STEAM教育理念在医学机能学人文素养教育中的应用与思考

Application and reflection of STEAM education concept in humanistic literacy education of medical functionality

摘要

STEAM教育是新型的跨学科综合性教育模式。将STEAM教育融入机能实验人文教育中，在完成实验操作的过程中，加强对学生人文素养的培养。本文基于STEAM教育理念，以医学机能实验人文教育为研究内容，探究在医学教育中提高学生人文素养的教学模式。

Abstract

STEAM (science,technology,engineering,art,mathematics) education is a new interdisciplinary and comprehensive education model. STEAM education was integrated into functional experimental humanistic education, so that students can pay attention to cultivation of humanistic literacy during the process of completing experimental operations. Based on the STEAM education concept, this paper takes functional experimental humanistic education as the research object to explore the teaching mode of improving students' humanistic literacy in medical education.

关键词

STEAM教育 / 医学机能实验 / 人文素养

Key words

STEAM education / medical functional experiment / humanistic literacy

随着社会发展对人才需求的改变，世界各国都在教育制度上进行探索和改革，以适应时代发展的要求。STEAM教育应运而生，它是科学（science）、技术（technology）、工程（engineering）、艺术（art）及数学（mathematics）5个学科相互整合的综合性教育^［1］。

STEAM教育兴起于20世纪80年代的美国，自兴起以来备受国际教育界的重视^［2］。《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》中提出探索STEAM教育模式，首次从国家层面强调STEAM教育^［3］。《2019年教育信息化与网络安全工作要点》中提出要探索跨学科学习（STEAM教育）模式应用，明确指出探索STEAM教育作为一种新型教育模式，成为倡导的发展方向^［4］。目前，中国STEAM教育主要运用于中小学通用技术类课程^［5］，而对高校教学，特别是医学教育应用及探索的研究较少。STEAM教育理念主要强调学生的自主探究和实践操作的能力，在未来的高校教育中应充分考虑到学生的需求和特点，若能积极推广STEAM教育理念，将能有效地提高学生的学习效果和综合素养水平^［6］。本文基于STEAM教育理念对医学机能实验人文教育进行探索，旨在通过探究式学习引导学生，推动医学生在机能动物实验中的人文精神培养。

1 医学机能学人文教育中建立STEAM教育理念的可能性

医学学科的专业性导致医学生对专业知识学习更为重视，而对人文科学学习的兴趣较少^［7］，自然科学与人文科学的失衡较为突出。STEAM教学理念通过综合式、探究式的学习方式引导学生学习，这对医学生人文教育起到巨大的推动作用。

首先，STEAM教育理念是强调科学、技术学科的学习，这也是医学学习最重要的内容；其次，在医学领域，艺术同样有其价值。提高艺术的感知力能有效地帮助学生提高观察力和情感表达能力，这一能力的提升对建立良好的医患关系非常重要。STEAM教育理念还鼓励学生合作与创新，而医学领域，特别是在诊断和治疗方面，尤其需要团队合作精神。因此，STEAM教育理念是对医学人才进行全面培养，是多元化和包容性的教育模式，尤其适合当下医学生。

医学机能学是把生理学、病理生理学和药理学实验有机融为一体的实验性学科，是基础医学教育的重要教学内容之一^［8］。在医学机能实验准备教学中要注重这些学科之间的交叉融合和相互渗透，而医学机能实验准备教学中本就蕴含着丰富的STEAM教育内容。医学机能实验课程的主要实验对象为动物，将动物实验课程作为载体，挖掘其中蕴涵的医德精神，可适当开展动物伦理及动物美学教育等人文教育，培养学生敬畏生命和善待生命的人文精神。因此，将STEAM教育理念应用于机能实验教学，不仅能加强学生专业知识的融会贯通，更能进一步提高学生的人文素养，为培养符合社会需求的高素质复合型医务工作者奠定基础。

