高 媛, 韓 梅, 李芳芳
(河北醫(yī)科大學(xué) 生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室, 石家莊 050017)
生物化學(xué)與分子生物學(xué)既是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育一門非常重要的基礎(chǔ)課程,又是一門高端前沿課程[1]。它的特點是技術(shù)更新快、包含內(nèi)容多,往往是醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課中非常難學(xué)難教的一門課。在這門課程中,實驗教學(xué)始終是一個重要環(huán)節(jié),也是各高校探索教學(xué)改革的一個重要平臺,它的特點是:1)靈活度較高:可以較快較迅速地添加和撤出實驗項目,達到緊跟學(xué)科時代發(fā)展的要求。2)見效快:實驗周期較短,實驗技術(shù)特點鮮明,可操作性強。3)互動性強:實驗課是小班上課,老師與學(xué)生有機會就實驗的設(shè)計特點、技術(shù)特點、數(shù)據(jù)處理等方面交流討論。近幾年來,我們教研室以此為突破口,一直在大力推行實驗課的教學(xué)改革,采用先進的教學(xué)手段,精心選擇實驗項目,重新編寫實驗教材,建立完善實驗考核體系,取得了一定的效果。
傳統(tǒng)的實驗教學(xué)較多是實行教師講解、學(xué)生照做的教學(xué)方法,實驗課中單純使用這種教學(xué)方法不利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性及思維能力的提高[2]。為了改革傳統(tǒng)教學(xué)弊端,我們在生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗教學(xué)中引入“基于問題的教學(xué)”方法[3],并加以改進。在實驗課前一周,教師把針對實驗內(nèi)容設(shè)計的問題及參考書布置給學(xué)生,學(xué)生以實驗小組為單位解決問題。我們所設(shè)計的每個問題的解決方法是多樣的,而實驗課實驗內(nèi)容是其中一種可以應(yīng)用的手段。例如我們針對“福林酚法測定蛋白濃度實驗”布置問題:如何鑒定劣質(zhì)奶粉?針對“SDS-PAGE測定蛋白分子量實驗”布置問題:如何區(qū)分開兩瓶未貼標簽的基因工程蛋白樣品?獲知問題后,學(xué)生利用課余時間根據(jù)實驗小組確定的學(xué)習(xí)要點分頭查找資料,討論和設(shè)計解決問題的方案。在該過程中,教研室提供了網(wǎng)絡(luò)和固定電話平臺,實現(xiàn)教師與學(xué)生間的及時咨詢互動。在實驗課上,各實驗小組選派代表匯報設(shè)計的實驗方案,教師負責組織討論和講評,并對比說明實驗課內(nèi)容安排的實驗方案,引導(dǎo)學(xué)生思考。學(xué)生在教師提醒實驗技術(shù)要點和操作注意事項后完成具體實驗操作。實驗課結(jié)束后學(xué)生除完成課程實驗報告外,各實驗小組設(shè)計的實驗方案還可以參加教研室常年設(shè)立的“優(yōu)秀設(shè)計性實驗報告獎”的評選。
這種改革后的實驗課教學(xué)法已在我校臨床、藥學(xué)、藥劑、中西醫(yī)結(jié)合等多種專業(yè)中推行,運行良好,達到了促進學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的意識的效果。
在中國多數(shù)醫(yī)學(xué)院校中,生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗內(nèi)容長期受學(xué)時數(shù)和排課方式的影響,傳統(tǒng)實驗教學(xué)內(nèi)容一直以一個個孤立地驗證性實驗為主,該類實驗的原理、步驟、結(jié)論、結(jié)果等都很明了,其內(nèi)容單一,學(xué)生只需按部就班地做,缺乏學(xué)習(xí)思考的主動性,而且實驗課間隔期往往較大,學(xué)生很容易忘記上一階段的內(nèi)容,不易將整個過程聯(lián)系起來。綜合性實驗是一種介于基本教學(xué)實驗與實際科學(xué)研究實驗之間,對實驗全過程進行初步訓(xùn)練的教學(xué)實驗,具有綜合性、典型性和探索性的特點,更適合于當今基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育的發(fā)展培養(yǎng)趨勢[4]。
