教學(xué)醫(yī)院分子生物學(xué)實驗教學(xué)與科研相結(jié)合教育模式的探索與實踐

王 卓，井昶雯，曹海霞，李多慧，夏 偉*

（1.江蘇省腫瘤醫(yī)院/江蘇省腫瘤防治研究所/南京醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院 臨床腫瘤試驗中心，江蘇 南京 210000；2.南京醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與信息學(xué)院，江蘇 南京 210000）

分子生物學(xué)是重要的基礎(chǔ)學(xué)科，是研究生物體的分子結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)代謝與調(diào)節(jié)的學(xué)科，是聯(lián)系生命科學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)的橋梁，其具有應(yīng)用性和實踐性非常強的特點[1]。分子生物學(xué)實驗教學(xué)是分子生物學(xué)中極其重要的實踐性教學(xué)部分，是課堂理論教學(xué)的延伸[2]。它對提高學(xué)生的實驗操作技能、培養(yǎng)學(xué)生的科研能力具有重要作用。

分子生物學(xué)發(fā)展迅速，新理論、新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)。相關(guān)科研成果代表了分子生物學(xué)最前沿的研究進展，整合各項資源，把實驗教學(xué)與科研相結(jié)合意義重大[2]。

作為醫(yī)學(xué)高等學(xué)府的教學(xué)醫(yī)院，為適應(yīng)新時代研究型、復(fù)合型和應(yīng)用型醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)要求，應(yīng)積極進行教學(xué)模式的探索與創(chuàng)新。南京醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院臨床腫瘤實驗中心作為開放性實驗平臺，承擔(dān)教學(xué)、科研與臨床檢測任務(wù)，負(fù)責(zé)帶教實習(xí)生，進修生及研究生等不同類型學(xué)生。實驗中心結(jié)合本單位實際情況，從提升實驗平臺硬件水平；提高教學(xué)人員專業(yè)能力；專業(yè)英文文獻匯報模式；多層面多角度參與實驗；利用互聯(lián)網(wǎng)信息化學(xué)習(xí)五個方面入手，探索出了一套分子生物學(xué)實驗教學(xué)與科研相結(jié)合的教育模式。

1 提升實驗平臺硬件水平

實驗平臺硬件設(shè)施水平建設(shè)是人才培養(yǎng)與科學(xué)研究的基礎(chǔ)性工作。南京醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院臨床腫瘤實驗中心作為開放性實驗平臺，搭建了滿足教學(xué)，科研與臨床檢測不同任務(wù)的實驗設(shè)施平臺。

實驗平臺擁有充足數(shù)量的移液器，離心機，電子天平，電泳儀，分光光度儀，PCR擴增儀，熒光定量PCR分析儀等常規(guī)分子生物學(xué)實驗儀器，可以完全滿足實習(xí)生，進修生及研究生等不同類型學(xué)生基本實驗操作技能和基本儀器設(shè)備使用的學(xué)習(xí)與反復(fù)訓(xùn)練。除此之外，實驗平臺還堅持不斷引進先進及大型分子生物學(xué)實驗設(shè)備。如本實驗平臺引進了國內(nèi)首臺Luminex3D液相芯片分析儀用于血清蛋白質(zhì)標(biāo)志物的檢測，引進了國內(nèi)首批illumina高通量基因測序分析儀及微滴式數(shù)字PCR儀用于腫瘤細(xì)胞基因突變檢測，引進了高靈敏度化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)用來檢測蛋白質(zhì)與DNA，以及流式細(xì)胞儀等設(shè)備用于細(xì)胞分析與細(xì)胞分選。這些先進及大型分子生物學(xué)實驗設(shè)備足以滿足更高層次的實驗需求。

不斷提升的硬件水平，可以使學(xué)生有機會接觸到與世界一流學(xué)術(shù)機構(gòu)同步的先進實驗設(shè)備，在實驗操作中更直觀的了解先進的實驗技術(shù)和方法，在完成基本的科研實驗技能訓(xùn)練的同時開拓科研思維。

