實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備視角下醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

胡婷婷 李雪蓮 馬海林 李沐天

摘要：本文分析了醫(yī)學(xué)院校細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的不足，并從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備視角提出開放實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備教學(xué)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員素質(zhì)三方面的改革措施。實(shí)踐證明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革能調(diào)動(dòng)學(xué)生參與科學(xué)研究的積極性，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，提升學(xué)生的科研素質(zhì)和創(chuàng)新精神。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備；細(xì)胞生物學(xué)；遺傳學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）16-0276-03

一、引言

細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的前沿學(xué)科，也是醫(yī)學(xué)院校重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。細(xì)胞生物學(xué)是研究細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，而遺傳學(xué)則從細(xì)胞分子水平揭示遺傳與變異的本質(zhì)，兩者都是實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，其實(shí)驗(yàn)技術(shù)的掌握是醫(yī)學(xué)生必備的基本技能。生物技術(shù)學(xué)院根據(jù)實(shí)際情況，開設(shè)了醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)兩部分內(nèi)容。筆者就“十三五”期間我院緊緊圍繞培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型生物技術(shù)骨干人才的培養(yǎng)目標(biāo)定位，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，以素質(zhì)教育為基礎(chǔ)，以能力培養(yǎng)為核心，深化教育教學(xué)改革，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，認(rèn)真分析了細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備視角提出幾點(diǎn)體會(huì)，對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行改進(jìn)，做出有益的探索和嘗試，以期培養(yǎng)出高素質(zhì)專業(yè)型醫(yī)學(xué)人才。

二、從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備視角提出實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

（一）開展開放式實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備教學(xué)

中山大學(xué)國家級(jí)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心提出“細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)”創(chuàng)建的“開放式、研究性”實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念與模式，對(duì)本科生能力的培養(yǎng)具有重要的作用[1]。筆者就開展開放式實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備教學(xué)進(jìn)行探索。

實(shí)驗(yàn)員的人力和能力資源增長幅度相對(duì)較小，這就造成實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作量大和實(shí)驗(yàn)員資源不足之間的矛盾[2]。開放實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)既解決了實(shí)驗(yàn)室人力資源不足的問題，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)，又與學(xué)生教學(xué)相長，提高實(shí)驗(yàn)室的使用效率和實(shí)驗(yàn)員業(yè)務(wù)水平。隨著學(xué)校招生規(guī)模的擴(kuò)大，在校高職生、本科生、研究生、留學(xué)生的數(shù)量增幅很大，受實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)限制，實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，如實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備、玻璃器皿的清洗、試劑的配制、預(yù)實(shí)驗(yàn)等都是由實(shí)驗(yàn)員來做，學(xué)生實(shí)際做的只是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的一部分。學(xué)生上課只需要簡單的操作和觀察，看到的僅僅是實(shí)驗(yàn)結(jié)果，難以學(xué)到完整的“實(shí)驗(yàn)”，無法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的成敗原因進(jìn)行分析討論，更無法對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程和內(nèi)容做出全面掌握。在實(shí)驗(yàn)員的監(jiān)督指導(dǎo)下開放實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備教學(xué)，讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備內(nèi)容，很有必要。

醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)的大部分實(shí)驗(yàn)需要在顯微鏡下觀察細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)，并配制好各種試劑，如擦鏡液、固定液、秋水仙素溶液、環(huán)磷酰胺溶液等。這些試劑對(duì)人體有一定的毒害，在此過程中可教給學(xué)生如何做好防護(hù)措施；染液如吉姆薩染液、甲基綠-派洛寧混合染液、改良苯酚品紅染液等的配制質(zhì)量，直接關(guān)系到細(xì)胞染色的效果。學(xué)生可在參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程中，不斷摸索最佳配制條件和環(huán)境。而且，細(xì)胞生物學(xué)會(huì)用到各種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物操作技術(shù)，如雞的靜脈采血、兔子的心臟取血、小白鼠的注射等，學(xué)生通過自己動(dòng)手能掌握這些操作技巧。

遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)如人類染色體制備實(shí)驗(yàn)，學(xué)生參與正式實(shí)驗(yàn)前期的采血、細(xì)胞無菌培養(yǎng)及終止培養(yǎng)前的秋水仙素處理，能形成較強(qiáng)的無菌觀念和高精確度配制試劑濃度的科學(xué)態(tài)度；人類染色體的制備、DNA指紋的遺傳分析和生物性別決定的遺傳分析等實(shí)驗(yàn)，從前期的試劑配制、材料培養(yǎng)及預(yù)處理等準(zhǔn)備工作大約需要一周時(shí)間，讓學(xué)生全程參與可以學(xué)到完整的“實(shí)驗(yàn)”；果蠅的保種和傳代需要長年累月的堅(jiān)持，開展開放式實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備教學(xué)，讓學(xué)生自主、有組織、有步驟地參與配制培養(yǎng)基、恒溫培養(yǎng)、傳代等過程，更多地了解果蠅的生活習(xí)性和生長特性，從而對(duì)其雜交實(shí)驗(yàn)起到很好的鋪墊作用，也有助于培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞的素質(zhì)、一絲不茍的認(rèn)真態(tài)度和敬業(yè)精神。嚴(yán)格要求學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，能強(qiáng)化其專業(yè)技能，保證實(shí)驗(yàn)的成功率。

本著自愿原則組織學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，比以往只按照實(shí)驗(yàn)教材進(jìn)行部分實(shí)驗(yàn)操作，更有助于促進(jìn)師生的溝通與交流，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和水平。通過改革，學(xué)生的創(chuàng)新能力和競爭力有所提高，為畢業(yè)后從事教育教學(xué)及科研工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（二）優(yōu)化《醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué)》實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容

細(xì)胞生物學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)與細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)有交叉和重復(fù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容進(jìn)行重組和優(yōu)化，刪除或更新過時(shí)的項(xiàng)目，合并簡單且步驟相似的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如，《醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)》刪除了“細(xì)胞的原代培養(yǎng)”、“傳代細(xì)胞的培養(yǎng)和觀察”，增加了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)“細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)及形態(tài)學(xué)檢測(cè)”、“應(yīng)用細(xì)胞融合技術(shù)制備染色體提前凝集標(biāo)本”，從驗(yàn)證性向探索性發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的研究興趣和主動(dòng)性，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維和分析解決問題的能力。

近年來，我校《遺傳學(xué)》改革向著綜合性大實(shí)驗(yàn)和學(xué)生獨(dú)立操作的方向推進(jìn)。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)如果蠅雜交試驗(yàn)，在教師的指導(dǎo)下根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，以小組為單位，以果蠅作為模式生物，結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)結(jié)果要求按照生物技術(shù)本科畢業(yè)論文的格式撰寫；增加綜合性實(shí)驗(yàn)“微核制片技術(shù)及其應(yīng)用”、“DNA指紋的遺傳分析”，在“植物細(xì)胞有絲分裂及染色體行為的觀察”實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開設(shè)“植物多倍體的誘發(fā)和鑒定”這一綜合性實(shí)驗(yàn)，把學(xué)生分成若干實(shí)驗(yàn)小組，提前10天將實(shí)驗(yàn)材料發(fā)給各小組進(jìn)行誘發(fā)實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自行準(zhǔn)備，設(shè)置變量，實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行制片、觀察、分析。學(xué)生能夠?qū)W到經(jīng)典雜交、細(xì)胞遺傳學(xué)和分子遺傳學(xué)三個(gè)層次的基本操作，將綜合性、設(shè)計(jì)性的理念貫穿到試驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，獨(dú)立安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，配置試劑溶液，操作實(shí)驗(yàn)過程。教師和實(shí)驗(yàn)員只負(fù)責(zé)答疑和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的把關(guān)，有效地培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)和實(shí)踐創(chuàng)新能力。

（三）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員隊(duì)伍綜合素質(zhì)建設(shè)

過去，實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員從事的是簡單地進(jìn)行管理以及學(xué)生實(shí)驗(yàn)前簡單的體力勞動(dòng)和重復(fù)準(zhǔn)備工作，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的“局外人”。隨著高校教育改革的不斷深入，教師、學(xué)生科研能力的不斷提高及實(shí)驗(yàn)室不斷向?qū)W生開放等，對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的綜合素質(zhì)提出更高的要求。

1.提升實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)。近年來，隨著人們對(duì)科研的重視，高校對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的學(xué)歷和科研水平要求越來越高，為此，學(xué)校應(yīng)組織實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員外出參加學(xué)術(shù)會(huì)議，到國內(nèi)外一流實(shí)驗(yàn)室進(jìn)修學(xué)習(xí)，加強(qiáng)與國內(nèi)外相關(guān)院校的學(xué)術(shù)交流，不斷更新知識(shí)，提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和管理能力。我校出臺(tái)政策鼓勵(lì)年輕教師在職攻讀學(xué)位，逐步提高實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍學(xué)歷水平，支持申報(bào)科研課題和教改課題，給予實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員參與實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的機(jī)會(huì)，這既穩(wěn)定了實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員隊(duì)伍，提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的積極性，又能提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

