医学实验班人体功能学多元化混合式教学探索

Exploration and Practice of Diversifying and Blended Teaching of Human Function for Medical Experimental Classes

摘要

医学教育在卫生健康事业发展中具有重要地位。目前中国长学制医学教育立足基本国情，以新医科建设为抓手，打破传统的学科基础，以“器官-系统”进行课程整合是其教学改革的重点与趋势。西安交通大学在双轮“器官-系统”整合课程体系运行14年后，于2021年8月进行基础与临床综合课程体系建设，实施单轮“器官-系统”整合课程建设，细化课程内涵，构建“全融合”临床医学人才培养新模式。我校人体功能学教研室经过多轮论证，在临床5+3医学实验班和宗濂医学实验班单轮“器官-系统”整合课程人体功能学的教学活动中，探索出厚基础、重实践、多元化、混合式教学的模式，收到良好的教学效果。从人体功能学的课程设计和实施等方面对单轮“器官-系统”整合的教学模式加以探讨，以期为医学院校同类教学改革提供借鉴。

Abstract

Medical education plays an important role in the development of healthcare. At present, longer-schooling medical education in China is based on the basic national conditions. Constructing new medical disciplines as the starting point, breaking through the traditional disciplinary foundation, and integrating the organ-system curriculum are the focus and trend of its teaching reform. After 14-year operation of the dual round organ-system integration curriculum, Xi’an Jiaotong University carried out construction of the new curriculum integrating preclinical medicine and clinical medicine in August 2021 by implementing the single round organ-system integration curriculum construction and refining the curriculum content so as to construct a new all-integration mode of producting talents of clinical medicine. Our school’s Teaching and Research Office of Function of the Human Body has explored a teaching model of solid foundation, practical emphasis, diversification, and hybrid teaching through multiple rounds of argumentation and teaching activities in the single round organ-system integration curriculum for the Clinical 5+3 Medical Experimental Class and Zonglian Medical Experimental Class. The teaching model has achieved good teaching results. This article explores the teaching model of single round organ-system integration from the aspects of curriculum design and implementation of function of the human body, in order to provide reference for similar teaching reforms at medical colleges and universities.

关键词

医学课程 / “器官-系统”整合 / 教学改革 / 人体功能学 / 混合式教学

Key words

Medical course / Organ-system integration / Teaching reform / Function of the human body / Blended teaching

“以学科为中心”的教学模式正在逐渐被“以器官-系统为中心”的整合教学模式替代，这是目前中国医学院校医学课程整合的主流方向^［1］。西安交通大学（以下简称我校）于2008年将双轮“器官-系统”整合课程体系与问题为基础的学习（Problem-based Learning， PBL）模式有机融合，在经历数十年教育教学改革实践后，于2021年在宗濂医学实验班和5+3临床医学实验班进行基础与临床综合课程体系建设，细化课程内涵，实施单轮器官-系统整合课程建设，构建“全融合”临床医学人才培养新模式^［2-3］。

1 “全融合”临床医学人才培养模式的形成

随着中国经济社会的快速发展，人民群众对高水平医疗服务的需求日益增加，原有的“以学科为中心”医学人才培养的教学模式已不适应当今社会对医学人才的高要求。“以学科为中心”的传统医学教学模式的“三段式”教学过程包括基础医学课、临床专业课和临床实习教学过程，各学科知识具有较强的系统性和完整性，但是未始终聚焦临床问题，基础与临床的教学内容与教学管理脱节，医学与其他学科交叉融合不够，资源配置分离^［2，4］。针对上述问题，目前中国长学制医学教育立足基本国情，以新医科建设为抓手，打破传统的学科基础，以“器官-系统”进行课程整合是其教学改革的重点与趋势。

