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醫(yī)學(xué)生物化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐和體會論文
【摘要】 針對培養(yǎng)具有全面實(shí)驗(yàn)科研技能醫(yī)學(xué)人才的要求，改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，通過在醫(yī)學(xué)八年制學(xué)生中開展生化綜合實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生系統(tǒng)地應(yīng)用和掌握了生物化學(xué)技術(shù)，提高了教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)了學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，為進(jìn)一步全面實(shí)施生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革打下了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】 八年制; 生化綜合實(shí)驗(yàn); 教學(xué)改革
生物化學(xué)是一門聯(lián)系基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的“橋梁”學(xué)科，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。生化實(shí)驗(yàn)課是整體生化教學(xué)的重要組成部分，它不僅是培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作能力和分析解決問題能力的重要環(huán)節(jié)，更是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑。為了深入實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，適應(yīng)培養(yǎng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)人才的需要，我們將生物化學(xué)的各大基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技術(shù)結(jié)合在一起，通過首先在醫(yī)學(xué)八年制學(xué)生中開設(shè)生物化學(xué)綜合性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生系統(tǒng)地應(yīng)用和掌握生物化學(xué)技術(shù)，激發(fā)學(xué)生的積極性和主動性，提升了教學(xué)效果和培養(yǎng)了學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，并為進(jìn)一步全面實(shí)施生化實(shí)驗(yàn)改革打下了基礎(chǔ)。
1 改革生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念
生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)以其顯著的實(shí)踐性和實(shí)用性成為生命科學(xué)尤其醫(yī)學(xué)研究中最基本的工具和手段，已廣泛滲透到基礎(chǔ)和臨床醫(yī)學(xué)各學(xué)科領(lǐng)域[1]。傳統(tǒng)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)完全依附于理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)對理論知識的補(bǔ)充、驗(yàn)證和說明，以加強(qiáng)對理論知識理解;其內(nèi)容多驗(yàn)證，少創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)結(jié)果早成定式。學(xué)生對做實(shí)驗(yàn)的興趣僅在最初的動手操作上，由于每次按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)“照方抓藥”，實(shí)驗(yàn)過程中很少主動思考，不僅興趣逐漸淡化，甚至學(xué)完了也不知道如何結(jié)合實(shí)踐進(jìn)行應(yīng)用，產(chǎn)生學(xué)無致用，只為考試的想法，這樣嚴(yán)重影響了學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，成為生物化學(xué)課程改革的“瓶頸”和高等學(xué)校人才培養(yǎng)的薄弱環(huán)節(jié)[2]。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢在必行。我們認(rèn)為生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革不僅是內(nèi)容、方法上的改革，更應(yīng)重視教學(xué)理念的改革，要加強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)能力、邏輯思維能力、科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�、�?dú)立工作能力和開拓創(chuàng)新能力諸方面的培養(yǎng)，可以通過加強(qiáng)整體設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)達(dá)到目的。
醫(yī)學(xué)生化綜合實(shí)驗(yàn)就是以某一生物醫(yī)學(xué)相關(guān)的物質(zhì)為研究對象，為闡明該物質(zhì)的各種性質(zhì)，將多個相對獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合，形成一個連續(xù)性、整體化的實(shí)驗(yàn)課題。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念和模式有根本區(qū)別，這是為研究目的而選擇、設(shè)計實(shí)驗(yàn)技術(shù)內(nèi)容，而不是為講解技術(shù)而組合實(shí)驗(yàn)，目的性明確，促使學(xué)生動手之前主動思考，學(xué)習(xí)相關(guān)知識以解決實(shí)際問題并開發(fā)創(chuàng)造性思維，團(tuán)結(jié)協(xié)作能力等[3]。在實(shí)驗(yàn)過程中能讓學(xué)生循序漸進(jìn)地、系統(tǒng)地掌握知識，充分調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性;能讓學(xué)生不是在被動地學(xué)習(xí)某個技術(shù)，而是為了達(dá)到某個研究目的，主動地設(shè)計實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)會如何采用不同的技術(shù)手段來解決問題。
