董倩 曹子鵬 鄒遠康 杜可軍 趙芳 沈?qū)W鋒 駱文靜

預防醫(yī)學的最新發(fā)展模式為生物-心理-社會醫(yī)學模式[1-2]，具有綜合性、實踐性、前瞻性的特點。其中，實驗教學是當代大學生深刻掌握理論知識，培養(yǎng)實踐技能以及提高個人綜合能力最有效的途徑和方法。目前預防醫(yī)學教學實驗主要以驗證性實驗為主導，實驗課重在對傳統(tǒng)技術方法的簡單模仿，學生主觀能動性差，實驗內(nèi)容枯燥，實驗效果評價及教學質(zhì)量不佳。CDIO[構思（conceive）、設計（design）、實現(xiàn)（implement）、運作（operate）]教育理念著重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力，筆者基于CDIO 教育理念，結合預防醫(yī)學實驗需求，從實驗教學目標、理論知識體系、實驗教學內(nèi)容、考核體系四個方面對預防醫(yī)學實驗教學改革進行了初步的探討。

1 預防醫(yī)學實驗教學的現(xiàn)狀

1.1 無法實現(xiàn)實驗教學目標

預防醫(yī)學是一門具有綜合性、復雜性和實踐性特點的學科，實驗教學對提升學生的實踐能力和綜合素質(zhì)具有重要意義。傳統(tǒng)的預防醫(yī)學實驗教學方式仍以驗證性的試驗為主，在實驗教學前，大部分學生不會通過多種方法和途徑來了解實驗教學的相關理論知識和內(nèi)容。在實驗教學過程中，學生根據(jù)實驗講義機械化地開展一系列實驗操作，大部分學生只關注本節(jié)實驗課的結果是否失敗，學生在實驗教學結束后不會有效、及時地解決實驗中存在的問題。在整個教學實驗過程中，學生主觀能動性差，無法真正熟悉實驗背景、理解掌握實驗原理、思考分析實驗過程中遇到的問題，不能真正提升提高個人的實踐能力，不能夠?qū)崿F(xiàn)培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的目標[3]。

1.2 實驗教學內(nèi)容創(chuàng)新不足

由于預防醫(yī)學課時的限制，實驗教學課時分配有限，且大部分學校沿用的是傳統(tǒng)的實驗教學內(nèi)容，學生因缺乏機會和實驗平臺不能自主選取實驗內(nèi)容、自主設計實驗方法進行創(chuàng)新。預防醫(yī)學是一門綜合性很強的學科，在環(huán)境、健康及重大疾病防治等諸多領域占有重要地位[4]。單一的理論教學已經(jīng)無法滿足學生應對現(xiàn)代預防醫(yī)學發(fā)展的需求，學生應通過多種渠道和方法拓寬自己的知識儲備，根據(jù)自身能力來設計具有思考性、趣味性的實驗。學校應最大程度地讓學生發(fā)揮主觀能動性，將其貫穿實驗教學準備階段，實驗教學實施階段、實驗教學總結分析階段整個環(huán)節(jié)，提升學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

1.3 實驗教學效果不理想

實驗教學有助于幫助學生深入理解預防醫(yī)學理論知識。傳統(tǒng)的實驗教學模式為以“教師主動輸出、學生被動接受”為主。學生只是配角，接受并完成實驗教學任務。學生在實驗設計方面沒有發(fā)言權，也從未參與實驗準備階段。在實驗教學中，學生只是機械重復實驗講義步驟，重點關注能不能做出實驗結果，但是不能自主探索和分析實驗過程中遇到的問題。學生過度關心操作結果，無法很好地完成實驗報告等，而忽略了實驗教學中應該掌握的基本原理和方法。

