翻转课堂在“神经生物学”教学中的应用

［摘 要］ 神经生物学作为一门发展迅速的交叉学科，涉及神经系统的解剖学、生理学、病理学和心理学等内容，教学内容庞杂、抽象，难以理解。除此之外，八年制临床医学专业“神经生物学”教学还存在课时较少、实验课比重偏低等问题。为提高教学质量，需要对教学方法进行改进。翻转课堂教学模式是一种新型的、具有影响力的教学模式，目前已经在高等学校众多学科的教育教学活动中取得了较为满意的效果，但“神经生物学”教学活动中翻转课堂的应用目前还比较少见。实践证明，通过翻转课堂的教改措施，提高了“神经生物学”课程的趣味性，教学效果得到进一步改善。

［关键词］ 神经生物学；翻转课堂；创新型人才培养

［基金项目］ 2022年度中山大学校级教学质量与教学改革工程项目“与学习风格匹配的线上线下互动的教学模式在生理学课程中的应用及评价”（中大教务〔2022〕91号）

［作者简介］ 魏绪红（1979—），女，山东临沂人，生理学博士，中山大学中山医学院解剖与生理学系副教授，主要从事神经病理性疼痛机制的研究

［中图分类号］ G642.4 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2022）51-0057-04 ［收稿日期］ 2022-09-22

20世纪90年代以来，随着国家对神经生物学研究投入的加大，神经生物学得到了飞速发展，新的技术不断涌现，理论的发展也日新月异。然而，目前对于一些神经系统的疾病，比如脑血管病、阿尔茨海默病、帕金森氏病、病理性疼痛等，其治疗方法和手段还很有限。八年制临床医学生将来大部分都要从事临床和科研工作，且相当一部分会选择从事神经系统疾病的诊疗与研究工作。神经生物学是一门新兴的交叉学科，涉及神经系统的解剖学、生理学、病理学和心理学等［1］，教学内容庞杂、抽象，难以理解。“神经生物学”的教学除了教授基础理论和实验知识外，还需要引领学生掌握最新的研究进展，为学生架起基础与临床之间的桥梁，以适应创新复合型人才培养模式的要求。除此之外，八年制临床医学专业“神经生物学”的教学还存在课时较少、实验课比重偏低等问题。为提高教学质量，需要对教学方法进行改进。

翻转课堂教学模式是一种新型的、非常具有影响力的教学模式［2］。其改变了教师“一言堂”“满堂灌”的现象。目前高等学校众多学科的教育教学活动已经取得了较为满意的效果［3］，但“神经生物学”教学活动中翻转课堂的应用还比较少见。近年来，中山大学中山医学院在临床八年制医学生“神经生物学”的教学过程中，结合学生的自身特点和教师的科学研究优势，采用了翻转课堂的教学方法，取得了良好的效果。本文利用自我导向学习评定量表及满意度调查的方法分析该教学模式应用于八年制“神经生物学”教学实践的教学效果，并总结了一点体会和思考，希望为提高八年制“神经生物学”教学效果提供有价值的参考。

一、教学对象与方法

选取本校98名八年制临床医学专业学生作为研究对象，98名学生均参加普通高等学校全国统一招生考试进入本校，于2021年9月至2022年1月期间进行翻转课堂教学。在翻转课堂实施前后，分别利用自我导向学习评定量表（self-rating scale for self- directedness in learning，SRSSDL）的中文版［4-5］，采用自身对照的方法，综合评价学生的学习能力变化情况。此量表主要针对下述5项内容进行评价：（1）学习意识；（2）学习策略；（3）学习行为；（4）学习评价；（5）人际关系技能。具体地，在学习意识方面，包括“明确自己的学习需求”“对自己的学习负责”“能够认识自己的不足之处”“能与时俱进地学习所获取的各种学习资源”方面的变化等；在学习行为方面，主要包括“我预习并复习新课”“我能够有效地适应信息技术”“在阅读一个章节或文章时我能识别重点”“我会在老师教学过程中提问相关问题”等方面；在学习策略方面，主要包括“发现互动式教学比仅仅听老师讲效果好”“我在安排学习时注意培养终身学习的习惯”“在学习上我靠自己的内在动力向更好层次发展和进步”；在学习评价方面，主要包括“我能够认识自己的优点和缺点”“我会回顾学习笔记或学习资料进行复习”；在人际关系技能方面，主要包括“我能认识到团队中自己的作用”“我与别人的交流使我能对自己未来学习计划有更好的洞察力”“我充分利用我所遇到的每一个机会”“我能成功地进行语言交流”“当学习遇到问题时，我能主动寻求同伴或老师的帮助”等。各项内容评定总分为60分，记录汇总后的总分值。

