预防医学实验教学中开展设计性实验的研究

王兰芳, 匡兴亚, 史哲溪

(同济大学 医学院, 上海 200092)

预防医学实验教学中开展设计性实验的研究

王兰芳, 匡兴亚, 史哲溪

(同济大学 医学院, 上海 200092)

为了提高预防医学实验的教学效果,培养学生的创新意识、创新思维和创新精神,以“食品中还原型抗坏血酸(VC)的测定”为例,在本科生中尝试开展设计性实验,并与传统的验证性实验效果进行比较。结果表明,设计性实验能激发学生学习兴趣和积极性,增强对知识的记忆力,有利于对理论知识的综合性理解和掌握,同时也有利于科研意识的培养。

预防医学； 设计性实验； 实验教学

预防医学是临床医学专业学生的一门必修课程,具有科学性、实践性、群体性、综合性等特点,是一门实用性很强的应用学科[1]。预防医学的实验内容以强调基础知识和基本技能学习的验证性实验为主。设计性实验在学生的创新意识、创新思维和创新精神的培养中具有非常重要的作用,有利于培养学生的综合能力,是提高实验教学质量的有效途径[2]。我校医学院在2012级和2013级临床医学本科专业预防医学实验教学中尝试开设了“食品中还原型抗坏血酸(VC)的测定”,探讨设计性实验在预防医学实验教学中的应用。

1 资料与方法

1.1 调查对象

我校医学院临床医学专业2012级和2013级本科生共260人,其中实验组122人,对照组138人。两组学生在年龄、性别、专业背景、学习环境等差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2 方法

对照组138人采用传统的实验教学方法,在实验课开始前,教师为学生准备好所有的实验材料和仪器,实验课上由教师讲解实验原理、步骤,学生依照教师给出的步骤实施实验并撰写实验报告。

实验组采用设计性实验教学法,共有122名学生参与,该组的教学过程为[3]:

(1) 选题。在实验前4周通知学生,以“食品中还原性抗坏血酸含量的测定”为本次自主设计性实验项目。学生按照每组3～5人自由组合成实验小组,根据自己的兴趣进行选题。

(2) 形成方案。学生利用学校图书馆资源,在万方数据库、中国期刊网、PUBMED等数据库中查阅“抗坏血酸(VC)”方面的文献,了解国内外研究现状。以小组为单位讨论、设计实验方案,于实验课前2周上交实验方案。带教教师就实验方案和学生进行讨论,

分析实验的可行性和创新性,并给出改进建议,学生最终确定实验方案。

(3) 实验准备与实施。学生参与实验材料的准备,自行实施实验,教师只从旁做必要的协助。实验结束后学生对实验结果进行统计分析、撰写实验报告、进行PPT汇报交流。

1.3 教学效果评价

实验结束后,通过问卷调查对实验组和对照组的教学效果进行评价。评价内容包括11个方面:能增强对知识的记忆力、有利于对理论知识的综合性理解和掌握、能激发学习兴趣和积极性、能提高思考能力、能提高自学能力、有利于加强实践动手能力、有利于培养协作团队精神、有利于反映真实的实验综合能力、有利于科研意识的培养、能引导将基础理论与临床/生活等问题进行联系等。

1.4 数据分析

使用SPSS16.0对调查问卷中的计数资料采用Mann-Whitney检验,分析实验组的设计性实验教学与对照组的传统验证性实验教学效果的差异,双侧检验P<0.05，认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 实验方案

从表1可以看出,实验组的学生从身边感兴趣的问题出发,设计出了多种实验方案。

表1 实验组与对照组的实验方案举例

“VC含量的测定”不仅仅是分析检测几种水果的VC含量,还衍生出了“不同贮存条件对果蔬中维生素C含量的影响”“不同市售果汁饮料的维生素C含量”等内容。实验材料不仅涉及水果、蔬菜、饮料等3大类,每一大类又可以再细分,如:水果种类有橘子、柚子、橙子、苹果、青枣；猕猴桃种类有国产猕猴桃、新西兰猕猴桃、红心猕猴桃；饮料种类有康师傅橙汁、美汁源果粒系列、汇源果汁。这些实验方案都非常贴近生活,不仅可以让学生了解不同种类、品种的食品中VC的含量,甚至还可以了解不同的烹调方式对食物中VC的影响。

2.2 教学效果的评价

问卷调查的统计结果见表2。

表2 实验组与对照组问卷评价情况

*表示差异有统计学意义

相比对照组,实验组学生的学习兴趣明显提高,86.9%的学生表示对实验课程有很大的学习兴趣,而对照组仅为62.3%；实验组认为学习兴趣一般或差的人数为0,而对照组为10.1%,差异有统计学意义(P<0.001)。

实验组中68.9%的学生认为设计性实验有助于对理论知识的记忆,而对照组仅为49.3%；实验组中70.5%的学生认为新的教学形式很好地锻炼了对知识的理解能力,而对照组仅为55.1%,实验组与对照组的差异有统计学意义(P<0.001)。

同时,实验组较对照组学生对问题的思考能力、自学能力也明显提高,科研能力得到了很好的锻炼。实验组中73.8%的学生认为这种由教师引导为辅、学生自主设计实施的课程方式很好地提高了自身的自学能力,而对照组仅为44.9%,实验组与对照组的差异有显著的统计学意义(P<0.001)。

统计结果表明,72.1%的实验组学生表示,设计性实验教学模式激发了他们的科研兴趣,有利于科研能力的培养。

实验组中88.5%的学生表示实践动手能力有了很大提高,而对照组仅为66.7%；实验组中80.2%的学生通过参与整个教改课程,能很好地将理论知识与实践技能结合起来,不再是课前死记硬背书本上的知识,课上完全依赖教师才能实践操作。同时,实验组的团队协作能力也得到了锻炼,86.9%的学生能很好地通过组内讨论学习、合理分工的方式达到教学目标。

