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醫(yī)學生物化學綜合實驗的教學實踐和體會論文
【摘要】 針對培養(yǎng)具有全面實驗科研技能醫(yī)學人才的要求，改革傳統(tǒng)實驗教學理念，通過在醫(yī)學八年制學生中開展生化綜合實驗，使學生系統(tǒng)地應用和掌握了生物化學技術，提高了教學質量和培養(yǎng)了學生的科研創(chuàng)新能力，為進一步全面實施生化實驗教學改革打下了基礎。
【關鍵詞】 八年制; 生化綜合實驗; 教學改革
生物化學是一門聯(lián)系基礎醫(yī)學和臨床醫(yī)學的“橋梁”學科，具有很強的實踐性。生化實驗課是整體生化教學的重要組成部分，它不僅是培養(yǎng)、訓練學生的基本實驗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)學生創(chuàng)新能力的重要途徑。為了深入實驗教學改革，適應培養(yǎng)現(xiàn)代醫(yī)學人才的需要，我們將生物化學的各大基礎實驗技術結合在一起，通過首先在醫(yī)學八年制學生中開設生物化學綜合性實驗，使學生系統(tǒng)地應用和掌握生物化學技術，激發(fā)學生的積極性和主動性，提升了教學效果和培養(yǎng)了學生的科研創(chuàng)新能力，并為進一步全面實施生化實驗改革打下了基礎。
1 改革生化實驗教學理念
生物化學與分子生物學實驗技術以其顯著的實踐性和實用性成為生命科學尤其醫(yī)學研究中最基本的工具和手段，已廣泛滲透到基礎和臨床醫(yī)學各學科領域[1]。傳統(tǒng)的生物化學實驗教學完全依附于理論教學，實驗教學強調對理論知識的補充、驗證和說明，以加強對理論知識理解;其內(nèi)容多驗證，少創(chuàng)新，實驗結果早成定式。學生對做實驗的興趣僅在最初的動手操作上，由于每次按照實驗指導“照方抓藥”，實驗過程中很少主動思考，不僅興趣逐漸淡化，甚至學完了也不知道如何結合實踐進行應用，產(chǎn)生學無致用，只為考試的想法，這樣嚴重影響了學生實驗技能的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，成為生物化學課程改革的“瓶頸”和高等學校人才培養(yǎng)的薄弱環(huán)節(jié)[2]。因此，實驗教學改革勢在必行。我們認為生化實驗教學改革不僅是內(nèi)容、方法上的改革，更應重視教學理念的改革，要加強學生的自學能力、邏輯思維能力、科學實驗能力、獨立工作能力和開拓創(chuàng)新能力諸方面的培養(yǎng)，可以通過加強整體設計性實驗，進行綜合性實驗教學達到目的。
醫(yī)學生化綜合實驗就是以某一生物醫(yī)學相關的物質為研究對象，為闡明該物質的各種性質，將多個相對獨立的實驗內(nèi)容進行有機整合，形成一個連續(xù)性、整體化的實驗課題。與傳統(tǒng)的實驗教學理念和模式有根本區(qū)別，這是為研究目的而選擇、設計實驗技術內(nèi)容，而不是為講解技術而組合實驗，目的性明確，促使學生動手之前主動思考，學習相關知識以解決實際問題并開發(fā)創(chuàng)造性思維，團結協(xié)作能力等[3]。在實驗過程中能讓學生循序漸進地、系統(tǒng)地掌握知識，充分調動學生的主動性和積極性;能讓學生不是在被動地學習某個技術，而是為了達到某個研究目的，主動地設計實驗內(nèi)容，學會如何采用不同的技術手段來解決問題。
目前，八年制醫(yī)學生的培養(yǎng)目標十分明確，即要培養(yǎng)具有對科學具有探索精神和創(chuàng)新能力的人才，其中科研創(chuàng)新能力是其基本素質和發(fā)展?jié)摿ε囵B(yǎng)的一個關鍵環(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。同時八年制學生進入后期的臨床課程學習后，面臨繁重的見習、實習，很難再深入接觸科研環(huán)境[4]。因此，八年制學生的科研創(chuàng)新能力很大程度上依賴于前期基礎學習階段來培養(yǎng)。生物化學實驗作為一門實踐和應用性很強的課程，對于全面系統(tǒng)地提升學生科研創(chuàng)新能力有很大幫助。
