基礎醫學研究生醫學分子生物學實驗課教學改革的探討

王苗 王倩 任群利 胡歡

[摘要]分子生物學作為生命科學中的重要學科，有著舉足輕重的作用。新技術新方法的迅速發展是學科發展的動力源泉。分子生物學實驗課是培養基礎醫學研究生科研思維和動手能力的重要實驗平臺。通過本課程的學習，使基礎醫學研究生能夠在入學后盡快掌握科學研究的方法和新思路，綜合科研素質獲得提高，從而為學位論文的研究工作奠定良好的基礎。因此，分子生物學實驗課程體系的改革和建設成為培養基礎醫學研究生綜合能力的重要環節。以研究生分子生物學大實驗課程體系的改革為依托，通過采用模塊式教學內容重構研究生實驗教學體系，改進教學方法和手段。

[關鍵詞]基礎醫學；醫學分子生物學；實驗課；教學改革

[中圖分類號] R642 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2018）11（c）-0158-03

[Abstract] Molecular biology plays an important role as an important discipline in life sciences. The rapid development of new technologies and methods is the driving force behind the development of disciplines. The molecular biology experiment class is an important experimental platform for cultivating the research thinking and practical ability of basic medical graduate students. Through the study of this course， basic medical postgraduates can master scientific research methods and new ideas for scientific research as soon as possible after they enter school. The comprehensive research quality will be improved， which will lay a good foundation for the study of dissertations. Therefore， the reform and construction of the molecular biology experimental course system has become an important part of cultivating the comprehensive ability of basic medical graduate students. Relying on the reform of the graduate student's molecular biology experiment course system， the modular teaching content was used to reconstruct the postgraduate experimental teaching system and improve teaching methods and methods.

[Key words] Basic medicine； Medical molecular biology； Experimental classes； Teaching reform

科學技術的進步使分子生物學的應用領域越來越廣泛，已滲透到基因組學、遺傳學、細胞生物學、基礎醫學、藥學等生命科學的各個研究領域，尤其是在醫學領域，逐漸成為現代生命科學中的一門重要的基礎前沿學科[1]。醫學分子生物學是一門理論與實踐結合緊密的重要的醫學基礎學科，在闡明疾病發生、預測患病風險、靶向治療等方面，更多的依賴醫學分子生物學相關的技術，常見檢測內容包括腫瘤診斷、靶向治療、各類免疫疾病和遺傳病診斷分析等[2]。因此，作為醫學人才培養的高等醫學院校，醫學分子生物學是一門非常重要的基礎學科。

高等醫學院校相關專業最重要的基礎課程之一是醫學分子生物學，而醫學分子生物學實驗課上，學生參與實驗全過程，可加深對相關理論的理解，掌握基本實驗技能，提高醫學研究生的科學思維和科學創新能力，是學生動手動腦、科研創新等綜合素質的有效培養[3]。

因此，如何構建合理的醫學分子生物學實驗課教學體系，提高醫學研究生科學思維和科學創新能力，培養臨床與科研雙肩挑的綜合型創新人才，是醫學研究生教育成敗的關鍵環節。

1實驗教學改革的必要性

我國高等醫學院校研究生教育的根本目標和教育質量的綜合體現是培養具有科學思維和創新意識的自主能動型高層次專業人才。長期的應試教育只會使學生學會應付考試，且隨著招生規模的不斷擴大，綜合培養質量愈益下降[4]。

通過改革實驗課程教學，重構研究生實驗課程體系，以增強研究生自主能動性和科學精神為目的，使研究生形成認真踏實的科研素養、求同存異的團隊精神以及刻苦奮斗的學習精神[5-6]。因此，醫學研究生培養中需要解決的關鍵問題是改革實驗課程體系。

