淺談八年制《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革

張翔 熊詩(shī)詩(shī),2 郭志華,2 李昂 趙晶*

(空軍軍醫(yī)大學(xué): 1生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室; 2學(xué)員一旅，陜西 西安 710032)

經(jīng)過(guò)幾十年的探索和總結(jié)，很多醫(yī)學(xué)高校在《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容和課時(shí)安排上都形成了自身的特色[1-3]。我校在長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐中也形成了“以分子克隆和蛋白表達(dá)鑒定為主體的模塊化教學(xué)”模式(圖1上半部分)。一方面，該教學(xué)模式為學(xué)員鞏固和掌握分子生物學(xué)的理論知識(shí)提供了有力的保障；另一方面，該教學(xué)模式也為將來(lái)學(xué)員使用分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)方法打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，可為學(xué)員參加課外科研實(shí)踐提供基本的技術(shù)支持。

但是，在長(zhǎng)期教學(xué)的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)該課程仍存在課程編排過(guò)于松散，本應(yīng)連續(xù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容被生硬地拆分為數(shù)個(gè)教學(xué)模塊等問(wèn)題(如圖1上半部分所示)。于是我們便針對(duì)八年制臨床/口腔醫(yī)學(xué)專業(yè)《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程，嘗試在總課時(shí)數(shù)保持不變的情況下，對(duì)課時(shí)編排進(jìn)行了集中化的改革(如圖1下部分所示)，以期在教學(xué)的內(nèi)容和形式上更接近于實(shí)驗(yàn)操作的本來(lái)面目，因此我們也將這一改革稱作“實(shí)戰(zhàn)化”改革。率先在八年制學(xué)員的教學(xué)工作中進(jìn)行改革主要是因?yàn)樵搶哟螌W(xué)員人數(shù)較少(合計(jì)不超過(guò)40人)，而且同學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性較高，改革進(jìn)行起來(lái)相對(duì)容易、且得到的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確(排除了學(xué)員學(xué)習(xí)態(tài)度等其他影響因素的干擾)。

圖1 課程安排調(diào)整情況

Fig 1 The adjustment of class schedule

一、課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革的原因

首先，課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革是《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)自身客觀屬性的必然要求。我?！斗肿由飳W(xué)》實(shí)驗(yàn)課程在教學(xué)內(nèi)容上主要包括分子克隆和蛋白質(zhì)表達(dá)鑒定兩大部分內(nèi)容。而無(wú)論是分子克隆部分的酶切、連接、轉(zhuǎn)化、挑克隆、PCR鑒定等實(shí)驗(yàn)，還是蛋白質(zhì)表達(dá)鑒定部分的蛋白質(zhì)提取、蛋白質(zhì)免疫印跡(Western Blot)等實(shí)驗(yàn)均是序貫過(guò)程，在時(shí)間上也要求要連續(xù)完成[4]。如果仍按照之前“模塊化”的教學(xué)模式，只能對(duì)其中幾個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)安排。這樣一來(lái)，學(xué)員勢(shì)必很難對(duì)《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)形成完整、連續(xù)的認(rèn)識(shí)，最終“只見(jiàn)樹(shù)木，不見(jiàn)森林”，使學(xué)員的學(xué)習(xí)效果打了一些折扣。為適應(yīng)《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)完整、連續(xù)的客觀要求，我們?cè)谡n程編排上也要盡量進(jìn)行連續(xù)排課，以便達(dá)到連續(xù)實(shí)驗(yàn)與教學(xué)這一最優(yōu)化、最真實(shí)的效果。此外，連續(xù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，上一步驟的產(chǎn)物可以作為下一步驟的原料，形成實(shí)驗(yàn)間“環(huán)環(huán)相扣，最終結(jié)果在最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)顯現(xiàn)”的格局，這便在很大程度上激發(fā)了學(xué)生不斷學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的熱情。

其次，課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革是優(yōu)化學(xué)員記憶、增強(qiáng)教學(xué)效果的有力保障。根據(jù)艾賓浩斯記憶曲線[5]，學(xué)員在次日對(duì)前一天知識(shí)的記憶量只有前一天學(xué)習(xí)總量的大約33.7%，而6 d后這一數(shù)值進(jìn)一步下降到了25.4%。而如果在剛學(xué)習(xí)完、或?qū)W習(xí)完20 min以內(nèi)，便及時(shí)鞏固消化并使用這一知識(shí)點(diǎn)，學(xué)員的記憶水平能維持在50%以上。因此，課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革使得學(xué)員能夠集中精力，連續(xù)學(xué)習(xí)/復(fù)習(xí)一連串知識(shí)點(diǎn)，大大優(yōu)化了學(xué)員的記憶，增強(qiáng)了教學(xué)的效果。