2008年，西安交通大学打破学科壁垒，按照人体“器官-系统”整合，将学科独立的23门传统医学课程整合为12门整合生物医学课程和12门整合临床医学课程，形成了“基础与临床双轮”的“器官-系统”整合课程体系，经过12年的探索与实践，取得了丰富的改革经验，教学效果良好。笔者有幸担任基础消化系统整合课程的负责人，见证了此过程。各“器官-系统”区段的教学设计促进了学科间的交叉融合，初步完成基础和临床的融合，压缩的课时进行PBL教学，为学生自主学习、临床技能训练和临床思维培养提供充足的时间。在经历数十年教育教学改革实践后，在“全融合、沉浸式、可信赖”的临床医学人才培养理念的指导下，我校于2021年在宗濂医学实验班和5+3临床医学实验班实施单轮“器官-系统”整合课程建设，构建“全融合”临床医学人才培养新模式，致力于培养具有广博知识、扎实技能和科学素养的可信赖的卓越医生^［2-3］。此阶段在“双轮”基础上将12门整合生物医学课程和12门整合临床医学课程，进一步整合为20门基础与临床单轮的“器官-系统”整合课程，合并重复的教学内容，增加医学人文和医学信息学等内容，并在教育理念层面、课程设计层面、教学与评价方法层面、教学资源层面实施思政人文通识与专业教育融合、基础与临床、临床与预防、“医学+”学科专业课程融合、形成性评价与过程性、终结性评价相结合、学校与附院教学管理、师资队伍全面融合，构建“全融合”临床医学人才培养新模式^［2-3］。

我校医学部建立了以单轮“器官-系统”整合为中心的多学科联合医学教学体系。该教学体系包括医学导论、人体分子与细胞、人体形态学、人体功能学、临床医学导论、临床技能培训与实践、肿瘤学概论、免疫系统与疾病、病原与感染性疾病、血液系统与疾病、运动系统与疾病、神经与精神疾病、内分泌系统与疾病、心血管系统与疾病、呼吸系统与疾病、消化系统与疾病、泌尿系统与疾病、女性生殖系统与疾病、儿童生长发育与疾病和皮肤器官系统疾病。

2 人体功能学的课程设计和教学实施

2.1 人体功能学的课程设计

人体功能学是我校宗濂医学实验班和5+3临床医学实验班单轮“器官-系统”整合课程中的一门基础功能性学科。该课程是临床医学专业的主干必修课程，在医学人才培养中具有重要的地位和作用。人体功能学以人体各个系统器官和不同细胞的正常生命功能活动的现象、规律和机制，以及在整体水平上的相互联系为基础，进一步探讨疾病基本病理过程中功能与代谢改变的机制以及药物与机体的相互作用。通过本课程的学习，使学生对机体各系统的功能有一个系统的认知，对疾病的基本过程和药物效应动力学和药物代谢动力学建立一些基本概念，这些都是后续学习其他“器官-系统”整合课程的基础。我们将人体分子与细胞、人体形态学、人体功能学的相应实验教学整合成整合实验I、整合实验Ⅱ和整合实验Ⅲ，将形态学和功能学的实验融合。

人体功能学课程的主要目标是通过理论学习和实验操作帮助学生系统掌握人体各个系统器官功能活动的规律和机制，认识疾病发生、发展的普遍规律和基本机制，掌握基本病理过程中机体功能、代谢变化与临床表现之间的内在联系，以及药物与机体的相互作用，为后期临床学习和医疗实践奠定坚实的基础。

我校人体功能学理论授课96学时，将生理学、病理生理学和药理学的知识整合成5个功能模块，具体教学内容和学时分配见表1。

2.2 人体功能学的教学实施

在西安交通大学医学部课程建设委员会和课程整合办公室的领导下，成立“器官-系统”整合人体功能学教研室，教研室主任和两位副主任负责课程和整合教学团队的建设、教师的遴选与聘任。来自生理学、病理生理学和药理学的资深教师组成教学团队，教师们开展教学研究、制定教学大纲、讨论学时分配，通过集体备课明确课程的总体规划。其中，绪论的2学时由来自生理学科、病理生理学科和药理学科的三位主任进行三师授课，给学生们总体介绍人体功能学研究的内容和任务、主要研究方法及其与医学的关系。

3 人体功能学多元化混合式教学的教学实践

目前，中国绝大多数医学高等院校采用的是以学科为基础的传统教学模式，这种模式的优点是注重各学科知识的系统性与完整性，其缺点是各学科之间彼此独立，在教学内容上难免交叉重复或脱节，尤其是基础与临床课程存在严重脱节。同时，传统教学主要采用“填鸭式、灌输式”的教学模式，不利于学生主动性的发挥和自主学习能力的培养。

