医学生物化学综合实验的教学实践和体会

　　医学生物化学综合实验的教学实践和体会【摘要】针对培养具有全面实验科研技能医学人才的要求，改革传统实验教学理念，通过在医学八年制学生中开展生化综合实验，使学生系统地应用和掌握了生物化学技术，提高了教学质量和培养了学生的科研创新能力，为进一步全面实施生化实验教学改革打下了基础。【关键词】八年制;生化综合实验;教学改革　生物化学是一门联系基础医学和临床医学的“桥梁”学科，具有很强的实践性。生化实验课是整体生化教学的重要组成部分，它不仅是培养、训练学生的基本实验操作能力和分析解决问题能力的重要环节，更是培养学生创新能力的重要途径。为了深入实验教学改革，适应培养现代医学人才的需要，我们将生物化学的各大基础实验技术结合在一起，通过首先在医学八年制学生中开设生物化学综合性实验，使学生系统地应用和掌握生物化学技术，激发学生的积极性和主动性，提升了教学效果和培养了学生的科研创新能力，并为进一步全面实施生化实验改革打下了基础。　　1改革生化实验教学理念　　生物化学与分子生物学实验技术以其显著的实践性和实用性成为生命科学尤其医学研究中最基本的工具和手段，已广泛渗透到基础和临床医学各学科领域[1]。传统的生物化学实验教学完全依附于理论教学，实验教学强调对理论知识的补充、验证和说明，以加强对理论知识理解;其内容多验证，少创新，实验结果早成定式。学生对做实验的兴趣仅在最初的动手操作上，由于每次按照实验指导“照方抓药”，实验过程中很少主动思考，不仅兴趣逐渐淡化，甚至学完了也不知道如何结合实践进行应用，产生学无致用，只为考试的想法，这样严重影响了学生实验技能的提高和创新能力的培养，成为生物化学课程改革的“瓶颈”和高等学校人才培养的薄弱环节[2]。因此，实验教学改革势在必行。我们认为生化实验教学改革不仅是内容、方法上的改革，更应重视教学理念的改革，要加强学生的自学能力、逻辑思维能力、科学实验能力、独立工作能力和开拓创新能力诸方面的培养，可以通过加强整体设计性实验，进行综合性实验教学达到目的。 　　医学生化综合实验就是以某一生物医学相关的物质为研究对象，为阐明该物质的各种性质，将多个相对独立的实验内容进行有机整合，形成一个连续性、整体化的实验课题。与传统的实验教学理念和模式有根本区别，这是为研究目的而选择、设计实验技术内容，而不是为讲解技术而组合实验，目的性明确，促使学生动手之前主动思考，学习相关知识以解决实际问题并开发创造性思维，团结协作能力等[3]。在实验过程中能让学生循序渐进地、系统地掌握知识，充分调动学生的主动性和积极性;能让学生不是在被动地学习某个技术，而是为了达到某个研究目的，主动地设计实验内容，学会如何采用不同的技术手段来解决问题。　　目前，八年制医学生的培养目标十分明确，即要培养具有对科学具有探索精神和创新能力的人才，其中科研创新能力是其基本素质和发展潜力培养的一个关键环节，但现有的培养模式仍处于探索阶段，尚未建立全面的、系统的科研创新培养方案。同时八年制学生进入后期的临床课程学习后，面临繁重的见习、实习，很难再深入接触科研环境[4]。因此，八年制学生的科研创新能力很大程度上依赖于前期基础学习阶段来培养。生物化学实验作为一门实践和应用性很强的课程，对于全面系统地提升学生科研创新能力有很大帮助。　　2开设综合生化实验的实践　　以提升学生的创新素质为指导思想，我校现将医学生物化学实验单独开设为一门必修课程，而八年制学生在该课程上的课时数更是达到54节，为生化综合实验的开设提供了充足的课时量。另外八年制学生人数每届均在40人左右，我院的生化与分子生物学平台能为他们的综合实验设置提供良好的实验条件。　　我们在全面尝试综合性实验前，先开展了课前调查，得到学生的积极响应，向学生介绍了医学领域常用的生化技术和研究目的、研究对象之间的关系，以基础性实验让学生预先了解生化技术的基本原理和应用特点，学会分光光度计、微量移液器、电泳装置、高速离心机、摇床、超净工作台等常规仪器的使用;接着，针对主要研究对象--蛋白质提出两个研究课题：人血清球蛋白的分离和鉴定和工程菌诱导表达的外源GST蛋白的纯化及鉴定。我们将实验的课题内容和时间安排课提前发给学生，要求学生以4人为一个小组，提前查找相关实验资料，根据目标自行初步设计实验路线。　　正式开始综合实验时，老师先用理论概述生化实验技术中生物大分子的研究技术(以蛋白质为主要对象介绍光谱、电泳、层析三大技术在蛋白质分离纯化、鉴定分析中的应用)，介绍蛋白质的分离、纯化的原则及方法，这样使学生在学习和动手操作实验时对各大技术的应用有系统的认识。接着，学生可以根据实验目的，在已有的实验条件下自由选择实验方法，完善设计的实验路线，然后在每次实验课时分别进行实验。