以創新為導向的醫學生物化學與分子生物實驗課改革探索

李永泉，辛 英，李彩麗

（西北民族大學 醫學院，甘肅 蘭州 730030）

隨著時代的發展，國家戰略正在由制造業大國向制造業強國轉變，從而實現創新型國家的戰略目標，并提升國家的競爭力，另外，各地正在如火如荼進行的城鎮化和鄉村振興對于當地產業的依賴程度越來越大。產業的形成和壯大離不開創業人才，因此，人力資源市場急需具有創業素質的創新型人才，為此教育部出臺了《關于大力推進高等學校創新創業教育和大學生自主創業工作的意見》的政策，在該政策的號召下，各個高校在借鑒國內外先進經驗的基礎上，根據本校的實際情況積極探索創新創業教育的方案，并建立了創新創業學院，制定了培養方案，開設了不同類型的課程。經過幾年的摸索，各個高校的創新創業教育，無論是理論基礎，還是實踐經驗都有了一定的積累和發展，也取得了一定的成績。

一、本校創新創業教育的現實基礎和實驗教學改革的必要性

由于各高校所處的地域環境不同，當地的經濟和文化無形中影響著這些高校的發展，也影響著這些高校創新創業教育的開展，東部沿海地區經濟發達，民營經濟繁榮，當地高校創新創業教育有現成的案例可循，很容易做到理論與實踐相結合，因而，東部沿海地區高校的創新創業教育比西部欠發達地區成熟，其教育成效也比較明顯，高校的創新創業教育務必基于本校學生的實際情況，并結合當地的文化與經濟，才能取得一定的成效。

（一）甘肅經濟文化現狀

本校地處大西北的甘肅，干旱少雨，自然環境惡劣，苦寒甲天下。本省又處于資源型經濟地帶，國家級資源型產業較多，但是縣辦或者民辦的資源開采與加工型企業較少，部分在計劃經濟下建立的生產生活用品生產企業由于缺乏競爭力已被時代淘汰殆盡。由于地處內陸，“亂山遮隔無重數”，運輸成本較高，又不具備門類齊全的原材料市場，也無產業協同發展的產業群，加之地廣人稀，所以很少有“三來一補”的外向型產業，招商引資的春風很難“吹拂”該地，區域經濟萎靡不振，民營企業更是寥寥無幾，因此，能作為大學生創新創業的實踐案例較少，本校學生的創新創業教育必須增強學生創新思維訓練，以修煉能發現商機的“火眼金睛”。

（二）本校學生現狀

本校屬于民族院校，分析近幾年的錄取學生生源地，發現本校臨床醫學專業學生來源于全國29 個省（市、自治區），80%的學生來自于西部12 個省/區，50%以上學生來自甘、青、寧、陜、新西北五省/區。見表1、表2。

表1 臨床醫學專業錄取學生生源地情況

表2 臨床醫學專業在校學生民族比例

本校臨床醫學專業少數民族學生占68.7%，其中學生人數位列前三位的少數民族分別為回族（占25.29%）、維吾爾族（占12.83%）、藏族（占4.78%），其他少數民族占25.80%。從學生考入大學前生活的區域看，50.37%的學生在進入大學之前生活在農村和牧區，34.02%的學生生活在城鎮，15.62%的學生生活在城市。本駐專業生源主要來源于西部地區及少數民族地區的農村與牧區，地域分布廣泛，生源質量有差異，因而，本專業學生的創新創業教育應該從學生的思維和理念著手。

甘肅經濟和文化都比較落后，自然環境惡劣，民營經濟凋敝，甘肅各個高校也在積極響應國家創新創業教育的號召，開展各自的創新創業教育，可是效果不佳，學生創新能力依然乏力，而對于生源復雜，少數民族眾多的民族院校來說，創新創業教育更是難上加難，因而，急需通過改變學生的觀念和思維來加強創新教育。無疑通過一些實驗課程對大學生創新意識和創新思維進行訓練教學是可行之路。

（三）新形勢下生物化學與分子生物學實驗教學改革的必要性

生物化學與分子生物學是臨床醫學專業的專業基礎課，它是以實驗為驅動力的學科，它的實驗手段深刻地影響著學生對于其他課程的學習與研究。以往本校生物化學與分子生物學實驗教學遵守“以實驗指導教材為綱，以驗證課堂教學內容為目的，以教師擬定的方案為中心”的教學模式，根據課本各章節的內容，將實驗內容按知識點分成若干個實驗項目來組織實驗教學。這種模式極大地限制了學生實驗的主動性和創新性，嚴重忽視了學生對科研的興趣及綜合能力的培養。

因此，在現有驗證理論知識的實驗基礎上，改革實驗教學內容，適當地增加綜合性實驗和設計型實驗，加深學生對理論知識的理解，同時結合地域特色，引導學生利用生物化學與分子生物學的手段，開展開放性實驗，參與教師科研，并自擬非課堂實驗題目申報大學生創新創業項目，從而調動學生的主動性和積極性，激發其創新思維。

二、生物化學與分子生物學實驗教學的改革探索

（一）課堂實驗

將生物化學部分小實驗合并，比如合并“飽食與饑餓對肝糖原含量的影響”和“肝糖原的提取與鑒定”；合并“蛋白質等電點的測定”和“蛋白質含量測定”等實驗，合并之后節省出來的時間開展“動物肝臟DNA 的提取與鑒定”“雞卵類黏蛋白分離純化”等綜合性實驗，這類綜合性實驗前后關聯度較大，因果關系明顯，要求學生務必仔細操作，步步為營，方能做出比較好的結果，從而培養了學生的整體思維和全局意識。

