醫(yī)學(xué)院校生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的探索

王一倩　龔青

【摘要】生物化學(xué)是醫(yī)學(xué)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)學(xué)科。目前生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)還存在一些問題，如缺乏整體感，課程內(nèi)容之間缺少聯(lián)系，對(duì)實(shí)驗(yàn)的具體應(yīng)用強(qiáng)調(diào)不夠，對(duì)大學(xué)生科創(chuàng)項(xiàng)目支撐不足。同時(shí)，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沒有做到與時(shí)俱進(jìn)，常常出現(xiàn)一本教案用幾年的現(xiàn)象。針對(duì)這些問題，本文擬重新整合生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，提出建立以能力為導(dǎo)向的梯度實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。先培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科研的興趣，使其掌握最基本的實(shí)驗(yàn)操作，然后通過綜合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行集訓(xùn)，鼓勵(lì)學(xué)生參與各項(xiàng)科研活動(dòng)，將創(chuàng)新意識(shí)和能力的培養(yǎng)貫穿于實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程。

【關(guān)鍵詞】生物化學(xué);梯度實(shí)驗(yàn)教學(xué);創(chuàng)新意識(shí);科研能力

一、改革醫(yī)學(xué)院校生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的必要性

作為當(dāng)代生物科學(xué)最前沿的學(xué)科，生物化學(xué)課程被視為高等醫(yī)學(xué)院校最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高校生物化學(xué)教學(xué)中具有重要地位，對(duì)于提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力和科研素質(zhì)至關(guān)重要。傳統(tǒng)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和形式比較單一，主要是一些簡(jiǎn)單的定性和定量等驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，沒有與時(shí)俱進(jìn)，缺乏創(chuàng)新性。另外，由于觀念、方法等的制約，教師和學(xué)生的交流互動(dòng)有著很大限制，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性不高，科研思維意識(shí)薄弱，最終導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量得不到提升。為了適應(yīng)新形勢(shì)下醫(yī)學(xué)本科人才培養(yǎng)的要求，本文擬將生物化學(xué)、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課重新整合，構(gòu)建生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，提出以學(xué)生能力為導(dǎo)向的梯度實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。梯度實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指循序漸進(jìn)安排學(xué)生接觸實(shí)驗(yàn)，其分為五個(gè)階段：實(shí)驗(yàn)導(dǎo)論、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)、科研輪訓(xùn)。

二、以能力為導(dǎo)向的梯度實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建

（一）實(shí)驗(yàn)導(dǎo)論，培養(yǎng)興趣

在實(shí)驗(yàn)課開始前，通過微課的形式，包括PPT、真人演講以及卡通動(dòng)畫等給學(xué)生介紹生物化學(xué)課程體系的概況，以及與課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，同時(shí)介紹目前學(xué)科研究發(fā)展的最新動(dòng)向，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的探究欲望。通過提前給學(xué)生介紹具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并且提供一些針對(duì)該實(shí)驗(yàn)的視頻等資料，讓學(xué)生提前找資料且進(jìn)行思考。在課上，為學(xué)生總覽實(shí)驗(yàn)課中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)以及這些技術(shù)的應(yīng)用。另外，學(xué)生還要接受實(shí)驗(yàn)室安全教育培訓(xùn)，只有通過實(shí)驗(yàn)室安全考核才能被允許進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。

（二）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，夯實(shí)基礎(chǔ)

以視頻和微課的形式，介紹各個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的和原理，讓學(xué)生對(duì)需要掌握的實(shí)驗(yàn)技能有充分認(rèn)知。實(shí)驗(yàn)原理中要有相應(yīng)背景知識(shí)介紹，以為學(xué)生學(xué)習(xí)指明方向，同時(shí)幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的機(jī)理，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生在接下來的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

（三）綜合實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化綜合

綜合實(shí)驗(yàn)是教師按照科研小課題的選題方式、將幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)有機(jī)組合、采用可對(duì)比的實(shí)驗(yàn)材料、通過測(cè)定獲取數(shù)據(jù)、進(jìn)行綜合分析撰寫實(shí)驗(yàn)論文，以說明一些實(shí)際問題的實(shí)驗(yàn)課程。通過綜合實(shí)驗(yàn)，確保學(xué)生能夠掌握科研所需的基本技能和流程。目前的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課一共包含7個(gè)實(shí)驗(yàn)，即分光光度計(jì)的使用與Folin-酚測(cè)蛋白含量;血清蛋白分離、純化與鑒定;肝細(xì)胞DNA提取與鑒定;消化三大營養(yǎng)物質(zhì)的酶活性測(cè)定設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)（唾液淀粉酶測(cè)蛋白活性）;乳酸脫氫酶同工酶凝膠電泳;激素對(duì)血糖的影響;質(zhì)粒DNA提取與鑒定。通過連續(xù)數(shù)年聽取學(xué)生和任課教師的反饋，筆者發(fā)現(xiàn)目前的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程從內(nèi)容上對(duì)具體應(yīng)用強(qiáng)調(diào)不夠，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，阻礙了科研思維的培養(yǎng)。為了訓(xùn)練學(xué)生的基本操作技能，同時(shí)鍛煉學(xué)生綜合應(yīng)用能力和科研能力，可將生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課與生物技術(shù)系開設(shè)的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。

