临床分子生物学检验技术实验课程教学改革探讨

蒋 露 宋军营 仝 岩 陈 恒 韩文彦 任伟宏

1.河南中医药大学第一临床医学院医学检验技术教研中心，河南郑州 450000；2.河南中医药大学科研实验中心，河南郑州 450046；3.河南中医药大学第一附属医院检验科，河南郑州 450000

生物化学和分子生物学在医学教育中是联系基础与临床的桥梁纽带[1]。临床分子生物学检验技术课程是以生物化学和分子生物学为基础的一门前沿学科，是本科医学检验专业必须学习的重要课程，是成为检验技术人才必须要熟练掌握的一项实验技能。该课程具有抽象性、复杂性、前瞻性的特点，使该课程具有教师“不易教”，学生“学不会”的特点，教材中许多名词如限制性长度多态性、限制性内切酶、指纹、图谱、印记等很难用文字描述，这些名词大都涉及整套的实验流程，其复杂性不言而喻。同样教材中出现大量PCR相关的检测技术如RT-PCR、FQ-PCR、PCR-ASO、PCR-RFLP、RAPD、PCR-RDB、MOEA等，这些实验技术都是分子水平的实验操作，非常抽象。同时笔者在教学中发现，该课程包括众多病原体（细菌、真菌、病毒、支原体、螺旋体等）。因此想要透彻深入学好临床分子生物学检验技术这门课程需要学生有扎实的分子生物学知识背景，对基因、DNA、转录、翻译等知识清楚明白，对基本的分子生物学实验及原理理解透彻，同时也需要与临床微生物学检验技术课程的学习相互配合，先学习相关病原体的基本生物学特性，并认识到其他鉴定方法的不足，能更清晰地理解分子生物学技术检验的临床意义。这样能为临床分子生物学检验技术课程的教学提供极大的帮助。

然而，要想真正的“学会、学懂、学透”临床分子生物学检验技术这门课程，只学习理论知识是远远不够的，临床分子生物学检验技术实验课程的开设与学习才是真正学会该课程的关键，实验课程教学效果决定了学生对临床分子生物学检验技术课程的学习效果。我校虽已开设12个学时的实验课程，但学时还是远远不够。由于学校实验室场地的限制，我校没有自己单独的分子生物学实验室，需要和别的教研室共同使用。不仅在实验课时间的安排上及灵活度上受限制，还带来了交叉污染的风险。同时实验设备不足，只有一些老旧的，最基础的实验设备，学生无法感受到分子生物学实验的前沿性。而且实验课时太少，许多重要的实验没有机会去实际操作，实验内容过于单一，简单且陈旧。因此，针对这种现况，结合笔者自身对该课程的教学经验，对临床分子生物学检验技术实验课程教学改进提出以下几点建议。

1 完善实验室条件

1.1 规范实验室建设

由于临床分子生物学的实验课程是在微观分子水平上的实验操作，操作对象是肉眼不可见的核酸或者蛋白质。因此分子生物学实验对实验室配置和实验环境要求比较高[2]，应具有独立实验室，尽量不与其他实验室交叉混用。应配套有基本仪器设备，如超净工作台、实验操作台、细菌培养箱、恒温培养摇床、离心机、PCR仪、琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶电泳设备、恒温水浴锅、-20℃及-80℃冰箱，微量移液枪，有条件的实验室还可配备荧光定量PCR仪、数字PCR仪等，并保证仪器设备的精密度和准确度。实验室需配备紫外杀菌灯管并保障实验后进行至少30 min的紫外杀菌，避免造成不必要的污染导致实验结果不理想甚至失败。

1.2 规范实验试剂耗材使用

正如前段所述，分子生物学实验对清洁度要求比较高，所用实验耗材需经过高压灭菌处理才能使用，比如微量移液器吸头、离心管、试管、平皿等。操作实验时需佩戴口罩和手套，无污染性试剂加取及配置尽量在超净工作台中进行，避免试剂本身受到环境污染。试剂盒避免混用，注意无菌操作并及时封盖，有污染性的试剂如琼脂糖凝胶电泳使用的溴化乙啶（EB）是强致癌物，聚丙烯酰胺凝胶配置过程中使用的丙烯酰胺具有神经毒性，都需在单独区域操作，避免到处污染，造成安全隐患，经费允许的实验室可直接购买成品试剂。

2 增加实验课学时及丰富实验内容

由于本科教学制度的改革，医学检验专业本科学位由医学学位改为理学学位，学制由原来的五年改为四年，使医学检验专业相关课程受到压缩。临床分子生物学检验技术课程的课时也相应减少，其中实验课的学时被大大缩减[3]。那么首先需要增加实验课程的课时量，12个课时只能进行三个下午的实验操作，时间上是远远不够的，而且由于分子生物学的实验具有连续性，中间环节的断开和暂停大大增加了实验失败的概率[4]。如基因组DNA的提取，引物设计后进行PCR反应得到目的基因，经核酸琼脂糖凝胶电泳，胶回收试剂盒进行目的片段的回收，随后进行酶切鉴定或者进行基因转化，与载体连接，构建目的质粒。上述实验过程是动态连续的过程，尽量一气呵成，鉴于分子生物学实验的特点，笔者建议将实验课安排在连续的一周或两周内完成，并建设开放实验室，学生可以根据自身的时间安排，利用白天无课时间，晚上或者周末空闲时间进行实验操作。也可以在这1～2周的时间内同时开展2～3个实验，穿插进行，这样能有效弥补课时不足带来的问题[5]。

