基于卓越醫生培養的細胞生物學實驗PBL設計與實踐

鄭賢紅 楊一鳴 孫嬌 何海濤 張春梅

摘? 要? 細胞生物學實驗課是學生最早學習的基礎醫學實驗，著重選擇經典的實驗項目，理論性強，主要的學習目標是驗證理論知識和掌握醫學實驗的基本操作技能。把PBL引入細胞生物學實驗教學的實驗設計、實際操作、課外練習及實驗報告等多個環節，通過問題促進理論、實踐、臨床知識三者之間的整合。堅持實驗課程的問題導向、目標導向、效果導向、能力導向，實施“卓越醫生教育培養計劃2.0”，全方位推進醫教協同育人。

關鍵詞? PBL；細胞生物學；實驗教學；卓越醫生；線上教學平臺

中圖分類號：G642.423? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）20-0144-03

0? 引言

“卓越醫生教育培養計劃2.0”提出全方位推進醫教協同育人，強調培養能夠應對重大疾病防控挑戰和解決健康領域科學問題的創新型拔尖人才，著重培養醫學科學家而非單純的臨床醫生，做一個能預防疾病、解除疾病和維護群眾健康權益的復合型人才。

PBL（problem based learning）以真實問題為導向，以學生為中心，通過設置問題的方式讓學生解決問題，并學習問題背后的科學文化知識，獲得解決問題和自我發展的機會[1]。一直以來，實驗課以驗證理論和培養基本實驗操作能力為主要目的，作用遠遠沒有得到充分發揮，實驗課應該成為整合各種知識的綜合性的學習和實踐過程。因此，在細胞生物學實驗課的實驗設計、操作、課后練習、實驗報告的撰寫等過程中導入PBL，促進理論、實踐、臨床知識三者整合的同時，完成對學生的安全教育和科研思維的培養，打造卓越的復合型、高素質的醫學人才。

1? PBL在細胞生物學實驗教學中的應用

1.1? 預設實驗，整合理論知識與臨床知識

我國的醫學專業人才培養模式主要分為基礎醫學教育、臨床醫學教育、臨床實習和住院醫師規培等四個階段。傳統基礎醫學學科界限分明，隨著學科劃分越來越細以及基礎知識向縱深發展和研究，學生需要了解的知識量越來越大，如何與臨床醫學進行早期整合，防止基礎知識和臨床醫學之間發生分裂成為重要問題。細胞生物學實驗課選擇的經典實驗項目，如細胞融合技術、線粒體的分離與提純、細胞的原代培養等，理論性強但直觀性比較差，學生在完成課程后由于缺乏應用機會而很容易遺忘。提高實驗項目對醫學生的吸引力，需要結合臨床疾病研究讓其重新煥發青春。實驗內容與預設實驗如表1所示。

首先在實驗目的環節引入具體的臨床疾病，提出實驗方法與臨床疾病研究之間的聯系。根據實驗項目的特點，可以直接選擇臨床研究論文，如線粒體的分級分離實驗中，其目的可設置為在掌握線粒體的分離和染色方法的基礎上引入線粒體病的治療，增加線粒體提純后的應用，也可以選擇臨床研究論文的部分內容作為目的。通過介紹疾病的病理及臨床表現，學生不僅可以了解疾病帶給患者的痛苦，還可以進一步了解并重視實驗的意義。最后還要要求學生進入臨床情境，以一名醫生的視角計劃研究工作的藍圖，加強實驗與臨床實際需求之間的關系。

1.2? 聚焦關鍵技術與試劑，整合理論知識與實驗知識

細胞生物學實驗內容的設置與理論知識相輔相成，扎實的理論知識為實驗課的成功給予支撐，通過實際操作又能進一步驗證和鞏固理論知識。

首先，要明確提出實驗項目與理論知識之間的聯系。有些實驗項目的標題與理論內容之間的關系一目了然，如微絲的染色觀察；而有些項目，如細胞融合技術，則需要明確指出與細胞膜結構特征之間的關系。有機聯系理論與實驗，提高學生利用理論知識解決和分析實際問題的能力，真正內化理論知識。

其次，針對實驗中的關鍵技術及試劑提出問題。如微絲的染色觀察實驗中，對細胞松弛素B和TritonX-100等試劑提出問題，了解試劑的組成及應用對實驗的影響，進一步掌握微絲的結構和理化特征。染色劑及染色方法是細胞生物學實驗必須掌握的基本技能，對將來的學習不可或缺，同樣要以問題的形式提出，加強學習和掌握。

