翁秀芳 袁 萍 沈關(guān)心 吳雄文 尹丙姣

(華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，武漢430030)

現(xiàn)行的醫(yī)學(xué)教育改革和整合課程體系的實(shí)踐，主要通過以器官或系統(tǒng)為主線進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)的整合、基礎(chǔ)與臨床的結(jié)合，并綜合應(yīng)用靈活多樣的教學(xué)形式，有效地改善了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)教育課程設(shè)置多、不同學(xué)科之間交叉重復(fù)，以及課程教授形式單一等問題對(duì)教學(xué)效果的影響，體現(xiàn)了國(guó)際醫(yī)學(xué)教育的發(fā)展趨勢(shì)，在培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生系統(tǒng)與主動(dòng)的學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)知識(shí)以及創(chuàng)新能力挖掘方面顯示出了較大的優(yōu)勢(shì)[1，2]。我校早在2006年開始實(shí)施醫(yī)學(xué)課程整合改革，逐步建立了以器官系統(tǒng)為基礎(chǔ)的課程整合模式。譬如“醫(yī)學(xué)免疫學(xué)”課程根據(jù)免疫細(xì)胞起源、免疫系統(tǒng)體內(nèi)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)以及功能，整合入“血液、內(nèi)分泌和免疫系統(tǒng)”模塊中，在前期的實(shí)踐中取得初步成效，并逐步推廣。

然而，在整合課程實(shí)踐中存在著實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革步伐滯后的問題。在以器官系統(tǒng)為基礎(chǔ)的整合模式中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)依舊以傳統(tǒng)學(xué)科來分割實(shí)驗(yàn)體系，忽視學(xué)科之間科研實(shí)踐中的交叉，并存在注重技術(shù)，忽視學(xué)生自我思考能力;注重學(xué)生動(dòng)手能力，忽視學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等問題。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)各傳統(tǒng)學(xué)科的重要組成部分，是醫(yī)學(xué)生在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)階段理論聯(lián)系實(shí)際、提高創(chuàng)新能力的有效途徑[3，4]。構(gòu)建與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)整合課程配套的整合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，有利于進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和欲望，提高學(xué)生的綜合分析問題能力和科學(xué)素質(zhì)。根據(jù)教學(xué)改革的需要和創(chuàng)新性能力培養(yǎng)的教學(xué)需求，我中心在臨床醫(yī)學(xué)八年制學(xué)生中開設(shè)以“小鼠胸腺細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)與檢測(cè)”為主線的整合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，有機(jī)地整合細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、免疫學(xué)及病理學(xué)等多學(xué)科相關(guān)的基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)技術(shù)，并取得了良好的教學(xué)效果和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

1 以觀察細(xì)胞凋亡為主線的整合性實(shí)驗(yàn)課程的構(gòu)建

細(xì)胞死亡是多細(xì)胞生物的主要生命過程之一，在生物體發(fā)育、防御及自穩(wěn)中起重要作用。細(xì)胞死亡可分為細(xì)胞凋亡和壞死兩種方式，多數(shù)細(xì)胞特別是在正常生理狀態(tài)下的細(xì)胞死亡，主要是通過細(xì)胞凋亡這一方式。細(xì)胞凋亡是一種由基因控制、形態(tài)學(xué)特征與壞死截然不同的自主性死亡方式。例如，外周血中的T淋巴細(xì)胞在發(fā)育過程中必須經(jīng)歷在胸腺微環(huán)境中的嚴(yán)格篩選過程，從骨髓來源的100個(gè)前T細(xì)胞經(jīng)過胸腺的“陽性選擇”和“陰性選擇”后，最終只有1～2個(gè)細(xì)胞發(fā)育合格進(jìn)入外周血，而其中98%的前T細(xì)胞(即胸腺細(xì)胞)以凋亡的方式死亡，是典型的生理性死亡[5]。胸腺細(xì)胞最容易被地塞米松誘導(dǎo)凋亡，本實(shí)驗(yàn)將改變過去依托各學(xué)科開設(shè)的分散檢測(cè)方法，設(shè)計(jì)擬從小鼠胸腺細(xì)胞制備、凋亡誘導(dǎo)、凋亡胸腺細(xì)胞形態(tài)學(xué)檢測(cè)、凋亡相關(guān)蛋白檢測(cè)到凋亡相關(guān)基因檢測(cè)等方面對(duì)八年制學(xué)生開設(shè)細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)及各層次的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)是一個(gè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，有利于學(xué)生從細(xì)胞水平-蛋白質(zhì)水平-基因水平等不同層面去認(rèn)識(shí)“細(xì)胞凋亡”這一重要生命現(xiàn)象，同時(shí)，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)樣本的準(zhǔn)備到最后的檢測(cè)等全過程熟悉有關(guān)細(xì)胞形態(tài)學(xué)檢測(cè)方法(Hoest33258染色分析以及Annexin-V分析磷脂酰絲氨酸外翻)、蛋白質(zhì)檢測(cè)方法(蛋白質(zhì)定量、Western bot以及ELISA檢測(cè)技術(shù))和基因檢測(cè)方法(如DNA電泳、mRNA水平檢測(cè)以及RTPCR技術(shù))等實(shí)驗(yàn)技術(shù)，使學(xué)生能夠綜合地、融會(huì)貫通地掌握基本的醫(yī)學(xué)生物學(xué)技術(shù)。

