醫學細胞生物學與遺傳學教學改革范文

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摘要：本文分析了醫學院校細胞生物學與遺傳學實驗教學中存在的不足，并從實驗準備視角提出開放實驗準備教學、優化實驗教學內容、提高實驗技術人員素質三方面的改革措施。實踐證明，實驗教學改革能調動學生參與科學研究的積極性，增強學生的動手能力，提升學生的科研素質和創新精神。

關鍵詞：實驗準備；細胞生物學；遺傳學；教學改革

一、引言

細胞生物學和遺傳學是現代生命科學的前沿學科，也是醫學院校重要的專業基礎課程。細胞生物學是研究細胞基本生命活動規律的科學，而遺傳學則從細胞分子水平揭示遺傳與變異的本質，兩者都是實踐性很強的學科，其實驗技術的掌握是醫學生必備的基本技能。生物技術學院根據實際情況，開設了醫學細胞生物學和遺傳學實驗兩部分內容。筆者就“十三五”期間我院緊緊圍繞培養高素質應用型生物技術骨干人才的培養目標定位，以社會需求為導向，以素質教育為基礎，以能力培養為核心，深化教育教學改革，創新人才培養模式，認真分析了細胞生物學與遺傳學實驗教學的現狀和特點，從實驗準備視角提出幾點體會，對原有的實驗教學體系進行改進，做出有益的探索和嘗試，以期培養出高素質專業型醫學人才。

二、從實驗準備視角提出實驗教學改革措施

（一）開展開放式實驗準備教學中山大學國家級生物實驗教學示范中心提出“細胞生物學與遺傳學實驗”創建的“開放式、研究性”實驗教學理念與模式，對本科生能力的培養具有重要的作用[1]。筆者就開展開放式實驗準備教學進行探索。實驗員的人力和能力資源增長幅度相對較小，這就造成實驗準備工作量大和實驗員資源不足之間的矛盾[2]。開放實驗準備環節既解決了實驗室人力資源不足的問題，培養學生的實驗素質，又與學生教學相長，提高實驗室的使用效率和實驗員業務水平。隨著學校招生規模的擴大，在校高職生、本科生、研究生、留學生的數量增幅很大，受實驗教學學時限制，實驗前的準備工作，如實驗材料的準備、玻璃器皿的清洗、試劑的配制、預實驗等都是由實驗員來做，學生實際做的只是實驗內容的一部分。學生上課只需要簡單的操作和觀察，看到的僅僅是實驗結果，難以學到完整的“實驗”，無法對實驗結果的成敗原因進行分析討論，更無法對整個實驗過程和內容做出全面掌握。在實驗員的監督指導下開放實驗準備教學，讓學生參與實驗準備內容，很有必要。醫學細胞生物學的大部分實驗需要在顯微鏡下觀察細胞的形態、結構，并配制好各種試劑，如擦鏡液、固定液、秋水仙素溶液、環磷酰胺溶液等。這些試劑對人體有一定的毒害，在此過程中可教給學生如何做好防護措施；染液如吉姆薩染液、甲基綠-派洛寧混合染液、改良苯酚品紅染液等的配制質量，直接關系到細胞染色的效果。學生可在參與實驗準備過程中，不斷摸索最佳配制條件和環境。而且，細胞生物學會用到各種實驗動物操作技術，如雞的靜脈采血、兔子的心臟取血、小白鼠的注射等，學生通過自己動手能掌握這些操作技巧。遺傳學實驗如人類染色體制備實驗，學生參與正式實驗前期的采血、細胞無菌培養及終止培養前的秋水仙素處理，能形成較強的無菌觀念和高精確度配制試劑濃度的科學態度；人類染色體的制備、DNA指紋的遺傳分析和生物性別決定的遺傳分析等實驗，從前期的試劑配制、材料培養及預處理等準備工作大約需要一周時間，讓學生全程參與可以學到完整的“實驗”；果蠅的保種和傳代需要長年累月的堅持，開展開放式實驗準備教學，讓學生自主、有組織、有步驟地參與配制培養基、恒溫培養、傳代等過程，更多地了解果蠅的生活習性和生長特性，從而對其雜交實驗起到很好的鋪墊作用，也有助于培養學生吃苦耐勞的素質、一絲不茍的認真態度和敬業精神。嚴格要求學生做好實驗準備工作，能強化其專業技能，保證實驗的成功率。本著自愿原則組織學生參與實驗準備，比以往只按照實驗教材進行部分實驗操作，更有助于促進師生的溝通與交流，提高學生實驗的積極性和主動性，提高實驗教學質量和水平。通過改革，學生的創新能力和競爭力有所提高，為畢業后從事教育教學及科研工作奠定堅實基礎。

