进行，盲目的虚拟操作不但无益，还有可能适得其反，形成错误的认识与习惯。因此，集理论、操作、结果、讨论和拓展的完整教学视频资料的建设极大地提高了实验教学的同质化和效率，让学生在线上就能体验教师授课以及实验操作学习的效果，使线下课堂学习更有的放矢，相得益彰。同时，线上教学内容的多样性和时间的灵活性给了学生思考和创新的空间，学生在掌握了基本理论、拓展研究、查阅资料、综合分析等方法后，能够更有效地进行创新研究训练，更早更好地接触科研。近年来，高校都对理论教学改革进行了探索与尝试9，而实验教学的开展难度很大，几乎所有医学院校的实验教学都无法正常开展，而本校机能实验学将慕课教学、虚拟实验平台与线下 CBL 教学法、以团队为基础的教学法（team-based learning，TBL）等相结合8，学生能够快速有效地学习知识和技能，对重要知识点领悟得更透彻，掌握得更扎实。两年多的实践证明，该教学模式极大地提高了学生对科研的兴趣，学生申请大学生创新训练项目、参与开放实验项目以及发表研究论文的数量都有明显增加。