目前細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程包含13個(gè)實(shí)驗(yàn)，即原生生物細(xì)胞的觀察、人體X染色質(zhì)的觀察、細(xì)胞膜通透性、細(xì)胞吞噬與胞飲作用、細(xì)胞融合、細(xì)胞測(cè)量、植物細(xì)胞骨架與動(dòng)物細(xì)胞微絲束的觀察、細(xì)胞核與線粒體的分級(jí)分離、細(xì)胞化學(xué)、細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)、細(xì)胞無絲分裂與有絲分裂、細(xì)胞減數(shù)分裂、細(xì)胞凋亡的檢測(cè)。重新整合后的生化實(shí)驗(yàn)課按照研究進(jìn)程和功能設(shè)立2組綜合實(shí)驗(yàn)。第一，正常細(xì)胞和組織的實(shí)驗(yàn)研究。主要包括細(xì)胞培養(yǎng)（虛擬實(shí)驗(yàn)）、組織細(xì)胞分離、細(xì)胞顯微觀察、細(xì)胞功能研究、DNA和蛋白質(zhì)提取、生物大分子分離、DNA體外擴(kuò)增、酶活性測(cè)定、細(xì)胞因子的測(cè)定。第二，改造細(xì)胞實(shí)驗(yàn)：主要細(xì)胞轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)需要連續(xù)4天時(shí)間，包括質(zhì)粒提取、高壓滅菌、細(xì)菌接種、質(zhì)粒提取與電泳鑒定、DNA定量、細(xì)胞轉(zhuǎn)染、熒光顯微鏡觀察轉(zhuǎn)染效率。除此之外，每一次實(shí)驗(yàn)開始前要求學(xué)生提前分組，以小組為單位完成，確保每位成員參與到實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中，數(shù)據(jù)收集準(zhǔn)確完整。筆者已在2019級(jí)臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)中將生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中的細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)改為DNA體外擴(kuò)增-PCR技術(shù)。學(xué)生積極地參與到實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、觀察和記錄，此次初步實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索收到了良好的教學(xué)效果。

（四）探究實(shí)驗(yàn)，激發(fā)創(chuàng)新

根據(jù)學(xué)生的興趣鼓勵(lì)學(xué)生組建研究團(tuán)隊(duì)，自行聯(lián)系指導(dǎo)老師，讓部分學(xué)生參與科研項(xiàng)目研究，給學(xué)生提供全程參與體驗(yàn)科研活動(dòng)的機(jī)會(huì)與平臺(tái)。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生圍繞著自己參與的課題，在老師的指導(dǎo)下參與校級(jí)、省級(jí)以及國家級(jí)生化技能大賽、挑戰(zhàn)杯等，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（五）科研輪訓(xùn)，提升能力

導(dǎo)師應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)論文，掌握基本的論文寫作要求。對(duì)于研究基礎(chǔ)好的學(xué)生，幫助他們整理數(shù)據(jù)、發(fā)表論文或者綜述。筆者所在學(xué)校的教師已開始指導(dǎo)大二和大三醫(yī)學(xué)專業(yè)本科生參與到本校的“校級(jí)大學(xué)生實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目”中，目前學(xué)生已參與發(fā)表SCI論文2篇，其中本科生作為第一作者1篇。

另外，思政課程是高校課程建設(shè)的重要組成部分，筆者也會(huì)在實(shí)驗(yàn)課程中貫穿素質(zhì)教育以及創(chuàng)新精神，將正確的價(jià)值觀傳導(dǎo)給學(xué)生，幫助學(xué)生提高對(duì)自身的素質(zhì)要求，以培養(yǎng)出德智體美勞全面發(fā)展的醫(yī)學(xué)人才。

三、結(jié)語

大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)已成為當(dāng)代醫(yī)學(xué)院校本科教育的重要內(nèi)容之一。生物化學(xué)作為一門生命科學(xué)領(lǐng)域前沿的學(xué)科，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的醫(yī)學(xué)科研能力十分重要。鑒于此，筆者通過將現(xiàn)有的生物化學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相整合形成綜合實(shí)驗(yàn)，提出了以能力為導(dǎo)向的梯度實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。通過結(jié)合科研的實(shí)踐教學(xué)，加強(qiáng)和提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科研素養(yǎng)。目前，探究實(shí)驗(yàn)和科研輪訓(xùn)在形式和措施上還有進(jìn)步的空間，所以仍需不斷探索，為培養(yǎng)有創(chuàng)新意識(shí)和科研素質(zhì)的醫(yī)學(xué)科技人才而努力。

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【本文系2019年廣東省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“細(xì)胞與分子生物學(xué)以能力為導(dǎo)向梯度實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建立”的階段性成果】

（作者單位：廣州醫(yī)科大學(xué)）