大学化学, 2023, 38(3): 191-196 doi: 10.3866/PKU.DXHX202209006

 

“新医科”背景下大学化学基础课教学改革路径的思考

郭今心1, 张树永,1, 王立祥2, 邹永新3

1 山东大学化学化工学院, 济南 250100

2 山东大学本科生院, 济南 250100

3 山东大学基础医学院, 济南 250012

Thoughts on the Teaching Reform Path of College Basic Chemistry Course in the Context of Emerging Medical Education

Guo Jinxin1, Zhang Shuyong,1, Wang Lixiang2, Zou Yongxin3

1 School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China

2 Undergraduate School, Shandong University, Jinan 250100, China

3 School of Basic Medical Sciences, Shandong University, Jinan 250012, China

通讯作者: 张树永, Email: syzhang@sdu.edu.cn

收稿日期: 2022-09-2   接受日期: 2022-10-27  

基金资助: 中国高等教育学会2021“理科教育研究”专项课题.  21LKD02
山东大学教学改革项目.  2022Y076

Received: 2022-09-2   Accepted: 2022-10-27  

Abstract

The construction of "emerging medical education" has brought new opportunities and challenges for the reform of talent training mode in medical colleges and universities. University chemistry is an important basic course in medical colleges and universities, which plays a fundamental role in the training of new medical talents. Aiming at the problems existing in the current teaching of university chemistry course, focusing on the training objectives of medical students in the context of emerging medical education, this paper discusses the path and suggestions for the reform of teaching of university chemistry course from four aspects: educational ideas, course content, teaching mode and evaluation system.

Keywords: Emerging medical education ; University chemistry ; Teaching reform ; Medical education ; Student-centered

PDF (867KB) 元数据 多维度评价 相关文章 导出 EndNote| Ris| Bibtex  收藏本文

本文引用格式

郭今心, 张树永, 王立祥, 邹永新. “新医科”背景下大学化学基础课教学改革路径的思考. 大学化学[J], 2023, 38(3): 191-196 doi:10.3866/PKU.DXHX202209006

Guo Jinxin. Thoughts on the Teaching Reform Path of College Basic Chemistry Course in the Context of Emerging Medical Education. University Chemistry[J], 2023, 38(3): 191-196 doi:10.3866/PKU.DXHX202209006

2017年,教育部启动“新工科”建设,之后又前后启动新农科、新医科和新文科建设,“四新”建设全面启动。2018年8月,中共中央指出高等教育要努力开展“四新”建设。同年10月,教育部等相关部门正式启动“六卓越一拔尖计划2.0版”。2020年9月,在《国务院办公厅关于加快医学教育创新发展的指导意见》文件的基本原则里特别指出,要以“新医科”来统领医学教育的创新[1]。“新医科”旨在探索全球工业革命4.0和生命科学革命3.0背景下医学人才教育的新模式,实现医学从“以生物医学科学为主的医学教育模式”向以“医文、医工、医理交叉学科支撑的医学教育新模式”转变,紧密结合以人工智能为代表的新一轮科技革命和产业革命,与“新工科”等其他“四新”体系融合互动,在建立生物医学科学平台的基础上,培养基础医学拔尖人才,同时全面整合精准医学、转化医学、智能医学等方兴未艾的医学新领域,打造中国特色的“新医科”人才培养新体系,培养能够适应以人工智能为代表的新一代技术革命和以合成生物学为代表的生命科学变革,能够运用交叉学科知识解决未来医学领域前沿问题的高层次医学创新人才[2]。与此同时,健康中国2030战略提出了“大健康”的理念,强调医疗需服务于生命全周期、健康全过程。因此,医学教育不仅需要加快高层次人才的培养,也要加大全科人才培养力度,以胜任力为导向,创新医学教育新模式,培养符合经济社会发展需求的复合型医学人才。

