臨床分子生物學檢驗技術實驗課程教學改革探討

蔣 露 宋軍營 仝 巖 陳 恒 韓文彥 任偉宏

1.河南中醫藥大學第一臨床醫學院醫學檢驗技術教研中心，河南鄭州 450000；2.河南中醫藥大學科研實驗中心，河南鄭州 450046；3.河南中醫藥大學第一附屬醫院檢驗科，河南鄭州 450000

生物化學和分子生物學在醫學教育中是聯系基礎與臨床的橋梁紐帶[1]。臨床分子生物學檢驗技術課程是以生物化學和分子生物學為基礎的一門前沿學科，是本科醫學檢驗專業必須學習的重要課程，是成為檢驗技術人才必須要熟練掌握的一項實驗技能。該課程具有抽象性、復雜性、前瞻性的特點，使該課程具有教師“不易教”，學生“學不會”的特點，教材中許多名詞如限制性長度多態性、限制性內切酶、指紋、圖譜、印記等很難用文字描述，這些名詞大都涉及整套的實驗流程，其復雜性不言而喻。同樣教材中出現大量PCR相關的檢測技術如RT-PCR、FQ-PCR、PCR-ASO、PCR-RFLP、RAPD、PCR-RDB、MOEA等，這些實驗技術都是分子水平的實驗操作，非常抽象。同時筆者在教學中發現，該課程包括眾多病原體（細菌、真菌、病毒、支原體、螺旋體等）。因此想要透徹深入學好臨床分子生物學檢驗技術這門課程需要學生有扎實的分子生物學知識背景，對基因、DNA、轉錄、翻譯等知識清楚明白，對基本的分子生物學實驗及原理理解透徹，同時也需要與臨床微生物學檢驗技術課程的學習相互配合，先學習相關病原體的基本生物學特性，并認識到其他鑒定方法的不足，能更清晰地理解分子生物學技術檢驗的臨床意義。這樣能為臨床分子生物學檢驗技術課程的教學提供極大的幫助。

然而，要想真正的“學會、學懂、學透”臨床分子生物學檢驗技術這門課程，只學習理論知識是遠遠不夠的，臨床分子生物學檢驗技術實驗課程的開設與學習才是真正學會該課程的關鍵，實驗課程教學效果決定了學生對臨床分子生物學檢驗技術課程的學習效果。我校雖已開設12個學時的實驗課程，但學時還是遠遠不夠。由于學校實驗室場地的限制，我校沒有自己單獨的分子生物學實驗室，需要和別的教研室共同使用。不僅在實驗課時間的安排上及靈活度上受限制，還帶來了交叉污染的風險。同時實驗設備不足，只有一些老舊的，最基礎的實驗設備，學生無法感受到分子生物學實驗的前沿性。而且實驗課時太少，許多重要的實驗沒有機會去實際操作，實驗內容過于單一，簡單且陳舊。因此，針對這種現況，結合筆者自身對該課程的教學經驗，對臨床分子生物學檢驗技術實驗課程教學改進提出以下幾點建議。

1 完善實驗室條件

1.1 規范實驗室建設

由于臨床分子生物學的實驗課程是在微觀分子水平上的實驗操作，操作對象是肉眼不可見的核酸或者蛋白質。因此分子生物學實驗對實驗室配置和實驗環境要求比較高[2]，應具有獨立實驗室，盡量不與其他實驗室交叉混用。應配套有基本儀器設備，如超凈工作臺、實驗操作臺、細菌培養箱、恒溫培養搖床、離心機、PCR儀、瓊脂糖凝膠和聚丙烯酰胺凝膠電泳設備、恒溫水浴鍋、-20℃及-80℃冰箱，微量移液槍，有條件的實驗室還可配備熒光定量PCR儀、數字PCR儀等，并保證儀器設備的精密度和準確度。實驗室需配備紫外殺菌燈管并保障實驗后進行至少30 min的紫外殺菌，避免造成不必要的污染導致實驗結果不理想甚至失敗。