最后，課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革給予教員更加寬松的教學(xué)環(huán)境。改革之前，《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)課一天一般只有3個(gè)課時(shí)，而且實(shí)驗(yàn)課前后學(xué)員還有其他課程要學(xué)習(xí)。這也就將一天的上課時(shí)間強(qiáng)制性地限定在2.5 h以內(nèi)。如果安排質(zhì)粒提取這類(lèi)連續(xù)操作的實(shí)驗(yàn)，2.5 h并不會(huì)有明顯問(wèn)題；但如果安排的是質(zhì)粒酶切或PCR鑒定等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的話，因中間反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，課堂教學(xué)容易出現(xiàn)兩頭時(shí)間特別緊—不夠用，而中間時(shí)間特別松—用不完的情況，嚴(yán)重地影響教學(xué)質(zhì)量。而在課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革后，一方面，教員不必再擔(dān)心2.5 h的時(shí)間限制，可以從容地完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)；另一方面，在反應(yīng)中間空余的時(shí)間，教員可以講授其他相關(guān)實(shí)驗(yàn)的理論知識(shí)，從而大大地提高了課堂教學(xué)的效率。

二、課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革受到學(xué)員的歡迎，并顯著提升了學(xué)員的學(xué)習(xí)效果

為了解學(xué)員對(duì)課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革的態(tài)度，我們?cè)O(shè)計(jì)了問(wèn)卷，針對(duì)參與改革的全部學(xué)員(共40名)進(jìn)行了調(diào)查。最終40份問(wèn)卷全部收回并被判定為有效問(wèn)卷。結(jié)果如圖2所示，97.5%的學(xué)員支持課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革；此外，95%的學(xué)員認(rèn)為課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革后學(xué)習(xí)效果有顯著提升(圖3)。

圖2 學(xué)員對(duì)課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革態(tài)度的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

Fig 2 The result of students' attitude to class reforming

圖3 學(xué)員評(píng)價(jià)課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革對(duì)學(xué)習(xí)效果影響的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

Fig 3 The result of subjective assessment of class reforming on learning outcome

為進(jìn)一步考察課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革對(duì)學(xué)員學(xué)習(xí)效果的客觀影響，我們依據(jù)改革前一年八年制《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)考核的試題，準(zhǔn)備了一份難度系數(shù)相當(dāng)?shù)脑嚲韺?duì)本屆參與改革的學(xué)員進(jìn)行考察，并使用考試的優(yōu)秀率評(píng)價(jià)改革效果。結(jié)果如表1所示，與課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革前相比，改革后學(xué)員的優(yōu)秀率顯著提高(P<0.05)。這一結(jié)果說(shuō)明課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革總體上有效地促進(jìn)了學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性。

表1 課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革前后學(xué)員考核優(yōu)秀率的比較 (n, %)

Tab 1 Comparison of excellent rates of examined students between before and after course's "actual combat" reform (n, %)

組別n優(yōu)秀普通優(yōu)秀率 改革前3653113.89 改革后40142635.00a

aP<0.05,vs改革前.

為進(jìn)一步證實(shí)這一結(jié)果，我們又分析了改革前后學(xué)員對(duì)主觀題中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的答題情況。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題是最能反映學(xué)員對(duì)實(shí)驗(yàn)整體思路和具體操作步驟掌握情況的綜合性問(wèn)題，屬于考試中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。評(píng)價(jià)的指標(biāo)設(shè)定為改革前后實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的得分率，即“該題所得分?jǐn)?shù)/該題滿分分?jǐn)?shù)”。結(jié)果如圖4所示，改革后學(xué)員的得分率較改革前顯著提高，甚至有3名學(xué)員得到滿分。這一結(jié)果說(shuō)明，課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革在整體實(shí)驗(yàn)思路和具體操作步驟方面都對(duì)學(xué)員的學(xué)習(xí)效果具有顯著性提升，再次支持了“課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革有效地促進(jìn)了學(xué)員的學(xué)習(xí)”這一結(jié)論。

圖4 課程改革前后學(xué)員實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題得分率比較

Fig 4 The comparison of scoring rate in experimental design items between before and after the reform

三、課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革的潛在問(wèn)題和可能的改進(jìn)措施

首先，課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革對(duì)學(xué)員上課的注意力提出了更高的要求。3 d左右的時(shí)間集中學(xué)習(xí)連續(xù)的知識(shí)內(nèi)容，一旦學(xué)員開(kāi)小差或是請(qǐng)假，便不容易再跟上進(jìn)度。此外，如果這3 d安排在重大考試(比如英語(yǔ)四、六級(jí)考試)前夕，學(xué)員很難做到專心學(xué)習(xí)。要解決這一問(wèn)題，一方面要求教務(wù)部門(mén)在排課時(shí)盡量將《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)與其他考試在時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)；另一方面，教員在講授時(shí)既要做到環(huán)環(huán)相扣，又要做到首尾相顧，讓學(xué)員充分認(rèn)識(shí)到每一部分實(shí)驗(yàn)在整體中的位置和意義。