人体功能学是临床医学专业和生物科学的主干必修课程，在医学人才培养中具有重要的地位和作用。人体功能学是“器官-系统”整合课程，需要将生理学、病理生理学和药理学学科的知识点进行有机融合。该门课程的开设给我们提出了极大的挑战，该课程重点解决的教学问题包括人体功能学课程的实施细则、如何做到不同学科知识的有机交叉融合、如何整合实验教学以及如何做到基础和临床相结合。在医学部课程整合领导小组的指导下，我校人体功能学教学团队结合新医科要求，凸显成果导向教育与教学理念，以岗位胜任力为目标，在教学过程中将早科研、早临床、早实践落到实处，构建人体功能学厚基础、重实践、多元化、混合式教学模式。目前，人体功能学已经在2020和2021级宗濂医学实验班和2021和2022级5+3临床医学实验班实施，在此过程中我们积累了一些教学经验。

本门课程在理论授课时，体现“问题导向、成果导向”的特色，采用大班上课、小班研讨模式。在传统授课基础上，综合应用PBL、TBL（Team-based Learning， TBL）、微课、翻转课堂、雨课堂等多种教学方法和手段，提升第一课堂授课质量。通过讲述知识点的发现过程、适当引入社会热点等方式融入课程思政内容，让同学们牢知自己的理想、命运要与国家同向同行。采用过程性评价和终结考核相结合的方式评价学生的学习效果。同时，邀请不同科室临床医生，针对不同章节讲授相关的临床疾病，分析涉及的相关知识，提早接触临床，为以后在临床上学以致用、发现问题、解决问题和开展创新研究奠定坚实基础。

3.1 应用多种教学方法和手段，提升第一课堂质量

3.1.1 “大班授课、小班辅导、课后答疑”与PBL、TBL、翻转课堂相融合的教学模式

PBL教学法是将学习置于具体问题之中的一种情境化、以学生为中心的小组讨论式教学方法，与传统基于授课的教学法（Lecture-based Learning， LBL）相比具有提高学生利用信息能力、自我表达能力和综合分析能力、培养学生团队协作精神、强调师生之间互动，以及生生之间的交流与合作等明显的优势^［5］。TBL教学法是通过小组讨论进行学习，有效激发个体和团队积极性的教学模式^［6］。为提高人体功能学的教学质量，经人体功能学教学小组研讨，我们采用“大班授课、小班辅导、课后答疑”与PBL、TBL、翻转课堂相融合的教学模式。

2个宗濂医学实验班和8个5+3临床医学实验班构成一个教学班，共同进行理论教学。在人体功能学教学的96学时中，我们进行2学时的小班辅导，安排在神经系统的功能学习完之后进行。具体流程如下：提前2周在学校教学平台思源学堂和教学QQ群释放小班辅导题目，每个教学班级（20人左右）学生自愿分成4组，每个小组讨论1个问题并制作PPT，在小班辅导时汇报，并接受其他小组同学的提问，最后教师点评。我们设计的题目将人体正常功能及调节相关篇章的知识点进行前后联系，例如：某人体重60 kg，因外伤急性失血约1 000 mL，会对各器官的功能产生什么影响？还有些问题将理论知识与生活实践和临床实践相联系。例如：试分析体重为60 kg的成人一次急性失血400 mL后其尿量的变化及机制；一只光脚不慎踩在钉子上发生什么反应？其神经和细胞机制如何变化？小班辅导这种教学形式能充分调动学生的积极性、培养其小组学习和沟通能力。课后每位学生将4道题目的答案上传至思源学堂，以加深对所学知识的理解。

同时，教学团队随时为学生答疑解惑，学生在学习过程中对所学知识有任何疑问，可以在QQ群询问。经常在教师回答之前，学生们已经在群里展开热烈讨论，教师随后给予点评。这种“大班授课、小班辅导、课后答疑”教学方式极大提高了学生学习的积极性、学生的自我表达能力和综合分析能力，培养学生团队协作的精神。

3.1.2 CBL教学模式在人体功能学中的应用

CBL（Case-based Learning， CBL）教学法是以案例研究为载体，以问题为基础，以学生为中心的教学方法，是在“互联网+”背景下的问题引导和交互式教学的有效模式^［7-8］。人体功能学的人体功能异常与基本病理过程的教学内容，主要涉及疾病发生、发展的规律和机制，探讨疾病的本质，同时该部分在沟通基础医学和临床医学中起桥梁作用。由于该部分教学过程中涉及的知识与临床联系密切，因此非常适合开展CBL教学。

