陳燕 李凱 王明娣 孫萬平

摘要：基因診斷學(xué)實(shí)驗(yàn)課是使學(xué)生將基因診斷的理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際操作的實(shí)踐課程，本文通過對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式和教學(xué)效果評價(jià)等方面的改革，系統(tǒng)地探討了基因診斷實(shí)驗(yàn)課程體系的建設(shè)方案。

關(guān)鍵詞：基因診斷；實(shí)驗(yàn)課程；教學(xué)體系建設(shè)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）36-0239-02

基因診斷是在基因水平上對人體的生理和病理狀態(tài)進(jìn)行診斷。它是以遺傳物質(zhì)（如DNA、RNA）為檢查對象，利用分子生物學(xué)技術(shù)，通過檢查基因的結(jié)構(gòu)或表達(dá)量的改變來診斷疾病的方法。與主要以疾病的表型改變?yōu)樵\斷依據(jù)的傳統(tǒng)診斷學(xué)方法相比，基因診斷是病因的診斷，既特異又靈敏，其診斷結(jié)果不僅具有描述性，更具有預(yù)測性，因此基因診斷近年來在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用[1]。基因診斷學(xué)也成為了醫(yī)學(xué)院校的一門重要課程，對檢驗(yàn)學(xué)專業(yè)而言更是主干課程之一。

基因診斷學(xué)實(shí)驗(yàn)課是學(xué)生初次接觸具體的實(shí)驗(yàn)技術(shù)并將理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際的實(shí)踐課程，開設(shè)好基因診斷學(xué)實(shí)驗(yàn)課對于學(xué)生掌握基因診斷的原理和技術(shù)具有重要意義。但現(xiàn)在高校的基因診斷學(xué)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置仍存在諸如實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、缺乏系統(tǒng)性、實(shí)驗(yàn)技術(shù)簡單、師生互動不足、學(xué)生盲目機(jī)械操作、教師不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中遇到的問題、學(xué)生學(xué)習(xí)理解不深刻等突出問題，這些問題的存在不利于培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)過硬的檢驗(yàn)人才，更不利于培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才，也不能很好地適應(yīng)并推動檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展。因此，有必要對目前的基因診斷實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行系統(tǒng)地改革，以系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為基礎(chǔ)，以特定的實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方案。具體改革措施包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、論文式實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫等內(nèi)容，探討以帶教教師和學(xué)生共同制訂實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方案，并強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體、以實(shí)際臨床應(yīng)用為導(dǎo)向的新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，并通過問卷調(diào)查對本課程體系進(jìn)行分析總結(jié)，為進(jìn)一步的改進(jìn)和完善奠定基礎(chǔ)。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革

基因診斷學(xué)實(shí)驗(yàn)是建立在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的，具有更新迅速、技術(shù)種類繁多、實(shí)驗(yàn)要求嚴(yán)格的特點(diǎn)，這對基因診斷學(xué)實(shí)驗(yàn)提出了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)[2]。對于基因診斷學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容設(shè)置也提出了更高的要求。

秉承由淺入深，由獨(dú)立到綜合并鼓勵(lì)創(chuàng)新，由通過視頻學(xué)習(xí)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)技術(shù)到系統(tǒng)性的實(shí)際操作這樣一個(gè)循序漸進(jìn)的原則，將實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)內(nèi)容分為三個(gè)方面：基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)與技能培訓(xùn)，綜合性實(shí)驗(yàn)，開放型課題設(shè)計(jì)與實(shí)踐。

1.基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)與技能培訓(xùn)。本階段要求學(xué)生了解并掌握基因診斷學(xué)最基本的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，包括基因組DNA提取、大腸桿菌質(zhì)粒DNA提取、PCR擴(kuò)增目的基因以及DNA的瓊脂糖凝膠電泳等基本的實(shí)驗(yàn)操作，為后續(xù)的綜合性實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)技術(shù)的培訓(xùn)是進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技術(shù)培訓(xùn)時(shí)要重視實(shí)驗(yàn)原理的學(xué)習(xí)，以實(shí)驗(yàn)原理為指導(dǎo)，結(jié)合相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作步驟，使學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上掌握標(biāo)準(zhǔn)正確的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

2.綜合性實(shí)驗(yàn)。安排基因克隆和表達(dá)的綜合性實(shí)驗(yàn)。為了能夠讓學(xué)生直觀地了解自己實(shí)驗(yàn)的成敗，可以選擇EGFP基因的克隆與原核表達(dá)實(shí)驗(yàn)。表達(dá)EGFP的菌體在顯微鏡下呈現(xiàn)綠色熒光，能夠直觀、快捷地觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本部分實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生能夠在NCBI網(wǎng)站查找EGFP的全長序列，并利用分子生物學(xué)軟件進(jìn)行引物設(shè)計(jì)。以pEGFP-N1質(zhì)粒為模板，通過PCR擴(kuò)增出目的基因EGFP，并將EGFP基因克隆入原核表達(dá)載體pET-28a，轉(zhuǎn)化表達(dá)細(xì)菌BL21，并利用IPTG誘導(dǎo)目的蛋白表達(dá)，通過觀察菌體是否有綠色熒光即可判斷整個(gè)實(shí)驗(yàn)的成敗與否。本部分實(shí)驗(yàn)涵蓋了引物的設(shè)計(jì)、目的基因的獲得、質(zhì)粒提取、酶切、連接、轉(zhuǎn)化等系統(tǒng)性和連續(xù)性的實(shí)驗(yàn)操作。

