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摘要:文章首先分析了“儿童少年卫生学”课程实验教学现状,然后论述了“儿童少年卫生学”课程实验教学 中学生科研创新能力培养路径,包括优化实验教学团队,加强设施设备更新,搭建学生科研创新平台;开展 设计性、创新性实验,培育学生科研创新精神;设置交叉性实验,激发学生科研创新意识;等等。
关键词:科研创新能力,儿童少年卫生学课程,实验教学
大学生作为科技人才后备军,其科研创新能力培养是高等教育改革的重点。实验教学作为医学教育的必要手段和组成部分,是培养学生科研创新能力的重要环节 。 目前,已有很多高校探索如何在实验教学中培养学生的科研创新能力[1-3]。“儿童少年卫生学”作为预防医学本科专业的主干课程之一,从儿童少年生长发育理论与方法(基础理论)、儿童少年健康问题及疾病预防控制(实际问题)及儿童少年卫生服务(卫生实践)三个模块探讨如何促进儿童少年身心健康,从而为成年期健康奠定良好基础,最终达到提高生命质量的目的。笔者所在学校“儿童少年卫生学”课程选取的教材是由陶芳标主编、人民卫生出版社出版的《儿童少年卫生学》(第八版),一共 48 学时,理论教学和实验教学分别为 32 学时和 16 学时 。其中,实验教学主要涵盖儿童少年生长发育水平调查与评价、儿童少年心理健康与行为问题调查与评价、儿童少年常见健康问题筛查及资料分析、学校体育课和学生体力活动卫生学评价、学校教室卫生评价和学校突发公共卫生事件应急预案[4] 。基于此,本文拟通过分析“儿童少年卫生学”课程实验教学现状,对“ 儿童少年卫生学”课程实验教学中学生科研创新能力培养路径加以论述。
一、“儿童少年卫生学”课程实验教学现状
(一)教学模式单一,学生主观能动性不足,参与度不高
“ 以学生为本”的教学模式是让学生主动参与课程教学,进而有效达到教学要求的关键,但当前“ 儿童少年卫生学”课程实验教学在教学形式上通常是由教师介绍实验器材,讲解操作步骤、注意事项及结果评价方法,然后由学生按部就班地完成实验,之后利用自身测量数据进行评价。这种“程式化”教学模式主要以教师为中心,学生参与度不高,使得相当一部分学生在课堂上不进行仪器操作,而是直接借用别人的检测数据或将其稍作修改后来应付实验作业的检查 。同时,以教师讲授为中心的“ 填鸭式”教学,往往导致学生机械化地“照葫芦画瓢”,而没有时间动脑筋去思考“ 为什么做”“ 为什么要这样做”,学生被动接受知识,缺乏对问题的主动探索和解决问题能力的锻炼。最后的结果通常是学生在结束实验后很快就忘了相应的知识,也不会将知识和技能灵活应用于不同的场景。
(二)设计性、创新性实验较少
实验教学的目的不仅是让学生对理论知识进行实践、对实验操作技术加以掌握,更重要的是培养学生综合分析和解决问题的能力, 并在此基础上进行进一步的加工和创新。相较于预防医学本科专业其他课程,如“ 营养与食品卫生学”“环境卫生学”等课程实验教学,“ 儿童少年卫生学”课程实验教学对学生的操作能力要求并不高, 因此教师更应注重设置设计性、创新性实验,以锻炼学生的创新思维。但目前“儿童少年卫生学”课程实验教学仍以简单的操作性实验为主, 学生根据教师的引导进行相关指标的测量和评价, 重点关注对仪器(如握力计、背肌力计或肺活量仪等)及生长发育评估量表的实践和参考标准的应用。这导致学生并未全程参与实验的设计,也缺乏对实验的创新。
(三)实验设备陈旧,不能有效锻炼学生动手能力,无法使其了解新方法和新技术
实验设备的使用不仅可以锻炼学生的动手能力,还可以让学生了解该领域的新方法和新技术,而了解 新方法和新技术是科研创新能力培养的重要基础之一 。 目前,“儿童少年卫生学”课程实验教学内容涉及 实验设备的使用,但相关设备已十分陈旧,如在儿童 少年生长发育水平调查与评价中使用的握力计或皮 褶厚度计等均为传统老式的测量仪器。这类仪器往往 误差较大,不能有效锻炼学生的动手能力 。实验设备 无法与目前科学研究使用的技术同步,就无法让学生 了解该领域的新方法和新技术。
(四)实验报告撰写按部就班,学生分析问题能力 不足