實驗項目相關的理論內容、關鍵技術及試劑如表2所示。

1.3? 引入線上教學平臺，有效監督課外學習

首先，通過學習通平臺推送練習題和學習資料，強化實驗課的學習效果。建立有效的監督機制，保證每個學生都能充分、深入地進行學習，與理論學習相互促進；組織以選擇題為主的小型考試，進一步強調目的、試劑、原理等；以問題的形式加強實驗安全教育，提供自主學習的材料；推送與實驗項目有關的綜述、研究論文，滿足學習愿望更為強烈的學生進一步學習，真正做到按個人的需要學習。

其次，提交實驗報告，以提高學生的綜合學習能力。實驗教學是一個綜合性的學習過程，是理論與實踐碰撞、激發學生創造性思維的過程，是安全意識、動物倫理等各種知識逐漸形成的過程。強調正確處理載玻片、針頭、實驗動物等實驗廢棄物的重要性，了解環境與人類疾病之間的關系；增強學生保護環境和預防疾病的意識，培養正確的衛生健康觀念；幫助學生了解有害實驗廢棄物的不正確處理對清理人員和環境可能帶來的傷害，培養對他人的同理心和對社會的責任感。

設計綜合性實驗報告進行上述知識的融合，進一步加強實驗技能和臨床技能的培養，有利于學生在將來的臨床工作中成為具有卓越的實驗技能和臨床技能、良好的社會責任感以及不斷探索科學問題的復合型人才。實驗報告的內容設置與綜合能力培養如表3所示。

2? 實驗課教學中PBL的創新

2.1? 堅持問題導向

好奇心是學習的動力，是激發學生自主學習的最好途徑。改變只注重正確的實驗結果和教師依賴性的教學模式，強調學生的學習過程，讓學生自主解決問題，確立學生學習的主體意識。學生通過解決問題，了解知識背景和發展史，提升對實驗內容的重視，增強解決問題的自豪感，為進一步學習做好鋪墊。

2.2? 堅持目標導向

培養學生的創造力需要使學生具備發現問題的能力。實驗課要允許學生試錯，實驗結果可能不理想甚至沒有結果，需要讓學生不斷反思自身的操作過程并發現問題，改變傳統的依賴性實驗模式，培養學生分析問題和主動思考的能力。

2.3? 堅持效果導向

學生面對的外部環境是機遇與危機并存的迅速變化的世界，需要有智慧以及辨別真偽的能力。實驗課的實踐性要求學生具有嚴謹的思維和準確的操作，通過排除各種干擾、辨別真偽，獲得最佳的實驗結果。知識不是智慧本身，智慧需要將已有的知識合理地組裝成可靈活運用并且隨時可調取的解決問題的方法。事物皆有規律性，在實驗過程中要培養學生嚴謹的思維能力以及通過表面現象總結事物本質的能力。

2.4? 堅持能力導向

良好的教學方法可以促進學生掌握知識，對解決實際問題具有直接影響。實驗操作能力與臨床技能的培養過程異曲同工，需要反復學習和加強。操作能力和技能培養效果評價僅將期末筆試成績高低作為衡量標準，無法培養出優秀的醫學生和卓越醫生。只有激發學生的實驗熱情，堅持以實際能力培養為實驗課的目標，讓每個學生喜歡操作并全身心投入，做到理論與實踐真正結合，才能培養出高素質人才。

3? 教學效果與評價

對在細胞生物學實驗課中采用PBL的效果進行調查，結果顯示，90%的學生認為在實驗課中采用PBL，對理論學習具有較大幫助；80%的學生認為文獻閱讀能力得到提高；95%的學生認為對安全知識更加了解；82%的學生認為自主學習能力有了較大提高。

另外，實驗早期整合臨床研究的學習效果反映在學生最喜歡的實驗項目上，95%以上的學生最喜歡動物細胞的原代培養和細胞的黏附現象的觀察。分析原因如下。

首先，與臨床研究結合度最高。兩個實驗里的細胞培養技術是目前發展迅猛、對臨床疾病研究必不可少的實驗手段。

其次，直觀性強。在顯微鏡下觀察貼壁和生長良好的細胞，可以帶給學生滿足感和成就感，相較其他實驗更加生動。

因此，緊密結合基礎實驗項目與臨床研究應用是提高學生學習興趣的有效手段。

參考文獻

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作者：鄭賢紅、楊一鳴、孫嬌、張春梅，吉林大學基礎醫學院細胞生物學系，副教授，研究方向為PBL教學與細胞生物學實驗課；何海濤，吉林大學基礎醫學院細胞生物學系，講師，研究方向為PBL教學與細胞生物學實驗課（130021）。