醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)研究生實驗教學(xué)改革的探索與體會

侯 妮，宋土生，劉利英，倪 磊，于 林，黃 辰

(西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院遺傳與分子生物學(xué)系/環(huán)境與疾病相關(guān)教育部重點實驗室，陜西西安710061)

醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)研究生實驗教學(xué)改革的探索與體會

侯 妮，宋土生，劉利英，倪 磊，于 林，黃 辰

(西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院遺傳與分子生物學(xué)系/環(huán)境與疾病相關(guān)教育部重點實驗室，陜西西安710061)

細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科，與醫(yī)學(xué)科學(xué)的現(xiàn)狀和進(jìn)展關(guān)系非常密切。我國目前細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)普遍滯后，改革研究生實驗教學(xué)刻不容緩。針對我校基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)的研究生細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)進(jìn)行了嘗試性改革。改革后的實驗內(nèi)容緊緊圍繞醫(yī)學(xué)院特色，以解決臨床常見問題為導(dǎo)向開展一系列實驗內(nèi)容;整個實驗教學(xué)框架力求體現(xiàn)實際研究過程;教學(xué)質(zhì)量從教師教學(xué)過程、學(xué)生學(xué)習(xí)過程、實驗的考核與評估三方面嚴(yán)格要求，切實保證。另外，在完成基礎(chǔ)性、驗證性實驗教學(xué)的基礎(chǔ)上，我們還承擔(dān)了研究生自主創(chuàng)新實驗項目的指導(dǎo)工作。通過此次改革旨在于使我校醫(yī)學(xué)專業(yè)研究生在掌握實驗技能的同時，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)性思維，初步構(gòu)建科研思維框架，能夠利用細(xì)胞生物學(xué)的理論和技術(shù)，研究疾病的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)歸和預(yù)后的規(guī)律，進(jìn)而能夠提出新的診斷治療疾病的理論思路和方案，成長為適合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的新一代醫(yī)學(xué)人才。

醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué);研究生;實驗教學(xué)改革

細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科，是利用現(xiàn)代生物技術(shù)和方法，從細(xì)胞、亞細(xì)胞、分子以及細(xì)胞社會的不同水平來探討生命現(xiàn)象的發(fā)生規(guī)律及其本質(zhì)的科學(xué)。近年來細(xì)胞生物學(xué)研究取得了非常顯著的進(jìn)步，尤其是分子細(xì)胞生物學(xué)飛速發(fā)展，很多領(lǐng)域日新月異，與此同時新的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容和實驗技術(shù)層出不窮。然而，由于各校實際教學(xué)條件的差異，實驗課時、實驗耗材、儀器等原因，一些典型、實用的科研實驗不能轉(zhuǎn)化為教學(xué)實驗，使得細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)普遍落后于理論課，并且隨著整個學(xué)科的迅速發(fā)展，這種滯后的教學(xué)模式的弊端更加明顯，嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量的提高。

細(xì)胞生物學(xué)不僅是生物學(xué)中一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，而且與醫(yī)學(xué)科學(xué)的現(xiàn)狀和進(jìn)展關(guān)系非常密切。研究生教育的重要目標(biāo)在于培養(yǎng)研究生獨立從事科學(xué)研究的能力?？蒲心芰κ强茖W(xué)素質(zhì)的核心，運用學(xué)到的理論知識和科學(xué)方法去探索新知識、解決新問題過程中形成的能力，是研究生應(yīng)具備的基本能力[1]。因此，針對于醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)的研究生，吸收了目前問題導(dǎo)向教學(xué)模式的特點，在實驗教學(xué)中以解決某項科研命題為目的，開展了一系列針對性強、基礎(chǔ)實用、系統(tǒng)、全面的實驗，旨在讓研究生在學(xué)習(xí)細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)的同時，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)性思維，初步構(gòu)建科研思維框架，掌握獨立解決科研問題的能力。

1 實驗內(nèi)容的調(diào)整和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

1.1 傳統(tǒng)細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)模式的弊端

傳統(tǒng)的細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)由細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞生理、細(xì)胞化學(xué)和細(xì)胞培養(yǎng)四部分組成，這反映了細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的早期形態(tài)學(xué)發(fā)展特點。然而，隨著近年來分子細(xì)胞生物學(xué)的飛速發(fā)展，新的理論知識和實驗技術(shù)的出現(xiàn)，這些內(nèi)容已遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于整個學(xué)科的現(xiàn)狀。滯后的實驗內(nèi)容必將影響教學(xué)質(zhì)量的提高。另外，這四部分的實驗內(nèi)容相互獨立。雖然各自的實驗內(nèi)容較詳細(xì)，但之間缺乏連貫性，不利于研究生整體科研思維框架的形成。因此，改革研究生實驗教學(xué)刻不容緩。

