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傳統的生物化學實驗教學內容相對陳舊,很多的實驗方法和實驗手段都已經逐漸被淘汰,很少再應用于當今的科研領域,已經不再適用當今對醫學生的培養和教學。而且傳統的生物化學實驗項目單一,枯燥乏味,并且大多數實驗僅僅只側重于加深學生對基本理論知識的理解,而忽略了對學生動手能力、研究興趣和科研能力的培養,因此,學生對實驗課程缺乏主動性和積極性。并且傳統的生物化學實驗安排缺乏系統性以及理論教學重于實驗教學,這不利于學生系統地掌握各種實驗技能,更談不上培養學生的創新能力。因此我們重新編寫了《生命科學基礎實驗講義》,對實驗內容進行了較大幅度的調整和改變,將沿用多年的比較陳舊實驗方法刪除,更換為更適應現在醫學生科研綜合能力培養的實驗方法和技術。這些問題表現在以下幾方面。
(一)實驗設備不足原來的實驗室設備遠遠跟不上現在生物化學技術的發展,現代生物化學實驗設備多簡單易用,極大地節省了實驗者的時間,提高了工作效率。而傳統的很多生物化學實驗方法,還局限于用簡單落后的實驗設備完成基本的生化實驗。如蛋白濃度的測定,現在大多科研機構已經改用更精確更節省樣品的酶標儀方法,而傳統的生化實驗還在使用老式分光光度計來測量蛋白濃度。
(二)教學內容單一陳舊教學內容主要集中在基礎的驗證性實驗,如考馬斯亮染色法測定蛋白質的含量、紫外吸收測定核酸的含量等。缺少對學生科研思維和獨立解決問題的能力的培養和鍛煉。
二、生物化學實驗的改革
(一)加強實驗室建設,促進實驗教學現代生命醫學的研究發展必須要依賴現代化的實驗室為基礎。目前,現代化的實驗室既是科學技術研究的基地,同時也是培養醫學生實驗技能、綜合創新能力以及卓越科研素質的主要實踐基地。實驗室作為課堂理論教學的延伸,承擔著將理論聯系實際的重要作用,讓醫學生能夠把課堂上的理論知識應用于實踐,同時,通過在實驗室的實踐進一步加深理論知識學習。因此,現代化的實驗室建設是生物化學教學的重要組成部分。所以,應當進一步加大對現代化實驗室建設經費的投入,建設一個實驗設備先進、實驗條件完善的生物化學實驗教學中心。目前,我校生化實驗中心已經投入使用,大量較為先進的實驗儀器如酶標儀、凝膠成像儀、實時定量PCR儀等已經投入實驗。這些實驗設備既符合目前生物化學實驗技術的發展,同時又能滿足生物化學實驗教學的需求。另外,我們還努力培養了一支專業化的實驗教學隊伍,將生物化學師資培養、優秀實驗技術人員培養和現代化實驗設備結合起來,為生物化學實驗教學和學生自主實驗創造有利條件。
(二)提高學生實驗基本技能的同時注重學生對新的實驗手段和技術的了解生物化學實驗既是對醫學生物化學理論知識的驗證,同時也是創新性實驗和綜合性實驗的基礎。在教學過程中,為了讓學生系統有效地了解和掌握比色、電泳、色譜、離心及生物大分子物質的分離提取等五類基本的生物化學實驗技術,我們分別選擇既具有代表性又符合現在科研需求的實驗:BCA法測定蛋白濃度、免疫印跡、層析法分離蛋白質和氨基酸等。學生通過這些實驗掌握了電泳儀、離心機、酶標儀、恒溫水浴鍋等生化儀器的使用方法,學會了生物大分子物質的分離純化方法和物質含量的分析方法。此外,我們還結合醫學生的培養需求,設立了“飲食和激素對大鼠血糖和血漿脂蛋白的影響”這個臨床生化實驗,結合臨床,讓學生認識到生物化學實驗與臨床結合的緊密型和重要性。