導師制開放課題的實踐及對教學的影響

陳麗華 秦立強

摘要：針對本科生傳統實驗教學環節的現狀及存在的問題，以尊重學生個性發展為前提，提出了以導師從事的科研項目為導向的新型實驗教學方法。在導師制開放實驗教學中從實驗選題、實施過程、問題解答、自我評價等方面進行實施。實踐教學證明，這種導師制開放課題的培養方式充分挖掘了學生的潛能，調動起學生的主觀能動性，提高了實驗教學質量，對預防醫學的理論教學具有明顯的促進和提高。

關鍵詞：導師制開放課題；開放實驗；教學探索；教學改革

中圖分類號：G640.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）45-0163-03

一、預防醫學實驗教學體系與內容存在的問題

預防醫學（公共衛生）是一門與經濟社會發展密切相關并且實踐性很強的學科。近年來，特別是嚴重急性呼吸道癥候群（Severe Acute Respiratory Syndrome，SARS）、高致病性禽流感和頻繁的食品安全等事件的出現，預防醫學受到了前所未有的重視。因此，培養高素質、實用型、創新型公共衛生預防醫學人才對推進經濟社會及衛生事業發展具有重要意義。預防醫學實驗教學是這類人才培養的重要環節，蘇州大學公共衛生學院對此非常重視，制定和完善了預防醫學專業主干課程的本科實驗教學大綱。但現行的實驗教學體系與教學內容仍存在著問題和不足，具體如下：

1.實驗教學內容多為驗證性實驗，教學模式單一。實驗的試器材由老師提前準備好，在實驗過程中帶教老師一一講解實驗目的、原理、方法、步驟和注意事項等內容，學生被動接受，無需思考就能完成實驗課。

2.部分實驗教學內容存在交叉和重復。如《流行病學》和《營養食品衛生學》的實驗教學都涉及到現況調查，《營養食品衛生學》和《衛生化學》都有維生素的測定等，不同的實驗項目采用相同的方法或儀器進行，如常見的比色法在多門學科中用到，此外教學儀器類型和現行的實驗方法過于陳舊，已不能滿足現代工作崗位的需求。

3.實驗教學僅以實驗報告判定學生成績，很難判定學生實驗課內容實際的掌握程度。由于實驗報告格式單一，所做實驗多數是書本內容，學生往往照搬書本的結果作為結論，又因為一個實驗小組有多名學生，操作機會少，往往會出現互抄實驗報告的現象。

4.實驗教學大多數與實際生活脫節，缺乏現場學習機會。預防醫學畢業生大多數將就職于疾病預防控制中心、衛生監督所、婦幼保健院（所/站）、衛生檢驗中心等部門，這些機構工作的技術性強，需要掌握具有運用價值的手段和先進的技術方法。

5.實驗教學沒有引起教師和學生的足夠重視。現有的教學科研評價體系很難動員老師集中精力做好實驗教學，實驗教學所占的成績比例較低，而且拉不開差距，學生也把實驗課看成一件沒有難度的課程。

二、改革措施

針對以上問題，我們必須優化實驗內容，創新實驗教學理念，不斷地進行優化改革，構建以能力培養為主線、分層次、多模塊、相互銜接的預防醫學實驗教學新體系。

我院預防醫學有一支實力強勁的教師隊伍，承擔著各個層次的與預防醫學相關的科研任務，并且各個教研室擁有豐富的資源和完善的實驗平臺。因此，實驗教學要努力為學生提供實驗的第二課堂，其中導師制開放實驗室是一個重要的新措施。本科生導師制由牛津大學于14世紀首創，其后劍橋大學、哈佛大學等世界著名大學相繼采用，在全球頂尖大學人才培養方面取得了顯著成效。中國最早由時任浙江大學校長竺可楨先生于1938年倡導推行這種制度。新中國成立后，導師制僅用于研究生教育。進入21世紀后，在浙江大學、北京大學等引領下，一大批高校在本科生中再次試行這種制度[1]。導師具有豐富的專業知識，導師負責制相當于小班教學，能有更多的時間針對性地指導到學生，更好地因材施教。開放實驗可以為學生提供發揮潛能的平臺，是提高實驗教學質量培養學生創新能力的重要手段之一，同時也是對實驗內容的重要補充，開設開放實驗更能實現針對性實驗教學，有利于學生綜合素質的培養。我院導師制開放實驗室具體的措施如下：

