导师制开放课题的实践及对教学的影响

陈丽华 秦立强

摘要：针对本科生传统实验教学环节的现状及存在的问题，以尊重学生个性发展为前提，提出了以导师从事的科研项目为导向的新型实验教学方法。在导师制开放实验教学中从实验选题、实施过程、问题解答、自我评价等方面进行实施。实践教学证明，这种导师制开放课题的培养方式充分挖掘了学生的潜能，调动起学生的主观能动性，提高了实验教学质量，对预防医学的理论教学具有明显的促进和提高。

关键词：导师制开放课题；开放实验；教学探索；教学改革

中图分类号：G640.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）45-0163-03

一、预防医学实验教学体系与内容存在的问题

预防医学（公共卫生）是一门与经济社会发展密切相关并且实践性很强的学科。近年来，特别是严重急性呼吸道症候群（Severe Acute Respiratory Syndrome，SARS）、高致病性禽流感和频繁的食品安全等事件的出现，预防医学受到了前所未有的重视。因此，培养高素质、实用型、创新型公共卫生预防医学人才对推进经济社会及卫生事业发展具有重要意义。预防医学实验教学是这类人才培养的重要环节，苏州大学公共卫生学院对此非常重视，制定和完善了预防医学专业主干课程的本科实验教学大纲。但现行的实验教学体系與教学内容仍存在着问题和不足，具体如下：

1.实验教学内容多为验证性实验，教学模式单一。实验的试器材由老师提前准备好，在实验过程中带教老师一一讲解实验目的、原理、方法、步骤和注意事项等内容，学生被动接受，无需思考就能完成实验课。

2.部分实验教学内容存在交叉和重复。如《流行病学》和《营养食品卫生学》的实验教学都涉及到现况调查，《营养食品卫生学》和《卫生化学》都有维生素的测定等，不同的实验项目采用相同的方法或仪器进行，如常见的比色法在多门学科中用到，此外教学仪器类型和现行的实验方法过于陈旧，已不能满足现代工作岗位的需求。

3.实验教学仅以实验报告判定学生成绩，很难判定学生实验课内容实际的掌握程度。由于实验报告格式单一，所做实验多数是书本内容，学生往往照搬书本的结果作为结论，又因为一个实验小组有多名学生，操作机会少，往往会出现互抄实验报告的现象。

4.实验教学大多数与实际生活脱节，缺乏现场学习机会。预防医学毕业生大多数将就职于疾病预防控制中心、卫生监督所、妇幼保健院（所/站）、卫生检验中心等部门，这些机构工作的技术性强，需要掌握具有运用价值的手段和先进的技术方法。

5.实验教学没有引起教师和学生的足够重视。现有的教学科研评价体系很难动员老师集中精力做好实验教学，实验教学所占的成绩比例较低，而且拉不开差距，学生也把实验课看成一件没有难度的课程。

二、改革措施

针对以上问题，我们必须优化实验内容，创新实验教学理念，不断地进行优化改革，构建以能力培养为主线、分层次、多模块、相互衔接的预防医学实验教学新体系。

我院预防医学有一支实力强劲的教师队伍，承担着各个层次的与预防医学相关的科研任务，并且各个教研室拥有丰富的资源和完善的实验平台。因此，实验教学要努力为学生提供实验的第二课堂，其中导师制开放实验室是一个重要的新措施。本科生导师制由牛津大学于14世纪首创，其后剑桥大学、哈佛大学等世界著名大学相继采用，在全球顶尖大学人才培养方面取得了显著成效。中国最早由时任浙江大学校长竺可桢先生于1938年倡导推行这种制度。新中国成立后，导师制仅用于研究生教育。进入21世纪后，在浙江大学、北京大学等引领下，一大批高校在本科生中再次试行这种制度[1]。导师具有丰富的专业知识，导师负责制相当于小班教学，能有更多的时间针对性地指导到学生，更好地因材施教。开放实验可以为学生提供发挥潜能的平台，是提高实验教学质量培养学生创新能力的重要手段之一，同时也是对实验内容的重要补充，开设开放实验更能实现针对性实验教学，有利于学生综合素质的培养。我院导师制开放实验室具体的措施如下：

