注重培養(yǎng)研究生科研素質的 “醫(yī)學細胞生物學”教學方法探討

來源：職稱成果咨詢網(wǎng)作者：趙編輯時間：2019-07-06 17:24

　　摘要：研究生科研素質包括科研思維及創(chuàng)新能力的培訓，是研究生科研能力提高的核心。文章認為教師以“醫(yī)學細胞生物學”課程課堂教學為依托，采用多種教學方法，結合細胞培養(yǎng)技術實驗課教學，進行研究生科研素質訓練，開設創(chuàng)新實驗，可以提高醫(yī)學研究生創(chuàng)新性人才培養(yǎng)質量。

　　關鍵詞：研究生課程建設;細胞生物學;科研素質訓練

　　0 引言

　　培養(yǎng)出符合社會需要、具有競爭能力的優(yōu)秀人才是醫(yī)學研究生培養(yǎng)的最終目標，其中科學思維、創(chuàng)新能力是決定高質量高素質研究生培養(yǎng)的重要指標。生命科學和技術的進步，尤其是細胞與分子生物學技術與知識的迅猛發(fā)展，給醫(yī)學研究及應用帶來了革命性的改變。精準醫(yī)學及單細胞組學在醫(yī)學診斷與治療的應用，越來越多的生命科學與醫(yī)學相關的研究生意識到“醫(yī)學細胞生物學”知識的重要，懷著濃厚的興趣選修這門課和相關的“細胞培養(yǎng)技術”課程。為優(yōu)化研究生“醫(yī)學細胞生物學”教學，筆者采用多種方法結合，培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新能力。以下為筆者在探討研究生“醫(yī)學細胞生物學”教學中的實踐與思考。

　　1 優(yōu)化細胞生物學理論課教學內容，培養(yǎng)學生科研思維

　　細胞生物學是基于實驗發(fā)展起來的生命科學三大基礎學科之一。新技術與新方法的學習非常重要，但理論的發(fā)展對疾病發(fā)病機制與治療也有很大的作用[1]。研究生細胞生物學教學內容提高質量主要從兩個方面入手。一方面提高學生對現(xiàn)代細胞與分子生物學進展知識的掌握與獲取;另一方面增進學生對細胞與分子生物學新技術與方法的了解。授課內容圍繞細胞功能及調控機制為線索，強調結構與功能相適應的觀點，注重細胞整體，細胞交流與相互作用的機制與調控。授課專題包括八大部分：細胞生物學研究常用技術及相關網(wǎng)站;細胞膜物質轉運與神經系統(tǒng)疾病;蛋白質胞內運輸及囊泡轉運與多種重大疾病;疾病相關經典信號調控通路;細胞骨架與疾病診斷與治療;細胞周期調控與腫瘤;細胞死亡方式與及疾病;細胞分化與發(fā)育。采用教科書為主要參考資料，結合查閱文獻及生命科學相關網(wǎng)站。課堂先提出醫(yī)學相關問題，如遞質門控離子通道在藥物成癮中作用及機制;突觸連接調控記憶與認知的關系;HGF/c-Met 信號轉導通路對腫瘤細胞遷移的調控等。在學習生命及疾病機制的同時，了解細胞生物學相關知識及該領域的進展，開拓思路，培養(yǎng)學生科研思維與技巧，激發(fā)學生學習興趣。

　　科研思維是在發(fā)現(xiàn)、提出、分析及解決問題的過程中得到培養(yǎng)的。以細胞生物學基礎知識為載體，在學習的過程中提出問題，通過查閱文獻、利用網(wǎng)絡、討論、思考及發(fā)散思維，最終找到解決問題的可能途徑及方法[2-3]。老師起著引導及訓練學生科學思維的角色，學生在提出問題、探尋答案的過程中獲得知識的掌握與科學思維的訓練。很多研究生結合自己將要研究的課題，通過細胞生物學知識的學習對課題相關假設及科學問題有深入的認識[4-5]。

