高职分子生物学检验技术课程教学实践探索

2023-10-30卢庭婷陈基强黄艳张柯媛

广西教育·C版 2023年8期

卢庭婷陈基强黄艳张柯媛

【摘要】本文针对分子生物学检验技术课程教学存在的问题，提出以核酸检测和临床基因扩增工作岗位能力需求为核心进行“以学生为中心”的课程教学实践，精心组织教学实施，优化理论课的教学内容，并进行实践课活页式教材的开发设计，同时融合数字化教学资源，采用虚拟仿真实训操练与线下操练相结合、线上线下混合式教学等对策，以促进分子生物学检验技术教学工作与真实的岗位要求相对接。

【关键词】核酸检测医学检验分子生物学检验技术临床基因扩增活页式教材

【中图分类号】G64 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2023）24-0157-04

分子生物学检验技术课程是医药卫生行业高技能医学检验人员培养方向的专业必修课程之一。而伴随着我国对新型冠状病毒感染防控进入常态化核酸检测叠加数字化治理阶段，各城市核酸检测实验技术人员紧缺，此现状有利于拓宽医学检验专业学生就业面，同时也对分子生物学检验技术课程的教学提出了更高要求。医学高职院校应积极提升该课程的课堂教学质量，采取实现课程教学内容与岗位要求无缝对接的策略，以提高学生的就业适应力和竞争力。

一、分子生物学检验技术课程教学问题分析

核酸检测因其灵敏度高、特异性强，适合早期快速检测，因此成为很多疾病确诊的金标准。开展核酸检测需要分子诊断（PCR）实验室、专门的仪器以及专业的实验室操作人员，实验室条件不足或者实验人员操作不当都会造成检测结果出现误差，甚至错误。随着形势不断变化，企业越来越迫切地需要能熟练掌握分子生物学技术的人员入职，并倾向于优先录用具有临床基因扩增上岗证（PCR上岗证）的人员。而此前医学检验专业的职业类别隶属于临床检验技师，但临床检验技师的职业岗位核心能力中并不包括分子生物学检验能力，国家初级检验技师资格证考试中也鲜少出现分子生物学的内容，因此2020年以前，广西卫生职业技术学院（以下简称“我院”）分子生物学检验技术课程并非医学检验专业的专业核心课程。教学团队通过走访企业，并对从事核酸检测工作的毕业生和实习生进行问卷调查，发现现阶段分子生物学检验技术课程教学存在以下问题。

一是传统教材与核酸检测的岗位标准相脱节。目前分子生物学检验技术的教学更强调学科的理论性与系统性，以及内容的完整性，教师则按“先理论、后实践”的方针来组织教学。如核酸检测的实验室常用方法有逆转录荧光定量PCR技术（RT-PCR）、全基因组测序、逆转录环介导等温扩增法（RT-LAMP）等，但由于分子生物学的技术更新迭代快，教材的更新往往落后于生产实际需要，易导致学生获得的知识要素与岗位标准脱节。而从学情上看，高职学生在文化学习表现上存在若干缺点，如思辨能力和逻辑思维能力相对较弱、学习的主动性和积极性普遍不高、兴趣的转移较为频繁、注意力也容易分散等，面对抽象而枯燥的理论知识，他们的学习效果往往不尽如人意。传统教材与岗位标准的脱节不利于高职学生快速适应核酸检测的工作岗位。

二是分子生物学检验技术的理论教学易与实践教学脱节，实践操作与理论难以同步。近年來我院毕业的医学检验专业学生多数到企业的核酸检测工作岗位任职，根据我院毕业生和实习生反馈的情况，大部分学生感觉实践操作相对较容易掌握，但对结果的分析、PCR检验实验室的质量控制方面的概念认识模糊，甚至难以对结果给出准确的判定。究其原因主要是由于分子生物学检验技术理论知识晦涩难懂、技术种类繁多、更新迅速，所以多数学生认为只需做好分子生物学的实践操作即可，对理论知识的学习没有足够重视。

三是分子生物学的仪器设备和试剂昂贵，导致实践教学难以与核酸检测或临床基因扩增的实际工作场景接轨。分子诊断所需用到的全自动核酸提取仪、荧光定量PCR扩增仪、超微量核酸蛋白测定仪等仪器设备价格昂贵，目前我院乃至国内大部分医学类院校的分子生物学实验室建设水平欠佳，教师在进行实践教学设计时只能根据学校现有的实训条件进行取舍，例如在进行核酸提取时只能手工提取，而目前临床实验室的核酸提取工作已基本实现全自动化，这就导致实践教学难以与核酸检测或临床基因扩增的实际工作场景完全接轨。

二、常态化核酸检测背景下分子生物学检验技术课程教学策略

针对上述现状，我院修改医学检验专业人才培养方案，将分子生物学检验技术课程调整为专业核心课程，重构分子生物学检验技术的课程标准，将临床基因扩增上岗证（PCR上岗证）的考核内容纳入课程教学内容当中，增加实训课占比，优化理论课教学内容，优化后的教学内容体现职业性、规范性、科学性及实用性。