例如在学习休克、缺氧和缺血-再灌注损伤的内容时，教师提前1周通过QQ群发布一个典型的临床案例和相关资料，使学生有充足的时间查阅文献资料，随后学生以小班（20人左右）形式在课下开展讨论，围绕已学过的人体功能学知识进行讨论分析和归纳复习。上课时教师再结合案例，将需要讲授的内容逐一展开。在此过程中学生全面回顾、系统复习所学的知识，同时增加学生的学习兴趣、培养其临床思维能力，使学生的综合素质得到提高。

3.1.3 以翻转课堂模式实施线上线下混合式教学

利用我们在爱课程（中国大学MOOC）已经建设的人体生理学和药理学MOOC和生理学、药理学国家级精品课程、国家级精品资源共享课程以及制备的百余个高水平微课资源，依托MOOC平台提供的智慧教学辅助工具，以翻转课堂模式实施线上线下混合式教学，使学生完整、系统地理解和掌握人体功能学的理论知识，提高教学质量。翻转课堂是激发学生主动学习的一种常用教学模式^［9］。教师课前设计并在思源学堂和QQ群发布学习资料和问题，学生在课前通过自主学习对知识进行初步理解，并在课堂上进行讲解和展示，教师进行点评和分析，完成对知识的深入理解和应用^［10］。例如，在学习作用于传出神经系统的药物中的肾上腺素受体激动药和肾上腺素受体拮抗药时，由于学生在前面章节人体正常功能及其调节中已经学习了肾上腺素受体的类型、分布及其激活之后的作用，具有一定的前期知识，故该部分教学采用翻转课堂模式实施。课前教师在QQ群发布MOOC学习资源，并将本次授课内容以问题的形式提出，学生分成小组准备问题。课堂学生以小组为单位汇报问题，教师点评。通过MOOC和翻转课堂相结合，调动了学生的自主学习，提高学生的主动性，同时有利于知识的内化，使线上与线下教育优势互补，极大地提升了教学质量，学生对这种教学方式非常认可。

3.2 举办科研讲座、实验室开放日等活动培养学生知识综合能力、科学思维能力和创新意识

人体功能学是一门实验性学科，也是单轮“器官-系统”整合课程中的第一门功能性学科。通过举办科研讲座，让学生将所学习的知识和科学前沿相结合。例如，在教学中，利用课余时间，安排4次科研讲座，聘请我校生理学科、药理学科的青年拔尖教授，结合学生已经学习的循环系统和神经系统的人体功能学知识，开展科研讲座，介绍神经元ADAM17在神经源性高血压发病机制中的作用以及外侧缰核神经元的电活动在抑郁症动物模型中的变化。在此过程中，教师在传授专业知识的同时，密切结合教师科研团队的最新研究成果，将其与课堂教学内容有机融合，开阔学生的科研视野。

通过举办实验室开放日活动，利用课余时间带领学生参观生理学、病理生理学和药理学实验室，以及位于创新港校区的转化医学研究院的脑科学研究所和心血管研究所，鼓励学有余力、有科研兴趣的学生申请大创项目、加入导师课题研究组，为学生个性化兴趣和能力发展提供理论和实践指导，实现不同层面创新能力培养目标，满足个性化学习发展需求。

3.3 将课程思政内容贯穿整个教学活动，让学生牢记自己的理想、命运与国家同向同行

大学时期正是大学生世界观和人生观的重要塑形期，利用榜样力量潜移默化地提高其思想修养，树立起在新时代为人民服务的责任担当。习近平总书记指出：“追梦需要激情和理想，圆梦需要奋斗和奉献。”^［11］因此在授课过程中将课程思政元素润物细无声地引入，对大学生树立正确的人生观和价值观有非常重要的作用。

在教学中，我们教学团队通过全域化课程思政顶层设计，将人体功能学的思政点梳理成现实热点、国际学人、学科历史、本校成就、中华大家和前沿技术6个方面，实现多学科思维融合，保持课程的时代性。让学生感受到中国人体功能学研究的实力与成就，让学生体验到中国社会主义制度在现代科学研究中的力量与优势，使学生在润物细无声中增强民族自信和社会主义道路自信。