我教研室很早就已啟動傳統(tǒng)實驗內(nèi)容的改革工作,早期主要集中在刪減部分陳舊驗證性的實驗項目、將部分相關(guān)獨立實驗合并為綜合性實驗項目,并在新實驗內(nèi)容試行后取得了一定效果[5]。隨著綜合實驗開設(shè)的逐漸成熟,我們又增加了一系列兼具實用性和科研性較大規(guī)模綜合性實驗項目,并針對不同授課對象特點和培養(yǎng)目的,分層次選擇性開設(shè)。比如,在5年制本科醫(yī)學(xué)專業(yè)的實驗內(nèi)容中開設(shè)了以勻漿、比色、電泳、離心、層析等基本生物化學(xué)技術(shù)的訓(xùn)練為主線的綜合性實驗項目:“小鼠肝臟過氧化氫酶的制備及鑒定”、“人胎盤組織β-actin基因的分離及鑒定”和“激素對家兔血糖水平的影響”等 ,側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生基本操作技能及綜合運用所學(xué)理論和技術(shù)知識解決實際問題的能力,適合于應(yīng)用型醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng);在7年制本碩連讀醫(yī)學(xué)專業(yè)的實驗內(nèi)容中,開設(shè)以分子克隆和免疫印跡(Western blot)等分子生物學(xué)技術(shù)為主要技術(shù)手段的科研型綜合性實驗項目:“小鼠肝臟β-actin蛋白基因的克隆及表達鑒定”,側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生科研思維和分析問題解決問題的能力,適合于科研型醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)。
教學(xué)實踐證明,這些綜合性實驗的開設(shè)不僅有助于學(xué)生對生物化學(xué)與分子生物學(xué)理論知識和實驗技術(shù)的整體性、系統(tǒng)性掌握,大大提高實驗教學(xué)質(zhì)量。同時,分層次針對性地開設(shè)綜合性實驗項目,更有利于滿足當今基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)多層次人才培養(yǎng)需要。
實驗教材是實驗教學(xué)內(nèi)容改革的重要體現(xiàn)形式,適宜的實驗教材是提高實驗教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵[6]。為了配合實驗教學(xué)內(nèi)容的改革,我教研室組織教師重新編寫了實驗課教材《生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗指導(dǎo)》。在該教材中,除了保留一些經(jīng)典教材上的傳統(tǒng)生物化學(xué)和分子生物學(xué)實驗內(nèi)容外,加入了新開設(shè)的一系列綜合性實驗項目內(nèi)容。同時,考慮到分子生物學(xué)技術(shù)在當今醫(yī)學(xué)乃至整個生命科學(xué)領(lǐng)域的影響力及實際應(yīng)用性不斷提高[7],在新編教材中我們還增加了大量的分子生物學(xué)前沿技術(shù)內(nèi)容,如:熒光素酶報告基因分析;染色質(zhì)免疫沉淀;電泳遷移率改變分析;免疫共沉淀分析等。這部分內(nèi)容主要是由教研室的博士學(xué)歷或進入博士后工作站的老師結(jié)合自身實際科研實例編寫。盡管目前限于教學(xué)經(jīng)費及實驗課條件,還不能面向本科生全面開設(shè)這些前沿分子生物學(xué)實驗項目,但是,在實驗課一些操作過程中的間歇等待時間,由教師向?qū)W生簡略介紹這些實驗原理和用途,配合理論課教學(xué),可以極大地加深學(xué)生對分子生物學(xué)技術(shù)的理解,開闊眼界,同時新編教材內(nèi)容可作為部分學(xué)生從事課外開放創(chuàng)新實驗時的重要技術(shù)參考。
在傳統(tǒng)的實驗課教學(xué)安排中,除了教學(xué)計劃規(guī)定的上課時間外,學(xué)生幾乎沒有更多地機會進入實驗室,學(xué)生一般是在規(guī)定的時間及指定的儀器上,機械地完成規(guī)定實驗任務(wù),使實驗本身缺乏吸引力,學(xué)生的主觀能動性得不到發(fā)揮,挫傷了學(xué)生進行實驗的積極性和主動性,影響了學(xué)生探索興趣和潛能的釋放[8]。因而,開放實驗室,為學(xué)有余力的學(xué)生進行實驗學(xué)習(xí)提供更多時間和空間是很有必要的[9]。但對于國內(nèi)多數(shù)醫(yī)學(xué)院校而言,由于實驗室資源相對緊張,實驗室在徹底開放這方面一直處于真空地帶。
近幾年以來,我教研室堅持實行實驗室對學(xué)生開放,鼓勵學(xué)有余力的學(xué)生進入實驗室,開展生物化學(xué)與分子生物學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)研究。在不斷克服諸多困難的同時,開拓開放形式,逐漸形成了特色開放流程,確保實驗室資源的有效利用。目前我們的實驗室開放基本流程為:1)報名,在每批實驗室開放前,發(fā)布該期開放實驗室推薦的若干研究方向,要求有興趣參加的學(xué)生自選課題,提交自行設(shè)計的實驗方案參加。2)篩選成員,教師審查實驗設(shè)計方案及面試報名者,篩選出參加開放實驗成員。3)分組培訓(xùn),根據(jù)研究興趣方向?qū)W(xué)生分組,以組為單位重新設(shè)計實驗方案,并由該組指定教師審查修改通過后,學(xué)生才能進入開放實驗室。4)實驗操作,學(xué)生小組利用課余時間開展自行設(shè)計的實驗項目。5)完成論文,實驗結(jié)束后,學(xué)生小組必須完成實驗資料的整理,并將實驗結(jié)果以論文形式提交。到目前為止,在開放實驗室的學(xué)生小組課題研究中已有多名學(xué)生的研究成果獲省部級和學(xué)校獎勵,并有學(xué)生論文在國內(nèi)核心源期刊上發(fā)表。
