教学医院分子生物学实验教学与科研相结合教育模式的探索与实践

王 卓，井昶雯，曹海霞，李多慧，夏 伟*

（1.江苏省肿瘤医院/江苏省肿瘤防治研究所/南京医科大学附属肿瘤医院 临床肿瘤试验中心，江苏 南京 210000；2.南京医科大学生物医学工程与信息学院，江苏 南京 210000）

分子生物学是重要的基础学科，是研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节的学科，是联系生命科学与临床医学的桥梁，其具有应用性和实践性非常强的特点[1]。分子生物学实验教学是分子生物学中极其重要的实践性教学部分，是课堂理论教学的延伸[2]。它对提高学生的实验操作技能、培养学生的科研能力具有重要作用。

分子生物学发展迅速，新理论、新技术、新方法不断涌现。相关科研成果代表了分子生物学最前沿的研究进展，整合各项资源，把实验教学与科研相结合意义重大[2]。

作为医学高等学府的教学医院，为适应新时代研究型、复合型和应用型医学人才的培养要求，应积极进行教学模式的探索与创新。南京医科大学附属肿瘤医院临床肿瘤实验中心作为开放性实验平台，承担教学、科研与临床检测任务，负责带教实习生，进修生及研究生等不同类型学生。实验中心结合本单位实际情况，从提升实验平台硬件水平；提高教学人员专业能力；专业英文文献汇报模式；多层面多角度参与实验；利用互联网信息化学习五个方面入手，探索出了一套分子生物学实验教学与科研相结合的教育模式。

1 提升实验平台硬件水平

实验平台硬件设施水平建设是人才培养与科学研究的基础性工作。南京医科大学附属肿瘤医院临床肿瘤实验中心作为开放性实验平台，搭建了满足教学，科研与临床检测不同任务的实验设施平台。

实验平台拥有充足数量的移液器，离心机，电子天平，电泳仪，分光光度仪，PCR扩增仪，荧光定量PCR分析仪等常规分子生物学实验仪器，可以完全满足实习生，进修生及研究生等不同类型学生基本实验操作技能和基本仪器设备使用的学习与反复训练。除此之外，实验平台还坚持不断引进先进及大型分子生物学实验设备。如本实验平台引进了国内首台Luminex3D液相芯片分析仪用于血清蛋白质标志物的检测，引进了国内首批illumina高通量基因测序分析仪及微滴式数字PCR仪用于肿瘤细胞基因突变检测，引进了高灵敏度化学发光成像系统用来检测蛋白质与DNA，以及流式细胞仪等设备用于细胞分析与细胞分选。这些先进及大型分子生物学实验设备足以满足更高层次的实验需求。

不断提升的硬件水平，可以使学生有机会接触到与世界一流学术机构同步的先进实验设备，在实验操作中更直观的了解先进的实验技术和方法，在完成基本的科研实验技能训练的同时开拓科研思维。

2 提高教学人员专业能力

专业课程的学习，离不开教师的悉心引导与教授[3]。教师的专业深度与知识广度，直接影响学生专业知识学习的效果与综合素质的培养。现阶段分子生物学发展迅速，交叉学科不断融合。实验带教教师必须改变传统的教学模式，紧跟时代发展，更新观念。实验带教教师在钻研本专业实验课程教学基础之上，还需要不断拓展理论知识和实践能力[4]，对相关联的学科知识也要达到一定的造诣。

本实验平台构建了多学科专业背景的师资结构以适应交叉学科不断融合的时代特点。本实验平台所有带教教师均为硕士研究生以上学历，专业涵盖微生物学，毒理学，临床医学，免疫学，生物化学与分子生物学等。所有带教教师除教学工作外，均长期在一线参与科研工作，紧跟专业热点与趋势，自身专业知识扎实，实践操作能力强，并不断更新知识结构及实验技能。学生在带教教师指导下学习和实践分子生物学相关实验技能的同时，也能对其他相关学科理论和实验技能进行学习，及早适应分子生物学多学科交叉发展的科研趋势。

