王婷 王慶怡 王磊 王明星 韓驊 賈林濤 (第四軍醫(yī)大學(xué): 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室; 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部外語(yǔ)教研室，陜西 西安 700; 唐都醫(yī)院胸腔外科，陜西省 西安 7008)

生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程優(yōu)化效果探討

王婷1王慶怡2王磊1王明星3韓驊1賈林濤1
(第四軍醫(yī)大學(xué):1基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室;2基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部外語(yǔ)教研室，陜西 西安 710032;3唐都醫(yī)院胸腔外科，陜西省 西安 710038)

目的探討生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程優(yōu)化后的教學(xué)效果。方法通過(guò)更新教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)儀器設(shè)備器材，重組實(shí)驗(yàn)課程安排和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容的方法提高生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果。結(jié)果解決生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課中出現(xiàn)的主要矛盾，均衡學(xué)員實(shí)驗(yàn)課授課時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)課授課質(zhì)量。結(jié)論改善和優(yōu)化生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn)條件及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容能夠大大提高學(xué)員實(shí)驗(yàn)成功率，提升平均成績(jī)，提高教學(xué)質(zhì)量。

生物化學(xué); 分子生物學(xué); 實(shí)驗(yàn)課程; 教學(xué)方法; 教學(xué)改革

生物化學(xué)和分子生物學(xué)是生命科學(xué)研究的基礎(chǔ)學(xué)科，也是醫(yī)學(xué)發(fā)展的前沿領(lǐng)域。生物化學(xué)和分子生物學(xué)課程已成為醫(yī)學(xué)院校專業(yè)必修的基礎(chǔ)課程。生物化學(xué)與分子生物學(xué)是實(shí)踐性學(xué)科，發(fā)展于實(shí)踐基礎(chǔ)之上而又不斷推動(dòng)著生物化學(xué)和分子生物學(xué)學(xué)科的發(fā)展，學(xué)習(xí)生物化學(xué)和分子生物學(xué)課程需要實(shí)驗(yàn)課輔助，才能得以更好的理解和學(xué)習(xí)理論課程[1]。然而，陳舊的教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件和落后的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)很大程度上影響學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情和教學(xué)效果。國(guó)外的生物化學(xué)與分子生物學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程采用整合方式加強(qiáng)生物化學(xué)與分子生物學(xué)概念的理解[2,3]。本教研室在以往生化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的基礎(chǔ)上，通過(guò)在實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)課程安排和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三個(gè)方面的更新和變化，提高了學(xué)員實(shí)驗(yàn)課操作成功率，提升了學(xué)員的科研實(shí)驗(yàn)熱情，提高了生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。

一、實(shí)驗(yàn)課硬件設(shè)備升級(jí)換代，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理，提升實(shí)驗(yàn)平臺(tái)水準(zhǔn)

嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)科學(xué)理論的唯一標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)也是為了讓學(xué)員更加深刻和直觀的認(rèn)識(shí)和理解《生物化學(xué)》和《分子生物學(xué)》理論課上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，切實(shí)的將外在的理論內(nèi)化為學(xué)員的智慧儲(chǔ)備[4]。教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心承擔(dān)著我校大部分實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)任務(wù)，學(xué)校為其配備了基本的實(shí)驗(yàn)用儀器設(shè)備裝置來(lái)滿足實(shí)驗(yàn)課的準(zhǔn)備，本科實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，以及部分研究生的科研活動(dòng)的需要。

