李志紅，肖方祥，肖 莉，李自成

(三峽大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)教研室，湖北宜昌 443002)

基于PBL模式的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材編寫(xiě)的探索與實(shí)踐

李志紅，肖方祥，肖 莉，李自成

(三峽大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)教研室，湖北宜昌 443002)

針對(duì)傳統(tǒng)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)性和規(guī)范化的實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練，但引導(dǎo)學(xué)生思考不足的問(wèn)題，作者在多年生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的基礎(chǔ)上，編寫(xiě)了基于PBL模式的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材。該教材以問(wèn)題為中心，每章和相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都以問(wèn)題的方式展開(kāi)，引導(dǎo)學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)，通過(guò)探尋解決問(wèn)題的方法，加深學(xué)生對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)理論和技術(shù)的認(rèn)識(shí)。實(shí)踐證明，該教材能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生積極思維，受到學(xué)生們的普遍歡迎。

PBL;生物化學(xué);實(shí)驗(yàn)教材;探索

醫(yī)學(xué)是實(shí)驗(yàn)性科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是醫(yī)學(xué)教育的重要組成部分，它對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)獲取能力、實(shí)踐能力、綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、創(chuàng)新能力等，發(fā)揮著其他教學(xué)環(huán)節(jié)不可替代的作用。實(shí)驗(yàn)教材是實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的載體，是教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要依據(jù)，高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)教材能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生積極思維、努力探索、勇于創(chuàng)新[1]。

生物化學(xué)是一門(mén)用化學(xué)的理論和方法來(lái)研究生命現(xiàn)象，并在分子水平闡明生命現(xiàn)象的化學(xué)本質(zhì)的科學(xué)。作為一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該與理論教學(xué)齊頭并進(jìn)。目前，我國(guó)多數(shù)高校對(duì)生物化學(xué)理論教材建設(shè)比較重視，而對(duì)實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)的重要性認(rèn)識(shí)不足。各出版社出版的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材沒(méi)有擺脫傳統(tǒng)教育的束縛，教材多注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)性和規(guī)范化的訓(xùn)練，忽視了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生思考不足，素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的思想沒(méi)能在教材中體現(xiàn)出來(lái)，不利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

PBL(problem-base learning)是基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)模式，于1969年由美國(guó)神經(jīng)病學(xué)教授Borrows在加拿大的麥克瑪斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)院首創(chuàng)，目前已成為國(guó)際上公認(rèn)的、最受歡迎的學(xué)習(xí)模式之一[2]。該模式重在啟發(fā)，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)為主，注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、邏輯推理和解決問(wèn)題的能力。我國(guó)一些醫(yī)學(xué)院校已開(kāi)始嘗試使用PBL模式進(jìn)行教學(xué)改革，但目前尚無(wú)基于PBL模式的生物化學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教材。自2005年開(kāi)始，我們開(kāi)展了“以問(wèn)題為中心”的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，受到學(xué)生的普遍歡迎。在多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我們編寫(xiě)了基于PBL模式的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材，該教材在醫(yī)學(xué)各專(zhuān)業(yè)使用后取得了一定的成效。

1 教材編寫(xiě)的指導(dǎo)思想

以問(wèn)題為中心，將實(shí)驗(yàn)技術(shù)理論與實(shí)驗(yàn)方法相結(jié)合，將基本技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)與綜合性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，每章和相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都以問(wèn)題的方式展開(kāi)，引導(dǎo)學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)，通過(guò)探尋解決問(wèn)題的方法，加深學(xué)生對(duì)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)理論和技術(shù)的認(rèn)識(shí)。

2 教材編寫(xiě)體系

該教材共分五部分。第一部分為生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本理論與基本技能，包括緒論、量器的使用、校正與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、分光光度技術(shù)、層析技術(shù)、電泳技術(shù)、離心技術(shù)、酶活力測(cè)定與酶法分析等，每章后面都附有與之對(duì)應(yīng)的基本技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)。第二部分為臨床常用生物化學(xué)檢驗(yàn)，包括血清蛋白質(zhì)、葡萄糖、脂類(lèi)物質(zhì)含量的測(cè)定、肝功能與腎功能的檢測(cè)等。第三部分為分子生物學(xué)基本技術(shù)。第四部分為綜合性實(shí)驗(yàn)，包括血清白蛋白的純化與鑒定、重組DNA的構(gòu)建及其在大腸桿菌中的誘導(dǎo)表達(dá)等。第五部分為附錄，介紹了常用的生物化學(xué)儀器使用方法。