（二）優化《醫學細胞生物學和遺傳學》實驗課內容細胞生物學、細胞遺傳學與細胞工程實驗有交叉和重復，對實驗課內容進行重組和優化，刪除或更新過時的項目，合并簡單且步驟相似的驗證性實驗內容。例如，《醫學細胞生物學》刪除了“細胞的原代培養”、“傳代細胞的培養和觀察”，增加了設計性實驗“細胞凋亡的誘導及形態學檢測”、“應用細胞融合技術制備染色體提前凝集標本”，從驗證性向探索性發展，激發學生的研究興趣和主動性，提升學生的創新思維和分析解決問題的能力。近年來，我?！哆z傳學》改革向著綜合性大實驗和學生獨立操作的方向推進。綜合設計性實驗如果蠅雜交試驗，在教師的指導下根據學生設計的實驗方案，以小組為單位，以果蠅作為模式生物，結合大學生創新實驗進行。實驗結果要求按照生物技術本科畢業論文的格式撰寫；增加綜合性實驗“微核制片技術及其應用”、“DNA指紋的遺傳分析”，在“植物細胞有絲分裂及染色體行為的觀察”實驗的基礎上開設“植物多倍體的誘發和鑒定”這一綜合性實驗，把學生分成若干實驗小組，提前10天將實驗材料發給各小組進行誘發實驗，由學生自行準備，設置變量，實驗課上進行制片、觀察、分析。學生能夠學到經典雜交、細胞遺傳學和分子遺傳學三個層次的基本操作，將綜合性、設計性的理念貫穿到試驗的各個環節，獨立安排實驗進程，配置試劑溶液，操作實驗過程。教師和實驗員只負責答疑和對實驗結果的把關，有效地培養學生的科研素質和實踐創新能力。

（三）加強實驗技術人員隊伍綜合素質建設過去，實驗技術人員從事的是簡單地進行管理以及學生實驗前簡單的體力勞動和重復準備工作，是培養學生實驗素質的“局外人”。隨著高校教育改革的不斷深入，教師、學生科研能力的不斷提高及實驗室不斷向學生開放等，對實驗技術人員的綜合素質提出更高的要求。

1.提升實驗技術人員的業務素質。近年來，隨著人們對科研的重視，高校對實驗技術人員的學歷和科研水平要求越來越高，為此，學校應組織實驗技術人員外出參加學術會議，到國內外一流實驗室進修學習，加強與國內外相關院校的學術交流，不斷更新知識，提高實驗準備和管理能力。我校出臺政策鼓勵年輕教師在職攻讀學位，逐步提高實驗教師隊伍學歷水平，支持申報科研課題和教改課題，給予實驗技術人員參與實驗課教學的機會，這既穩定了實驗技術人員隊伍，提高實驗技術人員的積極性，又能提高實驗教學質量。

