姚飛虹，彭群龍，鄧勝軍，張 輝，譚 斌，黃紅英

(湘南學(xué)院，湖南 郴州 423000)

分子生物學(xué)主要研究內(nèi)容是生物體內(nèi)核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)組成、遺傳信息傳遞過程中各生物大分子之間如何相互作用，進(jìn)而闡明生命現(xiàn)象的本質(zhì)。分子生物學(xué)的發(fā)展迅猛，至今諾貝爾化學(xué)、生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者在其研究中都離不開分子生物學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)技術(shù)。尤其是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，結(jié)合化學(xué)、生物化學(xué)、藥學(xué)知識(shí)應(yīng)用于臨床檢驗(yàn)、疾病治療方面，幫助人們了解自己的健康以及疾病相關(guān)機(jī)制等，有著分廠重要的意義。而對(duì)于藥學(xué)專業(yè)學(xué)生來說，藥學(xué)分子生物學(xué)作為專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，分子生物學(xué)的理論與實(shí)驗(yàn)技術(shù)涉與藥理學(xué)、藥物毒理學(xué)、藥物化學(xué)、藥劑學(xué)、生物藥劑與藥代動(dòng)力學(xué)等課程密切相關(guān)，針對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)、我校實(shí)際情況，探索合適的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，以提高學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能與綜合運(yùn)用知識(shí)能力。

1 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)

根據(jù)我校藥學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，藥學(xué)專業(yè)分子生物學(xué)課程主要開設(shè)基礎(chǔ)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)開設(shè)綜合、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中所用試劑、儀器設(shè)備等是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵因素，具體來說實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)如下：

1.1 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)所用溶液特殊

分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中涉及生物體內(nèi)細(xì)胞生物大分子的提取分離、純化，對(duì)實(shí)驗(yàn)所用試劑有特殊要求，實(shí)驗(yàn)前需要知道這些溶液組成、pH值、離子濃度、化學(xué)有效成分等；如幾種電泳緩沖溶液的母液、工作液、保存液之間的區(qū)別，除此之外，學(xué)生還需要學(xué)會(huì)溶液的配制，這些基礎(chǔ)知識(shí)與操作方法關(guān)系實(shí)驗(yàn)的成敗、所獲得生物大分子的完整性、純度、濃度，因此對(duì)學(xué)生在無機(jī)、有機(jī)、物理化學(xué)的基本操作有一定要求，那么如何恰當(dāng)?shù)貦z驗(yàn)、引導(dǎo)補(bǔ)充學(xué)生對(duì)這部分的實(shí)驗(yàn)操作技能的掌握情況是筆者需要探索的。

1.2 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備要求精密度高

分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中涉及的生物大分子的操作，操作程序復(fù)雜繁瑣，往往要求適宜溫度、時(shí)間短，因此要求儀器設(shè)備的精密度高，如離心分離物質(zhì)時(shí)往往是微量、快速、低溫，需用高速冷凍離心機(jī)并配備專用轉(zhuǎn)子；PCR反應(yīng)中模板高溫變性、退火、延伸三個(gè)不同階段溫度不同，需要PCR儀，這些儀器溫控精確、溫度升降時(shí)效準(zhǔn)、準(zhǔn)確度高，相對(duì)普通離心機(jī)、水浴鍋精密度高且價(jià)格更昂貴，同時(shí)需要一定面積的場(chǎng)地才能保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如這對(duì)于地方本科院校來說，投入成本相對(duì)高。

1.3 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中涉及較多危險(xiǎn)化學(xué)試劑

在提取核酸物質(zhì)時(shí)需要分離去除多糖、蛋白等，常用氯仿、苯酚、異丙醇等;此外電泳時(shí)核酸分子染料常用溴化乙錠，分離用試劑常有揮發(fā)性對(duì)呼吸道有刺激性、對(duì)皮膚有腐蝕性，溴化乙錠嵌合DNA，具有致突變性；因此實(shí)驗(yàn)中如何保證人身安全、實(shí)驗(yàn)后如何處理廢棄化學(xué)試劑，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不可缺少的重要部分之一。

1.4 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間長、過程繁雜

分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中涉及細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞破碎、樣品離心、沉淀、結(jié)晶等，操作繁瑣，需要時(shí)間長，因此一個(gè)實(shí)驗(yàn)需要安排2～3個(gè)時(shí)間段開出，那么在有限的課時(shí)下如何縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間并操作完實(shí)驗(yàn)，是筆者需要探索的。

2 藥學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索實(shí)踐

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是教師演示、板書、講解，學(xué)生按步驟操作、記錄、計(jì)算、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，存在著因?yàn)槿藬?shù)多、時(shí)間短、掌握關(guān)鍵操作不牢，實(shí)驗(yàn)成功率低，學(xué)生易產(chǎn)生厭學(xué)情緒。針對(duì)這些現(xiàn)象結(jié)合分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，筆者嘗試優(yōu)化分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、其他多種教學(xué)方式、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)考核方式等，以增進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高藥學(xué)分子生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量[1]。