2 医学机能学人文教育中建立STEAM教育理念的作用

STEAM教育理念融入医学机能学教学中，可在不同阶段、不同实验内容中对学生的知识、能力和人文素养进行教育及提升（表1）。

在不同阶段、对不同实验内容融入STEAM教育理念的内容和方式也各有侧重，基础性动物实验着重对学生进行科学（S）和技术（T）目标培养，侧重于教授学生基本的学科实验技能，及科研思维的初步形成；综合设计性实验和开放性实验是在学生掌握基本的技能和方法的基础上加入工程（E）及数学（M）在医学科研领域中的应用，培养和提高学生观察、比较、分析问题的能力，从而树立基本的医学思维。艺术（A）是STEAM教育理念融入医学机能学人文素养教育的关键，在整个医学机能学教学过程中都将潜移默化地传输给学生，让学生感受到在学习和研究中培养人文素养的重要性。

2.1 培养学生敬畏生命和善待生命的人文情怀

医学生的人文观，首要是敬畏生命。机能实验课程的主要实验对象为动物，课堂上教师可采用STEAM教育理念围绕动物实验的真实场景，促进学生思考、理解和接受动物实验中的人文观。将动物实验课程中蕴涵的医德精神升华，适当开展动物伦理及动物美学教育，有利于学生的内在素质提升^［9］。如第一堂机能实验课——哺乳类动物的基本手术操作，实验前让学生理解动物实验是医学实验的重要组成部分，教导医学生在实验过程中应心存感激，善待动物，在动物捉拿固定过程中要轻柔、规范；动物手术过程中，注意麻醉药品给药、用量准确，麻醉状态判断及时精准，手术操作规范性，尽量减少动物在实验过程中的痛苦；实验结束后，严格按照实验要求，按照教师教授的正确处死方式处置动物，不可随意虐待动物，增加动物痛苦。教授学生动物实验“3R”原则，即减少（reduction）、替代（replacement）和优化（refinement），要求学生建立正确的实验动物观念，懂得尊重和善待生命，这既培养学生的人文情怀和“健康所系，性命所托”的责任感，而且还能使学生在潜移默化中形成正确的价值观、世界观和人生观。

2.2 培养学生面对挫折锲而不舍的精神

所有实验结果都存在着不确定性，哪怕实验前准备得再充分，在实验过程中也可能出现突发状况。如在进行有机磷酸酯类中毒及解救实验时，家兔会突然出现全身肌肉抽搐、呼吸抑制、心跳减弱的情况，学生虽然已经学习解救方法，但当第一次进行抢救类实验时，可能由于中毒家兔耳缘静脉强烈收缩，学生无法注入解救药物，导致手忙脚乱，惊慌失措。这个时候实验教师就需要立即协助学生，指导学生快速寻找合适的注射血管，迅速注入药物，如果抢救及时，家兔一般会被解救。因此，实验过程中要鼓励学生不到最后一刻，不要放弃，就像在今后的临床工作中，不能轻易放弃患者，对任何生命都要竭尽全力救治。

2.3 培养学生的团队意识和实事求是精神

实验本身就是一项科学活动，而绝大多数实验是无法一个人完成的，在机能实验中有很多综合性实验，要求学生具有团结协作的精神。如实验性肺水肿模型与抢救、家兔失血性休克模型复制及抢救等实验，均需要一组同学互相配合才能完成家兔的捉拿固定、手术操作、模型复制到抢救。合理地分工，协同合作，有条不紊地操作是实验成功的前提，而所产生的实验数据也要求学生实事求是，严格记录，不得篡改和造假，在实验过程中密切观察学生实验进程，预判实验结果，一旦发现有学生伪造实验数据，当场批评指正，引导学生坚持实事求是。

