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(dòng)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(gè)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(dòng)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(guó)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(yàn)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(duì)于醫(yī)學(xué)院校無(wú)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(yàn)技能。因此,我們主動(dòng)放棄本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為主的做法,針對(duì)研究生的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)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(gè)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]。
分子生物學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,而實(shí)驗(yàn)課是進(jìn)行各個(gè)學(xué)科研究、實(shí)踐的基礎(chǔ),對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有更高的要求和目標(biāo)。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置直接影響研究生對(duì)分子生物學(xué)的理解,對(duì)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(shí)數(shù)量的影響不可能將所有分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)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(yàn)課程的設(shè)置以綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)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(yàn)。該教學(xué)安排包含多種分子生物學(xué)基本實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(shí)和內(nèi)容較多,需要學(xué)生相互配合,避免學(xué)生被動(dòng)參與的現(xiàn)象,增加學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì),提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能以及與他人的合作能力;設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)旨在引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)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。
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式以教授為主,忽視了學(xué)生的主觀能動(dòng)性,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程通常是教師講、學(xué)生聽,先示范、再操作,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告、教師批改,這種教學(xué)模式屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。整個(gè)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(jì)性實(shí)驗(yàn)來(lái)改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)的傳統(tǒng)模式,充分認(rèn)可實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行精心的設(shè)計(jì),使每個(gè)實(shí)驗(yàn)既相對(duì)獨(dú)立又相互聯(lián)系[3]。例如:重組DNA技術(shù)的實(shí)驗(yàn)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(yáng)性克隆又用于原核表達(dá)與SDS-PAGE檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果隨著整個(gè)系列實(shí)驗(yàn)的開展而逐步顯露,而每個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)都能通過一定的檢測(cè)手段進(jìn)行觀察。重要的是實(shí)驗(yàn)過程中任何一個(gè)環(huán)節(jié)的錯(cuò)誤均可能影響最終的實(shí)驗(yàn)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(jì)性實(shí)驗(yàn)激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極主動(dòng)性。
其次,課前預(yù)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備是保證實(shí)驗(yàn)成功的重要前提。教師應(yīng)在課前對(duì)每一步實(shí)驗(yàn)都要進(jìn)行認(rèn)真的預(yù)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)存在的問題并提出妥善的解決辦法,這對(duì)保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)成功是十分重要的。學(xué)生實(shí)驗(yàn)與真正的科研不同,有學(xué)時(shí)的嚴(yán)格限制,既要按規(guī)定時(shí)間完成,又不能拖延實(shí)驗(yàn)影響學(xué)生的其他上課時(shí)間。比如:SDS-PAGE檢測(cè)目的基因的原核表達(dá)僅僅安排4-8個(gè)學(xué)時(shí),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(shí)脫色也要經(jīng)過一天的時(shí)間才能達(dá)到最好的觀察效果。在這個(gè)過程中等待時(shí)間過長(zhǎng),如何合理安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,讓學(xué)生在漫長(zhǎng)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(yàn)合理的安排學(xué)生時(shí)間,適時(shí)地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
最后,充分利用多媒體課件的優(yōu)勢(shì),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(dòng)逼真地將實(shí)驗(yàn)過程展現(xiàn)在學(xué)生面前,同時(shí)還可將相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源做成Flash動(dòng)畫或?qū)處燁A(yù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行錄像,在實(shí)驗(yàn)操作之前向?qū)W生播放,讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程有真實(shí)的感受,激發(fā)他們的動(dòng)手興趣,而且生動(dòng)的畫面還有利于學(xué)生記住實(shí)驗(yàn)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(yàn)技術(shù),還可以使學(xué)生能夠及時(shí)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。
建立以實(shí)踐操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和平時(shí)成績(jī)相結(jié)合的考核方法,在一定程度上調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性[5-6]。實(shí)驗(yàn)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(yàn)儀器設(shè)備就進(jìn)行考核。每次實(shí)驗(yàn)只要學(xué)習(xí)新的儀器設(shè)備使用,就在利用實(shí)驗(yàn)的等待時(shí)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(xiàng)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(dòng)了其學(xué)習(xí)興趣。此外,以往學(xué)生在書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)主要是照抄教材上的實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟,對(duì)實(shí)驗(yàn)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(yàn)報(bào)告。對(duì)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求以科研論文的形式進(jìn)行書寫,實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊Y(jié)合醫(yī)學(xué)專業(yè)和臨床實(shí)際,實(shí)驗(yàn)原理要緊扣所學(xué)的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)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(yàn)操作和原理驗(yàn)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(yàn)探索中犯錯(cuò)誤,不再以實(shí)驗(yàn)結(jié)果的好壞來(lái)作為分?jǐn)?shù)評(píng)判的主要標(biāo)準(zhǔn),而是看學(xué)生思考、總結(jié)、整理實(shí)驗(yàn)的能力和分析問題、解決問題的能力。通過綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)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(gè)方面的實(shí)驗(yàn)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(dòng)起來(lái),學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性均好于本科學(xué)生。研究生在課堂上主動(dòng)提問,課后主動(dòng)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(duì)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(shí)從更深的層面來(lái)講對(duì)國(guó)家培養(yǎng)和壯大基礎(chǔ)科研人才隊(duì)伍起到了宣傳的效果。生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)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(lái)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(yàn)教學(xué)、引導(dǎo)學(xué)生,為他們將來(lái)的科研工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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中國(guó)醫(yī)學(xué)教育技術(shù)2014年3期