其次要进一步丰富实验内容，现阶段分子生物学检测技术已广泛应用到临床检测中，如耳熟能详的亲子鉴定、羊水穿刺、唐筛、遗传病的基因检测，耐药基因筛选，靶向治疗靶点的筛选等[6]。而且在科学研究中，分子生物学技术更是得到了极大的发展，可以适当的让学生参与一些科研中的分子生物学实验。因此，增加一些新颖、前沿的实验内容才能充分调动学生的好奇心及积极性，激发学生主动学习的能力。

3 增强师资队伍建设

3.1 提高教师水平

教师知识水平的高低在一定程度上影响了学生对知识的掌握，对于前沿学科分子生物学课程的教学来说更是如此。校方在招聘新的青年教师时，需要有一定的学历要求，至少需要有扎实的分子生物学基础并在科学研究中参与过分子生物学相关的实验。作为已经在职执教的一线教师应有自我提高的意识和行动，如利用视频素材、教学网站进行自我学习，阅读分子生物学相关的医学文献了解前沿知识动态，学校可积极组织教师进行参观学习，开拓视野，提升知识和技能水平，尤其是深入医院或企业一线，了解分子生物学技术的社会需求[7]。

同时可以请本校或者外校优秀的教师举办讲座，给新入职的教师进行培训，培训方面可包括如何更好地进行实验教学设计？如何准备实验教学教案？如何选择更合适的实验教学方法？如何调动学生动手操作的积极性？还可以组成“老带新”的一对一指导模式，青年教师通过跟随指导教师备课及授课过程，快速提高教学能力。要以学生为中心，以素质教育为指导，注重培养学生能将课本知识转化为技能和素质能力。

3.2 采用多种教学方法

临床分子生物学实验课程的研究对象主要是生物大分子，比如核酸和蛋白质。实验内容比较抽象，学生“摸不见、看不着”，容易产生厌学心理。因此在实验课程教学的过程中可利用幻灯片PPT、图片、动画、视频资源、CCTV科教频道或教育网站等多媒体和网络教学平台[8]，将抽象的实验操作更加直观地展示给同学们，使学生更易接受。如抽象的PCR扩增过程，经过动画演示，学生可以直观地看到DNA双螺旋，碱基互补配对，DNA聚合酶及调控因子，学生对PCR扩增过程有更深刻的理解。当前诸多理论课程改为线上，许多线上课程平台应运而生，而实验课程的讲授仍受到很大阻碍，虚拟操作平台的发展使虚拟仿真实验成为可能，学生可根据平台提示，一步步操作完成实验过程，不受时间和空间的限制，学生可随时随地重复实验操作过程[9]。如临床分子生物学检验技术是临床诊断医学课程虚拟仿真的重要组成部分，通过“互联网+”平台的建设，保障学生顺利的进行实验课程学习[10]。

临床分子生物学检验技术课程与临床应用紧密结合，若能将临床检测中遇到的案例适时巧妙的引入到该课程的教学中，不仅能增加课程的趣味性，激发学生的学习兴趣，也能使学生实际认识到自己所学知识的应用价值，无形中调动了学生的积极性[11]。另外，教师应积极组织学生到医院分子生物学相关实验室进行参观学习。并要求学生在医院见习期间积极主动的动手操作，学习新知识，新技能，使其对分子生物学技术有更直观的了解，为以后临床工作或科学研究奠定基础。

4 引入文献阅读，培养科研思维

临床分子生物学检验技术不仅在临床检验中应用广泛，也是科学研究中最基础的实验技术之一。分子生物学实验几乎是每位科学研究者必备的实验技能，因此分子生物学相关的实验技术广泛存在于科学研究论文中。学会阅读科研论文能进一步扩充学生的知识面，拔高知识体系，开阔学生视野，提高学生兴趣[12]。所以在该课程的讲授过程中引入文献阅读，教授学生掌握文献搜索查找及下载的方法，并学习正确的阅读方法，如先阅读文献摘要和结论部分了解文献的主要研究内容及目的意义；再阅读结果和图表部分掌握文献所有实验结果；最后再阅读引言和讨论部分了解文章背景及该课题现阶段研究进展。掌握正确的阅读方法能更快速更准确的读懂科研论文，并找到自己关注和感兴趣的知识点。比如哪些实验涉及分子生物学技术，并在材料方法中查找实验步骤。同时，采用“演讲汇报+回答问题”的方式对学生进行分组讨论学习，以小组为单位制作PPT并进行文献阅读汇报答辩，其他同学和教师需要提问，汇报组需要认真查阅资料解答。经过这样的文献学习过程，笔者认为学生对分子生物学技术的认知会更加深刻[13-14]。当然，比较深奥的文献中涉及的高精尖的分子生物学技术对本科生来说比较晦涩难懂，这要求代课教师需先把握好文献的难度，由浅入深，循序渐进，待学生训练到一定水平后，可自行查找文献并完成阅读汇报的过程。

