临床分子生物学检验教学模式反思与探索

林艳凤，林东红，林梨平，吴 娟，薛 龑，林 旎

(福建医科大学 医学技术与工程学院，福建 福州 350122)

当前，抗击新冠肺炎疫情是对国家公共卫生体系的一次大考，也是一场公众医学科学素养的大考[1]。在引导公众科学理性认识疫情的基础上，全国科技工作者在临床救治、疫苗研发等方面夜以继日攻关，为疫情防控提供了科技支撑。习总书记在2020年全国科技工作者日上提出，“希望全国科技工作者弘扬优秀传统，着力攻克关键核心技术，促进产学研深度融合，勇攀科技高峰，为把我国建设成世界科技强国作出新的更大的贡献”[2]。

实施科教兴国战略，加快培养医学科技人才是高等医学教育承载的天然使命[3]。临床分子生物学检验是医学检验领域的前沿学科，为实验室诊断提供可靠依据，使临床医学进入以分子诊断为代表之一的精准医学时代。它作为必修课程还能为本科生顺利过渡到研究生或进入临床实验室、科研机构提供知识储备[4]。因此，及时反思临床分子生物学检验教学存在问题，积极提升教学质量，完善培养模式，能为学生科学思维的培养、创新能力的训练[5]，进而服务于临床诊疗和社会公共卫生安全起到积极的促进作用。

一、临床分子生物学检验在医学生科研创新能力培养中的重要性

临床分子生物学检验是医学分子生物学和临床检验的桥梁课程，涉及范围从基础到临床，体现了产学研深度融合的精髓。目前，基于医学分子生物学的理论和技术已经广泛用于临床诊疗及其研究领域，例如，采用qPCR技术定量检测乙型肝炎病毒DNA以明确病毒的存在及其载量，再通过PCR-SSP或PCR-RFLP进行病毒基因分型、亚型鉴定以及病毒耐药基因分析，对乙型肝炎的诊断、疗效和预后判断有重要的临床意义；新型冠状病毒疑似病例的确诊也需要具备实时荧光定量PCR检测核酸阳性或病毒基因测序与已知新型冠状病毒高度同源才能判定。随着基因组学、蛋白质组学及生物医学大数据的整合利用，实验诊断已从单一的病因诊断发展到包括病因分析、风险预测、疗效评价和预后评估等在内的综合检验诊断。因此，基于临床分子生物学检验课程的特殊属性，在教学中坚持“以科技素养教育培养科学精神”为导向，优化在医学检验本科生培养体系中的课程设置，认真整合课程内容，结合经典理论技术与学科前沿动态，将有助于学生充分理解所学理论与技术，增强其科学素养和科研思维逻辑，为将来做出原创性的研究工作和临床转化奠定扎实基础。

二、以提升科学素养和创新能力为目标的教学探索与实践

(一)优化课程体系，案例探究教学，夯实学科理论储备

1.整合教学内容，构建知识体系。原有的课程设置中，生物化学与分子生物学作为4年制医学检验技术专业的先修课程设置在第3学期，而侧重技术原理和临床应用的临床分子生物学检验设置在第5学期，该模式在一定程度上造成了知识点的割裂和碎片化，缺乏系统性和延续性。笔者根据学科特点，将两部分内容优化整合至第5学期统一授课，从分子水平出发讲授核酸→蛋白质→基因调控，再以此为基础拓展并延伸到检验技术的原理→方法→临床应用，课程涉及的有关内容进行穿插、串联，有助于学生构建系统的知识体系，扎实理论基础，优化整合后的课程架构如图1。

图1 临床分子生物学检验课程体系

2.精选科研案例，探究式教与学。整合授课教师的研究优势[6]，结合自身研究方向设计科研案例，选择该领域经典的或者正处在实时热点的科研案例作为补充，利用爱课程、学习通和腾讯会议等现代教学平台，打造“云端”三尺讲台。课前教师将科研案例通过微视频上传，布置开放性问题，如该科研实例主要研究哪些方面，采用了哪些方法和技术开展研究，得出的结论是什么。学生通过视频完成对相应知识点的观看和自主思考，课堂上教师结合学生在线学习中反馈的共性问题，答疑解惑、交流讨论，形成探究式的课堂教学模式，使学生理解科学研究的基本方法和思路，培养学生的创新思维和激发学生独立思考的能力[7]。

(二)借助虚拟仿真云平台与学院科研平台，强化实践操作能力

1.应用虚拟资源，拓展实践频度与宽度。借助虚拟仿真实验教学云平台，开放基础性虚拟仿真实验教学资源，如质粒DNA的提取与浓度的检测、qPCR检测细胞内RNA表达、PCR扩增和产物分析等，学生通过人机互动实验流程实现自主学习，并不受时间和空间限制反复练习，提高基础性实验的掌握程度；此外，选用综合性虚拟仿真实验教学资源，如地中海贫血基因分型检测、甲型流感病毒鉴定等，将一些耗时长或具有生物安全风险而难以开展的实验以线上虚拟的形式纳入实验教学。新冠肺炎疫情停课期间，虚拟仿真实验教学云平台充分发挥了远程实验教学的优势，保证了实验教学的顺利开展。