目前，八年制醫(yī)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)十分明確，即要培養(yǎng)具有對科學(xué)具有探索精神和創(chuàng)新能力的人才，其中科研創(chuàng)新能力是其基本素質(zhì)和發(fā)展?jié)摿ε囵B(yǎng)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但現(xiàn)有的培養(yǎng)模式仍處于探索階段，尚未建立全面的、系統(tǒng)的科研創(chuàng)新培養(yǎng)方案。同時八年制學(xué)生進(jìn)入后期的臨床課程學(xué)習(xí)后，面臨繁重的見習(xí)、實(shí)習(xí)，很難再深入接觸科研環(huán)境[4]。因此，八年制學(xué)生的科研創(chuàng)新能力很大程度上依賴于前期基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段來培養(yǎng)。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一門實(shí)踐和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，對于全面系統(tǒng)地提升學(xué)生科研創(chuàng)新能力有很大幫助。
2 開設(shè)綜合生化實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐
以提升學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)為指導(dǎo)思想，我�，F(xiàn)將醫(yī)學(xué)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)單獨(dú)開設(shè)為一門必修課程，而八年制學(xué)生在該課程上的課時數(shù)更是達(dá)到54節(jié)，為生化綜合實(shí)驗(yàn)的開設(shè)提供了充足的課時量。另外八年制學(xué)生人數(shù)每屆均在40人左右，我院的生化與分子生物學(xué)平臺能為他們的綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)置提供良好的實(shí)驗(yàn)條件。
我們在全面嘗試綜合性實(shí)驗(yàn)前，先開展了課前調(diào)查，得到學(xué)生的積極響應(yīng)，向?qū)W生介紹了醫(yī)學(xué)領(lǐng)域常用的生化技術(shù)和研究目的、研究對象之間的關(guān)系，以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生預(yù)先了解生化技術(shù)的基本原理和應(yīng)用特點(diǎn)，學(xué)會分光光度計、微量移液器、電泳裝置、高速離心機(jī)、搖床、超凈工作臺等常規(guī)儀器的使用;接著，針對主要研究對象--蛋白質(zhì)提出兩個研究課題：人血清球蛋白的分離和鑒定和工程菌誘導(dǎo)表達(dá)的外源GST蛋白的純化及鑒定。我們將實(shí)驗(yàn)的課題內(nèi)容和時間安排課提前發(fā)給學(xué)生，要求學(xué)生以4人為一個小組，提前查找相關(guān)實(shí)驗(yàn)資料，根據(jù)目標(biāo)自行初步設(shè)計實(shí)驗(yàn)路線。
正式開始綜合實(shí)驗(yàn)時，老師先用理論概述生化實(shí)驗(yàn)技術(shù)中生物大分子的研究技術(shù)(以蛋白質(zhì)為主要對象介紹光譜、電泳、層析三大技術(shù)在蛋白質(zhì)分離純化、鑒定分析中的應(yīng)用)，介紹蛋白質(zhì)的分離、純化的原則及方法，這樣使學(xué)生在學(xué)習(xí)和動手操作實(shí)驗(yàn)時對各大技術(shù)的應(yīng)用有系統(tǒng)的認(rèn)識。接著，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，在已有的�?shí)驗(yàn)條件下自由選擇實(shí)驗(yàn)方法，完善設(shè)計的實(shí)驗(yàn)路線，然后在每次實(shí)驗(yàn)課時分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這些都要求學(xué)生必須掌握一定的專業(yè)知識，了解所研究的蛋白質(zhì)各種性質(zhì)，促使學(xué)生主動去查資料找參考書，對整個實(shí)驗(yàn)過程有了整體構(gòu)思，然后才能制定詳盡的實(shí)驗(yàn)方案。
人血清IgG分離純化鑒定實(shí)驗(yàn)的設(shè)計宗旨是以一系列實(shí)驗(yàn)對血清中的蛋白質(zhì)進(jìn)行比較完整的研究，包括對蛋白質(zhì)的定性定量分析，蛋白質(zhì)分離純化粗分級分離和細(xì)分級分離法以及純度鑒定。我們選用了鹽析法首先分離血清中的白蛋白和球蛋白，之后用凝膠過濾法對IgG脫鹽，DEAE蠶宋素離子交換層析法純化IgG，同時免疫擴(kuò)散鑒定IgG活性或SDS睵AGE電泳鑒定蛋白質(zhì)純度等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)貫穿分光光度法、離心、鹽析、凝膠過濾和離子交換層析、SDS睵AGE技術(shù)，這樣有利于初步建立學(xué)生連貫、系統(tǒng)的科學(xué)研究、綜合分析能力和思維。工程菌表達(dá)的外源GST蛋白的純化及鑒定綜合實(shí)驗(yàn)則以目前研究前沿的基因工程技術(shù)為背景，從含重組pGEX載體的細(xì)菌培養(yǎng)開始，誘導(dǎo)外源GST蛋白的表達(dá)及Western Blotting實(shí)驗(yàn)鑒定，以免疫沉淀法/親和層析法高效特異地分離GST蛋白，SDS睵AGE分離鑒定純化的蛋白質(zhì)，該實(shí)驗(yàn)綜合應(yīng)用了一些細(xì)胞生物學(xué)與免疫學(xué)技術(shù)，包括細(xì)菌培養(yǎng)、免疫沉淀、免疫印跡等技術(shù)，這些技術(shù)和生化基礎(chǔ)技術(shù)交叉結(jié)合在一起使用，有利于進(jìn)一步提高學(xué)生的科研素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)應(yīng)用能力。
3 開設(shè)綜合生化實(shí)驗(yàn)的體會
3.1 改變教學(xué)理念，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高了學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力
圍繞學(xué)有所用，學(xué)將如何用，開展生化綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，課前他們能積極根據(jù)實(shí)驗(yàn)對象查找相關(guān)資料。課堂上老師先對實(shí)驗(yàn)思路進(jìn)行綜合講解和指導(dǎo)，然后學(xué)生幾人為一組獨(dú)立自主的合作完成實(shí)驗(yàn)的全過程。這樣就要求他們合理安排時間和協(xié)調(diào)好每個人的分工，解決好實(shí)驗(yàn)過程中遇到的種種問題，提高了他們參與實(shí)驗(yàn)的積極性和主動性，同時也使他們能更好地掌握實(shí)驗(yàn)原理、操作方法、步驟，全面了解儀器設(shè)備的性質(zhì)并正確地使用儀器，提高了學(xué)生的實(shí)際動手能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。另一方面，老師上課時會針對每個實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)所涉及到的技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行展開討論，利用實(shí)驗(yàn)間隙講解實(shí)驗(yàn)技巧，與學(xué)生探討實(shí)驗(yàn)設(shè)計，為學(xué)生今后自己設(shè)計某些實(shí)驗(yàn)路線選擇提供有利參考，提高他們知識運(yùn)用和創(chuàng)新能力。