3.開放型課題設(shè)計(jì)與實(shí)踐。許多單基因遺傳病是由基因點(diǎn)突變引起的，例如鐮狀細(xì)胞貧血。同時(shí)點(diǎn)突變是所有基因突變中突變率最高的，以此為例設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握相關(guān)的突變檢測方法具有重要的實(shí)用性。帶教教師可以提供幾種點(diǎn)突變疾病模型作為參考，將學(xué)生分成幾個(gè)小組，引導(dǎo)學(xué)生利用課堂上學(xué)習(xí)的點(diǎn)突變的檢測方法，讓他們自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。小組內(nèi)成員可以通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案，通過小組內(nèi)成員的集體討論，分析各種方案的可行性，并最終確定每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)方案。最后，可以通過橫向比較不同小組之間的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對照各組使用的不同實(shí)驗(yàn)方案分析總結(jié)各種實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)劣，從而加深學(xué)生對課題的理解。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的改革

1.基本實(shí)驗(yàn)操作階段，為了讓學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)前對實(shí)驗(yàn)室的安全要求、注意事項(xiàng)和實(shí)驗(yàn)操作有一個(gè)全面的了解，我們組織學(xué)生觀看基本實(shí)驗(yàn)操作視頻，內(nèi)容涵蓋基因克隆的相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，由教師就實(shí)驗(yàn)操作中的注意事項(xiàng)和容易出錯(cuò)的地方進(jìn)行講解。既讓學(xué)生直觀、形象地了解了實(shí)驗(yàn)流程，又豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂內(nèi)容[3]。

2.在直觀形象的觀察基本實(shí)驗(yàn)操作的基礎(chǔ)上，利用綜合性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己動手操作，既鍛煉了學(xué)生的動手能力，讓學(xué)生通過實(shí)際操作牢牢掌握了實(shí)驗(yàn)課的相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，又通過環(huán)環(huán)相扣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生自主思考每個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的。通過系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，前一個(gè)實(shí)驗(yàn)是后一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，后一個(gè)實(shí)驗(yàn)是前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的延續(xù)，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的成敗都將決定整個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)的是否成功，而非單獨(dú)的將各個(gè)基本實(shí)驗(yàn)分離開來，這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案有利于學(xué)生系統(tǒng)的掌握實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)?zāi)康模皇敲つ康倪M(jìn)行操作。

3.在學(xué)生全面理解并掌握基因診斷相關(guān)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，讓他們作為實(shí)驗(yàn)課的主體，引入臨床的實(shí)際應(yīng)用，并自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容?？梢愿鶕?jù)學(xué)生人數(shù)將學(xué)生分為幾個(gè)大組，每個(gè)組約8位同學(xué)，利用課后時(shí)間小組討論實(shí)驗(yàn)方案，通過理論課堂的學(xué)習(xí)和資料查找，確定小組的實(shí)驗(yàn)方案，并細(xì)化實(shí)驗(yàn)操作步驟，通過課堂匯報(bào)并集體討論，由帶教教師進(jìn)行點(diǎn)評和修改，最終確定每組實(shí)驗(yàn)的可行性方案。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)提前做好準(zhǔn)備，為學(xué)生全天開放，學(xué)生可以利用課堂和課余時(shí)間去實(shí)驗(yàn)室做課題，帶教教師協(xié)助指導(dǎo)。

三、實(shí)驗(yàn)考核方式的改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和鉆研精神，而合適的考核制度能夠調(diào)動和挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)的主觀能動性[4]。實(shí)驗(yàn)課程的考核可以包含平時(shí)成績和論文式實(shí)驗(yàn)報(bào)告兩方面的內(nèi)容。平時(shí)成績主要包括學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)態(tài)度、團(tuán)隊(duì)合作等方面的綜合評分，并適當(dāng)設(shè)計(jì)課堂提問環(huán)節(jié)，考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的理解能力，鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上發(fā)言，將學(xué)生的課堂表現(xiàn)計(jì)入最后的實(shí)驗(yàn)課成績。對于實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核的重點(diǎn)不在于實(shí)驗(yàn)的成敗與否，而在于對實(shí)驗(yàn)成功的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和對實(shí)驗(yàn)失敗的原因分析。

在學(xué)期末，開放型課題結(jié)束時(shí)要求學(xué)生提交論文式實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括題目、摘要、主要試劑儀器、方法、結(jié)果、討論，并以討論作為整個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的重點(diǎn)部分。通過這種考核方式的改革將有利于進(jìn)一步提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科研思維能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度。

四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的評價(jià)

學(xué)生是實(shí)驗(yàn)課程的主體。對于實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果的評價(jià)一方面包括學(xué)生對相關(guān)專業(yè)知識的掌握和考核成績的評價(jià)，另一方面還應(yīng)該包括學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)課程的主觀評價(jià)。只有得到了課程主體的認(rèn)可，才能最大程度地調(diào)動他們的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性，使學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，達(dá)到事半功倍的效果。因此，在課程即將結(jié)束時(shí)，我們設(shè)計(jì)了調(diào)查問卷，收集學(xué)生對于課程改革后的評價(jià)和建議，并做出針對性的改進(jìn)，不斷完善新的基因診斷實(shí)驗(yàn)課程體系。

基因診斷技術(shù)的最終目標(biāo)是應(yīng)用于臨床，服務(wù)于臨床。隨著基因診斷技術(shù)的快速發(fā)展和在臨床的廣泛應(yīng)用，對檢驗(yàn)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求，要求他們不僅能夠掌握常規(guī)的檢測技術(shù)，更應(yīng)該具有探索和創(chuàng)新精神，這樣才能緊跟科學(xué)發(fā)展的腳步并進(jìn)一步的推動基因診斷的發(fā)展，因而，能夠培養(yǎng)出高素質(zhì)的人才是基因診斷實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè)的目標(biāo)。通過我們的課程改革，將使基因診斷實(shí)驗(yàn)課程成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新研究能力的良好平臺。

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