2 以觀察細(xì)胞凋亡為主線的整合性實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)踐

該課程以觀察“細(xì)胞凋亡”為主線，貫穿了細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、免疫學(xué)等重要醫(yī)學(xué)與生命學(xué)科相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，總學(xué)時(shí)數(shù)32個(gè)學(xué)時(shí)，其中課外8學(xué)時(shí)，課內(nèi)24學(xué)時(shí)。整個(gè)教學(xué)過程共設(shè)計(jì)了如下四個(gè)模塊。

2.1 實(shí)驗(yàn)前的文獻(xiàn)閱讀與實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 提前一個(gè)月將“細(xì)胞凋亡檢測(cè)”的任務(wù)布置給學(xué)生?？紤]到這是一個(gè)教學(xué)過程，因此在布置任務(wù)的時(shí)候，必須明確基本的取材來源，如小鼠胸腺細(xì)胞誘導(dǎo)凋亡，并強(qiáng)調(diào)需要從細(xì)胞水平-蛋白水平-基因水平，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞凋亡的檢測(cè)。4人為一小組，讓學(xué)生利用圖書館及網(wǎng)絡(luò)查閱相關(guān)資料、撰寫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，然后討論、綜合，提出具體的檢測(cè)指標(biāo)和方法，所需儀器和試劑，并提交實(shí)驗(yàn)計(jì)劃報(bào)告。此步驟的目的是培養(yǎng)學(xué)生科研興趣及建立科研思維的能力。

2.2 課堂研討與方案確立 在研討課堂上，每小組選一名代表，陳述各組的設(shè)計(jì)方案。指導(dǎo)老師與學(xué)生一起討論各小組方案的科學(xué)性和可行性，根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)的研究方案，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)需要整合的技術(shù)與方法，引導(dǎo)學(xué)生從胸腺細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)開始，然后從細(xì)胞、蛋白與基因三個(gè)水平確立最后的實(shí)驗(yàn)方案，最終確立的具體的實(shí)驗(yàn)安排如圖1。實(shí)驗(yàn)方案確定后，在教師及技術(shù)員的協(xié)助下，做好相關(guān)實(shí)驗(yàn)理論及技術(shù)方法的準(zhǔn)備工作，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)試劑的配制和實(shí)驗(yàn)儀器的調(diào)試。根據(jù)研討結(jié)果，要求學(xué)生再次提交實(shí)驗(yàn)計(jì)劃報(bào)告。本步驟在論證過程中啟發(fā)學(xué)生積極思考勇于探索，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，目的是要學(xué)生在思考中掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、可行方法和預(yù)期結(jié)果，鞏固理論知識(shí)，確立實(shí)驗(yàn)方案。

2.3 實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)施 學(xué)生根據(jù)確定的實(shí)驗(yàn)方案，在教師的指導(dǎo)下，在規(guī)定的課時(shí)里完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并得到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。盡管強(qiáng)調(diào)將學(xué)生置于主體位置、老師為學(xué)生服務(wù)的教學(xué)指導(dǎo)理念，然而由于整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中涉及的新技術(shù)，新方法較多，依然需要采取“老師先講”或“演示”的教學(xué)模式，首先讓學(xué)生掌握基本操作方法與注意事項(xiàng)，然后讓學(xué)生自己動(dòng)手，全程操作。本過程是實(shí)驗(yàn)技術(shù)學(xué)習(xí)與操作的具體訓(xùn)練，在本步驟中讓學(xué)生掌握基本的細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)以及免疫學(xué)等常用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法，并培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立操作的動(dòng)手能力。

2.4 結(jié)果報(bào)告與評(píng)估 各小組學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，按照研究背景與目的、研究的材料與方法、研究結(jié)果、結(jié)果分析及存在的問題等規(guī)范的科學(xué)報(bào)告形式來撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。其中特別強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)不與實(shí)驗(yàn)結(jié)果直接掛鉤，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)問題或意外的結(jié)果進(jìn)行綜合分析并找出原因，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。以此來培養(yǎng)同學(xué)們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和分析問題的能力。與此同時(shí)，教師應(yīng)及時(shí)批閱報(bào)告，并將報(bào)告中出現(xiàn)的問題及時(shí)反饋給學(xué)生。旨在幫助學(xué)生進(jìn)一步建立良好的科研思維、有效結(jié)果分析和總結(jié)提高的能力。