1.2 實驗內(nèi)容的調(diào)整，圍繞醫(yī)學(xué)院特色

擯棄以往的教學(xué)框架，選擇了臨床最常碰到的藥物療效問題和與疾病的形成治療密切相關(guān)的細(xì)胞凋亡現(xiàn)象來展開整個教學(xué)實驗體系。藥物的療效直接影響患者的預(yù)后。而細(xì)胞凋亡對于個體的正常發(fā)育，自穩(wěn)態(tài)的維持，免疫耐受的形成，腫瘤監(jiān)控等多種生理及病理過程具有重要意義。很多臨床疾病的發(fā)生都與細(xì)胞凋亡本身或其失衡密切相關(guān)。因此，結(jié)合醫(yī)學(xué)院特色，選擇臨床常見問題，有針對性地開展相關(guān)實驗，使學(xué)生帶著問題，帶著興趣去學(xué)習(xí)，有利于教學(xué)目的的實現(xiàn)和教學(xué)質(zhì)量的提高。

實驗內(nèi)容體現(xiàn)基礎(chǔ)、實用，突出系統(tǒng)、全面。從開展科研工作的第一步——原材料入手，實施了細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的教學(xué)。分為原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)兩個實驗。在引導(dǎo)學(xué)生完成整個實驗流程的過程中，重點突出了實驗者對基本無菌操作技術(shù)的掌握和對培養(yǎng)用品(包括試劑和器皿等)的清洗準(zhǔn)備工作的了解。并對于一些相關(guān)的實驗技術(shù)，比如倒置顯微鏡的使用、細(xì)胞計數(shù)、細(xì)胞活性測定以及細(xì)胞凍存和復(fù)蘇等也給予了講解和練習(xí)。從而保證了研究生開展科研工作的良好開端。針對藥物療效的檢測，以化療藥絲裂霉素對人宮頸癌細(xì)胞株Hela細(xì)胞的殺傷效應(yīng)為例，開展了細(xì)胞種植、藥物處理和MTT實驗的教學(xué)。要求學(xué)生掌握這些基本的技術(shù)，并進(jìn)一步學(xué)會如何完善地針對實驗組設(shè)計對照，如何準(zhǔn)確地完成具體實驗操作，有什么技巧等。另一方面，圍繞藥物對Hela細(xì)胞所造成的凋亡，從生化學(xué)、形態(tài)學(xué)和蛋白水平三方面進(jìn)行了實驗教學(xué)。生化學(xué)方面，開展了檢測細(xì)胞核階梯狀DNA Ladder的出現(xiàn)(凋亡細(xì)胞最直觀的特征)和Annexin-Ⅴ/PI雙染法(區(qū)分早凋亡、晚凋亡和壞死細(xì)胞)的實驗。形態(tài)學(xué)方面，開展了凋亡調(diào)節(jié)家族Bcl-2和Bax的免疫化學(xué)染色實驗，并介紹、演示了相應(yīng)的圖像信號采集和灰度分析。蛋白水平上，進(jìn)行了凋亡執(zhí)行蛋白Caspase3的免疫印跡實驗的教學(xué)。使得研究生在掌握這些技術(shù)之外，學(xué)會如何針對科研命題架設(shè)實驗框架，如何全面完備地論證某一實驗假設(shè)，從而為將來獨立進(jìn)行科研工作打下堅實基礎(chǔ)。

1.3 實驗結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，反映實際研究過程

在實驗教學(xué)結(jié)構(gòu)方面，將以上實驗內(nèi)容分成細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、細(xì)胞種植藥物處理和MTT實驗、生化學(xué)方法檢測凋亡、免疫化學(xué)免疫印跡檢測凋亡相關(guān)分子四部分實驗來進(jìn)行教學(xué)。既體現(xiàn)了科研工作的縱向過程，有利于研究生系統(tǒng)地宏觀認(rèn)識整個科研框架，又在完成每一實驗教學(xué)，掌握具體技術(shù)的同時，相關(guān)實驗結(jié)果相互輝映，從而使研究生學(xué)會整合多方面結(jié)果，具有綜合分析實際問題的能力。

2 實驗教學(xué)質(zhì)量的切實保證

2.1 教師受業(yè)、解惑、引申

在實驗教學(xué)過程中，教師在講解完實驗原理、實驗步驟后，必須隨堂，參與督促學(xué)生的整個實驗流程，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作錯誤和不足之處并給以糾正，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)重點、難點，思考并幫助其解決。適時安排問題與討論時間，通過討論，強化學(xué)生對理論的理解與消化和對具體實驗技術(shù)的掌握。同時適當(dāng)引入該方面相關(guān)理論和技術(shù)的前沿性進(jìn)展，力求充分調(diào)動學(xué)生的積極性，保持科研激情。課程結(jié)束前教師組織學(xué)生對本次實驗過程進(jìn)行歸納，強調(diào)重點難點，重申注意事項，并對試驗結(jié)果進(jìn)行初步提示性分析。對于課后實驗報告，教師必須認(rèn)真審閱，給以肯定或指正，切實達(dá)到提高學(xué)生的邏輯思維能力、分析問題和表達(dá)的能力，提高學(xué)生科研素質(zhì)。