1.2 規范實驗試劑耗材使用

正如前段所述，分子生物學實驗對清潔度要求比較高，所用實驗耗材需經過高壓滅菌處理才能使用，比如微量移液器吸頭、離心管、試管、平皿等。操作實驗時需佩戴口罩和手套，無污染性試劑加取及配置盡量在超凈工作臺中進行，避免試劑本身受到環境污染。試劑盒避免混用，注意無菌操作并及時封蓋，有污染性的試劑如瓊脂糖凝膠電泳使用的溴化乙啶（EB）是強致癌物，聚丙烯酰胺凝膠配置過程中使用的丙烯酰胺具有神經毒性，都需在單獨區域操作，避免到處污染，造成安全隱患，經費允許的實驗室可直接購買成品試劑。

2 增加實驗課學時及豐富實驗內容

由于本科教學制度的改革，醫學檢驗專業本科學位由醫學學位改為理學學位，學制由原來的五年改為四年，使醫學檢驗專業相關課程受到壓縮。臨床分子生物學檢驗技術課程的課時也相應減少，其中實驗課的學時被大大縮減[3]。那么首先需要增加實驗課程的課時量，12個課時只能進行三個下午的實驗操作，時間上是遠遠不夠的，而且由于分子生物學的實驗具有連續性，中間環節的斷開和暫停大大增加了實驗失敗的概率[4]。如基因組DNA的提取，引物設計后進行PCR反應得到目的基因，經核酸瓊脂糖凝膠電泳，膠回收試劑盒進行目的片段的回收，隨后進行酶切鑒定或者進行基因轉化，與載體連接，構建目的質粒。上述實驗過程是動態連續的過程，盡量一氣呵成，鑒于分子生物學實驗的特點，筆者建議將實驗課安排在連續的一周或兩周內完成，并建設開放實驗室，學生可以根據自身的時間安排，利用白天無課時間，晚上或者周末空閑時間進行實驗操作。也可以在這1～2周的時間內同時開展2～3個實驗，穿插進行，這樣能有效彌補課時不足帶來的問題[5]。

其次要進一步豐富實驗內容，現階段分子生物學檢測技術已廣泛應用到臨床檢測中，如耳熟能詳的親子鑒定、羊水穿刺、唐篩、遺傳病的基因檢測，耐藥基因篩選，靶向治療靶點的篩選等[6]。而且在科學研究中，分子生物學技術更是得到了極大的發展，可以適當的讓學生參與一些科研中的分子生物學實驗。因此，增加一些新穎、前沿的實驗內容才能充分調動學生的好奇心及積極性，激發學生主動學習的能力。

3 增強師資隊伍建設

3.1 提高教師水平

教師知識水平的高低在一定程度上影響了學生對知識的掌握，對于前沿學科分子生物學課程的教學來說更是如此。校方在招聘新的青年教師時，需要有一定的學歷要求，至少需要有扎實的分子生物學基礎并在科學研究中參與過分子生物學相關的實驗。作為已經在職執教的一線教師應有自我提高的意識和行動，如利用視頻素材、教學網站進行自我學習，閱讀分子生物學相關的醫學文獻了解前沿知識動態，學校可積極組織教師進行參觀學習，開拓視野，提升知識和技能水平，尤其是深入醫院或企業一線，了解分子生物學技術的社會需求[7]。

同時可以請本校或者外校優秀的教師舉辦講座，給新入職的教師進行培訓，培訓方面可包括如何更好地進行實驗教學設計？如何準備實驗教學教案？如何選擇更合適的實驗教學方法？如何調動學生動手操作的積極性？還可以組成“老帶新”的一對一指導模式，青年教師通過跟隨指導教師備課及授課過程，快速提高教學能力。要以學生為中心，以素質教育為指導，注重培養學生能將課本知識轉化為技能和素質能力。