2 CDIO 教育理念

2.1 CDIO 教育理念的發(fā)展

CDIO 教育理念是2000 年由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等4 所世界知名大學經(jīng)過長達4 年的共同研究分析創(chuàng)建的新型工程教育理念。2005 年最初由汕頭大學工學院發(fā)起學習研討CDIO 工程教育模式，2006 年汕頭大學成為首個國內(nèi)高校的CDIO 成員，同時汕頭大學強調(diào)改革工程教育模式的方向為以設計為導向的EIPCDIO[職業(yè)道德（ethics）、誠信（integrity）、專業(yè)-理想-構思（profession-alism-conceive）、設計（design）、實現(xiàn)（implement）、運作（operate）]培養(yǎng)模式改革，目的是通過分析目前現(xiàn)狀找出問題，改革的同時強調(diào)職業(yè)道德的重要性[5]。在隨后召開的中國高等工程教育改革論壇和CDIO 國際合作組織會議兩個大型會議中，包括中國香港大學、清華大學在內(nèi)的40 所高校體對CDIO工程教育熱點問題展開激烈討論，2008 年教育部和汕頭大學聯(lián)合舉辦的CDIO 工程教育試點會議召開確定了第一批18 所CDIO 試點高校名單，自2009 年開始，國內(nèi)“CDIO 試點工作組”形成常態(tài)化活動，CDIO 試點平臺日趨完善。2016 年汕頭大學還成立了“CDIO 工程教育聯(lián)盟”，全國多所“211 高?！薄?85 高?！焙投嗨胀ǜ咝６挤e極加入CDIO 合作組織，并且定期開展“CDIO 工程教育聯(lián)盟”會議，來自國內(nèi)的“985”“211”等100 余所國內(nèi)高校和單位的600 余名專家學者和代表參加會議。如CDIO-OBE 模式[6-7]探討的是強調(diào)以學習產(chǎn)出（outcomes-based education）為導向的教育理念聯(lián)合構思（conceive-design implement-operate，CDIO）教學模式的應用；CDIO-PBL 模式[8-9]指以問題為教學導向（problem-based learning，PBL）聯(lián)合構思-設計-實施-運作（conceive-design implement-operate，CDIO）教學模式的應用；EIP-CDIO 模式[10]指以道德（ethics）、講誠信（integrity）、職業(yè)化（professionalism）為基礎，聯(lián)合構思-設計-實施-運作（conceive-design implementoperat，CDIO）的教學模式，CDIO-M OOC 模式[11]是基于線上平臺資源MOOC，聯(lián)合構思-設計-實施-運作（conceive-design implement-operate，CDIO）的教學模式。

2.2 CDIO 教育理念的內(nèi)涵

CDIO 由構思（conceive）、設計（design）、實現(xiàn)（implement）、運作（operate）組成，具有系統(tǒng)性、時效性、科學性等特點[12]。雖然CDIO 教育理念早已自我革新升級、模式多樣，但其構建的框架是針對學生的教育，強調(diào)從構思、設計、實現(xiàn)和運作的全過程中去實現(xiàn)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。CDIO 理念的核心是以“學生為導向、學生為中心、基于學習結果”的教育模式，對學生專業(yè)能力、個人實踐能力、綜合素質(zhì)能力等都提出了更高的要求?？傊?，CDIO 教育理念能最大限度地發(fā)揮學生的主觀能動性，有助于提升學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，對培養(yǎng)創(chuàng)新人才具有積極推進作用。

2.3 CDIO 理念在國內(nèi)高校醫(yī)學教育領域的應用

國內(nèi)CDIO 理念早已由最初僅適用于工程教育領域拓展到多個高等教育領域，如文學、經(jīng)濟管理、藝術、會計、醫(yī)學等[13]。在2010 年，蔡妍娜等[14]首次提出將CDIO 模式中設計項目與情景、協(xié)作學習的方法應用于國內(nèi)高等醫(yī)學教育的改革，符合現(xiàn)代醫(yī)學人才培養(yǎng)的規(guī)律，值得研究與實踐。隨之學者展開了基于CDIO 理念用于不同醫(yī)學專業(yè)領域的研究，包括中醫(yī)學、醫(yī)學信息學、醫(yī)學英語、口腔醫(yī)學、臨床醫(yī)學各個領域。2012 年趙文光等[15]提出進一步完善計算機專業(yè)知識體系結構，形成以CCCC[構思（creative），團隊（club），協(xié)作（cooper），案例（case）]-CDIO 為核心的醫(yī)學信息實踐教學模式，并使其符合新的醫(yī)學信息教學規(guī)范。2019 年，王春風等[16]提出，KSP-CDIO 模式強調(diào)以知識（knowledge）、能力（skill）、職業(yè)素養(yǎng)（professionalism）為導向聯(lián)合構思-設計-實施-運作（conceive-design implement-operate，CDIO）應用一體化協(xié)調(diào)發(fā)展實用型人才培養(yǎng)教學模式。2021 年錢永軍等[17]提出在外科教學中應用基于團隊的學習（team-based learning，TBL）聯(lián)合CDIO（conceivedesign implement-operate，CDIO）教學模式用，發(fā)現(xiàn)應用TBL-CDIO 教學模式的學生考核成績、教學互動、總評成績、教學模式等與只采用TBL 教學方法的學生相比，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），證明TBL-CDIO 教學模式有利于提高外科臨床教學質(zhì)量。同年，班戈等[18]結合生物醫(yī)學工程專業(yè)的學科特色，設計了CDIR、CDIO、S-CDIO 三級梯度教學模式，其中一級梯度CDIR（R 指rethink，反思），即“構思-設計-實現(xiàn)-反思”實踐教學模式，二級梯度CDIO 指構思-設計-實施-運作（conceive-design implement-operate，CDIO）的教育模式，三級梯度S-CDIO 教育模式符合醫(yī)學工程類專業(yè)的培養(yǎng)需求，同時對其他醫(yī)學專業(yè)教育教學改革模式也具有借鑒和指導意義。陳敏等[19]通過分析比較研究活躍課堂氣氛、激發(fā)學習興趣和自主學習能力、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和團隊合作能力、語言表達能力、培養(yǎng)臨床思維及提升護理實踐能力等，結果發(fā)現(xiàn)使用基于“構思-設計-實現(xiàn)-運作（CDIO）”教育理念的《內(nèi)科護理學》課程教學模式在多方面的教學效果評價均優(yōu)于對照組（P＜0.05）。

