◆王光昶 張建煒 劉玉紅 張 婷 陳 濤

(成都醫(yī)學(xué)院物理教研室)

開設(shè)創(chuàng)新性實驗，培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的創(chuàng)新能力

◆王光昶 張建煒 劉玉紅 張 婷 陳 濤

(成都醫(yī)學(xué)院物理教研室)

以物理實驗為中心，開設(shè)創(chuàng)新性實驗，是我們《醫(yī)學(xué)物理學(xué)》課程教學(xué)改革的一項重要內(nèi)容。實踐證明，創(chuàng)新性實驗促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生掌握了文獻(xiàn)查閱方法，培養(yǎng)了學(xué)生的基本操作技能﹑嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炞黠L(fēng)和扎實的研究基礎(chǔ)。增強(qiáng)了學(xué)生的獨立思考意識，培養(yǎng)了大學(xué)生的創(chuàng)新能力。

物理實驗 創(chuàng)新性實驗 教學(xué)改革 創(chuàng)新能力

我國《高等教育法》中提出要把培養(yǎng)大學(xué)生“創(chuàng)新精神和實踐能力”作為主要任務(wù)?，F(xiàn)代教育理念提出，無論是理論教學(xué)，還是實踐教學(xué)，都要努力促進(jìn)大學(xué)生的主動發(fā)展，提倡培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力。科技創(chuàng)新是一個國家發(fā)展進(jìn)步的根本動力。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，醫(yī)學(xué)工作者尤其需要創(chuàng)新的能力。2007年國家教育部、財政部推出了“本科教學(xué)質(zhì)量工程”，強(qiáng)調(diào)大力加強(qiáng)實驗、實踐教學(xué)改革，實施了大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃，這對高校實驗教學(xué)改革提出了新的要求和挑戰(zhàn)。為應(yīng)對挑戰(zhàn)，我們積極開展了以提高創(chuàng)新能力素質(zhì)為目的的教學(xué)改革措施，本教研室在《醫(yī)學(xué)物理學(xué)》的實驗與理論課教學(xué)中，進(jìn)行了創(chuàng)新性實驗的教學(xué)改革，以加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力素質(zhì)的培養(yǎng)。

一、實施方法

首先結(jié)合醫(yī)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，以實際應(yīng)用為導(dǎo)向，在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，由我們物理教研室教學(xué)經(jīng)驗豐富、科研能力突出的老師任副主編，編寫出具有時代特色的《醫(yī)學(xué)物理學(xué)實驗教程》教材2部，該教材與以往的教材最大的不同就是增加了以實際應(yīng)用為目的綜合性、設(shè)計性實驗內(nèi)容，適當(dāng)減少傳統(tǒng)驗證性實驗。以加強(qiáng)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案，創(chuàng)新進(jìn)行研究性實驗，達(dá)到各種能力素質(zhì)得到全面培養(yǎng)的目的。

學(xué)生在設(shè)計實驗時的步驟流程為:分小組進(jìn)行討論——文獻(xiàn)查閱，提出設(shè)想——收集資料——方案設(shè)計——方案討論——實驗——結(jié)果處理——撰寫論文——交流和展示。要求學(xué)生聯(lián)系所學(xué)的有關(guān)知識，提出想探索的問題，然后在問題－探究－深思－發(fā)現(xiàn)解決的過程中，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和解決問題的能力。

二、研究方案設(shè)計

實驗課程開始前，教師先將學(xué)生分組，要求學(xué)生聯(lián)系所學(xué)的有關(guān)知識，提出想探索或感興趣的問題，獨立在圖書館或上網(wǎng)查閱近3年內(nèi)中文和英文文獻(xiàn)，了解課題的研究動態(tài)，根據(jù)資料，提出實驗方案，送交指導(dǎo)教師審閱，然后在教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行方案討論和修改，確定實驗方案，再進(jìn)入實驗室進(jìn)行實驗。

