浅谈八年制《分子生物学》实验课程“实战化”改革

张翔 熊诗诗,2 郭志华,2 李昂 赵晶*

(空军军医大学: 1生物化学与分子生物学教研室; 2学员一旅，陕西 西安 710032)

经过几十年的探索和总结，很多医学高校在《分子生物学》实验课程的教学内容和课时安排上都形成了自身的特色[1-3]。我校在长期的教学实践中也形成了“以分子克隆和蛋白表达鉴定为主体的模块化教学”模式(图1上半部分)。一方面，该教学模式为学员巩固和掌握分子生物学的理论知识提供了有力的保障；另一方面，该教学模式也为将来学员使用分子生物学实验方法打下了坚实的基础，可为学员参加课外科研实践提供基本的技术支持。

但是，在长期教学的过程中，我们发现该课程仍存在课程编排过于松散，本应连续进行的实验内容被生硬地拆分为数个教学模块等问题(如图1上半部分所示)。于是我们便针对八年制临床/口腔医学专业《分子生物学》实验教学的过程，尝试在总课时数保持不变的情况下，对课时编排进行了集中化的改革(如图1下部分所示)，以期在教学的内容和形式上更接近于实验操作的本来面目，因此我们也将这一改革称作“实战化”改革。率先在八年制学员的教学工作中进行改革主要是因为该层次学员人数较少(合计不超过40人)，而且同学们的学习积极性较高，改革进行起来相对容易、且得到的数据更加准确(排除了学员学习态度等其他影响因素的干扰)。

图1 课程安排调整情况

Fig 1 The adjustment of class schedule

一、课程“实战化”改革的原因

首先，课程“实战化”改革是《分子生物学》实验自身客观属性的必然要求。我校《分子生物学》实验课程在教学内容上主要包括分子克隆和蛋白质表达鉴定两大部分内容。而无论是分子克隆部分的酶切、连接、转化、挑克隆、PCR鉴定等实验，还是蛋白质表达鉴定部分的蛋白质提取、蛋白质免疫印迹(Western Blot)等实验均是序贯过程，在时间上也要求要连续完成[4]。如果仍按照之前“模块化”的教学模式，只能对其中几个重要的实验进行教学安排。这样一来，学员势必很难对《分子生物学》实验形成完整、连续的认识，最终“只见树木，不见森林”，使学员的学习效果打了一些折扣。为适应《分子生物学》实验完整、连续的客观要求，我们在课程编排上也要尽量进行连续排课，以便达到连续实验与教学这一最优化、最真实的效果。此外，连续实验过程中，上一步骤的产物可以作为下一步骤的原料，形成实验间“环环相扣，最终结果在最后一个实验显现”的格局，这便在很大程度上激发了学生不断学习和实验的热情。

其次，课程“实战化”改革是优化学员记忆、增强教学效果的有力保障。根据艾宾浩斯记忆曲线[5]，学员在次日对前一天知识的记忆量只有前一天学习总量的大约33.7%，而6 d后这一数值进一步下降到了25.4%。而如果在刚学习完、或学习完20 min以内，便及时巩固消化并使用这一知识点，学员的记忆水平能维持在50%以上。因此，课程“实战化”改革使得学员能够集中精力，连续学习/复习一连串知识点，大大优化了学员的记忆，增强了教学的效果。

最后，课程“实战化”改革给予教员更加宽松的教学环境。改革之前，《分子生物学》实验课一天一般只有3个课时，而且实验课前后学员还有其他课程要学习。这也就将一天的上课时间强制性地限定在2.5 h以内。如果安排质粒提取这类连续操作的实验，2.5 h并不会有明显问题；但如果安排的是质粒酶切或PCR鉴定等实验内容的话，因中间反应时间较长，课堂教学容易出现两头时间特别紧—不够用，而中间时间特别松—用不完的情况，严重地影响教学质量。而在课程“实战化”改革后，一方面，教员不必再担心2.5 h的时间限制，可以从容地完成一个实验；另一方面，在反应中间空余的时间，教员可以讲授其他相关实验的理论知识，从而大大地提高了课堂教学的效率。

二、课程“实战化”改革受到学员的欢迎，并显著提升了学员的学习效果

为了解学员对课程“实战化”改革的态度，我们设计了问卷，针对参与改革的全部学员(共40名)进行了调查。最终40份问卷全部收回并被判定为有效问卷。结果如图2所示，97.5%的学员支持课程“实战化”改革；此外，95%的学员认为课程“实战化”改革后学习效果有显著提升(图3)。

图2 学员对课程“实战化”改革态度的统计结果

Fig 2 The result of students' attitude to class reforming

图3 学员评价课程“实战化”改革对学习效果影响的统计结果

Fig 3 The result of subjective assessment of class reforming on learning outcome

为进一步考察课程“实战化”改革对学员学习效果的客观影响，我们依据改革前一年八年制《分子生物学》实验考核的试题，准备了一份难度系数相当的试卷对本届参与改革的学员进行考察，并使用考试的优秀率评价改革效果。结果如表1所示，与课程“实战化”改革前相比，改革后学员的优秀率显著提高(P<0.05)。这一结果说明课程“实战化”改革总体上有效地促进了学员的学习积极性。

表1 课程“实战化”改革前后学员考核优秀率的比较 (n, %)

Tab 1 Comparison of excellent rates of examined students between before and after course's "actual combat" reform (n, %)

组别n优秀普通优秀率 改革前3653113.89 改革后40142635.00a

aP<0.05,vs改革前.