采用统计学软件SPSS进行分析，符合正态分布的计量资料采用均数±标准差表示，组内比较采用配对样本t检验；P＜0.05被认为有统计学差异。

二、实施过程

（一）课前充分准备

八年制学生的“神经生物学”课安排在大三上学期，此前学生已经学习了“细胞生物学”“解剖学”“组织胚胎学”“生理学”“生物化学”。学生对神经系统的基础知识如神经元和胶质细胞功能、神经细胞电活动、神经递质与受体、神经系统与内分泌系统的相互作用等已经有了较好的掌握，对临床常见疾病如学习记忆障碍、帕金森氏综合征、亨廷顿病等的基本机制也已经有所了解，这为“神经生物学”翻转课堂的实施打下了较好的基础。在上课开始前一周，教师把需要在课堂上讲解的内容以PPT课件、教学视频等形式发给学生，学生自行阅读，查阅文献及资料。在此过程中，学生利用以往获得的知识与经验对现有的内容进行理解、消化。

（二）课堂巩固内化

2005年教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中提出高校要积极推动研究性教学［6］。为积极响应这一要求，我们坚持以科研引领教学。经过认真挑选，现有的上“神经生物学”的教师，都是长期从事神经科学研究的一线科研人员。利用这一优势，教师可以将科研内容、科研方法及自我的科研经历有机地融入相关神经生物学知识点中，并根据科研成果的进展及国内外研究动态对教学内容进行不断补充更新。比如，作者的研究方向是神经病理性疼痛，对疼痛领域的研究动态有较深入的掌握，随着研究的进展，对疼痛发病机制及治疗方法的认识也越来越深入。因此在上课时，让学生在提前准备的基础上分组讨论慢性深部脑刺激治疗慢性疼痛的原理，探讨小胶质细胞及星形胶质细胞在慢性疼痛发病中的作用，并将其延伸至其他疾病，如抑郁症、肥胖、强迫症、帕金森病的治疗。这种方式极大地丰富了“神经生物学”的教学内容，提升了学生对于神经生物学研究的兴趣。再比如，在讲授神经系统胶质细胞功能时，生理学的内容提到星形胶质细胞是数量最多、功能最复杂的胶质细胞，功能是机械支持、营养神经元，在外伤或疾病时，星形胶质细胞往往过度增生。但作者的研究工作却证实，在外周神经损伤后，海马的星形胶质细胞体积会变小，功能会变弱。这种与一般现象不同的描述立刻引起了学生的兴趣。作者再抓住机会讲解不同部位的星形胶质细胞在疼痛时的不同作用，如脊髓的星形胶质细胞增生是因为其要向神经元提供更多的能量和胶质递质，以利于脊髓痛觉信号上传到皮层；而海马星形胶质细胞功能减弱会导致对痛觉信号上传抑制的减弱，因而虽然看起来两个截然不同的现象，最后产生的结果（疼痛）却是一致的。同学们在听完讲解后，对星形胶质细胞功能的复杂性有了更深刻的理解，同时也明白了科学研究过程中需要不断地探索、不断地创新，而不是人云亦云。

（三）课后深入拓展

除了在课堂上引入科研外，教授们也允许学生进入实验室学习观摩。进入实验室之前，通常会先给每个小组准备1～2个问题，比如，制作小鼠病理性疼痛模型的方法有哪些？测试方法有哪些？疼痛模型能否引起焦虑抑郁及记忆障碍？让学生带着问题自己在文献中及实验室内寻求答案。通过学习，学生掌握了神经生物学常用的方法，接触到了神经科学的前沿技术，了解了最新的进展情况，激发了其对科研的兴趣。

为了进一步促进对“神经生物学”的学习，在将课堂教学与进实验室相结合的同时，我们还开展了各种各样的学术讲座，包括医学前沿学术报告及各重点实验室联合组会。邀请知名神经科学家不定期地进行相关的学术讲座。科学家们的言传身教进一步加深了同学们对神经生物学的认识，拓宽了其视野，激发了其学习热情。现场经常看到学生积极地向专家请教的场景。

三、效果评价

（一）教师对学生学习的评价

内容包括：出勤纪律（5%）、课上积极参与讨论情况（10%）、提出问题与解决方案能力（10%）、表达与沟通情况（5%）、创新思维能力（10%）、团队合作能力（10%）及综述完成情况（50%）等。彻底摒弃了传统的纸笔闭卷考试，在开课第一周即告诉学生上述学业评价形式。其中综述部分自己选择感兴趣的主题进行文献查阅，在阅读过程中对主题进行总结、凝练，最后以综述的形式上交。教学秘书对学生上交的综述初步分类后分配给开展相关或类似研究工作的教师进行评分，这种安排会促使学生主动地进行大量的文献阅读，而不只是在课堂上被动地接受老师安排好的学习内容。

