以蛋白质为核心的医学细胞生物学课程改革

沙保勇,冯 浩,刘碧波,苏兴利,景晓红△，高 巍

(1.西安医学院基础医学部，西安 710021；2.西安交通大学第一附属医院麻醉科 710061)

·医学教育·

以蛋白质为核心的医学细胞生物学课程改革

沙保勇1,冯 浩1,刘碧波1,苏兴利1,景晓红1△，高 巍2▲

(1.西安医学院基础医学部，西安 710021；2.西安交通大学第一附属医院麻醉科 710061)

基于我国中长期教育改革和发展规划及医药卫生体制改革的要求，遵循医学人才成长规律，教育部、卫生部于2012年联合实施了“卓越医生教育培养计划”[1]，希望以试点高校改革为重点，力争取得突破，以点带面，整体推进临床医学教育改革，全面提高医学人才培养质量[2]。本校为第一批“五年制临床医学人才培养模式改革试点”单位，针对五年制临床医学人才培养模式改革试点建设内容，笔者所在的细胞生物学与遗传学教研室就教学内容改革、医学基础与临床课程的整合、以学生为中心和自主学习为主要内容的教学方法等内容进行了研究，开展了以 “脱氧核糖核酸(DNA)→核糖核酸(RNA)→蛋白质”为核心，以蛋白质的合成、加工及转运为重点的医学细胞生物学课程改革，希望能为同行提供一定的理论和实践依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取西安医学院临床医学院2014级和2015级卓越医生班，以及2014级和2015级部分临床专业班级进行对照实验。2014级卓越医生班共60名学生，其中男24名，女36名。2015级卓越医生班共58名学生，其中男17名，女41名。2014级临床专业539名学生，其中男242名，女297名。2015级临床专业523名学生，其中男238名，女285名。

1.2 方法

1.2.1 教学内容重新编排 医学细胞生物学是一门以人类细胞为研究对象，从显微、亚显微和分子水平等不同层次研究细胞结构、功能及生命活动规律的学科[3]。传统教材多以分割式阐述各细胞组分或细胞器的结构及功能为主线(结构体系，图1A)，教学内容顺序为细胞膜与物质的跨膜运输→内膜系统(内质网→高尔基复合体→溶酶体)→线粒体→细胞骨架(微管、微丝、中间纤维)→细胞核→蛋白质合成→细胞分裂[4]。

以蛋白质为主线的教学模式对医学细胞生物学授课内容进行了重新编排(图1B)，即以“DNA→RNA′蛋白质”为核心，以蛋白质的合成、加工及转运为教学重点[3]。蛋白质的合成涉及DNA→RNA及核糖体大小亚基装配，属于细胞核及蛋白质合成章节的内容，蛋白体系中将该部分内容前置。蛋白质合成全部起始于游离核糖体，若蛋白质合成过程中游离核糖体附着于内质网，则开启蛋白质在内膜系统中加工和转运的进程(图1B中的浅灰色框)；若蛋白质合成仅由游离核糖体完成，则分为核编码蛋白(去往线粒体等细胞器)、细胞质溶质驻留蛋白(细胞骨架中的中心粒、微管蛋白、肌动蛋白等)、核蛋白(细胞核中的组蛋白、非组蛋白等)等(图1B中的深灰色框)。

本研究中2014级学生沿用结构体系教学，2015级授课班级与2014级教学内容相同，但采用新编排的蛋白体系授课。结构体系与蛋白体系教学内容及体例编排顺序见图1。

A:结构体系；B:蛋白体系

图1 结构体系与蛋白体系教学内容及体例编排顺序比较

1.2.2 教学方法改革 医学细胞生物学教学内容重新编排的同时，与之相对应的教学方法在2015级教学班中进行了相应改变，以便贯穿“DNA→RNA→蛋白质”为核心，以蛋白质的合成、加工及转运为重点的教学主线。首先，在整个教学过程中强化2015级学生自主学习，要求学生绘制细胞各部分的结构及功能联系图，思考细胞结构及与之相对应的功能，联系前后知识点，在细胞整体上将知识系统化[5]。其次，与2014级结构体系中单纯讲授式的教学相比，蛋白体系授课更加强调知识的系统性、联系性和实用性，渗透以问题为导向教学(PBL)和以案例为基础教学(CBL)等教学模式，多以实际问题或临床案例为导向引导学生，培养学生分析、解决问题的能力[6]。

如利用“长沙婴儿患怪病，血液竟是乳白色”这一新闻，一早产儿宝宝出生20 d时发现血脂增高、血红蛋白增高，护士抽血时发现，其血的颜色比正常血颜色偏淡，静置几分钟后慢慢变成乳白色，原因何在？联系课堂已授知识，学生能比较容易地找到导致这个看上去和正常孩子一样的宝宝患病的理论基础，实际上就是受体介导的胞吞作用异常。通过案例进一步引导学生分析受体介导的胞吞作用异常的可能机制或原因。如果是由受体异常导致的，那受体是什么，是哪里来的，为何会异常等等？经过问题引导，学生会得到“蛋白异常→mRNA异常→DNA异常”，以及糙面内质网介导的膜整合蛋白质的合成、加工、修饰及转运过程，这些恰是理论教学核心和重点。

