胡婷婷 李雪蓮 馬海林 李沐天

摘要：本文分析了醫(yī)學(xué)院校細胞生物學(xué)與遺傳學(xué)實驗教學(xué)中存在的不足，并從實驗準備視角提出開放實驗準備教學(xué)、優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容、提高實驗技術(shù)人員素質(zhì)三方面的改革措施。實踐證明，實驗教學(xué)改革能調(diào)動學(xué)生參與科學(xué)研究的積極性，增強學(xué)生的動手能力，提升學(xué)生的科研素質(zhì)和創(chuàng)新精神。

關(guān)鍵詞：實驗準備；細胞生物學(xué)；遺傳學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）16-0276-03

一、引言

細胞生物學(xué)和遺傳學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的前沿學(xué)科，也是醫(yī)學(xué)院校重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。細胞生物學(xué)是研究細胞基本生命活動規(guī)律的科學(xué)，而遺傳學(xué)則從細胞分子水平揭示遺傳與變異的本質(zhì)，兩者都是實踐性很強的學(xué)科，其實驗技術(shù)的掌握是醫(yī)學(xué)生必備的基本技能。生物技術(shù)學(xué)院根據(jù)實際情況，開設(shè)了醫(yī)學(xué)細胞生物學(xué)和遺傳學(xué)實驗兩部分內(nèi)容。筆者就“十三五”期間我院緊緊圍繞培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型生物技術(shù)骨干人才的培養(yǎng)目標定位，以社會需求為導(dǎo)向，以素質(zhì)教育為基礎(chǔ)，以能力培養(yǎng)為核心，深化教育教學(xué)改革，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，認真分析了細胞生物學(xué)與遺傳學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀和特點，從實驗準備視角提出幾點體會，對原有的實驗教學(xué)體系進行改進，做出有益的探索和嘗試，以期培養(yǎng)出高素質(zhì)專業(yè)型醫(yī)學(xué)人才。

二、從實驗準備視角提出實驗教學(xué)改革措施

（一）開展開放式實驗準備教學(xué)

中山大學(xué)國家級生物實驗教學(xué)示范中心提出“細胞生物學(xué)與遺傳學(xué)實驗”創(chuàng)建的“開放式、研究性”實驗教學(xué)理念與模式，對本科生能力的培養(yǎng)具有重要的作用[1]。筆者就開展開放式實驗準備教學(xué)進行探索。

實驗員的人力和能力資源增長幅度相對較小，這就造成實驗準備工作量大和實驗員資源不足之間的矛盾[2]。開放實驗準備環(huán)節(jié)既解決了實驗室人力資源不足的問題，培養(yǎng)學(xué)生的實驗素質(zhì)，又與學(xué)生教學(xué)相長，提高實驗室的使用效率和實驗員業(yè)務(wù)水平。隨著學(xué)校招生規(guī)模的擴大，在校高職生、本科生、研究生、留學(xué)生的數(shù)量增幅很大，受實驗教學(xué)學(xué)時限制，實驗前的準備工作，如實驗材料的準備、玻璃器皿的清洗、試劑的配制、預(yù)實驗等都是由實驗員來做，學(xué)生實際做的只是實驗內(nèi)容的一部分。學(xué)生上課只需要簡單的操作和觀察，看到的僅僅是實驗結(jié)果，難以學(xué)到完整的“實驗”，無法對實驗結(jié)果的成敗原因進行分析討論，更無法對整個實驗過程和內(nèi)容做出全面掌握。在實驗員的監(jiān)督指導(dǎo)下開放實驗準備教學(xué)，讓學(xué)生參與實驗準備內(nèi)容，很有必要。

醫(yī)學(xué)細胞生物學(xué)的大部分實驗需要在顯微鏡下觀察細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)，并配制好各種試劑，如擦鏡液、固定液、秋水仙素溶液、環(huán)磷酰胺溶液等。這些試劑對人體有一定的毒害，在此過程中可教給學(xué)生如何做好防護措施；染液如吉姆薩染液、甲基綠-派洛寧混合染液、改良苯酚品紅染液等的配制質(zhì)量，直接關(guān)系到細胞染色的效果。學(xué)生可在參與實驗準備過程中，不斷摸索最佳配制條件和環(huán)境。而且，細胞生物學(xué)會用到各種實驗動物操作技術(shù)，如雞的靜脈采血、兔子的心臟取血、小白鼠的注射等，學(xué)生通過自己動手能掌握這些操作技巧。

遺傳學(xué)實驗如人類染色體制備實驗，學(xué)生參與正式實驗前期的采血、細胞無菌培養(yǎng)及終止培養(yǎng)前的秋水仙素處理，能形成較強的無菌觀念和高精確度配制試劑濃度的科學(xué)態(tài)度；人類染色體的制備、DNA指紋的遺傳分析和生物性別決定的遺傳分析等實驗，從前期的試劑配制、材料培養(yǎng)及預(yù)處理等準備工作大約需要一周時間，讓學(xué)生全程參與可以學(xué)到完整的“實驗”；果蠅的保種和傳代需要長年累月的堅持，開展開放式實驗準備教學(xué)，讓學(xué)生自主、有組織、有步驟地參與配制培養(yǎng)基、恒溫培養(yǎng)、傳代等過程，更多地了解果蠅的生活習(xí)性和生長特性，從而對其雜交實驗起到很好的鋪墊作用，也有助于培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞的素質(zhì)、一絲不茍的認真態(tài)度和敬業(yè)精神。嚴格要求學(xué)生做好實驗準備工作，能強化其專業(yè)技能，保證實驗的成功率。

