生物化学这门学科是当今发展最为迅速的前沿学科之一,也是医学院校一门重要的专业基础课。其知识已经渗透到生命科学的各个领域,尤其是生物化学的各种实验技术和研究方法迅速向各学科渗透,使生命学科各领域的研究充满活力,研究的深度和广度发生了根本的改变。因此,当今医学生生物化学学科的教学目的不仅是让学生掌握相关医学基础知识,而且要以生物化学的技术方法、研究思路的传授为己任,全面培养医学生的科研思维能力。但由于生物化学知识体系庞大,内容复杂,多年来,在医学院校中长期流传着“生理生化必有一挂”的说法,学生的畏难情绪很重,学习的主动性和自觉性较差,应试的思想较重。另外,相比一些临床课程,生物化学作为基础课程往往不受学生重视,甚至认为在临床工作中作用不大。随着当前各种教学改革的开展,生物化学理论学时被严重压缩,虽然各种教学改革中增加了学生自主学习和综合能力的培养,教师也在不断的探索教学手段和形式以增强学生对抽象理论的理解,但由于学生在思想意识上没有改变对生物化学课程的“排斥感”,很多教学改革活动的成效不大,学生学习压力无形中加大。因此,要想在有限的专业课程中教学完成学生创新实践能力的培养实属不易。第二课堂除了承担与第一课堂相衔接、巩固专业知识的任务外,同时还承载着第一课堂难以实现的任务,即全面发展学生的各种知识、技能和素质。相对第一课堂而言,第二课堂教学具有显著的优点和独特的优势,具有组织的灵活性、管理的开放性、资源整合的广泛性、资源配置的合理性等特点,适应了教学改革的需要,是一种行之有效的教学方法。为了在思想意识上转变学生对生物化学的“偏见”,进一步提高学生的学习兴趣和积极性,并拓展学生的课外知识,弥补课堂教学在时间和形式上的不足,近五年来,我们在2011级一2015级临床、药剂和护理等专业本科生中开展了生物化学第二课堂的学习和实践。
1 第二课堂的内容和设计
第二课堂内容以专题报告为主,以“充分联系生物化学与分子生物学理论知识,紧扣临床疾病研究现状”为前提,提出适合学生个性化发展与专业学习相关的专题,或是对生物化学与分子生物学前沿研究内容进行拓展。由教研室的资深教师及博士主讲,先为学生进行专题报告,随后给出相应的讨论主题。学生可选择自己感兴趣的内容,在教师的指导下查阅相关文献,并以PPT进行汇报。报告结束后由老师和学生进行当场的问答,并组织教师对学生的表现进行评分。
在课外实践活动方面,以设计性实验为主,将学生在课堂中所学的生物化学与分子生物学理论知识与实际生活和临床相关联。设计一些与临床相关的实验项目,组织学生按照自己的兴趣点以及所掌握的实验技术,在老师的指导下,参与实验的设计。教研室为学生提供开放的实验环境,狠抓学生实验技能训练,促进学生建立科学的思维方式,增强学生查阅文献的能力。要求学生参与一个完整的科研过程,包括实验的设计、开题报告的撰写、实验的完成、数据的处理以及论文的撰写等。在此过程中,贯穿启发式教学,让学生有目的地观察、分析、总结实验结果,促进学生的个性化发展,提高学生综合能力。
2 第二课堂选题和实施