2.4 培养学生良好的职业素养和科研素质

作为一门重要的实践课程——医学机能学，对培养学生一丝不苟、认真负责的职业精神发挥重要作用；对学生科研素质的形成和职业道德情操的建立有着深远的意义。在课程教学中，学生不仅要将理论联系到实践操作中，更需要有崇尚科学的素养，力学笃行地追求实验操作的精准、数据的真实、结果的可靠。多年来，随着医学机能学课程的发展，设计性实验及综合性实验越来越多，在原有基础性实验基础上，设计性实验及综合性实验整合课程资源，实验内容可逐步引导学生综合利用多学科基础理论知识，STEAM教育理念充分尊重学生的主体地位，在一定程度上提高学生的创新能力^［10］，帮助学生更早、更好地建立起应有的临床医学思维，顺利过渡从基础医学到临床医学的模式。

3 STEAM教育融入医学机能学中人文教育的实施过程

3.1 加强实验室管理，构建人文环境

随着社会信息化发展，不可避免出现理工、社科、人文、艺术等不同学科之间的交叉与融合^［7］。医学机能实验中心的教师作为学生的课外导师，将STEAM综合教育理念贯穿课上、课下，为学生答疑解惑的同时提炼出尊重和善待生命的人文精神、树立对待实验团结协作和实事求是的精神及良好的职业素养和科研素质等。实践过程中渗透STEAM教育理念，有效融合STEAM教育模式，将有助于发挥STEAM教育的实际教学效能，从而实现培育复合型、应用型医学人才的教育目标。实验中心教师在工作中将这一教育理念以“润物细无声”的方式融入机能实验教学过程，实验教学的目标和内容见表2。

医学机能学以动物实验为主，本实验中心建立严格的实验室动物管理制度，不但要在实验动物技术方面做出严格要求，对实验动物的福利与伦理也有相应规定。实验中心每学期按照教学动物计划，准确计算所需实验动物数量，在保质保量完成实验教学的前提下严格控制动物数量。如每次药理学动物实验均有正常对照组，如有学生进行第二课堂的预实验，练习手术操作可提前计划，用正常对照组动物进行，以减少动物的使用量。实验课结束后，要求学生对动物进行安乐死，体现对实验动物的尊重，让学生意识到虐待、虐杀动物的行为有悖于人文精神，对有上述行为的学生进行适当处罚。对未使用（备用）的动物，交由实验室相关人员管理，补充饲料和饮用水。机能实验为医学生初次接触动物的实验课程，必然存在学生基础操作技能不扎实，增加动物痛苦和死亡的情况，如家兔的抓取固定，最常出现的问题就是直接提抓双耳，导致家兔耳缘静脉受损，甚至可能损伤颈椎瘫痪等问题，这就导致后续实验不能顺利进行并增加实验动物的痛苦。本实验中心要求实验教师随堂跟踪实验过程，一旦发现问题及时解决，同时对学生进行指导和教育，以减少由于操作不当对实验动物造成的痛苦和伤害。

3.2 提高教师人文素养，引导学生弘扬良好人文精神

传统教育理念导致医学教师过多重视对学生专业知识和实验技能的培训，而较少进行动物实验相关人文精神的培养，STEAM教育理念要求教师需兼顾医学技术和人文精神，医德医技双向发展，在培养医学生动物实验技术同时，引导学生形成良好人文素养，这对缓解当下紧张的医患关系也起到很大帮助。STEAM教育秉承“在做中学”的教育理念，更强调学生参与实践体验的过程^［11］。实践中将学科知识结合现实，在情境中获取体验，并在体验情境的过程中不断发现问题、分析问题、解决问题。实验教学中教师以身作则，严格遵循“3R”原则，将人文精神观融入实验操作中，引导学生树立人文情怀。如在实验动物的给药过程中，提醒学生应密切观察实验现象，同时思考实验过程中可能减轻动物疼痛的操作方法。教师在实验过程中的言行可潜移默化地引导学生树立敬畏生命、关爱生命的理念。