本著自愿原則組織學(xué)生參與實驗準備，比以往只按照實驗教材進行部分實驗操作，更有助于促進師生的溝通與交流，提高學(xué)生實驗的積極性和主動性，提高實驗教學(xué)質(zhì)量和水平。通過改革，學(xué)生的創(chuàng)新能力和競爭力有所提高，為畢業(yè)后從事教育教學(xué)及科研工作奠定堅實基礎(chǔ)。

（二）優(yōu)化《醫(yī)學(xué)細胞生物學(xué)和遺傳學(xué)》實驗課內(nèi)容

細胞生物學(xué)、細胞遺傳學(xué)與細胞工程實驗有交叉和重復(fù)，對實驗課內(nèi)容進行重組和優(yōu)化，刪除或更新過時的項目，合并簡單且步驟相似的驗證性實驗內(nèi)容。例如，《醫(yī)學(xué)細胞生物學(xué)》刪除了“細胞的原代培養(yǎng)”、“傳代細胞的培養(yǎng)和觀察”，增加了設(shè)計性實驗“細胞凋亡的誘導(dǎo)及形態(tài)學(xué)檢測”、“應(yīng)用細胞融合技術(shù)制備染色體提前凝集標本”，從驗證性向探索性發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的研究興趣和主動性，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維和分析解決問題的能力。

近年來，我?！哆z傳學(xué)》改革向著綜合性大實驗和學(xué)生獨立操作的方向推進。綜合設(shè)計性實驗如果蠅雜交試驗，在教師的指導(dǎo)下根據(jù)學(xué)生設(shè)計的實驗方案，以小組為單位，以果蠅作為模式生物，結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新實驗進行。實驗結(jié)果要求按照生物技術(shù)本科畢業(yè)論文的格式撰寫；增加綜合性實驗“微核制片技術(shù)及其應(yīng)用”、“DNA指紋的遺傳分析”，在“植物細胞有絲分裂及染色體行為的觀察”實驗的基礎(chǔ)上開設(shè)“植物多倍體的誘發(fā)和鑒定”這一綜合性實驗，把學(xué)生分成若干實驗小組，提前10天將實驗材料發(fā)給各小組進行誘發(fā)實驗，由學(xué)生自行準備，設(shè)置變量，實驗課上進行制片、觀察、分析。學(xué)生能夠?qū)W到經(jīng)典雜交、細胞遺傳學(xué)和分子遺傳學(xué)三個層次的基本操作，將綜合性、設(shè)計性的理念貫穿到試驗的各個環(huán)節(jié)，獨立安排實驗進程，配置試劑溶液，操作實驗過程。教師和實驗員只負責答疑和對實驗結(jié)果的把關(guān)，有效地培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)和實踐創(chuàng)新能力。

（三）加強實驗技術(shù)人員隊伍綜合素質(zhì)建設(shè)

過去，實驗技術(shù)人員從事的是簡單地進行管理以及學(xué)生實驗前簡單的體力勞動和重復(fù)準備工作，是培養(yǎng)學(xué)生實驗素質(zhì)的“局外人”。隨著高校教育改革的不斷深入，教師、學(xué)生科研能力的不斷提高及實驗室不斷向?qū)W生開放等，對實驗技術(shù)人員的綜合素質(zhì)提出更高的要求。

1.提升實驗技術(shù)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)。近年來，隨著人們對科研的重視，高校對實驗技術(shù)人員的學(xué)歷和科研水平要求越來越高，為此，學(xué)校應(yīng)組織實驗技術(shù)人員外出參加學(xué)術(shù)會議，到國內(nèi)外一流實驗室進修學(xué)習(xí)，加強與國內(nèi)外相關(guān)院校的學(xué)術(shù)交流，不斷更新知識，提高實驗準備和管理能力。我校出臺政策鼓勵年輕教師在職攻讀學(xué)位，逐步提高實驗教師隊伍學(xué)歷水平，支持申報科研課題和教改課題，給予實驗技術(shù)人員參與實驗課教學(xué)的機會，這既穩(wěn)定了實驗技術(shù)人員隊伍，提高實驗技術(shù)人員的積極性，又能提高實驗教學(xué)質(zhì)量。

