賽 娜,張緒梅,吳蘊(yùn)棠,黃國(guó)偉
(天津醫(yī)科大學(xué),天津 300070)
研究性學(xué)習(xí)是在素質(zhì)教育的背景下,經(jīng)多年的教育實(shí)踐形成的創(chuàng)造性教育手段。在校大學(xué)生作為我國(guó)今后發(fā)展的生力軍,其素質(zhì)的全面提高關(guān)乎我國(guó)今后的發(fā)展,因此,將研究性學(xué)習(xí)廣泛應(yīng)用到大學(xué)教學(xué)中是十分必要的。研究性學(xué)習(xí)是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,結(jié)合課程教學(xué),圍繞專門的課題,以個(gè)人或小組合作的形式通過(guò)類似科學(xué)研究的方式主動(dòng)獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)過(guò)程[1-3]。該教學(xué)方法強(qiáng)調(diào)學(xué)生的親自實(shí)踐過(guò)程,使學(xué)生直接獲取經(jīng)驗(yàn),養(yǎng)成正確的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度,掌握基本的科學(xué)研究方法,提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為醫(yī)學(xué)院校教育中必不可少的組成部分,已逐漸成為一門臨床、護(hù)理、基礎(chǔ)及口腔、藥學(xué)等專業(yè)本科生的重要課程,具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性,在該學(xué)科教學(xué)中進(jìn)行研究性學(xué)習(xí),對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力具有深刻意義[4-5]。另外,很多高校的實(shí)驗(yàn)室均可對(duì)學(xué)生開(kāi)放,從而使學(xué)生有更多機(jī)會(huì)接觸到大型分析儀器,如高效液相色譜儀、氣相色譜儀、化學(xué)發(fā)光免疫分析儀等,這對(duì)預(yù)防醫(yī)學(xué)專業(yè)教學(xué)引入研究性學(xué)習(xí)提供了便利條件[6-7]。本文借鑒了蘇霍姆林斯基提出的研究性學(xué)習(xí)法,并將其應(yīng)用于預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,達(dá)到了很好的教學(xué)效果?,F(xiàn)將實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程介紹如下。
根據(jù)研究性學(xué)習(xí)法以及預(yù)防醫(yī)學(xué)課程的教學(xué)特點(diǎn),筆者將整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程設(shè)置為提出課題→文獻(xiàn)查閱與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→點(diǎn)評(píng)設(shè)計(jì)→實(shí)施實(shí)驗(yàn)→實(shí)驗(yàn)總結(jié)→結(jié)果評(píng)價(jià)等幾個(gè)環(huán)節(jié)[8]。下面以“血漿中S-腺苷同型半胱氨酸(SAM)含量測(cè)定”為例進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
給學(xué)生進(jìn)行專題講座,讓學(xué)生了解當(dāng)今預(yù)防醫(yī)學(xué)的研究熱點(diǎn)以及發(fā)展趨勢(shì),并引出“血漿中SAM含量測(cè)定”這個(gè)課題。近年來(lái)大量研究表明,高同型半胱氨酸血癥與多種疾病相關(guān),特別是心腦血管的栓塞性疾病。血液中同型半胱氨酸的濃度已被認(rèn)為是這類疾病的一個(gè)新的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,并成為研究這類疾病的病因及預(yù)防等方面的一個(gè)新熱點(diǎn)。同型半胱氨酸通過(guò)S-腺苷同型半胱氨酸水解酶催化,與腺苷縮合成SAM。通過(guò)檢測(cè)SAM的濃度可在一定程度上反映血液中同型半胱氨酸的水平。
將該研究的具體實(shí)施要求明確告訴學(xué)生,為學(xué)生提供幾個(gè)收集文獻(xiàn)的思路以及整理文獻(xiàn)的方法。要求學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料,了解和掌握他們所獲得的資料,挑選出有利于了解和實(shí)施該課題的幾篇文獻(xiàn),并標(biāo)出參考關(guān)鍵點(diǎn)。
在學(xué)生充分消化吸收文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,將學(xué)生每3人分為一組,發(fā)揮學(xué)生的積極性,讓他們充分討論,最終確定出具體的課題設(shè)計(jì)方案,撰寫開(kāi)題報(bào)告,內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c意義、實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)的收集與整理、實(shí)驗(yàn)進(jìn)度及實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)等。
