以臨床案例為導(dǎo)向的檢驗班分析化學(xué)教學(xué)實踐

鈕因堯，陳聰穎

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，上海 200025

1 前言

分析化學(xué)是許多理工醫(yī)科院校相關(guān)專業(yè)的常設(shè)課程，課程的教學(xué)任務(wù)是介紹現(xiàn)代各種分析方法的基本原理及其應(yīng)用。然而，醫(yī)學(xué)院的檢驗專業(yè)對此課程的教學(xué)要求有其自身的專業(yè)特點。臨床醫(yī)學(xué)檢驗的重要任務(wù)是為疾病診斷、鑒別診斷、疾病治療和療效觀察提供可靠的依據(jù)。作為醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課，分析化學(xué)傳授的檢測方法在實際中的應(yīng)用知識，必須與臨床醫(yī)學(xué)診斷、治療、預(yù)防等密切相關(guān)。若課程教學(xué)中的應(yīng)用案例缺乏醫(yī)學(xué)特色，很難使學(xué)生體會到這些專業(yè)知識的臨床應(yīng)用價值，也無法引起學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣。在當(dāng)今第三次教育革命的浪潮中，授課教師轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，以學(xué)生為主體，堅持目標(biāo)引導(dǎo)，積極開展教學(xué)探索，通過多種教學(xué)方式[1–3]激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，則能使學(xué)生把被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃忧笾猍4]。在化學(xué)及藥學(xué)等非化學(xué)類專業(yè)中實施的分析化學(xué)案例教學(xué)法，充分體現(xiàn)專業(yè)特色以及與生活實踐、學(xué)科前沿的緊密聯(lián)系，拉近“學(xué)”與“用”的距離，活躍課堂氣氛，并在教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)之間建立良好的互動關(guān)系，改善了教學(xué)效果[5–7]。為此，我們在醫(yī)學(xué)檢驗班的分析化學(xué)課程中，將分析化學(xué)與醫(yī)學(xué)緊密結(jié)合，開展以臨床案例為導(dǎo)向的教學(xué)實踐，獲得了學(xué)生的認(rèn)可，現(xiàn)針對以下四個方面作一些具體闡述。

2 分析化學(xué)課程與臨床案例相結(jié)合的教學(xué)探索

作為檢驗班分析化學(xué)教學(xué)導(dǎo)向的臨床案例，來源于上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院急診科的一手病例，經(jīng)授課教師改編而成，具有真實性和醫(yī)學(xué)專業(yè)性，而其中設(shè)置的問題則體現(xiàn)了較強的分析化學(xué)專業(yè)性。

2.1 融入案例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強責(zé)任感

分析化學(xué)課程的教學(xué)主要涉及各種分析技術(shù)的方法和原理，內(nèi)容相對比較枯燥，學(xué)生的主動學(xué)習(xí)意愿不強。因此，我們在第1節(jié)緒論課中，就引入臨床真實案例，譬如“咳嗽咯血被誤診導(dǎo)致不幸”，以期提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。該案例中患者因咳嗽咯血去當(dāng)?shù)蒯t(yī)院就診時，未做任何檢查，直接按感冒咳嗽病例處理，幾天后病情加重急診搶救。隨后案例展示檢驗報告，顯示多項指標(biāo)異常，尤其血鉀含量極高，最終病人因腎功能衰竭導(dǎo)致不幸。通過該案例，告訴學(xué)生：1) “臨床化學(xué)”分析檢驗報告的意義(為診斷病情、早做對癥治療以治愈或延緩病情提供關(guān)鍵依據(jù))；2) 如何得到有效可靠的分析數(shù)據(jù)(應(yīng)用多種化學(xué)分析技術(shù)的原理和測試方法，如電化學(xué)、色譜分析原理和檢測手段)；3) 如何評價分析數(shù)據(jù)的可靠性(涉及分析化學(xué)中誤差與分析數(shù)據(jù)處理方法等)。通過對案例的分析、引導(dǎo)，使醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)的學(xué)生體會到分析化學(xué)與檢驗專業(yè)是密切相關(guān)的，并進一步意識到分析化學(xué)中的原理及其臨床應(yīng)用知識，對救治患者生命以及在其未來職業(yè)生涯中的重要性，增強了學(xué)生的責(zé)任感，加強了課程的思政建設(shè)。

