林海燕，孫鵬，袁櫟，尹業(yè)

南京醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 (南京 211166)

國(guó)家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃提出，高校要注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，全面提升高?？萍紕?chuàng)新能力。創(chuàng)新已經(jīng)成為這個(gè)時(shí)代所需求的核心競(jìng)爭(zhēng)力。高等院校一方面享有豐富的教育資源，匯聚了大量高端人才，承擔(dān)著多數(shù)國(guó)家重要?jiǎng)?chuàng)新科技項(xiàng)目；另一方面高校也是大學(xué)生認(rèn)識(shí)社會(huì)、進(jìn)入社會(huì)的橋梁。如何有效利用高校的優(yōu)勢(shì)資源，培養(yǎng)更多的創(chuàng)新性人才，是高校教育努力的目標(biāo)。尤其對(duì)于醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科來(lái)說(shuō)，科研創(chuàng)新思維訓(xùn)練將有助于學(xué)生更好地將專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，提升學(xué)生應(yīng)對(duì)并解決各種新型疾病及突發(fā)狀況的能力[1-2]。因此，教師有必要將科研創(chuàng)新意識(shí)融入教學(xué)日常工作中，提高學(xué)生的邏輯思維和辯證思維能力。PBL(Problem Base Learning)是一類以問(wèn)題為基礎(chǔ)，以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，其注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、獨(dú)立思考問(wèn)題并解決問(wèn)題的能力。近年來(lái)，PBL教學(xué)模式在各個(gè)基礎(chǔ)及應(yīng)用學(xué)科中得到了廣泛應(yīng)用，取得了積極的教學(xué)效果[3- 4]。本文將根據(jù)生物化學(xué)的教學(xué)特點(diǎn)，結(jié)合筆者在教學(xué)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)，探討如何通過(guò)PBL模式對(duì)學(xué)生開展有效的科研創(chuàng)新思維訓(xùn)練。

1 生物化學(xué)的教學(xué)特點(diǎn)及現(xiàn)狀

生物化學(xué)(Biochemistry)是一門重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程，課程理論性和系統(tǒng)性較強(qiáng)。內(nèi)容主要涉及生物體中的化學(xué)進(jìn)程，如蛋白質(zhì)、糖類、脂類、核酸等生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能及其代謝過(guò)程；生物遺傳信息的傳遞及調(diào)控等。生物化學(xué)一直是臨床醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等生命相關(guān)專業(yè)的必修課程，為學(xué)生深入了解疾病的發(fā)生機(jī)制，更好地開展臨床治療或藥物研發(fā)等工作奠定基石。但由于學(xué)科本身的特點(diǎn)，在生物化學(xué)教學(xué)中依然存在較多的問(wèn)題。首先，傳統(tǒng)教學(xué)模式仍是目前普遍采用的主導(dǎo)模式，這種模式有利于信息量較大的基礎(chǔ)知識(shí)的傳授，在從古至今的教育工作中，一直處于不可替代的地位。然而在這種教學(xué)模式中，學(xué)生處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)地位，往往缺乏主動(dòng)性[5]。其次，在傳統(tǒng)教學(xué)思想的指導(dǎo)下，成績(jī)多由一張?jiān)嚲韥?lái)決定，這在很大程度上導(dǎo)致不少學(xué)生采取“平時(shí)不學(xué)習(xí)，考前熬通宵”的模式，這不僅扼殺了部分學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與積極性，也極不利于知識(shí)的學(xué)習(xí)與掌握。最后，由于生物化學(xué)知識(shí)點(diǎn)較抽象，學(xué)生要學(xué)習(xí)的內(nèi)容較多，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中往往感覺枯燥乏味、難以理解與記憶，只能通過(guò)死記硬背應(yīng)付考試，而缺乏靈活運(yùn)用知識(shí)的能力?；谶@一情況，很多生物化學(xué)教師都在嘗試開創(chuàng)新的教學(xué)方式，在教學(xué)方法和考核方式等方面都做了許多有益的改革和嘗試，取得了明顯的效果[6]。然而在如何兼顧教學(xué)和學(xué)生科研創(chuàng)新思維的培養(yǎng)方面，目前還存在很多不足。筆者嘗試將PBL模式融入生物化學(xué)的教學(xué)中，并加以改革，在滿足生物化學(xué)教學(xué)目的和要求的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)并提升學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。