“工欲善其事，必先利其器”。近年來(lái)，為了進(jìn)一步加強(qiáng)我校教學(xué)設(shè)施的建設(shè)，提高教員教學(xué)水平和提升學(xué)員教學(xué)效果。我校針對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心一批陳舊、老化及損壞的儀器設(shè)備進(jìn)行了更新?lián)Q代。以我們教研室的《生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程為例，以往"蛋白質(zhì)的定量實(shí)驗(yàn)"所使用的可見光分光光度計(jì)進(jìn)行設(shè)備陳舊，比色皿卡槽銹蝕嚴(yán)重，光源不穩(wěn)定，讀值波動(dòng)大，儀器容易發(fā)生故障，加之每個(gè)教室只配置一臺(tái)分光光度計(jì)，每組學(xué)員需排隊(duì)等候檢測(cè)，經(jīng)常因此而錯(cuò)過(guò)最佳檢測(cè)時(shí)間。分子生物學(xué)部分的實(shí)驗(yàn)“基因組DAN的提取”、“質(zhì)粒DNA的提取”、“質(zhì)粒的酶切及電泳鑒定”、“聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”均會(huì)使用到移液器，但更新前的移液器基本都存在著容量不準(zhǔn)，旋鈕卡死等問(wèn)題，這些都極大的影響了學(xué)員的實(shí)驗(yàn)速度和實(shí)驗(yàn)精度，最終影響了學(xué)員的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)課平時(shí)成績(jī)，這對(duì)學(xué)員的實(shí)驗(yàn)熱情造成了不小的打擊，也最終影響生化實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新?lián)Q代后，每個(gè)教室分配的移液器數(shù)量翻番，使得每個(gè)教室的學(xué)員都有充足的移液槍可供使用。移液器實(shí)行隨堂追蹤管理，做到“一人一槍，責(zé)任到人”。使得學(xué)員對(duì)移液器的使用也更加認(rèn)真負(fù)責(zé)。每個(gè)教室設(shè)置兩臺(tái)新的可見光分光光度計(jì)，提高了學(xué)員檢測(cè)的效率，使學(xué)員得到了較為滿意的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這些設(shè)備儀器的更新極大的提高了學(xué)員實(shí)驗(yàn)的成功率，保護(hù)了他們對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的崇敬和熱情，提高了學(xué)員實(shí)驗(yàn)課的平時(shí)成績(jī)。

二、優(yōu)化課程設(shè)置，為學(xué)員減負(fù)

在教學(xué)過(guò)程中，我們注意到，導(dǎo)致學(xué)員對(duì)實(shí)驗(yàn)興趣不高的原因之一，就是學(xué)員并不清楚為什么要做這個(gè)實(shí)驗(yàn)？做這個(gè)實(shí)驗(yàn)有什么用？課堂上理論講解的“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹薄皩?shí)驗(yàn)原理”等知識(shí)點(diǎn)并沒(méi)有深入到學(xué)員腦海里。實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)常隨著一次實(shí)驗(yàn)課結(jié)束而丟棄，并沒(méi)有在學(xué)員腦海里形成整體的深刻的印象。