1.导师定位明确。凡是属于我院讲师及以上的教学科研人员均可申报作为导师，开发自己的实验室，吸引预防医学本科三、四年级的学生参加自己科研题目。导师需要根据自己的科研专长，设立题目，上报学院。上报材料包括导师简介、项目简介及导师的联系方式。

2.学生选择导师。本科四年级所有学生必须根据自己的兴趣选择加入一名导师的项目。每学期每个学生限报2项，每个项目限4名学生。没有学生报名的项目不立项。

3.导师与学生互动。导师可联系学生，根据其时间设定项目的开始时间，在项目背景知识的预习，实验材料的准备，实验的实施，实验结果的分析以及撰写实验结果报告各个流程中与学生充分交流，让学生参与到项目的整个过程。

三、背景、实验原理及实验设计与操作

以作者申报的“绿茶多酚清除氧自由基能力的测定”项目为例。

1.背景。多酚类化合物是指分子结构中有若干个酚性羟基的植物成分的总称。多酚类物质按结构大致可分为类黄酮、芪、酚酸和木酚素。由于多酚类化合物特殊的分子结构，推测多酚类化合物具有抗氧化作用。茶多酚（Tea Polyphenols）是茶叶中多酚类物质的总称，包括黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等茶多酚清除自由基的功能已被广泛研究。本次实验将利用总抗氧化能力检测试剂盒（ABTS法）对茶多酚清除氧自由基能力进行测定。ABTS法，即Total Antioxidant Capacity Assay Kit with ABTSmethod，简称T-AOC Assay Kit，是一种采用2，2'-azino-bis（3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid（ABTS）作为显色剂，可以对血浆、血清、唾液、尿液等各种体液，细胞或组织等裂解液、植物或中草药抽提液、或各种抗氧化物（antioxidant）溶液的总抗氧化能力进行检测的试剂盒。

活性氧（Reactive oxygen species，ROS）主要包括羟基自由基、超氧自由基和过氧化氢。在细胞或组织的正常生理代谢过程中会产生活性氧，同时一些环境因子例如紫外照射、γ射线照射、吸烟、环境污染等也可以诱导活性氧的产生。活性氧产生后，可以导致细胞内脂类、蛋白和DNA等的氧化损伤，诱发氧化应激（Oxidative stress），继而导致各种肿瘤、动脉粥样硬化、风湿性关节炎、糖尿病、肝损伤、以及中枢神经系统疾病等。

2.实验原理。ABTS法测定总抗氧化能力的原理是，ABTS在适当的氧化剂作用下氧化成绿色的ABTS+，在抗氧化物存在时ABTS+的产生会被抑制，在734nm或405nm测定ABTS+的吸光度即可测定并计算出样品的总抗氧化能力。Trolox是一种维生素E的类似物，具有和维生素E相近的抗氧化能力，用作其他抗氧化物总抗氧化能力的参考。例如，Trolox的总抗氧化能力为1，相同浓度情况下，其他物质的抗氧化能力用其抗氧化能力和Trolox相比的倍数来表示。

3.仪器与试剂。采尿杯，离心管，酶标仪，96孔板，离心机，移液器，总抗氧化能力检测试剂盒（ABTS法）.