3 有關(guān)整合性實(shí)驗(yàn)課程的思考

圖1 “細(xì)胞凋亡檢測(cè)”整合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的流程圖Fig．1 Teaching flowchart of the integrated experiment“apoptosis detection”

以“細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)和檢測(cè)”為主線的實(shí)驗(yàn)課程，貫穿了細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、免疫學(xué)等重要醫(yī)學(xué)與生命學(xué)科相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，是一個(gè)綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。整合實(shí)驗(yàn)課程結(jié)合以問題為基礎(chǔ)的教學(xué)模式，采取教師引導(dǎo)的主動(dòng)學(xué)習(xí)方法，深入淺出、循序漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，和現(xiàn)行的醫(yī)療改革與整合課程教育模式進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，使整合的、系統(tǒng)的教學(xué)概念在實(shí)驗(yàn)過程中得以充分體現(xiàn)，更好地培養(yǎng)學(xué)生用綜合的思維來理解基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)及其相互之間的聯(lián)系，并充分挖掘?qū)W生的科研潛能。這種化被動(dòng)為主動(dòng)、學(xué)生為主教師為輔的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式增強(qiáng)了學(xué)生的參與意識(shí)。在我校舉辦的2011年教育部青年骨干教師實(shí)驗(yàn)技術(shù)培訓(xùn)班中，“細(xì)胞凋亡檢測(cè)”作為主干課程在培訓(xùn)班中開展，并與來自兄弟院校的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)各學(xué)科一線實(shí)驗(yàn)教學(xué)的老師進(jìn)行教學(xué)交流，教學(xué)效果得到了充分的肯定。這種方式也有利于教學(xué)相長(zhǎng)，師生互相促進(jìn)。

醫(yī)學(xué)本科生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中實(shí)行課程整合還處于探索階段，新課程的建設(shè)面臨一定的困難和挑戰(zhàn)。首先，由于本整合實(shí)驗(yàn)課程涉及的學(xué)科較多，需要由細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)與分子生物學(xué)以及免疫學(xué)等多個(gè)學(xué)科的教師一起承擔(dān)不同實(shí)驗(yàn)的教學(xué)任務(wù)，因此，趁此綜合性實(shí)驗(yàn)開設(shè)之際，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院組建了一個(gè)跨學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，確保了這個(gè)整合性實(shí)驗(yàn)的開展、銜接與最后的評(píng)估。其次，學(xué)習(xí)對(duì)象應(yīng)選擇具有一定實(shí)驗(yàn)技能的大學(xué)二年級(jí)以上的學(xué)生。該實(shí)驗(yàn)課程涵蓋的基本原理和技術(shù)復(fù)雜，在實(shí)驗(yàn)開展前一個(gè)月必需讓學(xué)生帶著問題去查文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，明確自己要解決什么問題，用什么方法解決問題。隨后，集中討論、在老師的引導(dǎo)下制定最終的實(shí)驗(yàn)方案。在動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)前，依然采取“老師先講”或“演示”的教學(xué)模式，讓學(xué)生先掌握基本操作方法與注意事項(xiàng)，然后自己動(dòng)手，全程操作。第三，該整合性實(shí)驗(yàn)雖然以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，但學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中總會(huì)冒出新的創(chuàng)意，這時(shí)老師要給學(xué)生以肯定和鼓勵(lì)，引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)探索，這樣，即可使學(xué)生獲得無限的參與樂趣和成就感，也培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考、勇于探索的科學(xué)精神。

雖然整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程耗時(shí)較長(zhǎng)，學(xué)生在操作過程中會(huì)遇到比以往實(shí)驗(yàn)多得多的問題和困難，但實(shí)驗(yàn)主線分明、整體性強(qiáng)，克服了以前單個(gè)實(shí)驗(yàn)給學(xué)生只見樹木不見森林的弊端。

總之，以“小鼠胸腺細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)與檢測(cè)”為主線的整合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，有機(jī)地整合了以前分屬于細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、免疫學(xué)等多學(xué)科獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生從細(xì)胞形態(tài)-分子水平-基因水平等方面全面認(rèn)識(shí)“細(xì)胞凋亡”這一重要生命現(xiàn)象的同時(shí)，掌握現(xiàn)代生命科學(xué)中常用的實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)及這些實(shí)驗(yàn)技術(shù)在臨床和科研實(shí)踐中的應(yīng)用。

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