1.導師定位明確。凡是屬于我院講師及以上的教學科研人員均可申報作為導師，開發自己的實驗室，吸引預防醫學本科三、四年級的學生參加自己科研題目。導師需要根據自己的科研專長，設立題目，上報學院。上報材料包括導師簡介、項目簡介及導師的聯系方式。

2.學生選擇導師。本科四年級所有學生必須根據自己的興趣選擇加入一名導師的項目。每學期每個學生限報2項，每個項目限4名學生。沒有學生報名的項目不立項。

3.導師與學生互動。導師可聯系學生，根據其時間設定項目的開始時間，在項目背景知識的預習，實驗材料的準備，實驗的實施，實驗結果的分析以及撰寫實驗結果報告各個流程中與學生充分交流，讓學生參與到項目的整個過程。

三、背景、實驗原理及實驗設計與操作

以作者申報的“綠茶多酚清除氧自由基能力的測定”項目為例。

1.背景。多酚類化合物是指分子結構中有若干個酚性羥基的植物成分的總稱。多酚類物質按結構大致可分為類黃酮、芪、酚酸和木酚素。由于多酚類化合物特殊的分子結構，推測多酚類化合物具有抗氧化作用。茶多酚（Tea Polyphenols）是茶葉中多酚類物質的總稱，包括黃烷醇類、花色苷類、黃酮類、黃酮醇類和酚酸類等茶多酚清除自由基的功能已被廣泛研究。本次實驗將利用總抗氧化能力檢測試劑盒（ABTS法）對茶多酚清除氧自由基能力進行測定。ABTS法，即Total Antioxidant Capacity Assay Kit with ABTSmethod，簡稱T-AOC Assay Kit，是一種采用2，2'-azino-bis（3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid（ABTS）作為顯色劑，可以對血漿、血清、唾液、尿液等各種體液，細胞或組織等裂解液、植物或中草藥抽提液、或各種抗氧化物（antioxidant）溶液的總抗氧化能力進行檢測的試劑盒。

活性氧（Reactive oxygen species，ROS）主要包括羥基自由基、超氧自由基和過氧化氫。在細胞或組織的正常生理代謝過程中會產生活性氧，同時一些環境因子例如紫外照射、γ射線照射、吸煙、環境污染等也可以誘導活性氧的產生。活性氧產生后，可以導致細胞內脂類、蛋白和DNA等的氧化損傷，誘發氧化應激（Oxidative stress），繼而導致各種腫瘤、動脈粥樣硬化、風濕性關節炎、糖尿病、肝損傷、以及中樞神經系統疾病等。

2.實驗原理。ABTS法測定總抗氧化能力的原理是，ABTS在適當的氧化劑作用下氧化成綠色的ABTS+，在抗氧化物存在時ABTS+的產生會被抑制，在734nm或405nm測定ABTS+的吸光度即可測定并計算出樣品的總抗氧化能力。Trolox是一種維生素E的類似物，具有和維生素E相近的抗氧化能力，用作其他抗氧化物總抗氧化能力的參考。例如，Trolox的總抗氧化能力為1，相同濃度情況下，其他物質的抗氧化能力用其抗氧化能力和Trolox相比的倍數來表示。

3.儀器與試劑。采尿杯，離心管，酶標儀，96孔板，離心機，移液器，總抗氧化能力檢測試劑盒（ABTS法）.

