醫(yī)學(xué)院校研究生分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)實(shí)踐與探索

任 凱，成 凡

西安醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室，西安 710021

分子生物學(xué)是一門從分子水平研究生命現(xiàn)象、本質(zhì)、活動及其規(guī)律的科學(xué)。醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)是分子生物學(xué)的一個重要分支，是從分子水平研究人體在正常和疾病狀態(tài)下生命活動及其規(guī)律的一門科學(xué)。它主要研究人體生物大分子和大分子體系的結(jié)構(gòu)、功能、相互作用及其同疾病發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系［1］。研究生是我國科研力量的后備人才，培養(yǎng)其良好的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新思維和實(shí)際科學(xué)研究能力是研究生教學(xué)工作的重點(diǎn)。在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，分子生物學(xué)實(shí)驗技術(shù)已廣泛應(yīng)用到各類醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)科，成為醫(yī)學(xué)研究的基本技能，對于醫(yī)學(xué)院校無論是臨床專業(yè)還是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)的研究生，都應(yīng)該學(xué)習(xí)并掌握一定的分子生物學(xué)的基本理論與實(shí)驗技能。因此，我們主動放棄本科生實(shí)驗教學(xué)中以驗證性實(shí)驗內(nèi)容為主的做法，針對研究生的分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)以綜合性和設(shè)計性實(shí)驗內(nèi)容為主，從教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)方法的改進(jìn)和科學(xué)建立考核體制三個方面進(jìn)行了積極的實(shí)踐和探索，以培養(yǎng)研究生自身科研思路、學(xué)習(xí)基本的研究手段，為今后學(xué)生步入科研領(lǐng)域，從事生命科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)［2］。

1 合理安排教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)綜合性、設(shè)計性實(shí)驗

分子生物學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，而實(shí)驗課是進(jìn)行各個學(xué)科研究、實(shí)踐的基礎(chǔ)，對實(shí)驗教學(xué)有更高的要求和目標(biāo)。分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)置直接影響研究生對分子生物學(xué)的理解，對培養(yǎng)其科學(xué)作風(fēng)和科學(xué)思維能力，建立研究問題的科學(xué)方法十分重要。受到課時數(shù)量的影響不可能將所有分子生物學(xué)實(shí)驗技術(shù)一一安排教學(xué)，這就要求在教學(xué)內(nèi)容上，既要覆蓋全面又要突出重點(diǎn)。我們實(shí)驗課程的設(shè)置以綜合性和設(shè)計性實(shí)驗內(nèi)容為主:以重組DNA技術(shù)為主線，安排了分、切、接、轉(zhuǎn)、篩、誘導(dǎo)表達(dá)等系列實(shí)驗。該教學(xué)安排包含多種分子生物學(xué)基本實(shí)驗技能，包括:質(zhì)粒DNA提取、PCR、DNA連接與轉(zhuǎn)化、重組蛋白的誘導(dǎo)表達(dá)和SDS-PAGE電泳，等。綜合性實(shí)驗旨在培養(yǎng)學(xué)生基本的分子生物學(xué)操作技能，涉及知識和內(nèi)容較多，需要學(xué)生相互配合，避免學(xué)生被動參與的現(xiàn)象，增加學(xué)生動手機(jī)會，提高學(xué)生實(shí)驗操作技能以及與他人的合作能力;設(shè)計性實(shí)驗旨在引導(dǎo)學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)先進(jìn)的前沿新技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生基本的科研素質(zhì)、嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科研態(tài)度。

2 改進(jìn)教學(xué)思路與方法

傳統(tǒng)的實(shí)驗教學(xué)模式以教授為主，忽視了學(xué)生的主觀能動性，整個實(shí)驗過程通常是教師講、學(xué)生聽，先示范、再操作，實(shí)驗結(jié)束后學(xué)生撰寫實(shí)驗報告、教師批改，這種教學(xué)模式屬于驗證性實(shí)驗。整個學(xué)習(xí)過程比較枯燥和乏味，在一定程度上束縛和制約了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。因此，我們希望在教學(xué)方式上進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)變，通過引入綜合性和設(shè)計性實(shí)驗來改變實(shí)驗教學(xué)的傳統(tǒng)模式，充分認(rèn)可實(shí)驗教學(xué)在教學(xué)工作和人才培養(yǎng)中的重要地位，真正在實(shí)踐中貫徹落實(shí)以學(xué)生為主體的教學(xué)理念。