2 提高教學(xué)人員專業(yè)能力

專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，離不開教師的悉心引導(dǎo)與教授[3]。教師的專業(yè)深度與知識廣度，直接影響學(xué)生專業(yè)知識學(xué)習(xí)的效果與綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。現(xiàn)階段分子生物學(xué)發(fā)展迅速，交叉學(xué)科不斷融合。實驗帶教教師必須改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，緊跟時代發(fā)展，更新觀念。實驗帶教教師在鉆研本專業(yè)實驗課程教學(xué)基礎(chǔ)之上，還需要不斷拓展理論知識和實踐能力[4]，對相關(guān)聯(lián)的學(xué)科知識也要達到一定的造詣。

本實驗平臺構(gòu)建了多學(xué)科專業(yè)背景的師資結(jié)構(gòu)以適應(yīng)交叉學(xué)科不斷融合的時代特點。本實驗平臺所有帶教教師均為碩士研究生以上學(xué)歷，專業(yè)涵蓋微生物學(xué)，毒理學(xué)，臨床醫(yī)學(xué)，免疫學(xué)，生物化學(xué)與分子生物學(xué)等。所有帶教教師除教學(xué)工作外，均長期在一線參與科研工作，緊跟專業(yè)熱點與趨勢，自身專業(yè)知識扎實，實踐操作能力強，并不斷更新知識結(jié)構(gòu)及實驗技能。學(xué)生在帶教教師指導(dǎo)下學(xué)習(xí)和實踐分子生物學(xué)相關(guān)實驗技能的同時，也能對其他相關(guān)學(xué)科理論和實驗技能進行學(xué)習(xí)，及早適應(yīng)分子生物學(xué)多學(xué)科交叉發(fā)展的科研趨勢。

3 專業(yè)英文文獻匯報模式

查閱文獻是科研工作的第一步，國內(nèi)外大量文獻的閱讀，可以迅速了解學(xué)科相關(guān)知識的最新研究進展[5]。查閱文獻的能力是學(xué)生在今后專業(yè)領(lǐng)域知識學(xué)習(xí)和科研工作中必須具備的重要基本功[6]。

當(dāng)前的應(yīng)試教育體制和填鴨式教學(xué)模式下，部分學(xué)生缺乏自主閱讀文獻、并從中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。尤其是分子生物學(xué)專業(yè)文獻內(nèi)容大多晦澀難懂，知識更新快，學(xué)生主動閱讀專業(yè)文獻尤其是英文專業(yè)文獻存在畏難情緒。

為幫助學(xué)生克服在分子生物學(xué)專業(yè)文獻尤其是英文專業(yè)文獻閱讀上的困難，同時考慮到傳統(tǒng)分子生物學(xué)課程教學(xué)中學(xué)生自主學(xué)習(xí)、交互式團隊學(xué)習(xí)模式的不足。本平臺結(jié)合承擔(dān)的科研課題，定期挑選相關(guān)科研課題最新的具有較高影響力的英文文獻讓學(xué)生進行精讀，并將精讀內(nèi)容制作成PPT進行匯報講解，同時在帶教老師的組織下對文獻精讀內(nèi)容進行小組討論。討論主要由組內(nèi)學(xué)生圍繞文獻的背景和研究目的，選取的實驗方法和結(jié)果，整體研究思路等互相進行補充提問及解答，最后由帶教老師針對討論的問題，文獻的實驗設(shè)計思路，實驗方法及技術(shù)的選擇，整體研究的優(yōu)點及局限等進行點評總結(jié)。

學(xué)生在文獻閱讀和不斷討論過程中，了解學(xué)科熱點和發(fā)展前沿，學(xué)習(xí)新的實驗方法和技術(shù)，理解同行在科研活動中如何設(shè)計實驗，如何運用所學(xué)到的實驗方法和實驗技能解決科學(xué)問題，理清科研思路，培養(yǎng)科研邏輯思維能力。在此過程中，營造出活躍的科研氛圍，學(xué)習(xí)的主動權(quán)由教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性大大提高。學(xué)生專業(yè)文獻特別是英文專業(yè)文獻閱讀能力明顯提高，分子生物學(xué)實驗理論學(xué)習(xí)效果顯著提升。