化学是在原子、分子和分子以上层次研究物质及其变化过程的科学[3],在人类的生存和发展过程中发挥着基础性、关键性作用[4],与生命科学关系非常密切:人体作为有机体,每时每刻都在进行着复杂的化学反应,只有从化学角度或者原子、分子的维度去研究、理解这些反应,才能揭示生命与疾病的本质。纵观20世纪以来医学各个学科的发展史可以发现,化学对医学学科的发展起到了重要的引领和支撑作用,几乎所有的医学学科都与化学有着千丝万缕的联系。比如属于合成生物学范畴的基因工程,为人类提供预防和治疗疾病的激素、疫苗、干扰素、酶等重要物质,是在化学研究的基础上,破译了生物遗传密码的前提下,融合了生物化学、遗传学、微生物学和生理学等众多学科发展起来的。因此,化学不仅是“揭开生命奥秘的基石”,也是促进新的疾病诊断方法、新的靶标、药物作用机制与新药发现的最重要技术手段,是医学教育重要的学科基础,而化学学科所蕴含的大量的世界观和方法论,对医学生核心素养和创新能力的培养也发挥着独特和重要的作用。

当前,大学化学教学存在的主要痛点问题是,虽然绝大多数教师能够按照教学大纲认真完成教学任务,但“以教师为中心,以知识传授为中心”仍是教学主流,对能力和素质的培养重视不够,导致学生在后续课程的学习过程中,不能主动运用化学知识和原理分析解决相关的医学现象和问题,而且学习方法、思维模式、团队意识等综合能力都无法达到预期要求。虽然有些教师已经意识到问题的存在,但缺乏明确的改革目标和思路。本文从“教育理念、课程内容、教学模式和评价体系”四个层面,对医学类专业大学化学基础课改革提出了具体的意见和建议,以期为大家提供一定的借鉴和参考。

1 明确教学目标,转变教育理念。

“新医科”重要的内涵之一是理念新,要求在育人理念上打破学科壁垒,注重学科交叉融合,提倡“以学生为中心,以胜任力为导向,跨专业学习,团队合作,自主学习和职业精神培养”[2],从而对医学生的知识、能力和素养都提出了新的要求。要做好“新医科”培养,我们首先需要转变教育理念,这是课程改革的关键。

当前的大学化学教学模式主要还是学科导向的,比较注重学科知识的系统性。这种以学科知识体系传授为主的教学模式,不利于学科之间的知识交叉融合,缺乏创新性和挑战度,无法调动学生学习的积极性和主动性,已不能满足时代发展的需要。“新医科”建设的重点是要推动形成“以学生发展为中心,以学习成果为导向”的全校育人理念[2]。这种“以学生为中心,以目标和产出为导向”的理念,要求我们根据培养目标明确课程的教学目标,通过系统的教学设计和实施,采取多种教学策略,注重激发学生的学习动力和专业志趣,提高课程的挑战度,使学生成为学习的主体,保证课程教学目标的全面达成[5]。

依据新医科培养目标和《中国本科医学教育标准——临床医学专业》(2016版)的要求,我们明确了“大学化学”课程的教学目标(表 1)。

表1   临床医学专业大学化学的教学目标

目标类型基本要求
知识目标能够正确说明化学的基础知识和基本原理,完成基本操作;能够构建系统的化学知识体系;能够说明化学及相关学科的发展前沿和动态
能力目标能够利用重要的化学反应方法、原理和规律,分析和说明化学过程。能够利用化学的基础知识和科学方法,识别、表达医学实践中所涉及的化学问题。能够使用信息技术获取相关文献,有效分析复杂医学问题并获得有效结论;能够从医学实践中发现并提出科学问题,并提出解决问题的方案;能够进行有效的沟通,开展团队协作
素质目标能够在分析和解决化学及相关问题的过程中体现人文社会科学素养和社会责任感;在分析问题和设计方案时体现学科思维、创新思维和批判性思维;能够自主查找文献,丰富提升,体现自主学习和终身学习意识

新窗口打开| 下载CSV


2 改革教学内容,做到四个融合

高阶性的课程教学目标需要把知识、能力、素养有机融合,把立德树人作为根本,培养学生分析解决复杂问题的综合能力、高级思维和创新能力。因此,有必要对教学内容和教学模式进行改革。