2實驗課存在的主要問題

我國許多高校開設了相應的基礎實驗課，但這些課程并沒有得到足夠的重視，研究發現，研究生實驗課的培養模式主要存在以下3方面的不足。

2.1普遍輕實驗重理論

很多高校只重視研究生的理論基礎課和專業課等相關課程的教學質量，不重視相對應的實驗課程的教學質量，或者直接不開設或很少開設相對應的實驗課程，使實驗課淪為了一種形式教育或空頭教育。

2.2實驗內容設計相對落后

部分高校開設的實驗課程中的實驗內容多是一些基礎性的簡單的亦或是過時的實驗，學生只需按照實驗步驟一步一步操作即可得到相對應結果，沒有任何難度[7]，不能激發學生學習的積極性。

2.3配套設施不足

高校研究生實驗課教學中需要的先進儀器設備不能保障，基礎實驗設備數量不足，試劑試劑耗材等缺乏、教學場地等有限，這些因素都嚴重制約了研究生實驗教學的創新和發展。

3 研究生醫學分子生物學實驗教學體系的改革措施

3.1實驗教學內容體系的改革

3.1.1制定教學大綱 基礎實驗操作以基本的分子生物學操作技術為主，如：質粒提取、限制性內切酶酶切、TA克隆、凝膠回收及PCR擴增等。貫穿這些基礎操作，設計系統性的實驗，實驗教學內容整體連貫，可使學生能夠很好地理解和掌握實驗的整個原理及技術，為研究生以后的研究方向選題與構思思路奠定良好的基礎。每個實驗內容都選定實用相關的研究背景，有針對性地解決某一個科學問題，包括鏈霉菌來源鹵化酶基因的克隆表達、與人類遺傳病相關的核苷酸重復序列的克隆等。

3.1.2合理設計實驗方案 合理設計實驗方案，充分利用實驗間隙時間。例如，PCR擴增目的基因過程中，老師可以利用這段空隙時間講解PCR產物純化原理及純化步驟中需要特別注意的關鍵點，做好實驗準備。通過這種合理利用時間，可把前后實驗串聯起來，幫助學生對實驗有系統性的理解，使學生在接下來的實驗過程中更能完全把握關鍵點，不容易出錯。

3.2研究生實驗課辦學條件的改進

近年來，學校加大對分子生物學實驗課的重視程度，完善加大實驗室的基礎設施設備的數量以及實驗試劑耗材如超凈工作臺、PCR儀、凝膠成像儀、電泳儀、移液器、紫外分光光度計、低溫高速離心機、槍頭、分子生物學試劑等，盡量實現分組最小化，增加每一位學生的實驗動手能力及儀器操作能力，提高學生的科研思維能力、團隊協作能力及綜合實驗技能[8]。

實現分組最小化，還可保證學生在撰寫實驗報告時，實驗結果不一樣，有效地避免了雷同數據的出現[9]。

3.3研究生實驗課教學手段的改進

3.3.1帶著問題做實驗 分子生物學基礎實驗已經發展成熟，學生只需按照實驗步驟一步一步操作，都可以得到不錯的結果。然而在實驗過程中，每一步的操作原理，每個試劑發揮的作用，每一步試劑的比例等等這些問題大部分學生不清楚。我們可以把這些細節性的關鍵問題作為教學重點，讓學生不僅會做，而且知道為什么這么做。比如構建以pET32a為表達載體的鹵化酶原核表達系統實驗中，講解了原核表達構建的實驗原理等理論知識之后，提出如何提取鹵化酶質粒DNA，如何選擇限制性內切酶的酶切位點等問題，讓學生以大組（六人到八人）為單位，在課后查閱文獻資料整理出實驗預案。在這個過程能加深學生對于原核表達載體構建實驗原理和實驗步驟的消化理解，還能加強學生創新能力與團隊協作力的培養[10]。又比如學習了以pET32a為表達載體的鹵化酶原核表達載體的構建，學生根據相同的實驗原理和不同的目的基因、表達載體設計以pET30a為表達載體的單加氧酶原核表達載體的構建，形成舉一反三的能力，讓學生自己設計實驗方案，包括限制性酶切位點的選擇、PCR引物設計、表達載體抗性等。通過這種教學互動，可提高學生的學習積極性，增強學生解決實際問題的能力[11]。

