医学生物化学实验教学策略研究论文

在医学院校课程规划中,生物化学是一门较早开设的医学基础课,主要研究生物体内化学分子与化学反应,从分子水平探讨生命本质,其理论知识体系和实验技术广泛应用于生命科学的各个领域,在医学中作为桥梁连接基础医学与临床医学。实验教学是该学科教学的重要组成部分,
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  在医学院校课程规划中,生物化学是一门较早开设的医学基础课,主要研究生物体内化学分子与化学反应,从分子水平探讨生命本质,其理论知识体系和实验技术广泛应用于生命科学的各个领域,在医学中作为桥梁连接基础医学与临床医学。实验教学是该学科教学的重要组成部分,能够开阔学生的视野,培养学生的科学思维和科研意识,并使学生掌握常用实验技术以及了解科学前沿热点,相对于理论教学,它更具直观性、实践性和综合性。为了帮助学生更快地掌握所学的知识,培养独立思考问题、解决问题的能力和严谨的科学作风,必须将实验教学与理论教学有机的结合,并贯穿到学生的整个学习过程中。实验教学常被看作是理论教学的补充,导致了重理论轻实验的现象,这在教学安排和学生的学习过程中都有表现,例如在实验教学安排中以安排年轻老师为主,目的是让他们在实践中锻炼、成长,但是另一方面也会导致实验教学整体实力薄弱。笔者在参加了几轮五年制和七年制的理论教学后,今年有机会再次参与实验教学,以生物化学的理论知识体系为背景,在实验教学中尝试了教学模式的改进,旨在激发学生的学习兴趣,培养他们的自主学习能力,进而提升学习效率。

  1PBL与传统教学模式相结合

  PBL(Problem-BasedLearning)也被称为基于问题的学习方法,是1969年由美国神经病学教授Barrows在加拿大多伦多的麦克玛斯特大学医学院首次提出并运用的目前是中国高等院校教学方法改[1],革的热门话题,也是各个高校广泛应用的一种教学方法,但是各学科多是在理论教学中进行PBL教学模式的尝试,实验课很少采用这种教学方法。PBL教学法是否有助于生物化学实验教学,就此我们在课堂上作了一点尝试。在人血清α1-抗胰蛋白酶(α1-AT)的分离及鉴定的系列实验中,人血清经过分段盐析得到初步纯化的α1-AT样品中含有大量用于盐析的硫酸铵,如何去除粗提样品中的大量残余硫酸铵并且保持α1-AT酶活性呢?学生通过理论课的学习和查阅资料提出了透析、超滤、有机溶剂沉淀以及利用凝胶过滤层析技术几种纯化方案,并逐一分析:透析和超滤的方法利用了半透膜的选择性通透的原理,能够允许小分子物质自由透过半透膜,而大分子蛋白质则不能来进行分离浓缩蛋白质的,操作简便且回收率高;有机溶剂沉淀法,常用丙酮或乙醇沉淀蛋白质,需要在低温下小心操作,并且沉淀后要迅速分离,防止蛋白质变性;凝胶过滤层析技术是根据待分离物质的颗粒大小,使待分离的物质组分在固定相和流动相中反复分配,并以不同速度流经固定相而达到分离蛋白质的目的。经过这种设计问题,提出解决方案,再到比较各个方案的学习过程,学生一方面能够更加深刻理解蛋白质的理化特性是设计该实验方案的依据,另一方面改变了按照实验教材的实验流程机械操作的状况,加深了学生对实验的真正理解和提高学生的学习兴趣。PBL强调以问题为基础,以学生的主动学习为主,在辅导教师的参与下,把教学内容置于有意义的、具体的若干问题中去,通过学生的自主探究和协作来解决问题,从而学习问题背后的科学知识,充分培养学生的自主解决问题和学习的能力。但[2]是,在生物化学实验教学中开展的PBL不同于一般理论教学中的PBL教学,要根据生物化学理论课程的教学进度结合即将进行的具体实验提出一个问题,让学生运用理论课学习的知识来设计一个实验,从实验原理、实验目的、实验方法等方面入手完成实验设计,解决提出的问题;然后,课上再将各个实验方案进行比较,分析他们的利弊,但是最终由于实验条件的限制,学生能够亲手操作的还是我们实验教材中的实验。这种改良的PBL教学法还是能够以学生为学习的主体,充分调动学生学习的积极性,在解决实际问题的过程中能够培养他们的学习能力和协作精神;但PBL教学法也存在某些问题,如课时耗费较多,教师课后工作量较大,学生容易产生整个实验课业繁重的感觉,所以在尝试中有少部分实验用这种提出问题解决问题的方法,并且只是提出解决问题的方案,最终的实验操作还是结合传统教学法完成的。