实验组学生对设计性实验的总体评价明显优于对照组。80.3%的实验组学生对实验非常满意,而对照组仅为56.5%,差异有显著的统计学意义(P<0.001)。

3 讨论

“预防医学”作为临床医学专业学生的一门必修课程,具有很强的科学性、社会性和应用性。传统的预防医学实验采用注入式教学,忽视了学生在学习活动中的主体地位,学生在课前不需要预习,没有去对实验内容进行主动思维,只是简单地模仿教师的操作,对整个实验没有深刻的理解,不利于学生科研意识的培养[4]。在以往的实验教学中教师发现学生的积极性不是很高,也曾有督导教师认为食品中还原性抗坏血酸的测定这一实验过于简单,仅仅检测了教师提供的一个样品。

设计性实验以激励学生学习兴趣、开发学习潜能、培养实践能力和创新能力为核心[5],整个实验过程由学生全面负责,对将要开展的实验,学生自己查阅相关书籍和实验资料,根据实验室现有条件制订行之有效的实验方案、准备实验材料和试剂并完成实验, 由教师进行审核和评价。该实验教学方法能充分调动教师和学生的积极性,有效地提升学生的实验技能,培养自主创新能力、动手能力和科研能力[6-7]。

此次首次尝试在预防医学实验教学中开展设计性实验教学,对教师和学生都是一种挑战。这种教学形式的新颖性和自主性,极大地激发了学生的学习兴趣。学生在课堂上非常活跃,教师与学生之间的沟通明显增加,学生积极主动与指导教师沟通,讨论设计方案，在实验结束后也会与教师就实验结果进行讨论分析,这种情况在以往的验证性实验中很少看到。设计性实验对教师的要求更高,教师需要投入更多精力和时间查阅资料,促进了教师的自我完善[8]

问卷调查结果表明,开展设计性实验能增强学生对知识的记忆力、有利于学生对理论知识的综合性理解和掌握、能激发学生的学习兴趣和积极性,能提高学生的思考能力、自学能力以及实践动手能力,同时也有利于培养学生的团队协作精神及科研意识。从总体上看,80.3%的学生对设计性实验非常满意,而在传统验证性教学中仅有56.5%的学生对教学满意,差异有高度统计学意义(P<0.001)。

在开展设计性实验的过程中，教师也发现了一些问题。首先,是实验设备不足。比如在进行实验的过程中有样品的前处理这一环节,此环节需要高速匀浆机,但由于匀浆机只有一台,导致学生不得不排队等候,使得实验效率下降。第二是实验从设计到实施的时间较短,只有4周左右,使得实验方案的设计不尽完善。第三是整个实验的具体实施时间非常短,只有3个学时,学生和教师不得不利用大量的业余时间进行样品和试剂的准备以及数据的处理、报告撰写及交流等。这些问题都需要在以后的实验过程中注意解决,可以采取开放实验室或加大实验教学投入等措施来保证设计性实验教学的顺利实施。

总体而言,实验组学生对设计性实验的评价明显好于对照组,学生对新的实验课形式普遍持满意、支持的态度。以学生为课堂主体的新的实验教学模式,不但激发了学生的学习兴趣,促进了学生科研意识的培养,同时也拓展了教师的思路和视野,有利于教学相长和创新型人才的培养。

References)

[1] 陈国元,杨克敌,刘烈刚,等.预防医学实验室建设与教学改革[J].实验室研究与探索, 2009,28(1):98-100.

[2] 易昆南,于菲菲.在综合性、设计性实验中培养学生的创新能力[J].实验技术与管理, 2007,24(8):8-9,14.

[3] 宋卫星.设计性实验教学过程规范化的思考与探索[J].实验技术与管理,2009, 26(7):125-127,130.

[4] 唐美秀,唐明德,刘娟,等.以课题形式替代预防医学专业课程部分实验教学的研究[J].中华医学教育杂志,2012,32(2):284-285.

[5] 谢苗,甘纯玑.生物化学设计性实验教学规划与实践[J].实验室研究与探索,2010, 29(5):119-122.

[6] 黄开勇,杨莉,邹云锋.浅析预防医学专业实验教学改革[J].西北医学教育,2013, 21(5):967-969.

[7] 张晓峰,高淑英,任锐,等.预防医学专业实验课程教学改革模式[J].医学研究与教育, 2013(1):102-104.

[8] 梁翠茵,王姝,高春艳,等.药理学设计性实验的实践与思考[J].实验室研究与探索, 2012,31(8):125-127.

Research on application of designing experiments to experimental teaching of Hygiene

Wang Lanfang, Kuang Xingya, Shi Zhexi

(School of Medicine, Tongji University, Shanghai 200092, China)

To improve the teaching effect of Hygiene experiment, Tongji University conducted the design of Hygiene experiments in the experiment of the determination of food vitamin C. The teaching effects were evaluated. The results show that the designing experiment can enhance the students’ knowledge retention, comprehensive understanding of theoretical knowledge and mastery. Their interesting, thinking skills, and learning ability are improved significantly.

Hygiene; designing experiment; experimental teaching

10.16791/j.cnki.sjg.2016.12.046

2016-06-09

同济大学教改课题(2015.5-2016.5)

王兰芳(1973—),女,山东招远,博士,副教授,主要从事营养学教学与科研工作.

E-mail：lanfangwlf@tongji.edu.cn

G642.0

: A

: 1002-4956(2016)12-0183-03