病理生理学探索式综合设计性实验在医学生“科研早接触”培养科研素养中的应用

徐有志 卢海妹 李菲菲 汪思应

摘 要： 通过病理生理学探索式综合设计性实验，使医学生熟悉通过实验验证，提出新问题，进而提出合理的科学假设，找寻合适的解决方法解释实验现象和发现新问题。这种“科研早接触”训练式病理生理学实验方式，可以更进一步提高医学生的科学研究的认识和兴趣，为未来极大地提高医学生的科研能力奠定基础。

关键词： 探索式综合设计性实验 医学生“科研早接触”训练 病理生理学实验教学

病理生理学（Pathophysiology）是一门沟通基础与临床医学的理论性较强的桥梁学科，主要任务是研究疾病发生发展的一般规律和机制，以生理、生化、病理、免疫和病原学等学科理论基础为背景，研究病患机体功能代谢的变化规律和机制，为疾病的防治提供依据，同时为临床课程的学习夯实基础。所以，病理生理学是一门与医学、生命科学密切相关的综合性学科[1]。

通过模拟人类疾病模型的实验，在病理生理学教学中发挥重要作用：首先，可以加深医学生对理论知识的理解，调动医学生的学习积极性；其次，通过实验操作、现象观察、分析结果等，训练医学生的实验操作、发现问题、提出解决方案的能力，这必将为提高医学生的临床技能、培养科研能力夯实基础。目前病理生理学实验已逐步转换成在给定实验条件和目的基础上，由学生发现问题，自主设计实验，分析可行性，提出科学假设，最终通过实验解决问题的教学模式。这种模式在医学生科研素养培养过程中发挥着重要作用[2，3]。

随着学校对医学生“科研早接触计划”的实施，本教研室在参加计划的医学生熟悉了病理生理学的基本理论知识并掌握了动物实验操作流程后，开展了探索式综合设计性实验“小分子化学药物诱导小鼠肺癌LL/2细胞凋亡检测”（11学时）。带教教师首先向医学生讲授一般设计性实验的基本流程和原则，科研实验基本的对照、随机和重复的原则，使医学生熟悉如何根据实验目的提出可行性方案。

通过理论讨论细胞凋亡与肿瘤等疾病的关系，并熟悉细胞生命活动特殊现象——凋亡的初步检测方法，把该实验的重点放在学生如何提出问题、建立与论证假说、实施实验与完成报告等环节。通过带教老师协作，学生亲手把该实验重点放在熟悉和掌握细胞DNA的提取及琼脂糖凝胶电泳[4]，同时加深对细胞凋亡特征的认识上。具体步骤如下：

1.通过现象发现问题，提出科学假设（2学时）。

首先，指导学生选定小分子药对小鼠肺癌LL/2细胞进行药物处理，并设置对照实验，对学生进行初步的实验规范化训练，培养学生的细胞学无菌操作能力。随后，带教老师通过引导学生运用已掌握的细胞凋亡相关理论知识，调动其思考问题的积极性，提出细胞出现凋亡的机制的科学假设。

2.设计相关实验验证科学假设（2学时）。

带教教师协同学生依据凋亡相关理论提出检测方法，学生自行设计相关实验验证假设，并论证设计方案的可行性，分析重难点问题，完善设计方案，并最终确定实验的主要仪器（倒置荧光显微镜、凝胶电泳和成像系统）、流程和可能的结果。教师在这个过程中应重点关注学生设计方案的合理性及实施的可行性。在给予必要的协作基础上，给学生留有积极思考的空间，注重训练学生的自主创新思维、综合运用知识解释现象的能力。

3.按照预定实验设计方案验证科学假设（5学时）。

带教教师协同学生依据预定实验方案，对已经过小分子药处理的LL/2细胞凋亡进行初步检测。带教教师采用引导和提示形式参与实验过程，不过多干预学生的实验流程和操作步骤，引导学生运用所掌握理论知识分析和解决实验现象和实验过程中遇到的问题。其中LL/2细胞DNA的提取及琼脂糖凝胶电泳是本实验的重难点，为帮助学生熟悉实验步骤和注意事项，可以带领学生观看DNA提取和琼脂糖凝胶电泳相关的教学视频或幻灯片，强化学生对该部分实验的操作规范化。

4.记录实验流程步骤，完成实验，撰写报告（2学时）。

带教教师从实验设计开始就要求学生做好实验记录，待实验完成获得结果后，协作学生总结实验结果，并分析实验中出现的问题，提出合理解释，最后撰写并提交报告。完整的实验报告应包括实验设计方案、流程步骤、结果的呈现形式、分析与讨论，旨在训练和培养学生严谨的科学素养，同时体会整个实验过程的科学合理性与可行性，使其意识到科学素养的重要性。

总之，通过“科研早接触计划”进行的“小分子化学药物诱导小鼠肺癌LL/2细胞凋亡检测”这一探索式综合设计性实验，激发了医学生通过现象探索机制的兴趣，最大限度地调动了其分析解决问题的主动性，提高了医学生对科学实验的兴趣，同时对医学生的科研素养的培养与提高意义很大，深受学生喜爱，达到医学生科研早接触计划要求的探索式综合设计性实验目的。

参考文献：

[1]徐明.改进教学模式充分发挥病理生理学的“桥梁”作用[J].中国科教创新导刊，2010，32：28.

[2]周利梅，陈新民，李敏.在设计性实验中培养医学生的科研能力[J].医学教育探索，2007，6（12）：1126-1127.

[3]黄品梅，黄道平，梁锦.开发综合设计性实验促进创新人才之培养[J].实验室研究与探索，2010，29（6）：93-95.

[4]Sun Y，Gou S，Liu F，et al.Synthesis，in vitro cytotoxicity，and interaction with DNA of platinum（II）complexes with N-monocycloalkyl derivatives of 1R，2R-diaminocyclohexane as carrier ligands.Chem Med Chem，2012，7（4）：642-649.