每組選出一名學(xué)生,將設(shè)計(jì)方案以答辯的形式進(jìn)行敘述,教師和學(xué)生一起討論課題設(shè)計(jì)方案的可行性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件、經(jīng)費(fèi)等因素對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)估,讓學(xué)生自己總結(jié)思考,比較各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于本課題,主要有以下幾種檢測(cè)方法:(1)免疫酶聯(lián)法,其測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)單,但所需試劑昂貴;(2)毛細(xì)管電泳法,其檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、檢測(cè)時(shí)間短,但需要復(fù)雜的衍生過(guò)程;(3)比色法,其檢測(cè)快速,但檢測(cè)靈敏度不高;(4)高效液相色譜法(HPLC)測(cè)定血液中的SAM,學(xué)生最終選擇了此方法。
在教師的指導(dǎo)下,要求學(xué)生熟練掌握高效液相色譜技術(shù),包括儀器的使用、維護(hù)、軟件操作等。根據(jù)確定的實(shí)驗(yàn)方案,學(xué)生利用課余時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室自己動(dòng)手準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料,配制各種實(shí)驗(yàn)試劑。教師負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo),解答學(xué)生實(shí)驗(yàn)中遇到的難題,啟發(fā)學(xué)生思考。
要求學(xué)生整理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)到的知識(shí)與技能,概括操作中的注意事項(xiàng),并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論、分析。在討論的過(guò)程中,讓學(xué)生發(fā)表自己的看法,依靠學(xué)生相互之間的討論進(jìn)一步對(duì)知識(shí)進(jìn)行鞏固和補(bǔ)充。教師全程進(jìn)行點(diǎn)評(píng),并對(duì)學(xué)生不理解或理解不透的內(nèi)容進(jìn)行引導(dǎo)和分析,指導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化和處理所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,明確告訴他們論文的書寫格式,要求每位學(xué)生撰寫一篇小論文。
根據(jù)學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)、自身進(jìn)步、上交的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和論文等,對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目己?。通過(guò)考核,不僅加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的理解和重視,而且有利于進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際操作能力、分析問(wèn)題能力和解決問(wèn)題能力。
在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,以學(xué)生為主體,教師通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、加強(qiáng)研究性教學(xué),力求學(xué)生在研究性的學(xué)習(xí)中不僅能夠掌握基本的儀器操作和實(shí)驗(yàn)技能,還能夠在實(shí)踐中積極探討實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果的關(guān)系,激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性。由于實(shí)驗(yàn)方案是自行設(shè)計(jì)并進(jìn)行答辯,所以學(xué)生必須有足夠的理論和實(shí)驗(yàn)資料來(lái)支持,這促使他們查閱資料、研究方法、探索原理、設(shè)計(jì)方案、檢測(cè)結(jié)果,探究每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的可能性與可行性,并從中體會(huì)到把知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐的樂(lè)趣。
學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行具體實(shí)驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、撰寫論文等過(guò)程,熟悉了科學(xué)課題研究的全過(guò)程,逐步培養(yǎng)了自身的科學(xué)分析能力、獨(dú)立思考能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng),這為其今后的科研工作打下了良好的基礎(chǔ)。
