設計性基礎醫學實驗對長學制醫學生科研素質培養的探索

魏 玲,楊魯川,趙應華,劉 戟,干 蓉

(1.四川大學華西基礎醫學與法醫學院,2.四川大學華西第二醫院,四川 成都 610041)

21世紀是科技競爭的世紀,培養創新型高素質人才成為高等教育的首要任務。我國高等醫學教育改革不斷深化,以適應社會對醫生越來越高的需求——既有扎實的臨床技能,能夠救死扶傷;又具備獨立的科研能力,能夠探索疾病本質,尋找更有效診療手段[1]。長學制醫學教育就是為滿足這一需求應運而生的。

目前對長學制醫學生科研能力的培養各高校尚無統一的培養方案,培養的模式和途徑各不相同。本研究通過跨學科設計性基礎醫學實驗的構建與初步實踐,對長學制醫學生科研綜合素質的培養進行了探索。

一、設計性基礎醫學實驗的構建

當前,國內外醫學教育改革的主要趨勢包括課程的綜合化、方法的多樣化和技術的現代化[2]。集中精力改革教學內容和方法成為當務之急。目前的基礎醫學實驗教學中,綜合性、設計性實驗開展的比例還比較低,與臨床的結合度也不夠緊密,且設計性實驗多采用課堂討論模式,學生在掌握實驗技術、運用知識和動手實踐方面還需提高[3]。與基礎實驗和綜合性實驗比較,設計性實驗從實驗內容的選擇到最終的實施都是難度最大的。

為適應實驗教學改革的需要,提出兩個新的跨學科設計性實驗方案。方案一腫瘤細胞目的蛋白表達檢測及基因片段擴增,方案二人類疾病動物模型的復制及應用。方案一通過細胞培養、收集細胞后,一部分細胞裂解后提取總蛋白、蛋白質含量測定、SDS-PAGE、轉膜、Western blot檢測細胞中目的蛋白的表達情況;一部分細胞提取總RNA、RT-PCR獲取cDNA、PCR擴增目的基因片段、瓊脂糖凝膠電泳鑒定。方案二通過物理的、化學的、生物的因素處理實驗動物,建立人類疾病動物模型,該模型應用于:一動物外觀和機能觀察,機能學實驗;二外科手術觀察器官、組織病變情況,做組織切片,免疫組化實驗,組織細胞原代培養,培養細胞基因分析和(或)藥物處理觀察;三抽血,做血清學指標檢查。這兩個方案的特點是涉及生物化學、分子生物學、免疫學、細胞生物學、生理學、病理生理學、實驗動物學、外科學和生物信息學等多學科;綜合了各學科的一些重要實驗技術,如:細胞培養、免疫組化、RT-PCR,Western blot,ELISA等;可與臨床醫藥聯系,具有實用性;且靈活、操作性強,可將實驗拆分、重組,形成新的實驗,如:將RT-PCR與分子克隆技術相結合可形成一個基因工程方面的大實驗等,便于學生進行選擇和設計,提高創新思維能力。兩個方案中的每一項都能成為一個設計性實驗項目,如:人類疾病動物模型的復制方法很多,可供選擇的疾病、動物也很多,學生可根據自己的專業特點和興趣,結合實驗室的條件,查閱文獻,擬定最切實可行和經濟的復制方案確報模型的建立。同時方案中各技術更多使用常規試劑和材料,價格較便宜,便于教學開展;實驗過程中將會應用到一些大型的、精密的儀器設備,如:凝膠成像儀、PCR儀、超聲破碎儀、紫外分光光度計等,提高了大型精密儀器在學生實驗教學中的使用率。

二、設計性基礎醫學實驗的初步應用實踐

設計性基礎醫學實驗作為一門獨立的實驗課程可供大三學生選修[4];也可作為臨床醫學生畢業實習期間“回歸基礎”實習的內容及基礎醫學專業學生的專業實習內容;將其拆分簡化后,在低年級醫學生的基礎醫學實驗教學中應用;也可用于校內外大學生科技創新大賽的選題或賽前培訓。應用時間為2-8周。教學方法上采用由實驗室提供《設計性基礎醫學實驗指導》,明確實驗目的、大的方案及要求,每組學生(3-5人)根據自己的專業特點和興趣從中選擇一項,自己查閱資料,擬定實驗步驟,選定儀器設備,做好經費預算,在指導老師參與下共同討論修訂后確定實驗方案,獨立完成試劑配制、實驗操作、記錄實驗結果,寫好實驗報告,制成PPT進行交流討論,教師講評。教師在指導過程中運用PBL教學法,使學生成為學習的主體,為學生提供廣闊的思維空間,其學習興趣和積極性得到明顯提高,科研思維能力和解決實際問題的能力得到明顯增加。