另外,我們還會提前告知學生每次實驗的具體內容,并要求學生提前預習,實驗過程中每兩個同學一組,既讓每位同學都有動手的機會,又培養他們的團隊合作精神。允許學生根據具體的實驗內容和各組的實際情況合理安排實驗,如在蛋白測定的實驗內容中,我們要求同學們分別用考馬斯亮藍法、雙縮脲法和BCA三種方法測定同一種蛋白的濃度,每組同學可自己安排三種方法測定蛋白的先后順序,并比較三種方法的優缺點,在實際應用中如何根據自己的實際情況選擇合適的蛋白濃度測定方法,總結實驗中的注意事項和經驗,對實驗中的實驗現象和實驗結果做出合理的分析,培養學生分析問題和解決問題的能力。讓同學們通過實驗課不僅僅學會了某種實驗方法,還要學會把這些方法應用到具體的科研問題中。
(三)設立綜合性實驗,加強學生綜合研究素質培養綜合性實驗的教學能夠有效地提高學生動手能力,同時還能夠加強對學生分析問題、解決問題等綜合能力的培養。生物化學綜合性實驗選擇當前科研領域廣泛使用的microRNA方法,主要運用生物化學手段檢測microRNA對靶基因轉錄和蛋白水平的影響。讓學生運用已掌握的理論知識去分析、思考,并通過自己查閱相關文獻,了解當前科研的最新進展。通過自己動手動腦并在老師的引導和指導下總結和分析實驗結果,著重培養他們的動手能力和創新能力,并且讓他們學會分析和解決實驗中遇到的問題。通過綜合實驗的設立,學生可以鞏固已經掌握的實驗操作技能,并學會如何運用這些技能來解決科學問題。并且,綜合實驗可以有效地激發學生的生物化學學習和研究興趣,引導學生積極主動獲取知識的愿望,培養運用學習的知識解決實際問題的能力,不斷提高學生的綜合素質和實踐能力。
(四)優化實驗成績考核制度以往的教學過程中,對生物化學實驗課程的考核往往側重于實驗報告的成績和最后的實驗考試成績,這種考核方式的不足之處在于個別同學可能忽略了實驗操作的重要性,而把更多的精力用在寫出讓老師滿意的實驗報告上面,從而忽略了實驗過程,忽略對自己動手能力的培養。因此,為了提高學生對實驗操作的重視,我們將實驗考核的內容分為以下幾部分:實驗課考勤(15%)、實驗報告(25%)、實驗操作(30%)、實驗課理論考試(30%)。將實驗課考勤、實驗報告和實驗操作歸為平時成績,最后的實驗課理論考試為考試成績,將平時實驗成績和實驗考試成績相結合。老師判定平時實驗成績時可以根據學生的實驗態度是否認真、實驗報告書寫是否規范、能否如實記錄自己的實驗結果并對結果進行合理的分析和解釋、實驗操作的規范性等內容綜合評定給出。實驗考試成績則主要是通過筆試考查學生對平時教師在生物化學實驗授課中講解的生物化學基本理論知識、實驗原理的掌握情況以及對特定的實驗現象、實驗中遇到的問題的分析、解釋等。綜合性實驗主要考察學生獨立查閱文獻并進行匯總、解決問題和設計實驗能力、團隊合作意識和創新精神。
三、結論
我們的生物化學實驗教學實踐表明,從資金和人力方面加大對生物化學教學實驗中心的投入,加強對現代化實驗室的建設,努力改善實驗條件,培養優秀的師資和生物化學實驗技術人員,建立科學的實驗教學體系,及時更新和改進教學觀念以及實驗內容,既重視基礎實驗技能訓練,又注重創新性和綜合性實驗,使得醫學生除了具備扎實的醫學知識外還具有較高的科學素養,這對于培養符合當代需求的醫學人才是非常有必要的。
作者:史秀娟呂立夏徐磊李嬌徐國彤單位:同濟大學