模块教学设计在医学细胞生物学实验教学中的应用

董静 陈萍 王玉 刘丹 郑立红

摘 要：随着医学技术的不断发展，医学细胞生物学实验课对医学生临床理论产生了不可替代的作用，其中实验课教学中课程内容的设置也成了必须重视的一大问题。常规课程的内容以验证性的实验为主，但缺少对学生综合能力和创新能力的培养，这对学生积极性和主观能动性的发挥是很不利的。在医学细胞生物实验教学过程中，可以采用模块式教学方法。该方法以彼此之间具有相对独立性的模块为单位组织教学内容，通过对同一个模块进行内容、设备以及教师资源的不断更新和补充，同时将这些模块在一定程度上与不同的学生和教学层次的需要相组合，使教学的内容更具有针对性、先进性、可选择性和灵活性。这种具有系统集成特点的教学方式，可以很巧妙地解决教学内容陈旧以及学时分配不合理等问题。

关键词：模块教学设计 医学细胞生物学 教学内容 教学方式

中图分类号：R-33 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）01（a）-0107-02

医学细胞生物学课程，越来越引起各医学院校的重视。各院校纷纷大力开展该课程。该课程是实验室中较为重要的一门学科，具有较强的实验性[1]。但随着社会和医学的不断发展，实验课教学中出现了不少需要改进的问题。这些问题不容忽视，其中最突出的是课程内容的设置。目前的课程内容均以验证性的实验为主，但忽略了对学生创新和综合能力的培养，这必然会对学生的主动性和积极性造成不良影响[2]。因此为了更好地培养医学生的的科学思维，以及创新、分析和解决问题的能力，该文对医学生物学实验教学中所存在的不足和突出问题进行探讨，并提出以解决办法。该文遵从医学生物学实验的规律及其特征，把实验内容分为以下五个模块：基础、遗传学、细胞学、生物技术和生物学实验技术，然后研究这五大模块的实验技术在医学研究过程中的应用。这种实验教学模式收到了较好的效果[3]。

1 显微镜的使用及细胞的测量、观察等基础实验

对基础的学习，可以让学生认识生物学实验经常用到的设备并掌握其操作方法，而且还可以让其从中获得研究思维，同时提高研究意识。目前，我国各地区高中生物教学的水平存在着较大的差距，因此本科细胞生物学在开展显微镜使用的教学过程中，其教导者可依据受教人的不同情况灵活讲解，并掌握授课的进度，如在模块实验中可以运用以下几点内容进行[4]：第一，先利用充足的时间讲解普通的显微镜的使用、结构；第二，特殊显微镜，可演示其使用方法及工作原理；第三，详细地讲解细胞的形态和结构以及显微测量。第一点和第三点要求学生必修。

这样教学的目的在于，可以使其对普通光学显微镜的性能、结构和高低倍镜正规使用方法、显微测微尺与临时装片的使用方法以及不同细胞的大小、结构、形态能完全掌握，并学会镜下绘图的使用方法。上述第二点则可以根据不同学生的情况作为选修教学的内容，其教学的目的在于使其熟悉并能使用不同种类电子显微镜的方法，从而进一步掌握不同种类显微镜的使用及工作原理。

2 细胞器的结构和功能分析的遗传实验

细胞作为生物体功能、结构的基础，通过对本模块的学习，可以更进一步地了解且熟悉细胞的功能和结构，这就是本模块教学的目的。其内容有：第一，利用充足的时间对细胞器的中心体、高尔基体及线粒体进行观察[5]。第二，掌握细胞组分的线粒体和细胞核的分离。最后则是细胞生理和细胞化学。对于这三点可以让学生进行必修，但也可以根据不同学生的情况进行选修教学的内容，比如第一点，可选取相关染色体技术进行操作显示线粒体；最后的内容有几个染色实验，如酸性蛋白、酸性磷酸酶、碱性蛋白、DNA及RNA等，因此可以选取以相应的混合染液染色，对于细胞内DNA、RNA的分布一目了然。

这样教学的目的在于，可以使其熟悉切片标本、超活染色镜下几种细胞器的分布及形态，从而进一步地了解常使用到的原位显示细胞内几种化学成分的一般方法及原理、细胞匀浆与差速离心分级分离细胞组分的过程与原理，进而熟悉匀浆器与离心机的操作过程。

3 细胞的培养技术和应用

在本模块中主要是以相关动物细胞中的原代、传代培养为主，其次联合相关细胞骨架、增长动力学等基本细胞特性进行实验分析。通过学习，可以更进一步地认识到细胞增殖动力学、细胞骨架等基本的细胞特性[6]。上述均是学生、生物技术专业硕士研究生必修课程，其主内容有：第一，细胞的原代、传代的培养；第二，对细胞的计数、观察及活力测定进行培养；第三，对细胞的冻存及复苏进行培养；第四，培养相关动物坯胎干细胞；第五，培养细胞生长曲线的绘制、克隆形成、分裂指数测定等实验；第六，观察细胞的骨架。前三点均是必修内容，后三点则是选修内容。