2.2 利用案例加深學(xué)生對“量”概念的理解，接受辯證的思想

分析化學(xué)是“從事科學(xué)研究的科學(xué)”，臨床生化指標(biāo)和毒物的檢測、藥物治療時的血藥濃度監(jiān)測等，是分析化學(xué)作為一種工具在醫(yī)學(xué)中的具體應(yīng)用，其中大部分目標(biāo)物的分析都涉及定量，而“量”的概念在醫(yī)學(xué)檢驗中更凸顯出它的相對性。

血pH、血糖、血尿酸等重要生化指標(biāo)是臨床診斷的重要依據(jù)之一，這些生化指標(biāo)都有一個臨床正常范圍。人們的檢測指標(biāo)，從數(shù)值本身來講是絕對的；若相對此“正常范圍”偏高或偏低，則提示人體健康可能出現(xiàn)問題。生活中人們習(xí)慣于對物質(zhì)有“無毒”與“有毒”的絕對之分，但是從醫(yī)學(xué)的角度思考，自然界中并不存在對人體絕對“無毒”或絕對“有毒”的物質(zhì)。譬如，食鹽是人類不可缺少的“無毒”物質(zhì)，但如果一次攝入15–60 g會損害機體，一次攝入200–250 g，即可因電解質(zhì)嚴(yán)重紊亂而導(dǎo)致死亡。反之，“劇毒”物質(zhì)，如砒霜等，在低于中毒劑量時，也可作為臨床藥物使用。而很多藥物，如秋水仙堿、阿托品、可待因等，在過量使用時，也會引起中毒。為了強調(diào)過量服藥的危害性，加深理解“量”的概念，體會“相對性”，我們在教學(xué)中引入有關(guān)藥物性損傷的案例和說明：患者3日前因“落枕”自服50片止痛片(主要成分對乙酰氨基酚650 mg/片)后出現(xiàn)乏力嗜睡，伴惡心嘔吐至醫(yī)院急診，完善相關(guān)檢查后，診斷為急性藥物性肝衰竭及電解質(zhì)代謝紊亂。對乙酰氨基酚具有解熱鎮(zhèn)痛作用，是常用感冒藥和止痛片(如泰諾、日夜百服寧等)的有效成分之一。通過藥品說明書可以了解每片(或粒)藥中對乙酰氨基酚的質(zhì)量，并進一步獲得在過量服用某種感冒藥或者混合使用多種感冒藥的情況下，可能出現(xiàn)中毒的提示。隨后簡要說明過量服用止痛片導(dǎo)致藥物性肝損傷引起肝衰竭，并啟發(fā)學(xué)生在今后的檢驗工作中要樹立“量”的相對性概念。進一步引導(dǎo)學(xué)生討論：1) 若自行用藥，服藥前是否需要了解藥物的主要成分以及含量(有些病患服藥時并不關(guān)心藥物的成分和含量，也缺乏“量”的概念，誤認(rèn)為服藥量越大，治療效果越好，因服藥過量引起的中毒事件時有發(fā)生)，并得出結(jié)論：人們在服用前有必要了解藥物，亟需提升醫(yī)學(xué)健康素質(zhì)；2) 若止痛片與其他藥物同時使用，可能會發(fā)生什么情況，引出影響體內(nèi)藥物含量的因素(譬如，藥物相互作用影響藥物的吸收代謝，可能導(dǎo)致血藥濃度改變；或各種藥物中含有相同化學(xué)成分導(dǎo)致臨床反應(yīng)過強)，而這些影響因素在課程后期設(shè)計臨床樣本中化學(xué)成分的分析方案時可能需要加以考慮。通過案例，讓我們深刻體會到“量”的相對性，學(xué)會辯證地看待問題，同時也要注意，對于“量”的相對性也不能片面夸大，教師在授課時要具體問題具體分析，把握好尺度。