生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課開設(shè)的這幾年來(lái)，我教研室為提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量，不斷地對(duì)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化改革。從原來(lái)的獨(dú)立，分割的若干實(shí)驗(yàn)，逐漸向幾個(gè)相關(guān)，連續(xù)的實(shí)驗(yàn)群體集中靠攏，形成了具有一定邏輯性的生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程。我們把實(shí)驗(yàn)課程分為三大實(shí)驗(yàn)部分，第一部分實(shí)驗(yàn)是蛋白質(zhì)性質(zhì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，包括“蛋白質(zhì)變性凝固及沉淀反應(yīng)”、“血清中白蛋白分離和純化”及“蛋白質(zhì)的定量分析”。學(xué)員從?！把逯蟹蛛x純化”得到白蛋白，并將其作為“蛋白質(zhì)定量分析”實(shí)驗(yàn)的樣品，這樣就讓學(xué)員學(xué)習(xí)到蛋白質(zhì)分離提取及相關(guān)實(shí)驗(yàn)的前后邏輯，能夠在課后引起學(xué)員對(duì)實(shí)驗(yàn)間相關(guān)性的思考，將實(shí)驗(yàn)間的邏輯串聯(lián)起來(lái)，有助加深學(xué)員對(duì)蛋白質(zhì)性質(zhì)的理解。第二部分實(shí)驗(yàn)是對(duì)蛋白質(zhì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)方法的應(yīng)用。原本的“堿性磷酸酶的分離純化和比活性的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，步驟繁雜，還需要大量的計(jì)算。學(xué)員極易混淆實(shí)驗(yàn)操作而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，順利完成實(shí)驗(yàn)則需要較長(zhǎng)的時(shí)間，往往會(huì)導(dǎo)致拖堂或者影響學(xué)員上下一堂課?！皦A性磷酸酶Km值的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)則相對(duì)內(nèi)容少一些，學(xué)員時(shí)間較為充裕。基于以上的情況，我教研室對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行了改良，將“堿性磷酸酶的分離純化和比活性的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)拆分為“堿性磷酸酶的分離純化”和“堿性磷酸酶的比活性的測(cè)定”，并將后者與“堿性磷酸酶Km值的測(cè)定”合并為一次實(shí)驗(yàn)課。這樣既緩解了學(xué)員實(shí)驗(yàn)壓力，也均衡了兩次課程的時(shí)間分配，讓每節(jié)課都進(jìn)行的充實(shí)而高效。第三部分實(shí)驗(yàn)是分子克隆相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。包括了“基因組DNA的分離提取”、“質(zhì)粒DNA的分離提取”、“質(zhì)粒的酶切及電泳鑒定”及“PCR聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及電泳鑒定”。其中“質(zhì)粒的酶切及電泳鑒定”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)材料來(lái)自于“質(zhì)粒DNA的分離提取”的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物，PCR聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及電泳鑒定的反應(yīng)模板來(lái)自于“基因組DNA的分離提取”和“質(zhì)粒DNA的分離提取”實(shí)驗(yàn)得到的基因組DNA和質(zhì)粒。實(shí)驗(yàn)間保持了高度的邏輯連續(xù)性，有利于學(xué)員理解分子克隆技術(shù)的主要內(nèi)容。

三、更新課程內(nèi)容，與時(shí)俱進(jìn)

生命科學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)進(jìn)展日新月異，實(shí)驗(yàn)技術(shù)也在不斷進(jìn)步。過(guò)于陳舊的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容不利于學(xué)員對(duì)生物化學(xué)與分子生物學(xué)領(lǐng)域的研究及相關(guān)方法產(chǎn)生正確的認(rèn)識(shí)。因此，教研室對(duì)其中方法較為陳舊的“基因組DNA的分離提取”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法進(jìn)行了改進(jìn)，將“從動(dòng)物肝脾中通過(guò)酚氯仿分離法提取基因組DNA”改為“利用基因組DNA提取試劑盒分離提取人口腔上皮細(xì)胞基因組DNA”。人口腔上皮細(xì)胞采自學(xué)員本人自己的口腔，最終得到的是學(xué)員本人的基因組DNA。這一改進(jìn)極大地提高了學(xué)員對(duì)本次實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)興趣，也激發(fā)了他們對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)的期待和實(shí)驗(yàn)熱情。另外，原來(lái)的酚氯仿法涉及多種有機(jī)試劑，實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境空氣質(zhì)量較差，對(duì)于自我保護(hù)意識(shí)較弱的學(xué)員來(lái)說(shuō)存在著潛在的健康威脅。變更實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后，學(xué)員實(shí)驗(yàn)環(huán)境的空氣質(zhì)量大大改善，實(shí)驗(yàn)操作也簡(jiǎn)單易行，并且改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)如實(shí)的體現(xiàn)了現(xiàn)代分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)所使用的常規(guī)基因組DNA提取方法，讓學(xué)員切實(shí)接觸到真實(shí)的分子克隆技術(shù)，揭開分子生物學(xué)神秘的面紗，使學(xué)員們不再對(duì)生物化學(xué)與分子生物學(xué)抱有畏難情緒。

四、小結(jié)