通過實驗室的開放,我們將有能力的學(xué)生引入科研實驗室,使學(xué)生在本科階段就進入到課題當中進行科學(xué)研究。這樣不僅給本科學(xué)生提供了進行實驗研究和探索的平臺,還使他們了解和掌握了前沿的學(xué)術(shù)動態(tài)和科學(xué)的研究方法,引導(dǎo)了學(xué)生科學(xué)研究的思維方式,培養(yǎng)了學(xué)生嚴謹?shù)乜茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識。同時,由于開放實驗的開展,對實驗室管理和實驗教師、技術(shù)人員的實踐能力、業(yè)務(wù)素質(zhì)提出了更新、更高的要求,這也對實驗室的建設(shè)起到了更好的推進作用。
考核是檢驗教學(xué)質(zhì)量的有效手段,學(xué)校通過實驗考核能了解教師教學(xué)水平,學(xué)生學(xué)習(xí)掌握情況[10]。傳統(tǒng)單一的實驗結(jié)果匯報形式已經(jīng)難以達到真正的考核目的?;诖?,我們建立了一套綜合考核制度,將學(xué)生實踐動手能力、實驗報告情況與平時成績相結(jié)合,在一定程度上可以較為全面的評價教學(xué)效果??己顺煽儼▽嶒瀳蟾娉煽儭嶒灢僮骺荚嚦煽兒推綍r成績?nèi)糠?,實驗報告成績主要通過評判綜合性實驗結(jié)束后學(xué)生撰寫的實驗小論文,考查學(xué)生對實驗基本原理、技術(shù)路線的掌握情況及對實驗現(xiàn)象的分析和解釋。操作考試考查學(xué)生獨立完成實驗的能力,教師根據(jù)實驗操作是否規(guī)范、實驗是否成功、實驗現(xiàn)象解釋是否正確等進行評定。平時成績主要是學(xué)生在實驗課學(xué)習(xí)中的綜合評定成績,如出勤率、課程實驗完成情況、實驗器材使用情況等。這種綜合考核方式雖然操作比較煩瑣,但能比較公正、客觀、合理地評價學(xué)生的實驗素質(zhì)和技能,改變了學(xué)生重理論輕實踐的思想,提高了學(xué)生的實驗積極性。
除了要求學(xué)生完成每次實驗內(nèi)容的相應(yīng)實驗報告以外,我們還連續(xù)幾屆采用綜合報告形式,要求學(xué)生將一個學(xué)期的生化實驗課的體會寫出來,可以從技術(shù)角度進行總結(jié)分析,可以對實驗安排提出見解,對帶教老師的方法提出意見等,這樣做比單獨用表格形式調(diào)查統(tǒng)計要具體深入的多。這種方式不僅使教師及時得到教學(xué)反饋,同時也促進學(xué)生對實驗課的反思,提高了對實驗課的認知和對今后其它實驗課的期待。
在生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗課教學(xué)改革探索的過程中,我們?nèi)〉昧艘欢ǖ某晒?,但同時也發(fā)現(xiàn)一些制約中國醫(yī)學(xué)院校學(xué)科實驗教學(xué)改革發(fā)展的問題。一是醫(yī)學(xué)院校中實驗教學(xué)長期處于學(xué)科附屬地位,資源分配相對不足,限制了實驗教學(xué)法和實驗內(nèi)容的改革。資源需求與資源供給之間的矛盾是任何國家高校開展實驗教學(xué)中都會存在的問題,教學(xué)資源相對緊張的情況下實驗教學(xué)能否獲得較充裕的資源保障,根本上是由實驗教學(xué)在高校中所處地位所決定。發(fā)達國家高校實驗教學(xué)地位顯重、設(shè)置獨立,特別是作為新興前沿學(xué)科的生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗教學(xué),在經(jīng)費、師資、教室甚至學(xué)時上均會有較多的資源分配,師生就有充足的條件開展開放創(chuàng)新實驗。二是缺乏鼓勵教師改革實驗內(nèi)容的激勵機制。實驗內(nèi)容的更新依靠實驗教師的貢獻,發(fā)達國家高校很重視鼓勵實驗教師把最新的實驗技術(shù)和研究成果及時轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué),實驗內(nèi)容更新非??臁鴥?nèi)教師的晉升和獎勵注重個人科研業(yè)績,很少考慮對教學(xué)尤其是實驗教學(xué)上的貢獻,從而削弱了教師參與實驗教學(xué)改革的熱情。
未來,我們只有克服傳統(tǒng)教育思想的束縛,堅持“以人為本,以學(xué)生發(fā)展為中心“的理念,不斷探索與環(huán)境條件適宜的生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗教學(xué)改革模式及考評體制,才能適應(yīng)醫(yī)學(xué)及科技創(chuàng)新日新月異發(fā)展的新形勢,達到更好的教學(xué)效果。
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