（二）学生对教学工作的评价

内容包括：课堂准备充分，文献选取有价值（20%）；教师能给予学生及时有针对性的指导（20%）；教师善于引导学生，能充分调动学生的积极性（20%）；教师学科理论掌握扎实，讲课逻辑性强（20%）；课程有助科研兴趣的培养（20%）。此外，设计了调查问卷以便了解学生对教学方式、教学效果的满意度及建议。共收集问卷98份，统计结果。

统计结果显示：57%（45%非常满意，12%满意）的学生认为经过翻转课堂教学，很好地培养了对神经生物学研究的兴趣；71%（66%非常满意，5%满意）的学生认为通过学习，较好地掌握了神经生物学的基本实验技能；77%（43%非常满意，34%满意）的学生认为学会了在Pubmed、Ovid、Elsevier数据库检索文献的方法。分别有74%（50%非常满意，24%满意）和70%（53%非常满意，17%满意）的学生认为该课程较好地培养了团结协作的精神和锻炼了沟通交流能力。62%和11%的学生对“神经生物学”翻转课堂的教学形式感到非常满意或满意，但也有22%的学生对该教学方式感到一般，4%感到不满意。感到一般或不满意的原因之一可能是八年制临床医学专业要学习的课程较多，学习压力过大，而翻转课堂的教学模式经常需要查阅文献，并经常需要和教师及同学沟通交流、制作PPT、参与实验及参加讲座等，需要花费大量的时间精力。原因之二是“神经生物学”学分不高，而且不需要闭卷考试，部分学生认为学习的性价比不高，不值得花费太多时间与精力。

（三）学生自我学习能力的变化

采用自我导向学习评定量表的中文版，从学习意识、学习行为、学习策略、学习评价和人际关系技能五个维度调查学生在翻转课堂上课前后自我学习能力的变化情况。

同时也发现，这届学生申报大学生创新训练计划项目及全国大学生基础医学创新研究暨实验设计论坛的积极性和获奖总数明显增加，可见学生的综合素质得到了进一步的提高。

四、体会与建议

作为培养高水平、高层次医学人才的途径，八年制医学教育备受关注。相比于其他临床医学学制，现有的八年制医学教育具有“学生资源优质、教育资源丰富”等特点；但相比于统招博士生的培养体系，八年制医学教育也存在科研训练时间短、标准相对低等问题［7-8］。如何充分利用高等医学院校的教育资源，在每一门课的教学过程中激发八年制医学生科研的兴趣和潜力，挖掘和提升其科研素质和能力，同时让学生“在有限的时间内，去学习无限的知识”就变得格外重要。翻转课堂要求学生课前依据教师发布的教学课件与视频等相关资料预先学习，课堂上在任课教师的组织、指导下汇报、讨论、完成目标任务，此教学模式打破了时间和空间的局限性，要求学生于课前独立完成理论知识的学习，课堂则变成了知识巩固内化的过程，课后继续深入拓展，学习的深度和广度都有所增加，真正做到了“以学生为主、教师为辅”，化被动学为主动学，对学生终身发展极为有益。问卷调查结果显示，学生普遍对翻转课堂教学方式感到满意。自我导向学习能力评定结果也显示，应用翻转课堂后，学生在学习意识、学习行为、学习策略、学习评价和人际关系技能五个维度的评分及总分均升高。自我导向学习者最重要的特征之一是学习者对自己的学习有强烈的责任感。本研究中，八年制医学生学习意识得分很高，说明目前学生自我导向学习的主观态度良好，学习目标明确，愿意对自己的学习负责。另外，在翻转课堂实施后，学生预习新课复习旧课，有效地使用信息技术，与其他同学及老师的交流显著增多，提示翻转课堂可以潜移默化地改变学生的学习习惯，改善学生的人际关系等。

总之，通过翻转课堂，改变了传统教学课堂老师讲、学生听和被动学的状态，充分发挥了研究型教学的特点，收到多方面的效果：一方面，激发了学生对神经生物学的兴趣；另一方面，培养了学生的创新能力、自主学习能力，无论是对未来的基础研究还是临床实践都具有积极的作用。另外，教学相长，翻转课堂也对教师提出了更高的要求，课前需要老师精心组织准备，课中与学生互动增多，也促进了教师自身的学习，同时也有助于教师发现教学中存在的问题及启发科研思路等。当然，在实施过程中出现的一些问题，也需要在实践中不断地调整和完善，以有效地推进医学教育改革。

参考文献