研究性學習法在預防醫學實驗教學中的應用

賽 娜，張緒梅，吳蘊棠，黃國偉

（天津醫科大學，天津 300070）

研究性學習是在素質教育的背景下，經多年的教育實踐形成的創造性教育手段。在校大學生作為我國今后發展的生力軍，其素質的全面提高關乎我國今后的發展，因此，將研究性學習廣泛應用到大學教學中是十分必要的。研究性學習是指學生在教師的指導下，結合課程教學，圍繞專門的課題，以個人或小組合作的形式通過類似科學研究的方式主動獲取知識、應用知識、發現問題、解決問題的學習過程[1-3]。該教學方法強調學生的親自實踐過程，使學生直接獲取經驗，養成正確的科學精神和科學態度，掌握基本的科學研究方法，提高綜合運用所學知識解決實際問題的能力。預防醫學實驗教學作為醫學院校教育中必不可少的組成部分，已逐漸成為一門臨床、護理、基礎及口腔、藥學等專業本科生的重要課程，具有很強的實踐性和應用性，在該學科教學中進行研究性學習，對于培養學生實踐創新能力具有深刻意義[4-5]。另外，很多高校的實驗室均可對學生開放，從而使學生有更多機會接觸到大型分析儀器，如高效液相色譜儀、氣相色譜儀、化學發光免疫分析儀等，這對預防醫學專業教學引入研究性學習提供了便利條件[6-7]。本文借鑒了蘇霍姆林斯基提出的研究性學習法，并將其應用于預防醫學實驗教學中，達到了很好的教學效果。現將實驗教學過程介紹如下。

1 實驗教學過程

1.1 教學模式

根據研究性學習法以及預防醫學課程的教學特點，筆者將整個實驗教學過程設置為提出課題→文獻查閱與設計實驗→點評設計→實施實驗→實驗總結→結果評價等幾個環節[8]。下面以“血漿中S-腺苷同型半胱氨酸（SAM）含量測定”為例進行進一步說明。

1.2 提出課題

給學生進行專題講座，讓學生了解當今預防醫學的研究熱點以及發展趨勢，并引出“血漿中SAM含量測定”這個課題。近年來大量研究表明，高同型半胱氨酸血癥與多種疾病相關，特別是心腦血管的栓塞性疾病。血液中同型半胱氨酸的濃度已被認為是這類疾病的一個新的獨立危險因素，并成為研究這類疾病的病因及預防等方面的一個新熱點。同型半胱氨酸通過S-腺苷同型半胱氨酸水解酶催化，與腺苷縮合成SAM。通過檢測SAM的濃度可在一定程度上反映血液中同型半胱氨酸的水平。

1.3 文獻查閱

將該研究的具體實施要求明確告訴學生，為學生提供幾個收集文獻的思路以及整理文獻的方法。要求學生查閱文獻資料，了解和掌握他們所獲得的資料，挑選出有利于了解和實施該課題的幾篇文獻，并標出參考關鍵點。

1.4 實驗設計

在學生充分消化吸收文獻的基礎上，將學生每3人分為一組，發揮學生的積極性，讓他們充分討論，最終確定出具體的課題設計方案，撰寫開題報告，內容包括實驗目的與意義、實驗方法、數據的收集與整理、實驗進度及實驗經費等。

1.5 點評設計

每組選出一名學生，將設計方案以答辯的形式進行敘述，教師和學生一起討論課題設計方案的可行性。根據實驗室現有條件、經費等因素對實驗方案進行評估，讓學生自己總結思考，比較各個方案的優缺點。對于本課題，主要有以下幾種檢測方法：（1）免疫酶聯法，其測定結果準確、操作簡單，但所需試劑昂貴；（2）毛細管電泳法，其檢測結果準確、檢測時間短，但需要復雜的衍生過程；（3）比色法，其檢測快速，但檢測靈敏度不高；（4）高效液相色譜法（HPLC）測定血液中的SAM，學生最終選擇了此方法。

1.6 實施實驗

在教師的指導下，要求學生熟練掌握高效液相色譜技術，包括儀器的使用、維護、軟件操作等。根據確定的實驗方案，學生利用課余時間在實驗室自己動手準備實驗材料，配制各種實驗試劑。教師負責現場指導，解答學生實驗中遇到的難題，啟發學生思考。

1.7 實驗總結

要求學生整理實驗過程中學到的知識與技能，概括操作中的注意事項，并對實驗結果進行討論、分析。在討論的過程中，讓學生發表自己的看法，依靠學生相互之間的討論進一步對知識進行鞏固和補充。教師全程進行點評，并對學生不理解或理解不透的內容進行引導和分析，指導學生優化和處理所得的實驗結果，明確告訴他們論文的書寫格式，要求每位學生撰寫一篇小論文。