首先,教师在课前依据课程目标确定课程内容,并对相关知识内容进行重构整合、补充和拓展,结合学科发展和学生的专业需求,引入一些新概念、新原理和新方法,不断更新教学内容,拓展已有原理的创新应用,使课程教学与科研和应用前沿对接[5]。在教学内容设计上,我们力争做到“四个融合”:即教学内容与课程思政融合[6]、与生活和医药相关知识融合[7]、与学科前沿融合、与信息技术融合。比如在无机化学教学过程中,如今配位化学的内容已经与金属有机化学、生物无机化学、超分子化学等学科知识实现了交叉融合,在配位化学内容里,我们适时引入配位超分子化学、金属-有机骨架材料等前沿知识[8]。在介绍铂族金属配合物时,我们除了引入与癌症治疗相关的知识,同时还加入了思政案例,讲述为我国配位化学发展做出卓越贡献的徐光宪院士、戴安邦院士等人的事迹,让学生感受到我国科学家严谨求实、创新奉献的科学精神和高尚品质。在有机化学课程里,我们特意在绪论部分介绍了2022年沃尔夫化学奖的内容,并以雨课堂专题讨论的方式,引导学生课下搜集资料,进一步了解Bonnie L. Bassler、Carolyn R. Bertozzi和Benjamin F. Cravatt III三位获奖学者在“对理解细胞通信化学和发明用化学方法研究糖、脂质和蛋白质在此类生物过程中的作用的开创性贡献”,以提升学生学习化学的内在动力;在芳香烃部分,我们补充了“芳香性”概念的研究进展,比如Mobius-π芳香性、σ芳香性、γ芳香性等理论[9],还增加了稠环芳香烃与人类健康的相关知识及其致癌的化学反应机理等内容;在卤代烃部分,虽然很多教材对SN1和SN2反应都有详细阐述,但在生命体系中,SN1反应极少发生。因此,我们补充了SN2反应所涉及的重要的生物甲基化反应,以引导和帮助这些低年级的学生主动搭建跨学科知识体系的桥梁,为他们今后的发展和后续课程的学习奠定基础。

3 改革教学模式,创新教学方法和手段

有了新的教学内容,还需要借助先进的教学方法和技术手段去落实教学目标。为此,我们充分利用信息技术,构建以学生为中心,基于网络信息技术的混合式教学模式。比如疫情期间的线上教学模式[10],打破了国家、学校和教室的界限,将传统的封闭课堂转变为多元化、开放式的课堂,创造了一个开放、多维、实时互动的学习情境,还有利于精准教学、分层教学。借助信息技术,我们为学生提供了更多的参与思考、讨论、拓展和探究式学习的机会。图 1展示了我们构建的基于“雨课堂+微信”系统的学生自主学习的“课前–课中–课后”“三段式”智慧教学模式。教师课上采用多种方法,如启发教学法、案例法、PBL (基于问题的学习)法等等,讲授课程内容的重点和难点,并与学生实时互动;课后通过数据反馈,调整和改进教学内容、进度和方法;学生于课前和课后根据自己的实际情况进行个性化学习,主动了解和探索学科前沿问题或进行自身的知识拓展,积极参与雨课堂论坛的热点话题讨论等等。除此之外,还有小组任务,如共同制作思维导图、开展翻转学习、专题讨论和知识拓展等。

图1

图1   基于“雨课堂+微信”系统的混合式教学模式设计


为了适应“新医科”人才培养需要,全面提升学生的综合素质和创新能力,化学基础课需要彻底摒弃传统的“以教师为中心、以教为中心”理念和单向输出的教学模式,完成向“以学生为中心、以学为中心”的转变,让学生成为主动学习者,教师成为学习的指导者、促进者和参与者,使学生成为学习的主体,教师和学生组成学习共同体,通过设置挑战性、多元化的场景和学习任务(图 2),充分调动学生的主观能动性,使学生从单纯关注知识的学习和技能训练的浅层学习,转变为思维构建、创新思考的深度学习,只有这样才能够满足“新医科”人才培养的时代需要。

图2

图2   设置多元化、挑战性的学习活动


从“新医科”的角度出发,培养科普人才,是医学教育由“以疾病治疗为中心”向“以促进健康为中心”转变的需求,符合“健康中国2030战略”。科普文章不仅具有宣传教育意义,通过论文写作,学生还可以实现自我教育,提升人文素养和社会责任感;通过把所学的化学知识应用到生活和医药领域,通过自主发现问题、解决问题,不断提高学以致用的能力,提升科研素养和学术道德水平,达到“知行合一”的教育目的。此外,课程论文还是一种课内课外深度融合,提高课程挑战度的有效的教学策略,所以在众多学习活动中,课程论文对医学院校的学生具有特殊意义。在完成化学与生活或医药相关的论文的过程中,全体学生需要通过查阅文献资料,自主选题,受到全方位的锻炼。以学生发表在《大学化学》的一篇科普文章“尼古丁的‘口供’”为例[11],学生从尼古丁的化学结构入手,通过追踪其在人体内的化学反应过程即代谢过程和产物,结合所学的生理学知识和文献资料,形象生动地科普了尼古丁中毒的过程、吸烟上瘾的机理和尼古丁对人体的损害,体现了学生主动运用所学知识进行综合思考和解决问题的能力,同时对提倡“健康生活,禁止吸烟”起到很好的宣传教育意义。论文的修改过程促进了师生间的交流互动,同样也是教学相长的过程。