2.2.1 HPLC 方法作為分析手段 通過(guò)查閱文獻(xiàn),學(xué)生了解到HPLC的分析原理和HPLC的一般檢測(cè)流程,利用HPLC紫外檢測(cè)器對(duì)SAM標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行了檢測(cè)。SAM標(biāo)準(zhǔn)品的HPLC分析條件是:Venusil MP-C18色譜柱(4.6 mm×250 mm,5μm),流動(dòng)相為50mmol/L NaH2PO4緩沖液(pH 4.38),進(jìn)樣量為30μL,流速為1.0mL/min,柱溫為30℃,紫外檢測(cè)波長(zhǎng)為254 nm。SAM標(biāo)準(zhǔn)品高效液相色譜圖如圖1所示。從圖1可見(jiàn),SAM出峰時(shí)間為12.6分鐘。
圖1 SAM 標(biāo)準(zhǔn)品高效液相色譜圖
建立的SAM標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖2。從圖2可知,濃度與響應(yīng)值(峰高)成正比,重復(fù)性好。SAM的線性濃度范圍是0.05~2.0 mg/mL,檢出限為0.011mg/mL,定量限為0.027mg/mL。
圖2 SAM標(biāo)準(zhǔn)曲線
2.2.2 HPLC 血漿SAM 檢測(cè)分析方法的建立 在色譜分析中,樣品處理是一個(gè)既耗時(shí)又極易導(dǎo)致誤差的步驟。樣品處理的好壞直接影響色譜分析的最終結(jié)果。本研究中的血漿樣品除含有水分外,還有各種蛋白、無(wú)機(jī)鹽、碳水化合物、激素等成分,復(fù)雜的基質(zhì)背景會(huì)對(duì)被分析目標(biāo)化合物的提取、分離、凈化和測(cè)定等過(guò)程造成干擾。在本研究中,學(xué)生歸納了兩種樣品的處理方法。經(jīng)驗(yàn)證,樣品處理方法具體為:提取200μL血漿置于1.5mL離心管中,加入400 g/L三氯乙酸40μL,冰上靜置30分鐘,以14 000 r/min離心20分鐘,取上清液180μL,用0.22μm針頭過(guò)濾器過(guò)濾,進(jìn)樣分析。
經(jīng)過(guò)查閱文獻(xiàn),學(xué)生了解到標(biāo)準(zhǔn)曲線法要求外部環(huán)境嚴(yán)格一致,因此進(jìn)行了外標(biāo)法實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。在外標(biāo)法實(shí)驗(yàn)條件下,不同時(shí)間、不同操作人員對(duì)SAM的測(cè)定和樣品中SAM含量測(cè)定分別進(jìn)行了3次。由表1可見(jiàn),該方法回收率為94.14%~104.48%,標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2.00%,重復(fù)性與精密度良好,可以滿足實(shí)驗(yàn)的要求。
表1 SAM回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果
團(tuán)隊(duì)合作精神是組織文化的一部分,良好的分工與合作可將每個(gè)人安排至合適的崗位,充分發(fā)揮集體的潛能。從實(shí)驗(yàn)時(shí)間的安排、實(shí)驗(yàn)流程以及個(gè)人分工,均需要同組學(xué)生團(tuán)結(jié)合作。此外,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程還培養(yǎng)了學(xué)生的大局意識(shí)、協(xié)作精神和服務(wù)精神,增強(qiáng)了學(xué)生的責(zé)任感及自信心,這些素質(zhì)在今后的社會(huì)實(shí)踐中也是相當(dāng)重要的。
本教學(xué)法主要是在教師引導(dǎo)下讓學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)研究工作,從儀器設(shè)備的開(kāi)啟使用到儀器的維護(hù)保養(yǎng);從溶液的配制到定容、移液管的使用等,均需要學(xué)生正確進(jìn)行操作,否則不僅會(huì)影響實(shí)驗(yàn)成敗,而且容易造成試劑的浪費(fèi)和儀器設(shè)備的損壞。為了確保實(shí)驗(yàn)合理有效進(jìn)行,必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理,制訂相應(yīng)的管理措施。
在本實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,需要保證教師隨時(shí)隨地及時(shí)解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的疑難問(wèn)題,因此需要投入的人力、物力要比常規(guī)教學(xué)法大得多。此外,由于受許多因素的限制,如教學(xué)時(shí)間的安排、教學(xué)經(jīng)費(fèi)、師資力量、儀器設(shè)備等,學(xué)生的一些設(shè)計(jì)也不能付諸實(shí)施。因此,不同專業(yè)可根據(jù)自身的條件,合理安排教學(xué)經(jīng)費(fèi)、師資力量、教學(xué)時(shí)間等。
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