2.2 學(xué)生主觀能動性的側(cè)重

學(xué)生方面，以班為單位進(jìn)行教學(xué)。實行值日生輪流制，值日生與班長負(fù)責(zé)和教師溝通，負(fù)責(zé)安排相關(guān)同學(xué)配合教師完成工作，如實驗前領(lǐng)取實驗試劑和器材;實驗中儀器的使用和登記、藥品的保證等;實驗結(jié)束后整理清潔實驗室。通過這些義務(wù)的完成，培養(yǎng)加強研究生的工作責(zé)任感。實驗分組方面，為了最大程度地培養(yǎng)動手能力，在現(xiàn)有教學(xué)資源基礎(chǔ)上盡可能增加實驗分組，要求兩人一組進(jìn)行實驗，保證每位學(xué)生都能全程參與實驗流程。實驗過程中，研究生必須積極發(fā)現(xiàn)問題，與教師分析、探討并解決問題。實驗課后，積極查閱文獻(xiàn)，認(rèn)真完成實驗報告。

2.3 實驗的考核與評估

對于研究生實驗的考核，從實驗準(zhǔn)備、實驗操作(要求操作規(guī)范、觀察仔細(xì)、能分析和解決問題)、實驗記錄(要求及時記錄操作細(xì)節(jié)和數(shù)據(jù))、實驗結(jié)果(要求結(jié)果合理)、和實驗報告(要求格式規(guī)范、條理清楚、討論總結(jié)經(jīng)驗、科學(xué)分析不足，抓住要點、表達(dá)準(zhǔn)確)五個方面評分，并做成文件形式給以評估。從而力爭切實保證教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到培養(yǎng)醫(yī)學(xué)研究生獨立從事科學(xué)研究的能力(科學(xué)思維能力、實際操作能力、和書寫表達(dá)總結(jié)的能力)，能夠運用學(xué)到的細(xì)胞生物學(xué)的理論知識和實驗技術(shù)去探索醫(yī)學(xué)新知識和解決新問題。

3 探索創(chuàng)新，設(shè)計性實驗的開展

在前面基礎(chǔ)性驗證性實驗的基礎(chǔ)上，為了培養(yǎng)研究生的探索與創(chuàng)新能力[2]，以我校研究生處開展的研究生自主創(chuàng)新實驗項目為依托，以研究生為主體，指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)，尋找感興趣的課題。在研究生自行設(shè)計實驗過程中，共同討論不同方案的優(yōu)缺點、細(xì)化實驗研究的具體問題和操作細(xì)節(jié)、理清落實實驗所需用品(耗材、器材與實驗室設(shè)備配置)。在實際實驗過程中，指導(dǎo)如何分析結(jié)果，如何解決難點，并適時介紹相關(guān)最新技術(shù)拓展視野。從實驗開始、方法的選擇、親手操作到出現(xiàn)問題、解決問題、結(jié)果分析，既促進(jìn)了研究生課題的開展，也激發(fā)了他們獨立思考、分析、判斷和選擇，有利于研究生綜合科研能力的提高，科研思維深度的形成和科研創(chuàng)造力與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

細(xì)胞生物學(xué)是一門發(fā)展中的學(xué)科。醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)實驗課程研究生階段的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)和提高研究生從細(xì)胞和分子水平分析問題、解決問題的能力，獨立從事科學(xué)研究的能力，從而造就新一代的醫(yī)學(xué)人才。充分考慮醫(yī)學(xué)研究生在未來臨床課題設(shè)計中的實用性，有針對性地圍繞臨床常見問題開展整個實驗教學(xué)框架，將學(xué)科基本實驗技術(shù)系統(tǒng)、全面地給以講授，適當(dāng)引入前沿理論知識和技術(shù)方法，重點引導(dǎo)培養(yǎng)研究生綜合科研能力，強調(diào)科研思維創(chuàng)新思維的形成，旨在使我們醫(yī)學(xué)專業(yè)的研究生能夠利用細(xì)胞生物學(xué)的理論和技術(shù)，研究疾病的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)歸和預(yù)后的規(guī)律，進(jìn)而能夠提出新的診斷治療疾病的理論思路和方案，成長為適合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的新一代醫(yī)學(xué)人才。

[1]李發(fā)伸.大力發(fā)展研究生教育努力建設(shè)研究型的高水平大學(xué)[J].學(xué)位與研究生教育，2003(1):1-3.

[2]朱清時.如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[J].學(xué)位與研究生教育，2002(4):1-3.

G643.0

A

1006-2769(2011)05-0947-03

2011-07-13

教育部研究生教育創(chuàng)新計劃項目——西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)研究生創(chuàng)新教育實驗平臺(項目批準(zhǔn)號:C-0707)

侯 妮(1975-)，女 (漢族)，講師，主要從事醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)。