2.共享大型仪器，实验融入科研与创新。借助学院科研平台设计基于大型仪器设备平台的开放性实验[8]，如以“体液循环肿瘤DNA中IDH1基因突变检测”为例介绍Digital PCR技术的应用范围和技术特点，学生利用实验室开放日，系统学习dPCR扩增的工作原理，学生分组练习dPCR反应体系的配制及“油包水”微滴制备，教师演示如何进行PCR芯片荧光信号读取及数据分析。通过平台共享，为学生创新性实验的设计和完成提供有力保障，也为本科实验教学与前沿技术的串联提供渠道。

(三)利用公众号新媒体，推送学习资料，对接学科前沿动态

在临床分子生物学检验课堂教学外，本课程教师精选了“临床分子诊断生物”“医学分子生物学”和“福建省医学会检验分会”等公众号，实时推送临床分子生物学检验新技术及具有学科前沿地位的学术性文章、专题讲座、网络课堂和线上会议等，尝试多渠道激发学生的探索欲和科研热情。学生利用碎片化时间实时关注并学习推送内容，加深对专业领域的新知识、新技术及行业发展动态的了解。其中，“福建省医学会检验分会”公众号由福建省检验学会创办，主创人员均为我系教师，主创教师密切关注学生需求，推送学习资料，如文献检索工具和测评(表1)、科研论文撰写八要素和实用PDF处理工具等，结合科研能力培训，强化实际应用能力。此外，教师对公共卫生突发事件也保持着高度的敏感性，如在新冠疫情期间特别推送了“新型冠状病毒核酸实验室检测要点”“正确认识新冠病毒核酸检测的影响因素”“新型冠状病毒实验室检测生物安全指南”等相关文章，通过有效的知识传递，帮助学生科学认识新型冠状病毒，澄清谬误，平复恐慌，有效地提升了学生的科学素养和公共卫生安全意识，为刚性防疫提供了柔性支撑。

表1 常用文献检索工具

(四)增加多元化考核指标和考核形式，客观评价科学素养和创新能力

课程从以下4个方面客观评价学生的科学素养和创新能力。(1)调整考核项目及比例，期末考试(40%)、实验课线上及线下考核(30%)、文献汇报(10%)、研究方案设计(10%)、课程中心平台小测(7%)和考勤(3%)，大幅降低期末考试权重；(2)设计多元化考核指标，组织学生分组进行临床检验领域代表性文献阅读，精读文献的研究背景、研究目的、研究方法和研究结论等，注重文献中概念的理解和实验设计的来龙去脉，总结提炼文献精华，最后以思维导图的形式呈现并计入考核(图2)；(3)研究方案设计安排在课程中后期，在有一定文献积累后组织实施，教师从选题的新颖性，实验设计的科学性，写作的逻辑性以及方案的规范性几个方面综合评判；(4)增加“问答式”“集体式”考核环节，改变考核人员单一、考核模式固定的现状，开展学生自评与互评，增加小组内和小组间互动考核环节，通过对他人方案的理解、思考和提问，调动参与度和积极性，提升思辨能力。

三、教学改革的成效、体会与展望

近3年，学生对本课程教师教学质量评价的平均分为97.0分，位列全校参评教师前10%。课程学习满意度的问卷调查结果显示，学生普遍认为新的授课方式和考核模式能更好地串联课程知识体系，对自身科研素养、动手实践能力及综合分析能力均有较大提升，教学改革取得了一定的成效。(1)以考促学考核方式实施后，学生考核成绩有较大幅度的提高，近3年总成绩平均分从(71.5±9.7)提高到(84.4±7.7)，差异有统计学意义(表2)；(2)鼓励教师与学生结对子，引导学生早期介入科研活动，设计科研案例并转化为大学生创新创业项目，近年来在各级大创项目上均有所斩获，由本课程教师指导的大创项目获1项省级立项，8项校级立项；(3)通过文献阅读及写作逻辑性训练，学生撰写学术论文的能力和积极性有所提高，近3年本科生参与发表文章从3篇增加至7篇(其中CSCD期刊1篇，SCI期刊3篇)，在数量及质量上都有显著提升。

表2 20182020年“临床分子生物学检验”各项成绩汇总

这场突如其来的疫情让我们在特殊的时期更加真切地领悟了科学精神的真谛，领悟到提升公众科学素养、培养科技人才的必要性[9]。作为教育工作者，在教学过程中应当坚持“以科技素养教育培养科学精神”为目标，及时总结不足，积极吸纳新的理念和方法以适应未来医学实践、科学研究的需求。该教学模式还需进一步加强在教师队伍、网络课程平台和混合式教学等方面的建设，充分利用互联网等新媒体工具，优化和完善临床分子生物学检验课程教学体系，使改革更具科学性和可持续性，以期为培养优秀的青年科技人才添砖助力。