楊嘯林,張艷麗
(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)學(xué)院 1.生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)系;2.生物化學(xué)與分子生物學(xué)系,北京 100005)
21世紀(jì)生命科學(xué)飛速發(fā)展,人口、臨床實(shí)踐迅猛變化,促使醫(yī)學(xué)教育者探索醫(yī)學(xué)教育的新模式以應(yīng)對挑戰(zhàn)。北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院4+4臨床醫(yī)學(xué)試點(diǎn)班是探索培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生新模式的醫(yī)學(xué)教育改革,從國內(nèi)、外高水平大學(xué)招收優(yōu)秀本科畢業(yè)生攻讀醫(yī)學(xué)博士學(xué)位,旨在培養(yǎng)復(fù)合型醫(yī)學(xué)人才。本文的目的是探討面向4+4學(xué)生如何開展《生物化學(xué)》教學(xué)。
《生物化學(xué)》是醫(yī)學(xué)院要求的醫(yī)預(yù)科必修課程,4+4學(xué)生必須在本科階段系統(tǒng)學(xué)習(xí)。與傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)院學(xué)生不同,4+4學(xué)生本科專業(yè)背景多樣,對生物化學(xué)的掌握程度差異大。在26份調(diào)查問卷中,只有不足半數(shù)學(xué)生本科階段進(jìn)行了較長學(xué)時(shí)(60~100+)的生物化學(xué)學(xué)習(xí),而部分學(xué)校學(xué)時(shí)短或未開設(shè)此課程,學(xué)生通過慕課自學(xué)完成入學(xué)所需學(xué)分。生物化學(xué)知識點(diǎn)繁多、難于記憶,多開設(shè)于本科低年級,學(xué)生對知識點(diǎn)遺忘率普遍較高,需要在醫(yī)學(xué)課程開始之前進(jìn)行溫習(xí)與補(bǔ)齊。
不同院校生物化學(xué)的教學(xué)存在很大差異。普通院校強(qiáng)調(diào)生命體化學(xué)變化過程的基礎(chǔ)知識,不側(cè)重講解生物化學(xué)變化與疾病的關(guān)聯(lián)。然而從醫(yī)學(xué)的角度,所有疾病過程,最終都可以追溯到發(fā)生在生化和分子水平上的事件。近半個(gè)多世紀(jì)以來,生物化學(xué)突飛猛進(jìn),不僅使許多復(fù)雜疾病機(jī)制得以闡明,而且也成為認(rèn)識和研究疾病的重要手段。然而,對于大部分4+4學(xué)生,之前學(xué)習(xí)生化的視角并未側(cè)重于疾病機(jī)制的解析與治療,生化知識點(diǎn)與疾病聯(lián)系的思維需加強(qiáng)。
基于上述背景,北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院4+4醫(yī)學(xué)生教學(xué)體系在醫(yī)學(xué)總論中設(shè)立《生物化學(xué)》復(fù)習(xí)課程。教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為兩方面:一是提升學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握水平,測試掌握率達(dá)80%以上;二是幫助學(xué)生建立生物化學(xué)變化與疾病的關(guān)聯(lián),提升將生物化學(xué)知識和方法應(yīng)用于疾病診斷和治療的能力。然而,本課程作為醫(yī)預(yù)科生物化學(xué)的復(fù)習(xí)、進(jìn)階課程,雖然同學(xué)們學(xué)習(xí)熱情高,但課時(shí)短(12學(xué)時(shí))、任務(wù)重。因此,本課程采用線上與線下結(jié)合、多種現(xiàn)代教學(xué)方法交叉應(yīng)用、調(diào)動(dòng)學(xué)生課前、課堂和課后自主學(xué)習(xí)的混合式教學(xué)法,并充分利用教學(xué)管理系統(tǒng)Moodle,建設(shè)教學(xué)資源,支持教學(xué)方法實(shí)施過程中的流程管理、師生互動(dòng)和學(xué)習(xí)引導(dǎo)。