分子微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)選修課教學(xué)探索

盧 莎，任向宇，陶格斯，包麗麗，沈曉玲

（內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010059）

分子微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)選修課教學(xué)探索

盧 莎，任向宇，陶格斯，包麗麗，沈曉玲*

（內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010059）

醫(yī)學(xué)微生物學(xué)是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育的核心課程，學(xué)校有義務(wù)為學(xué)生提供該學(xué)科進(jìn)一步深度學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，專業(yè)拓展類選修課程應(yīng)運(yùn)而生。在全面了解醫(yī)學(xué)微生物學(xué)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，為與科研接軌，使學(xué)生了解微生物在科學(xué)研究中的應(yīng)用價(jià)值，啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維、提高學(xué)生的實(shí)際操作能力和綜合分析能力，我校開展了分子微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)選修課，在教學(xué)中積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。實(shí)踐表明，分子微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)選修課可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提升科學(xué)思維能力和實(shí)驗(yàn)技能。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)；分子微生物學(xué)；選修課程

醫(yī)學(xué)微生物學(xué)是醫(yī)學(xué)院校的重要課程，學(xué)校有責(zé)任為學(xué)生提供進(jìn)一步深度學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，相關(guān)選修課程應(yīng)運(yùn)而生。開設(shè)選修課的目的就是給學(xué)生提供某種經(jīng)歷，使他們能夠掌握科學(xué)方法和研究原則，進(jìn)而在今后的學(xué)習(xí)中持續(xù)探索和研究[1]。分子微生物學(xué)作為微生物學(xué)的一個(gè)重要分支，是實(shí)踐性極強(qiáng)的一門學(xué)科，主要研究微生物基因組結(jié)構(gòu)及功能，涵蓋微生物基因組復(fù)制、基因表達(dá)及其調(diào)控機(jī)制，探索微生物感染與致病的本質(zhì)，進(jìn)而為感染性疾病診斷及藥物研發(fā)提供理論依據(jù)。在學(xué)生全面了解醫(yī)學(xué)微生物學(xué)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，為與科研接軌，使學(xué)生掌握科學(xué)研究中涉及的微生物相關(guān)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維，提高學(xué)生的實(shí)際操作技能和綜合分析、解決問(wèn)題能力，對(duì)我校2014級(jí)臨床本科生（50人）開設(shè)了分子微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)選修課，在教學(xué)實(shí)踐中積累了一些經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)從課程設(shè)計(jì)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方案、實(shí)施過(guò)程、考核評(píng)價(jià)、學(xué)生反饋等方面進(jìn)行闡述。

1課程設(shè)計(jì)理念

當(dāng)今醫(yī)學(xué)教育的重要觀點(diǎn)之一就是將學(xué)習(xí)的結(jié)果作為課程設(shè)計(jì)的原動(dòng)力[2]。該課程設(shè)計(jì)即以結(jié)果為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)課程結(jié)束后學(xué)生的收獲，學(xué)生學(xué)到的應(yīng)不僅僅是知識(shí)，確切地說(shuō)是學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)做些什么。本課程旨在介紹分子微生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，通過(guò)學(xué)生實(shí)踐，啟發(fā)其科學(xué)思維，提高學(xué)生的實(shí)際操作技能和綜合分析、解決問(wèn)題的能力。

2教學(xué)內(nèi)容

在有限的24學(xué)時(shí)里，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)連續(xù)的綜合性實(shí)驗(yàn)，模擬了一個(gè)完整的科研過(guò)程。以細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為核心，涉及實(shí)驗(yàn)室生物安全、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備、細(xì)菌培養(yǎng)、感受態(tài)細(xì)菌的制備、轉(zhuǎn)化子的篩選、細(xì)菌質(zhì)粒的提取及瓊脂糖凝膠電泳鑒定。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容新穎豐富，與我校已有實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容無(wú)重復(fù)，集系統(tǒng)性、綜合性、應(yīng)用性和研究性于一體。

3教學(xué)方案

基于我校微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備條件，我們采用小班授課模式（25人/班）。這種模式有助于師生、生生間的互動(dòng)，使合作學(xué)習(xí)成為可能。具體授課流程為多媒體教學(xué)→實(shí)驗(yàn)操作→課堂討論→提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