3.3 转变学生偏向观念，注重人文精神培养

医学专业的特点导致对学生的实践性要求很高，这也必然影响学生的学习方向。大部分学生存在专业技能不能与人文素养有同等地位的观点，因此在动物实验的过程中，重结果、轻过程的现象比较明显。在机能实验教学中教师应逐步渗透动物伦理学知识，培养学生的人文精神。STEM教育与STEAM教育均是跨学科融合式教育，与STEM相比，STEAM教育的特色在于加入“艺术”的内容，从而打破自然科学与人文艺术的学科壁垒^［12］；STEAM教育更加深入地拓展跨学科融合，呈现出更强的包容性，更有利于培养学生综合素养、解决问题能力及批判性思维的建立 ^［13］。艺术在STEAM教育中体现出对人的关怀和对文化的关切，要求学生在科技探究与创造中，要重视人类发展的历史和科技发展的历史^［12］，同样在做动物实验的时候，教师可延伸到提出动物“3R”原则的个人的事迹，这样既体现人文精神，也能让学生不觉得枯燥。STEAM教育兼具科学性和人文性，有多种技巧，通过改变教育理念，让学生对动物伦理学的相关内容更有学习兴趣，从而提高学生的人文素养。

4 结 语

医学机能学是高等医学基础教育的重要组成部分，担负着培养高素质医学人才的重要任务。各个医学院校均高度重视机能实验教学工作的开展，要求实验教学充分发挥培养专业医学人才的作用。在此背景下，为切实培养高素质的医学人才，满足社会对高素质、专业型医学人才的需求，可充分发挥STEAM教育理念的育人作用，将人文教育引入实验动物教学中，潜移默化地影响和提高学生的人文素养。教学理念的改变不是一蹴而就的事情，它需要学校、教师、学生等各方通力合作、共同努力和长期地探索与实践。STEAM教育作为一种新的教学理念也将会给中国高等教育带来教学手段和方法的创新，可成为现代医学生全面培养的有效途径。

参考文献

[1] Wang X W， Xu W W， Guo L. The status quo and ways of STEAM education promoting China’s future social sustainable development［J］. Sustaina-bility， 2018， 10（12）： 4417.

[2] 赵梓涵. 基于Steam教育理念的高校学前教育专业教学模式探索［J］. 科教文汇， 2022（18）： 62-64.

[3] 苏桂强. 对基于项目学习的STEM教育的初认识［J］. 珠江教育论坛， 2019（1）： 19-20， 25.

[4] 王亮. 基于STEAM教育理念构建高等职业教育人才培养模式［J］. 职业教育研究， 2021（8）： 38-43.

[5] 夏正华. STEAM教育面临的问题和路径选择［J］. 数字化用户， 2020（40）： 196-199.

[6] 陈书妍. 基于STEAM教育理念的高校教育管理模式探析［J］. 新课程研究， 2024（6）： 55-57.

[7] 舒俊杰， 林欣冉， 吴超琪， 基于STEAM理念探析医学生人文精神培养［J］. 中国医药科学， 2021， 11（13）： 1-4， 24.

[8] 蒋慧敏， 马剑峰， 徐红岩. 医学机能学融入课程思政的探索与实践［J］.大学，2021（44）：107-109.

[9] 蔡维维， 杜斌， 陈俊良， 4Rs原则在人体机能学动物实验中的应用［J］. 基础医学与临床， 2021， 41（11）： 1696-1700.

[10] 张翼飞， 于崧， 苗兴芬， STEAM教育理念在创新人才培养中的应用［J］. 教育教学论坛， 2022（13）： 161-164.

[11] 张慧娟. 基于STEAM理念的高校设计教育跨学科整合模式探索［J］. 中国信息技术教育， 2019（12）： 106-109.

[12] 王丽娟， 刘林德， 刘家熙， 核心素养导向的科学与人文融合教育初探——STEAM教育的借鉴与思考［J］. 现代基础教育研究， 2018， 31（3）： 127-131.

[13] 马熙逵. 协同与创新——STEAM教育模式下高校美育教学的启示［J］. 中国成人教育， 2023（8）： 40-43.

基金资助

首都医科大学教育教学改革研究课题项目(2020JYJX228)