具體來講,利用Moodle進(jìn)行自主學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè),幫助學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)知識的自主學(xué)習(xí)和提升;課堂中著眼于重點(diǎn)和難點(diǎn)的講授,并通過案例教學(xué)(case-based learning,CBL)幫助學(xué)生建立生物化學(xué)與疾病的關(guān)聯(lián);建立個(gè)性化的形成性評價(jià),作為督促學(xué)生學(xué)習(xí)和評價(jià)學(xué)習(xí)效果的依據(jù)。
由于課時(shí)短,因此將基礎(chǔ)性知識設(shè)定為課前自主學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)的內(nèi)容。課堂中對自主學(xué)習(xí)過程中反映出來的難點(diǎn)、重點(diǎn),再進(jìn)行深入講解和鞏固。課程設(shè)計(jì)策略為利用Moodle提供給學(xué)生可監(jiān)督、可引導(dǎo)的學(xué)習(xí)資源,通過高頻率、低權(quán)重的考試促進(jìn)學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握(圖1)。
在Moodle建設(shè)學(xué)習(xí)資源,購置Macmillan旗下Biochemistry(John L.Tymoczko,Jeremy M.Berg,Lubert Stryer等主編)的Sapling電子學(xué)習(xí)資源,利用Moodle平臺的學(xué)習(xí)工具互操作性 (Learning Tools Interoperability,LTI)接口實(shí)現(xiàn)兩者之間的整合。該教學(xué)資源包括了生物化學(xué)教程、測驗(yàn)和Learning Curve學(xué)生自適應(yīng)學(xué)習(xí)及評價(jià)等內(nèi)容(圖1B,C)。電子教程利用生動(dòng)的動(dòng)畫及交互式代謝通路圖,顯示生物化學(xué)的復(fù)雜變化,對學(xué)生學(xué)習(xí)很有幫助。通過教程、測驗(yàn)、對所考察知識點(diǎn)提示及Learning Curve評價(jià)的反復(fù)交互,幫助學(xué)生不斷加深學(xué)習(xí)印象,關(guān)注與反思自己在不同章節(jié)中表現(xiàn)出的不同學(xué)習(xí)能力,并自我調(diào)節(jié)、監(jiān)控和評估學(xué)習(xí)過程,提升學(xué)生對自己學(xué)習(xí)的元認(rèn)知能力[1-2]。
此外,該課程還以Moodle的題庫功能模塊為依托,按照生物化學(xué)主要章節(jié)建立Moodle課前測驗(yàn),限定學(xué)生完成時(shí)間,其主要目的是讓學(xué)生明確進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)前應(yīng)掌握的知識,并對自己的水平做出評價(jià)(圖1A)。
通過上述操作,半數(shù)以上學(xué)生認(rèn)為對于提高其醫(yī)預(yù)科生物化學(xué)水平有幫助,也學(xué)到了新的知識,尤其是對于本科階段生化基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生幫助更為突出,達(dá)到了課前將學(xué)生水平基本拉齊的目標(biāo)。
通過對前期學(xué)生自主學(xué)習(xí)評價(jià)的分析并根據(jù)教學(xué)大綱要求,歸納糖代謝過程,及機(jī)體在飽食、空腹、饑餓和疾病等不同情況下的代謝狀態(tài)及調(diào)節(jié),是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。課程設(shè)定將這部分基礎(chǔ)知識在課堂上進(jìn)行不同角度的再講解,對知識體系進(jìn)行前后聯(lián)系、歸納總結(jié)、融會貫通,改變傳統(tǒng)的知識單向灌輸,課堂穿插師生互動(dòng)提問,并通過不同層次的案例將知識點(diǎn)進(jìn)行串聯(lián)。例如,通過“砷中毒”講述糖酵解能量產(chǎn)生的底物水平磷酸化的知識點(diǎn),通過“水果代餐減肥導(dǎo)致脂肪肝”講述糖酵解關(guān)鍵酶調(diào)控的知識點(diǎn)。果糖代謝因?yàn)槔@過了糖酵解關(guān)鍵酶,導(dǎo)致其不受調(diào)控的合成脂肪。
