病理生理學(xué)探索式綜合設(shè)計性實驗在醫(yī)學(xué)生“科研早接觸”培養(yǎng)科研素養(yǎng)中的應(yīng)用

徐有志 盧海妹 李菲菲 汪思應(yīng)

摘 要： 通過病理生理學(xué)探索式綜合設(shè)計性實驗，使醫(yī)學(xué)生熟悉通過實驗驗證，提出新問題，進而提出合理的科學(xué)假設(shè)，找尋合適的解決方法解釋實驗現(xiàn)象和發(fā)現(xiàn)新問題。這種“科研早接觸”訓(xùn)練式病理生理學(xué)實驗方式，可以更進一步提高醫(yī)學(xué)生的科學(xué)研究的認識和興趣，為未來極大地提高醫(yī)學(xué)生的科研能力奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： 探索式綜合設(shè)計性實驗 醫(yī)學(xué)生“科研早接觸”訓(xùn)練 病理生理學(xué)實驗教學(xué)

病理生理學(xué)（Pathophysiology）是一門溝通基礎(chǔ)與臨床醫(yī)學(xué)的理論性較強的橋梁學(xué)科，主要任務(wù)是研究疾病發(fā)生發(fā)展的一般規(guī)律和機制，以生理、生化、病理、免疫和病原學(xué)等學(xué)科理論基礎(chǔ)為背景，研究病患機體功能代謝的變化規(guī)律和機制，為疾病的防治提供依據(jù)，同時為臨床課程的學(xué)習(xí)夯實基礎(chǔ)。所以，病理生理學(xué)是一門與醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)密切相關(guān)的綜合性學(xué)科[1]。

通過模擬人類疾病模型的實驗，在病理生理學(xué)教學(xué)中發(fā)揮重要作用：首先，可以加深醫(yī)學(xué)生對理論知識的理解，調(diào)動醫(yī)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；其次，通過實驗操作、現(xiàn)象觀察、分析結(jié)果等，訓(xùn)練醫(yī)學(xué)生的實驗操作、發(fā)現(xiàn)問題、提出解決方案的能力，這必將為提高醫(yī)學(xué)生的臨床技能、培養(yǎng)科研能力夯實基礎(chǔ)。目前病理生理學(xué)實驗已逐步轉(zhuǎn)換成在給定實驗條件和目的基礎(chǔ)上，由學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，自主設(shè)計實驗，分析可行性，提出科學(xué)假設(shè)，最終通過實驗解決問題的教學(xué)模式。這種模式在醫(yī)學(xué)生科研素養(yǎng)培養(yǎng)過程中發(fā)揮著重要作用[2，3]。

隨著學(xué)校對醫(yī)學(xué)生“科研早接觸計劃”的實施，本教研室在參加計劃的醫(yī)學(xué)生熟悉了病理生理學(xué)的基本理論知識并掌握了動物實驗操作流程后，開展了探索式綜合設(shè)計性實驗“小分子化學(xué)藥物誘導(dǎo)小鼠肺癌LL/2細胞凋亡檢測”（11學(xué)時）。帶教教師首先向醫(yī)學(xué)生講授一般設(shè)計性實驗的基本流程和原則，科研實驗基本的對照、隨機和重復(fù)的原則，使醫(yī)學(xué)生熟悉如何根據(jù)實驗?zāi)康奶岢隹尚行苑桨浮?/p>

通過理論討論細胞凋亡與腫瘤等疾病的關(guān)系，并熟悉細胞生命活動特殊現(xiàn)象——凋亡的初步檢測方法，把該實驗的重點放在學(xué)生如何提出問題、建立與論證假說、實施實驗與完成報告等環(huán)節(jié)。通過帶教老師協(xié)作，學(xué)生親手把該實驗重點放在熟悉和掌握細胞DNA的提取及瓊脂糖凝膠電泳[4]，同時加深對細胞凋亡特征的認識上。具體步驟如下：

1.通過現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題，提出科學(xué)假設(shè)（2學(xué)時）。

首先，指導(dǎo)學(xué)生選定小分子藥對小鼠肺癌LL/2細胞進行藥物處理，并設(shè)置對照實驗，對學(xué)生進行初步的實驗規(guī)范化訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的細胞學(xué)無菌操作能力。隨后，帶教老師通過引導(dǎo)學(xué)生運用已掌握的細胞凋亡相關(guān)理論知識，調(diào)動其思考問題的積極性，提出細胞出現(xiàn)凋亡的機制的科學(xué)假設(shè)。