2 開設綜合生化實驗的實踐
以提升學生的創(chuàng)新素質為指導思想，我�，F(xiàn)將醫(yī)學生物化學實驗單獨開設為一門必修課程，而八年制學生在該課程上的課時數(shù)更是達到54節(jié)，為生化綜合實驗的開設提供了充足的課時量。另外八年制學生人數(shù)每屆均在40人左右，我院的生化與分子生物學平臺能為他們的綜合實驗設置提供良好的實驗條件。
我們在全面嘗試綜合性實驗前，先開展了課前調查，得到學生的積極響應，向學生介紹了醫(yī)學領域常用的生化技術和研究目的、研究對象之間的關系，以基礎性實驗讓學生預先了解生化技術的基本原理和應用特點，學會分光光度計、微量移液器、電泳裝置、高速離心機、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表達的外源GST蛋白的純化及鑒定。我們將實驗的課題內(nèi)容和時間安排課提前發(fā)給學生，要求學生以4人為一個小組，提前查找相關實驗資料，根據(jù)目標自行初步設計實驗路線。
正式開始綜合實驗時，老師先用理論概述生化實驗技術中生物大分子的研究技術(以蛋白質為主要對象介紹光譜、電泳、層析三大技術在蛋白質分離純化、鑒定分析中的應用)，介紹蛋白質的分離、純化的原則及方法，這樣使學生在學習和動手操作實驗時對各大技術的應用有系統(tǒng)的認識。接著，學生可以根據(jù)實驗目的，在已有的實驗條件下自由選擇實驗方法，完善設計的實驗路線，然后在每次實驗課時分別進行實驗。這些都要求學生必須掌握一定的專業(yè)知識，了解所研究的蛋白質各種性質，促使學生主動去查資料找參考書，對整個實驗過程有了整體構思，然后才能制定詳盡的實驗方案。
人血清IgG分離純化鑒定實驗的設計宗旨是以一系列實驗對血清中的蛋白質進行比較完整的研究，包括對蛋白質的定性定量分析，蛋白質分離純化粗分級分離和細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，同時免疫擴散鑒定IgG活性或SDS睵AGE電泳鑒定蛋白質純度等實驗內(nèi)容。實驗貫穿分光光度法、離心、鹽析、凝膠過濾和離子交換層析、SDS睵AGE技術，這樣有利于初步建立學生連貫、系統(tǒng)的科學研究、綜合分析能力和思維。工程菌表達的外源GST蛋白的純化及鑒定綜合實驗則以目前研究前沿的基因工程技術為背景，從含重組pGEX載體的細菌培養(yǎng)開始，誘導外源GST蛋白的表達及Western Blotting實驗鑒定，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，該實驗綜合應用了一些細胞生物學與免疫學技術，包括細菌培養(yǎng)、免疫沉淀、免疫印跡等技術，這些技術和生化基礎技術交叉結合在一起使用，有利于進一步提高學生的科研素質和實驗應用能力。
3 開設綜合生化實驗的體會
3.1 改變教學理念，優(yōu)化實驗教學模式，提高了學生的實踐應用能力
圍繞學有所用，學將如何用，開展生化綜合實驗教學改革，大大提高學生的學習熱情，課前他們能積極根據(jù)實驗對象查找相關資料。課堂上老師先對實驗思路進行綜合講解和指導，然后學生幾人為一組獨立自主的合作完成實驗的全過程。這樣就要求他們合理安排時間和協(xié)調好每個人的分工，解決好實驗過程中遇到的種種問題，提高了他們參與實驗的積極性和主動性，同時也使他們能更好地掌握實驗原理、操作方法、步驟，全面了解儀器設備的性質并正確地使用儀器，提高了學生的實際動手能力和團結協(xié)作能力。另一方面，老師上課時會針對每個實驗環(huán)節(jié)所涉及到的技術應用進行展開討論，利用實驗間隙講解實驗技巧，與學生探討實驗設計，為學生今后自己設計某些實驗路線選擇提供有利參考，提高他們知識運用和創(chuàng)新能力。