实验报告撰写是培养学生创新思维和能力的重 要途径。但在“儿童少年卫生学”课程既往的实验教学 中 , 学生的实验报告通常是按照实验目的 、仪器、步 骤、实验结果及评价的传统固定模板来撰写的 。教师 则根据实验报告进行终结性评价,未有对整个实验过 程及对学生思考 、分析及创新能力的评估和问题反 馈 。这就导致学生实验报告撰写往往按部就班,大同 小异 , 且学生互相抄袭实验报告的现象时有发生,同 时有相当比例学生存在对数据处理不当、报告撰写逻 辑不清、格式混乱、讨论部分敷衍了事不够深入等现 象,缺乏对实验过程的反思和分析。
(五)师资结构单一,力量薄弱,无法拓展学生创 新思维
笔者所在学校目前没有设置儿少卫生与妇幼保 健学系,“儿童少年卫生学”课程主要由其他专业教师 兼任负责 。尽管部分教师也具备相关教学和科研背 景,但相比华中科技大学、北京大学、安徽医科大学及 中山大学等有独立儿少卫生与妇幼保健学系的院校 , 师资结构整体较为单一,研究方向局限,尤其是儿童 心理行为发育相关领域的师资较为匮乏,导致教学团 队整体力量薄弱。例如,笔者所在学校“儿童少年卫生 学”课程授课教师主要致力于儿童少年生长发育及妇 幼营养相关研究,且主要任课教师仅有 4 人,而华中 科技大学儿少卫生与妇幼保健学系研究方向涵盖生 殖健康、儿童少年生长发育与心理卫生、妇幼营养与 健康、儿童少年药物成瘾与伤害预防及社区妇幼卫生 服务与管理等领域,“儿童少年卫生学”课程教学团队 总人数超过 10 人。又如,安徽医科大学儿少卫生与妇 幼保健学系已构建两个成熟队列,即“ 安徽出生队列 ” 和“ 马鞍山优生优育队列”,并基于此形成了“ 危险因 素识别—病因机制— 生物标志物—风险预警—应用 转化 ”全链条的生命早期环境暴露健康影响研究模 式,研究成果丰硕,且已应用于“ 儿童少年卫生学”课程教学。而笔者所在学校“儿童少年卫生学”课程实验 教学内容设置简单,侧重操作技能训练,且教师教学 过程思维也不够发散,无法很好地融合不同领域的内 容,因此不能有效拓展学生的创新思维。
由于“儿童少年卫生学”实验教学过程中存在上述 问题,实验教学效果不佳,尤其是学生对理论知识的掌 握还不够深刻,无法在处理实际问题时进行思维发散, 最终限制了科研创新能力的培养。
二、“儿童少年卫生学”课程实验教学中学生科研 创新能力培养路径
(一)优化实验教学团队,加强设施设备更新,搭 建学生科研创新平台
专业教学团队建设是教学质量提升的重要举措。 对于“儿童少年卫生学”课程实验教学来说,亟须优化 教学团队 。这样一方面能够提升教师的教学能力,另 一方面能够拓展教师的科研方向 , 实现以研促教、以 教立研、教研相长 。同时,“儿童少年卫生学”课程实验 教学中使用的仪器也应及时更新,如体脂检测可使用 生物电阻抗法人体成分分析仪、体力活动评价可使用 加速度计、儿童心理行为发育评估可引入贝利量表等。 这样通过加强实验设施设备更新,有利于学生了解该 领域最新研究方法,进而搭建学生科研创新平台。
(二)开展设计性、创新性实验,培育学生科研创 新精神
“ 儿童少年卫生学”课程实验与其他医学课程实验 不同,对操作技能要求不高。对此,要想提高学生科研 创新能力,其实验教学就更应侧重学生对问题的思考 和分析过程训练,开展设计性和创新性的实验,以培育 学生科研创新精神。比如,在生长发育水平调查与评价 中,教师可以假设如下场景:“某大学学生肥胖症患病 率较高,请设计一项研究评价该学校学生体格生长发 育状况及其影响因素。”学生则可以小组为单位,进行 小组讨论并完成设计性实验标书,标书内容涵盖研究 背景、研究设计、样本量计算及抽样方法选择、指标检 测及结果分析等,各组准备 PPT 进行答辩,教师打分, 选择最优方案。同时,以本班同学为目标人群,进行指 标检测、评价、分析和讨论,并根据上述过程中遇到的 问题进一步完善研究设计。整个实验内容从研究设计 到实践应用,再到反思和创新,训练了学生的科研设计 和创新能力。
(三)设置交叉性实验,激发学生科研创新意识
学科交叉是培养复合型、创新型及应用型多学科融合交叉人才的重要途径[5] 。儿童少年卫生学与儿科 学、卫生统计学、流行病学、营养与食品卫生学及环境 卫生学等学科相关内容均有交叉融合 。因此,在“儿童 少年卫生学”课程实验教学中,教师可融入不同学科 内容,以激发学生科研创新意识,如表 1 所示 。例如, 在学校体育课和学生体力活动卫生学评价中,可与营 养与食品卫生学膳食调查内容相结合, 分析能量、不同食物组或营养素摄入与体能发育评价指标的关系 。