3 以CDIO 教學理念指導預防醫(yī)學實驗教學的改革

傳統(tǒng)預防醫(yī)學實驗教學面臨的巨大困境是培養(yǎng)專業(yè)知識過硬、實踐能力過硬和綜合素質(zhì)過硬的新型創(chuàng)新人才。預防醫(yī)學實驗教學的深化改革亟待引進CDIO 教育理念。筆者基于預防醫(yī)學實驗教學需求，從實驗教學目標、實驗教學理論知識、實驗內(nèi)容、考核評價體系四個方面內(nèi)容對預防醫(yī)學實驗教學改革進行了初步探討。

3.1 指導實驗教學目標的確立

預防醫(yī)學實驗教學的改革必須堅持以“理論結合實踐”的基本原則，建立基于CDIO 教育理念為指導的實驗教學模式。CDIO 教育理念具有系統(tǒng)性、科學性、全局性的特點。在學校層面，空軍軍醫(yī)大學結合實驗教學目標與本校辦學理念和宗旨，明確本校預防醫(yī)學生的培養(yǎng)目標，細化實驗教學的培養(yǎng)目標。在教師層面，教師的本職工作是教書育人?；贑DIO 教育理念，教師不僅要完實驗教學任務，要更進一步去了解實驗教學存在的背景，了解本節(jié)教學甚至是整個實驗教學所要達到的目標，與其他學科之間的關系，以及對學生畢業(yè)以后就業(yè)的指導等問題。在學生層面，實驗教學過程中學生不能一味根據(jù)講義步驟，機械化進行實驗，而應該明確本節(jié)實驗教學的學習目標，有目的、有準備、有問題地積極、主動參與實驗教學活動。簡而言之，CDIO 教育理念從系統(tǒng)性、科學性、全局性確立了預防醫(yī)學實驗教學目標。

3.2 優(yōu)化實驗教學理論知識體系

傳統(tǒng)的預防醫(yī)學實驗教學課時配比有限，難以在有限時間內(nèi)提升學生的綜合實踐能力。在理論教學時，教師可以通過現(xiàn)場簡單實驗教學或者播放實驗操作視頻的方法來增強學生對理論部分的理解，同時彌補實驗教學課時配比不足的缺點，有助于提升理論和實驗教學的質(zhì)量。在教師層面，不同教師根據(jù)各自擅長的專業(yè)領域延伸實驗教學理論內(nèi)容，多維度地開拓學生的知識結構體系、啟發(fā)學生主動思考，透過現(xiàn)象看本質(zhì)。在學生層面，教師始終要將“理論聯(lián)系實踐”的理念貫穿于實驗教學中。教師應啟發(fā)學生學會自主思考問題，分析問題，解決問題。對此，教師可以計劃性地定期邀請科研骨干、專家教授開展相關主題講座，分享自身的心歷路程、學術經(jīng)驗，啟發(fā)學生的思維和思路。

在實驗理論教學過程中，打破傳統(tǒng)的“教師主動輸出”模式，采用實驗情景教學、問題教學方式引導學生主動思考問題。如定期安排學生進入實驗室熟悉實驗環(huán)境，參與實驗準備工作，上課時播放提前設計的、有學生參與的實驗操作視頻，加深學生印象，培養(yǎng)學生自主發(fā)現(xiàn)問題、主動分析思考的能力。教師可以通過分享自己親身經(jīng)歷鼓勵學生、引導學生、啟發(fā)學生，如何活學活用掌握的理論知識，潛移默化地影響和培養(yǎng)學生在實驗教學中的科學素養(yǎng)和能力。