3 专业英文文献汇报模式

查阅文献是科研工作的第一步，国内外大量文献的阅读，可以迅速了解学科相关知识的最新研究进展[5]。查阅文献的能力是学生在今后专业领域知识学习和科研工作中必须具备的重要基本功[6]。

当前的应试教育体制和填鸭式教学模式下，部分学生缺乏自主阅读文献、并从中发现问题和解决问题的能力。尤其是分子生物学专业文献内容大多晦涩难懂，知识更新快，学生主动阅读专业文献尤其是英文专业文献存在畏难情绪。

为帮助学生克服在分子生物学专业文献尤其是英文专业文献阅读上的困难，同时考虑到传统分子生物学课程教学中学生自主学习、交互式团队学习模式的不足。本平台结合承担的科研课题，定期挑选相关科研课题最新的具有较高影响力的英文文献让学生进行精读，并将精读内容制作成PPT进行汇报讲解，同时在带教老师的组织下对文献精读内容进行小组讨论。讨论主要由组内学生围绕文献的背景和研究目的，选取的实验方法和结果，整体研究思路等互相进行补充提问及解答，最后由带教老师针对讨论的问题，文献的实验设计思路，实验方法及技术的选择，整体研究的优点及局限等进行点评总结。

学生在文献阅读和不断讨论过程中，了解学科热点和发展前沿，学习新的实验方法和技术，理解同行在科研活动中如何设计实验，如何运用所学到的实验方法和实验技能解决科学问题，理清科研思路，培养科研逻辑思维能力。在此过程中，营造出活跃的科研氛围，学习的主动权由教师转移给学生，学生学习的积极性和主动性大大提高。学生专业文献特别是英文专业文献阅读能力明显提高，分子生物学实验理论学习效果显著提升。

4 多层面多角度参与实验

在传统的分子生物学实验教学实践中，学生在教师指导下进行基本实验方法和技能的操作训练，整体实验教学内容固定单一，实验过程基本上是按图索骥，单一性、验证性实验较多，而综合性，设计性实验较少，临床应用型实验较少[2，7]。由于各种条件的制约，来自科学前沿的实验技术无法及时转化为教学内容，同时教师演示多，学生参与少。因此，学生自主参与实验，并进行创造性、探索性实验的空间较小，学生主动学习的积极性受到抑制。

本实验平台创造条件，打破传统的教学模式，注重临床应用与基础研究的结合、单项实验与综合实验的结合、个人操作与团队协作的结合、基本训练与研究探索的结合。通过结合实习生，进修生，研究生等学生不同的教学目标和学生本人的选择因材施教，安排学生参与临床应用型实验和基础研究型实验两类不同的分子生物学实验。临床应用型实验以临床应用需求问题为导向，主要围绕本平台开展的分子诊断项目进行相关PCR扩增，测序等分子生物学实验。基础研究型实验以基础科研问题为导向，主要围绕本平台承担的国家级省级基础研究课题进行相关细胞培养，分子克隆等分子生物学实验。

学生通过参与临床应用型实验可以直观看到分子生物学实验在临床实践中的应用，加深对相关实验知识的理解，通过带教老师的演示和学生自己的实践操作，着重强化标准化规范化实验操作及团队协作，学习并培养临床试验数据的统计分析能力，激发从临床实践中寻找科学问题的兴趣，为今后的科研工作打下基础。

基础研究型实验多为综合性、前沿性、创新性、设计性实验。学生通过参与基础研究型实验，可以加深相关分子生物学原理及理论知识的理解，学习最新的科研成果，强化主动学习独立思考的能力，培养大局观，提升创新思维能力，提高设计实验和合理运用实验方法的能力，培养主动探索未知领域的兴趣及科学素养。

