医学院校生物化学实验教学改革与创新人才培养的探索

王一倩　龚青

【摘要】生物化学是医学专业的一门重要基础学科。目前生物化学实验课程教学还存在一些问题，如缺乏整体感，课程内容之间缺少联系，对实验的具体应用强调不够，对大学生科创项目支撑不足。同时，生物化学实验内容没有做到与时俱进，常常出现一本教案用几年的现象。针对这些问题，本文拟重新整合生物化学实验课程，提出建立以能力为导向的梯度实验教学体系。先培养学生对科研的兴趣，使其掌握最基本的实验操作，然后通过综合实验进行集训，鼓励学生参与各项科研活动，将创新意识和能力的培养贯穿于实验教学全过程。

【关键词】生物化学;梯度实验教学;创新意识;科研能力

一、改革医学院校生物化学实验课程教学的必要性

作为当代生物科学最前沿的学科，生物化学课程被视为高等医学院校最重要的专业基础课之一。实验教学在高校生物化学教学中具有重要地位，对于提高学生的科研创新能力和科研素质至关重要。传统的生物化学实验教学内容和形式比较单一，主要是一些简单的定性和定量等验证性实验内容，没有与时俱进，缺乏创新性。另外，由于观念、方法等的制约，教师和学生的交流互动有着很大限制，学生参与实验的积极性不高，科研思维意识薄弱，最终导致教学质量得不到提升。为了适应新形势下医学本科人才培养的要求，本文拟将生物化学、分子生物学实验课重新整合，构建生物化学实验教学新模式，提出以学生能力为导向的梯度实验教学体系。梯度实验教学是指循序渐进安排学生接触实验，其分为五个阶段：实验导论、基础实验、综合实验、探究实验、科研轮训。

二、以能力为导向的梯度实验教学体系的构建

（一）实验导论，培养兴趣

在实验课开始前，通过微课的形式，包括PPT、真人演讲以及卡通动画等给学生介绍生物化学课程体系的概况，以及与课程相关的实验课内容，同时介绍目前学科研究发展的最新动向，激发学生对科学的探究欲望。通过提前给学生介绍具体的实验内容并且提供一些针对该实验的视频等资料，让学生提前找资料且进行思考。在课上，为学生总览实验课中涉及到的关键技术以及这些技术的应用。另外，学生还要接受实验室安全教育培训，只有通过实验室安全考核才能被允许进入实验室。

（二）基础实验，夯实基础

以视频和微课的形式，介绍各个实验的目的和原理，让学生对需要掌握的实验技能有充分认知。实验原理中要有相应背景知识介绍，以为学生学习指明方向，同时帮助学生理解实验结果产生的机理，提高学生的创新意识，使学生在接下来的实验学习中变被动学习为主动学习。

（三）综合实验，强化综合

综合实验是教师按照科研小课题的选题方式、将几个小实验有机组合、采用可对比的实验材料、通过测定获取数据、进行综合分析撰写实验论文，以说明一些实际问题的实验课程。通过综合实验，确保学生能够掌握科研所需的基本技能和流程。目前的生物化学实验课一共包含7个实验，即分光光度计的使用与Folin-酚测蛋白含量;血清蛋白分离、纯化与鉴定;肝细胞DNA提取与鉴定;消化三大营养物质的酶活性测定设计与实验（唾液淀粉酶测蛋白活性）;乳酸脱氢酶同工酶凝胶电泳;激素对血糖的影响;质粒DNA提取与鉴定。通过连续数年听取学生和任课教师的反馈，笔者发现目前的生物化学实验课程从内容上对具体应用强调不够，导致学生学习积极性不高，阻碍了科研思维的培养。为了训练学生的基本操作技能，同时锻炼学生综合应用能力和科研能力，可将生物化学实验课与生物技术系开设的细胞生物学实验教学内容进行有机结合。

目前细胞生物学实验课程包含13个实验，即原生生物细胞的观察、人体X染色质的观察、细胞膜通透性、细胞吞噬与胞饮作用、细胞融合、细胞测量、植物细胞骨架与动物细胞微丝束的观察、细胞核与线粒体的分级分离、细胞化学、细胞的超微结构、细胞无丝分裂与有丝分裂、细胞减数分裂、细胞凋亡的检测。重新整合后的生化实验课按照研究进程和功能设立2组综合实验。第一，正常细胞和组织的实验研究。主要包括细胞培养（虚拟实验）、组织细胞分离、细胞显微观察、细胞功能研究、DNA和蛋白质提取、生物大分子分离、DNA体外扩增、酶活性测定、细胞因子的测定。第二，改造细胞实验：主要细胞转染实验。整个实验需要连续4天时间，包括质粒提取、高压灭菌、细菌接种、质粒提取与电泳鉴定、DNA定量、细胞转染、荧光显微镜观察转染效率。除此之外，每一次实验开始前要求学生提前分组，以小组为单位完成，确保每位成员参与到实验过程当中，数据收集准确完整。笔者已在2019级临床医学专业中将生物化学实验课中的细胞融合实验改为DNA体外扩增-PCR技术。学生积极地参与到实验的设计、观察和记录，此次初步实验教学探索收到了良好的教学效果。

（四）探究实验，激发创新

根据学生的兴趣鼓励学生组建研究团队，自行联系指导老师，让部分学生参与科研项目研究，给学生提供全程参与体验科研活动的机会与平台。同时，鼓励学生围绕着自己参与的课题，在老师的指导下参与校级、省级以及国家级生化技能大赛、挑战杯等，提高學生的创新能力。

（五）科研轮训，提升能力

导师应当指导学生查阅相关论文，掌握基本的论文写作要求。对于研究基础好的学生，帮助他们整理数据、发表论文或者综述。笔者所在学校的教师已开始指导大二和大三医学专业本科生参与到本校的“校级大学生实验室开放项目”中，目前学生已参与发表SCI论文2篇，其中本科生作为第一作者1篇。

另外，思政课程是高校课程建设的重要组成部分，笔者也会在实验课程中贯穿素质教育以及创新精神，将正确的价值观传导给学生，帮助学生提高对自身的素质要求，以培养出德智体美劳全面发展的医学人才。

三、结语

大学生科技创新能力的培养已成为当代医学院校本科教育的重要内容之一。生物化学作为一门生命科学领域前沿的学科，对于培养学生的医学科研能力十分重要。鉴于此，笔者通过将现有的生物化学和细胞生物学实验教学相整合形成综合实验，提出了以能力为导向的梯度实验教学体系。通过结合科研的实践教学，加强和提高了学生的创新意识和科研素养。目前，探究实验和科研轮训在形式和措施上还有进步的空间，所以仍需不断探索，为培养有创新意识和科研素质的医学科技人才而努力。

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【本文系2019年广东省高等教育教学改革项目“细胞与分子生物学以能力为导向梯度实验教学体系的建立”的阶段性成果】

（作者单位：广州医科大学）