3.3 豐富實驗教學內(nèi)容體系

CDIO 教育理念中的I指實現(xiàn)（implement），豐富實驗教學內(nèi)容體系能夠最大限度地激發(fā)學生的主觀能動性，實現(xiàn)培養(yǎng)人才的最終目標。傳統(tǒng)實驗教學內(nèi)容單一，學生的實踐操作主要集中在實驗教學過程中，簡單地重復實驗操作步驟。教師針對不同的實驗內(nèi)容體系，通過采用不同的實驗教學設計和方法來進行實驗教學。面對基礎性實驗教學，教師可采用案例法、提問法以及多媒體等方式緊密結合理論授課，講解實驗原理；在理論實驗教學操作過程中，教師積極參與到學生實驗中，及時指導學生實驗操作并點評其準確與否，重點培養(yǎng)學生科研態(tài)度和實踐操作能力。面對綜合性實驗教學，教師設定研究問題，將學生分為幾個組，小組成員相互交流、分工合作最終共同設計出一個實驗方案，并交由教師審核確定后開始實驗，綜合性實驗教學體系主要培養(yǎng)學生團結合作、自主研究學習、自主思考和創(chuàng)新能力。面對自主設計實驗，學生應研讀大量國內(nèi)外文獻，了解整個領域發(fā)展脈絡，分類總結研究成果和問題，聚焦前沿，并自主選題，通過專家教授審核決定后進行開題實驗，自主設計實驗最大限度地培養(yǎng)了學生的“構思”“設計”“實現(xiàn)”和“運作”的能力。

3.4 完善實驗教學考核體系

CDIO 理念核心是以“學生為導向、學生為中心、基于學習結果”的教育模式，對學生專業(yè)能力、個人實踐能力、綜合素質(zhì)能力等都提出了更高的要求[20-21]。傳統(tǒng)實驗教學考核主要以閉卷測試或日常的實驗報告成績作為考核結果，造成學生機械化重復實驗步驟，甚至隨意篡改實驗數(shù)據(jù)以達到實驗結果的正確性，這種考核方式達不到實驗教學預期的效果，與實驗教學培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)和綜合實踐能力的目的相差甚遠[22]。

預防醫(yī)學實驗教學考核可分為過程性考核和終結性考核兩部分。形成性考核應貫穿于實驗教學始終，包括實驗教學前準備、實驗教學時操作以及實驗教學后分析三個部分，教師根據(jù)學生在整個實驗教學中的參與度、貢獻度以及小組成員的合作能力進行考核。所說的參與度具體表現(xiàn)為學生參與實驗教學前的準備，如參與準備實驗試劑耗材、檢查儀器設備是否正常、維護實驗室環(huán)境等；課中表現(xiàn)為學生上課出勤率，提出問題、回答問題的頻數(shù)、實驗態(tài)度、操作過程中示教展示以及學生間的交流溝通等；課后表現(xiàn)為撰寫實驗報告，分析討論結果和教師的互動交流等。貢獻度主要體現(xiàn)在實驗教學過程中，學生遇到問題要敢于思考、敢于提問、敢于課上示教，以達到學習或者警示目的；分組實驗過程中，學生明確分工，交流合作完成實驗，根據(jù)學生在其中的貢獻度打分。合作水平反應學生的團隊精神，實驗條件和有限的設備無法滿足學生人人動手操作，絕大部分實驗都要求學生分組合作完成，綜合性實驗最有利于培養(yǎng)學生團結合作能力和創(chuàng)新能力，學生需要明確各自的任務，查找資料、分析總結，然后經(jīng)過交流溝通確定一個最終方案。終結性考核主要采取閉卷考試形式，分為實驗教學理論閉卷考核和實驗操作兩個部分。閉卷考核學生理論知識，實驗操作考核學生的具體實踐操作能力。一套成熟合理的考核評價體系可以客觀反映學生的綜合能力，發(fā)揮實驗教學的作用。

綜上所述，國內(nèi)高?；贑DIO 教育理念紛紛在各學科各個專業(yè)開啟了教育改革模式，旨在打破傳統(tǒng)教育方式，培養(yǎng)適合本學科、本專業(yè)學生的創(chuàng)新能力、實踐能力和個人綜合素質(zhì)來適應崗位需求；本研究立足CDIO 教育理念，立足于預防醫(yī)學學科，明確教學目標，優(yōu)化理論教學體系，豐富實驗教學內(nèi)容體系，完善實驗教學考核體系，圍繞預防醫(yī)學主線開展實驗教學，將理論與實踐緊密聯(lián)系，著手培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、綜合實踐能力和團隊合作能力。