4實(shí)施過(guò)程

4.1實(shí)驗(yàn)室生物安全

世界各地都曾發(fā)生過(guò)因?yàn)椴恢匾晫?shí)驗(yàn)室生物安全而引發(fā)的感染或意外傷害事故，因此我們把第一課確定為實(shí)驗(yàn)室生物安全。從真實(shí)案例切入，講解實(shí)驗(yàn)室生物安全的有關(guān)概念、生物因子危險(xiǎn)度分級(jí)和生物安全防護(hù)水平分級(jí)，實(shí)驗(yàn)室操作技術(shù)規(guī)范及實(shí)驗(yàn)室意外事故的緊急處理方法。該環(huán)節(jié)的教學(xué)目標(biāo)為樹立學(xué)生的無(wú)菌觀念、使學(xué)生學(xué)會(huì)生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

4.2實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備

為讓學(xué)生真正體會(huì)完整的科研過(guò)程，第二次課設(shè)為實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備。這一環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)主要是讓學(xué)生明白科研前期的準(zhǔn)備工作也相當(dāng)重要。正式實(shí)驗(yàn)前，所有學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容制作實(shí)驗(yàn)用物清單，教師檢查和補(bǔ)充，指出學(xué)生遺漏的內(nèi)容及可能造成的后果。例如，需要提前購(gòu)買的試劑、需要高壓滅菌的槍頭、培養(yǎng)基，因考慮不周而沒(méi)有準(zhǔn)備，將使后續(xù)實(shí)驗(yàn)無(wú)法正常進(jìn)行，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)度。科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模ＷC每個(gè)環(huán)節(jié)準(zhǔn)確無(wú)誤。每完成一步，都要有相應(yīng)的檢測(cè)鑒定手段。比如：滅菌的培養(yǎng)基名稱、組別、日期必須明確標(biāo)示，方能保證不會(huì)錯(cuò)拿誤用并且在滅菌有效期內(nèi)使用；每次高壓滅菌都要放入指示條，方能檢驗(yàn)滅菌器是否正常工作；滅菌后的培養(yǎng)基需抽查檢菌，無(wú)細(xì)菌生長(zhǎng)才能繼續(xù)使用。

4.3正式實(shí)驗(yàn)

正式實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括感受態(tài)細(xì)菌的制備、細(xì)菌轉(zhuǎn)化、質(zhì)粒提取及瓊脂糖凝膠電泳。每個(gè)實(shí)驗(yàn)看似彼此獨(dú)立，其實(shí)環(huán)環(huán)相扣，具有連貫性和系統(tǒng)性[3]。預(yù)期目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，提高實(shí)際操作技能和綜合分析、解決問(wèn)題的能力。科研思維指的是提出科學(xué)問(wèn)題并借助實(shí)驗(yàn)技術(shù)解決該問(wèn)題的能力[4]，能夠主動(dòng)提出問(wèn)題是形成科研思維的第一步。因此，授課過(guò)程中，教師要注意培養(yǎng)學(xué)生正確的思維習(xí)慣，訓(xùn)練他們運(yùn)用已有知識(shí)質(zhì)疑新的知識(shí)，然后主動(dòng)尋找答案，形成積極求索的學(xué)習(xí)態(tài)度。每個(gè)實(shí)驗(yàn)都引導(dǎo)學(xué)生研究實(shí)驗(yàn)方案的合理性以及實(shí)驗(yàn)步驟可否再優(yōu)化；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師針對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生提出解決問(wèn)題的思路和方法，若實(shí)驗(yàn)未出現(xiàn)預(yù)期結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生分析原因并制訂補(bǔ)救措施等。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)討論，討論內(nèi)容可以是實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題、困難，也可以設(shè)計(jì)一些與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問(wèn)題組織學(xué)生討論。通過(guò)討論可再次復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容并拓展相關(guān)知識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析歸納和解決問(wèn)題的能力[5]。

5學(xué)生反饋

對(duì)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，從激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、提升動(dòng)手能力、激發(fā)科研意識(shí)、促進(jìn)交流與合作、提升教學(xué)效果5個(gè)方面了解學(xué)生對(duì)該課程的反饋。共發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷50份，回收有效問(wèn)卷50份，問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果見表1。調(diào)查結(jié)果顯示，大多數(shù)學(xué)生覺得該課程新穎有趣，能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提升動(dòng)手能力等。當(dāng)然也存在一些不足之處，學(xué)生的反饋意見集中在3個(gè)方面：等待時(shí)間長(zhǎng)；動(dòng)手機(jī)會(huì)少；示教看不到。

表1 問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)（人）

6考核評(píng)價(jià)