3.3.2提前預習，自己設計實驗 本節課結束之后，提出下節課內容，讓學生課后以小組為單位，查閱相關資料，集思廣益，制作多媒體課件，下節課上課時每組選派一名代表上臺講述，其余學生提問討論，最后教師進行總結[12]。用這種方法教學，學生的學習積極性高漲，而且由于知識是由學生自己通過查閱資料獲得的，所以理解記憶比較深刻，掌握起來較為容易，不易被遺忘。更為重要的是在整個過程中，拓寬了學生的知識面，提高了學生閱讀總結文獻以及分析問題和解決問題的能力。提高學生實驗設計能力、自主動手能力和分析問題能力。

3.3.3講解實驗結果 可通過投影儀將學生的實驗結果比如電泳圖或者質粒DNA的光密度（optical density，OD）值等可視化數據展示出來，分析解釋每一位學生的結果，結果理想與結果不理想的學生都講解實驗是如何操作的，學生自己對比總結，再有同樣的實驗，需要注意什么，讓學生切實感受到分子實驗過程中，每一步細微的差別，有可能導致結果的千變萬化，引導學生形成嚴謹的科學思維。

3.3.4充分利用多媒體教學 分子生物學原理較復雜，內容枯燥，很多實驗結果無法直觀地展現出來，學生很容易產生注意力不集中的現象[13]。為了提高教學質量與教學效果，應充分利用多媒體將一些晦澀難懂的技術原理如PCR技術的原理和操作較復雜的實驗過程如質粒DNA的提取步驟等通過動畫或視頻的方式形象直觀地展現給學生，學生在比較具體的、有聲有色的感官刺激下更能夠快速掌握所學到的知識，也可有效提高學生的注意力，激發課堂活力，從而提高教學效果[14]。

3.4提升教師科研素養與教學能力

分子生物學實驗課的方案設計、結果解析與實驗老師的科研素養和教學能力有著密切的聯系。實驗老師不僅要掌握系統的實驗課程，也要理解分子生物學相關專業領域的知識，更要熟練掌握實驗儀器設備的操作方法。但是分子生物學內容和技術不斷更新換代，老師要經常訪問生物學相關的網站、查閱生物學方面的文獻資料等了解掌握分子生物學的最新研究進展，把握最新的前沿訊息、學習最新研究技術[15]，讓老師得到全面的提高，讓學生拓寬眼界。另外，老師還需要通過參加學術會議、培訓班等[16]形式不斷地學習，研討廣博精深的相關知識，用所掌握的最新研究方法、觀點等充實和豐富實驗教學內容，使講授的知識與時代不脫節，激發學生學習興趣和學習熱情，有利于提高教學質量[17]。

4小結

規范化實驗操作技術是醫學專業研究生必須掌握的基本操作技能，為醫學研究生開設分子生物學實驗課，創建研究生實驗教學平臺，全面提升醫學研究生培養水平[18]，不斷更新實驗教學內容，通過分子生物學實驗課程的科研訓練，既可提高教學老師的教學能力，又可培養研究生嚴謹的科學態度以及團結的協作精神，為將來的學位論文研究工作奠定堅實的基礎。

通過對研究生醫學分子生物學實驗課進行改革，以提高學生實驗操作能力和綜合科研素養為目標，設計基礎實驗課程，實現實驗課與大部分醫學研究生研究方向的有機結合，使學生盡快掌握科研方法與思路，提高學生的實驗動手能力、分析問題和解決問題的能力，充分調動了學生的學習積極性和主觀能動性，為培養具有科學思維和創新意識的自主能動型高層次專業人才打下基礎。

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