在专题报告方面,由于同学在生物化学理论课学习中对于物质代谢章节的学习较为费劲,我们结合临床和生活选择了代谢综合症与生化为主题的知识讲座,讲解了临床诊断与治疗中所涉及的生物化学与分子生物学相关的机制。并通过对代谢综合症的讲解,分析理论课堂中所学知识与之的紧密关系,联系生活中“肥胖”和“减肥”这个话题,教学生如何正确的膳食、运动和保持健康的体魄。把生物化学这门深奥抽象的课程知识概括为“糖、脂、蛋白质、核酸、维生素、水、无机盐、气体、非营养物”九大物质的学习,同时又强调了每一类物质都离不开“功能、结构、组成、性质、代谢、调节、意义、应用”这八个方面的系统学习,使学生对生物化学貌似凌乱的知识点变得清晰,并使其对生物化学的学习产生浓厚的兴趣。随后,教师为学生提供了肥胖症、动脉粥样硬化、叶酸缺乏相关疾病以及苯丙酮尿症等主题给学生,将学生分为5人一组,由学生选择自己感兴趣的主题进行相关知识的学习和文献检索,并通过PPT进行汇报,对这些疾病及其发生的生物化学与分子生物学机制进行讲解,并介绍其治疗的策略和未来可能的防治手段。
针对分子生物学中基因和基因表达调控相关知识的抽象性,我们设计了基因与疾病、基因诊断与治疗等专题讲座,分别就基因与疾病的相关性、基因病的分类、疾病易感基因的检测、基因诊断、基因治疗以及个性化医疗等做了讲解并举例分析了基因病发生的分子基础及其治疗手段,如镰状细胞贫血病、B型糖尿病以及胎儿产前排畸等。这使同学们对基因与基因疾病及其诊断和治疗有了新的认识。在逻辑上,所有的疾病都有与其异常表型相关的基因型,携带有某种疾病相关基因的人具有患有该疾病的风险,而环境因素的作用则是导致这些疾病发生的诱因。此外,目前精准医疗正成为国际化趋势,基因诊断不仅仅停留在疾病治疗水平,已经扩展到疾病的预见和预防水平。“基因”不再是同学们眼中抽象的概念,更多的是在人类疾病与健康中起到关键的作用;基因诊断与治疗已经成为科技的前沿技术,并不断应用于生活中。同样,讲座之后为学生提供了基因表达调控异常与疾病、DNA损伤修复异常与疾病、翻译与翻译折叠错误所导致的疾病以及转录异常所导致的疾病等主题及其相关文献资料,由同学们作相应的汇报。
在实践教学上,根据本学科相关研究方向中涉及的生化知识与临床疾病组织同学进行了一系列设计性实验,如p一catenin在狭窄动脉内皮细胞中的表达和定位、大豆异黄酮对脂多糖损伤的主动脉内皮细胞的修复作用、HSP70的重组质粒的构建、Ar-term,对肝癌耐药细胞DNA损伤修复的影响等。这些实验分别涉及脂代谢异常导致动脉粥样硬化发生,通过基因工程技术进行重组质粒构建以及DNA损伤修复等理论知识。在相关教师的指导下,同学们按照科学研究过程进行实验的设计、实施、数据的处理和论文的撰写。最终强化了对相关理论知识的理解和认识,也获得了相关实验技能的培训,如RT一PCR,WB,质粒提取、酶切、连接和鉴定等。培养了学生综合利用理论知识和实验技术的能力,并扩展了实验课的学习内容。
3 体会
3.1生物化学第二课堂能够提高学生的学习积极性
第二课堂的开展在学生中产生了极大的反响,大多数学生对第二课堂的内容十分感兴趣。参与其中的同学对生物化学这门课有了更为浓厚的兴趣,也加深了师生之间的互动联系。由于专题讲座都是在学完相应的课堂内容之后进行的,一方面有利于加深同学对课堂知识的理解和学习,如三大营养物质代谢之间的相关性在代谢综合症的讲解过程得以与实际生活相联系,并在设计性实验中得到验证;另一方面也扩展了课堂知识,开阔了视野。如个性化医疗的含义与基因测序,基因工程技术在现代分子生物学实验中的应用等。大部分同学在心得体会中认为第二课堂活动一方面让学生了解到与临床和生活紧密联系的生化知识,浅显易懂,增加了对生物化学课程的学习兴趣;另一方面也让同学意识到生物化学知识就在我们身边,其实并不遥远,基因工程相关的知识内容其实很实用也将在未来生活中有所应用,如疾病防治和孕期检查等。
