模塊教學設計在醫學細胞生物學實驗教學中的應用

董靜 陳萍 王玉 劉丹 鄭立紅

摘 要：隨著醫學技術的不斷發展，醫學細胞生物學實驗課對醫學生臨床理論產生了不可替代的作用，其中實驗課教學中課程內容的設置也成了必須重視的一大問題。常規課程的內容以驗證性的實驗為主，但缺少對學生綜合能力和創新能力的培養，這對學生積極性和主觀能動性的發揮是很不利的。在醫學細胞生物實驗教學過程中，可以采用模塊式教學方法。該方法以彼此之間具有相對獨立性的模塊為單位組織教學內容，通過對同一個模塊進行內容、設備以及教師資源的不斷更新和補充，同時將這些模塊在一定程度上與不同的學生和教學層次的需要相組合，使教學的內容更具有針對性、先進性、可選擇性和靈活性。這種具有系統集成特點的教學方式，可以很巧妙地解決教學內容陳舊以及學時分配不合理等問題。

關鍵詞：模塊教學設計 醫學細胞生物學 教學內容 教學方式

中圖分類號：R-33 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（a）-0107-02

醫學細胞生物學課程，越來越引起各醫學院校的重視。各院校紛紛大力開展該課程。該課程是實驗室中較為重要的一門學科，具有較強的實驗性[1]。但隨著社會和醫學的不斷發展，實驗課教學中出現了不少需要改進的問題。這些問題不容忽視，其中最突出的是課程內容的設置。目前的課程內容均以驗證性的實驗為主，但忽略了對學生創新和綜合能力的培養，這必然會對學生的主動性和積極性造成不良影響[2]。因此為了更好地培養醫學生的的科學思維，以及創新、分析和解決問題的能力，該文對醫學生物學實驗教學中所存在的不足和突出問題進行探討，并提出以解決辦法。該文遵從醫學生物學實驗的規律及其特征，把實驗內容分為以下五個模塊：基礎、遺傳學、細胞學、生物技術和生物學實驗技術，然后研究這五大模塊的實驗技術在醫學研究過程中的應用。這種實驗教學模式收到了較好的效果[3]。

1 顯微鏡的使用及細胞的測量、觀察等基礎實驗

對基礎的學習，可以讓學生認識生物學實驗經常用到的設備并掌握其操作方法，而且還可以讓其從中獲得研究思維，同時提高研究意識。目前，我國各地區高中生物教學的水平存在著較大的差距，因此本科細胞生物學在開展顯微鏡使用的教學過程中，其教導者可依據受教人的不同情況靈活講解，并掌握授課的進度，如在模塊實驗中可以運用以下幾點內容進行[4]：第一，先利用充足的時間講解普通的顯微鏡的使用、結構；第二，特殊顯微鏡，可演示其使用方法及工作原理；第三，詳細地講解細胞的形態和結構以及顯微測量。第一點和第三點要求學生必修。

這樣教學的目的在于，可以使其對普通光學顯微鏡的性能、結構和高低倍鏡正規使用方法、顯微測微尺與臨時裝片的使用方法以及不同細胞的大小、結構、形態能完全掌握，并學會鏡下繪圖的使用方法。上述第二點則可以根據不同學生的情況作為選修教學的內容，其教學的目的在于使其熟悉并能使用不同種類電子顯微鏡的方法，從而進一步掌握不同種類顯微鏡的使用及工作原理。

2 細胞器的結構和功能分析的遺傳實驗

細胞作為生物體功能、結構的基礎，通過對本模塊的學習，可以更進一步地了解且熟悉細胞的功能和結構，這就是本模塊教學的目的。其內容有：第一，利用充足的時間對細胞器的中心體、高爾基體及線粒體進行觀察[5]。第二，掌握細胞組分的線粒體和細胞核的分離。最后則是細胞生理和細胞化學。對于這三點可以讓學生進行必修，但也可以根據不同學生的情況進行選修教學的內容，比如第一點，可選取相關染色體技術進行操作顯示線粒體；最后的內容有幾個染色實驗，如酸性蛋白、酸性磷酸酶、堿性蛋白、DNA及RNA等，因此可以選取以相應的混合染液染色，對于細胞內DNA、RNA的分布一目了然。

這樣教學的目的在于，可以使其熟悉切片標本、超活染色鏡下幾種細胞器的分布及形態，從而進一步地了解常使用到的原位顯示細胞內幾種化學成分的一般方法及原理、細胞勻漿與差速離心分級分離細胞組分的過程與原理，進而熟悉勻漿器與離心機的操作過程。