三、實驗操作過程

實驗操作嚴(yán)謹(jǐn)正確是取得成功的關(guān)鍵。我們要求學(xué)生按照實驗方案，自主完成實驗過程。包括氧化鎂、硫酸鋅的制備，人工骨材料成分的鑒別與鑒定、熒光光譜分析等。因為有的實驗學(xué)生首次操作，教師要在實驗過程中及時給予必要的監(jiān)督和指導(dǎo)，避免不必要的材料和時間的浪費。在實驗中，如果出現(xiàn)問題，要組織同學(xué)進(jìn)行分析和討論，找出問題的原因，提高分析問題和解決問題的能力?？傊趯嶒灢僮鬟@一環(huán)節(jié)，通過學(xué)生全面參與實驗研究的全過程，既能使學(xué)生對科學(xué)研究有全面的認(rèn)識和體會，又能鞏固學(xué)生的基本操作技能，鍛煉學(xué)生的動手能力。

四、撰寫論文

實驗結(jié)束后，我們要求學(xué)生撰寫科學(xué)論文，按照摘要、引言、材料與方法、結(jié)果、討論和參考文獻(xiàn)的格式書寫。結(jié)果需要統(tǒng)計學(xué)處理的，均需用規(guī)范的統(tǒng)計學(xué)方法處理。

五、實驗成績的評定和評價

為了全面反映學(xué)生的鍛煉效果，真實地反映學(xué)生的能力，我們采取分段打分的辦法。方案設(shè)計30%，實驗過程50%，研究報告10%，答辯10%。優(yōu)秀論文在全年級進(jìn)行展示，并推薦核心、統(tǒng)計源期刊發(fā)表。

六、需注意的問題

創(chuàng)新性實驗中需要注意兩種關(guān)系的處理:基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)與研究性知識學(xué)習(xí)的關(guān)系;學(xué)生主體性與老師主導(dǎo)作用的關(guān)系。

盡管創(chuàng)新性實驗開展對象是4年制或5年制本科學(xué)生，但《醫(yī)學(xué)物理學(xué)》課程的主要目的仍然是基礎(chǔ)知識和基本技能的掌握，不能因創(chuàng)新性實驗影響基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)。為了解決好這個問題，我們精心安排創(chuàng)新性實驗與理論課的銜接，將創(chuàng)新性實驗安排在相關(guān)理論課完成之后。而實驗課則在完成波動光學(xué)及生化反應(yīng)之后。這樣，通過基礎(chǔ)知識，基本技能的教學(xué)，讓學(xué)生掌握基本的背景知識，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)揮。否則學(xué)生所學(xué)的知識就不能得到很好的應(yīng)用。

然后是需要處理好學(xué)生主體性與老師主導(dǎo)作用的關(guān)系。理論課教學(xué)模式采用啟發(fā)式、案例式教學(xué)法，選用典型的與醫(yī)學(xué)相關(guān)的案例供課堂討論使用。首先通過案例討論使學(xué)生從最基礎(chǔ)的知識、概念入手，逐步深入，具體分析醫(yī)療過程中易導(dǎo)致事故發(fā)生的各個環(huán)節(jié)。具備基礎(chǔ)知識以后，引導(dǎo)學(xué)生開始設(shè)計實驗，例如，如何提高假肢的彈性與韌性，與人工骨材料成分有什么關(guān)系等，在整個教學(xué)過程中，學(xué)生始終是主體，教師從填鴨式教學(xué)向引導(dǎo)(啟發(fā))式教學(xué)轉(zhuǎn)變，把探索主動權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性思維訓(xùn)練。

七、實施效果

從2008年9月起，本教研室積極準(zhǔn)備臨床案例，組織教師進(jìn)行備課討論，師資培訓(xùn)，并在2009年春季學(xué)期的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生中實施此項教改。學(xué)生反應(yīng)非常積極，主動查閱文獻(xiàn)，熱烈開展討論，積極參加綜合性、創(chuàng)新性實驗研究和設(shè)計。每項創(chuàng)新性實驗均做到了實驗記錄詳細(xì)，科學(xué)論文撰寫規(guī)范，對所獲結(jié)果進(jìn)行了科學(xué)的統(tǒng)計學(xué)分析等。