在当代的检验专业本科教育中，继续深造考研已成为现代大部分医学本科生的选择。在本科阶段就开始接触文献，走入科学研究的大门，在文献阅读中学习和借鉴他人的科研思路及实验方案，逐渐开始培养自己的科研思维，是非常重要的训练过程。因此在文献阅读汇报时，建议要求学生总结出文献的科研思路及技术路线，并模仿设计出一个新的实验课题，该过程对本科生来说比较困难，需要教师慢慢引导，学生做到熟能生巧，举一反三，达到真正的学以致用。

5 提高学生学习兴趣，增加重视度

临床分子生物学检验技术课程对医学检验专业的本科生教学来说，其重要性不可忽视。由于课程的缩减，有些教研室将该课程规定为考查课，甚至是选修课，学校对该课程理论及实验教学的不重视自然也引起了学生从内心深处不重视该课程的学习。再加上该课程理论知识本身比较抽象难懂，实验设计复杂困难，实验操作过程精细复杂，出错不易发现，一旦实验失败基本就要从头开始，还有污染的风险。因此，多数学生认为该课程理论知识和实验操作的学习都具有挑战性，从而容易产生知难而退，厌恶学习的情绪态度。那么从学生心里提高对该课程的重视度，并激发学生的学习兴趣，让他们主动学，愿意学，才能更好的学习一门比较难的课程。

首先临床分子生物学检验技术课程要作为一门必修课和考核课，任课老师要在开课时强调该课程在以后临床检验工作中的重要性。此时可以引入分子生物学检验在实际临床检验工作中的应用，如用荧光定量PCR技术检测乙肝病毒、丙肝病毒、甲、乙流感病毒、人乳头状瘤（HPV）及现在正在肆虐的新型冠状病毒。除病毒之外，其他病原体如结核分枝杆菌、大肠杆菌、白色念珠菌、肺炎支原体、梅毒螺旋体等都在用分子生物学的方法进行检测。其他情况如未出生胎儿的一些基因型筛查，线粒体相关疾病的筛查及肿瘤标志物的检测也都用到了分子生物学技术等。从工作应用的方面强调该课程的重要性更能提高学生的重视度，同时结合我们前面所说的多种教学手段，调动学生的学习兴趣。另外，还可以让本科学生跟着研究生或者有科研任务的青年教学参与实际的科学研究，实际的参与感能激发学生的好奇心，在研究生或教师的指导讲解下能很快的融入课题中，在这种学习模式中学生有参与感，自主性，积极性，就能达到更好的教学效果。

6 改进实验考核方法

临床分子生物学检验技术课程考试分为理论考试和实验考试，经过多年的教学改革，理论考试已经在很大程度上得到了改进如将课堂表现，出勤等算入考核范围，在试卷方面减少死记硬背知识点的考查，以讨论性或者开放性试题为主，或以撰写小论文的方式考查学生应用知识的能力[5]。但实验课程考核制度仍需进一步完善。由于实验课程耗时较长，涉及环节多，一位任课老师很难做到认真观察每一位学生的实验操作过程，因此往往无法全面的给出评价，传统的以评价实验报告优劣的考核方式显然已不再适用。笔者建议从多方面全面考核实验课程：①在实验课堂表现方面，如出勤情况，课堂注意力，参与课堂讨论程度，实验操作的积极性，参与度；②在实验项目设计方面，如实验项目设计的完整度，可操作性，时效性等；③在实验操作考核方面，如实验操作的规范性和熟练度等；④在小组汇报情况方面，如汇报内容是否全面，汇报者表述能力，小组成员对教师或其他同学提问的回答情况等；⑤实验报告的撰写方面，如是否对整个实验过程叙述完整，是否有重难点分析，是否有总结与反思。这样，应用多元化考核模式[15-16]可从实验课程的方方面面进行多方位考察，综合多方面因素纳入最终考试成绩。因此，对实验课程考核方式进行改革可以更好的培养学生实践动手、分析问题和实验设计的能力，进一步调动学生积极性，促进学生全方面发展。

7 小结

分子生物学技术是一门前沿学科，临床分子生物学检验技术广泛应用于疾病检测和科学研究，临床分子生物学检验课程也是培养检验技术人才不可或缺的一门课程。实验课程的学习是对分子生物学技术理论知识的实践，要求学生学好实验课程才能真正的掌握好，应用好这门技术。本文建议学校在实验室建设和实验设备方面给予支持；在加强教师队伍建设，采用多媒体教学等方面加以提升；在增加实验内容，引入文献学习，培养科研思维方面加以重视；并注意改进教学及考核方法等。培养学生积极的自主学习能力，熟练的动手操作能力，独立思考，善于总结，使学生“学会、学懂、学精、学通”这门课程，努力为社会培养出高素质的医学技术检验人才贡献微薄之力。