(四)革新实验教学模式,拓展学生科研创新素质
“ 儿童少年卫生学”课程实验教学中,教学模式的 革新一方面包括教学方法的改革,即从既往“填鸭式 ”教学转变为“ 以学生为中心”的教学,另一方面包括通 过科研反哺实验教学,通过科教融合来促进教学质量 提升,进而拓展学生的科研创新素质。
1.采用不同教学方法,锻炼学生科研创新能力。“以 教师为中心”的教学方法向“ 以学生为中心”的教学方 法转变,是激发学生创新思维的有效方式 。目前,已有 不少研究探讨不同教学方法对学生科研创新能力的 培养效果, 如以案例为基础的教学法 (Case-Based Learning,CBL)、以问题为基础的教学法(Problem-Based Learning,PBL)或不同教学方法的融合等[6-7]。随着信息技 术的发展,微课、慕课和雨课堂等取代传统课堂教学 的方法也是教学改革的趋势之一,而这些方法也被尝 试用于培养学生的科研创新能力[8] 。 因此,“ 儿童少年 卫生学”课程教师在实验教学中,要结合不同教学方法,从课前、课中到课后,鼓励学生参与整个教学过 程,从文献查阅、研究设计、数据收集到数据统计、整 理和结果报告,激发学生的科研创新思维,锻炼学生 的探索和实践能力。如表 2 所示,“学生常见健康问题 筛查及资料分析”教学中,教师可通过分享现有的科 研数据,确定分析主题,让学生进行数据模拟训练,从 而锻炼其数据统计分析能力;“ 青少年心理健康与行 为问题调查与评价”教学中,教师可通过实训,让学生 参与科研课题实施的整个过程 , 从研究方案设计、研 究对象招募到数据收集、分析与展示,锻炼其科研创 新所必需的研究设计能力和现场调查实践能力等。
2.科研反哺实验教学,培养学生科研创新能力。科 研反哺教学,促进科教融合是提升教学质量,进而培 养学生科研创新能力的有效方式[9-10]。实施科研反哺教 学的实质就是将取得的科研成果、最新学科研究进展 及采用的创新方法等融入教学过程,以补充和更新教 学内容,从而促进教学高质量地开展。在“儿童少年卫生学”课程实验教学中,教师可通过下述途径实现科 研反哺教学,从而培养学生科研创新能力。
第 一,基于文献阅读,拓展学生科研创新思维 。 文献阅读是培养学生科研创新能力 、拓展学生思维 的良好方式 。但大部分学生文献查阅的能力欠缺,包 括不了解文献查阅渠道、不会使用检索词等 。对此,在“ 儿童少年卫生学”课程教学过程中,教师可对学 生的文献查阅能力进行训练, 如提前为学生提供查 阅文献的网站 , 通过微课等方式指导学生如何进行 文献检索 。 同时,教师可分享一些主题让学生查阅, 如在常见健康问题筛查及资料分析中 , 可以提前让 学生查阅关于我国儿童龋齿发病率变化趋势及危险 因素的相关文献 , 了解龋齿最新的流行病学状况及 可能的干预途径,或者直接分享文献供学生阅读,文 献可以来源于最新的研究进展及教师发表的科研论 文 。概言之,在“ 儿童少年卫生学”课程实验教学前进 行文献分享和讨论,课后进行文献述评,极为重要 。 这个过程可有效培养学生检索文献及阅读文献的能 力,同时帮助学生了解学科较新的研究进展及方法。
第二,将教师科研成果及最新研究动态融入实验 教学,让学生切身体会科研创新过程。“儿童少年卫生学”课程教师可将课题组新的科研方法、成果、经验及 新的研究动态融入教学内容,这样不仅能丰富课堂教 学内容,还能激发学生科研兴趣,开阔学生的视野,并 培养学生的科研思维和创新能力 。科研成果融入“ 儿 童少年卫生学”课程实验教学的案例,具体如表 3 所 示 。在“儿童生长发育水平调查与评价”教学中,可引 用教师既往研究成果《广州市 6—9 岁儿童握力及握 力指数研究》[11],跟学生分享研究设计、数据收集和分 析及文章发表的过程,真真切切地给学生展现如何将 理论和实践有效结合;在“ 学校体育课和学生体力活 动卫生学评价”教学中,可引用非常经典的《儿童体力 活动与其骨质量关系的前瞻性队列研究》[12]科研成 果,让学生了解体力活动新型的测量和评价仪器及方 法,使学生对生长发育影响因素最新研究动态有初步 了解,从而激发科研兴趣和创新思维。