在带教教师的指导下，学生通过基本实验操作训练→综合实验设计→科学实验探索这样难度递增的实验训练，逐步连贯完整的参与综合性实践性实验。整个实验过程必定充满坎坷不会顺顺利利，通过有意识地引导学生主动思考遇到的问题，分析原因及寻求解决方法，培养学生面对科学问题严谨认真的态度和不畏困难的坚韧品质；提高他们发现、分析和解决科研问题的能力；体验科研实验带来的新鲜感，挑战感及获得感。

5 利用互联网信息化技术学习

在互联网+的时代背景下，随着互联网信息化技术的蓬勃发展与推广应用，社会各领域均产生了巨大的变革，其中也包括分子生物学实验教学[8]。在互联网信息化的环境下，分子生物学信息量大、内容庞杂、抽象等特点得以克服[9]。传统的教学是教师在特定的时间和地点向学生面对面灌输知识的模式。而在互联网信息化的背景下，分子生物学实验教学可以充分利用丰富的互联网海量信息资源及多媒体技术，改变传统的教育模式，突破原有教学模式的束缚。

微课是近年来互联网信息化技术趋势下比较热门的一种教育模式。微课（Microlecture）是指教师在教学过程中，以微视频为主要载体，针对相关学科某一知识点或教学环节而开展的简短且完整的教学活动[10]。微课具有精炼、高效和时效性强等特点[10]。互联网上有大量关于分子生物学实验教学内容的微课可以利用。这些微课通常时长较短，但承载着大量的教学信息，教学内容简洁明了、重点突出，便于学生理解和记忆。微课教学内容时长短的特点，有利于学生将零散的片段化时间利用起来进行学习，提高学习效率。微课还可以弥补传统教材内容的不足，简明直观的介绍最新的分子生物学实验知识。

雨课堂是当下比较热门的一款专业教育软件，其可以安装到手机，电脑等各种智能终端设备上[8]。雨课堂将复杂的信息技术手段融入PowerPoint和微信平台，推动线下线上混合式教学，在课外学习与课堂教学间建立沟通桥梁[11]。使用雨课堂软件进行分子生物学实验教学，让教学不再拘泥于固定的空间和时间。使用雨课堂软件进行教学，课前-课上-课后的每一个教学环节，教师与学生都可以进行及时有效的互动交流，让教与学更明了，更具效率。

慕课（MassiveOpenOnlineCourse，MOOC）是源于美国的一种新型教育形式，是一种大规模、开放性的网络在线开放课程[12]。慕课是全球性的以网络为基础的教学课程，学生只要通过网络就可以极低的成本获得全球优质的教育资源。分子生物学实验相关知识体系庞杂晦涩，知识更新快，而传统的教材内容更新滞后，慕课的知识更新速度远超传统教材。学生及教师利用慕课平台不仅可以学到国内关于分子生物学实验相关理论和操作的知识，也能够学习国外学术机构最新的相关科学研究前沿技术，弥补现有分子生物学实验教学资源的不足。

利用微课，雨课堂，慕课等互联网信息化技术及内容，教师和学生可以随时获取教学所需的教材，最新科研成果，实验讲解视频等资源[13]。教学不再拘泥于固定的时间和地点，不再受限于实验条件，可以将一些本平台目前尚无条件开展的，平时很少接触的先进科研实验项目以图片，动画，视频等形式呈现给学生，让学生可以形象地看到实验的原理，直观地看到操作的完整流程，使学生能真正随时随地自主的学习先进的分子生物学理论知识及实验技能，开阔视野，提升对科研实验的兴趣。

6 小结

为了满足新时代对高素质医学人才培养的要求，并适应分子生物学的发展趋势，针对医学生分子生物学实验的教学模式也应不断发展。南京医科大学附属肿瘤医院的教育实践证明，分子生物学实验教学与科研相结合的教育模式，学生可以学习最先进的分子生物学的理论及实验技术，充分调动学生的积极性，开阔学生的视野，增强学生对分子生物学实验的兴趣，并学以致用，培养良好的科研素养，为将来的临床工作和科研工作打下坚实的基础。

教学活动是一项复杂的系统工程，教育模式的改革也不会一蹴而就，在创新改革中遇到的问题还需要不断总结与改进。