翻转课堂在医学研究生实验技能教学中的应用

孟兰霞 沈秉正

随着我国医疗水平的不断发展，国家对高水平和高素质的医学研究生的需求越来越大。培养出适合我国医学科学和医疗卫生发展、专业知识强、科研能力强的高精尖的专业人才变得尤为重要。学生不仅需要掌握基本的医学科学理论知识和临床技能，还需要掌握一定的基础科研技能，不断提高科研能力，这是目前研究生培养的目标[1]。目前研究生对基础实验技能的掌握相对来说还是比较差的，研究生科研能力水平的提高离不开基础实验技能的培训。医学基础研究技术课是专门针对医学研究生开设的一门培养学生基础实验技能的课程，重点在于培养学生实际的动手能力和对实验技术在科研中的应用[2-4]。而传统的实验技术课教学不能满足学生培养的现状[5-7]。在对教学模式不断的探索过程中，逐渐将翻转课堂引入到“医学基础研究技术课”的教学中。文章通过翻转课堂与传统的教学方式进行对比研究，分析翻转课堂在医学基础研究技术课中的应用价值，为教学模式的改革提供有价值的参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究以武汉大学第一临床学院2019 年10—12 月选修“医学基础研究技术课”研究生为研究对象，参与本研究的学生共46 名，随机分配到两个独立班级，分别独立授课。对照组的23 名学生（男: 女=12:11）采用传统的教学方式进行授课，学生的平均年龄（21.98±1.09）岁；试验组23 名学生（男: 女=11:12）采用翻转课堂的教学方式进行授课，学生平均年龄为（21.12±2.08）岁。两组学生之间的一般资料差异无统计学意义（P＞0.05），且学习层次相同，具有可比性。

1.2 方法

根据临床医学研究生的培养计划和“医学基础研究技术课”课程的教学大纲要求，按照学时数目和教学内容分配不同实验技术撰写教案，本门课程一共36个学时，分12 次上课，每次课3 个学时，共135 min，教案内容包括实验基本原理、重点难点分析、实验技术操作视频、技术应用、实际操作、测评考试。

1.2.1 对照组学生

对照组学生采用传统的教学方式以教师为主导进行授课，主要流程大致分为讲课教师根据教学大纲和提前编制好的教案进行知识点的讲解，重点难点的剖析，讲述每个实验技术的原理知识和操作流程，学生通过被动记忆的方式填鸭式接受知识点，在整个讲述的过程中学生很少参与其中进行讨论。教师将知识点单向地传递给学生，最后学生动手操作整个实验流程。这种教学模式中，教师无法了解学生课前预习的情况，讲课的过程中由于缺乏互动，导致教师不能很好地掌握学生们学习效果的反馈。教师通过布置课后作业督促学生加深对知识点的掌握。但是难以追踪的学生们的完成情况。本门课程一共有36 个学时。在本门课程结束之后增加2 个学时针对学生的疑问集中进行一次解答。

1.2.2 试验组学生

试验组学生采用翻转课堂的教学方式进行授课，主要流程：（1）学生组建微信群。（2）上课之前教师根据教学大纲的要求将理论知识点以幻灯片的形式发送到班级群供学生提前学习。（3）教师提前录制整个实验实际操作流程视频和注意事项，上课前发送微信群，学生可以更加直观地观看每个实验详细完整的操作步骤。（4）课内学习：学生课前学习遇到难点问题教师集中进行解答和分析。（5）课堂内学生实际动手进行实验操作。（6）总结分析：学生总结分析自己的实验结果，对失败的原因进行总结分析，教师统一总结分析之后以幻灯片的形式发送至班级微信群，供大家学习。（7）课后答疑：学生们在课后复习的过程中可以随时地在微信群平台上提出疑问，教师利用上课之余的时间通过线上与学生们进行讨论，解答疑惑。上述材料按照以下标准进行准备：（1）文字部分控制在1 000 个字左右。（2）幻灯片控制在10 张以内。（3）实验操作视频控制在5 min 以内。本门课程一共36 个学时，不再另外安排课时进行专门的答疑。试验组的教学流程如图1 所示。

图1 试验组教学流程图

1.3 观察指标

1.3.1 考试成绩

期末理论考试成绩：在“医学基础研究技术课”结束后，进行理论知识考核，百分制的纸质试卷进行考试，题目的类型分为选择题（60 分）、实验设计题（共40 分）。考察每项实验技能的理论知识点及应用范围。

1.3.2 实验操作技能评估

每个实验技能学习完毕后，对操作课部分进行打分，按照实验操作的完成时间，完成步骤及每步操作的正确率三项内容综合打分，分为A，B，C 两个等级。A级（完整的完成实验，并且得到正确的结果）；B 级（完整的完成实验，未得到正确的结果）；C 级（未完整的完成实验，未得到正确的结果），不同级别的统计分数段分别为（A 级：≥90 分；B 级：70～89 分；C 级：≤70 分）。

1.3.3 问卷调查表

在“医学基础研究技术课”结束后，采用线上微信小程序邀请的方式让试验组学生在线匿名填写对翻转课堂教学满意度的匿名评价，了解学生对翻转教学的接受度和认可度。

1.4 统计学方法

采用SPSS 22.0 统计学软件进行数据分析，计量资料以（）表示，采用t检验。计数资料以n（%）表示，采用χ2检验。以P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 对照组和试验组学生理论考试成绩比较

对照组和试验组学生的理论考试成绩分别为（70.19±8.01）分和（87.19±9.11）分，试验组学生的得分明显高于对照组学生的得分，两组学生的成绩差异有统计学意义（t=6.721，P＜0.001）。

