以蛋白質為核心的醫(yī)學細胞生物學課程改革

沙保勇,馮 浩,劉碧波,蘇興利,景曉紅△，高 巍

(1.西安醫(yī)學院基礎醫(yī)學部，西安 710021；2.西安交通大學第一附屬醫(yī)院麻醉科 710061)

·醫(yī)學教育·

以蛋白質為核心的醫(yī)學細胞生物學課程改革

沙保勇1,馮 浩1,劉碧波1,蘇興利1,景曉紅1△，高 巍2▲

(1.西安醫(yī)學院基礎醫(yī)學部，西安 710021；2.西安交通大學第一附屬醫(yī)院麻醉科 710061)

基于我國中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃及醫(yī)藥衛(wèi)生體制改革的要求，遵循醫(yī)學人才成長規(guī)律，教育部、衛(wèi)生部于2012年聯(lián)合實施了“卓越醫(yī)生教育培養(yǎng)計劃”[1]，希望以試點高校改革為重點，力爭取得突破，以點帶面，整體推進臨床醫(yī)學教育改革，全面提高醫(yī)學人才培養(yǎng)質量[2]。本校為第一批“五年制臨床醫(yī)學人才培養(yǎng)模式改革試點”單位，針對五年制臨床醫(yī)學人才培養(yǎng)模式改革試點建設內容，筆者所在的細胞生物學與遺傳學教研室就教學內容改革、醫(yī)學基礎與臨床課程的整合、以學生為中心和自主學習為主要內容的教學方法等內容進行了研究，開展了以 “脫氧核糖核酸(DNA)→核糖核酸(RNA)→蛋白質”為核心，以蛋白質的合成、加工及轉運為重點的醫(yī)學細胞生物學課程改革，希望能為同行提供一定的理論和實踐依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取西安醫(yī)學院臨床醫(yī)學院2014級和2015級卓越醫(yī)生班，以及2014級和2015級部分臨床專業(yè)班級進行對照實驗。2014級卓越醫(yī)生班共60名學生，其中男24名，女36名。2015級卓越醫(yī)生班共58名學生，其中男17名，女41名。2014級臨床專業(yè)539名學生，其中男242名，女297名。2015級臨床專業(yè)523名學生，其中男238名，女285名。

1.2 方法

1.2.1 教學內容重新編排 醫(yī)學細胞生物學是一門以人類細胞為研究對象，從顯微、亞顯微和分子水平等不同層次研究細胞結構、功能及生命活動規(guī)律的學科[3]。傳統(tǒng)教材多以分割式闡述各細胞組分或細胞器的結構及功能為主線(結構體系，圖1A)，教學內容順序為細胞膜與物質的跨膜運輸→內膜系統(tǒng)(內質網→高爾基復合體→溶酶體)→線粒體→細胞骨架(微管、微絲、中間纖維)→細胞核→蛋白質合成→細胞分裂[4]。

以蛋白質為主線的教學模式對醫(yī)學細胞生物學授課內容進行了重新編排(圖1B)，即以“DNA→RNA′蛋白質”為核心，以蛋白質的合成、加工及轉運為教學重點[3]。蛋白質的合成涉及DNA→RNA及核糖體大小亞基裝配，屬于細胞核及蛋白質合成章節(jié)的內容，蛋白體系中將該部分內容前置。蛋白質合成全部起始于游離核糖體，若蛋白質合成過程中游離核糖體附著于內質網，則開啟蛋白質在內膜系統(tǒng)中加工和轉運的進程(圖1B中的淺灰色框)；若蛋白質合成僅由游離核糖體完成，則分為核編碼蛋白(去往線粒體等細胞器)、細胞質溶質駐留蛋白(細胞骨架中的中心粒、微管蛋白、肌動蛋白等)、核蛋白(細胞核中的組蛋白、非組蛋白等)等(圖1B中的深灰色框)。

本研究中2014級學生沿用結構體系教學，2015級授課班級與2014級教學內容相同，但采用新編排的蛋白體系授課。結構體系與蛋白體系教學內容及體例編排順序見圖1。

A:結構體系；B:蛋白體系

圖1 結構體系與蛋白體系教學內容及體例編排順序比較

1.2.2 教學方法改革 醫(yī)學細胞生物學教學內容重新編排的同時，與之相對應的教學方法在2015級教學班中進行了相應改變，以便貫穿“DNA→RNA→蛋白質”為核心，以蛋白質的合成、加工及轉運為重點的教學主線。首先，在整個教學過程中強化2015級學生自主學習，要求學生繪制細胞各部分的結構及功能聯(lián)系圖，思考細胞結構及與之相對應的功能，聯(lián)系前后知識點，在細胞整體上將知識系統(tǒng)化[5]。其次，與2014級結構體系中單純講授式的教學相比，蛋白體系授課更加強調知識的系統(tǒng)性、聯(lián)系性和實用性，滲透以問題為導向教學(PBL)和以案例為基礎教學(CBL)等教學模式，多以實際問題或臨床案例為導向引導學生，培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力[6]。

如利用“長沙嬰兒患怪病，血液竟是乳白色”這一新聞，一早產兒寶寶出生20 d時發(fā)現(xiàn)血脂增高、血紅蛋白增高，護士抽血時發(fā)現(xiàn)，其血的顏色比正常血顏色偏淡，靜置幾分鐘后慢慢變成乳白色，原因何在？聯(lián)系課堂已授知識，學生能比較容易地找到導致這個看上去和正常孩子一樣的寶寶患病的理論基礎，實際上就是受體介導的胞吞作用異常。通過案例進一步引導學生分析受體介導的胞吞作用異常的可能機制或原因。如果是由受體異常導致的，那受體是什么，是哪里來的，為何會異常等等？經過問題引導，學生會得到“蛋白異?！鷐RNA異?！鶧NA異?！保约安诿鎯荣|網介導的膜整合蛋白質的合成、加工、修飾及轉運過程，這些恰是理論教學核心和重點。