2.1 招募學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備[2]

實(shí)驗(yàn)前招募5～6名同學(xué)參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，配制實(shí)驗(yàn)中所用試劑，要求實(shí)驗(yàn)時(shí)，只能使用本組試劑進(jìn)行操作，最后按照結(jié)果評(píng)分，這樣學(xué)生更愿意認(rèn)真參與，也能真正體會(huì)到分子生物學(xué)所用試劑特殊性的原因，如質(zhì)粒提取試劑有Tris·Cl(三羥甲基)氨基甲烷緩沖液、1% SDS(十二烷基硫酸鈉)、0.5MEDTA(乙二胺四乙酸二鈉)等，在溶液配制中，使學(xué)生熟悉溶液配制和pH值測(cè)定，以及實(shí)驗(yàn)用水的級(jí)別和如何對(duì)溶液進(jìn)行滅菌。因此進(jìn)一步夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)化學(xué)、生物實(shí)驗(yàn)技能，利于后面的綜合性實(shí)驗(yàn)操作和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的自主能動(dòng)性。

2.2 重視實(shí)驗(yàn)室安全教育環(huán)節(jié)[3]

分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中涉及危險(xiǎn)化學(xué)品、精密儀器較多，因此存在有三大類安全隱患：(1)對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品使用不當(dāng)造成的危害認(rèn)識(shí)不到位；(2)對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、物品使用放置不當(dāng)造成的危害認(rèn)識(shí)不到位；(3)實(shí)驗(yàn)后的廢棄物處理不當(dāng)造成的危害認(rèn)知不到位。為了保證實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行，減少實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)室的安全風(fēng)險(xiǎn)。筆者試圖在學(xué)期開學(xué)后第一周，開展實(shí)驗(yàn)室安全教育講座。主要內(nèi)容有如：稀硫酸配制、稀鹽酸的配置、離心機(jī)、超凈工作臺(tái)等使用，實(shí)驗(yàn)室廢棄物的分類、收集、處理，有毒有害物質(zhì)的使用、處理方法，生物有害物質(zhì)的統(tǒng)一處理，如何做好個(gè)人防護(hù)等，通過講座中的實(shí)驗(yàn)室安全測(cè)試，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)的掌握，同時(shí)也輔助學(xué)生進(jìn)入藥學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行其他課程實(shí)驗(yàn)。

2.3 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型分為：驗(yàn)證型、綜合型、設(shè)計(jì)型，驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)如：DNA/RNA濃度測(cè)定等；綜合型實(shí)驗(yàn)如：感受態(tài)細(xì)胞制備、質(zhì)粒轉(zhuǎn)化、質(zhì)粒DNA的限制性酶切、質(zhì)粒提DNA取及鑒定、瓊脂糖凝膠電泳、PCR反應(yīng)及產(chǎn)物分析等。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)主要有：PCR法獲得目的基因、蛋白質(zhì)的SDS-PAGE電泳、western blot等。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系、藥學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方向、在有限課內(nèi)學(xué)時(shí)數(shù)的情況下優(yōu)化課內(nèi)教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。開設(shè)以下課內(nèi)實(shí)驗(yàn)：DH5α感受態(tài)細(xì)胞制備、質(zhì)粒轉(zhuǎn)化篩選、質(zhì)粒提取鑒定。由于分子生物學(xué)與藥理學(xué)關(guān)系緊密，學(xué)校藥學(xué)專業(yè)方向之一就是分子藥理，開設(shè)選做的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)型項(xiàng)目：PCR法獲得目的基因、蛋白質(zhì)的SDS-PAGE電泳、western blot等。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣選擇，逐步實(shí)現(xiàn)了常規(guī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的普及，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的個(gè)性化。

2.4 教學(xué)方式多樣化

由于分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)原理涉及知識(shí)點(diǎn)較多，實(shí)驗(yàn)時(shí)間有限，筆者適當(dāng)利用現(xiàn)代信息技術(shù)、虛擬仿真平臺(tái)等方式進(jìn)行教學(xué)，介紹實(shí)驗(yàn)原理、方法步驟、注意事項(xiàng)、演示儀器使用方法等。

2.4.1 利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)[4]

隨著現(xiàn)代教育信息的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)資源日益豐富，筆者嘗試拍攝實(shí)驗(yàn)視頻、制作微課構(gòu)建實(shí)驗(yàn)課程網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐。

首先建立課程實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)資源，進(jìn)行線上線下結(jié)合教學(xué)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)小節(jié)內(nèi)，放有實(shí)驗(yàn)教師講課微視頻、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、儀器使用等，課前布置實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)任務(wù)內(nèi)設(shè)4～8個(gè)問題，要求實(shí)驗(yàn)前完成。學(xué)生可以反復(fù)播放實(shí)驗(yàn)操作視頻，理會(huì)實(shí)驗(yàn)操作原理，領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)的關(guān)鍵步驟。這樣讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課時(shí)主要精力與時(shí)間用于實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)節(jié)或關(guān)鍵步驟上，學(xué)生實(shí)驗(yàn)成功率得以提高、更好地激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，鞏固相關(guān)的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)原理的掌握，利于下次實(shí)驗(yàn)的開展。

