秦江瑜,張利軍,王蓓蓓,邸紅軍,劉 晟,黃 敬,趙環(huán)環(huán),王 晟,沈炳玲,劉 欣,鄧艷秋,徐哲龍

(天津醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)與病理生理學(xué)系, 天津 300070; △通訊作者)

2019年10月,教育部發(fā)布的《關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》文件中明確指出,要推動科研反哺教學(xué),強化科研育人功能,推動高校及時把最新科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣[1]。2022年1月,教育部、財政部、國家發(fā)展改革委發(fā)布的《關(guān)于深入推進世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)的若干意見》中再次強調(diào),優(yōu)化高等院校、科研院所、行業(yè)企業(yè)高端人才資源在教育教學(xué)方面的交流共享機制,促進高水平科研反哺教學(xué)[2]。

隨著新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議精神的貫徹執(zhí)行和“以本為本,四個回歸”的推進落實,高校愈加重視科研反哺教學(xué)在育人工作中的作用。天津醫(yī)科大學(xué)以建設(shè)一流研究型醫(yī)科大學(xué)為目標(biāo),堅持“教育教學(xué)為立校之本,科學(xué)研究為強校之路”的辦學(xué)理念,努力培養(yǎng)高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才[3]。教育部提出的“科研反哺教學(xué)”的新舉措,將我?！翱蒲袕娦！迸c“以本為本”的辦學(xué)思路有機融合,為積極推進科研反哺教學(xué)工作的實施提供了有力保障。

實驗教學(xué)具有較強的直觀性、體驗性、趣味性、互動性、探索性、綜合性等特點[4]。實驗教學(xué)質(zhì)量的提升是實現(xiàn)高等醫(yī)學(xué)教育內(nèi)涵式發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。從科研課題中提取并轉(zhuǎn)化而來的創(chuàng)新型綜合性實驗課的開設(shè),在加深學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識的理解、實踐能力、創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)方面,具有十分重要的作用[5],同時也是高校實現(xiàn)三全育人、實踐育人的有效途徑。

1 心肌缺血再灌注損傷實驗教學(xué)改革探索

缺血-再灌注損傷作為一種基本病理過程[6],是病理生理學(xué)課程中重要的教學(xué)內(nèi)容之一,也是醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中的熱點內(nèi)容。學(xué)生在學(xué)習(xí)本章節(jié)時,基于好奇心和解決醫(yī)學(xué)領(lǐng)域未知問題的責(zé)任感和使命感,興趣非常濃厚。建立人類疾病動物模型,是病理生理學(xué)研究中最常采用的動物實驗方法[6]。開展缺血再灌注損傷動物模型實驗教學(xué),對于學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識、訓(xùn)練基本技能、培養(yǎng)創(chuàng)新思維、實驗素養(yǎng)和職業(yè)精神、增強社會責(zé)任感均有重要意義。

我校生理學(xué)與病理生理學(xué)系徐哲龍教授研究團隊長期從事心肌缺血再灌注損傷的機制與防治的研究,并建立了較為穩(wěn)定的心肌缺血再灌注損傷動物模型。該疾病模型在科研中常用的動物以小鼠、大鼠為主。鑒于教學(xué)實驗學(xué)生人數(shù)眾多、儀器設(shè)備配置以及實驗的安全性和可行性等多方面因素,教學(xué)實驗所用動物選用家兔。家兔性情溫順、大小適中、便于操作,是目前本科實驗教學(xué)中的常用動物。2019年,徐哲龍教授帶領(lǐng)學(xué)系教師開始嘗試建立家兔心肌缺血再灌注損傷模型并應(yīng)用于實驗教學(xué)。國內(nèi)目前在本科教學(xué)中開展家兔心肌缺血再灌注損傷動物實驗的醫(yī)學(xué)類院校為數(shù)不多。

2 家兔心肌缺血再灌注損傷綜合性實驗教學(xué)實踐

2.1 建立學(xué)院首門跨學(xué)科綜合性實驗整合課程

以基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院推進系統(tǒng)整合課程教學(xué)改革為契機,2019年6月,生理學(xué)與病理生理學(xué)系教師牽頭組建了學(xué)院第一門實驗整合課程心肌缺血再灌注損傷實驗整合課程。該課程是一門整合了病理生理學(xué)、組織學(xué)與胚胎學(xué)、免疫學(xué)三個學(xué)科的跨學(xué)科綜合性實驗課程。內(nèi)容包括:心肌缺血再灌注損傷模型的建立和取材;心肌組織石蠟標(biāo)本的制備、切片、蘇木精-伊紅染色、變色酸2R-亮綠染色;Western blot法檢測心肌組織中磷酸化P38絲裂原活化蛋白酶、ELISA法檢測血清肌鈣蛋白[7]。

2.2 實驗整合課程教學(xué)實踐概況及效果總結(jié)

