陈新江 夏佳音 何文迪 毛英俊
【摘 要】针对医学检验技术专业高职生在学习《分子诊断技术》实验原理及相关实验技术过程中存在的问题，本文主要从教学内容和教学方法上对分子诊断技术课程的实验教学进行了思考与实践。具体内容主要包括：通过调研选取有代表性的实验作为实验教学内容;通过设计开发探索性实验提升学生的学习积极性;培养学生分析数据、撰写论文的能力等。以期为同类课程的教学设计与安排提供有益的参考。
【关键词】分子诊断技术;探索性实验;实验教学;医学检验技术专业
中图分类号： G642;R-4 文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）17-0210-003
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.099
Thinking and Practice of Exploratory Experimental Teaching in Molecular Diagnostic Technology Course
CHEN Xin-jiang1 XIA Jia-yin2 HE Wen-di1 MAO Ying-jun1
（1.Ningbo Health Vocational and Technical College， Ningbo Zhejiang 315100， China;
2.School of Pharmaceutical Engineering， Zhejiang Pharmaceutical College， Ningbo Zhejiang 315100， China）
【Abstract】In view of the problems in the experimental principle and related experimental techniques of the “Molecular Diagnostic Technology”， the vocational college students in the medical examination technology have considered the experimental teaching of the molecular diagnostic technology course from the teaching content and teaching methods. The specific contents mainly include： selecting representative experiments as experimental teaching content through investigation; improving the students enthusiasm for learning through design and development of exploratory experiments; cultivating students ability to analyze data and write papers. It is intended to provide a useful reference for the teaching design and arrangement of similar courses.
【Key words】Molecular diagnostic technology; Exploratory experiments; Experimental teaching; Medical inspection technology
0 前言
分子診断技术是精准医疗的基础[1]，是体外诊断试剂行业增速最快的子行业[2]，也是医学检验技术专业重要的专业课程[3]，主要应用分子生物学方法检测人体内遗传物质的结构或表达水平的变化而做出诊断。分子诊断技术能够从基因水平进行检测，因此检测灵敏度和准确性的优势较为明显，可在感染初期检测病原体或者提早确认基因缺陷，从而提供个性化的医疗诊断服务，主要应用于遗传病、传染性疾病、肿瘤等疾病的检测与诊断[4]。
分子诊断技术实验大多时间长、理论难，而高职生的实验课时相对较少，学习理论知识的能力较弱，要想使学生在较短的时间内学好实验技能和实验原理，分子诊断技术实验亟待改革[5-6]。笔者对传统的实验教学进行了分析和思考，结合本校医学检验技术专业的培养目标，精心选取实验教学内容并作了整体设计、进一步完善了教学方法和考核方式。运用了探索性实验教学模式，旨在提升医学检验技术专业高职生的动手操作能力和分析解决问题的能力。
1 分子诊断技术课程实验教学中存在的弊端
目前，主流的分子诊断技术类实验指导教科书中的实验项目大部分是验证性实验，部分项目与行业需求不相符合。在这种情况下，实验教学的形式和方法普遍比较单一，以简单的重复性实验为主，即学生开始实验前，先由教师讲解实验原理、主要操作步骤、注意事项等，然后学生按部就班进行操作，最后提交实验报告本，就算完成了整个实验。学生独立思考的时间和空间相当有限，实验兴趣比较淡薄，实验积极性不高，科学思维能力未能得到充分培养。这种教师占主导地位的固化的教学模式，导致学生处于被动状态，没有单独思考、与教师共同探讨的机会，遇到问题时往往不知道该如何分析解决，对教师过度依赖，不利于学生职业能力的培养。由于全班同学的实验内容相同，实验结果相近，导致实验报告中的具体数据容易出现被抄袭现象。在传统的实验教学中，评价学生实验成绩主要根据实验操作和实验报告来进行，即总成绩由平时操作成绩和实验报告成绩组成，评价方式简单机械，不利于调动学生的实验积极性、主动性。另外，与行业需求不相对应的实验操作技能，学生即使掌握良好，但在今后的工作岗位中却无用武之地。
针对上述存在的问题，本课程组设立了分子诊断技术实验教学改革的总体目标：在有限的实验教学时间内，让学生获得尽可能多的适用的实验技能;提高实验课的趣味性、探索性和逻辑性;激发学生主动发现问题的科学意识;提升学生分析问题、解决问题的能力;培养学生严谨认真的工作作风。具体的做法和措施如下。