3.4 基础与临床双师授课

由于人体功能学是“器官-系统”整合后期课程的基础，在早期就探索基础和临床相结合的模式，对激发学生学习兴趣非常重要。我们聘请西安交通大学第一附属医院相关科室的教授进行双师授课，基础和临床教师同上一堂课。例如，在讲解心电图的形成机制中聘请临床心内科的教授讲解临床常见的异常心电图，加深学生对于基础知识重要性的认知，同时增加其对临床知识的兴趣，将早临床落到实处。

3.5 多维度、过程化地评估教学效果

本课程以客观、全面评价学习过程和结果为基本原则，结合教学的全流程进行过程性的评价，构建“思源学堂作业-阶段性测试-小班辅导表现-期末考试”的多维度、过程化的考核方案。考核方案综合考查学生的学习表现和学习效果，最终成绩由出勤考核（10%）、过程考试（15%）、小班辅导（15%）、期末考试（60%）组成，其中小班辅导包括小组表现（20%）、个人表现（20%）和作业（60%）。

该考核方案将过程性评价和终结性评价相结合，引入学生互评、小组考核、个人考核、翻转课堂评价等多元化多维度考核，融入更多反馈环节的形成性评价，全方位促进学生综合素质能力的提升。

4 人体功能学多元化混合式教学效果

我校在宗濂医学实验班和5+3临床医学实验班实行单轮“器官-系统”整合的教学模式以来，教学时间有效利用率明显提升，同时学生学习的积极性和主动性也大幅度提升。人体功能学多元化混合式教学模式的开展在这其中发挥了重要作用。

4.1 加强学科联系，培养学生良好的逻辑思维能力

人体功能学将生理学、病理生理学和药理学学科的知识点进行有机融合，突出了学科之间的内在联系。学生先学习各器官系统的正常生理功能，紧接着学习人体功能异常与基本病理生理过程，以及药物与机体相互作用等药理学的基本知识。该过程符合认知规律，能够很好地培养学生良好的逻辑思维能力，同时结合CBL教学培养学生解决临床实际问题的能力。

4.2 增强学生求知欲，提高成绩

通过开展人体功能学多元化混合式教学，学生们取得了优异的成绩。两届学生的人体功能学成绩见表2。在宗濂实验班，平均成绩为80.50分和83.00分，成绩良好及以上的学生比例分别达到57.58%和72.09%；在5+3规培实验班，平均成绩为73.50分和75.20分，成绩良好及以上的学生比例分别达到30.56%和39.59%。

4.3 增强师生联动，培养学生创新意识和科学思维能力

通过举办科研讲座，培养学生的创新意识和科学思维能力。在教师做完科研报告后，学生积极与教师互动、探讨实验设计以及自己感兴趣的问题，学生纷纷表示这种活动帮助他们开阔思维，希望增加科研讲座和实验室开放日活动的次数。学生的科研兴趣极大提升，两届学生获批国家级、省级和校级“大学生创新实验”项目合计62项，有56.00%的学生参与“大学生创新实验”项目、并且有三个学生团队获得校级大学生“挑战杯”二等奖1项和三等奖2项。

5 结语

医学发展日新月异，不断有新的知识、新的诊疗手段的出现，单纯依靠统编教材进行传统学习已不能满足医学发展的需求，进行医学教学改革是医学发展的趋势^［12］。目前中国长学制医学教育立足基本国情，以新医科建设为抓手，打破传统的学科基础，以“器官-系统”进行课程整合是其教学改革的重点与趋势。构建新医科理念下人体功能学厚基础、重实践、多元化、混合式教学新模式，探索适合我校单轮器官系统整合的人体功能学教学新方法，在“器官-系统”整合课程中树立标杆和榜样，将极大推进我校“器官-系统”整合课程的改革工作，并充分调动学生的积极性和学习热情，为后续课程的学习打下牢固的基础，同时也为其他院校“器官-系统”整合的人体功能学教学活动开展提供借鉴。

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基金资助

西安交通大学2022年本科教学改革研究项目-拔尖人才培养专项(22BJ07Y)

西安交通大学2021年国际学生教育教学改革研究重点项目(20GJ02Z)