生物化學(xué)與分子生物學(xué)是一門以實(shí)踐為基礎(chǔ)的學(xué)科，生物化學(xué)與分子生物學(xué)中的重大理論都是基于科學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)提出的。生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的目的不僅僅是為了培養(yǎng)學(xué)員的動(dòng)手操作能力，鞏固加深理論課所學(xué)的生化理論知識(shí)的理解，更重要的是幫助學(xué)員樹立正確的科研觀，培養(yǎng)學(xué)員理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)研究思維，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度[5]。然而，隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)的進(jìn)步，原本的生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課已經(jīng)在多個(gè)方面不能滿足現(xiàn)代生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要。陳舊有限的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不能滿足數(shù)量日益增長(zhǎng)的學(xué)員需要，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程安排和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也不能適應(yīng)當(dāng)下學(xué)員緊湊的課程時(shí)間安排。因此我們教研室和教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心對(duì)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器器材進(jìn)行了更新，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程組織和實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容做一改進(jìn)調(diào)整，使得學(xué)員能以更多熱情參與到實(shí)驗(yàn)課中，能以更加高效的方式完成實(shí)驗(yàn)，從而提高學(xué)員生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課成績(jī)，使得實(shí)驗(yàn)課教學(xué)授課質(zhì)量大幅改善。

一切事物都是在運(yùn)動(dòng)的變化的，我們要以動(dòng)態(tài)的眼光去審視實(shí)驗(yàn)課教學(xué)工作，不斷發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的問(wèn)題，解決問(wèn)題，使得我們的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)能夠跟上科學(xué)發(fā)展的腳步，讓學(xué)員能夠汲取現(xiàn)代生物化學(xué)分子生物學(xué)最經(jīng)典最精華的知識(shí)，成為滿足社會(huì)需要的新一代創(chuàng)新人才。

1江渝, 彭家和, 鐘小林, 等. 生物化學(xué)與分子生物學(xué)課程必須適應(yīng)現(xiàn)代化要求 [J]. 山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào): 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版, 2004, 6(4): 355-356.

2Ouyang L, Ou L, Zhang Y. An integrated strategy for teaching biochemistry to biotechnology specialty students [J]. Biochem MolBiol Educ, 2007, 35(4): 267-271.

3Mattos C, Johnson M, White H, et al. Introduction: promoting concept driven teaching strategies in biochemistry and molecular biology [J]. Biochem Mol Biol Educ, 2013, 41(5): 287-288.

4余果宇, 馮維楊, 李樹德. 提高生物化學(xué)與分子生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量的思考 [J]. 山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào): 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版, 2011, 13(2): 136-138.

5Scharfenberg FJ, Bogner FX, Klautke S. Learning in a genetechnology laboratory with educational focus: Results of a teaching unit with authentic experiments [J]. Biochem Mol Biol Educ, 2007, 35(1): 28-39.

Effectofoptimazationinlaboratorycourseofbiochemistryandmolecularbiology

WANGTing1,WANGQingyi2,WANGLei1,WANGMingxing3,HANHua1,JIALintao1

1DepartmentofBiochemistory&MolecularBiology;2DepartmentofForeignLanguages,FourthMilitaryMedicalUniversity;3DepartmentofThoracicSurgery,TangduHospital,FourthMilitaryMedicalUniversity,Xi'an,Shaanxi710032, China

ObjectiveThe effect of an optimized biochemistry and molecular biology lab course is discussed.MethodsThe methods including renewing the experiment instruments, modifying the syllabus and updating the content of lab courses were applied to improve the students' performance in the biochemistry and molecular biology lab course.ResultsThe major contradictory issues in the biochemistry and molecular biology lab course were solved, so the class hours were more reasonably distributed and the quality of teaching was promoted.ConclusionOptimizing the facilities and content of biochemistry and molecular biology lab courses can largely improve the success rates of experiment, students' score, as well as the quality of teaching.

Biochemistory; Molecular biology; Laboratory course; Teaching method; Teaching reformation

1671-2897(2016)15-256-03

·醫(yī)學(xué)教育·

R 34

A

王婷，助教，E-mail: wtingbio@163.com

*通訊作者： 賈林濤，教授，博士生導(dǎo)師，E-mail: jialth@fmmu.edu.cn

2015-12-20；

2016-04-10)