心肌缺血再灌注損傷實驗整合課程首次于2019-2020學(xué)年第一學(xué)期在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)(朱憲彝班)學(xué)生中成功開設(shè)。迄今為止,該課程已完成2017級-2020級連續(xù)四屆學(xué)生的教學(xué)任務(wù)。該綜合性實驗課程的建立,是本學(xué)系科研反哺教學(xué)工作的首次嘗試,并取得了較為滿意的教學(xué)效果。參加實驗課程的學(xué)生評價:“這種綜合性的實驗設(shè)計和操作課程充滿趣味且非常有意義,通過這類課程的學(xué)習(xí),我們的科研思維和操作技術(shù)將會有很大的進步[8]。”面向2020級學(xué)生開展的調(diào)查問卷中,針對該課程在提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、動手能力、分析問題、解決問題能力、創(chuàng)新思維能力、科研思維能力等綜合能力提升方面以及對課程的整體滿意度方面的平均得分為92.5分(滿分100分)。

學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí),熟悉了HE染色、Western blot法、ELISA法等常用的科研實驗方法,掌握了離心機、加樣器、電泳儀等儀器的操作方法;加深了對缺血再灌注損傷基本理論的理解,了解了缺血再灌注損傷的科學(xué)研究前沿;提高了觀察、比較、分析、綜合解決實際問題的能力;同時,科研思維能力也得到了鍛煉,為其今后從事科學(xué)研究工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。

將科研實驗轉(zhuǎn)化應(yīng)用于本科實驗教學(xué),要考慮到實驗內(nèi)容的新穎性、可行性、探索性和安全性[9]。該課程的成功開設(shè),得力于科研實驗室成熟的實驗技術(shù)、各學(xué)科開展相關(guān)實驗的優(yōu)勢以及教學(xué)實驗中心集成化信號采集系統(tǒng)實驗設(shè)備的完善配置等多方面條件的具備。學(xué)系教師前期多次預(yù)實驗、集體備課以及開課前由學(xué)院牽頭組織的專家論證,為本課程的開展提供了有力保障。

3 臨床醫(yī)學(xué)“5+3”專業(yè)實驗教學(xué)實踐及效果反饋

繼本?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)開展該實驗課程后,2020年,家兔心肌缺血再灌注損傷模型建立的實驗正式納入臨床醫(yī)學(xué)“5+3”專業(yè)機能學(xué)實驗課程。2021-2022學(xué)年第一學(xué)期,該實驗面向2019級臨床“5+3”專業(yè)(6個班)以線上、線下混合模式首次開展。開課前,教師通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺發(fā)布實驗教學(xué)大綱、實驗講義、實驗視頻、測驗題等資料供學(xué)生預(yù)習(xí)。實驗課上,授課教師強調(diào)操作重點并在操作過程中對學(xué)生進行針對性的指導(dǎo)。該實驗主要內(nèi)容包括:家兔全身麻醉,氣管插管,心電圖記錄,左胸部手術(shù),結(jié)扎冠狀動脈左前降支模擬缺血再灌注過程;家兔處死,心臟取出、切片、染色并固定,計算心肌梗死面積。

本屆學(xué)生動物實驗操作少,基本操作技能不熟練,加上該實驗操作難度大,學(xué)生人數(shù)多,本輪實驗課的開展面臨許多新挑戰(zhàn)。開課前,學(xué)系教師經(jīng)過多次集體備課討論,不斷調(diào)整、完善實驗細節(jié),落實實驗各個環(huán)節(jié),全力保障該實驗課順利完成。117名學(xué)生參與的調(diào)查問卷結(jié)果顯示,71.8%的學(xué)生認可該課程線上線下混合式授課方式;94.87%的學(xué)生認為目前線上實驗課資料(實驗大綱、講義、視頻、測驗題)對完成本實驗有幫助;87.18%的學(xué)生對該實驗整體安排滿意。

4 家兔心肌缺血-再灌注損傷虛擬實驗參賽實踐

4.1 家兔心肌缺血-再灌注損傷虛擬實驗開發(fā)

第一屆醫(yī)學(xué)虛擬仿真實驗創(chuàng)新大賽由虛擬仿真實驗教學(xué)創(chuàng)新聯(lián)盟醫(yī)學(xué)領(lǐng)域工作委員會于2021年7月發(fā)起,中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院、北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部、上海交通大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院等11所院校承辦,參賽對象為普通高等教育本科院校正式注冊的全日制在校生的全國性賽事。

由本校生理學(xué)與病理生理學(xué)系教師指導(dǎo)大學(xué)生開發(fā)的家兔心肌缺血-再灌注損傷虛擬實驗獲得本次大賽卓越獎。項目組全體成員開展多次會議和討論,進行家兔實驗、視頻拍攝、程序編寫等工作,歷時半年時間,最終完成了虛擬軟件制作。該虛擬實驗包括實驗原理、實驗視頻、模擬實驗和習(xí)題檢測四個部分,涵蓋內(nèi)容非常豐富,整體實驗設(shè)計與理論知識緊密結(jié)合,操作視頻與模擬實驗相互補充。學(xué)習(xí)者還可以通過自測習(xí)題檢驗該實驗的學(xué)習(xí)效果。學(xué)生通過該虛擬實驗的學(xué)習(xí),可以熟悉實驗全部過程并充分了解實驗操作中的重點和難點,為動物實驗實際操作奠定較好的基礎(chǔ)。