2 PBL模式有機(jī)融入生物化學(xué)教學(xué)

2.1 傳統(tǒng)教學(xué)模式與PBL模式相結(jié)合

傳統(tǒng)教學(xué)與PBL教學(xué)法并不是獨(dú)立的兩種教學(xué)方法，而應(yīng)該相互交匯、相互融合。傳統(tǒng)教學(xué)模式雖然有很多不足之處，但也有其不可替代的優(yōu)勢(shì)。比如，學(xué)生能快速、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)理論知識(shí)，掌握知識(shí)更全面，所需教學(xué)資源及資金投入較少等。而PBL強(qiáng)調(diào)以學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)為主，提倡以問(wèn)題為基礎(chǔ)的討論式教學(xué)和啟發(fā)式教學(xué)，讓學(xué)生積極主動(dòng)地投入學(xué)習(xí)，自主解決一些在學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題。其目的在于促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高其分析和解決問(wèn)題的能力。為了充分發(fā)揮這兩種教學(xué)方法各自的優(yōu)勢(shì)，讓兩者有效地結(jié)合從而發(fā)揮最大效率，筆者對(duì)課程教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行了改革：保留傳統(tǒng)教學(xué)方式的主導(dǎo)地位，將基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)以講授的方式傳遞給學(xué)生，同時(shí)以PBL教學(xué)法為補(bǔ)充，將一些經(jīng)典的科研論文寫成案例供學(xué)生學(xué)習(xí)討論。基礎(chǔ)知識(shí)的講授保證了學(xué)生的理論基礎(chǔ)，具備發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的基本知識(shí)框架。而通過(guò)對(duì)最前沿科學(xué)研究的討論，教師將引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)思考，培養(yǎng)其良好的科研思維能力。在課程設(shè)置方面，教師可以把基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)，生物化學(xué)教學(xué)分為兩個(gè)學(xué)期，包括生物化學(xué)和高級(jí)生物化學(xué)。在大二下學(xué)期設(shè)置69學(xué)時(shí)生物化學(xué)，包括60學(xué)時(shí)理論課程，重點(diǎn)學(xué)習(xí)生化大綱要求的基本知識(shí)點(diǎn)；9學(xué)時(shí)PBL課程，通過(guò)較為簡(jiǎn)單的生化相關(guān)案例了解PBL的教學(xué)方式。在大三下學(xué)期增設(shè)高級(jí)生物化學(xué)課程，81學(xué)時(shí)，重點(diǎn)涉及基因表達(dá)調(diào)控、常用分子生物學(xué)技術(shù)及應(yīng)用等。其中54學(xué)時(shí)采用傳統(tǒng)教學(xué)方式，27學(xué)時(shí)為更深層次的科研PBL案例討論。講授內(nèi)容包括基因表達(dá)調(diào)控、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因工程以及基因診斷和基因治療等，涉及大量醫(yī)學(xué)研究中常用的以及最新的分子生物學(xué)技術(shù)。為了使學(xué)生理解并掌握這些內(nèi)容，筆者將其中主要知識(shí)點(diǎn)以科研案例的形式呈現(xiàn)出來(lái)，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)案例進(jìn)行分析和討論。例如，對(duì)于PCR這一常見分子生物學(xué)技術(shù)，筆者通過(guò)在案例中設(shè)置有關(guān)基因定量分析以及突變質(zhì)粒構(gòu)建等場(chǎng)景，逐漸引導(dǎo)學(xué)生提出相關(guān)問(wèn)題，自主查閱資料并解決問(wèn)題，一方面加深學(xué)生對(duì)PCR技術(shù)原理的理解，另一方面也對(duì)PCR相關(guān)的衍生技術(shù)，例如定量PCR、融合PCR等應(yīng)用范圍有更好的認(rèn)識(shí)。