A.Macmillan資源及按章節(jié)的課前測驗(yàn);B,C.Macmillan 電子學(xué)習(xí)資源中的交互式代謝通路圖(B)與學(xué)生自適應(yīng)學(xué)習(xí)評價(jià) (C)
為了提升學(xué)生應(yīng)用生化知識分析、解決臨床問題的高階認(rèn)知能力[3],課程設(shè)置案例教學(xué),幫助學(xué)生理解生物化學(xué)變化與臨床應(yīng)用的關(guān)聯(lián)。教師廣泛參考各類原版書籍及網(wǎng)絡(luò)資源[4-6],密切聯(lián)系臨床設(shè)計(jì)創(chuàng)新教學(xué)案例,針對性提出問題開展討論。其組織實(shí)施也在Moodle支持下完成,采用的是“Quiz”與“Workshop”兩種不同模塊,將Moodle與課堂深度整合。圖2,3顯示了為實(shí)現(xiàn)“糖代謝異常疾病與糖代謝知識相關(guān)聯(lián)”目標(biāo)的案例教學(xué)實(shí)施情況。
在課堂進(jìn)行中,對重難點(diǎn)知識進(jìn)行串聯(lián)講授,緊接著在Moodle以“Quiz”發(fā)布對應(yīng)病例及問題,組織學(xué)生分組討論,并完成配套討論題目,之后教師講解與點(diǎn)評。具體實(shí)施流程如圖2。
圖2 以 “Quiz”形式組織實(shí)施的“糖酵解異常疾病”案例教學(xué)Fig 2 Case-based learning of “abnormal glycolysis disease”in the form of “Quiz”
本CBL案例提供了1例糖代謝異常病例的臨床表現(xiàn)與檢查結(jié)果,在Moodle設(shè)置遞進(jìn)的問題展開討論,教師根據(jù)Moodle回答情況,引導(dǎo)學(xué)生思考患者代謝異常情況及其可能原因。結(jié)合臨床癥狀、異常的代謝物量表以及糖酵解過程的基礎(chǔ)知識點(diǎn),大部分同學(xué)在Moodle選擇了第1題的正確答案,之后教師點(diǎn)評:患者糖酵解各代謝物異常,或升或降,其中6-磷酸果糖與1,6-二磷酸果糖分別為磷酸果糖激酶所催化糖酵解第三步反應(yīng)的底物與產(chǎn)物,其一升一降提示該反應(yīng)受阻,磷酸果糖激酶缺陷導(dǎo)致底物蓄積而產(chǎn)物降低。然后,在Moodle發(fā)布第2個(gè)問題,小組進(jìn)一步分析患者貧血的原因。教師觀察、參與學(xué)生討論,并進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合紅細(xì)胞膜特點(diǎn)、膜上鈉鉀泵的作用及其對ATP的依賴進(jìn)行分析。學(xué)生在Moodle提交答案,教師瀏覽、選擇較為全面的回答進(jìn)行課堂分享與點(diǎn)評。
在Moodle平臺發(fā)放糖代謝病例及思考題作為課后作業(yè),學(xué)生分析病例并根據(jù)要求在論壇提交作業(yè)。教師利用Moodle中Workshop教學(xué)活動(dòng)模塊中的4個(gè)階段控制進(jìn)程,監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)并實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)(圖3),完成同伴互評與教師評價(jià),有效地提升學(xué)生的決策、批判性思維。
圖3 以 “Workshop”形式組織實(shí)施的“遺傳性果糖不耐癥”案例教學(xué)Fig 3 Case-based learning of “hereditary fructose intolerance”in the form of “Workshop”