1.8 結果評價

根據學生的平時表現、自身進步、上交的實驗結果和論文等，對學生進行綜合實驗能力的考核。通過考核，不僅加強了學生對實驗課的理解和重視，而且有利于進一步增強學生的實際操作能力、分析問題能力和解決問題能力。

2 實驗教學效果

2.1 調動了學生的主觀能動性

在整個教學過程中，以學生為主體，教師通過優化實驗內容、加強研究性教學，力求學生在研究性的學習中不僅能夠掌握基本的儀器操作和實驗技能，還能夠在實踐中積極探討實驗現象和結果的關系，激發學生內在的學習興趣，調動學生學習的主動性、積極性和創造性。由于實驗方案是自行設計并進行答辯，所以學生必須有足夠的理論和實驗資料來支持，這促使他們查閱資料、研究方法、探索原理、設計方案、檢測結果，探究每一個實驗步驟的可能性與可行性，并從中體會到把知識運用于實踐的樂趣。

2.2 學生了解并參與了課題研究過程

學生通過文獻調研、設計實驗方案、進行具體實驗、統計實驗結果、撰寫論文等過程，熟悉了科學課題研究的全過程，逐步培養了自身的科學分析能力、獨立思考能力和嚴謹的科學作風，這為其今后的科研工作打下了良好的基礎。

2.2.1 HPLC 方法作為分析手段 通過查閱文獻，學生了解到HPLC的分析原理和HPLC的一般檢測流程，利用HPLC紫外檢測器對SAM標準品進行了檢測。SAM標準品的HPLC分析條件是：Venusil MP-C18色譜柱（4.6 mm×250 mm，5μm），流動相為50mmol/L NaH2PO4緩沖液（pH 4.38），進樣量為30μL，流速為1.0mL/min，柱溫為30℃，紫外檢測波長為254 nm。SAM標準品高效液相色譜圖如圖1所示。從圖1可見，SAM出峰時間為12.6分鐘。

圖1 SAM 標準品高效液相色譜圖

建立的SAM標準曲線見圖2。從圖2可知，濃度與響應值（峰高）成正比，重復性好。SAM的線性濃度范圍是0.05～2.0 mg/mL，檢出限為0.011mg/mL，定量限為0.027mg/mL。

圖2 SAM標準曲線

2.2.2 HPLC 血漿SAM 檢測分析方法的建立 在色譜分析中，樣品處理是一個既耗時又極易導致誤差的步驟。樣品處理的好壞直接影響色譜分析的最終結果。本研究中的血漿樣品除含有水分外，還有各種蛋白、無機鹽、碳水化合物、激素等成分，復雜的基質背景會對被分析目標化合物的提取、分離、凈化和測定等過程造成干擾。在本研究中，學生歸納了兩種樣品的處理方法。經驗證，樣品處理方法具體為：提取200μL血漿置于1.5mL離心管中，加入400 g/L三氯乙酸40μL，冰上靜置30分鐘，以14 000 r/min離心20分鐘，取上清液180μL，用0.22μm針頭過濾器過濾，進樣分析。

經過查閱文獻，學生了解到標準曲線法要求外部環境嚴格一致，因此進行了外標法實驗，實驗結果見表1。在外標法實驗條件下，不同時間、不同操作人員對SAM的測定和樣品中SAM含量測定分別進行了3次。由表1可見，該方法回收率為94.14%～104.48%，標準偏差均小于2.00%，重復性與精密度良好，可以滿足實驗的要求。

表1 SAM回收率實驗結果

2.3 提高了學生的合作能力

團隊合作精神是組織文化的一部分，良好的分工與合作可將每個人安排至合適的崗位，充分發揮集體的潛能。從實驗時間的安排、實驗流程以及個人分工，均需要同組學生團結合作。此外，整個實驗過程還培養了學生的大局意識、協作精神和服務精神，增強了學生的責任感及自信心，這些素質在今后的社會實踐中也是相當重要的。

3 存在的問題

3.1 需要加強實驗室管理

本教學法主要是在教師引導下讓學生自主完成實驗研究工作，從儀器設備的開啟使用到儀器的維護保養；從溶液的配制到定容、移液管的使用等，均需要學生正確進行操作，否則不僅會影響實驗成敗，而且容易造成試劑的浪費和儀器設備的損壞。為了確保實驗合理有效進行，必須加強實驗室管理，制訂相應的管理措施。

3.2 需要投入更多的人力和物力

在本實驗教學中，需要保證教師隨時隨地及時解決實驗中出現的疑難問題，因此需要投入的人力、物力要比常規教學法大得多。此外，由于受許多因素的限制，如教學時間的安排、教學經費、師資力量、儀器設備等，學生的一些設計也不能付諸實施。因此，不同專業可根據自身的條件，合理安排教學經費、師資力量、教學時間等。

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