2.2 將科研論文改編成PBL科研案例

隨著國(guó)內(nèi)外教育界對(duì)PBL教學(xué)模式的認(rèn)可，越來(lái)越多的高校開展了相應(yīng)的教學(xué)改革，將PBL模式融入各個(gè)學(xué)科的教學(xué)當(dāng)中。尤其在醫(yī)學(xué)院校，為了使學(xué)生能夠靈活運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)解決臨床實(shí)際問(wèn)題，從事基礎(chǔ)教學(xué)的教師可與臨床醫(yī)生合作，以臨床病例為背景，撰寫大量可用于PBL教學(xué)的案例。但隨著社會(huì)對(duì)醫(yī)療衛(wèi)生人才的要求不斷提高，醫(yī)生不僅要知道對(duì)疾病如何進(jìn)行診斷和治療，還要具備面對(duì)疑難疾病時(shí)對(duì)疾病機(jī)制的探索精神和對(duì)治療措施的開拓能力。為了滿足這一需求，有關(guān)教師提出將PBL教學(xué)模式與科研論文講解相結(jié)合，從而提高學(xué)生的科研思維能力[7]。但是科研論文專業(yè)性太強(qiáng)，整體作為案例進(jìn)行講解，學(xué)生很難理解，容易產(chǎn)生畏難情緒并極易被放棄。因此，筆者結(jié)合基礎(chǔ)知識(shí)部分內(nèi)容，以完整的科研設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，以臨床疾病的發(fā)生機(jī)制為切入點(diǎn)，將基本的生化知識(shí)和分子生物學(xué)技術(shù)貫穿其中，形成科研PBL案例。例如，筆者以腫瘤細(xì)胞增殖的影響因素為切入點(diǎn)，將兩篇探討結(jié)腸癌細(xì)胞株惡性程度影響機(jī)制的研究論文改寫成了一個(gè)科研案例，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和討論轉(zhuǎn)錄后調(diào)控對(duì)于基因表達(dá)的影響，涉及的分子生物學(xué)技術(shù)有：PCR、western blot、熒光素酶報(bào)告基因等。案例劇情的開展以研究結(jié)果的遞進(jìn)為依據(jù)，主要研究結(jié)果被分為三幕或以上，每拿到一幕，學(xué)生都需要討論該幕中所涉及實(shí)驗(yàn)方法的原理、應(yīng)用范圍以及下一幕需要解決的問(wèn)題和可能用到的方法。這樣，不僅有助于學(xué)生運(yùn)用課本上所學(xué)知識(shí)，掌握常用分子生物學(xué)技術(shù)的原理，更有助于培養(yǎng)其科研思維能力，在潛移默化中養(yǎng)成辯證思考的方式。

2.3 撰寫科研PBL案例的注意事項(xiàng)

科研PBL案例不是研究論文，不能只記錄和分析科學(xué)研究的過(guò)程和結(jié)果，而是要像常規(guī)PBL案例那樣，設(shè)置相應(yīng)的主角和故事背景。例如，一個(gè)研一的學(xué)生XX，剛剛進(jìn)入一個(gè)以研究代謝性疾病發(fā)生機(jī)制為主的實(shí)驗(yàn)室，導(dǎo)師給他提供了幾個(gè)可供選擇的研究方向以及前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，他要如何對(duì)這些結(jié)果進(jìn)行分析，并根據(jù)這些結(jié)果設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，開展課題研究等。其次，案例設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)單合理?？紤]到案例的適用對(duì)象介紹是本科生，他們的背景知識(shí)構(gòu)架有限，因此教師在撰寫科研案例時(shí)一定要注意：案例中所涉及的科學(xué)問(wèn)題要簡(jiǎn)單易懂，如科學(xué)問(wèn)題太復(fù)雜，學(xué)生不易理解，討論時(shí)會(huì)不知所措。案例中設(shè)計(jì)的研究路線要清晰明了，研究思路要具有層層深入的推進(jìn)感，能夠引起學(xué)生思考興趣。這就需要參與撰寫案例的教師具有一定的科學(xué)研究背景，同時(shí)參與過(guò)一線教學(xué)實(shí)踐，了解學(xué)生的實(shí)際知識(shí)儲(chǔ)備情況。最后，撰寫者要在案例中介紹有關(guān)科研人文的內(nèi)容，科學(xué)研究行為不端的各種表現(xiàn)。例如，學(xué)術(shù)造假，一圖多用，用軟件對(duì)圖片進(jìn)行修飾處理等。在我國(guó)，各大高校、醫(yī)院和科研單位為了鼓勵(lì)科研創(chuàng)新，往往將論文發(fā)表數(shù)量與職稱評(píng)定掛鉤，這樣雖然在一定程度上刺激了大家開展科學(xué)研究的熱情，但是由此帶來(lái)的副作用也很明顯：部分人員為了利益，不惜通過(guò)造假或者修飾結(jié)果的方式發(fā)表論文，甚至為了文章數(shù)量一稿多投，一圖多用等。因此，為了讓本科生在剛剛接觸科研的時(shí)候就樹立正確嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度，教師需要在案例中融入有關(guān)學(xué)術(shù)不端的話題，并在課堂上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論。讓他們了解哪些行為在科學(xué)研究中是不允許存在的，科學(xué)研究行為不端對(duì)自己和社會(huì)將會(huì)帶來(lái)怎樣的影響等。