在此案例中,學(xué)生需要結(jié)合患者此時(shí)的身體狀況及酶缺陷分析其代謝狀態(tài):果糖耐量試驗(yàn)在空腹?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行,人體此時(shí)靠糖原分解維持血糖穩(wěn)定;遺傳性果糖不耐癥缺乏醛縮酶B,導(dǎo)致果糖磷酸化生成的1-磷酸果糖不能裂解代謝。大量的1-磷酸果糖抑制糖原分解,導(dǎo)致低血糖。學(xué)生提交分析結(jié)果,并在Workshop進(jìn)行互評,可以參考其他同學(xué)的解題思路與思考角度,進(jìn)行對比與自我修正。在課堂上,繼續(xù)發(fā)布本病例后續(xù)的反轉(zhuǎn)進(jìn)展,提醒學(xué)生應(yīng)用新的線索結(jié)合激素調(diào)節(jié)血糖的知識點(diǎn),來推測患者死亡的真正病因。
綜上所述,以Moodle平臺成功配合CBL提出密切聯(lián)系基礎(chǔ)知識的問題,引導(dǎo)學(xué)生為主體進(jìn)行討論。學(xué)生主觀評價(jià)案例問題角度新穎獨(dú)特、有趣、記憶深刻,使他們領(lǐng)會了應(yīng)用生化知識分析、解決臨床實(shí)際問題的方法與思路,激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣,鍛煉了臨床思維。CBL教學(xué)促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知水平從低階向高階轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)理論知識的升華,為進(jìn)入臨床階段的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
課程的Moodle評價(jià)體系將單一考試評價(jià)變?yōu)樾纬尚栽u價(jià)與結(jié)果性評價(jià)相結(jié)合,加強(qiáng)了教學(xué)過程管理,促進(jìn)了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)和自我測評。Moodle記錄了對學(xué)生Sapling課程資源學(xué)習(xí)、課堂討論、案例教學(xué)參與狀況、作業(yè)互評、課后測驗(yàn)、期末考試等行為的評價(jià),在Moodle可設(shè)置權(quán)重并得到最后的總評成績。
本課程以Moodle支撐了課程教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)施,實(shí)現(xiàn)了線上資源和課堂的緊密融合及有序展開,基本達(dá)到預(yù)設(shè)目標(biāo)。Learning Curve反映基本知識掌握的部分,平均正確率達(dá)到86%。今后可設(shè)計(jì)對照,對結(jié)果進(jìn)行更好的量化評價(jià)。
更重要的是,Moodle的卓越價(jià)值在于增強(qiáng)了面對面課堂教學(xué)的教學(xué)效果。該平臺整合了支持各種教學(xué)方法實(shí)施的教學(xué)活動(dòng)模塊,將傳統(tǒng)的面對面課堂教學(xué)中寶貴的師生互動(dòng)以更有效、更生動(dòng)的方式呈現(xiàn)。本課程中,以不同Moodle模塊組織的兩種不同模式的案例教學(xué),不但減輕了組織案例教學(xué)活動(dòng)的負(fù)擔(dān),也對學(xué)生的參與情況進(jìn)行了詳細(xì)記錄,對學(xué)生的評價(jià)比較翔實(shí)可靠,促進(jìn)了學(xué)生積極參與,增強(qiáng)了教師對案例教學(xué)過程的掌控。
對于2020級4+4臨床醫(yī)學(xué)試點(diǎn)班學(xué)生,本課程在入學(xué)前提前啟動(dòng),學(xué)習(xí)資源于暑期順次在Moodle平臺發(fā)布,學(xué)生按規(guī)定完成,使學(xué)生在入學(xué)前達(dá)到更好的知識狀態(tài)。但是,Sapling內(nèi)容量大,有同學(xué)反饋占用暑期多,學(xué)習(xí)壓力較大,今后宜提前公布暑期學(xué)習(xí)安排且精選Sapling題目,以達(dá)到更好效果。
經(jīng)過一年多的推廣使用,Moodle不僅在本課程中取得良好效果,也得到北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院師生的肯定,并有可能在更多課程的教學(xué)改革中大顯身手,是一個(gè)值得繼續(xù)探索與挖掘的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)。