此外，更有意義的是在創(chuàng)新實驗中增加了趣味性實驗課題。興趣和主動性是進(jìn)行創(chuàng)新活動、培養(yǎng)創(chuàng)新思維的動力和源泉。以醫(yī)學(xué)電子技術(shù)實驗為例，放棄傳統(tǒng)實驗柜(箱)上的驗證性電路，改為一系列趣味性較強(qiáng)的開放式、綜合型課題，如跟學(xué)生日常生活聯(lián)系緊密的簡易家庭防盜報警器、智力競賽搶答電路、電話放大器、皮阻皮溫測量用的靈敏熱電偶電路、腦電波電路、心電圖測量電路、手電筒以及簡易電子琴等，受到學(xué)生的歡迎?，F(xiàn)已由學(xué)生自己設(shè)計并制作完成了許多成品，并在創(chuàng)新實驗設(shè)計大賽中進(jìn)行了很好的展示。

八、討論

圍繞高等醫(yī)學(xué)教育改革，針對創(chuàng)新素質(zhì)教育和實踐動手能力的培養(yǎng)，我們對醫(yī)學(xué)物理學(xué)實驗課程進(jìn)行了改革探索，指出以學(xué)生為主體的創(chuàng)新性實驗課程能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、創(chuàng)新意識和開拓精神，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和操作技能。

在實驗教學(xué)改革實踐過程中，我們有以下幾點思考與收獲:

1.對于開設(shè)創(chuàng)新性實驗課程，長期以來存在一個錯誤觀念，認(rèn)為需要在低年級準(zhǔn)備足夠的理論知識，然后在高年級開設(shè)此類課程，否則學(xué)生基礎(chǔ)不夠。但是我們的教學(xué)實踐證明，給低年級本科生開設(shè)此類課程，“邊做邊學(xué)”，在實驗中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新與實踐能力，不但是完全可行的，而且可以有效地幫助和激發(fā)學(xué)生去盡早了解自己的專業(yè)，熱愛自己的專業(yè)，減少學(xué)生中普遍存在的“專業(yè)迷惘”乃至“專業(yè)悲觀”的現(xiàn)象，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

2.創(chuàng)新性實驗課程更加強(qiáng)調(diào)指導(dǎo)教師的教學(xué)技巧。學(xué)生所有問題的答案教師不能直接給出，更不適宜親自動手代替學(xué)生解決實驗中的問題，而只能引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)問題的學(xué)生去思考，找到原因并解決。對于一些學(xué)習(xí)積極、動手能力較強(qiáng)的學(xué)生，允許他們在自己的設(shè)計中走部分彎路，犯一些錯誤，不要急著阻止，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)錯誤。這正是“實踐出真知”的過程。

3.實驗課題的難易程度很重要，不能讓多數(shù)學(xué)生產(chǎn)生挫折感，特別是受到學(xué)時的限制，有些課題讓學(xué)生設(shè)計完成部分電路可能更合適，比如“皮阻皮溫測量用的靈敏熱電偶電路”等稍微復(fù)雜一點的電路。為了配合醫(yī)學(xué)電子學(xué)課堂教學(xué)的進(jìn)展和提高實驗效率，有些驗證性的實驗可以在計算機(jī)上利用仿真軟件進(jìn)行虛擬實驗。

總之，本教研室進(jìn)行開設(shè)創(chuàng)新性實驗教學(xué)改革，使我們的教學(xué)水平有了新的提高，學(xué)生的滿意度也在增加，可以相信，經(jīng)過不斷完善，我們的教學(xué)一定會更上一層樓，以培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新能力素質(zhì)的醫(yī)學(xué)生，同時，也進(jìn)一步促進(jìn)了教師在教學(xué)改革中的作用。

［1］教育部財政部關(guān)于實施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的意見［Z］.教高［2007］1號，2007.

［2］艾志錄，李強(qiáng)，張平安.探討高校實驗教學(xué)的改革與創(chuàng)新［J］.高教論壇，2005(5):63－65.

［3］王光昶，張建煒，周繼芳等.改革醫(yī)學(xué)物理實驗教學(xué)，充分發(fā)揮其培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的作用［J］.中國校外教育，2010，(12):141－143.

［4］王光昶，張建煒，周繼芳等.《醫(yī)學(xué)物理學(xué)》“案例式”教學(xué)模式探索與實踐［J］.高校教育研究，2009，7(12):30－31.

本文系成都醫(yī)學(xué)院2010年度教育教學(xué)改革研究項目資助課題(批準(zhǔn)號:JG2010002)。