以思維能力培養為核心的生物化學教學設計與體會

李霞 趙晶 沈嵐 張健 賈林濤 韓驊

(腫瘤生物學國家重點實驗室，空軍軍醫大學基礎醫學院生物化學與分子生物學教研室，陜西 西安 710032)

思維能力包含認知能力和情感特質，前者是指理解、分析和評價等核心分項技能，后者則包括追求真理和公正、思想開放和自信、有正確的推理和分析能力等性格特質[1]。在西方發達國家，思維能力發展一直被視為高等教育的核心技能之一[1]。比較而言，我國高等教育包括醫學類院校對思維能力培養的重視度還不夠。而思維能力是醫學生綜合素質與能力的重要體現，又是多種能力的核心，對于醫學生成長和未來職業生涯發展的重要性不言而喻。盡管國內醫學類院校近年來加大了對醫學生的人文素養的重視和培養，但還難以實現系統、合理地引導和培養醫學生的醫學思維[2]。鑒于此，除了可專門開設醫學思維培養課程外，充分利用現有的條件和基礎，在基礎醫學課程學習階段開始，將思維培養與自然科學知識的學習充分融合，不僅對于培養醫學生思維能力具有十分重要的作用，也是提高醫學高等教育質量的迫切要求。隨著我校醫學整合課程和模塊化教學改革的實行，結合我們教研室多年開展生物化學討論課的實踐經驗，近年來我們在本科生物化學教學中通過拓展延伸物質代謝課、系統優化討論課、充分利用信息化教材設立指導性自學課，貫穿課堂前后設置發散性問題等多個方面，構建了以思維能力培養為導向和核心的生物化學教學模式，旨在全面培養與提高學員的思維能力和綜合素質。本文就我們的教學設計、實施與體會做一總結和介紹。

一、 思維能力培養對于醫學生至關重要

思維能力培養是世界各國學校教育的主要目標之一，其必要性和重要性在于：學校教育貫穿人的重要認知發展階段；而教育不僅要傳授知識，并且需指明原因、方法和意義，促使學習者理性思考；思維是智力的子集，是掌握知識的工具，促使學習者建構意義并理解和轉化知識，具備終生學習能力[3]。因而思維能力培養在高等教育中起著舉足輕重的作用。1991 年，美國國家教育目標報告將思維能力、交流能力和解決問題的能力列為大學生培養目標[4]。1999年英國國家課程標準提出學習者應具備信息處理、推理、質詢、創造性思考和評價能力等五種思維能力[5]。本世紀初，英國劍橋、美國德克薩斯等西方高校將思維能力測試作為高校入學考試的一部分，其他高校也逐漸將思維課程納入教學計劃[6]。比較而言，我國高等教育包括醫學類院?？傮w上對思維能力培養的重視度還不夠，教學中仍側重知識的傳授，教學方式以滿堂灌為主；即使在教學中重視培養思維能力，也只作為輔助而缺乏專門訓練。醫學院校的主要培養對象是日后將從事臨床工作的醫學生，思維能力對他們的重要性不言而喻。因此，在日常教學中如何培養和提高醫學生的思維能力，是醫學院校教師面臨的重要任務。

二、醫學整合課程利于醫學生思維整體性培養

整合課程 (integrated curriculum) ，也稱“綜合課程”或“課程綜合化”，是把原來具有內在聯系但又自成體系的內容重新整合在一起，打破學科和傳統知識框架的壁壘，將各門課程或各教學環節中有關的教學內容進行整理與合并，使相關課程能夠形成內容冗余度少、結構性好、整體協調的新型課程環節，以發揮其綜合優勢[7-8]。

基礎醫學專業必修課包括人體解剖學，組織胚胎學，生物化學等共18門，科目眾多，內容涉及面廣，以各自獨立的課程為主導致分科過細，割裂了不同課程之間彼此的內在聯系和整體性，不利于思維整體性培養[2]。歐美國家從上世紀開始積極推動從基礎到臨床的以器官系統為基礎的整合課程模式，其中最為成功的范例是哈佛醫學院和霍普金斯大學醫學院[9]。國內多所高等醫學院校包括中國醫科大學、四川大學華西醫學中心、浙江大學醫學院等借鑒國外醫學院校的成功經驗，陸續推行整合課程模式，經過整合刪減各學科中的重復內容，將相關學科結合在一起組成新的模塊，形成了模塊化教學模式[10]。該教學模式打破了學科界限，符合從淺入深、從宏觀到微觀的客觀認知規律，能夠極大地促進醫學生思維整體性培養，有望成為普遍推行的醫學教育模式。

