趙歡歡， 陳美娟， 張 灝， 趙鳳鳴， 張 旭， 郭 軍

（南京中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，南京210023）

0 引 言

中醫(yī)藥學(xué)是中華民族的瑰寶，是中華文明寶庫(kù)中的璀璨明珠［1］。國(guó)家和社會(huì)都高度重視中醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展，黨中央在十九大報(bào)告中也明確指出：“堅(jiān)持中西醫(yī)并重，傳承發(fā)展中醫(yī)藥事業(yè)”。而中醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展需要?jiǎng)?chuàng)新型人才的支撐。當(dāng)今中醫(yī)藥學(xué)的發(fā)展，不僅需要優(yōu)秀的臨床醫(yī)生繼承和發(fā)揚(yáng)中醫(yī)藥學(xué)精髓，更為迫切的是需要以中醫(yī)藥理論為指導(dǎo)，依靠現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，以創(chuàng)造性的思維進(jìn)行科研攻關(guān)，從而促進(jìn)中醫(yī)藥現(xiàn)代化發(fā)展的高層次中醫(yī)藥科研人才的培養(yǎng)［2］。

研究生是高層次人才的儲(chǔ)備軍，其教育是培養(yǎng)具有科學(xué)精神和創(chuàng)新意識(shí)人才的主要方式［3］。中醫(yī)藥研究生培養(yǎng)質(zhì)量的好壞，不僅是人才培養(yǎng)質(zhì)量的問題，更直接影響到我國(guó)中醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展水平［4］。目前很多中醫(yī)院校針對(duì)自身研究生培養(yǎng)存在的研究視野局限和實(shí)踐技能訓(xùn)練不足等問題，都開展了多種形式的教學(xué)改革［5-6］。我校作為全國(guó)首批“雙一流”和省重點(diǎn)建設(shè)高校，就如何完善中醫(yī)藥研究生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，提升研究生實(shí)踐能力和科學(xué)思維，繼而把研究生培養(yǎng)成為復(fù)合型的中醫(yī)藥創(chuàng)新人才，開展了積極的教學(xué)改革和創(chuàng)新。

1 我校研究生實(shí)踐技能訓(xùn)練課程存在的問題

我校是首批開展中醫(yī)藥研究生培養(yǎng)的高等醫(yī)學(xué)院校，長(zhǎng)期以來，建立了系統(tǒng)的研究生培養(yǎng)模式。然而，隨著現(xiàn)代生命科學(xué)技術(shù)和方法的快速發(fā)展，多年來形成的培養(yǎng)體系已明顯不能適應(yīng)于現(xiàn)代中醫(yī)藥研究的需要。

1.1 課程內(nèi)容與科研實(shí)踐存在脫節(jié)

傳統(tǒng)的研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)，過程較為簡(jiǎn)單，通常僅限于指導(dǎo)學(xué)生按照既定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)操作，缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的解釋和分析以及對(duì)學(xué)生科研能力的綜合培養(yǎng)。同時(shí)，由于我校研究生大多來自中醫(yī)藥院校，本科階段對(duì)現(xiàn)代生物技術(shù)理論和實(shí)踐知識(shí)學(xué)習(xí)不夠深入，導(dǎo)致很多研究生只能機(jī)械地按照實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)過程，而對(duì)實(shí)驗(yàn)原理知之甚少，一旦實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)問題，缺乏應(yīng)對(duì)能力［7］。另外，由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)涉及的一些實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法與研究生即將開展的課題研究相差甚遠(yuǎn)，當(dāng)課程結(jié)束后學(xué)生進(jìn)入各自的研究領(lǐng)域時(shí)，常常會(huì)感到茫然，缺乏獨(dú)立思考和創(chuàng)造性思維等基本科研素養(yǎng)。

1.2 對(duì)大型儀器及研究平臺(tái)缺乏了解

中醫(yī)藥科研水平和層次的提升依賴現(xiàn)代科技進(jìn)步，尤其是大型儀器及綜合研究平臺(tái)的廣泛使用［8-9］。我校的實(shí)驗(yàn)室以往是基于學(xué)科范疇建設(shè)的，實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備大多歸屬于教研室或?qū)熋鹿芾砗褪褂茫瑢?dǎo)致各學(xué)科儀器資源使用相對(duì)分隔，不能與相關(guān)的專業(yè)或邊緣學(xué)科形成良好的協(xié)作機(jī)制，實(shí)驗(yàn)儀器資源很難實(shí)現(xiàn)共享。另一方面，由于不同學(xué)科專業(yè)的研究生在實(shí)驗(yàn)過程中交流較少，加上沒有特定的交流時(shí)間和平臺(tái)，導(dǎo)致許多大型儀器和科研資源的利用率不高。研究生在科研工作中不能有效利用先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器和技術(shù)來推動(dòng)研究進(jìn)展和提高科研層次。