为进一步证实这一结果，我们又分析了改革前后学员对主观题中实验设计题的答题情况。因为实验设计题是最能反映学员对实验整体思路和具体操作步骤掌握情况的综合性问题，属于考试中的重点和难点。评价的指标设定为改革前后实验设计题的得分率，即“该题所得分数/该题满分分数”。结果如图4所示，改革后学员的得分率较改革前显著提高，甚至有3名学员得到满分。这一结果说明，课程“实战化”改革在整体实验思路和具体操作步骤方面都对学员的学习效果具有显著性提升，再次支持了“课程“实战化”改革有效地促进了学员的学习”这一结论。

图4 课程改革前后学员实验设计题得分率比较

Fig 4 The comparison of scoring rate in experimental design items between before and after the reform

三、课程“实战化”改革的潜在问题和可能的改进措施

首先，课程“实战化”改革对学员上课的注意力提出了更高的要求。3 d左右的时间集中学习连续的知识内容，一旦学员开小差或是请假，便不容易再跟上进度。此外，如果这3 d安排在重大考试(比如英语四、六级考试)前夕，学员很难做到专心学习。要解决这一问题，一方面要求教务部门在排课时尽量将《分子生物学》实验与其他考试在时间上错开；另一方面，教员在讲授时既要做到环环相扣，又要做到首尾相顾，让学员充分认识到每一部分实验在整体中的位置和意义。

其次，课程“实战化”改革极大地增加了负责准备实验试剂的教员的工作强度。本来可在1～2 w内完成的工作，集中化改革后要求在1～2 d内全部完成，对负责准备实验试剂的教员提出了更高的要求。而且，本来在课程之间的缓冲时间可以让实验课教员和准备试剂的教员对潜在的新发问题进行沟通和调整，但集中化改革后这将变得比较困难。要解决这一问题，一方面要求实验课授课教员在课前便与准备实验试剂的教员进行充分沟通，预先准备方案对可能出现的情况进行应对；另一方面，准备实验试剂的教员要充分理解课程“实战化”改革的好处，在思想和行动上克服工作强度增加带来的困难。

最后，课程“实战化”改革在学员人数较多的专业开展起来存在一定难度。教学实验室相对较少和实验课上课学员相对较多本来就是现实存在的矛盾。为避免平行班次进度的严重错位，不少学校采取的是对于同一实验内容分轮授课的方式。如果再将课时集中化，客观上没有那么多的实验室容纳全部学员。要解决这一问题，一方面需要我们的学校创造性的进行思考，打破实验室为学科专用的限制，比如将化学实验室、生理学实验室等暂时用作《分子生物学》实验的教学；另一方面，如果暂时确实无法在五年制学员之中推广，可先在八年制学员中开展起来，并循序渐进。

四、小结

《分子生物学》实验的教学在过去几十年中不断发展，日趋成熟。在此过程中，很多学校都形成了特有的模式和经验。但正所谓“百尺竿头，更进一步”，关于《分子生物学》实验教学仍有很多新的思路和方法不断涌现[6-7]。我们所尝试的课程“实战化”改革便是其中之一。可以说，无论是从《分子生物学》实验的客观要求，还是从学员学习记忆的客观规律，亦或是从为教员提供更宽松的教学环境的角度，课程“实战化”改革都有其有益的价值和意义。更何况学员的实际考核成绩也充分证明了课程“实战化”改革能够显著提升学员的学习效果。但凡是改革总是“摸着石头过河”，总会存在一些问题，比如改革对学员的注意力要求增高、使实验准备教员的工作强度增大和在学员较多的专业开展起来存在难度等。要克服这些困难，还需要学校、教务部门、教员和学员的共同努力。总的来讲，我们相信《分子生物学》实验课程“实战化”改革利大于弊，其很可能是将来该课程教学的一个发展方向，同时也希望这一改革能让更多的学员受益。

参考文献

1张玉明, 王彦芳, 曲占良, 等. 基于翻转课堂理念的分子生物学实验教学改革与探索 [J]. 教育教学论坛, 2016, 38: 260-262.

2崔金腾, 张克中, 李月华. 园林植物与观赏园艺专业研究生分子生物学实验室建设与教学改革 [J]. 教育教学论坛, 2015, 8: 244-246.

3宋岚, 徐朝军, 张波, 等. 高等中医药院校研究生分子生物学实验教学改革初探 [J]. 中医教育, 2014, 1: 48-51.

4金冬雁, 黎孟枫, 译. 分子克隆实验指南 [M]. 2版. 北京: 科技出版社, 1996: 862-898.

5陈小博. 艾宾浩斯记忆法用于生物化学教学中的实际效果 [J]. 卫生职业教育, 2013, 31(20): 69-70.

6陈艳红, 邹明学. 分子生物学实验教学内容的新探索 [J]. 生命的化学, 2014, 34(6): 840- 842.

7王婷, 王庆怡, 王磊, 等. 生物化学与分子生物学实验课程优化效果探讨 [J]. 中华神经外科疾病研究杂志, 2016, 15(3): 254-256.