4 改进评价方法,建立综合考核评价体系

科学的课程考核评价是检验教学效果、保证教学质量的重要手段,也是衡量课程教学目标是否达成的重要依据。用合理、公正的手段去评价学生的学习能力和效果,也能起到激励与反馈的作用。因此,改变传统的检查作业、试卷检测等简单的学业评价方法,按照产出导向评价(outcome-based evaluation,OBE)理念,针对课程教学目标对课程考核进行系统设计[12]非常必要。同时,加大过程性考核力度,关注学生的学习过程,及时发现问题,调整与改进教学,也是提高教学质量的前提。在教学过程中,我们借助智慧教学平台的数据强化过程性和形成性评价,学生也可以通过教学平台监测自己的学习效果和质量,调整学习计划,提升学习效果。在我们的考核评价中,期末成绩占比50%,平时的学习活动占比50%。如通过思维导图、翻转学习和自学笔记等考查学生的知识整合能力和自主学习能力;通过视频制作、化学软件的使用和小组展示等考查信息技术应用能力;通过小组作业、小组展示和雨课堂论坛等考查沟通能力和团队合作能力;通过小组作业、方案设计和课程论文考查解决复杂问题的能力和创新能力,以上这些手段起到了良好的引导和督促作用,以促成和检验课程教学目标的达成。

5 结语

新医科“新”在创新育人模式、推进交叉融合和融入“大健康”的新理念。通过改革医学教育,培养符合时代需求的医学人才是新时期中国医学教育的目标。大学化学是新医科建设重要的基础,对提高人才培养质量发挥重要的支撑作用。以新的人才培养目标为导向,坚持“德育为先,学生中心,产出导向,持续改进”的教学理念,对课程的知识体系和教学体系进行改革优化,构建教学的新情境和新模式,构建多学科相互交叉渗透的医理融合的培养模式,是化学支持新医科建设的重要途径。

参考文献

国务院办公厅关于加快医学教育创新发展的指导意见. [2020-09-17]. http://pharm.suda.edu.cn/4a/f4/c11696a412404/page.htm

[本文引用: 1]

王维民. 从医学教育发展看"新医科"背景下的中国医学教育. 北大医学·教育论坛(2021)暨全国医学发展中心学术年会. 北京, 2021年7月9-10日.

[本文引用: 3]

教育部高; 等. 高等学校化学类专业指导性专业规范, 北京: 高等教育出版社, 2011.

[本文引用: 1]

张树永; 朱亚先. 大学化学, 2017, 32 (1), 9.

URL     [本文引用: 1]

张树永; 戚明颖; 宋爱新; 李英; 苑世领; 郝京诚. 大学化学, 2021, 36 (1), 2008024.

URL     [本文引用: 2]

郭今心; 朱荣秀; 赵全芹; 李明霞; 张树永. 大学化学, 2019, 34 (11), 51.

DOI:10.3866/PKU.DXHX201908051      [本文引用: 1]

赵全芹; 张树永. 大学化学, 2020, 35 (8), 39.

URL     [本文引用: 1]

展鹏; 刘新泳. 大学化学, 2022, 37 (11), 2202034.

URL     [本文引用: 1]

华煜晖; 张弘; 夏海平. 有机化学, 2018, (38), 11.

URL     [本文引用: 1]

Guo J. X. ; Zhu R. X. ; Zhao Q. Q. ; Li M. X. ; Zhang S. Y. J.Chem. Educ. 2020, 97, 3246.

DOI:10.1021/acs.jchemed.0c00822      [本文引用: 1]

吴雨菡; 郭今心. 大学化学, 2020, 35 (11), 115.

URL     [本文引用: 1]

张树永. 中国大学教学, 2015, (3), 55.

URL     [本文引用: 1]

/

〈 〉