1.3 落后于現(xiàn)代科技研究的新潮流

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來和生命科學(xué)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，生物信息學(xué)在中醫(yī)藥研究領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，中醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展對(duì)生物信息學(xué)人才的需求也與日俱增［10］。目前，中醫(yī)藥院校在生物信息學(xué)教學(xué)上普遍缺乏實(shí)踐教學(xué)體系，使得研究生在科學(xué)研究中，不能及時(shí)利用相關(guān)生物信息學(xué)技術(shù)進(jìn)行中醫(yī)藥研究，這不僅導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力和課題研究進(jìn)展緩慢，也使研究生的科研思維受限，缺乏創(chuàng)新能力，不能跟上現(xiàn)代科技助推中醫(yī)藥快速發(fā)展的科技潮流。

2 研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施與實(shí)踐

針對(duì)上述中醫(yī)藥研究生培養(yǎng)存在的問題，我院與研究生院、校級(jí)大型儀器共享平臺(tái)開展協(xié)作共建，確立了新的研究生實(shí)踐技能培養(yǎng)體系，開設(shè)了以多學(xué)科為基礎(chǔ)的綜合實(shí)驗(yàn)課程，以推動(dòng)研究生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的整體提升。

2.1 整合多學(xué)科教學(xué)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程共計(jì)81學(xué)時(shí)，其中理論課27學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課54學(xué)時(shí)。雖然理論和實(shí)驗(yàn)分開授課，但內(nèi)容上相互銜接。理論教學(xué)主要采取專題形式（包含9個(gè)專題，見表1），內(nèi)容涵蓋基因工程、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、免疫學(xué)、生物化學(xué)、生物制藥、前沿生物技術(shù)及校級(jí)大型平臺(tái)的學(xué)習(xí)等，旨在探索分子、細(xì)胞和免疫等多學(xué)科整合的教學(xué)改革模式。同時(shí)建設(shè)高層次和高水平教師團(tuán)隊(duì)，不同專題分別邀請(qǐng)本校相關(guān)領(lǐng)域的專家教授授課，包括國(guó)家杰出青年基金獲得者、江蘇省特聘教授、引進(jìn)教授等。這些教師們長(zhǎng)期活躍在科研一線，他們結(jié)合各自擅長(zhǎng)的領(lǐng)域進(jìn)行專題講座，同時(shí)結(jié)合前沿科學(xué)和自身研究的課題，和研究生開展廣泛的學(xué)術(shù)交流，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究。同時(shí)，建立師生之間長(zhǎng)期的交流平臺(tái)，方便對(duì)學(xué)生進(jìn)行長(zhǎng)期的交流和指導(dǎo)。

表1 理論專題講座內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)課是理論課的延伸，其內(nèi)容的設(shè)置不僅直接影響研究生對(duì)理論課的理解程度，對(duì)訓(xùn)練研究生的科研思維也十分重要［11］。為克服傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中各個(gè)實(shí)驗(yàn)彼此獨(dú)立，且驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)偏多的弊端，課程共設(shè)計(jì)了5個(gè)綜合探究性實(shí)驗(yàn)（如表2所示），涵蓋細(xì)胞培養(yǎng)，RNA提取、RT-PCR和實(shí)時(shí)熒光定量PCR，蛋白質(zhì)提取與蛋白質(zhì)印跡，質(zhì)粒篩選、擴(kuò)增、提取及鑒定，熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)及ChIP實(shí)驗(yàn)等。為確保每個(gè)同學(xué)都有動(dòng)手機(jī)會(huì)，實(shí)驗(yàn)課采取2或3人為1組。在內(nèi)容安排上，也進(jìn)行了巧妙的設(shè)計(jì)，確保前后銜接，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣。如一次性進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)后，可分別提取RNA和蛋白質(zhì)，RNA作為qPCR的實(shí)驗(yàn)材料，蛋白質(zhì)則用于定量及Western Blot實(shí)驗(yàn)。又如，將外源基因轉(zhuǎn)化大腸桿菌后，可對(duì)菌落進(jìn)行篩選鑒定及大量擴(kuò)增，再用提取純化的質(zhì)粒轉(zhuǎn)染細(xì)胞，用于螢光素酶報(bào)告基因的檢測(cè)。而ChIP實(shí)驗(yàn)則可以同時(shí)用到學(xué)生已掌握的細(xì)胞培養(yǎng)、qPCR和Western Blot等技術(shù)。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，不僅激發(fā)了學(xué)生的協(xié)作性和自主性，也促進(jìn)了學(xué)生對(duì)科研整體思路的把握和完整概念的理解。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較分析，歸納總結(jié)各種可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的綜合能力，提高研究生創(chuàng)造性思維。