我校在2011年本科教學改革中，即開始推行醫學課程的整合和模塊教學，將原有的“生物化學”與“醫學細胞學”、“醫學遺傳學”三門基礎課程整合成為新的“細胞與分子基礎”模塊，遵循從結構到功能、由靜態到動態、從局部到整體、由正常到疾病的認知規律，將原有的內容重新組合為八個單元，分別是：生命的分子組成、細胞的基本結構與功能、物質與能量代謝、生物遺傳信息傳遞、細胞信號轉導、細胞行為、遺傳基本規律、遺傳與疾病。上述內容的安排循序漸進，依照由分子、到結構、再到功能，由節點、到途徑、再到調控網絡，由生理意義、到病理意義、再到診療策略的思路，利于培養學員在日后臨床學習和工作中的整體性思維。

上述模塊教學任務于本科第一學年完成，教學方式以課堂授課為主，輔以討論課，指導性自學，對授課內容精心設計和組織實施。與此同時，充分利用我?；A醫學和臨床醫學的人員和資源優勢，在5年制軌道和8年制軌道分別增設代謝相關疾病概述和代謝相關研究進展，分別由我校附屬醫院內分泌?？婆R床醫生、基礎醫學院代謝研究領域研究專家進行授課，結合臨床實際和科學研究實踐，拓展延伸了物質代謝課，充分發揮模塊化教學的優勢，重在培養學生從事臨床和科研工作的思維能力，為學生日后從事臨床工作和科學研究奠定基礎。

三、基于問題或病例的PBL教學法利于培養自主思維能力

上世紀開始，美國、加拿大等西方發達國家醫學院校在臨床前或臨床課教學中，開始采用PBL(problem-based learning)的教學方法，這是一種基于問題的以學生為主體的小組討論式教學方法，是目前西方研究生和大學教育中廣為推行和重視的一種教學模式[11-12]。該教學模式需要教師和學生共同參與，不僅能促使學生養成探究性學習習慣，培養學生的自主學習能力以及批判思維、創新、協作等綜合能力；同時，也對教師提出了更高的要求，以促進教學相長。近年來，國內部分醫學院校在探索教學改革的實踐中，也逐步開始開設PBL教學模式等，以期全面提高學生的綜合能力與素質[13-15]。

我們教研室從2002年即開始在生物化學課程教學中成功開展了物質代謝綜合討論課，受到了學員的廣泛好評，也取得了寶貴的經驗[5]。但原有的討論課主要采用學員課前自主選題并準備幻燈，課堂給定時間(5～8 min)匯報，教師總結與點評。由于課前教師參與和輔導程度不足，亦缺乏科學合理的衡量和考核標準，導致討論課總體呈現無序狀態，表現為學員選題過于雜亂，內容相表淺，邏輯思路和重點不突出，展現形式單調等。在學科新進展新知識迅速積累的現狀和模塊化教學改革的新形勢下，這種討論課模式遠不能滿足學員創新與思維能力培養的要求。針對上述問題，近幾年來我們通過強化教師的引導和輔導作用，設立科學合理的衡量標準和新評價體系，對討論課從組織實施和評價評分方面進行了系統優化，使其高度組織化和有序化。

具體的舉措主要包括：①充分發揮教師的主導作用，組建討論課教學組。設立五年制和八年制討論課教學組。由4～6名主講教師組成教學組，每人負責指導5～6名學員，教師全程參與和輔導討論課。教學組論證討論課設計與實施方案。教師和學生共同確定討論課的規劃設計，包括選題范圍、涵蓋知識點等，并論證討論課的組織實施方案，實現有計劃、有組織、有序地開展討論課。同時結合專業特色，分設不同專題進行。②建立科學合理的衡量標準和評價體系。根據選題和內容的科學性、展現形式的邏輯性、課堂表現等，從多方面綜合評估，設立量化評價標準。同時按照評價標準評分，評出不同等級獎項，并將打分結果經過換算直接加到課程的最終成績總分，從而建立并列于理論考試的評價體系。該體系有助于補充現有針對學員的卷面考核方式，檢查和評估學員的綜合能力。通過分析討論課考核成績與后期學員在基礎醫學綜合實驗課題設計和實施階段中處理和解決問題的表現，表明二者之間具有明顯的相關性[16]。