經過在2007級基礎醫學專業學生的畢業實習、2008級臨床醫學八年制學生實驗課程學習中的應用實踐,效果比較顯著。學生設計的項目有:“酸奶對胃黏膜損傷保護作用的研究”,“STAT3在人類骨肉瘤細胞中的表達測定”,“大鼠脊髓撞擊損傷模型的制備”,“新型阿奇霉素前體藥對胃癌腹膜轉移癌的分子靶向治療研究”,“髓鞘堿性蛋白在肺腺癌A549細胞的表達”“家兔糖尿病模型建立及相關生化指標的測定”等,各選題與臨床結合緊密,有的還與生產、生活實際相聯系。經篩選后的項目主要在基礎醫學實驗教學中心完成,部分內容在基礎醫學專業實驗室完成,這兩個地方的實驗室采取開放的形式,由學生提前預約時間,指導教師全程負責,實驗室配套技術人員協助指導和管理。

三、應用效果評價

學生普遍反映其參與科學研究、動手做實驗的興趣更濃,主動獲取知識的愿望更強,提高了實驗技術水平和動手操作能力,應用知識分析問題和解決問題的能力得到了鍛煉,團隊協作精神、口頭表達、與人溝通等綜合素質都有所提高。對2008級臨床醫學八年制一個班的學生進行問卷調查,數據顯示100%的學生上實驗課的興趣提高,91%的學生認為自己查閱文獻的能力有提高,83%的學生認為自己的創新思維能力得到鍛煉,95%的學生認為自己的團隊協作精神提高,80%的學生認為實驗課前完成項目設汁的方式對自己的獨立性和主動性的培養非常有幫助。

四、體會與思考

設計性實驗教學的目的在于通過一個小型但完整的研究過程將實驗內容、實驗方法、實驗手段綜合[5],讓學生在牢固掌握基礎和專業課程的基礎上,靈活運用知識,培養學生的科研意識和綜合處理問題的能力,激發學生學習的主動性和開拓、創新精神,達到能力和素質的綜合培養與提高。

將設計性實驗引入學長學制醫學生的科研訓練中,對其實施的各個環節提出了更高的要求。設計性實驗的開展,從內容提煉到對學生指導,對教師來說是一項極具挑戰性的工作。既要符合學生的認識水平,又要體現相關領域最新動態科研背景,既要在較短的時間內完成,又要保證實驗過程的完整性。完成設計性實驗,重要的是使學生以此為載體受到科學方法論和科學態度教育。這就要求指導教師要有意識地按照科學方法程序化的一般過程組織教學活動,不應對實驗結果的應用價值期望過高,而看重的應是學生的收獲和參與過程,著眼點應放在對學生進行獨立思考、邏輯推理及判斷能力的思維訓練、創造性培養和動手實踐的能力上。同時設計性實驗對實驗設備的要求較高,儀器設備的資源共享需要其他實驗室的合理調配,設備的操作需要專業人員的指導和訓練,所有這一切要求指導教師和協助指導的實驗技術人員整體理論、技術水平強,實驗經驗豐富,反應迅速,思維敏捷,具備高度的責任心和敬業精神。建立一支適應這類課程的師資隊伍至關重要。

該類課程的開展在經費配套、與科研室的協作及完整系統的“科研實踐能力”評估方法等方面還值得進一步的研究和探索。

[1]趙 超,張 震.長學制臨床醫學生后期實驗室科研訓練問題和對策[J].中國高等醫學教育,2011(8):5-6.

[2]顧鳴敏.21世紀初中國高等醫學教育改革的探索與研究[M].上海:上海科學技術文獻出版社,2003:17.

[3]吳 穎,王軍凱,樊 民,等.八年制醫學生科研能力培養和評估的探索[J].中國高等醫學教育,2011(8):7,132.

[4]劉玉梅.日本醫學教育改革現狀[J].國外醫學·醫學教育分冊,2002(2):22-25.

[5]劉 艷,魏 洽.環境工程專業綜合性設計性實驗教學的改革與實踐[J].實驗技術與管理,2007,24(11):131-133.