首先，把實(shí)驗教學(xué)作為一門獨(dú)立的課程安排在理論課授課后單獨(dú)進(jìn)行，對實(shí)驗項目進(jìn)行精心的設(shè)計，使每個實(shí)驗既相對獨(dú)立又相互聯(lián)系［3］。例如:重組DNA技術(shù)的實(shí)驗流程是依次展開的，提取含有目的基因的質(zhì)粒將作為PCR反應(yīng)的模板，PCR擴(kuò)增產(chǎn)物又用于限制性核酸內(nèi)切酶的底物，酶切產(chǎn)物又用于目的基因與載體的連接，含有重組表達(dá)載體的陽性克隆又用于原核表達(dá)與SDS-PAGE檢測實(shí)驗。實(shí)驗結(jié)果隨著整個系列實(shí)驗的開展而逐步顯露，而每個實(shí)驗環(huán)節(jié)都能通過一定的檢測手段進(jìn)行觀察。重要的是實(shí)驗過程中任何一個環(huán)節(jié)的錯誤均可能影響最終的實(shí)驗結(jié)果，這就需要學(xué)生具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和踏實(shí)的作風(fēng)。這種綜合性和設(shè)計性實(shí)驗激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極主動性。

其次，課前預(yù)實(shí)驗準(zhǔn)備是保證實(shí)驗成功的重要前提。教師應(yīng)在課前對每一步實(shí)驗都要進(jìn)行認(rèn)真的預(yù)實(shí)驗，發(fā)現(xiàn)存在的問題并提出妥善的解決辦法，這對保證學(xué)生實(shí)驗成功是十分重要的。學(xué)生實(shí)驗與真正的科研不同，有學(xué)時的嚴(yán)格限制，既要按規(guī)定時間完成，又不能拖延實(shí)驗影響學(xué)生的其他上課時間。比如:SDS-PAGE檢測目的基因的原核表達(dá)僅僅安排4-8個學(xué)時，可是實(shí)際操作中要提前一天培養(yǎng)細(xì)菌過夜，第二天通過誘導(dǎo)表達(dá)再做SDS-PAGE，同時脫色也要經(jīng)過一天的時間才能達(dá)到最好的觀察效果。在這個過程中等待時間過長，如何合理安排實(shí)驗內(nèi)容，讓學(xué)生在漫長的等待中有事可做，避免給學(xué)生留下乏味和枯燥的印象，這一切都要通過教師在授課之前進(jìn)行預(yù)實(shí)驗合理的安排學(xué)生時間，適時地呈現(xiàn)實(shí)驗結(jié)果。

最后，充分利用多媒體課件的優(yōu)勢，將抽象的教學(xué)內(nèi)容以形象、易懂的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，以達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。因此，利用多媒體工具圖文并茂、生動逼真地將實(shí)驗過程展現(xiàn)在學(xué)生面前，同時還可將相關(guān)實(shí)驗教學(xué)資源做成Flash動畫或?qū)處燁A(yù)實(shí)驗進(jìn)行錄像，在實(shí)驗操作之前向?qū)W生播放，讓學(xué)生對實(shí)驗過程有真實(shí)的感受，激發(fā)他們的動手興趣，而且生動的畫面還有利于學(xué)生記住實(shí)驗操作的細(xì)節(jié)［4］。另外，通過進(jìn)一步介紹新的分子生物學(xué)實(shí)驗技術(shù)，還可以使學(xué)生能夠及時掌握該學(xué)科的最新研究進(jìn)展，進(jìn)一步開闊思路，培養(yǎng)科研思維能力。

3 建立科學(xué)的考核方法，以考促學(xué)