4.2 以賽促學(xué),教學(xué)相長

家兔心肌缺血再灌注損傷虛擬實驗的開發(fā)和應(yīng)用對目前該實驗教學(xué)的開展進行有效補充,更深層次地推進了科研反哺教學(xué)工作的實施。同時,以參賽為契機,學(xué)生團隊通過參與該項目實施的全程,訓(xùn)練了實踐創(chuàng)新能力,培養(yǎng)了勇于探索、嚴(yán)謹(jǐn)求實、團結(jié)協(xié)作的綜合素養(yǎng)。以賽促學(xué),對于培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才有重要意義[10]。此外,指導(dǎo)教師可以發(fā)揮自己的特長和優(yōu)勢,助力學(xué)生成長;學(xué)生的及時反饋也能夠促使教師發(fā)現(xiàn)自己的知識缺陷和能力不足,有利于教師教學(xué)經(jīng)驗的積累和教學(xué)能力的提升。以賽促學(xué),也是教學(xué)相長的典范。

5 以研促教,以教啟研,教研相長

科研和教學(xué)是目前高校教師面臨的兩項主要任務(wù)。兩者既不相互矛盾,也不能相互代替,而是相輔相成。高校教師應(yīng)該加強教學(xué)與科研之間的互動,將教學(xué)與科研緊密結(jié)合,以科研促進教學(xué),以教學(xué)帶動科研[11],努力做到以研促教,以教啟研,教研相長。本學(xué)系教師將科研實驗動物模型進行探索和改進后應(yīng)用于本科生實驗教學(xué),在“以研促教”的道路上邁出了第一步,開啟了“研”與“教”的互動。

以教啟研,是從教學(xué)中遇到的難題和困惑入手,啟發(fā)科研思維,從而產(chǎn)生新的科研課題以解決教學(xué)中遇到的問題[12]。在該實驗的教學(xué)實踐中,我們遇到諸如家兔胸部操作時如何避免大出血和肺損傷,如何準(zhǔn)確定位左前降支等問題;怎樣將操作難點、細節(jié)以最清晰明白的方式讓學(xué)生理解清楚?這些亟待解決的問題引發(fā)了授課教師的思考。授課教師精心策劃并完成了實驗操作視頻錄制等線上課程內(nèi)容的建設(shè),豐富了線上課程的教學(xué)資源,極大地提升了實驗效果,并順利完成學(xué)院教學(xué)改革課題1項。此外,針對實驗中發(fā)現(xiàn)家兔心電圖變化、心肌梗死面積結(jié)果不穩(wěn)定等問題,授課教師在查閱文獻資料過程中啟發(fā)科研新思路,最終獲批天津市教委科研課題立項1項。將科研實驗應(yīng)用于教學(xué),一方面可以豐富教學(xué)內(nèi)容、提高教學(xué)質(zhì)量;另一方面,教學(xué)實踐能為科研帶來更多啟發(fā),最終實現(xiàn)教學(xué)與科研的共同進步[13]。

2023年1月,“心肌缺血再灌注損傷機制和防治研究的教學(xué)應(yīng)用”獲評天津醫(yī)科大學(xué)科研反哺教學(xué)優(yōu)秀案例。通過該實驗科研反哺教學(xué)的實踐經(jīng)歷,學(xué)系教師切身體會到以研促教,以教啟研的實質(zhì),在“研”與“教”的互動中,深刻領(lǐng)悟了教研相長的內(nèi)涵。

科研和教學(xué)是高校騰飛發(fā)展的雙翼?？蒲械闹饕蝿?wù)是探索未知、創(chuàng)造知識,教學(xué)的主要任務(wù)是認識已知、傳播知識?？蒲信c教學(xué)在認識已知和探索未知層面是內(nèi)在統(tǒng)一的,兩者在本質(zhì)上是相互促進的[14]。我國提出的科教興國戰(zhàn)略,是兩者在國家利益層面上統(tǒng)一性的體現(xiàn)。作為研究型高校的教師,教學(xué)和科研并重是極為重要的堅守原則[15]。針對目前高校教師存在重科研、輕教學(xué)的現(xiàn)狀,有學(xué)者提出,科研反哺教學(xué),將兩者有機結(jié)合,實現(xiàn)科研與教學(xué)的協(xié)調(diào)、統(tǒng)一發(fā)展,是處理兩者關(guān)系的有效途徑[16]。此外,實現(xiàn)教研融合,構(gòu)建“教研共同體”是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才必由之路[17]。本學(xué)系教師通過開展家兔心肌缺血再灌注損傷實驗教學(xué)實踐證實,科研反哺教學(xué)也是學(xué)科踐行研教互促,持續(xù)推進教學(xué)改革,實現(xiàn)研、教、學(xué)融合發(fā)展,助力青年教師成長和學(xué)校高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的有效途徑。