3 基于PBL模式的教材編寫(xiě)方式

為突出問(wèn)題的引導(dǎo)和啟發(fā)作用，在每章和每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)始都以文本框的形式精心設(shè)置相關(guān)問(wèn)題，在每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的最后也設(shè)置了一些思考題。對(duì)問(wèn)題的設(shè)計(jì)采用“由粗到細(xì)”的原則。

如每章開(kāi)始設(shè)置的問(wèn)題主要從大的方面來(lái)啟發(fā)學(xué)生思考相關(guān)的實(shí)驗(yàn)理論。以“電泳技術(shù)”一章為例，我們首先提出了以下問(wèn)題:“①在電場(chǎng)中，帶電粒子會(huì)向著與其電性相反的電極移動(dòng)。如何利用這一性質(zhì)來(lái)分離蛋白質(zhì)或核酸?影響混合物中各組分遷移速度的因素有哪些?為獲得更好的分離效果，在實(shí)驗(yàn)條件選擇上應(yīng)注意哪些問(wèn)題?②電泳分辨率的提高得益于新的電泳支持介質(zhì)的不斷發(fā)現(xiàn)和運(yùn)用，作為電泳支持介質(zhì)應(yīng)具備哪些條件?常用的電泳支持介質(zhì)有哪些?各有何優(yōu)缺點(diǎn)?”這些問(wèn)題旨在引導(dǎo)學(xué)生思考電泳技術(shù)的相關(guān)理論及其不斷發(fā)展的原因，以激發(fā)學(xué)生的探究欲望。

針對(duì)每個(gè)基本技能實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的問(wèn)題則從細(xì)節(jié)著手，啟發(fā)學(xué)生將具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)理論相結(jié)合，并在預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)時(shí)關(guān)注實(shí)驗(yàn)操作中的一些關(guān)鍵問(wèn)題，提高實(shí)驗(yàn)的成功率。如“血清蛋白質(zhì)聚丙烯酰胺凝膠園盤(pán)電泳”，提出了以下問(wèn)題:①本實(shí)驗(yàn)中需用到多種緩沖液，為何濃縮膠緩沖液、分離膠緩沖液和電極緩沖液的濃度和pH值各不相同?②本實(shí)驗(yàn)中需用到哪些實(shí)驗(yàn)器材與試劑?要得到好的分離效果在實(shí)驗(yàn)操作中需注意哪些問(wèn)題?

在學(xué)生完成了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)有了一定的感性認(rèn)識(shí)之后，為引導(dǎo)學(xué)生深入思索該實(shí)驗(yàn)技術(shù)及實(shí)驗(yàn)中可能存在的問(wèn)題，做好實(shí)驗(yàn)總結(jié)，在每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的最后，設(shè)置了一些思考題。如“血清蛋白質(zhì)聚丙烯酰胺凝膠園盤(pán)電泳”，設(shè)置了以下思考題:①聚丙烯酰胺凝膠不聚合的主要原因是什么?如何克服?②濃縮膠為何能濃縮樣品?不加濃縮膠是否能分離樣品?③為什么要在樣品中加少許溴酚蘭和一定濃度的甘油?④為何血清聚丙烯酰胺凝膠電泳比醋酸纖維素薄膜電泳可分離得到更多譜帶?

經(jīng)過(guò)基本技能訓(xùn)練之后，學(xué)生進(jìn)入到綜合性實(shí)驗(yàn)階段。為培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)，促使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的總體目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)之間的相互關(guān)聯(lián)進(jìn)行總體思考和把握，按照科研的初步要求，設(shè)計(jì)了綜合性更強(qiáng)的問(wèn)題。如綜合性實(shí)驗(yàn)“重組DNA的構(gòu)建及其在大腸桿菌中的誘導(dǎo)表達(dá)”，提出以下問(wèn)題:①大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)是高效表達(dá)外源蛋白最常用的原核表達(dá)系統(tǒng)，目前市面上可供選擇的原核表達(dá)載體和菌株很多，如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行選擇?如何使目的基因在該系統(tǒng)中獲得高效表達(dá)?如何對(duì)表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)和分析?②基因克隆和表達(dá)的一般步驟為“分、切、接、轉(zhuǎn)、篩、表”，其中每一步都有很多種方法可供選擇，具體實(shí)施時(shí)究竟該選擇哪種方法?選擇該方法的依據(jù)是什么?在這一系列的序貫實(shí)驗(yàn)中，前一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)可能造成怎樣的影響?在實(shí)驗(yàn)操作上應(yīng)該注意哪些問(wèn)題?