2 探索性实验教学的设计与实践
2.1 通过调研选取实验教学项目
为更好地对接行业需求，课题组自行设计了《分子诊断技术实验项目重要性调查表》，调查表中一共列举了100项与本课程密切相关的实验项目（表1）。通过发送电子调查表、电话采访、实地走访等方式向大型医疗机构分子诊断实验室、生物检测公司、第三方医学检验公司的行家进行了调研。对调查结果进行汇总、分析后，确立了分子诊断技术课程的主要实验项目，包括引物设计、核酸提取、基因扩增、DNA检测、蛋白质检测等。
2.2 优化设计课程的探索性实验
确立了课程的主要实验项目后，我们对这些项目进行了整体设计，使其相互连贯，融为一体，同时设计了大量的探索性环节。学生围绕“某个新基因表达载体的构建及在原核生物中的表达”这一主线，从基因的生物信息学分析、引物设计、目的基因片段的获取，到表达载体的构建和筛选，目的蛋白的诱导表达，最后对目的蛋白进行检测。实验教学中涉及的基因都是新的，而且每个小组的基因都不同，实验过程中充满了不确定因素，小组之间几乎没有可以直接参考的信息，需要依靠同小组学生通力配合协作，在探索中完成所有实验。通过优化设计不仅涵盖了所有的重要实验项目，而且通过内容整合、完善、补充，形成了一个系统的探索性实验。使得每个实验之间的内容相互联系，有机地将各个独立实验结合起来。通过实验课程的学习，学生对DNA、蛋白质等生物大分子的性质和相关检测技术有了感性认识后，再开展对应的理论知识的教学（图1），深入浅出，深奥的分子生物学理论不再那么难以理解了。
2.3 分小组开展实验和理论教学
本校分子诊断技术课程始终坚持20人左右的小班化教学，一般分为四个小组，每个小组围绕一个基因的克隆表达及生物信息学分析，分工协作，共同完成，锻炼了学生动手操作和解决实际问题的能力，同时也培养了学生的组织协调能力与合作精神。理论教学同样采用小组教学，小组的成绩取决于每个成员的课堂表现和学习成效，学习过程中大家都全力以赴、不敢懈怠，以免影响小组其他同学的最终评分。
比如在“引物设计”实验中，小组成员利用各自优势，自行分工，积极参与，计算机应用能力强的学生负责相关软件的安装，带头解决在安装、运行过程中出现的技术问题;学习能力强的学生负责引物设计的具体操作，灵活运用所学知识，借助软件设计所需的引物;其他同学都自觉担当参谋的角色，遇到问题、困难或者异常时，出谋划策，相互探讨，共同完成设计。
再比如在撰写论文阶段，文献检索能力强的学生查找与实验内容相关的论文、资料等;实验内容记录详细的学生负责实验材料、实验方法和实验结果的撰写;理论基础扎实、分析能力强、文笔较好的学生主要撰写前言和讨论部分;仔细严谨的学生负责修改完善论文。整个过程中，小组成员分工不分家，每项子任务都有一个主导的学生，其他同学通力配合。
2.4 根据需求适时地开放实验室
分子诊断技术实验室如果无限制地开放存在较大的安全隐患，如生物安全、危化品管理等。不开放实验室，又不利于学生自主实验能力的培养和探索性实验的开展。鉴于上述考虑，本实验室根据需求适时地开放实验室，开放期间全程安排教师予以指导，既充分发挥实验室的功能，又要确保实验室的安全。通过开放实验室，学生上课时间没有做完的实验可以在课外继续完成，实验失败的小组可以利用课余时间重新做一遍，学生还可以观摩学习任课教师怎样做预实验和实验准备。
2.5 指导学生完成学术论文撰写
分子诊断技术课程的第一堂课，教师就告知学生需要以论文的形式完成实验报告，让学生有足够的时间积累实验数据、查阅文献和撰写论文。在实验教学中引导学生及时记录论文素材，包括仪器设备的生产商和型号、试剂的名称和厂家、实验数据等。理论教学时，指导学生查阅参考资料，提升理论水平。学生有了一定的专业基础知识之后，教师开始介绍论文的基本格式、分享写作经验，然后要求学生能够利用知网、维普、PubMed等数据库检索文献，通过下载或者文献传递功能获取期刊论文的全文，并作为期末总评成绩的考评指标之一。鼓励学生阅读中英文学术论文并撰写论文。教师对学生提交的论文初稿进行把关，指出存在的问题与不足，让学生加以修改，然后向专业对口的杂志社投稿。2016级的学生共完成了4篇论文（表2），2017级学生的实验还在进行中。论文版面费从专业建设经费和任课教师的教科研经费中开支，论文正式发表后，学生还能获得学校的奖励。宁波卫生职业技术学院2018年12月6日出台的文件中规定“学生以第一作者公开发表论文，根据期刊等级可以获得1000至10000元的奖金”。表格中的论文大部分发表在国内核心学术期刊，学生可以获得6000元/篇的獎励，这进一步提升了学生参与探索性实验、撰写论文的积极性。
3 探索性实验教学的效果与体会
3.1 学生的学习积极性明显提升
探索性实验充满了不确定因素，每个年级、每个小组的主要实验对象——基因是不同的，完成这样的实验富有挑战性和吸引力。本课题组对实验内容进行了整体设计，所有的实验内容都是密切相关的，全部完成以后可以将实验数据整理成论文，并且公开发表，学校还出台了相应的奖励政策，使学生更加重视分子诊断技术课程的实验教学。实验内容与本课程重要的理论知识相对应，是学好理论的前提和基础，又与行业需求相对接，具有较强的实用性。这些因素都有利于提升学生的学习积极性。
3.2 学生分析问题和解决问题的能力得到提高
探索性实验教学模式，改变了学生过度依赖教师、机械模仿的被动学习状况。实验过程中会遇到一系列的问题，没有现成的资料可以直接参考，小组之间没法相互支援，各个小组只能依靠自己，运用所学知识来解决问题，实在解决不了的困难，教师可以给与必要的协助，但不会大包大揽。学生实验失败是常有的事情，教师会随即安排开放实验室，失败的实验学生可以重新做，直到实验成功。每个实验最终都必须成功，因为整个实验教学是一个整体，一个实验失败后，后续的实验根本无法进行。在这样的锻炼过程中，学生的分析能力和实验能力自然得到了提高。
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