表1 结构体系与蛋白体系教学效果比较分)

a：P<0.05，与2014级卓越比较；b：与2014级临床比较，P<0.05；c：与2015级卓越比较，P<0.05

1.2.3 教学效果评价 教学效果评价由三部分组成[5]。(1)期末考试：考试由非任课教师从题库中统一抽取，单人单桌闭卷考试(总分100)，主要考查学生对课堂理论知识的掌握程度。(2)实验成绩：由两次实验得分相加组成(总分20)，主要考查学生基于理论知识，思考、分析和解决实验问题的能力。(3)调查问卷：授课过程中，就课程的教学内容(易→难)、教学方法(差→好)、与其他课程的相关性(无→有)、学生能力的培养(弱→强)等方面对学生进行了问卷调查，每一方面分成0～10分十个等级，问卷按班级人数全发全收。

2 结 果

结构体系与蛋白体系教学效果对比结果见表1。从成绩上看，无论期末成绩还是实验成绩，2015级卓越医生班和临床班均优于相对应的2014级班级(P<0.05)。进一步比较发现，2015级卓越医生班期末成绩显著优于2015级临床班(P<0.05)。表明蛋白体系教学能有效地提高学生的成绩，同时增强了学生分析解决问题的能力，特别是对卓越班的同学而言。问卷调查分析表明，较2014级学生而言，2015级学生认为教学内容难度适中，教学方法较好，与其他课程有一定的相关性(P<0.05)。教学过程中对学生能力的培养，2015级同学的评分高于2014级(P<0.05)。

结合学生的成绩及问卷调查结果，蛋白体系虽与结构体系教学内容相同，但经过课程体系重新编排，其有效地降低了教学内容的难度，同时又提高了学生的学习成绩，以问题为导向的教学方法及绘制细胞各部分的结构、功能联系图易被学生接受，围绕蛋白质的主线强化了与其他课程的相关性，学生的综合能力也得到了锻炼和提高。

3 讨 论

3.1 以蛋白质为主线 医学细胞生物学是从显微、亚显微和分子水平等不同层次研究细胞结构、功能及生命活动规律的学科[3]。通过对本课程的学习，本科生要能正确掌握细胞的结构与功能，学会以细胞为单位分析宏观生命活动，尝试解释并解决临床实际问题。但传统教材多以分割式阐述各细胞组分或细胞器的结构及功能为主线，课堂教学中对各细胞组分或细胞器之间的联系关注不够[4]。以传统教材授课，学生很难形成完整的知识体系，无法把细胞作为一个整体去思考其在临床疾病中的作用，失去了细胞作为生命活动基本单位的意义[4]。而以蛋白质为主线将医学细胞生物学教学内容进行了重新编排，在阐述各细胞器(或组分)独立功能的基础上，突出各细胞结构在功能和发生上的相互联系[3,7]。

3.2 便于与基础及临床课程的整合 蛋白体系授课时以“DNA→RNA→蛋白质”为核心，以蛋白质的合成、加工及转运为重点，能够实现与基础课程(生物化学、分子生物学等)、临床课程(医学遗传学、病理生理学等)的整合、衔接和延伸[7]。与生物化学衔接，“DNA→RNA→蛋白质”也是生物化学的核心内容，通过蛋白体系的医学细胞生物学学习后，学生已经在参与生物化学反应的多种蛋白的来源、蛋白合成过程中核糖体的装配、ATP生成过程中线粒体双层膜的作用等方面储备了大量的知识，这让学生在研究人体生命物质的化学组成、结构及各种生命活动过程时事半功倍[8-9]。延伸到医学遗传学，如家族性高胆固醇血症，是一种罕见的受体蛋白异常疾病。受体蛋白异常导致受体介导的胞吞作用异常，在医学细胞生物学上只涉及“蛋白异常→mRNA异常→DNA异常”。什么原因导致了受体编码基因发生突变，如何应对这种突变，如何筛查突变基因携带者，则要延伸到医学遗传学课程中。前期的医学细胞生物学学习，已经为学生利用DNA技术去研究疾病与基因的关系，掌握诊断技术和治疗方法打下了很好的基础[10-11]。

综上所述，与传统教学相比较，蛋白体系教学模式经过对教学内容的重新编排，利用以问题为导向的教学方法，通过引导学生自主学习实现对知识的系统化，降低了教学内容的难度，增加了教学内容自身的系统性及连贯性，强化了与其他课程的相关性，促进了学生实验能力的提高。但教学过程中一些不足仍需在以后教学工作继续改进，以期达到更好的效果。

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西安医学院精品资源共享课程(XYZL2014-3)；西安交通大学2017年度第一附属医院院级教学改革研究项目(17YB18)。

沙保勇(1982―)，副教授，博士，主要从事医学细胞生物学教学及脑损伤保护研究工作。

△通信作者，E-mail:121915839@qq.com。▲共同通信作者，E-mail:545359725@qq.com。

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.24.044

G642.4

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1671-8348(2017)24-3442-03

2017-03-05

2017-04-19)