2.提高實驗技術人員的實驗室管理水平。實驗室管理要以“規范管理”為日常工作的具體思路，堅持制度建設與管理建設的統一，包括實驗儀器、低值易耗物品、試劑的請購、管理和使用，教室的統籌和分配等。如在實驗前后要求每組學生對所用實驗用品進行核對、洗滌、清點，并按要求將實驗用品放置于指定位置，避免學生亂拿亂放，大大提高實驗效率。我院細胞生物與遺傳學實驗室包括常規教學實驗室和開放實驗室，并根據專業特色配置了一間顯微互動室以及組培室、細胞培養室，讓學生在完成常規細胞生物與遺傳學實驗的基礎上，嘗試把教師科研項目的部分內容轉化為實驗內容，通過項目參與式教學的實施，增強學生獨立科研的能力。大學生創新實驗項目是培養學生職業技能、團隊合作精神和創新思維能力的有效途徑[3]。我校近年來開展的大學生創新實驗項目成為教學與科研緊密結合、提高學生科研能力的另一重要途徑。實踐表明，對實驗室功能的優化管理，能最大限度地實現資源共享，提高儀器設備的使用率，充分地發揮實驗室教學資源的整體效益。提高實驗技術人員的實驗室管理水平，能優化實驗資源管理，保證試驗的有效開展。

3.加強實驗技術人員的責任心，提高實驗準備質量。實驗技術人員在每學期開學前要根據授課計劃、實驗內容、學生人數，提前做好低值易購物品和實驗器材的請購、顯微鏡使用計劃和實驗動物使用計劃，學期開學須對儀器設備進行檢查、維護，如有問題及時報修。每次學生實驗前一周做好預實驗記錄，與授課教師一起，提前找出和解決學生實驗可能出現的問題。實驗結束后，與其他教師討論實驗成敗的原因，分析實驗準備是否需要改進等，如“微核制片技術及其應用”、“DNA指紋的遺傳分析”這些綜合性實驗往往得不到預想的結果，需要實驗結束后與學生分析實驗結果，找出成敗的關鍵。實驗準備的質量決定學生實驗的效果。例如，遺傳學實驗核型分析依賴染色體標本的制備，而染色標本的制備受以下因素影響：標本的新鮮與否、1640培養基配方、培養溫度與培養時間、秋水仙素濃度與作用時間、離心的速度與時間、低滲的時間、預固定液用量、固定時間與次數、各吹打操作的手法與力度、滴片時玻片遇冷的程度與滴片的高度、拷片的溫度與時間、片齡、顯帶時胰酶的終濃度與顯帶的時間、Giemsa染液的質量等，這無一不影響著染色體的制備[4]。醫學細胞生物學與遺傳學實驗準備是一項煩瑣、綜合性工作，需要實驗技術人員具有很強的責任心和較高的綜合素質，這樣才能有效提高實驗課教學效果。

三、小結與展望

經過對醫學細胞生物與遺傳學實驗教學的改革探索，學生實驗的自覺性和積極性明顯提高，參與意識及團隊合作精神增強，實驗熱情越來越高，實驗結果越來越理想。2018年，我院的“醫藥生物技術實驗教學中心”被認定為廣西第三批自治區級實驗教學示范建設中心。今后，中心要以此為契機，加大細胞生物學與遺傳學實驗教學改革探索和實踐步伐，加大實驗室建設力度，加強實驗教學隊伍建設和實驗室管理，不斷提高實驗教學質量，培養出適應社會飛速發展的創新型、應用型、復合型人才。

參考文獻：

[1]王金發,王宏斌,劉兵,等.創新“細胞生物學與遺傳學實驗”精品課程建設提升生物學實驗教學示范中心的示范作用[J].實驗技術與管理,2013,30(6):1-5.

[2]張光霞,李雪.實驗員利用實驗準備培養學生素質的實踐探討[J].廊坊師范學院學報,2013,13(1):126-128.

[3]劉高峰,胡小梅,黃銀久,等.醫學院校生物科學專業學生職業技能培養的實踐與探索[J].齊齊哈爾醫學院學報,2017,38(8):960-961.

[4]林美娜.淺談醫學高職院校人類外周血染色體制備實驗教學[J].實驗與檢驗醫學,2015,33(6):812-814.

作者：胡婷婷 李雪蓮 馬海林 李沐天 單位：桂林醫學院