通过上述的学习，可以实现学生对细胞传代、原代培养的自我掌握；熟悉操作，在倒置相差显微镜下观察培养细胞的生长及形状，学习细胞计数、活力测定的技术；另学会细胞冻存、复苏和分裂指数监测方法、克隆形成试验技术以及加强细胞骨架对维持细胞的形态的认识。

4 细胞凋亡及增殖

本模块主要内容有：细胞凋亡的检测、细胞分裂及染色体众数分析和染色体标本的制备；其中染色体众数分析和染色体标本的制备均为必修，细胞凋亡的检测、细胞分裂为可选修内容[7]。教学时间为6～8学时，开展ES细胞的分析及染色体的制备在生物技术专业学员课程中进行，确定正常核型ES细胞的比例，可以通过相关数据来分析，从而使学生可以積极地找出干细胞正常核型的鉴定方案以及ES细胞成瘤性的相关检测方案，也可以培养学生对干细胞的染色体制备、染色体数据分析的兴趣。

通过本次内容的学习，可以实现学生对培养细胞染色体标本的原理、制备过程及计数、染色体形态特征的自我掌握分析；熟悉细胞的核型特征并掌握细胞减数分裂、出现分裂的过程及分裂各阶段的形态特征；对常用细胞的原理、凋亡等生物学检测方法熟悉并掌握。

5 细胞的利用、改造的技术

本模块主要内容有：进行基因表达检测以及细胞融合、培养物中支原体污染的检测，其培养物中支原体污染的检测为必修内容，细胞准备、脂质体法转染外源基因，并行基因表达检测和细胞融合为选修内容；以上课程内容学习的时间为4～6学时[8]。在该模块教学中，可以有效地调动学生的实验安排计划能力及主观能动性，而对于一些专业的学生，可以将GFP对基因的脂质体转染进行标记，并且在该模块学习的基础上，可以进一步地练习荧光显微镜的操作方法及检测步骤，结合LacZ的基因转染，如采用相关办法将LacZ表达载体灌输至Hela细胞中，而LacZ基因编码的Beta-半乳糖苷酶则通过X-Gal行染色，其颜色呈蓝色，可采用上述模块2所学习到的化学染色法对LacZ基因的表达进行观察、检测。而对于生物技术较高的硕士研究生教学，可以自主选择兴趣基因，通过分子生物学的技术设计出基因表达的载体，并通过细胞化学的染色设计基因表达进行方案的鉴定。

通过本次内容的學习，可以实现学生对生物技术实验中较为常用的融合技术及细胞培养技术的自我掌握；熟悉基因工程中重组DNA的构建和基因的分析统计、筛选等技术；学会DNA酶切、琼脂糖凝胶电泳技术以及体外扩增基因的聚合酶链式反应技术。从而培养学生的分析凝聚力及解决问题的综合能力。

6 结语

通过以往的实验课教学实践中得出的问题发现，我们以前的科目内容多以验证性的教学内容为首选和实验较为单一的模式为主，使教学的课程不吸引学生，产生枯燥乏味感觉，从而使有些学生对每一模块呈厌倦的态度，导致影响其积极性。因此我们实验教学需进行改革，将教学内容整合为多个模块并优化，使每一模块能突出其特点，指导学生根据各个实验的内容进行学习、培养，使学生可以享受到系统集成特点的实践环境，对学生在自主学习、动手操作能力及分析研究能力等方面有所提高[9]。另根据不同情况的学生，给予有针对性、可选择性的教学，激发学生对学习的渴望，积极地参与，并培养起综合能力，从而提高学生主观能动性、创新思维，并在面对实验中所出现的问题时能自我解决处理，以能适应现代医学对人才的需求。

参考文献

[1] 黄元河.医学细胞生物学实验教学改革的探索与实践[J].右江民族医学院学报，2011，2（33）：231-232.

[2] 何志颖.医学细胞生物学实验教学模块教学设计探讨[J].基础医学教育，2014，7（16）：518-520.

[3] 薛雅蓉，庄重.小鼠S180腹水瘤细胞在细胞生物学实验教学中的应用及注意问题[J].中国细胞生物学学报，2014，2（36）：287-292.

[4] 孙元田，苏振宇，赵霞.等.教学型医学院校医学细胞生物学实验教学体系的改革探讨[J].西北医学教育，2014，4（20）：747-749.

[5] 张柳平，邵根宝.医学细胞生物学实验教学的实践与体会[J].基础医学教育，2013，3（15）：247-249.

[6] 王玉，张淑玲，于海涛.等.多媒体教学在医学细胞生物学中的应用[J].医学信息，2004，4（17）：219-220.

[7] 毛加宁，康琳，吴忆平.中学生物实验课堂教学模式优化建构的探索与实践─以高中生物学实验“细胞的观察”教学设计为例[J].乐山师范学院学报，2013，12（28）：137-140.

[8] 李明珠，吴勃岩，王艳杰.等.学生主体性引导互动教学法在医学细胞生物学中的应用[J].中国医药现代远程教育，2014，4（12）：81-82.