2.提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的實(shí)驗(yàn)室管理水平。實(shí)驗(yàn)室管理要以“規(guī)范管理”為日常工作的具體思路，堅(jiān)持制度建設(shè)與管理建設(shè)的統(tǒng)一，包括實(shí)驗(yàn)儀器、低值易耗物品、試劑的請(qǐng)購、管理和使用，教室的統(tǒng)籌和分配等。如在實(shí)驗(yàn)前后要求每組學(xué)生對(duì)所用實(shí)驗(yàn)用品進(jìn)行核對(duì)、洗滌、清點(diǎn)，并按要求將實(shí)驗(yàn)用品放置于指定位置，避免學(xué)生亂拿亂放，大大提高實(shí)驗(yàn)效率。我院細(xì)胞生物與遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室包括常規(guī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和開放實(shí)驗(yàn)室，并根據(jù)專業(yè)特色配置了一間顯微互動(dòng)室以及組培室、細(xì)胞培養(yǎng)室，讓學(xué)生在完成常規(guī)細(xì)胞生物與遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，嘗試把教師科研項(xiàng)目的部分內(nèi)容轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，通過項(xiàng)目參與式教學(xué)的實(shí)施，增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立科研的能力。大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技能、團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新思維能力的有效途徑[3]。我校近年來開展的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目成為教學(xué)與科研緊密結(jié)合、提高學(xué)生科研能力的另一重要途徑。實(shí)踐表明，對(duì)實(shí)驗(yàn)室功能的優(yōu)化管理，能最大限度地實(shí)現(xiàn)資源共享，提高儀器設(shè)備的使用率，充分地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室教學(xué)資源的整體效益。提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的實(shí)驗(yàn)室管理水平，能優(yōu)化實(shí)驗(yàn)資源管理，保證試驗(yàn)的有效開展。

3.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的責(zé)任心，提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員在每學(xué)期開學(xué)前要根據(jù)授課計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、學(xué)生人數(shù)，提前做好低值易購物品和實(shí)驗(yàn)器材的請(qǐng)購、顯微鏡使用計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用計(jì)劃，學(xué)期開學(xué)須對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行檢查、維護(hù)，如有問題及時(shí)報(bào)修。每次學(xué)生實(shí)驗(yàn)前一周做好預(yù)實(shí)驗(yàn)記錄，與授課教師一起，提前找出和解決學(xué)生實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)的問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，與其他教師討論實(shí)驗(yàn)成敗的原因，分析實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備是否需要改進(jìn)等，如“微核制片技術(shù)及其應(yīng)用”、“DNA指紋的遺傳分析”這些綜合性實(shí)驗(yàn)往往得不到預(yù)想的結(jié)果，需要實(shí)驗(yàn)結(jié)束后與學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，找出成敗的關(guān)鍵。

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的質(zhì)量決定學(xué)生實(shí)驗(yàn)的效果。例如，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)核型分析依賴染色體標(biāo)本的制備，而染色標(biāo)本的制備受以下因素影響：標(biāo)本的新鮮與否、1640培養(yǎng)基配方、培養(yǎng)溫度與培養(yǎng)時(shí)間、秋水仙素濃度與作用時(shí)間、離心的速度與時(shí)間、低滲的時(shí)間、預(yù)固定液用量、固定時(shí)間與次數(shù)、各吹打操作的手法與力度、滴片時(shí)玻片遇冷的程度與滴片的高度、拷片的溫度與時(shí)間、片齡、顯帶時(shí)胰酶的終濃度與顯帶的時(shí)間、Giemsa染液的質(zhì)量等，這無一不影響著染色體的制備[4]。

醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備是一項(xiàng)煩瑣、綜合性工作，需要實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員具有很強(qiáng)的責(zé)任心和較高的綜合素質(zhì)，這樣才能有效提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果。

三、小結(jié)與展望

經(jīng)過對(duì)醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物與遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革探索，學(xué)生實(shí)驗(yàn)的自覺性和積極性明顯提高，參與意識(shí)及團(tuán)隊(duì)合作精神增強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)熱情越來越高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果越來越理想。2018年，我院的“醫(yī)藥生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”被認(rèn)定為廣西第三批自治區(qū)級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范建設(shè)中心。今后，中心要以此為契機(jī)，加大細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索和實(shí)踐步伐，加大實(shí)驗(yàn)室建設(shè)力度，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)和實(shí)驗(yàn)室管理，不斷提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)飛速發(fā)展的創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型人才。

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