表2 研究生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

2.2 共享大型實(shí)驗(yàn)儀器平臺(tái)，提升學(xué)生的科研技能

大型實(shí)驗(yàn)儀器平臺(tái)是培養(yǎng)高層次人才、發(fā)展高科技的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是知識(shí)和技術(shù)創(chuàng)新不可缺少的工具和手段［12］。我校目前已建設(shè)了從分子、細(xì)胞、組織到動(dòng)物水平檢測(cè)的一系列大型儀器檢測(cè)平臺(tái)，包括蛋白結(jié)晶機(jī)器人、超高速離心機(jī)、3D數(shù)字PCR系統(tǒng)、激光共聚焦系統(tǒng)、高通量多模式微孔板檢測(cè)系統(tǒng)、高通量懸浮細(xì)胞＆微珠分析系統(tǒng)、多光譜組織切片成像系統(tǒng)、動(dòng)物三維活體成像系統(tǒng)等。科學(xué)研究中，先進(jìn)的技術(shù)手段能夠助推研究水平的提升，且大型精密儀器的使用能夠提供更快、更準(zhǔn)、更全的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)。在研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中，將大型實(shí)驗(yàn)儀器平臺(tái)培訓(xùn)整合到研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中，采用網(wǎng)絡(luò)化和信息化的新型管理模式，建立能與研究生科研工作相適應(yīng)的管理制度，服務(wù)研究生的科研創(chuàng)新工作；同時(shí)也建立起一支實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究互通、專兼職結(jié)合的高層次教師指導(dǎo)隊(duì)伍，方便研究生更好、更快地學(xué)習(xí)和利用大型實(shí)驗(yàn)儀器。將大型精密儀器的培訓(xùn)融入研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一方面實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源共享，有效地提高儀器的利用率，極大方便了研究生進(jìn)行科學(xué)研究；另一方面，大型儀器的使用，要求操作人員細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)、較強(qiáng)的動(dòng)手能力，有利于提高研究生綜合實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生從學(xué)歷型向能力型轉(zhuǎn)變［13-14］。

2.3 融合生物信息學(xué)軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)使用，適應(yīng)以“大數(shù)據(jù)”為特征的科技發(fā)展新潮流

生物信息學(xué)是由生物學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)以及統(tǒng)計(jì)學(xué)等多學(xué)科相互交叉而形成的一門新興學(xué)科，它使用計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)對(duì)生物信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、存儲(chǔ)、檢索和分析，從而揭示相關(guān)數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含的生物學(xué)意義［15］。生物信息學(xué)不斷促進(jìn)基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和藥物基因組學(xué)等多學(xué)科的發(fā)展和融合，是推動(dòng)中醫(yī)藥現(xiàn)代化的強(qiáng)有力輔助手段。例如，用傳統(tǒng)的方法篩選中藥物有效成分到該成分的臨床應(yīng)用，需要花費(fèi)大量的時(shí)間、財(cái)力和人力，但根據(jù)人類基因組研究結(jié)果，利用生物信息學(xué)預(yù)測(cè)藥物靶標(biāo)，再進(jìn)行相關(guān)研究，能做到有的放矢，節(jié)省大量研究時(shí)間和費(fèi)用［16］。在教學(xué)改革中，教師把涉及的生物信息學(xué)相關(guān)知識(shí)融入教學(xué)，理論課上介紹了生物信息學(xué)概論、核酸序列的比對(duì)分析、基因芯片數(shù)據(jù)的分析、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析和重構(gòu)、化合藥物的構(gòu)象設(shè)計(jì)等多項(xiàng)生物信息分析技能。實(shí)踐課上，利用我校信息學(xué)院的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將生物信息學(xué)軟件及相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)整合到研究生實(shí)踐技能訓(xùn)練中，培養(yǎng)學(xué)生使用數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件研究中醫(yī)藥相關(guān)問題的實(shí)踐操作能力。實(shí)踐內(nèi)容有：利用Protein Data Bank數(shù)據(jù)庫(kù)和SWISS-MODEL平臺(tái)對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析與建模，運(yùn)用Gene Bank和DNAStar Lasergene軟件包對(duì)基因組序列進(jìn)行整理與綜合分析，運(yùn)用Primr premier和Oligo進(jìn)行引物設(shè)計(jì)，運(yùn)用Graphpad Prism5進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理，運(yùn)用End-Note進(jìn)行文獻(xiàn)編輯等。通過網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)新模式，滿足了多個(gè)專業(yè)研究生的不同需要，方便研究生后期研究課題的開展和實(shí)施。