3.2 采用多種教學方法

臨床分子生物學實驗課程的研究對象主要是生物大分子，比如核酸和蛋白質。實驗內容比較抽象，學生“摸不見、看不著”，容易產生厭學心理。因此在實驗課程教學的過程中可利用幻燈片PPT、圖片、動畫、視頻資源、CCTV科教頻道或教育網站等多媒體和網絡教學平臺[8]，將抽象的實驗操作更加直觀地展示給同學們，使學生更易接受。如抽象的PCR擴增過程，經過動畫演示，學生可以直觀地看到DNA雙螺旋，堿基互補配對，DNA聚合酶及調控因子，學生對PCR擴增過程有更深刻的理解。當前諸多理論課程改為線上，許多線上課程平臺應運而生，而實驗課程的講授仍受到很大阻礙，虛擬操作平臺的發展使虛擬仿真實驗成為可能，學生可根據平臺提示，一步步操作完成實驗過程，不受時間和空間的限制，學生可隨時隨地重復實驗操作過程[9]。如臨床分子生物學檢驗技術是臨床診斷醫學課程虛擬仿真的重要組成部分，通過“互聯網+”平臺的建設，保障學生順利的進行實驗課程學習[10]。

臨床分子生物學檢驗技術課程與臨床應用緊密結合，若能將臨床檢測中遇到的案例適時巧妙的引入到該課程的教學中，不僅能增加課程的趣味性，激發學生的學習興趣，也能使學生實際認識到自己所學知識的應用價值，無形中調動了學生的積極性[11]。另外，教師應積極組織學生到醫院分子生物學相關實驗室進行參觀學習。并要求學生在醫院見習期間積極主動的動手操作，學習新知識，新技能，使其對分子生物學技術有更直觀的了解，為以后臨床工作或科學研究奠定基礎。

4 引入文獻閱讀，培養科研思維

臨床分子生物學檢驗技術不僅在臨床檢驗中應用廣泛，也是科學研究中最基礎的實驗技術之一。分子生物學實驗幾乎是每位科學研究者必備的實驗技能，因此分子生物學相關的實驗技術廣泛存在于科學研究論文中。學會閱讀科研論文能進一步擴充學生的知識面，拔高知識體系，開闊學生視野，提高學生興趣[12]。所以在該課程的講授過程中引入文獻閱讀，教授學生掌握文獻搜索查找及下載的方法，并學習正確的閱讀方法，如先閱讀文獻摘要和結論部分了解文獻的主要研究內容及目的意義；再閱讀結果和圖表部分掌握文獻所有實驗結果；最后再閱讀引言和討論部分了解文章背景及該課題現階段研究進展。掌握正確的閱讀方法能更快速更準確的讀懂科研論文，并找到自己關注和感興趣的知識點。比如哪些實驗涉及分子生物學技術，并在材料方法中查找實驗步驟。同時，采用“演講匯報+回答問題”的方式對學生進行分組討論學習，以小組為單位制作PPT并進行文獻閱讀匯報答辯，其他同學和教師需要提問，匯報組需要認真查閱資料解答。經過這樣的文獻學習過程，筆者認為學生對分子生物學技術的認知會更加深刻[13-14]。當然，比較深奧的文獻中涉及的高精尖的分子生物學技術對本科生來說比較晦澀難懂，這要求代課教師需先把握好文獻的難度，由淺入深，循序漸進，待學生訓練到一定水平后，可自行查找文獻并完成閱讀匯報的過程。

在當代的檢驗專業本科教育中，繼續深造考研已成為現代大部分醫學本科生的選擇。在本科階段就開始接觸文獻，走入科學研究的大門，在文獻閱讀中學習和借鑒他人的科研思路及實驗方案，逐漸開始培養自己的科研思維，是非常重要的訓練過程。因此在文獻閱讀匯報時，建議要求學生總結出文獻的科研思路及技術路線，并模仿設計出一個新的實驗課題，該過程對本科生來說比較困難，需要教師慢慢引導，學生做到熟能生巧，舉一反三，達到真正的學以致用。

