PBL在医学生物化学实验教学中的设计

文红波 曹运长

[摘 要] 生物化学在医学院校是一门专业基础课，主要研究组成人体化学物质的化学结构与功能，及其在体内的化学反应过程，概念较多且较抽象，教学内容枯燥，大部分只能靠识记，导致学生的学习难度大，学习的积极性和主动性不够。生物化学实验课是生物化学课程的重要组成部分，通过多年的实验教学，我们将PBL教学法贯穿临床医学专业生物化学实验教学的全过程，不但巩固了所学的理论知识，以提高学生的学习兴趣，而且还大大地激发了学生的科研思维和创新精神，取得了较好的教学效果。

[关键词] PBL教学法;生物化学实验;临床医学专业;教学设计

[基金项目] 2016年度中华医学会医学教育分会和中国高等教育学会医学教育专业委员会医学教育研究立项课题“地方大学五年制卓越医学人才培养优化对策研究”（2016A-RC017）;2016年度湖南省教育科学规划课题省级重点资助课题“地方大学五年制卓越医学人才培养优化对策研究与实践”（XJK016AGD007）

[作者简介] 文红波（1979—），女，湖南衡东人，硕士，实验师，研究方向为肿瘤药理学;曹运长（1975—），男，湖南新化人，博士，副教授（通信作者），研究方向为心血管疾病发生机制。

[中图分类号] G642.423    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）39-0381-02    [收稿日期] 2020-03-04

生物化学是各医学专业的基础必修课程，主要研究内容是研究人体的化学分子组成与化学反应，从分子水平探讨生命现象本质。PBL是在教师的设计与引导下，根据课程教学教学大纲的要求，以现实科学问题为素材，将学生引入一定的情境或某个具体的临床实例案例中[1]。医学生物化学的案例设计不仅要包含该课程教学大纲中的主要知识点，而且要与临床疾病的发生分子机制紧密相关，从而最大程度上激发医学专业学生学习的主动性和创造性思维。

一、教学对象的组织与时间安排

我校医学各专业基础课程的教学常采用大（合）班教学，教学班级学生人数常多达120人以上，如在理论课上采用PBL法，其实施效果并不尽如人意，因为学生人数太多而授课时间有限，致使很多学生无法参与到课堂讨论中，从而很难调动学生的学习积极性。如果以小班或小组为单位可以取得更好的教学效果。我们的实验教学，都是以小组的形式组织的，每个实验室的学生数20～25人，每个实验室又分成4～5个讨论小组，在课前将讨论的问题事先布置给学生，让学生通过查阅相关文献资料进行独立自主学习。上实验课时，先让每个实验小组的同学围绕这些问题展开讨论并开展实验，完成实验后，每个小组派同学上台给全班同学解答、阐释该科学问题，老师做最后的补充与总结。提前将下一次的实验内容和问题下发给学生，以便其在课前有足够的时间去查阅资料文献，做好充分的准备。

二、PBL在医学生化实验课中的具体设计与实施

在生物大分子的结构与功能篇中，开展的实验有血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳，RNA的提取和鉴定，凝胶层析分离血红蛋白与硫酸铜、血清总蛋白的测定及标准曲线的制作（双缩脲法）等实验;在物质代谢途径与调节篇中，开展的实验有激素对血糖浓度的影响，血清谷丙转氨酶活性的测定等实验。分子生物学医学专题篇中，开展的实验有PCR扩增GAPDH基因等实验。下面就以RNA的提取和鉴定和激素对血糖浓度的影响两个实验为例介绍PBL教学法的设计与实施。