建立以實(shí)踐操作、實(shí)驗報告和平時成績相結(jié)合的考核方法，在一定程度上調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性［5-6］。實(shí)驗操作考核采用貫穿教學(xué)全過程的原則，從最開始使用實(shí)驗儀器設(shè)備就進(jìn)行考核。每次實(shí)驗只要學(xué)習(xí)新的儀器設(shè)備使用，就在利用實(shí)驗的等待時間進(jìn)行隨機(jī)考核，隨機(jī)抽考的方法使所有學(xué)生都認(rèn)真學(xué)習(xí)。如今天學(xué)習(xí)了高速離心機(jī)的使用，要求所有學(xué)生都掌握儀器的正確操作方法，下課前進(jìn)行隨機(jī)考核。通過這項考核措施，不但使學(xué)生迅速掌握儀器的性能和使用規(guī)范，還能大大降低儀器的損壞率，調(diào)動了其學(xué)習(xí)興趣。此外，以往學(xué)生在書寫實(shí)驗報告時主要是照抄教材上的實(shí)驗原理、操作步驟，對實(shí)驗結(jié)果和討論分析等應(yīng)付了事。新的考核辦法一改往常的一次一寫的慣例，只寫一次綜合實(shí)驗報告。對綜合實(shí)驗報告要求以科研論文的形式進(jìn)行書寫，實(shí)驗?zāi)康囊Y(jié)合醫(yī)學(xué)專業(yè)和臨床實(shí)際，實(shí)驗原理要緊扣所學(xué)的分子生物學(xué)實(shí)驗技術(shù)，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性思維，不要拘泥于做什么寫什么。把重點(diǎn)從實(shí)驗操作和原理驗證轉(zhuǎn)移到學(xué)生分析問題和解決問題上，允許學(xué)生在實(shí)驗探索中犯錯誤，不再以實(shí)驗結(jié)果的好壞來作為分?jǐn)?shù)評判的主要標(biāo)準(zhǔn)，而是看學(xué)生思考、總結(jié)、整理實(shí)驗的能力和分析問題、解決問題的能力。通過綜合實(shí)驗報告的書寫，使學(xué)生提前掌握科研論文的書寫形式，為今后畢業(yè)論文和科研論文的書寫打下基礎(chǔ)［7］。

綜上所述，通過以上三個方面的實(shí)驗教學(xué)探索與實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)研究生的學(xué)習(xí)興趣明顯被調(diào)動起來，學(xué)習(xí)的積極性和主動性均好于本科學(xué)生。研究生在課堂上主動提問，課后主動思考，聯(lián)系臨床實(shí)際提出自己的科研思路和方向。該課程的教學(xué)對研究生自身科研思路和科研興趣的培養(yǎng)起到了促進(jìn)作用，同時從更深的層面來講對國家培養(yǎng)和壯大基礎(chǔ)科研人才隊伍起到了宣傳的效果。生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗技術(shù)是在生物學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)以及信息科學(xué)相互滲透融匯的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，已經(jīng)成為生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)中的前沿學(xué)科［8］。生命科學(xué)的發(fā)展和學(xué)生素質(zhì)教育都向教師提出更高的要求，不僅要加強(qiáng)相關(guān)學(xué)科理論學(xué)習(xí)，還要盡量將自身科研融入到教學(xué)中去，以科研促進(jìn)實(shí)驗教學(xué)、引導(dǎo)學(xué)生，為他們將來的科研工作打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

［1］馮作化.醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)(供8年制及7年制臨床醫(yī)學(xué)等專業(yè)用)［M］.北京:人民衛(wèi)生出版社，2005:1

［2］孫麗翠，于培蘭，王雅梅.研究生醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革的探索［J］.西北醫(yī)學(xué)教育，2008，6(1):64-65

［3］劉靜，胡維新，羅志勇.開設(shè)碩士研究生分子生物學(xué)實(shí)驗技術(shù)課程的幾點(diǎn)體會［J］.山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報:基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版，2006，8(2):419-420

［4］路凡，傅海燕，盧滋凡.醫(yī)學(xué)研究生分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)的體會［J］.山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報:醫(yī)學(xué)教育研究版，2006，8(1):85-86

［5］李燕，李紹青，劉新平，等.研究生分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)之我見［J］.山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報:基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版，2010，12(1):58-60

［6］王繼紅，葉芳.醫(yī)學(xué)院校生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革［J］.實(shí)驗室研究與探索，2011，30(7):288-291

［7］王曉霞，劉志榮，解軍，等.如何在分子生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)研究生的科研創(chuàng)新能力［J］.西北醫(yī)學(xué)教育，2011，19(1):78-80

［8］路凡.醫(yī)學(xué)研究生分子生物學(xué)實(shí)驗教學(xué)的體會［J］.山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報:基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版，2006，8(1):85-86