由于本校醫學分子生物學是選修課，其實驗課設定靈活性比較大，所以結合地域特色，開展利用分子生物學技術鑒定環境中微生物種類的設計型實驗。實驗前，教師預先設計原核和真核生物16 S rDNA 和18 S rDNA 的PCR 引物，找試劑公司合成這些引物，并讓學生自己設計實驗。實驗時，學生可能會從水中、土壤、飲用水、尿、糞、口腔或者痰中取樣，然后進行微生物的分離，DNA 的提取，PCR 擴增，PCR 產物鑒定和測序，然后利用數據庫對DNA 測序結果進行比對，從而鑒定出樣品中的病原微生物，這個實驗看似教師只給了大方向，實驗材料五花八門，其實實驗試劑相同，但實驗結果多樣。這樣的實驗不但增強了學生的創新意識，鍛煉了其獨立思考的能力，訓練其從身邊尋找實驗素材的能力，而且使實驗更加貼近生活，更能體現臨床醫學的專業性。

（二）開放性實驗

以前，本校的開放實驗以實驗室為單位來開展開放實驗教學，實驗項目往往是教師提前設計好的驗證型實驗，學生只是來做一遍，驗證實驗結果就可以了，學生對于這樣的實驗缺乏思考和主動性，也沒有多大興趣，只是依葫蘆畫瓢，根本起不到培養創新思維的效果，必須改變僵化的驗證型實驗模式。因此，本實驗室每年選出兩名教師根據自己的科研進度申報開放實驗，這種實驗來自教師的課題，屬于對于未知實驗結果的探索，改變了以往學生照貓畫虎的套路，增強了學生探索未知的創新意識，提高其積極性。

（三）教師科研平臺下的大學生創新創業項目

本校要求學生必須與有課題的教師對接，并參與教師的科研項目，開展科研創新鍛煉，所以學生都會選擇自己感興趣的科研項目，參與教師的科研。本實驗室要求教師，學生在進入本實驗室跟隨教師參與科研實驗時，必須嚴格按照教師設計好的步驟進行實驗，并做好實驗記錄。當學生掌握了基本的實驗方法后，有必要激發學生的創新意識，因而，讓學生根據自己在實驗室的鍛煉，自擬實驗項目，開展實驗，并申報大學生創新創業項目。學生在經過教師科研實驗訓練后，初步具備尋找研究方向和研究方法的能力，申報大學生創新創業項目的質量較高，無形中訓練了學生的創新意識。

（四）生物化學與分子生物學實驗教學改革效果的評價

1.對學生進行問卷調查

設計問卷調查表，對完成本實驗室一輪訓練（包括生物化學與分子生物學實驗，參加開放實驗和教師科研），并且申報國家大學生創新項目的同學進行問卷調查，了解學生對該實驗教學改革的感知和接受程度，調查問卷采用百分制表示。共發放調查表40 份，回收有效問卷40 份，有效回收率為100%，調查結果見表3。調查結果表明，相對于傳統的實驗教學模式，學生對于本次實驗改革的教學模式比較認可，95%的同學認為本實驗模式有助于培養科研興趣；90%的同學認為本實驗模式可以提高創新思維；絕大部分同學認為本實驗模式可以提高學習興趣、增加學習自主性、有助于理解理論知識（占比分別為80%，85%，82.5%），表明本實驗改革起到一定作用，能夠訓練學生的創新思維，有助于培養其科研興趣；然而有部分同學對于這種實驗模式不太認同（約10%），有待進一步完善該實驗模式。

表3 實驗組學生對生化實驗改革的評價[N（%）]

2.學生參與科研項目和申報項目的情況

近年來，學生參加本實驗室開放實驗的人數和參加教師科研的人數在逐年增加，參與科研項目的學生人數見表4，從參加人數可以看出無論是參加開放實驗項目，還是參加教師科研項目，學生的人數都在逐年增長，說明學生對于生物化學實驗的興趣在增加，也有志于探索未知的科學問題。

表4 學生參與項目和申報項目

學生申報國家級大學生創新項目的人數也在逐年增加，其中2017 年31 人，2018 年55 人，2019 年106 人申報，苦于學校對大學生“大創”項目（國家級大學生創新項目）進行全校統籌考慮，所以每年給本學院10 名指標，從申報人數可以看出本實驗改革對于學生的科研能力的提升有一定的幫助。

三、結束語

經過本實驗改革的實施，改變了以往實驗教學只停留在驗證實驗結果，印證理論知識的模式，使學生經歷了驗證實驗→綜合實驗→設計實驗→獨立開展實驗的過程，打破現有“以實驗指導教材為綱，以驗證課堂教學內容為目的，以教師擬定方案為中心”的教學模式，增加綜合性實驗和設計性實驗，進而從教師科研入手，讓學生在熟悉教師項目之后，啟發性地開展自己的研究項目，這樣通過由驗證已經定論的實驗過渡到一些前后關聯的綜合性實驗，使學生具有生物化學的整體思維，然后以教師的科研為核心，開展設計性實驗和參與教師課題，從而鍛煉了學生的創新意識，也培養了其獨立思考，勇于探索未知世界的能力，最后放手讓其自擬項目，完成大學生創新創業項目的申報和實驗工作。這個過程培養了學生從機械的“推著走”，到通盤考慮的“前后兼顧”，再到教師劃定的路上“一路高歌”，最后到“前路茫茫，何處是出口”的自己尋找出路的訓練，學生也學會了從身邊尋找素材，尋找自己“力所能及”的目標，而不是拷貝現成的東西。因此，通過生物化學與分子生物學實驗環節的訓練，學生完全能獨立開展一些小課題，也對接了國家創新創業人才培養教育方向。