4.试验设计与操作。

（1）基线：收集饮茶前尿液；试验组：收集完尿液后，开始饮用龙井茶（25克龙井茶/500ml温水，泡制30分钟后饮用），自由饮用。1小时后，再次收集尿液。

（2）尿液中总氧自由基的测定步骤。1）待测样品的准备：尿液样品：每个样品需要10微升。尿液样品都可以使用新鲜样品进行测定，也可以-80℃冻存后再进行测定。2）标准曲线测定的准备：用蒸馏水或样品配制溶液稀释标准品。把10mM Trolox标准溶液稀释成0.15、0.3、0.6、0.9、1.2和1.5mM。3）总抗氧化能力的测定：①96孔板的每个检测孔中加入20微升过氧化物酶工作液。②空白对照孔中加入10微升蒸馏水或PBS等适当溶液；标准曲线检测孔内加入10微升各种浓度的Trolox标准溶液；样品检测孔内加入10微升各种样品。轻轻混匀。③每个孔内加入170微升ABTS工作液，轻轻混匀。④室温孵育6分钟后测定A414。如果测定A414有困难，也可以在405-425nm范围内进行测定。⑤根据标准曲线计算出样品的总抗氧化能力。如果样品测定出来的吸光度在标准曲线范围以外，需把样品适当稀释或浓缩后再进行测定。⑥总抗氧化能力的表示方式：在采用Trolox作为标准品进行总抗氧化能力检测时，样品的抗氧化能力可以用Trolox-Equivalent Antioxidant Capacity（TEAC）来表示。

四、本实验的目的

1.掌握多酚类化合物知识，激发营养学研究兴趣。

2.本实验采用自身前后配对设计，掌握配对t检验的统计方法。

3.学习酶标仪的操作和使用，锻炼动手能力。

植物化合物这部分内容属于《营养与食品卫生学》中第二章食物中的生物活性成分的部分内容。实验前，组织学生对这部分内容进行预习，同时导师亲自指导怎样查阅科学文献（中国知网，PubMed，Web of Science），通过课前预习，学生熟练了自主查阅中英文文献，并提高了专业英语的應用能力。由于实验设计采用的自身前后配对，有助于学生进一步联系巩固配对t检验的统计方法。由于我们预防医学的学生将来的工作涉及现场采样（包括体液类），因此对于工作者，重视生物安全、拥有较强的生物安全意识十分重要，这就必须在教学过程中始终贯穿强调学生的自我防护意识。在进实验室时，要充分学习实验室的各种规章制度，例如《实验室安全职责规程》、《实验室工作人员守则》和《实验室各项用品及药品管理办法》。导师通过言传身教，将安全意识传递给学生。项目涉及许多仪器的使用，例如离心机，称量天平，酶标仪等。导师详细讲解每个仪器的使用注意事项，例如离心机的平衡，称量天平的砝码矫正及去皮等。实验中微量液体的加样需要移液器，导师对移液器的构造、使用方法和保养进行详细讲解，并进行实验演示操作，使学生更加熟悉各种仪器的操做。在导师指导下，每名同学独立完成系列实验内容，获取相关数据，并对数据分析和开展实验结果讨论。对于实验设计，阳性和阴性对照的设计至关重要，空白对照主要用于消除实验中由试剂、蒸馏水和仪器带入的杂质所引起的系统误差；阳性对照的作用有排除某种因素对研究对象的干扰，实现单一变量控制，定量计算等。设置对照实验要遵循科学性、平行重复、单一变量的原则[2]。对于本实验，标准曲线的精准对于结果也其着非常重要的作用。导师与同学们一起讨论找出影响实验结果的关键环节，在教师指导下进一步完善实验设计，规范实验操作，重复进行实验。实验结束后及时进行实验总结，指导每位学生撰写和提交开放实验总结报告，组织学生集中交流实验心得和体会。

最后，开设导师制开放实验取得了可喜的实践效果。通过开放实验，学生普遍提高了查阅文献、实验设计内容、选择实验方案、解决实验问题、分析实验结果等能力；项目实施的完整性让学生更加深刻的了解整个实验过程以及课本上的结论是怎样得来的。同时，导师与同学长时间互动，加深了师生关系，同学更有意愿参与导师的科研项目。导师制开放实验真正体现了教师为主导、学生为主体的教学原则，充分调动了学生对求知的积极性，使学生的综合素质得到提升。

参考文献：

[1]周亚利，阿娜尔古丽·塔西铁木尔.高校本科生导师制的成效、问题及对策[J].教育教学论坛，2014，（1）.

[2]康乐林.生物学对照实验的分析判断[J].高校理科研究，2009，（36）.