4 多層面多角度參與實驗

在傳統(tǒng)的分子生物學(xué)實驗教學(xué)實踐中，學(xué)生在教師指導(dǎo)下進行基本實驗方法和技能的操作訓(xùn)練，整體實驗教學(xué)內(nèi)容固定單一，實驗過程基本上是按圖索驥，單一性、驗證性實驗較多，而綜合性，設(shè)計性實驗較少，臨床應(yīng)用型實驗較少[2，7]。由于各種條件的制約，來自科學(xué)前沿的實驗技術(shù)無法及時轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，同時教師演示多，學(xué)生參與少。因此，學(xué)生自主參與實驗，并進行創(chuàng)造性、探索性實驗的空間較小，學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性受到抑制。

本實驗平臺創(chuàng)造條件，打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，注重臨床應(yīng)用與基礎(chǔ)研究的結(jié)合、單項實驗與綜合實驗的結(jié)合、個人操作與團隊協(xié)作的結(jié)合、基本訓(xùn)練與研究探索的結(jié)合。通過結(jié)合實習(xí)生，進修生，研究生等學(xué)生不同的教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生本人的選擇因材施教，安排學(xué)生參與臨床應(yīng)用型實驗和基礎(chǔ)研究型實驗兩類不同的分子生物學(xué)實驗。臨床應(yīng)用型實驗以臨床應(yīng)用需求問題為導(dǎo)向，主要圍繞本平臺開展的分子診斷項目進行相關(guān)PCR擴增，測序等分子生物學(xué)實驗。基礎(chǔ)研究型實驗以基礎(chǔ)科研問題為導(dǎo)向，主要圍繞本平臺承擔(dān)的國家級省級基礎(chǔ)研究課題進行相關(guān)細(xì)胞培養(yǎng)，分子克隆等分子生物學(xué)實驗。

學(xué)生通過參與臨床應(yīng)用型實驗可以直觀看到分子生物學(xué)實驗在臨床實踐中的應(yīng)用，加深對相關(guān)實驗知識的理解，通過帶教老師的演示和學(xué)生自己的實踐操作，著重強化標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化實驗操作及團隊協(xié)作，學(xué)習(xí)并培養(yǎng)臨床試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析能力，激發(fā)從臨床實踐中尋找科學(xué)問題的興趣，為今后的科研工作打下基礎(chǔ)。

基礎(chǔ)研究型實驗多為綜合性、前沿性、創(chuàng)新性、設(shè)計性實驗。學(xué)生通過參與基礎(chǔ)研究型實驗，可以加深相關(guān)分子生物學(xué)原理及理論知識的理解，學(xué)習(xí)最新的科研成果，強化主動學(xué)習(xí)獨立思考的能力，培養(yǎng)大局觀，提升創(chuàng)新思維能力，提高設(shè)計實驗和合理運用實驗方法的能力，培養(yǎng)主動探索未知領(lǐng)域的興趣及科學(xué)素養(yǎng)。

在帶教教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過基本實驗操作訓(xùn)練→綜合實驗設(shè)計→科學(xué)實驗探索這樣難度遞增的實驗訓(xùn)練，逐步連貫完整的參與綜合性實踐性實驗。整個實驗過程必定充滿坎坷不會順順利利，通過有意識地引導(dǎo)學(xué)生主動思考遇到的問題，分析原因及尋求解決方法，培養(yǎng)學(xué)生面對科學(xué)問題嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度和不畏困難的堅韌品質(zhì)；提高他們發(fā)現(xiàn)、分析和解決科研問題的能力；體驗科研實驗帶來的新鮮感，挑戰(zhàn)感及獲得感。

5 利用互聯(lián)網(wǎng)信息化技術(shù)學(xué)習(xí)

在互聯(lián)網(wǎng)+的時代背景下，隨著互聯(lián)網(wǎng)信息化技術(shù)的蓬勃發(fā)展與推廣應(yīng)用，社會各領(lǐng)域均產(chǎn)生了巨大的變革，其中也包括分子生物學(xué)實驗教學(xué)[8]。在互聯(lián)網(wǎng)信息化的環(huán)境下，分子生物學(xué)信息量大、內(nèi)容龐雜、抽象等特點得以克服[9]。傳統(tǒng)的教學(xué)是教師在特定的時間和地點向?qū)W生面對面灌輸知識的模式。而在互聯(lián)網(wǎng)信息化的背景下，分子生物學(xué)實驗教學(xué)可以充分利用豐富的互聯(lián)網(wǎng)海量信息資源及多媒體技術(shù)，改變傳統(tǒng)的教育模式，突破原有教學(xué)模式的束縛。