2.4.2 開設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)[5]

分子生物學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，基礎(chǔ)的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能是關(guān)鍵，由于教學(xué)課時(shí)的限制，分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)與生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)之間關(guān)系緊密，筆者利用我校醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬仿真平臺(tái)，選擇相關(guān)實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)任務(wù)、思考題后，再進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)。通過這種方式開設(shè)的內(nèi)容主要有：實(shí)驗(yàn)室安全基本常識(shí)、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)安全及常用儀器設(shè)備、移液槍的使用、瓊脂糖凝膠電泳、PCR法獲得目的基因、蛋白質(zhì)的SDS-PAGE電泳等。通過學(xué)習(xí)和虛擬實(shí)驗(yàn)同學(xué)們復(fù)習(xí)了生物化學(xué)、化學(xué)相關(guān)操作，能更好、更快地進(jìn)入課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生線上自學(xué)，教師線下答疑，課內(nèi)再實(shí)踐操做，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)與操作要點(diǎn)的掌握更加牢固，同時(shí)縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，解決了部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備昂貴，實(shí)驗(yàn)成本高的問題。

2.4.3 學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)授課方式是：教師講解實(shí)驗(yàn)原理、方法，演示實(shí)驗(yàn)儀器使用，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)內(nèi)容繁雜、學(xué)生人數(shù)多，學(xué)生容易開小差、產(chǎn)生厭學(xué)情緒。筆者嘗試在開設(shè)感受態(tài)細(xì)胞制備及轉(zhuǎn)化子篩選時(shí)，先招募學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、參與預(yù)實(shí)驗(yàn)，再由其中1位學(xué)生在正式開課時(shí)講解給其他的同學(xué)，其積極性迅速提高，許多實(shí)驗(yàn)中可能發(fā)生的問題得以提前預(yù)控，學(xué)生實(shí)驗(yàn)的質(zhì)粒轉(zhuǎn)化成功率高，學(xué)生參與度增加了、實(shí)驗(yàn)成就感增強(qiáng)，同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果改善明顯[6]。

2.5 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)考核

實(shí)驗(yàn)考核主要檢驗(yàn)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理和操作技能情況，傳統(tǒng)的考核成績主要由平時(shí)成績與實(shí)驗(yàn)技能考核成績組成。筆者根據(jù)藥學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)調(diào)整實(shí)驗(yàn)考核辦法，增加實(shí)驗(yàn)考核項(xiàng)目，把實(shí)驗(yàn)考核貫穿于實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中[7]，在考查實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析的同時(shí)，增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)加分項(xiàng)，學(xué)生授課加4分、學(xué)生參與準(zhǔn)備加2分、虛擬實(shí)驗(yàn)完成后加2分、完成開放性實(shí)驗(yàn)加2分，這樣調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，利于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能掌握。

2.6 鼓勵(lì)學(xué)生參與教師科研

分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)作為醫(yī)藥領(lǐng)域的主要研究方法之一，發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛、不可缺少。我校藥學(xué)學(xué)科是省級(jí)“十三五”應(yīng)用特色學(xué)科，依托省級(jí)藥理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，任課教師指導(dǎo)下開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目研究，如天然產(chǎn)物活性成份篩選和藥理機(jī)制研究、體外生物活性成分的表達(dá)等，教師在課堂中布置任務(wù)，學(xué)生們課后自行查找資料結(jié)合藥學(xué)專業(yè)知識(shí)以及已有條件與老師交流，逐步做好實(shí)驗(yàn)研究的主要內(nèi)容、設(shè)計(jì)方案等。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用分子生物學(xué)知識(shí)與天然藥物化學(xué)、藥理學(xué)的相互結(jié)合應(yīng)用的能力，學(xué)生創(chuàng)新的能力，團(tuán)隊(duì)意識(shí)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科研相互促進(jìn)共同發(fā)展[8]

3 結(jié) 語

藥學(xué)專業(yè)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)還處在初步探索和實(shí)踐中，在課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中從實(shí)驗(yàn)安全教育、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面進(jìn)行了有益嘗試的，加深了學(xué)生對(duì)藥學(xué)分子生物學(xué)在藥學(xué)領(lǐng)域中重要地位的了解，夯實(shí)了學(xué)生的分子生物學(xué)理論知識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，充分體現(xiàn)出對(duì)學(xué)生自主能動(dòng)性、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力的培養(yǎng)。筆者還有待不斷提高教師自身教學(xué)、科研素養(yǎng)和能力，不斷提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)能力、突出藥學(xué)專業(yè)特色，使得藥學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在專業(yè)人才培養(yǎng)中發(fā)揮出更好的作用。