3.2 改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，更新教學(xué)方式，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果
大膽改革教學(xué)計劃內(nèi)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，綜合實(shí)驗(yàn)中包含基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加具有連貫性和全面系統(tǒng)性。綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容前后銜接，彼此相關(guān)，前一個實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是后一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的起始材料，整個實(shí)驗(yàn)構(gòu)成了一個連續(xù)的有機(jī)整體。生化實(shí)驗(yàn)的基本操作、常規(guī)儀器的原理和使用、基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)都包含在綜合實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過實(shí)踐建立了如何對生物大分子(如蛋白質(zhì))進(jìn)行提取、分離、純化、鑒定和測定的系統(tǒng)性連貫的科學(xué)思維，有利于學(xué)生建立科學(xué)研究的完整體系的概念。通過增加一些具有應(yīng)用性、綜合性強(qiáng)的、體現(xiàn)現(xiàn)代先進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如Western Blotting技術(shù)，免疫層析技術(shù)等有利于提高學(xué)生在今后科研方面的實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平。學(xué)生課后普遍反映通過綜合實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，自己對生化技術(shù)的了解和應(yīng)用更加熟練，不會出現(xiàn)學(xué)完了就不用了甚至印象全無的現(xiàn)象，能更好對知識進(jìn)行系統(tǒng)性全面性應(yīng)用。以學(xué)生為主體，圍繞學(xué)生的需求設(shè)計和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)方式，能大大提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。
3.3 重視課后實(shí)驗(yàn)總結(jié)，加強(qiáng)師生交流，促進(jìn)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
實(shí)驗(yàn)完成后學(xué)生系統(tǒng)總結(jié)了實(shí)驗(yàn)思路，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果及在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的各種問題，按照論文格式撰寫實(shí)驗(yàn)報告，并對該課程進(jìn)行評價和建議。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報告不再是照抄實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟，而是用自己的語言描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果，并且對之進(jìn)行分析和討論。課后學(xué)生更愿意與老師進(jìn)行交流，增進(jìn)了師生間的關(guān)系，老師可以根據(jù)自己的研究特長為學(xué)生自由選擇研究課題進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計提供有利指導(dǎo)。學(xué)生還能針對綜合實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和安排提出自己的意見和建議，促進(jìn)我們提高綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，為進(jìn)一步改革生化實(shí)驗(yàn)打下良好基礎(chǔ)。
經(jīng)過連續(xù)3年在八年制學(xué)生中進(jìn)行生化實(shí)驗(yàn)的教學(xué)探索，通過教學(xué)反饋調(diào)查，學(xué)生們的評價良好，認(rèn)為綜合實(shí)驗(yàn)的開設(shè)的確有利于他們充分掌握生化實(shí)驗(yàn)技術(shù)，培養(yǎng)他們系統(tǒng)性的科研思維和創(chuàng)新能力，以及加強(qiáng)對所學(xué)技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用能力。當(dāng)然，由于綜合實(shí)驗(yàn)組成環(huán)節(jié)較多，耗時較長，耗費(fèi)較大，因此對老師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的能力要求較高，需要較好完善實(shí)驗(yàn)條件和設(shè)施。這些都要求我們積極努力創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，爭取更多教學(xué)經(jīng)費(fèi)支持，引進(jìn)和培養(yǎng)更多教學(xué)和科研能力較強(qiáng)的老師。在八年制醫(yī)學(xué)生中開設(shè)生化綜合性實(shí)驗(yàn)所積累的經(jīng)驗(yàn)，也為進(jìn)一步能在五年制醫(yī)學(xué)生中開展綜合實(shí)驗(yàn)打下了基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是高校培養(yǎng)知識面廣、綜合能力強(qiáng)的復(fù)合型人才的一個重要方面，我們將不斷加強(qiáng)探索，為培養(yǎng)更多的高素質(zhì)的醫(yī)學(xué)創(chuàng)新人才而不斷努力。
【參考文獻(xiàn)】
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