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【摘要】隨著現代科學技術的迅猛發展及知識經濟時代的到來,加強醫學生實踐能力和創新能力的培養,提高學生的綜合素質,已成為目前我國高等醫學教育教學改革的主要目標。實驗教學方式也正由傳統的驗證性實驗教學向綜合性與設計性實驗教學轉變。
【關鍵詞】基礎醫學;綜合設計性實驗;教學方法
我校基礎醫學實驗教學中心嘗試開設了一批綜合設計性實驗,取得了良好的教學效果。現以“多克隆抗體的制備、純化和鑒定”綜合設計性實驗為例,就教學方法、實施過程、信息反饋和教學體會等方面進行總結及討論,報道如下。
一、綜合設計性實驗的教學方案和實施
(一)教學目標。
以“多克隆抗體的制備、純化和鑒定”為實驗內容,通過實驗的設計和實施,促進學生深入理解體液免疫應答的規律和抗原抗體反應的特點,初步了解科學研究的基本過程,掌握幾種常用的免疫學、分子生物學實驗技術和方法。
(二)教學對象和形式。
以選修課的形式面向本科及七年制學生開展,要求學生已完成醫學免疫學、微生物學、生物化學等相關理論課和基礎實驗課的學習,教學總學時為30學時。
(三)教學實施過程。
1.實驗設計。先由教師講授科學研究的基本過程,實驗設計的要求和方法等。然后學生自由組合分組,每組5-6人。教師布置本次實驗目的為“制備、純化和鑒定多克隆抗體”,各小組查閱文獻資料,自行設計實驗方案。教師組織學生(20-30人)集中討論,每組派1人宣講實驗設計,教師與其他組同學提出意見與看法,就其合理性和可行性進行論證,最后修改實驗設計,明確實驗方案。
2.開展實驗。各小組根據實驗設計,按步驟開展實驗。實驗過程為:免疫動物一制備抗血清一測定抗體效價一純化抗體一鑒定抗體,在整個實驗中,從動物飼養,試劑配制,實驗操作,到數據分析均由學生自行完成,教師負責提供必要的實驗條件,指導實驗操作,解答學生問題。
3.撰寫實驗報告。每次實驗后學生均需撰寫實驗報告,內容包括:實驗目的、原理、材料、方法、結果、討論等,其中“討論”部分為報告核心,要求學生針對實驗中出現的問題進行討論和分析,總結實驗成功或失敗的原因、收獲與體會等。
4.開放實驗室。為了便于學生開展實驗,實驗室在課余時間向學生開放,各小組提前預約好實驗時間,教師安排開放實驗室。
5.成績評定。教師從實驗設計、實驗參與情況和動手能力、實驗報告等幾方面綜合評定學生成績,合格者授予2個學分。
二、綜合設計性實驗的教學倍息反饋
該項實驗自2008年9月開展至今,已經過了三個學期的教學實踐。對近百名學生的問卷調查結果顯示,對于綜合設計性實驗的開設,90%的學生非常感興趣,87% 的學生認為非常有必要開設;對于教師的授課方法和教學態度,83%的學生表示滿意;此外,學生們普遍認為通過實驗課程的訓練,動手能力、觀察能力、分析與解決問題的能力和創新思維能力得到了提高。
三、綜合設計性實驗的教學體會
(一)有利于培養學生的綜合能力。
1.有利于提高自主學習興趣。采用綜合設計性實驗教學法,學生要獨立、系統地完成實驗任務,教師只起指導和提示作用,這大大激發了學生的學習興趣和求知欲。很多學生主動去圖書館查閱文獻,到實驗室觀察動物、準備實驗。由以往的“讓我學,讓我做”變成“我要學,我要做”,學習由被動變為主動,自學能力也得到了提高。
2.有利于訓練實踐操作能力。綜合設計性實驗的各個環節均由學生獨立完成,實踐操作能力得到了充分的訓練。例如,實驗中要求進行兔心臟穿刺采血,剛開始學生們動作生疏,耗時較多,取血量少,經過反復練習,大多數學生可快速準確地完成采血操作。通過本次實驗,學生學習和掌握了免疫動物、純化蛋白、測定抗體效價、蛋白鑒定等多項實驗技術。
3.有利于培養創新思維能力。在綜合設計性實驗中,學生要根據實驗目的,自行設計實驗方案;實驗遇到困難時,需拓展思維,討論分析,尋找解決的方法,這都有利于創新思維能力的培養。例如,實驗中有學生發現采用文獻中的抗原乳化方法費時費力,且效果不佳,通過實踐摸索,設計出一種簡單有效的乳化方法,這就是一種實驗方法上的創新和實驗認識的提高。課程結束后,有多個實驗小組還針對感興趣的課題,申請了創新實驗項目,并在我中心的開放實驗平臺開展科研實踐活動。
4.有利于加強團隊合作精神。綜合設計性實驗的開展是以5-6人的小組為單位進行的,小組成員既有分工,又有合作,充分體現了團隊的作用。在整個實驗過程中,小組的每位成員都各盡所能,團結協作,為取得好成績而共同努力。學生的溝通交流能力、團結協作精神以及競爭意識都得到了培養和提高。
(二)對教師提出更高的要求。
開設綜合設計性實驗對教師來說是一種新的挑戰,學生的思維活躍,實驗設計可能涉及多學科的交叉融合,體現最新的科技成果,這就要求教師具有更深厚的理論基礎、更精湛的實驗技能、更先進的教學手段和更廣泛的知識層面。同時課前要認真備課,明確實驗設計的目的和思路,并采用不同的方案進行預實驗,預測實驗中可能出現的問題。教師應不斷學習,更新知識,提高自身的理論水平和技術能力,以適應綜合設計性實驗教學的需要。
(三)尚待解決的問題。
1.實驗室管理有待加強。由于參加實驗的學生較多,且大多是初次進行科研實驗,因此應重視實驗室管理,劃分實驗分區,規范試劑的放置和使用,定期檢查調試儀器設備。我們還設想,可將部分實驗與教師的科研課題結合起來,并鼓勵學生申報課題,以爭取更多實驗經費的支持。
2.實驗指導有待提高。由于實驗操作不熟練、經驗不足,學生在實驗中會遇到各種問題和困難,導致實驗失敗。教師應加強實驗指導,規范基本實驗操作和儀器使用方法,及時發現問題糾正錯誤。同時教師應避免手把手教的指導方式,多運用啟發式教學方法,鼓勵學生運用所學的知識解決問題,引導其分析和討論實驗結果。
3.教師工作量的增加有待關注。綜合設計性實驗的周期較長,在整個實驗過程中,教師要根據學生的時間安排來做實驗指導,并不斷解答學生各種各樣的理論與技術問題,回復電話、短信、郵件提問等,這些都需要投入更多的時間和精力。學校應完善相關政策,適當增加一些激勵措施,以提高教師的教學積極性。
四、結語
綜上所述,綜合設計性實驗的開設,不僅有利于學生綜合能力的培養,也促進了教師專業知識和實驗技能的提高。在此基礎上,開展深入的探索與實踐,不斷改進和完善教學方法,使實驗項目與科研課題相結合,實驗內容與臨床應用相結合,學生設計與教師指導相結合,課堂教學與課外實踐相結合,以推動基礎醫學實驗教學改革邁上新臺階。
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