  2利用多媒体课件辅助教学

  多媒体课件并不是简单的将文字或图片放入幻灯片中放映,而是一种综合运用影视、图形、图像、声音、动画和文字等多种媒体信息制作的教学软件,多媒体课件的质量直接关系到教学效果这[3],就需要授课教师在备课时需要花费大量的时间和精力去准备教学目标明确、内容连贯、演示生动的教学课件。生物化学实验教学中要求学生的抽象思维和逻辑思维能力强,尤其是一些实验原理的阐述,例如分子筛效应,它是凝胶过滤层析技术和聚丙烯酰胺凝胶电泳中不同分子分离的基础,但是在这两种技术中它的具体分离效应是截然相反的,对于这种用语言、文字难以表达的复杂过程,利用多媒体课件的动态展示可以易化教学内容,缩短讲解时间,提高教学效率;聚合酶链反应(PolymeraseChainReaction,PCR)实验是在体外完成的DNA复制过程,每一个变性、退火和延伸循环都完成了一次DNA模版的复制,这一抽象的、微观的过程通过多媒体视频生动、形象、直观地展示在学生眼前,这是单纯语言讲解无法做到的。多媒体教学手段可以展示传统教学手段无法观察到的现象,使微观事物宏观化,使抽象事物直观化,整体过程动态化,复杂问题简单化,使得学生加深对知识点的掌握,提高学习的兴趣;同时还可以把先进的实验技术以视频的方式向学生做科普式的介绍,拓宽学生的知识面。[4]

  3交叉学科的衔接教学

  师者,传道授业解惑也,但更应该是学习动力和学习兴趣的激发者,学习能力和学习方法的培养者。生物化学是一门重要的医学基础课程,随着科学的发展,融入了生理学、细胞生物学、遗传学、免疫学和生物信息学等理论和技术,其研究内容已渗透到医学学科的各个领域,使之与众多学科有着广泛地联系与交叉,因此,它也是医学基础课中一门难教难学的课程。如果实验课授课教师有理论教学经验,那么在实验教学中就能够游刃有余的与交叉学科衔接,结合临床、科研,以PBL教学模式激发学生的学习主动性;也能够有机的将理论知识与实验相结合,既起到强化理论知识的目的也有助于学生对实验的理解;对于临床专业的学生,要因材施教,多与临床实际疾病、临床病例和临床见闻联系,既能引起他们对医学基础课的重视,也能够为后续的医学课程打下坚实的基础。为了更好的完成教学任务,在进行教学方法尝试的同时也展开了学生问卷调查,反馈数据中多数学生认为生物化学实验课非常重要,与后续的医学课程联系比较紧密;PBL教学模式使他们非常明确实验目的,并且能够仔细观察、积极解决实验过程中出现的出乎意料的实验现象和问题;学生反映比较喜欢讲授与讨论相结合的教学方式,这使他们能够高效的利用实验上课时间(70%-90%),使他们在实验课中获益非常大。随着生命科学的不断发展,生物化学作为生命科学的共同语言在带来勃勃生机和无穷动力的同时,也给生化教学带来了很多难题。通过几年的教学实践和教学问卷学生的反馈意见,笔者体会在有限的时间内,让学生理解掌握足够深度和广度的生化知识,一方面要对教授的知识了然于胸,能够衔接交叉学科知识,还要注重授课时启发学生的能动自主性,适时运用多媒体教学,培养学生的学习兴趣,才能到达提高教学效果的目的。

  参考文献:

  [2]王艳,张明辉.PBL教学法在医学教育中的应用及发展[J].医药前沿,2012,2(12):112-113.

  [3]汪晨净,马春英,王可毅.多媒体辅助药理教学的体会[J].西北民族学院学报,2002,23(2):46-49.

  [4]彭帆,肖方详,王艳林.多媒体应用于《生物化学》实验教学的优势[J].健康研究,2009,6:236-237.

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