5 提高學生學習興趣，增加重視度

臨床分子生物學檢驗技術課程對醫學檢驗專業的本科生教學來說，其重要性不可忽視。由于課程的縮減，有些教研室將該課程規定為考查課，甚至是選修課，學校對該課程理論及實驗教學的不重視自然也引起了學生從內心深處不重視該課程的學習。再加上該課程理論知識本身比較抽象難懂，實驗設計復雜困難，實驗操作過程精細復雜，出錯不易發現，一旦實驗失敗基本就要從頭開始，還有污染的風險。因此，多數學生認為該課程理論知識和實驗操作的學習都具有挑戰性，從而容易產生知難而退，厭惡學習的情緒態度。那么從學生心里提高對該課程的重視度，并激發學生的學習興趣，讓他們主動學，愿意學，才能更好的學習一門比較難的課程。

首先臨床分子生物學檢驗技術課程要作為一門必修課和考核課，任課老師要在開課時強調該課程在以后臨床檢驗工作中的重要性。此時可以引入分子生物學檢驗在實際臨床檢驗工作中的應用，如用熒光定量PCR技術檢測乙肝病毒、丙肝病毒、甲、乙流感病毒、人乳頭狀瘤（HPV）及現在正在肆虐的新型冠狀病毒。除病毒之外，其他病原體如結核分枝桿菌、大腸桿菌、白色念珠菌、肺炎支原體、梅毒螺旋體等都在用分子生物學的方法進行檢測。其他情況如未出生胎兒的一些基因型篩查，線粒體相關疾病的篩查及腫瘤標志物的檢測也都用到了分子生物學技術等。從工作應用的方面強調該課程的重要性更能提高學生的重視度，同時結合我們前面所說的多種教學手段，調動學生的學習興趣。另外，還可以讓本科學生跟著研究生或者有科研任務的青年教學參與實際的科學研究，實際的參與感能激發學生的好奇心，在研究生或教師的指導講解下能很快的融入課題中，在這種學習模式中學生有參與感，自主性，積極性，就能達到更好的教學效果。

6 改進實驗考核方法

臨床分子生物學檢驗技術課程考試分為理論考試和實驗考試，經過多年的教學改革，理論考試已經在很大程度上得到了改進如將課堂表現，出勤等算入考核范圍，在試卷方面減少死記硬背知識點的考查，以討論性或者開放性試題為主，或以撰寫小論文的方式考查學生應用知識的能力[5]。但實驗課程考核制度仍需進一步完善。由于實驗課程耗時較長，涉及環節多，一位任課老師很難做到認真觀察每一位學生的實驗操作過程，因此往往無法全面的給出評價，傳統的以評價實驗報告優劣的考核方式顯然已不再適用。筆者建議從多方面全面考核實驗課程：①在實驗課堂表現方面，如出勤情況，課堂注意力，參與課堂討論程度，實驗操作的積極性，參與度；②在實驗項目設計方面，如實驗項目設計的完整度，可操作性，時效性等；③在實驗操作考核方面，如實驗操作的規范性和熟練度等；④在小組匯報情況方面，如匯報內容是否全面，匯報者表述能力，小組成員對教師或其他同學提問的回答情況等；⑤實驗報告的撰寫方面，如是否對整個實驗過程敘述完整，是否有重難點分析，是否有總結與反思。這樣，應用多元化考核模式[15-16]可從實驗課程的方方面面進行多方位考察，綜合多方面因素納入最終考試成績。因此，對實驗課程考核方式進行改革可以更好的培養學生實踐動手、分析問題和實驗設計的能力，進一步調動學生積極性，促進學生全方面發展。

7 小結

分子生物學技術是一門前沿學科，臨床分子生物學檢驗技術廣泛應用于疾病檢測和科學研究，臨床分子生物學檢驗課程也是培養檢驗技術人才不可或缺的一門課程。實驗課程的學習是對分子生物學技術理論知識的實踐，要求學生學好實驗課程才能真正的掌握好，應用好這門技術。本文建議學校在實驗室建設和實驗設備方面給予支持；在加強教師隊伍建設，采用多媒體教學等方面加以提升；在增加實驗內容，引入文獻學習，培養科研思維方面加以重視；并注意改進教學及考核方法等。培養學生積極的自主學習能力，熟練的動手操作能力，獨立思考，善于總結，使學生“學會、學懂、學精、學通”這門課程，努力為社會培養出高素質的醫學技術檢驗人才貢獻微薄之力。