第三,鼓励学生参与科研创新训练,以点带面。笔 者所在学校在本科生科研创新能力培养方面提供了 多项目(计划)的支持,如大学生创新创业项目、科研 启蒙计划、攀登计划等,这些项目(计划)的实施为本 科生提供了很好的科研训练契机 。 目前,有不少本科 生在就读期间参与教师科研项目, 如 2020 级预防医 学卓越创新班,有 58.5%的学生参与了大创项目,且在 既往的项目实施中有少数学生在本科期间能以第一 作者身份发表核心期刊或 SCI 论文 。因此,“儿童少年 卫生学”课程教师应鼓励学生参与科研项目,使学生 深入了解教师的研究方向及学科发展前沿,通过切身 参与现场调查、数据分析及写作等过程,激发学生的 探索意识和科研热情,使其在积累科研经验的同时提 升创新能力 。此外,教师可通过翻转课堂的形式将一些优秀学生的科研经验和成果进行分享,起到以点带 面的效果 。这样学生在参与科研项目的同时,能够对 课程教学内容有更深刻的理解和应用,从而达到提升 学习效果的目的。例如,笔者所在学校 2013 级预防医 学专业食品安全与营养方向共有 8 人(16.7%)参与教 师的科研项目,主要聚焦儿童体成分及体能发育及其 影响因素 , 其中有 4 人以第一作者身份发表科研论 文,期末考试成绩亦高于班级平均分。
第四,将实验教学与本科毕业设计相融合,激发 学生科研创新热情。毕业设计是本科人才培养方案的 最后环节,是学生创新和实践能力的综合体现 。笔者 所在学校“ 儿童少年卫生学”课程开设时间是在大四 上学期,而大四下学期学生将选择带教导师继而开展 毕业设计 , 由于其与临床和专业实习时间相重合,加之与找工作及考研时间相冲突,使得整个毕业设计时 间十分紧张 , 学生也没有充沛的精力投入毕业设计, 导致部分学生毕业论文质量堪忧 。因此,“儿童少年卫 生学”课程实验教学要尽早开展,以便提升学生参与 实验的积极性,并在此过程中激发学生的科研创新热 情 。另外,“儿童少年卫生学”课程实验大部分是针对 人群进行调查研究,数据获取相对简单易行,因此可 鼓励学生组建科研小团队,根据相应实验内容,提交 毕业设计标书,教师要遴选优秀标书并为学生提供相 应的条件和支持。
(五)改革实验教学评价机制,挖掘学生科研创新 潜能
改革“ 儿童少年卫生学”课程实验教学评价机制 是提高实验教学质量 、挖掘学生科研创新潜能的重 要环节 。然而既往的评价方式主要根据实验报告撰 写情况予以一次性评价, 因此不能对完善教学过程 提供帮助,更无法培养学生的科研创新能力 。过程性 评价是基于对学生学习全过程的持续观察、记录、反 思而做出的发展性评估 , 可将教学信息及时反馈给 教师,以便改进和完善后续教学活动,从而提高教学 质量[13] 。 因此,“ 儿童少年卫生学”课程实验教学评价 可由过程性评价和终结性评价两部分组成。过程性评 价包括课前预习 、设计性实验汇报成绩、PPT 小组讲 演、课堂出勤、实验操作成绩、团队协作能力等方面, 终结性评价主要是论文式实验报告,由此,从多个层 次、多个方面综合评价学生学习成效,具体如图 1 所 示 。相对于终结性评价,过程性评价可有效提高学生 的自主学习能力及挖掘学生的创新潜能。
实验报告作为实验教学评价的重要构成部分,已 有不少研究探讨实验报告改革模式,包括实验报告的 写作模式,如导学式电子实验报告、论文式实验报告 等,以及批改方式,如随机提问方式等[14] 。相对于既往 的填充式报告,电子论文式报告可锻炼学生的写作能 力,因为良好的写作能力也是科研创新能力的重要组 成部分 。电子论文式报告涵盖研究背景、方法、结果和 讨论,在撰写过程中学生需要阅读和引用文献,因此 该种方式可使学生学习统计图表的制作、文献管理软 件的使用及如何规范展示结果 , 并在写作中进行反 思,这样有利于改进实验方案及弥补执行过程中存在 的缺陷,并产生新的想法 。另外,在批改实验报告时, 教师可使用批注和修订方式对实验报告整体内容进 行评价,并给予相应的意见和建议,同时将批改后的实验报告及时反馈给学生,且提供解答和指导。
三、结语
以往的“ 儿童少年卫生学”课程实验教学存在多 方面问题, 极大地阻碍了学生科研创新能力的培养。 本文认为,通过搭建学生科研创新平台,改革教学内 容、教学模式及评价机制等,能够多角度、多层次、多 途径地培养学生的科研创新能力。
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