　　2 使用多種教學方法學習細胞生物學經典實驗與重要發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識

　　2.1 翻轉課堂形式學習

　　“醫(yī)學細胞生物學”是一門實踐性很強的學科。許多新理論、新知識都是從實驗的發(fā)現(xiàn)中歸納出來的。許多設計巧妙的經典實驗及新技術最終帶給了人們新的發(fā)現(xiàn)。學習這些實驗設計的思路及細胞生物學新技術的應用是啟發(fā)學生的創(chuàng)新意識的有效方法。這部分知識的學習教師采用翻轉課堂式教學。學生利用課外時間閱讀教材，查閱資料，準備PPT，組織匯報，開展課堂討論。細胞生物學教學目前面臨的主要問題是學科內容多、發(fā)展快、課時少。如何高效利用有限的課堂教學時間，獲得最大的收益，一直是教師近年努力解決的問題。將細胞生物學經典實驗與重要發(fā)現(xiàn)的相關內容，交給學生。通過翻轉課堂這種自主的參與過程，使學生有可能更深刻、更全面地掌握所學內容，同時通過課前的自學、查閱資料等準備活動，使課堂教學更為高效，這一模式的嘗試對完善現(xiàn)有的細胞生物學教學具有重要意義，有利于細胞生物學教學水平的提高，也有利于科研創(chuàng)新與合作能力培養(yǎng)。

　　2.2 研究范例引入課堂教學

　　另外一個重要的教學形式是將研究范例引入課堂。高水平的專業(yè)教師隊伍是細胞生物學教學高質量的保證。一方面，老師從自身科研經歷出發(fā)，講解細胞生物學知識與技術在自己科研成果和科學發(fā)現(xiàn)過程中的實際應用，激發(fā)學生對細胞生物學知識、技術與方法的興趣[6-8]。授課老師在醫(yī)學與生命科學不同的領域中均承擔相應的科研項目，講授細胞生物學知識與技術重要性的同時，強調細胞生物學在各學科的應用，并介紹相應的交叉學科，發(fā)散學生思維。另一方面，選擇細胞生物學知識解決實際問題的科研成果以及當今采用的多個技術路線及經典路線，激發(fā)學生思考，培養(yǎng)創(chuàng)新認識。選擇難度適中的參考文獻，引入細胞生物學學科進展的新概念、新方法、新思路，跟蹤學科發(fā)展、研究熱點。

　　2.3 課堂外小組學習

　　學生組成小組，每周一次在課堂外以小組形式討論細胞生物學課程的概念與理論，高年級同學與老師在小組成員遇到難題時提供輔導。通過小組學習與討論，知識在交流中理解、掌握和融會貫通，同時也培養(yǎng)了研究生交流和合作的能力。

　　2.4 雙語教學引入課堂教學

　　開展醫(yī)學細胞生物學的雙語教學模式，是提高研究生專業(yè)英語水平的極好機會，也是提高研究生醫(yī)學細胞生物學教學質量，提高研究生科研素質的重要環(huán)節(jié)[9-11]。由于很多細胞生物學前沿科研成果，都在英文雜志刊載，細胞生物學經典理論與實驗在教科書中也是從英文版摘錄和引用?？炊V泛閱讀對剛從事科研的研究生來說有很大難度[12]。有限的英文文獻閱讀能力，限制了研究生對前沿知識的獲取，也限制了研究生科研創(chuàng)新能力。雙語教學對研究生自身專業(yè)英語提高提出要求[13-14]。細胞生物學基本概念、基本理論和假說的英文解釋，在其他醫(yī)學相關學科如組織與胚胎、病理與生理等也都會再出現(xiàn)[15]。雙語教學也將幫助研究生讀懂相關專業(yè)的英文文獻。首先利用課余時間鼓勵學生通過大量查閱并閱讀相關外文文獻，提高英文閱讀水平，及時掌握醫(yī)學細胞生物學的最新動態(tài)，塑造科學的思維模式和提高科研能力，然后課堂上通過全英文的書籍(Molecular Biology of the Cell，Essentials of Cell Biology 等)，英文的課件、板書，配合相關講解，為學生營造一個良好的全英文學習環(huán)境，幫助研究生們盡快融入英語情境并掌握相關專業(yè)英語知識，使其可以在課堂交流中熟練地運用專業(yè)英語，為今后的國際交流與合作打下堅實的基礎[16-17]。課后鼓勵學生用英文書寫實驗報告，并對實驗結果加以分析和總結，找出實驗結果不理想的原因或實驗成功的注意事項，為以后的實驗設計和英文論文的撰寫做好充分的準備，提高科研素養(yǎng)。