微課是近年來互聯(lián)網(wǎng)信息化技術(shù)趨勢下比較熱門的一種教育模式。微課（Microlecture）是指教師在教學(xué)過程中，以微視頻為主要載體，針對相關(guān)學(xué)科某一知識點或教學(xué)環(huán)節(jié)而開展的簡短且完整的教學(xué)活動[10]。微課具有精煉、高效和時效性強等特點[10]。互聯(lián)網(wǎng)上有大量關(guān)于分子生物學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的微課可以利用。這些微課通常時長較短，但承載著大量的教學(xué)信息，教學(xué)內(nèi)容簡潔明了、重點突出，便于學(xué)生理解和記憶。微課教學(xué)內(nèi)容時長短的特點，有利于學(xué)生將零散的片段化時間利用起來進行學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。微課還可以彌補傳統(tǒng)教材內(nèi)容的不足，簡明直觀的介紹最新的分子生物學(xué)實驗知識。

雨課堂是當(dāng)下比較熱門的一款專業(yè)教育軟件，其可以安裝到手機，電腦等各種智能終端設(shè)備上[8]。雨課堂將復(fù)雜的信息技術(shù)手段融入PowerPoint和微信平臺，推動線下線上混合式教學(xué)，在課外學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)間建立溝通橋梁[11]。使用雨課堂軟件進行分子生物學(xué)實驗教學(xué)，讓教學(xué)不再拘泥于固定的空間和時間。使用雨課堂軟件進行教學(xué)，課前-課上-課后的每一個教學(xué)環(huán)節(jié)，教師與學(xué)生都可以進行及時有效的互動交流，讓教與學(xué)更明了，更具效率。

慕課（MassiveOpenOnlineCourse，MOOC）是源于美國的一種新型教育形式，是一種大規(guī)模、開放性的網(wǎng)絡(luò)在線開放課程[12]。慕課是全球性的以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的教學(xué)課程，學(xué)生只要通過網(wǎng)絡(luò)就可以極低的成本獲得全球優(yōu)質(zhì)的教育資源。分子生物學(xué)實驗相關(guān)知識體系龐雜晦澀，知識更新快，而傳統(tǒng)的教材內(nèi)容更新滯后，慕課的知識更新速度遠超傳統(tǒng)教材。學(xué)生及教師利用慕課平臺不僅可以學(xué)到國內(nèi)關(guān)于分子生物學(xué)實驗相關(guān)理論和操作的知識，也能夠?qū)W習(xí)國外學(xué)術(shù)機構(gòu)最新的相關(guān)科學(xué)研究前沿技術(shù)，彌補現(xiàn)有分子生物學(xué)實驗教學(xué)資源的不足。

利用微課，雨課堂，慕課等互聯(lián)網(wǎng)信息化技術(shù)及內(nèi)容，教師和學(xué)生可以隨時獲取教學(xué)所需的教材，最新科研成果，實驗講解視頻等資源[13]。教學(xué)不再拘泥于固定的時間和地點，不再受限于實驗條件，可以將一些本平臺目前尚無條件開展的，平時很少接觸的先進科研實驗項目以圖片，動畫，視頻等形式呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生可以形象地看到實驗的原理，直觀地看到操作的完整流程，使學(xué)生能真正隨時隨地自主的學(xué)習(xí)先進的分子生物學(xué)理論知識及實驗技能，開闊視野，提升對科研實驗的興趣。

6 小結(jié)

為了滿足新時代對高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的要求，并適應(yīng)分子生物學(xué)的發(fā)展趨勢，針對醫(yī)學(xué)生分子生物學(xué)實驗的教學(xué)模式也應(yīng)不斷發(fā)展。南京醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院的教育實踐證明，分子生物學(xué)實驗教學(xué)與科研相結(jié)合的教育模式，學(xué)生可以學(xué)習(xí)最先進的分子生物學(xué)的理論及實驗技術(shù)，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，開闊學(xué)生的視野，增強學(xué)生對分子生物學(xué)實驗的興趣，并學(xué)以致用，培養(yǎng)良好的科研素養(yǎng)，為將來的臨床工作和科研工作打下堅實的基礎(chǔ)。

教學(xué)活動是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，教育模式的改革也不會一蹴而就，在創(chuàng)新改革中遇到的問題還需要不斷總結(jié)與改進。