4 教材的使用效果

該教材從2008年開(kāi)始以?xún)?nèi)部版的形式在學(xué)校醫(yī)學(xué)各專(zhuān)業(yè)使用。為配合該教材的使用，在醫(yī)學(xué)各專(zhuān)業(yè)開(kāi)展“自主-合作型”生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。該教學(xué)改革的實(shí)施方案是:學(xué)生自由組合形成合作小組，每組4-5人，確定小組長(zhǎng);教師布置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生結(jié)合教材中的問(wèn)題利用課余時(shí)間查閱文獻(xiàn)資料，以小組為單位研討實(shí)驗(yàn)方案、制作ppt;實(shí)驗(yàn)課上各組選派代表講演;講演結(jié)束后各組學(xué)生接受同學(xué)和教師的提問(wèn)并討論;教師點(diǎn)評(píng)和補(bǔ)充;2人一組完成實(shí)驗(yàn);各組匯總實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論課后或各組提出的問(wèn)題，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

該教材和教學(xué)改革方式有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，受到學(xué)生們的普遍歡迎。在教學(xué)信息反饋中，學(xué)生們?cè)u(píng)價(jià)到:“教材中的每章和每個(gè)實(shí)驗(yàn)都以問(wèn)題的方式展開(kāi)，這種方式很新穎。過(guò)去做實(shí)驗(yàn)多是被動(dòng)地完成，很少主動(dòng)去思考。通過(guò)自己做ppt，查閱課外資料，主動(dòng)地去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并與學(xué)生探討問(wèn)題。通過(guò)這種提問(wèn)和解答，學(xué)習(xí)成了一種小規(guī)模的探索過(guò)程，這是過(guò)去很少體驗(yàn)過(guò)的，也從中嘗到了解決問(wèn)題的樂(lè)趣。有過(guò)這樣的一次經(jīng)歷，以后其他課程也會(huì)嘗試以此方式進(jìn)行，定會(huì)收到事半功倍的效果。”

結(jié)合內(nèi)部使用情況和學(xué)生們的反映，作者對(duì)該教材進(jìn)行了修訂，并交由華中科技大學(xué)出版社于2011年秋季正式出版。在今后的使用過(guò)程中，還將不斷修訂和完善該教材，使它更好地服務(wù)于生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

[1]湯中圣，王家金，姜衛(wèi)東，等.加強(qiáng)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)與管理，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平[J].安徽醫(yī)藥，2006，10(5):399-400.

[2]張麗萍，夏 宇，武貴臻.PBL模式在醫(yī)學(xué)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)(基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版)，2008，10(3):309 -311.

Exploration and Practice of Compilation of Biochemistry Biochemical Experiment Textbooks Based on PBL Model

LI Zhi-hong，XIAO Fang-xiang，XIAO Li，LI Zi-cheng
(Department of Biochemistry，College of Medical Science of China Three Gorges University，Yichang 443002，China)

Traditional textbooks of biochemistry experiments emphasized the systematic and standard training，but ignored leading students’thinking.Aiming at these problems and combining a few years of teaching reform of biochemistry experiments，we compiled a biochemical experiment textbook based on PBL model.Centered on problems，the textbook has each chapter and experiments starting with problems to guide students in learning with the problems.By looking for solutions to the problems，students have a deepened knowledge of biochemical experiment theories and technology.Our practice proves that the textbook can greatly stimulate learning in interest，inspire active thinking and is widely welcomed by the students.

PBL;biochemistry;experiment textbook;exploration

G642.0

A

1006-2769(2011)05-0994-03

2011-07-14

三峽大學(xué)教育教學(xué)研究項(xiàng)目(J200826)

李志紅(1968-)，女，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事生物化學(xué)教學(xué)與研究工作。