2.4 建立多層次成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系

科學(xué)、公正、客觀地全面考核學(xué)生的理論學(xué)習(xí)及操作技能，不僅能調(diào)動(dòng)研究生學(xué)習(xí)的積極性，而且是提高教學(xué)質(zhì)量的有效措施。在教學(xué)評(píng)價(jià)中打破傳統(tǒng)的單一考核模式，采用了多重評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)學(xué)生進(jìn)行考查與評(píng)價(jià)，不僅有對(duì)知識(shí)和技能掌握程度的測(cè)試，還包括對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力、科研態(tài)度、協(xié)作精神、責(zé)任性和自主性等綜合素質(zhì)的評(píng)價(jià)［17］。學(xué)生成績(jī)由兩部分組成：①理論課平時(shí)成績(jī)25%，包括出勤率、課堂上回答問題的次數(shù)、隨堂作業(yè)；小論文撰寫15%，課程結(jié)束后，要求學(xué)生結(jié)合自己的研究和興趣，闡述一種現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)在中醫(yī)藥研究領(lǐng)域的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)和學(xué)術(shù)論文的寫作能力。② 實(shí)驗(yàn)課平時(shí)成績(jī)包括實(shí)驗(yàn)課出勤率10%；在實(shí)驗(yàn)前針對(duì)與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的相關(guān)知識(shí)、操作步驟進(jìn)行提問，檢查復(fù)習(xí)、預(yù)習(xí)和查閱文獻(xiàn)的情況10%；實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和熟練性20%；實(shí)驗(yàn)報(bào)告20%，主要考核實(shí)驗(yàn)圖片、數(shù)據(jù)等記錄是否完整，實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理分析是否合理，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的寫作水平是否規(guī)范、討論內(nèi)容是否全面等方面。

3 取得的成效和教學(xué)體會(huì)

本教學(xué)改革已連續(xù)實(shí)踐3年，通過3屆200多名碩士和博士研究生（中醫(yī)、中藥、中西醫(yī)結(jié)合等多個(gè)專業(yè)）的教學(xué)實(shí)踐，本課程改革獲得初步成效：確立了前沿性理論教學(xué)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，完善了教學(xué)考核模式，建設(shè)了高水平和高層次的教學(xué)師資隊(duì)伍，提高了大型科研儀器平臺(tái)的利用，搭建了資源豐富的生物信息軟件平臺(tái)。自開設(shè)課程以來，越來越多的學(xué)生主動(dòng)申請(qǐng)參與課程學(xué)習(xí)，尤其是一些博士研究生也參與其中。學(xué)生發(fā)表科研論文層次逐年提升，以醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院為例，2017年發(fā)表SCI論文共29篇，其中大于5分的論文有6篇；2018年上半年發(fā)表SCI論文又有新的發(fā)展，大于5分的論文有8篇。

當(dāng)然，處于教學(xué)改革的初期，也不可避免地出現(xiàn)了一些問題，需要進(jìn)一步解決和改進(jìn)：① 受教學(xué)課時(shí)所限，部分實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備不得不由實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的老師代為完成，不利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)性和完整性的理解；②一些學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理了解還不夠深入，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)缺乏靈活性，造成綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ粡?qiáng)；③ 對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程的考核制度，目前缺少定量的有效反饋機(jī)制，后期擬通過開展問卷調(diào)查來更好地反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果；④本課程面對(duì)多個(gè)不同專業(yè)的學(xué)生開課，學(xué)生學(xué)習(xí)背景不一，而且對(duì)課程的需求不一，有些學(xué)生需要熟練掌握技術(shù)流程，有些學(xué)生只需了解技術(shù)操作流程，還有些學(xué)生并未選修本課程，也來聽課，因?yàn)樵谄鋵I(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中未設(shè)置本課程，但其課題工作有需求。這些問題還有待于后期探索，提出更好的解決方案。

4 結(jié) 語(yǔ)

我校研究生實(shí)踐教學(xué)的改革，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的探索性、自主性和協(xié)作性，加強(qiáng)了學(xué)生科研思維的訓(xùn)練。教學(xué)改革一直貫徹“現(xiàn)代生物技術(shù)、信息技術(shù)”助推“中醫(yī)、中藥、中西醫(yī)結(jié)合科研的發(fā)展”科學(xué)理念，將現(xiàn)代生物技術(shù)、信息技術(shù)和大型實(shí)驗(yàn)儀器及平臺(tái)使用融入研究生課程教學(xué)，加快研究生對(duì)現(xiàn)代新興實(shí)驗(yàn)技術(shù)的掌握，促進(jìn)研究生適應(yīng)現(xiàn)代科技“大數(shù)據(jù)”發(fā)展的趨勢(shì)，同時(shí)加強(qiáng)研究生對(duì)大型科研儀器平臺(tái)的利用、提升研究生的科研層次，以培養(yǎng)更多高素質(zhì)中醫(yī)藥創(chuàng)新型復(fù)合人才，促進(jìn)中醫(yī)藥事業(yè)的傳承與發(fā)展。