4.試驗設計與操作。

（1）基線：收集飲茶前尿液；試驗組：收集完尿液后，開始飲用龍井茶（25克龍井茶/500ml溫水，泡制30分鐘后飲用），自由飲用。1小時后，再次收集尿液。

（2）尿液中總氧自由基的測定步驟。1）待測樣品的準備：尿液樣品：每個樣品需要10微升。尿液樣品都可以使用新鮮樣品進行測定，也可以-80℃凍存后再進行測定。2）標準曲線測定的準備：用蒸餾水或樣品配制溶液稀釋標準品。把10mM Trolox標準溶液稀釋成0.15、0.3、0.6、0.9、1.2和1.5mM。3）總抗氧化能力的測定：①96孔板的每個檢測孔中加入20微升過氧化物酶工作液。②空白對照孔中加入10微升蒸餾水或PBS等適當溶液；標準曲線檢測孔內加入10微升各種濃度的Trolox標準溶液；樣品檢測孔內加入10微升各種樣品。輕輕混勻。③每個孔內加入170微升ABTS工作液，輕輕混勻。④室溫孵育6分鐘后測定A414。如果測定A414有困難，也可以在405-425nm范圍內進行測定。⑤根據標準曲線計算出樣品的總抗氧化能力。如果樣品測定出來的吸光度在標準曲線范圍以外，需把樣品適當稀釋或濃縮后再進行測定。⑥總抗氧化能力的表示方式：在采用Trolox作為標準品進行總抗氧化能力檢測時，樣品的抗氧化能力可以用Trolox-Equivalent Antioxidant Capacity（TEAC）來表示。

四、本實驗的目的

1.掌握多酚類化合物知識，激發營養學研究興趣。

2.本實驗采用自身前后配對設計，掌握配對t檢驗的統計方法。

3.學習酶標儀的操作和使用，鍛煉動手能力。

植物化合物這部分內容屬于《營養與食品衛生學》中第二章食物中的生物活性成分的部分內容。實驗前，組織學生對這部分內容進行預習，同時導師親自指導怎樣查閱科學文獻（中國知網，PubMed，Web of Science），通過課前預習，學生熟練了自主查閱中英文文獻，并提高了專業英語的應用能力。由于實驗設計采用的自身前后配對，有助于學生進一步聯系鞏固配對t檢驗的統計方法。由于我們預防醫學的學生將來的工作涉及現場采樣（包括體液類），因此對于工作者，重視生物安全、擁有較強的生物安全意識十分重要，這就必須在教學過程中始終貫穿強調學生的自我防護意識。在進實驗室時，要充分學習實驗室的各種規章制度，例如《實驗室安全職責規程》、《實驗室工作人員守則》和《實驗室各項用品及藥品管理辦法》。導師通過言傳身教，將安全意識傳遞給學生。項目涉及許多儀器的使用，例如離心機，稱量天平，酶標儀等。導師詳細講解每個儀器的使用注意事項，例如離心機的平衡，稱量天平的砝碼矯正及去皮等。實驗中微量液體的加樣需要移液器，導師對移液器的構造、使用方法和保養進行詳細講解，并進行實驗演示操作，使學生更加熟悉各種儀器的操做。在導師指導下，每名同學獨立完成系列實驗內容，獲取相關數據，并對數據分析和開展實驗結果討論。對于實驗設計，陽性和陰性對照的設計至關重要，空白對照主要用于消除實驗中由試劑、蒸餾水和儀器帶入的雜質所引起的系統誤差；陽性對照的作用有排除某種因素對研究對象的干擾，實現單一變量控制，定量計算等。設置對照實驗要遵循科學性、平行重復、單一變量的原則[2]。對于本實驗，標準曲線的精準對于結果也其著非常重要的作用。導師與同學們一起討論找出影響實驗結果的關鍵環節，在教師指導下進一步完善實驗設計，規范實驗操作，重復進行實驗。實驗結束后及時進行實驗總結，指導每位學生撰寫和提交開放實驗總結報告，組織學生集中交流實驗心得和體會。

最后，開設導師制開放實驗取得了可喜的實踐效果。通過開放實驗，學生普遍提高了查閱文獻、實驗設計內容、選擇實驗方案、解決實驗問題、分析實驗結果等能力；項目實施的完整性讓學生更加深刻的了解整個實驗過程以及課本上的結論是怎樣得來的。同時，導師與同學長時間互動，加深了師生關系，同學更有意愿參與導師的科研項目。導師制開放實驗真正體現了教師為主導、學生為主體的教學原則，充分調動了學生對求知的積極性，使學生的綜合素質得到提升。

參考文獻：

[1]周亞利，阿娜爾古麗·塔西鐵木爾.高校本科生導師制的成效、問題及對策[J].教育教學論壇，2014，（1）.

[2]康樂林.生物學對照實驗的分析判斷[J].高校理科研究，2009，（36）.