（一）优化理论课课堂教学

1.优化理论课程教学内容

课改团队首先对照企业岗位需求优化理论课教学内容，故我院组织专任教师对广西各级医疗机构、核酸检测企业进行调研，了解核酸检测和临床基因扩增工作岗位的任职要求、职业标准和工作过程，确定从事核酸检测和临床基因扩增岗位所需的工作任务和职业能力，在后续确定教学内容时，课改团队将学习认知过程与职业活动紧密结合，打破原有“章—节”的课程结构体系，重新梳理并整合课本知识点，将教学内容划分成遗传中心法则、基因与基因组学、肿瘤、核酸提取技术、PCR技术、DNA测序技术、核酸分子杂交技术、分子生物学检验技术的临床应用、核酸检测质量保证等九大教学模块。重组DNA技术基本不在实际岗位应用，且相关理论内容相对晦涩难懂，因此团队选择适当缩减教学时长，或将之作为学生的选学内容，编辑整理后上传智慧职教云平台供学生自学。

2.根据教学内容灵活采取教学手段

为了提高学生的学习兴趣、提升教学效果，课改团队根据教学内容灵活采用多样化的教学模式和方法开展课堂理论教学。

（1）运用故事引入式教学法，并融入课堂思政。例如在讲授DNA测序技术时，讲授在1994年我国参与承担人类基因组计划1%的任务以及目前以施一公为代表的中国结构生物学家杰出的成果，使得我国的结构生物学研究处于世界前沿等，让学生充分了解我国科学家在分子生物学领域做出的突出贡献，激发学生的爱国敬业精神，培养学生的民族自信和文化自信。

（2）运用问题导向式教学法，借助精心设计的问题引导学生积极思考。例如乳腺癌和遗传性非息肉结肠直肠癌都是与癌基因、抑癌基因突变有关的疾病。教师首先通过图片和故事引出这两个疾病，从视觉和听觉上吸引学生注意力，然后适时引出问题：是什么原因导致这两种疾病发生？具体机制如何？进而引出相关的癌基因的激活、抑癌基因的失活机制，同时也让学生认识到肿瘤病人为什么要做基因检测，做基因检测对他们有什么帮助，以及健康人有没有必要做基因检测等问题。

（3）运用团队协作的应用研究（GEAR）式翻转课堂，通过团队协作，共同完成学习任务，分享学习资源和经验，互相帮助和支持。GEAR式翻转课堂是一种新型的教学模式，结合了微课教学模式和团队协作的理念，为学生提供更加灵活、自主的学习机会。在GEAR式翻转课堂中，学生可以通过观看短小精悍的微课视频，自主掌握学习进度和节奏，同时还可以与团队成员共同探讨和解决问题。这种教学模式不仅可以提高学生的自主学习能力和团队协作能力，而且可以提高学生的学习效果和满意度。如在讲授核酸提取技术时，教师首先将核酸提取过程制作成微课，于授课前一周将视频上传智慧职教云，将学生按7—8人分组并布置小组任务。学生通过登录职教云平台观看微课视频并完成任务，教师要求学生查阅相关的教材或在网上寻找相关的资料来解答问题。学生遇到无法自行解答的问题，可通过平台反馈，或与同学或指导教师进行交流解决。教师鼓励学生在课前自主学习时提出问题，并归纳这些问题，选取有代表性的问题作为小组考核内容的一部分。

（4）运用案例教学法，有效促进学生对知识的理解和掌握。相较于传统的授课方式，案例教学法通过展示案例，使学生通过分析案例更直观地理解知识点，培养独立解决问题的能力。具体来说，教师可以根据课程内容，将相关案例引入课堂，或者是进行现场案例分析，并引导学生积极参与讨论，发表个人观点。如讲授核酸分子杂交技术时，引入1978年世界首例地中海贫血产前诊断的案例，分析當时美国华裔科学家简悦威是如何从一个曾分娩地中海贫血婴儿的孕妇羊水中获得胎儿DNA，并利用Southern印迹杂交技术进行产前基因诊断的。这既能帮助学生理解复杂晦涩的核酸分子杂交技术，又能让学生体会到简悦威教授作为华人科学家在分子生物学领域的成就，以此培养学生的职业素质。

3.融合数字化教学资源，开展线上线下混合式教学

近年来各种数字化平台应运而生，并在课堂教学改革中发挥越来越重要的作用。虽然目前分子生物学也引入了“互联网+”技术进行教学，但应用力度不是很高。主要原因是由于分子生物学属于高新边缘学科，专业性极强，而且理论知识繁多、内容抽象难懂、技术更新迭代快。开展线上线下混合式教学符合可持续发展的需要，越来越受到各类职业技术院校的关注。教学团队将现代化数字教学手段和方法有效融入课堂教学中，建设信息化教学资源库，构建虚拟仿真实训平台、积极开展线上线下混合式教学。如我院参照核酸检测和临床基因扩增岗位职业要求，将岗位理论性知识和实操演示等内容提前上传智慧职教云，将涉及仪器设备操作流程的视频二维码嵌入仪器设备上。学生可以通过PC端或移动端随时学习，并可以通过在线测试检验学习效果，通过在线留言、答疑解惑来增强师生互动，提升教学效果。例如本课程的核心技术是聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）技术，是核酸检测、亲子鉴定、基因检测、产前诊断等工作必备的技术。教师通过视频帮助学生理解PCR原理，引进荧光定量PCR扩增仪的虚拟仿真实验教学软件，采取虚拟仿真实训操练和实际操作相结合的教学方法、线上线下相融合的教学模式，帮助学生掌握核酸检测和临床基因扩增工作岗位所需要的理论知识。