其次，課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革極大地增加了負(fù)責(zé)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)試劑的教員的工作強(qiáng)度。本來(lái)可在1～2 w內(nèi)完成的工作，集中化改革后要求在1～2 d內(nèi)全部完成，對(duì)負(fù)責(zé)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)試劑的教員提出了更高的要求。而且，本來(lái)在課程之間的緩沖時(shí)間可以讓實(shí)驗(yàn)課教員和準(zhǔn)備試劑的教員對(duì)潛在的新發(fā)問(wèn)題進(jìn)行溝通和調(diào)整，但集中化改革后這將變得比較困難。要解決這一問(wèn)題，一方面要求實(shí)驗(yàn)課授課教員在課前便與準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)試劑的教員進(jìn)行充分溝通，預(yù)先準(zhǔn)備方案對(duì)可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行應(yīng)對(duì)；另一方面，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)試劑的教員要充分理解課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革的好處，在思想和行動(dòng)上克服工作強(qiáng)度增加帶來(lái)的困難。

最后，課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革在學(xué)員人數(shù)較多的專業(yè)開(kāi)展起來(lái)存在一定難度。教學(xué)實(shí)驗(yàn)室相對(duì)較少和實(shí)驗(yàn)課上課學(xué)員相對(duì)較多本來(lái)就是現(xiàn)實(shí)存在的矛盾。為避免平行班次進(jìn)度的嚴(yán)重錯(cuò)位，不少學(xué)校采取的是對(duì)于同一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分輪授課的方式。如果再將課時(shí)集中化，客觀上沒(méi)有那么多的實(shí)驗(yàn)室容納全部學(xué)員。要解決這一問(wèn)題，一方面需要我們的學(xué)校創(chuàng)造性的進(jìn)行思考，打破實(shí)驗(yàn)室為學(xué)科專用的限制，比如將化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、生理學(xué)實(shí)驗(yàn)室等暫時(shí)用作《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)的教學(xué)；另一方面，如果暫時(shí)確實(shí)無(wú)法在五年制學(xué)員之中推廣，可先在八年制學(xué)員中開(kāi)展起來(lái)，并循序漸進(jìn)。

四、小結(jié)

《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)的教學(xué)在過(guò)去幾十年中不斷發(fā)展，日趨成熟。在此過(guò)程中，很多學(xué)校都形成了特有的模式和經(jīng)驗(yàn)。但正所謂“百尺竿頭，更進(jìn)一步”，關(guān)于《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍有很多新的思路和方法不斷涌現(xiàn)[6-7]。我們所嘗試的課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革便是其中之一?？梢哉f(shuō)，無(wú)論是從《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)的客觀要求，還是從學(xué)員學(xué)習(xí)記憶的客觀規(guī)律，亦或是從為教員提供更寬松的教學(xué)環(huán)境的角度，課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革都有其有益的價(jià)值和意義。更何況學(xué)員的實(shí)際考核成績(jī)也充分證明了課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革能夠顯著提升學(xué)員的學(xué)習(xí)效果。但凡是改革總是“摸著石頭過(guò)河”，總會(huì)存在一些問(wèn)題，比如改革對(duì)學(xué)員的注意力要求增高、使實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備教員的工作強(qiáng)度增大和在學(xué)員較多的專業(yè)開(kāi)展起來(lái)存在難度等。要克服這些困難，還需要學(xué)校、教務(wù)部門(mén)、教員和學(xué)員的共同努力?？偟膩?lái)講，我們相信《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)課程“實(shí)戰(zhàn)化”改革利大于弊，其很可能是將來(lái)該課程教學(xué)的一個(gè)發(fā)展方向，同時(shí)也希望這一改革能讓更多的學(xué)員受益。

參考文獻(xiàn)

1張玉明, 王彥芳, 曲占良, 等. 基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索 [J]. 教育教學(xué)論壇, 2016, 38: 260-262.

2崔金騰, 張克中, 李月華. 園林植物與觀賞園藝專業(yè)研究生分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與教學(xué)改革 [J]. 教育教學(xué)論壇, 2015, 8: 244-246.

3宋嵐, 徐朝軍, 張波, 等. 高等中醫(yī)藥院校研究生分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探 [J]. 中醫(yī)教育, 2014, 1: 48-51.

4金冬雁, 黎孟楓, 譯. 分子克隆實(shí)驗(yàn)指南 [M]. 2版. 北京: 科技出版社, 1996: 862-898.

5陳小博. 艾賓浩斯記憶法用于生物化學(xué)教學(xué)中的實(shí)際效果 [J]. 衛(wèi)生職業(yè)教育, 2013, 31(20): 69-70.

6陳艷紅, 鄒明學(xué). 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的新探索 [J]. 生命的化學(xué), 2014, 34(6): 840- 842.

7王婷, 王慶怡, 王磊, 等. 生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程優(yōu)化效果探討 [J]. 中華神經(jīng)外科疾病研究雜志, 2016, 15(3): 254-256.