这些都要求学生必须掌握一定的专业知识，了解所研究的蛋白质各种性质，促使学生主动去查资料找参考书，对整个实验过程有了整体构思，然后才能制定详尽的实验方案。 　　人血清IgG分离纯化鉴定实验的设计宗旨是以一系列实验对血清中的蛋白质进行比较完整的研究，包括对蛋白质的定性定量分析，蛋白质分离纯化粗分级分离和细分级分离法以及纯度鉴定。我们选用了盐析法首先分离血清中的白蛋白和球蛋白，之后用凝胶过滤法对IgG脱盐，DEAE纤维素离子交换层析法纯化IgG，同时免疫扩散鉴定IgG活性或SDSPAGE电泳鉴定蛋白质纯度等实验内容。实验贯穿分光光度法、离心、盐析、凝胶过滤和离子交换层析、SDSPAGE技术，这样有利于初步建立学生连贯、系统的科学研究、综合分析能力和思维。工程菌表达的外源GST蛋白的纯化及鉴定综合实验则以目前研究前沿的基因工程技术为背景，从含重组pGEX载体的细菌培养开始，诱导外源GST蛋白的表达及WesternBlotting实验鉴定，以免疫沉淀法/亲和层析法高效特异地分离GST蛋白，SDSPAGE分离鉴定纯化的蛋白质，该实验综合应用了一些细胞生物学与免疫学技术，包括细菌培养、免疫沉淀、免疫印迹等技术，这些技术和生化基础技术交叉结合在一起使用，有利于进一步提高学生的科研素质和实验应用能力。　　3开设综合生化实验的体会　　3.1改变教学理念，优化实验教学模式，提高了学生的实践应用能力　　围绕学有所用，学将如何用，开展生化综合实验教学改革，大大提高学生的学习热情，课前他们能积极根据实验对象查找相关资料。课堂上老师先对实验思路进行综合讲解和指导，然后学生几人为一组独立自主的合作完成实验的全过程。这样就要求他们合理安排时间和协调好每个人的分工，解决好实验过程中遇到的种种问题，提高了他们参与实验的积极性和主动性，同时也使他们能更好地掌握实验原理、操作方法、步骤，全面了解仪器设备的性质并正确地使用仪器，提高了学生的实际动手能力和团结协作能力。另一方面，老师上课时会针对每个实验环节所涉及到的技术应用进行展开讨论，利用实验间隙讲解实验技巧，与学生探讨实验设计，为学生今后自己设计某些实验路线选择提供有利参考，提高他们知识运用和创新能力。　　3.2改革实验内容，更新教学方式，提高实验教学效果 　　大胆改革教学计划内的实验教学内容，综合实验中包含基础性实验，使实验内容更加具有连贯性和全面系统性。综合实验的实验内容前后衔接，彼此相关，前一个实验的结果是后一项实验的起始材料，整个实验构成了一个连续的有机整体。生化实验的基本操作、常规仪器的原理和使用、基础验证性实验都包含在综合实验中，学生通过实践建立了如何对生物大分子(如蛋白质)进行提取、分离、纯化、鉴定和测定的系统性连贯的科学思维，有利于学生建立科学研究的完整体系的概念。通过增加一些具有应用性、综合性强的、体现现代先进实验技术的实验项目如WesternBlotting技术，免疫层析技术等有利于提高学生在今后科研方面的实验技术水平。学生课后普遍反映通过综合实验的学习，自己对生化技术的了解和应用更加熟练，不会出现学完了就不用了甚至印象全无的现象，能更好对知识进行系统性全面性应用。以学生为主体，围绕学生的需求设计和改进实验内容和教学方式，能大大提高实验教学的效果。　　3.3重视课后实验总结，加强师生交流，促进综合实验教学改革　　实验完成后学生系统总结了实验思路，分析实验结果及在实验过程中遇到的各种问题，按照论文格式撰写实验报告，并对该课程进行评价和建议。学生的实验报告不再是照抄实验指导书的实验原理和操作步骤，而是用自己的语言描述实验现象与结果，并且对之进行分析和讨论。课后学生更愿意与老师进行交流，增进了师生间的关系，老师可以根据自己的研究特长为学生自由选择研究课题进行创新实验设计提供有利指导。学生还能针对综合实验的内容和安排提出自己的意见和建议，促进我们提高综合实验教学的质量，为进一步改革生化实验打下良好基础。　　经过连续3年在八年制学生中进行生化实验的教学探索，通过教学反馈调查，学生们的评价良好，认为综合实验的开设的确有利于他们充分掌握生化实验技术，培养他们系统性的科研思维和创新能力，以及加强对所学技术的实际运用能力。当然，由于综合实验组成环节较多，耗时较长，耗费较大，因此对老师指导实验的能力要求较高，需要较好完善实验条件和设施。这些都要求我们积极努力创造实验教学条件，争取更多教学经费支持，引进和培养更多教学和科研能力较强的老师。在八年制医学生中开设生化综合性实验所积累的经验，也为进一步能在五年制医学生中开展综合实验打下了基础。实验教学改革是高校培养知识面广、综合能力强的复合型人才的一个重要方面，我们将不断加强探索，为培养更多的高素质的医学创新人才而不断努力。【