2.3 開展案例討論，訓(xùn)練學(xué)生的分析、歸納、綜合能力，使其養(yǎng)成終生學(xué)習(xí)的習(xí)慣

除傳統(tǒng)課堂授課外，我們還結(jié)合課程知識安排了一定教學(xué)時數(shù)的臨床案例討論課，在課堂討論兩周前將案例發(fā)給學(xué)生。由于案例涉及分析化學(xué)中多個教學(xué)知識點和實際應(yīng)用，學(xué)生需組隊分工合作，針對問題查閱資料，分析歸納總結(jié)，在課堂展示時，組間提問，最后完成書面報告。譬如，案例“糖尿病人的困惑”，在簡述患者病因、癥狀以及治療方案后，提供輔助檢查數(shù)據(jù)(血氣分析、電解質(zhì)、血糖、尿常規(guī)、腎功能等)。案例中與分析化學(xué)課程關(guān)系密切的內(nèi)容是各類臨床檢查數(shù)據(jù)的測定方法，因此，我們設(shè)計了多個問題供學(xué)生組織討論。譬如，比較臨床上兩種葡萄糖常規(guī)檢測法——葡萄糖氧化酶法、己糖激酶法的優(yōu)缺點。針對這個問題，通過查閱文獻，學(xué)生首先掌握了對于單一葡萄糖樣品所采用的分析方法及其特點；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合臨床樣品(尿、血)的特點，了解人體內(nèi)葡萄糖(尿糖、血糖)檢測的方法及其特點，進一步通過分析各種方法的適用性，最后歸納、總結(jié)兩種分析檢測方法的優(yōu)缺點(譬如，用葡萄糖氧化酶法檢測尿毒癥、痛風(fēng)等標(biāo)本時，因尿酸等物質(zhì)干擾氧化酶反應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)果偏低；而己糖激酶法的檢測結(jié)果基本不受這些臨床因素的干擾)。通過課堂提問與組間討論，學(xué)生能進一步認(rèn)識到針對具體樣品選擇分析方法時，還需要考慮各種實際影響因素，對臨床檢測葡萄糖的分析方法有了更深入的認(rèn)識。

隨著實驗技術(shù)和理論方法的不斷發(fā)展、完善，每一門學(xué)科的知識內(nèi)容處在不斷的更新中。在將分析化學(xué)與臨床實際緊密融合的同時，使學(xué)生及時了解相關(guān)的科學(xué)研究前沿技術(shù)和知識，可以充分體會分析方法的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的好習(xí)慣。在上述案例中，我們還設(shè)問：血氣分析、血糖等常規(guī)檢測的發(fā)展趨勢是什么？有哪些最新應(yīng)用成果？針對該問題，部分小組分別介紹和探討了血糖、尿糖監(jiān)測儀的基本檢測原理、目前常規(guī)醫(yī)院用和家用監(jiān)測儀的共同點與區(qū)別、血糖儀的發(fā)展趨勢(無創(chuàng)檢測)以及血糖研究的前沿(智能調(diào)控)，以及血氣分析、酮體和尿酸的檢測方法與原理、目前臨床常規(guī)使用的全自動生化分析儀和即時檢測血酮體儀、尿酸生物傳感器等檢測儀器。學(xué)生在討論中不僅鞏固了相關(guān)的檢測原理等理論知識，而且深刻體會到分析化學(xué)在醫(yī)學(xué)檢驗中的重要意義，促進了探究式學(xué)習(xí)的開展，體現(xiàn)教學(xué)的高階性。

我們將該案例用于2018和2019級醫(yī)學(xué)檢驗班的分析化學(xué)討論課。整體上，學(xué)生圍繞案例中的討論題精心準(zhǔn)備，課堂展示時基本能抓住問題要點，在回答提問時思維敏捷并充分體現(xiàn)團隊合作精神；同時對其他小組積極提問，且提出的問題具有一定的深度，課堂討論氣氛活躍，從中看出學(xué)生很享受積極互動的課堂氛圍。案例(包括其中設(shè)置的題目)是否與課程基礎(chǔ)知識緊密相關(guān)和案例中的題目難度，是影響課堂討論效率的兩個關(guān)鍵因素。為了評估討論課的教學(xué)效果，以便積累經(jīng)驗，提高教學(xué)質(zhì)量，我們從上述兩方面，對140名學(xué)生作了初步的問卷調(diào)查，收到反饋132份，結(jié)果見圖1、圖2。圖1中認(rèn)為案例較適合、適合、很適合用課程基礎(chǔ)知識進行討論的分別占33.33%、41.67%、21.21%，三者之和超過96%；圖2中認(rèn)為案例中題目難度合適的占72.72%、較難的占24.24%，說明學(xué)生對討論課的整體滿意度較高。此外，許多學(xué)生反映案例討論課不僅使他們加深了對課程基礎(chǔ)知識點的理解、了解了本學(xué)科的發(fā)展前沿，而且對分析、歸納、綜合能力的提高具有明顯幫助。