2.4 收集學(xué)生的反饋意見

筆者從2016年開始在本?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)試行科研PBL模式教學(xué)，最初編寫了三個(gè)案例，分別以腫瘤，非酒精性脂肪肝及2型糖尿病的發(fā)生機(jī)制為切入點(diǎn)，重點(diǎn)將生物化學(xué)與分子生物學(xué)課程中基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控以及基因工程等內(nèi)容整合到了案例撰寫中，并涵蓋了教學(xué)大綱要求掌握的所有分子生物學(xué)技術(shù)。例如，PCR、分子雜交、基因工程等。另外，為了培養(yǎng)學(xué)生正確的科研態(tài)度，筆者在案例中設(shè)置了部分人文內(nèi)容，提醒學(xué)生在科學(xué)研究過(guò)程中時(shí)刻保持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，不允許任何的造假行為。在課后的調(diào)查反饋中，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為這樣的上課方式讓他們對(duì)書上知識(shí)的理解更加深刻，并且通過(guò)自己的主動(dòng)學(xué)習(xí)，掌握得更加牢固。為了進(jìn)一步了解學(xué)生對(duì)案例的期待和要求，筆者設(shè)置了調(diào)查問(wèn)卷，其中關(guān)于案例內(nèi)容方面，調(diào)研學(xué)生最在意案例的哪一方面？在34名學(xué)生中，有31名認(rèn)為他們最在意科研案例中科研設(shè)計(jì)的合理性，少數(shù)幾個(gè)學(xué)生認(rèn)為科研案例的完整性最為重要。而有關(guān)案例中涉及的人文方面，所有學(xué)生均認(rèn)為：有必要討論人文，但是時(shí)間最好不超過(guò)20分鐘。根據(jù)這些意見，筆者及時(shí)調(diào)整了案例的完整性及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性，并提醒任課教師在授課過(guò)程中注意對(duì)人文問(wèn)題討論的引導(dǎo)和時(shí)間掌控。

2.5 改革考核方式

目前，分?jǐn)?shù)仍然是學(xué)?？己藢W(xué)生學(xué)習(xí)情況的一個(gè)重要參考指標(biāo)。因此，為了進(jìn)一步刺激學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，筆者改變了傳統(tǒng)的考核方式——試卷為主，在綜合考慮學(xué)生在課堂上討論的積極性，課后資料查閱的完成情況以及對(duì)所查資料的理解情況等之后，由授課教師給出一個(gè)合理的成績(jī)。最終PBL考核成績(jī)將占高級(jí)生物化學(xué)總成績(jī)的30%，由此避免了單一試卷考核成績(jī)所帶來(lái)的種種弊端。

2.6 教學(xué)效果

科研PBL模式教學(xué)目前只在本?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)中試行，該專業(yè)旨在培養(yǎng)能夠勝任高等醫(yī)藥院校和科研機(jī)構(gòu)的教學(xué)科研工作，并具有科研創(chuàng)新能力及成為相關(guān)領(lǐng)域高端人才潛力的學(xué)生。在生物化學(xué)教學(xué)改革中，將PBL模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式相融合的做法受到了廣大學(xué)生的好評(píng)，尤其是科研PBL案例的使用，更是對(duì)學(xué)生科研創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)起到了積極的作用。目前，本校基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)畢業(yè)生34人，全部進(jìn)入國(guó)內(nèi)外各大院校攻讀研究生。其中4人出國(guó)，7人分別保送至復(fù)旦大學(xué)，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院及南京醫(yī)科大學(xué)，其余分別考入北京大學(xué)醫(yī)學(xué)院、浙江大學(xué)、中山大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)及南京大學(xué)等國(guó)內(nèi)著名985院校進(jìn)一步深造。

3 科研PBL模式教學(xué)的思考

從本校的教學(xué)效果來(lái)看，科研PBL模式教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)科學(xué)問(wèn)題、分析問(wèn)題并獨(dú)立思考問(wèn)題的科研能力具有積極的促進(jìn)作用，值得向其他學(xué)科推廣。然而，在實(shí)施科研PBL教學(xué)過(guò)程中需要注意：撰寫PBL案例的教師需要具備科學(xué)研究背景，同時(shí)參與一線教學(xué)實(shí)踐，這樣才能保證科研案例的嚴(yán)謹(jǐn)性和適用性；PBL案例討論的指導(dǎo)教師需要經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的科學(xué)研究訓(xùn)練，最好是博士研究生畢業(yè)，并一直從事科學(xué)研究的相關(guān)工作，關(guān)注本領(lǐng)域的最新科研進(jìn)展，這樣才能在討論過(guò)程中時(shí)時(shí)引導(dǎo)學(xué)生討論的正確方向；PBL模式教學(xué)雖然對(duì)科研創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)具有一定的促進(jìn)作用，但是也需要與其他教學(xué)方式相結(jié)合。例如，在高等生化教學(xué)中，筆者還設(shè)置了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課，配合理論學(xué)習(xí)。因此，學(xué)生科研創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)不是一朝一夕的事，也不是靠單一教學(xué)方法就能實(shí)現(xiàn)的，它需要社會(huì)提供相應(yīng)的環(huán)境，也需要教學(xué)過(guò)程中各個(gè)學(xué)科借助各種教學(xué)方法來(lái)推行。