器官系統整合課程中生物化學實驗課的整合與改革

龔青 熊佳瑩

【關鍵詞】創新實驗教學;綜合性實驗;整合

一、器官系統整合課程中生物化學實驗課整合的必要性

根據《教育部 衛生部關于實施卓越醫生教育培養計劃的意見》（教高〔2012〕7號）要求，樹立以學生為本的理念，以崗位勝任力為導向，使學生的知識、素質、能力全面發展。例如，某大學開設了南山班作為教學改革的試點，培養適應全球醫療衛生事業發展的需要，德、智、體、美全面發展，具有寬厚的人文情懷和高度的社會責任感，有堅實的基本知識、基礎理論和基本技能，具有國際視野、創新能力和持續發展能力，能夠勝任臨床醫療、醫學研究、醫療管理等相關工作的高素質復合型人才。重在培養學生的崗位勝任能力，包括臨床技能與醫療能力，職業精神與素養，醫患溝通能力，團隊合作能力，疾病預防與健康促進，醫學知識與終生學習能力，信息與管理能力，學術研究能力，全球視野。改革試點采取器官系統整合教學模式，改變傳統的醫學教育模式，課程分為十個器官系統模塊進行授課，模塊整合遵循從宏觀到微觀、從形態到功能、從正常到異常、從疾病診斷到治療和預防的思路。其中生物化學、分子生物學和細胞生物學整合為細胞、分子與疾病模塊，對生物化學、分子生物學和細胞生物學實驗課進行整合有利于各學科實驗技術的融合。筆者在教學中一直嘗試對此模塊的課程進行整合，目前在實驗課方面有一些心得體會。

二、對生物化學實驗課進行整合的探索與實踐

（一）改革生物化學實驗課的教學內容和教學模式的必要性

與課堂理論教學相比，實驗課是鍛煉學生觀察能力、動手能力、思維能力、運用能力等智力因素的重要途徑，也是培養學生科研思維和創新能力的重要手段。根據教學計劃，大多數高校開設的生物化學實驗一般為36～54個學時，在這么短的時間內要完成如此龐大的教學內容，傳統的做法是每一個實驗的頭尾工作由教輔人員代替完成，教輔人員在實驗前配制好實驗所需的試劑，采集、培養、處理好實驗材料，準備各種儀器設備，學生只是掐頭去尾操作中間的一段;為了節省時間，課堂上學生被動地接受教師灌輸的實驗目的、原理、操作步驟等，然后按部就班，“照方抓藥”，按照思維定勢，不假思索就順利完成了實驗，獲得了預期的實驗結果。這種程序化的教學方法嚴重束縛了學生創新思維的拓展，抑制了學生的動手能力。不僅如此，開設的大多是內容簡單、彼此孤立的“靜態”實驗，各個實驗之間缺乏內在聯系。由于缺乏學習興趣，部分學生不僅不動腦思考，而且根本不動手操作，缺乏主動性，無法達到通過實驗課堂培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力的目的。為了凸顯學生的主體地位，調動學生的學習積極性，培養學生的科學精神，提高學生的創新能力和綜合素質，必須改革生物化學實驗課的教學內容和教學模式。

（二）探究性實驗應與驗證性實驗有機結合

將生物化學、分子生物學和細胞生物學整合為細胞、分子與疾病模塊，實驗課總學時為44個學時，其中6個學時為細胞生物學顯微鏡的使用與細胞形態基本結構觀察，其他38個學時將生物化學實驗、分子生物學實驗與細胞生物學實驗整合，開展生物學綜合實驗，連續4天完成。其中包含兩個驗證性實驗，即Folin酚試劑法測定蛋白質濃度和血清清蛋白分離、純化與鑒定。學界曾一度廣泛提倡摒棄驗證性實驗，認為只有大量開設綜合性和創新性的探究性實驗才能培養出社會需要的人才。這種做法是違背教學規律的。探究性生物化學實驗是探索生物大分子的未知性質，了解它們的組成、生物轉化和變化特征，以及在機體內與其他分子的聯系等的一種實驗，受學生已知知識和技能的限制。驗證性生物化學實驗是指為了驗證生物分子已被廣泛認識的性質、概念、理論，通過演示再現其事實，強調其科學性。驗證性實驗可以把學生從懵懂狀態引入生化知識的殿堂，有利于學生在較短的時間內獲得更多的知識，繼承研究方法，規范化、程序化地訓練學生的實驗技能，起到承上啟下的作用。一些經典的驗證性實驗甚至可以激發學生的學習興趣，所以，在大力提倡探究性實驗教學的同時不可隨意摒棄驗證性實驗。要正確處理好繼承和發揚的關系，把內容單一、彼此孤立的實驗有機結合起來，設立相關系列實驗，實施層次化教學。

（三）創新性探究實驗案例應用

筆者設計了一個生物大綜合實驗，用帶GFP標簽的質粒轉染Hela細胞，轉染后在熒光顯微鏡下觀察轉染效率。整個實驗需要連續4天的時間。這個實驗整合了生物化學、分子生物學與細胞生物學的實驗技術，筆者從實驗準備（高壓滅菌、配試劑）到培養細菌、提取質粒與電泳鑒定、DNA定量、細胞接種、轉染、熒光顯微鏡觀察轉染效率，全都是讓每個學生獨自操作。在時間安排上，第一天上午高壓滅菌，配細菌培養液，下午接種細菌培養過夜。第二天上午提取細菌質粒，下午瓊脂糖電泳鑒定質粒DNA，測定DNA濃度。第三天上午做細胞轉染實驗，下午換液。第四天下午在顯微鏡下觀察GFP熒光。而兩個驗證性實驗則安排在第三天下午和第四天上午。相比傳統的單一的生化實驗，這樣一個連續的生物大綜合實驗，能使學生參與一個相對完整的科研設計與流程。做完實驗，學生們都對科研產生了濃厚的興趣。創新性探究實驗就是這樣通過具體實驗來回答學生們一個個感興趣的問題，激發學生的好奇心，培養其科學探究能力。通過探討相關的研究工作，提出解決方案，設計創新實驗，引導學生跳出課本的局限，拓展學生的思維和知識面，利用所學知識解決實際問題。如果說驗證性實驗是傳授知識和方法，那么創新性探究實驗就是傳播一種科研思想、科研精神和社會責任。

三、結語

傳統的實驗教學模式過于注重知識傳授，忽視了啟發式和創新性的培養，新時代下，我們應該積極探索更多更新更好的實驗教學方法，進一步加強生物化學實驗的教學效果。引導學生利用定性和定量實驗方法揭示生物的現象和本質，培養學生用嚴謹的科學態度自覺探求未知知識，學會舉一反三、融會貫通，以驗證性實驗作為起點，全面優化生物化學實驗教學內容，有效整合實驗技術，逐步培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力，充分調動學生的主觀能動性，更好地激發其學習自主性，使其成為既有實踐動手能力又有創新科學思維和科研探究能力的人才。

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（作者龔青的單位為廣州醫科大學，熊佳瑩的單位為江西警察學院）