圖1 問卷調(diào)查結(jié)果1

圖2 問卷調(diào)查結(jié)果2

2.4 案例引導(dǎo)文獻研究，提高學(xué)生應(yīng)用知識解決實際問題的能力，樹立自主學(xué)習(xí)的理念

案例教學(xué)法使學(xué)生置身于充滿問題的真實情景中，激勵他們運用課程知識建立解決實際問題的方法，實現(xiàn)學(xué)以致用的教學(xué)目標(biāo)。在醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)的分析化學(xué)教學(xué)大綱中，高效液相色譜法(HPLC)的教學(xué)要求是學(xué)生在掌握HPLC基本原理、應(yīng)用的基礎(chǔ)上，具有初步設(shè)計實際分析方案的能力。由于分析化學(xué)中涉及儀器分析的內(nèi)容比較抽象，而且在教材和傳統(tǒng)的常規(guī)教學(xué)中偏重于分析原理的介紹，學(xué)生對分析流程中的實際過程(包括為什么要對生物樣本進行預(yù)處理和怎么處理、如何選擇合理的分離分析條件和合適的定量分析方法)以及操作中的注意事項等感性認(rèn)識不足，因此，在設(shè)計具體分析方案時遇到很大的困難。為了解決這一難題，我們嘗試在課前向?qū)W生提供案例簡介和具體的HPLC分析文獻，通過案例引導(dǎo)他們仔細(xì)閱讀文獻，加深對整個分析過程的了解，然后教師在課堂上針對案例，結(jié)合理論知識，邊講解實驗設(shè)計過程，邊通過提問引導(dǎo)學(xué)生思考各個步驟的目的或原因，同時進行集體討論，增強教學(xué)內(nèi)容的實用性，為培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識解決實際問題的能力打下基礎(chǔ)。

百草枯的主要成分是一種聯(lián)吡啶類化合物(1,1’-二甲基-4,4’-二氯二吡啶)，百草枯屬高毒類除草劑?；颊呔驮\時百草枯的血漿濃度與中毒時間是評估患者預(yù)后的重要指標(biāo)。通過測定臨床血漿樣本并計算百草枯中毒嚴(yán)重指數(shù)，可為臨床治療并預(yù)測預(yù)后提供科學(xué)依據(jù)。學(xué)生通過課前了解案例“百草枯中毒案”并熟讀文獻“反相高效液相色譜法測定人血漿百草枯濃度及其臨床應(yīng)用”[8]，在聽課過程中至少收獲以下幾點：1) 加深對血漿等臨床生物樣本分析的系統(tǒng)認(rèn)識，包括生物樣本預(yù)處理的意義、方法與特點、生物樣本分析方法的建立過程和方法驗證的內(nèi)容與要求；2) 深刻理解合適的HPLC分離分析條件和定量方法的選擇。譬如，根據(jù)待測物的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及反相色譜法的特點，即固定相極性較小，適用于分離非極性或弱極性化合物，故選擇C18反相色譜柱，鞏固了正相和反相HPLC分離特點的區(qū)別。此外，啟發(fā)學(xué)生思考流動相中添加試劑庚烷磺酸鈉的作用，以及用磷酸‐磷酸二氫鉀緩沖對調(diào)節(jié)pH的目的等等；3) 領(lǐng)會實際操作過程中每一步驟的目的以及注意事項，譬如，為了考查血漿樣品處理后放置穩(wěn)定性，需?40 °C保存并反復(fù)凍融3次后才處理、測定等。

課后學(xué)生反映通過案例引導(dǎo)文獻閱讀和分析，不僅掌握了分析原理，而且熟悉了實際的分析測定過程。這種教學(xué)方式鍛煉了學(xué)生的實際應(yīng)用能力，既為后續(xù)藥物或毒物色譜分析的實驗方案設(shè)計提供方法參考，又使學(xué)生樹立起自主學(xué)習(xí)的理念。

3 結(jié)語

在以臨床案例為導(dǎo)向的檢驗班分析化學(xué)教學(xué)實踐基礎(chǔ)上，我們將總結(jié)案例教學(xué)經(jīng)驗，利用醫(yī)學(xué)院的獨特優(yōu)勢，積累更多的醫(yī)學(xué)素材，不斷發(fā)掘、完善臨床案例，充實案例庫[9]。同時，積極引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，并為學(xué)生提供綜合學(xué)習(xí)的機會和有效思辨的空間。此外，擬進一步拓展案例至人體的營養(yǎng)健康和生活的多個方面，將“醫(yī)學(xué)、健康、生活”的理念與分析化學(xué)教學(xué)更緊密結(jié)合。在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、加深對概念的理解、提高分析、歸納、總結(jié)和解決實際問題能力的同時，促使學(xué)生增強責(zé)任感、接受辯證的思想、樹立自主學(xué)習(xí)的理念和養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。這種以與理論緊密結(jié)合的實踐為導(dǎo)向的教學(xué)模式，可為高等院校中其他課程的相關(guān)教改探索提供參考。