3 細胞的培養技術和應用

在本模塊中主要是以相關動物細胞中的原代、傳代培養為主，其次聯合相關細胞骨架、增長動力學等基本細胞特性進行實驗分析。通過學習，可以更進一步地認識到細胞增殖動力學、細胞骨架等基本的細胞特性[6]。上述均是學生、生物技術專業碩士研究生必修課程，其主內容有：第一，細胞的原代、傳代的培養；第二，對細胞的計數、觀察及活力測定進行培養；第三，對細胞的凍存及復蘇進行培養；第四，培養相關動物坯胎干細胞；第五，培養細胞生長曲線的繪制、克隆形成、分裂指數測定等實驗；第六，觀察細胞的骨架。前三點均是必修內容，后三點則是選修內容。

通過上述的學習，可以實現學生對細胞傳代、原代培養的自我掌握；熟悉操作，在倒置相差顯微鏡下觀察培養細胞的生長及形狀，學習細胞計數、活力測定的技術；另學會細胞凍存、復蘇和分裂指數監測方法、克隆形成試驗技術以及加強細胞骨架對維持細胞的形態的認識。

4 細胞凋亡及增殖

本模塊主要內容有：細胞凋亡的檢測、細胞分裂及染色體眾數分析和染色體標本的制備；其中染色體眾數分析和染色體標本的制備均為必修，細胞凋亡的檢測、細胞分裂為可選修內容[7]。教學時間為6～8學時，開展ES細胞的分析及染色體的制備在生物技術專業學員課程中進行，確定正常核型ES細胞的比例，可以通過相關數據來分析，從而使學生可以積極地找出干細胞正常核型的鑒定方案以及ES細胞成瘤性的相關檢測方案，也可以培養學生對干細胞的染色體制備、染色體數據分析的興趣。

通過本次內容的學習，可以實現學生對培養細胞染色體標本的原理、制備過程及計數、染色體形態特征的自我掌握分析；熟悉細胞的核型特征并掌握細胞減數分裂、出現分裂的過程及分裂各階段的形態特征；對常用細胞的原理、凋亡等生物學檢測方法熟悉并掌握。

5 細胞的利用、改造的技術

本模塊主要內容有：進行基因表達檢測以及細胞融合、培養物中支原體污染的檢測，其培養物中支原體污染的檢測為必修內容，細胞準備、脂質體法轉染外源基因，并行基因表達檢測和細胞融合為選修內容；以上課程內容學習的時間為4～6學時[8]。在該模塊教學中，可以有效地調動學生的實驗安排計劃能力及主觀能動性，而對于一些專業的學生，可以將GFP對基因的脂質體轉染進行標記，并且在該模塊學習的基礎上，可以進一步地練習熒光顯微鏡的操作方法及檢測步驟，結合LacZ的基因轉染，如采用相關辦法將LacZ表達載體灌輸至Hela細胞中，而LacZ基因編碼的Beta-半乳糖苷酶則通過X-Gal行染色，其顏色呈藍色，可采用上述模塊2所學習到的化學染色法對LacZ基因的表達進行觀察、檢測。而對于生物技術較高的碩士研究生教學，可以自主選擇興趣基因，通過分子生物學的技術設計出基因表達的載體，并通過細胞化學的染色設計基因表達進行方案的鑒定。

通過本次內容的學習，可以實現學生對生物技術實驗中較為常用的融合技術及細胞培養技術的自我掌握；熟悉基因工程中重組DNA的構建和基因的分析統計、篩選等技術；學會DNA酶切、瓊脂糖凝膠電泳技術以及體外擴增基因的聚合酶鏈式反應技術。從而培養學生的分析凝聚力及解決問題的綜合能力。

6 結語

通過以往的實驗課教學實踐中得出的問題發現，我們以前的科目內容多以驗證性的教學內容為首選和實驗較為單一的模式為主，使教學的課程不吸引學生，產生枯燥乏味感覺，從而使有些學生對每一模塊呈厭倦的態度，導致影響其積極性。因此我們實驗教學需進行改革，將教學內容整合為多個模塊并優化，使每一模塊能突出其特點，指導學生根據各個實驗的內容進行學習、培養，使學生可以享受到系統集成特點的實踐環境，對學生在自主學習、動手操作能力及分析研究能力等方面有所提高[9]。另根據不同情況的學生，給予有針對性、可選擇性的教學，激發學生對學習的渴望，積極地參與，并培養起綜合能力，從而提高學生主觀能動性、創新思維，并在面對實驗中所出現的問題時能自我解決處理，以能適應現代醫學對人才的需求。

參考文獻

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[8] 李明珠，吳勃巖，王艷杰.等.學生主體性引導互動教學法在醫學細胞生物學中的應用[J].中國醫藥現代遠程教育，2014，4（12）：81-82.