RNA的提取实验操作流程很简单，是医学和生命科学研究里经典和常规的实验操作。除了让学生掌握其实验操作外，还让学生更好地掌握DNA和RNA的化学结构的差异。因此在实验开始前设计了如下三个讨论问题：①细胞中包含有各种有机和无机分子，将细胞裂解后，怎样才能从细胞裂解液中分离得到纯净的RNA？②DNA提取和RNA提取的实验流程差不多，先是破裂细胞，然后加蛋白质变性剂去除蛋白，最后都是加入有机溶剂沉淀核酸。而DNA和RNA都属于核酸，都存在于细胞内，提取时是怎样实现DNA和RNA分离的？③为什么在提取RNA时，一定要非常小心以防止RNA的降解，而DNA提取时又无需特别小心？通过以上科学问题的讨论，让学生了解到真核生物的DNA是与组蛋白结合形成脱氧核糖核蛋白（染色质）存在于细胞核中，核蛋白易溶于偏碱性的高盐溶液，不溶于低盐酸性溶液;而RNA易溶液低盐偏酸性的溶液中，通过调节细胞裂解液的离子浓度和pH来实现RNA与DNA的分离。同时，由于RNA化学结构中的戊糖2′位存在羟基，导致其更不稳定;而DNA的戊糖2′位不存在羟基，所以非常稳定。且水解RNA的RNA酶无处不在且能耐高温，而水解DNA的DNA酶对热敏感且没有金属离子存在时无活性。通过以上问题的讨论和具体的实验操作，学生们对DNA和RNA化学结构的差异就有了更深的认识，继而了解到自然界的生物在漫长的进化过程中，自然而然选择了化学性质更稳定的DNA作为遗传物质的载体，而RNA进化为具有遗传信息表达和调控功能的信息分子。

激素对血糖浓度的影响这一实验是物质代谢篇章中的一个重要实验。糖代谢最后一节中主要介绍血糖和血糖的调节，尽管大多数学生知道血糖是受到激素调控的，并且也懂得升高和降低血糖的激素有哪些，但是要问到这些激素是通过什么样的作用机制调节血糖的，就解释不清了。为此，我们围绕激素对血糖的调节这一实验确定了四个讨论问题：①食物中的糖在消化道中消化后，是怎样从消化道进入血液成为血糖的？②血液中的血糖又是怎样进入全身各组织细胞的？这个过程是否受到激素的调节？③在正常空腹、饥饿、餐后三种状态下，肝脏与其它组织器官的糖代谢状况有哪些不同？④糖尿病的病因是什么，其早期症状有哪些？可以分为几种类型？

通过以上问题的分析与讨论，让学生能掌握食物中的糖是在消化道消化后，通過小肠粘膜细胞膜上的钠离子依赖型葡萄糖转运蛋白将其转运入粘膜细胞，继而进入血液循环运送至全身各组织部位，各组织部位细胞膜上的葡萄糖转运蛋白再将血糖摄入细胞内氧化利用，这种从毛细血管中摄取血糖是受激素调控的，胰岛素可促进外周细胞摄取，反过来，激素的分泌又是受血糖浓度调控的，高血糖促进胰岛素分泌，低血糖促进胰高血糖素分泌。继而再将这两种激素在糖的摄收、糖的有氧化、糖异生、糖原的合成与分解和脂肪动员等方面的调节机制有机地联系起来。最后，将其与临床疾病糖尿病的发病机制、临床症状、分型等再结合起来，让学生能自主地理顺整个糖代谢的知识脉络。

三、PBL在医学生物化学实验教学中应注意的问题

教学方法改革的目的是为了学生更好地掌握知识，为将来能运用知识去服务社会。不能单纯地为追求教学方法的新颖而去采用PBL教学法，而是要针对重要知识点和难点实施该教学法，即科学问题的设计要有合理性和必要性。首先，一次实验课上设计的问题不能太多，要紧紧围绕一个重要的主题或知识点来设计，其次针对的学生是医学生，问题的设计应尽量结合临床实际;三是必须要留给学生充分的准备和讨论时间，且应以小组讨论为主，老师只能起主导作用，可以适当地启发、引导和补充，并最后做总结，最终完成对该科学问题的全面解读。最后，不能只片面地使用PBL这一种教学方法，而是针对不同的教学内容，采用和结合多种教学方法与手段，实现最终的教学目的。

参考文献

[1]程杉，牛静，余和芬，等.PBL教学法在基础医学专业生物化学教学中的实践.基础医学教育，2017（6）：415-419.