2.設(shè)計相關(guān)實驗驗證科學(xué)假設(shè)（2學(xué)時）。

帶教教師協(xié)同學(xué)生依據(jù)凋亡相關(guān)理論提出檢測方法，學(xué)生自行設(shè)計相關(guān)實驗驗證假設(shè)，并論證設(shè)計方案的可行性，分析重難點問題，完善設(shè)計方案，并最終確定實驗的主要儀器（倒置熒光顯微鏡、凝膠電泳和成像系統(tǒng)）、流程和可能的結(jié)果。教師在這個過程中應(yīng)重點關(guān)注學(xué)生設(shè)計方案的合理性及實施的可行性。在給予必要的協(xié)作基礎(chǔ)上，給學(xué)生留有積極思考的空間，注重訓(xùn)練學(xué)生的自主創(chuàng)新思維、綜合運用知識解釋現(xiàn)象的能力。

3.按照預(yù)定實驗設(shè)計方案驗證科學(xué)假設(shè)（5學(xué)時）。

帶教教師協(xié)同學(xué)生依據(jù)預(yù)定實驗方案，對已經(jīng)過小分子藥處理的LL/2細胞凋亡進行初步檢測。帶教教師采用引導(dǎo)和提示形式參與實驗過程，不過多干預(yù)學(xué)生的實驗流程和操作步驟，引導(dǎo)學(xué)生運用所掌握理論知識分析和解決實驗現(xiàn)象和實驗過程中遇到的問題。其中LL/2細胞DNA的提取及瓊脂糖凝膠電泳是本實驗的重難點，為幫助學(xué)生熟悉實驗步驟和注意事項，可以帶領(lǐng)學(xué)生觀看DNA提取和瓊脂糖凝膠電泳相關(guān)的教學(xué)視頻或幻燈片，強化學(xué)生對該部分實驗的操作規(guī)范化。

4.記錄實驗流程步驟，完成實驗，撰寫報告（2學(xué)時）。

帶教教師從實驗設(shè)計開始就要求學(xué)生做好實驗記錄，待實驗完成獲得結(jié)果后，協(xié)作學(xué)生總結(jié)實驗結(jié)果，并分析實驗中出現(xiàn)的問題，提出合理解釋，最后撰寫并提交報告。完整的實驗報告應(yīng)包括實驗設(shè)計方案、流程步驟、結(jié)果的呈現(xiàn)形式、分析與討論，旨在訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)素養(yǎng)，同時體會整個實驗過程的科學(xué)合理性與可行性，使其意識到科學(xué)素養(yǎng)的重要性。

總之，通過“科研早接觸計劃”進行的“小分子化學(xué)藥物誘導(dǎo)小鼠肺癌LL/2細胞凋亡檢測”這一探索式綜合設(shè)計性實驗，激發(fā)了醫(yī)學(xué)生通過現(xiàn)象探索機制的興趣，最大限度地調(diào)動了其分析解決問題的主動性，提高了醫(yī)學(xué)生對科學(xué)實驗的興趣，同時對醫(yī)學(xué)生的科研素養(yǎng)的培養(yǎng)與提高意義很大，深受學(xué)生喜愛，達到醫(yī)學(xué)生科研早接觸計劃要求的探索式綜合設(shè)計性實驗?zāi)康摹?/p>

參考文獻：

[1]徐明.改進教學(xué)模式充分發(fā)揮病理生理學(xué)的“橋梁”作用[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2010，32：28.

[2]周利梅，陳新民，李敏.在設(shè)計性實驗中培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的科研能力[J].醫(yī)學(xué)教育探索，2007，6（12）：1126-1127.

[3]黃品梅，黃道平，梁錦.開發(fā)綜合設(shè)計性實驗促進創(chuàng)新人才之培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索，2010，29（6）：93-95.

[4]Sun Y，Gou S，Liu F，et al.Synthesis，in vitro cytotoxicity，and interaction with DNA of platinum（II）complexes with N-monocycloalkyl derivatives of 1R，2R-diaminocyclohexane as carrier ligands.Chem Med Chem，2012，7（4）：642-649.