2.提高實驗技術(shù)人員的實驗室管理水平。實驗室管理要以“規(guī)范管理”為日常工作的具體思路，堅持制度建設(shè)與管理建設(shè)的統(tǒng)一，包括實驗儀器、低值易耗物品、試劑的請購、管理和使用，教室的統(tǒng)籌和分配等。如在實驗前后要求每組學(xué)生對所用實驗用品進行核對、洗滌、清點，并按要求將實驗用品放置于指定位置，避免學(xué)生亂拿亂放，大大提高實驗效率。我院細胞生物與遺傳學(xué)實驗室包括常規(guī)教學(xué)實驗室和開放實驗室，并根據(jù)專業(yè)特色配置了一間顯微互動室以及組培室、細胞培養(yǎng)室，讓學(xué)生在完成常規(guī)細胞生物與遺傳學(xué)實驗的基礎(chǔ)上，嘗試把教師科研項目的部分內(nèi)容轉(zhuǎn)化為實驗內(nèi)容，通過項目參與式教學(xué)的實施，增強學(xué)生獨立科研的能力。大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目是培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技能、團隊合作精神和創(chuàng)新思維能力的有效途徑[3]。我校近年來開展的大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目成為教學(xué)與科研緊密結(jié)合、提高學(xué)生科研能力的另一重要途徑。實踐表明，對實驗室功能的優(yōu)化管理，能最大限度地實現(xiàn)資源共享，提高儀器設(shè)備的使用率，充分地發(fā)揮實驗室教學(xué)資源的整體效益。提高實驗技術(shù)人員的實驗室管理水平，能優(yōu)化實驗資源管理，保證試驗的有效開展。

3.加強實驗技術(shù)人員的責任心，提高實驗準備質(zhì)量。實驗技術(shù)人員在每學(xué)期開學(xué)前要根據(jù)授課計劃、實驗內(nèi)容、學(xué)生人數(shù)，提前做好低值易購物品和實驗器材的請購、顯微鏡使用計劃和實驗動物使用計劃，學(xué)期開學(xué)須對儀器設(shè)備進行檢查、維護，如有問題及時報修。每次學(xué)生實驗前一周做好預(yù)實驗記錄，與授課教師一起，提前找出和解決學(xué)生實驗可能出現(xiàn)的問題。實驗結(jié)束后，與其他教師討論實驗成敗的原因，分析實驗準備是否需要改進等，如“微核制片技術(shù)及其應(yīng)用”、“DNA指紋的遺傳分析”這些綜合性實驗往往得不到預(yù)想的結(jié)果，需要實驗結(jié)束后與學(xué)生分析實驗結(jié)果，找出成敗的關(guān)鍵。

實驗準備的質(zhì)量決定學(xué)生實驗的效果。例如，遺傳學(xué)實驗核型分析依賴染色體標本的制備，而染色標本的制備受以下因素影響：標本的新鮮與否、1640培養(yǎng)基配方、培養(yǎng)溫度與培養(yǎng)時間、秋水仙素濃度與作用時間、離心的速度與時間、低滲的時間、預(yù)固定液用量、固定時間與次數(shù)、各吹打操作的手法與力度、滴片時玻片遇冷的程度與滴片的高度、拷片的溫度與時間、片齡、顯帶時胰酶的終濃度與顯帶的時間、Giemsa染液的質(zhì)量等，這無一不影響著染色體的制備[4]。

醫(yī)學(xué)細胞生物學(xué)與遺傳學(xué)實驗準備是一項煩瑣、綜合性工作，需要實驗技術(shù)人員具有很強的責任心和較高的綜合素質(zhì)，這樣才能有效提高實驗課教學(xué)效果。

三、小結(jié)與展望

經(jīng)過對醫(yī)學(xué)細胞生物與遺傳學(xué)實驗教學(xué)的改革探索，學(xué)生實驗的自覺性和積極性明顯提高，參與意識及團隊合作精神增強，實驗熱情越來越高，實驗結(jié)果越來越理想。2018年，我院的“醫(yī)藥生物技術(shù)實驗教學(xué)中心”被認定為廣西第三批自治區(qū)級實驗教學(xué)示范建設(shè)中心。今后，中心要以此為契機，加大細胞生物學(xué)與遺傳學(xué)實驗教學(xué)改革探索和實踐步伐，加大實驗室建設(shè)力度，加強實驗教學(xué)隊伍建設(shè)和實驗室管理，不斷提高實驗教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出適應(yīng)社會飛速發(fā)展的創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型人才。

參考文獻：

[1]王金發(fā)，王宏斌，劉兵，等.創(chuàng)新“細胞生物學(xué)與遺傳學(xué)實驗”精品課程建設(shè)提升生物學(xué)實驗教學(xué)示范中心的示范作用[J].實驗技術(shù)與管理，2013，30（6）：1-5.

[2]張光霞，李雪.實驗員利用實驗準備培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)的實踐探討[J].廊坊師范學(xué)院學(xué)報，2013，13（1）：126-128.

[3]劉高峰，胡小梅，黃銀久，等.醫(yī)學(xué)院校生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生職業(yè)技能培養(yǎng)的實踐與探索[J].齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2017，38（8）：960-961.

[4]林美娜.淺談醫(yī)學(xué)高職院校人類外周血染色體制備實驗教學(xué)[J].實驗與檢驗醫(yī)學(xué)，2015，33（6）：812-814.