（二）优化实践课教学

首先是组建教材编写团队，编写实践课活页式教材。教学团队组建了一支由专任教师与企业一线技术专家组成教材编写团队，以核酸检测工作技术流程为依托，结合临床基因扩增上岗证（PCR上岗证）考试对知识和技能的要求，融入检验医学行业标准的《生物安全防护》《检验前、中、后全过程质量控制》等岗位要求标准，遵循“以学生为中心”，从高职学生的学情出发，突出以能力为主线，编写实践课活页式教材，解决传统教材与岗位标准脱节的问题，同时也解决理论教学易与实践教学脱节的问题，帮助学生建立“检验项目检测”的系统性思维。

其次，实践课采用工学交替、任务引领、项目导向的教学方法，实施“五真一模拟”“学习情境+工作任务”“虚实结合”的实践教学模式，按真实操作环境的标准，让学生在虚拟的职场情境中训练，达到知识与技能的融合，提高学生的就业适应能力。

再次，要用核酸检测和临床基因扩增岗位实际工作过程引领专业知识的学习和技能的训练。教师采用“五真一模拟”（真实的检验标本、真实的检验项目、真实的检测设备、真实的工作流程、真实的结果报告方式、仿真的核酸检测工作场所所示）、“学习情境+工作任务”的岗位课程模式，把国家职业标准、行业标准、临床基因扩增上岗证（PCR上岗证）考试内容融入教学中。例如模拟核酸检测的工作场景，采用角色扮演、小组实操、案例分析等方式，调动学生的参与意识，发挥学生主体作用。教师在开课前一周给每个小组1个与核酸检测质量控制有关的问题，引导学生针对问题学习课件和视频、查找文献；实践课中让学生扮演采样人员、实验室工作人员，描述出核酸检测实验室场地的分区设置、工作任务、工作流程以及注意事项，要注意引导学生避免出现假阳性和假阴性的，做好PCR的室内质量控制。换言之，尽可能在实训教学过程中，模拟出核酸检测工作所必需的工作流程以及工作思维，使学生在进入临床实习或参加核酸检测工作时能在最短的时间内达到岗位的需求。

教师还可以引进虚拟仿真实验教学软件，采取虚拟仿真实训操练和实际操作相结合的教学方法、线上线下相融合的教学模式。教师在上实验课之前提前将工作任务向学生发布，要求学生预习工作任务所涉及的仪器设备的使用流程，阅读试剂盒的使用说明书。比如教师设计的工作任务是乙型肝炎病毒核酸的检测，那么学生需要提前学习病毒核酸的提取、荧光定量PCR扩增仪的使用，这些在虚拟仿真系统上都有规范的操作步骤（如图1、图2所示），学生可反复观看，碰到不懂的地方也可在系统上提出问题。学生基本掌握后，就可以点击练习，进入虚拟的工作场景中进行操作，在这过程中每一步系统都会有提示，或者有选项给学生进行选择。

当教师提出针对某次工作任务进行实验操作的考核时，学生可点击进入考核，过程中当学生操作错误时系统会有提示，但不能立即更改，需要继续往下操作，直到所有步骤做完，此时系统会打出分数。如果学生对此次分数不满意，可以重新操作，该考核分数以学生多次操作中分数最高的一次为最终成绩。类似于打游戏。此考核方式极大地激发了学生的积极性，学生由被动学习转为主动学习，大部分学生会主动多次练习。如果在线下，出于生物安全问题我院是不可能在校内开展这个实验的，但现在我们可以利用虚拟仿真教学平台让学生反复进行练习。另外，系统还设置有在线考试题库，学生可以自己做题库里面的试题，以更好地复习分子生物学检验技术的知识点。

综上所述，由于现阶段的病毒检测要求简化检测步骤、缩短检测时间、降低检测成本、保障检测环境安全、确保检测结果精确等，国内外的研究机构及研究团队都在检测方法和检测试剂盒上做进一步的研究和改进。这就要求任课教师要不断更新自身的专业知识，积极参加新理论新技术的培训，并将行业的新理论和新技术引入到课堂教学中，从而提高授课质量，促进医学检验专业学生顺利成长。

参考文献

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注：本文系基金项目广西职业教育教学改革研究重点项目“常态化核酸检测背景下《分子生物学检验技术》课程的教学改革与实践”（GXGZJG2022A031）的研究成果之一。