四、指導性自學課是自學能力和思維能力培養的有益手段

自學能力是指不在他人的幫助和指導下學習知識、掌握知識、應用所學知識的能力，主要包括主要包括：獨立閱讀能力，熟練使用各類工具書、數據庫等資源進行文獻檢索的能力，“存疑”、“解疑”能力，以及分析、比較、綜合、推理的思維能力[17]?？梢?，自學能力與思維能力密切相關。隨著社會快速發展和知識急速更新，良好的自學能力將會直接影響學生將來的發展和成才。大學教育的重點在于培養學生的終身學習能力及獨立思考和解決問題的能力，即“授人以漁”，故高校教師的作用主要是教會學生“會學”，而不僅是“學會”。因此，如何培養學生的自主學習能力是高校教師義不容辭的責任。

近5年來，我們在教學中選取“維生素與微量元素”、“核苷酸代謝”這兩個章節內容設計為指導性自學。充分利用現有的信息化教材和網絡資源，包括第8版生物化學與分子生物學數字教材、國家醫學電子書包(囊括53門醫學基礎和臨床課程)，以及慕課、微課等網上視頻資源，課前布置自學提綱，例如：請結合核苷酸代謝知識，分析多食雞蛋是否會誘發痛風？自毀容貌癥的生化機制是什么？核苷酸代謝與糖代謝、氨基酸代謝有什么聯系？讓學生在給定時間內進行自學，通過自我閱讀教材、查閱相關資料，自行歸納和總結內容要點，并要求學員就所學內容的針對性問題上交書面作業，記入作業成績。同時在討論課中設立1～2項基于自學內容的選題，檢驗自學效果。通過以上的舉措，充分發揮學生的主觀能動性，培養學生的自學能力。

五、發散性問題是培養和檢驗開放性思維能力的有效方式

開放性思維是一種突破傳統思維定勢和狹隘眼界，多視角、全方位看問題的思維方式，通過從不同的方向、途徑和角度進行設想和探求，以揭示客觀事物的本質和內在聯系、尋找解決問題的多種可能性[17]。開放性思維能力對于醫學生日后在臨床工作中面臨復雜或疑難疾病的診治時尤為重要，幫助他們突破固有的定向思維模式，拓寬視野，找到關鍵的診斷線索或治療對策。因此，在基礎課程學習階段循序漸進地、有意識地進行開放性思維能力培養，利于開拓學生的知識視野，培養醫學生分析和解決問題的能力。

在生物化學教學中，我們通過在課堂和課后布置發散性問題、在考試主觀題中設置開放考題等方式，一方面激發學生的主動求知欲，另一方面有意識地培養學生的發散思維能力。例如在學習氨基酸代謝這章內容時，設置如下幾個問題作為開篇：組織結構蛋白質是靜止的還是動態的？體檢時肝功能化驗主要檢測什么？肝功能受損對機體最大的危害是什么？正常蛋白質對有人而言卻是“毒物”，為什么？在學習完物質代謝后布置如下思考題：減肥方法都有哪些，各有何利弊？如何評論體內膽固醇的利弊？此外，在考核試卷中設置發散性主觀題，例如：請結合氨在體內代謝過程該過程列舉出幾種預防或治療高血氨的策略；請結合你所學的脂代謝知識(脂類物質在體內的消化、吸收、分解、合成等代謝過程)，試設計幾種潛在的減肥藥物。這些發散性問題的重點在于培養學生的開放或發散性思維能力，要求學生不僅可以對所學的知識進行高度總結和歸納，同時能夠不受限于課本知識、拓寬視野、豐富知識結構，并提出獨到的見解和方案。就這些問題所收集的不拘一格的回答也作為極好的教學素材，為教師備課提供啟發或激發靈感，充分地促進了教學相長。

思維能力是各國學校教育的主要目標之一，是醫學生綜合素質與能力的重要體現和創新型人才培養的迫切需要，因此也一直是教學改革中的重點[18-20]。隨著我校醫學整合課程和模塊化教學改革的推行，結合我們教研室多年來開展生物化學討論課的實踐經驗，我們在生物化學教學中，立足學科現有優勢，依托細胞與分子基礎模塊，注重培養醫學生思維能力，通過拓展延伸物質代謝課、系統優化討論課、充分利用信息化教材開展指導性自學、貫穿教學過程設置發散性問題等多個方面，構建了以思維能力培養為核心的醫學生物化學教學模式，全面培養與提高學員的思維能力和綜合素質。該模式也是促進教學相長、提高教學效果的有效方法和手段，值得進一步完善和推廣。