3.2 改革實驗內(nèi)容，更新教學方式，提高實驗教學效果
大膽改革教學計劃內(nèi)的實驗教學內(nèi)容，綜合實驗中包含基礎性實驗，使實驗內(nèi)容更加具有連貫性和全面系統(tǒng)性。綜合實驗的實驗內(nèi)容前后銜接，彼此相關，前一個實驗的結果是后一項實驗的起始材料，整個實驗構成了一個連續(xù)的有機整體。生化實驗的基本操作、常規(guī)儀器的原理和使用、基礎驗證性實驗都包含在綜合實驗中，學生通過實踐建立了如何對生物大分子(如蛋白質)進行提取、分離、純化、鑒定和測定的系統(tǒng)性連貫的科學思維，有利于學生建立科學研究的完整體系的概念。通過增加一些具有應用性、綜合性強的、體現(xiàn)現(xiàn)代先進實驗技術的實驗項目如Western Blotting技術，免疫層析技術等有利于提高學生在今后科研方面的實驗技術水平。學生課后普遍反映通過綜合實驗的學習，自己對生化技術的了解和應用更加熟練，不會出現(xiàn)學完了就不用了甚至印象全無的現(xiàn)象，能更好對知識進行系統(tǒng)性全面性應用。以學生為主體，圍繞學生的需求設計和改進實驗內(nèi)容和教學方式，能大大提高實驗教學的效果。
3.3 重視課后實驗總結，加強師生交流，促進綜合實驗教學改革
實驗完成后學生系統(tǒng)總結了實驗思路，分析實驗結果及在實驗過程中遇到的各種問題，按照論文格式撰寫實驗報告，并對該課程進行評價和建議。學生的實驗報告不再是照抄實驗指導書的實驗原理和操作步驟，而是用自己的語言描述實驗現(xiàn)象與結果，并且對之進行分析和討論。課后學生更愿意與老師進行交流，增進了師生間的關系，老師可以根據(jù)自己的研究特長為學生自由選擇研究課題進行創(chuàng)新實驗設計提供有利指導。學生還能針對綜合實驗的內(nèi)容和安排提出自己的意見和建議，促進我們提高綜合實驗教學的質量，為進一步改革生化實驗打下良好基礎。
經(jīng)過連續(xù)3年在八年制學生中進行生化實驗的教學探索，通過教學反饋調查，學生們的評價良好，認為綜合實驗的開設的確有利于他們充分掌握生化實驗技術，培養(yǎng)他們系統(tǒng)性的科研思維和創(chuàng)新能力，以及加強對所學技術的實際運用能力。當然，由于綜合實驗組成環(huán)節(jié)較多，耗時較長，耗費較大，因此對老師指導實驗的能力要求較高，需要較好完善實驗條件和設施。這些都要求我們積極努力創(chuàng)造實驗教學條件，爭取更多教學經(jīng)費支持，引進和培養(yǎng)更多教學和科研能力較強的老師。在八年制醫(yī)學生中開設生化綜合性實驗所積累的經(jīng)驗，也為進一步能在五年制醫(yī)學生中開展綜合實驗打下了基礎。實驗教學改革是高校培養(yǎng)知識面廣、綜合能力強的復合型人才的一個重要方面，我們將不斷加強探索，為培養(yǎng)更多的高素質的醫(yī)學創(chuàng)新人才而不斷努力。
【參考文獻】
1 張健，蘇金，劉新平，藥立波. 生物化學實驗教學的幾點體會.山西醫(yī)科大學學報(基礎醫(yī)學教育版)，2006，8(5)：531～532.
2 肖維威，馬文麗，朱利娜，肖應慶. 生物化學綜合性、設計性實驗教學改革探討.中國現(xiàn)代醫(yī)生，2007，45(17)：114～115.
3 呂靜竹，錢中清. 開設醫(yī)學本科生綜合性生物化學實驗初探. 山西醫(yī)科大學學報(基礎醫(yī)學教育版)，2006，8(5)：529～531.
4 郝靜文，張大偉，金龍玉，肖獻忠. 醫(yī)學八年制學生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng).中外醫(yī)療，2007，7：94～95.
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