表1 結構體系與蛋白體系教學效果比較分)

a：P<0.05，與2014級卓越比較；b：與2014級臨床比較，P<0.05；c：與2015級卓越比較，P<0.05

1.2.3 教學效果評價 教學效果評價由三部分組成[5]。(1)期末考試：考試由非任課教師從題庫中統(tǒng)一抽取，單人單桌閉卷考試(總分100)，主要考查學生對課堂理論知識的掌握程度。(2)實驗成績：由兩次實驗得分相加組成(總分20)，主要考查學生基于理論知識，思考、分析和解決實驗問題的能力。(3)調查問卷：授課過程中，就課程的教學內容(易→難)、教學方法(差→好)、與其他課程的相關性(無→有)、學生能力的培養(yǎng)(弱→強)等方面對學生進行了問卷調查，每一方面分成0～10分十個等級，問卷按班級人數(shù)全發(fā)全收。

2 結 果

結構體系與蛋白體系教學效果對比結果見表1。從成績上看，無論期末成績還是實驗成績，2015級卓越醫(yī)生班和臨床班均優(yōu)于相對應的2014級班級(P<0.05)。進一步比較發(fā)現(xiàn)，2015級卓越醫(yī)生班期末成績顯著優(yōu)于2015級臨床班(P<0.05)。表明蛋白體系教學能有效地提高學生的成績，同時增強了學生分析解決問題的能力，特別是對卓越班的同學而言。問卷調查分析表明，較2014級學生而言，2015級學生認為教學內容難度適中，教學方法較好，與其他課程有一定的相關性(P<0.05)。教學過程中對學生能力的培養(yǎng)，2015級同學的評分高于2014級(P<0.05)。

結合學生的成績及問卷調查結果，蛋白體系雖與結構體系教學內容相同，但經過課程體系重新編排，其有效地降低了教學內容的難度，同時又提高了學生的學習成績，以問題為導向的教學方法及繪制細胞各部分的結構、功能聯(lián)系圖易被學生接受，圍繞蛋白質的主線強化了與其他課程的相關性，學生的綜合能力也得到了鍛煉和提高。

3 討 論

3.1 以蛋白質為主線 醫(yī)學細胞生物學是從顯微、亞顯微和分子水平等不同層次研究細胞結構、功能及生命活動規(guī)律的學科[3]。通過對本課程的學習，本科生要能正確掌握細胞的結構與功能，學會以細胞為單位分析宏觀生命活動，嘗試解釋并解決臨床實際問題。但傳統(tǒng)教材多以分割式闡述各細胞組分或細胞器的結構及功能為主線，課堂教學中對各細胞組分或細胞器之間的聯(lián)系關注不夠[4]。以傳統(tǒng)教材授課，學生很難形成完整的知識體系，無法把細胞作為一個整體去思考其在臨床疾病中的作用，失去了細胞作為生命活動基本單位的意義[4]。而以蛋白質為主線將醫(yī)學細胞生物學教學內容進行了重新編排，在闡述各細胞器(或組分)獨立功能的基礎上，突出各細胞結構在功能和發(fā)生上的相互聯(lián)系[3,7]。

3.2 便于與基礎及臨床課程的整合 蛋白體系授課時以“DNA→RNA→蛋白質”為核心，以蛋白質的合成、加工及轉運為重點，能夠實現(xiàn)與基礎課程(生物化學、分子生物學等)、臨床課程(醫(yī)學遺傳學、病理生理學等)的整合、銜接和延伸[7]。與生物化學銜接，“DNA→RNA→蛋白質”也是生物化學的核心內容，通過蛋白體系的醫(yī)學細胞生物學學習后，學生已經在參與生物化學反應的多種蛋白的來源、蛋白合成過程中核糖體的裝配、ATP生成過程中線粒體雙層膜的作用等方面儲備了大量的知識，這讓學生在研究人體生命物質的化學組成、結構及各種生命活動過程時事半功倍[8-9]。延伸到醫(yī)學遺傳學，如家族性高膽固醇血癥，是一種罕見的受體蛋白異常疾病。受體蛋白異常導致受體介導的胞吞作用異常，在醫(yī)學細胞生物學上只涉及“蛋白異?！鷐RNA異常→DNA異?！薄Ｊ裁丛驅е铝耸荏w編碼基因發(fā)生突變，如何應對這種突變，如何篩查突變基因攜帶者，則要延伸到醫(yī)學遺傳學課程中。前期的醫(yī)學細胞生物學學習，已經為學生利用DNA技術去研究疾病與基因的關系，掌握診斷技術和治療方法打下了很好的基礎[10-11]。

綜上所述，與傳統(tǒng)教學相比較，蛋白體系教學模式經過對教學內容的重新編排，利用以問題為導向的教學方法，通過引導學生自主學習實現(xiàn)對知識的系統(tǒng)化，降低了教學內容的難度，增加了教學內容自身的系統(tǒng)性及連貫性，強化了與其他課程的相關性，促進了學生實驗能力的提高。但教學過程中一些不足仍需在以后教學工作繼續(xù)改進，以期達到更好的效果。

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西安醫(yī)學院精品資源共享課程(XYZL2014-3)；西安交通大學2017年度第一附屬醫(yī)院院級教學改革研究項目(17YB18)。

沙保勇(1982―)，副教授，博士，主要從事醫(yī)學細胞生物學教學及腦損傷保護研究工作。

△通信作者，E-mail:121915839@qq.com?！餐ㄐ抛髡?，E-mail:545359725@qq.com。

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