為督促學(xué)生將所學(xué)操作技能進(jìn)行靈活應(yīng)用，我們側(cè)重考核學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力，以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)+實(shí)驗(yàn)報(bào)告（60分+40分）的雙重考核對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。例如，給出題目“如何利用大腸桿菌獲得BL-2蛋白”，讓學(xué)生以組為單位進(jìn)行商議，查閱資料，設(shè)計(jì)合理且正確的實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)施實(shí)驗(yàn)并書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。最終的考核結(jié)果為優(yōu)秀14人，良35人，及格0人，不及格1人，考核結(jié)果呈正態(tài)分布，可以真實(shí)反映學(xué)生對(duì)該門課程內(nèi)容的掌握情況。

7改進(jìn)方案

（1）針對(duì)等待實(shí)驗(yàn)結(jié)果的時(shí)間較長(zhǎng)無(wú)事可做的問(wèn)題，可以通過(guò)擴(kuò)充實(shí)驗(yàn)內(nèi)容合理安排實(shí)驗(yàn)流程來(lái)改進(jìn)。在實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)允許的情況下，轉(zhuǎn)化子可以進(jìn)行藍(lán)白斑篩選，增加PCR和酶切鑒定；仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)流程，盡量合理安排不同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的次序，比如等待時(shí)間在半小時(shí)以上的凝膠制備過(guò)程及凝膠電泳，可以讓學(xué)生先制膠，然后教師再進(jìn)行理論講解。等待電泳的過(guò)程中給出相關(guān)題目讓學(xué)生分析，并指導(dǎo)學(xué)生查閱資料。

（2）學(xué)生反映每組只有1～2位學(xué)生能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的核心操作，其他人只能旁觀，希望獲得更多的動(dòng)手機(jī)會(huì)。移液器和生物安全柜數(shù)量有限，導(dǎo)致無(wú)法做到人人動(dòng)手操作。增大實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)預(yù)算，學(xué)校應(yīng)購(gòu)買更多移液器等實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)施。生物安全柜屬貴重儀器，不可能大量購(gòu)置，因此對(duì)非病原微生物的無(wú)菌操作通過(guò)鋪敷布點(diǎn)酒精燈實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榛鹧嫱庋嬷睆?0 cm范圍內(nèi)是相對(duì)無(wú)菌的。

（3）每次實(shí)驗(yàn)教師示教時(shí)，總有學(xué)生看不到或聽不清。針對(duì)這一情況可以引入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)[6]。提前錄制高質(zhì)量的演示視頻，上傳網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生可自行觀看，也可邊看邊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。甚至學(xué)生可以自己錄制操作視頻，反復(fù)觀看，糾正錯(cuò)誤，直至操作規(guī)范。

8結(jié)語(yǔ)

英國(guó)高等教育質(zhì)量評(píng)估機(jī)構(gòu)（QAA）認(rèn)為開設(shè)選修課的目的是激發(fā)并加強(qiáng)學(xué)生的批判性思維，進(jìn)一步發(fā)展和改善一般技能和智力特質(zhì)，學(xué)會(huì)使用研究方法并逐漸提高使用技巧。分子微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)選修課為喜歡微生物學(xué)課程的學(xué)生提供了深入學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。微生物學(xué)重視知識(shí)的廣度，而分子微生物學(xué)則側(cè)重深度，可以激發(fā)學(xué)生興趣，并提高實(shí)踐動(dòng)手能力。學(xué)生通過(guò)實(shí)踐不僅培養(yǎng)了創(chuàng)造性思維，還提高了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

[1]Robinson L，Drewery S，Ellershaw J，et al.Research governance：impeding both research and teaching[J].Med Educ，2007，41（8）：729-736.

[2]Harden R M.Outcome-based education：the future is today[J].Med Teach，2007，29（7）：625-629.

[3]王媛，雷迎峰，黎志東，等.醫(yī)學(xué)微生物學(xué)課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)課程的比較研究[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2016，18（4）：310-311.

[4]高社干，丁凱利.醫(yī)學(xué)研究生科研思維的培養(yǎng)[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新，2013，10（18）：115-116.

[5]李忠玉，吳移謀，唐雙陽(yáng)，等.研究型教學(xué)模式下醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2014，33（11）：195-197.

[6]Ellaway R，Masters K.AMEE Guide 32：e-Learning in medical education Part 1：Learning，teaching and assessment[J].Med Teach，2008，30（5）：455-473.

（*通訊作者：沈曉玲）

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1671-1246（2017）06-0060-02

校級(jí)實(shí)驗(yàn)示范中心建設(shè)項(xiàng)目（2013）；校級(jí)教改課題（2013）