3.2生物化学第二课堂使学生懂得医学与科研的密切关系
学生通过参与临床疾病与生化理论课相关的设计性实验,培养了科学研究的能力,掌握了基本的生物化学实验技能。与平时的实验课相比,设计性实验不再是基本实验技能的重复,其挑战性更强,整个实验过程都需要学生亲自参与,包括文献的查阅、实验设计、准备以及实验和数据处理,学生的主动性更强,学生之间以及学生与指导教师之间的互动性更强,有助于培养学生严谨求实、团结协作的科学精神。第二课堂中所涉及的实验更多地改变了医学生对基础医学的偏见,意识到生物化学这门学科是将基础医学与临床医学联系起来的桥梁,科学研究不断探索的成果是临床工作的基础,没有基础医学和基础医学研究便谈不上临床工作。懂得了在临床工作中同样需要不断进行科学研究,用科学的前沿知识和技能武装自己的头脑才能够在临床工作中更游刃有余。同时临床工作中发现的问题将成为很好的科学研究目标。两者是相辅相成的关系。使学生意识到生物化学这门课程并不是在临床中“无用”的,好的临床医生更应该懂得疾病发生的分子机制,才能在诊断和治疗中知其然并知其所以然。
3.3 生物化学第二课堂有助于促进教师自身贮备的提高
生物化学第二课堂实践活动提示我们,虽然生物化学知识体系复杂,多年来始终是医学生最为头疼的一门学科,但它的学习过程并不是枯燥乏味的。过去教师在课堂教学中确实缺乏足够引人入胜的教学手段和鲜活的教学案例。学生对于生活和临床相关的知识渴望更多。因此,如果授课教师在课程内容的讲解中更多地加入一些生活和临床相关的案例、故事、图片和视频等,除了列举一些罕见病的发病机制,更应该对一些常见病发生的生化与分子生物学机理进行讲解,这样才更贴近于生活,让生物化学这门课不再是悬浮于高空的摸不到的知识,而是可以贴近于生活的、接地气的知识;才能有利于调动学生学习的积极性和主动性,增加课堂气氛。而这一点对授课教师的要求更高,也使我们意识到要上好医学生的生物化学课,教师不仅要具备丰富的生物化学与分子生物学知识储备,更需要掌握足够的临床知识,对疾病的发病机制有深入的了解。在生活中,做一个有心人,能够留意到生活中的生物化学知识,具备丰富的生活经验,才能够在课堂中将生化知识与实际相联系,使学生爱上生化课。此外,教师也应该在科学研究中不断获取前沿的知识理论并不断补充到储备中,才能够发散思维并进一步开阔学生的视野。
3.4 展望
医学生的生物化学教学不同于生命科学专业学生的教学,它是临床工作中探索疾病发生机制的基础,对学生在知识深度的掌握上要求较低。因此,在第一课堂教学之余,通过第二课堂增加部分生物化学与分子生物学知识前沿,并将其与临床疾病的诊断和治疗相联系,能够在完成医学生的培养目标的同时扩展学生的知识结构。因此,第二课堂的开展应该在扩展知识方面适当地增加当前的研究进展,同时也立足于生化与临床的结合。在内容的选择上,无论是专题讲座还是设计性实验都不易过于深奥和难于实施,尤其是设计性实验应该是不超过3种实验技术的综合,过多实验技术的涉及,不但达不到培养学生综合创新研究技能的目的,还会带来更多的困惑、不解,导致学生在构建知识框架结构时产生混乱。在形式上,第二课堂更应该采用科普的手段,简单而具有趣味性,寓教于乐。不应仅仅局限于讲座和实验操作,一些知识技能的竞赛活动、学术沙龙活动、社会参观实践活动以及采用文学艺术等形式的展示活动均可作为第二课堂的开展形式,多样的第二课堂才能够充分发挥其提高学生学习兴趣的目的。