2.2 实验操作技能评估

对照组中达到A 级的学生有3 名，平均分数是（91.93±1.41）分；到达B 级的有9 名，平均分数是（78.09±5.76）分；达到C 级的有11 名，平均分数是（58.09±5.76）分。试验组中达到A 级有8 名，平均分数是（96.01±7.41）分；达到B 级有14 名，平均分数是（85.09±4.01）分；达到C 级的有1 名，分数是58.12 分。对照组（传统教学组的学生）中13%（3/23）的学生达到了A 级，39%（9/23）达到B 级，48%（11/23）达到C 级，试验组（翻转教学组的学生）中35%（8/23）达到A 级，61%（14/23）达到B 级，4%（1/23）达到C 级。试验组学生实验操作技能获得A 的学生比例明显多于对照组的学生，差异有统计学意义（χ2=11.693，P＜0.05）。

2.3 试验组学生的问卷调查结果

通过微信小程序调查学生对翻转课堂教学的满意度，共23 名学生，共收到23 份调查表。从表1 统计的结果可以看出试验组学生对翻转课堂的教学模式持肯定态度，对表格中列出来的7 项调查项目中同意的比例均＞82%。

表1 试验组学生对教学效果反馈表[名（%）]

3 讨论

研究生培养是国家培养医学创新人才的重要途径[8-10]。目前医学研究生的培养是以临床和科研能力并重为目标[11-12]。临床实践中不断发现新的问题，基础科研就是针对这些不断出现的新问题进行深入研究，探索其中的机制，更好地找到解决这些临床问题的方法。二者之间相辅相成，相互促进，不能割裂开来。培养学生不仅具有高超的临床诊治水平，还具有一定的科学研究能力。这也是未来医学发展的方向和必经之路。

通过对武汉大学第一临床学院连续几年的研究生科研水平的调查，发现有大约50% 的学生都没有参加过正规的科研技能的训练，有些学生因为这个原因而导致自己的科研课题进展缓慢，有的学生甚至因此而延误了自己毕业的时间，因此学院后面专门开设了“医学基础研究技术课”这样一门专门培养学生科研技能课程，提高学生的动手能力。主要培养学生对基础科研中常规的一些实验仪器的熟练规范操作和实验技术技能的掌握，仪器方面：离心机、显微镜、聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）仪器、酶标仪、化学发光仪器、切片机等。实验技能方面：免疫组化、蛋白免疫印迹（western blot）、分子克隆、免疫荧光、细胞培养等。让学生们在开始自己的课题之前不用再受这些基本的技术而困扰。在不断对教学模式优化和探索过程中，教学确实卓有成效。

翻转课堂首先在上课之前由教师先将教学内容（包括编写教学大纲、编写教学目标、撰写教案和制作视频幻灯片）整理好发布到网上，学生可在课前任意时间点进行下载学习，然后提出并汇总自己的问题。课堂内的宝贵时间教师更多地专注于解决问题和让学生实际动手操作。充分的发挥学生学习的主动权。

在翻转课堂的教学过程中，基于网络平台，将传统教学课堂上传授知识点的时间转移到课前的学习，将课堂上的宝贵时间用来分析实验技术在实际科研工作中的应用和锻炼学生实际的动手操作能力。此教学方法体现了学习以“学生为主体”，充分调动学生的积极性。

翻转教学的优势在于学生们可以通过网络，利用自己的课余时间学习课堂上比较容易学习的知识，这样学生在上课之前就已经将基本的知识点掌握，而课堂上讲更多的时间用来集中解决一些重点和难点和存在疑惑的问题，提高学习效率。国内外的一些研究均表明翻转模式促进了学生学习成绩的提高[13-15]。同其他教学模式一样，翻转教学除了具有上述的优势，本身也有一些不足。首先，网络或其他技术故障会影响学生获取学习资料的效率；其次，学生的综合素质和课前学习的自觉性会对最终的教学效果产生较大的影响[16-17]。

本研究通过对传统教学对照组学生和翻转教学试验组学生理论考试成绩、实验操作技能评估和翻转教学组学生的问卷调查情况进行对比，发现试验组的学生对理论知识掌握得更加扎实，对实验操作技能的掌握更加牢固，对每项实验技能在科研实际应用中理解更深刻。在教学过程中，发现翻转课堂特别适合实验技术课，课堂上学生和教师有更多的时间互动和沟通。但是从问卷调查表中发现有4 名学生反应课前的学习会花比较多时间，这一调查提示教师的课前学习资料可以进一步地精简，需要更加突出重点，节约学生的时间。另外还有2 名学生在翻转课堂提高了自己的学习主动性的问题上持反对意见，这提示在后续的课题教学过程中，应该采取更多更为灵活的方式与学生之间形成良好的互动，充分调动起学生的积极性。相信随着对翻转课堂教学模式的不断完善，其教学效果会更进一步地提升。

综上所述，翻转课堂的教育模式会产生积极的教学成果。该教学模式亦具有如增强学习动机、学生的积极态度等优势。通过翻转学习不仅可以取得积极的学习成果，也可以帮助学生建立自学的能力，并在课堂上创造更多的练习机会。正因如此，在进行课程设计与时候，教师应有足够的时间来备课，同时考虑学生便于利用零碎时间进行课前学习的需要。对于文字形式的学习材料，最好在10 min 内能够完成阅读；对于视频材料，往往是最具有挑战的部分，应注意提高视频的质量（例如，避免观看时间过长，并保持趣味性和可看性），如果教室能提供线上或远程的教师-学生、学生-学生之间的互动/交流平台，就更能激发学生的学习兴趣。