　　3 學習細胞生物學實驗儀器的使用，開設細胞培養(yǎng)實驗課教學，提高實驗技能

　　3.1 學習科研中常用實驗設備與技術細胞生物學是實踐性、綜合性與創(chuàng)新性相結合的生命科學基礎學科。學科的發(fā)展離不開各種設備的發(fā)明和技術的建立，學習各種細胞生物學常用實驗設備與技術為今后的科研提供保障，同時學生在實踐過程中培養(yǎng)對科研的興趣[18]。醫(yī)學院建設了分子生物學實驗室、細胞房、動物房。購置了倒置熒光顯微鏡、 CO2恒溫培養(yǎng)箱、流式細胞儀、冰凍切片機、流式細胞儀、小動物活體成像系統(tǒng)等用于研究生及教師的科研與教學。結合醫(yī)學院現(xiàn)有條件，教學內容選取當今科研中常用的設備與技術，包括各種顯微鏡(正置、倒置、熒光、共聚焦及電子顯微鏡)的原理與使用、流式細胞儀的原理與使用、免疫組織與細胞化學染色技術與原理、基因表達上調和下調技術與原理，細胞培養(yǎng)基本操作與實驗。

　　3.2 開設細胞培養(yǎng)技術實驗課

　　生命科學各個學科的研究都要用到細胞培養(yǎng)技術。然而，利用細胞實驗去回答科學問題是科研能力的重要體現(xiàn)，其中科學地設計細胞實驗是關鍵[19]。傳統(tǒng)的細胞培養(yǎng)技術教學內容注重細胞培養(yǎng)的關鍵技術[20]，教師在教會學生掌握細胞培養(yǎng)技術的基礎上，鼓勵學生參與實驗設計，記錄實驗結果，分析實驗結果。在實驗課里完成實驗內容后，以實驗報告的形式總結。如熒光標記細胞與熒光顯微鏡的原理與使用;懸浮細胞與貼壁細胞培養(yǎng)的異同與實驗操作;原代細胞培養(yǎng)與細胞系復蘇與傳代培養(yǎng)關鍵步驟;免疫細胞化學技術鑒定原代培養(yǎng)的細胞純度等。在實驗過程中，注重觀察和培養(yǎng)學生各種觀察能力、合作能力、獨立操作能力、探索和解決問題的能力。這樣既培養(yǎng)了研究生對科學實驗方法的掌握，同時又對研究生的實驗設計能力和科技創(chuàng)新能力進行了培養(yǎng)。

　　4 開卷和綜述形式進行教學考核

　　細胞生物學成績包括平時及期末考試成績兩部分。教師選用課堂考試，開卷形式?？荚噧热莅ɑA理論、實驗設計及綜述。注重平時成績，重點考查學生對知識的靈活掌握，注重學生綜合能力的考查。

　　5 結語

　　以科學思維和創(chuàng)新能力為代表的科研素質培養(yǎng)，是提高研究生教育的重要環(huán)節(jié)。安徽理工大學醫(yī)學院配合研究生教育，進行了科研綜合平臺的建設，成立了醫(yī)學前沿實驗中心，內設分子生物學實驗室、細胞培養(yǎng)間、動物房(包括SPF級動物房)等。學校為研究生設立了研究生創(chuàng)新基金，為細胞生物學相關實驗提供了強有力的經費支持，也為“醫(yī)學細胞生物學”課程改革的順利開展提供了保障。教師以“醫(yī)學細胞生物學”理論課課堂及實驗課教學為依托，進行研究生科研科學思維及科研創(chuàng)新能力的訓練。“醫(yī)學細胞生物學”課程改革3年來，設計調查表，對參與課程的研究生們進行課程的滿意度調查。結果表明, 學生對課程的滿意度高達97%，均認為這種教學方法對其自身科研素質的提高有很大的幫助。針對以“醫(yī)學細胞生物學”課程為依托，進行研究生科研科學思維及科研創(chuàng)新能力的訓練達到了預期的效果。學生一致認為通過“醫(yī)學細胞生物學”這一門課程學習, 不僅對生命基本單位的細胞有了全面的認識，而且對細胞在疾病的發(fā)生發(fā)展過程中重要作用有了一定的了解，也明白了細胞在科學研究方面有著不可或缺的作用。同時，通過相關的實驗課的訓練，不僅了解了細胞在研究一些疾病的機制方面發(fā)揮的作用，而且掌握了細胞生物學相關實驗的操作步驟。在“醫(yī)學細胞生物學”課程過程中，研究生們的科研素質得到了很好的訓練，在分析問題、動手與設計實驗的思路上有很大進步，因此也為自己的研究生課題設計與開展提供了一個堅實的理論與技術的基礎。比較好發(fā)表的醫(yī)學雜志有哪些，點擊查看。

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