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摘要：随着精准医学在临床的推广，分子生物学理论知识和实验技能对医学类研究生的重要性与日俱增。而飞速发展的分子生物学学科使该门课程信息爆炸式积累，使本来分子生物学基础就偏弱的普通医学院校医学类研究生无所适从。本研究通过抓住分子生物学学科基本原理，结合新近研究成果，采用翻转课堂的教学模式，结合形成性评价，培养医学类研究生获得抓住本质，用科学思维去解决分子生物学课程学习和未来科学研究中遇到的问题的能力，提升其科研素养。
关键词：分子生物学技术；翻转课堂；形成性评价；课程设计；教学改革
2015年1月30日，美国前总统奥巴马在推出“精准医学（PrecisionMedicine）”计划，美国正式启动基于个体化基因组学研究，通过利用个人基因信息为癌症及其它疾病患者制定个性化医疗方案的全新治疗模式[1]。随后各国纷纷效仿，投入动辄数亿的资金，开展进准医学研究。目前国内三甲医院基本上都建立了精准医学诊疗中心，精准医疗已然成为当前医疗行业发展的一个重要方向。精准医疗的快速推进得益于分子生物学的飞速发展。分子生物学作为一门研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性和规律性的学科，随着DNA双螺旋结构模型的提出，开启了全新的篇章[2]。而以CRISPR/Cas9技术为代表的精准基因编辑技术的发展和应用，则使基因治疗的临床应用变得触手可及[3]。技术的发展倒逼临床医生和医学生及时更新知识，提升技能。同时也要求医学院校《分子生物学技术》等相关课程适时改革，适当引入翻转课堂[4]，合理运用学习通等APP，促使线上线下有效补充[5]。通过深度融合理论与实验教学[6]，促进理论知识与科研能力相结合[7]，引导学生主动拥抱变化，适应未来。
一研究生《分子生物学技术》教学面临的困境
目前，《分子生物学》课程在普通医学院校的医学类专业本科阶段的独立开课率并不是很高，大部分医学院校都合并在《生物化学与分子生物学》课程中开展教学。在《生物化学与分子生物学》课程中，生物化学部分作为传统的经典内容，常常会格外受宠，而分子生物学部分可能会受到有意无意的忽视。更遗憾的是，在应教学改革要求压缩课时大背景下，分子生物学部分往往首当其冲。在这种培养模式下，普通医学院校医学类本科生的分子生物学知识通常不够系统，理论基础不够扎实，操作技能更是普遍欠缺。这导致了他们进入研究阶段学习时，面对海量更新的分子生物学知识时如临大敌，无从学起。再加上研究生课程学时偏少，这对他们而言，无疑雪上加霜。笔者从事研究生《分子生物学技术》课程教学五年余，对当前普通医学院校医学类研究生分子生物学基础薄弱，《分子生物学技术》课程学时少的教学困境深有感触。经过深入思考，我们制定了36学时的《分子生物学技术》课程改革方案，将理论与实验充分整合优化，具体情况见表1。
二《分子生物学技术》课程设计思路和实施方案
《分子生物学技术》课程改革的指导思想是提纲挈领，掌握分子生学核心理论，理清分子生物学基本脉络，深度结合具体实验操作，促进理论与实践相结合，培养普通医学院校研究理清思路、提出问题、思考问题并解决问题等综合能力。基于以上指导思想，《分子生物学技术》课程设计了三个部分的教学内容，第一部分包括4学时的核心理论课，以理论讲授为主，对分子生物学学科的基本理论中心法则进行充分的讲解，理清DNA、RNA和蛋白质三者之间的关系和遗传信息流动的方向。讲授过程中注意多采用启发式教学，引导学生思考遗传信息传递方向是否可逆，中心法则是否完美，有没有诸如蛋白质能否进行自我复制（朊病毒）和遗传信息能否从蛋白质向RNA流动等问题，锻炼学生打开思路，感受到达学科边界的感觉。在启发科学思维的基础上，获得一定量的有用蛋白为问题，引导学生根据刚刚掌握的遗传信息传递理论进行思考，获得获取目的基因，构建重组表达载体，蛋白质的重组表达和分离纯化，以及表达产物的分析鉴定等系列内容。根据思考内容进行将学生分成3个组，分别负责相关内容，分工合作，查阅相应的实验技术方法并比较，了解其原理及应用范围，为翻转课题做好准备。第二部分包括6学时的翻转课堂，每次课2学时，分别由各个小组对各自负责的内容进行汇报，之后开展讨论，在充分了解和比较各种实验方法原理和优缺点以及应用范围的基础上确定后续实验开展采用的具体方法。每次课结束前任课老师对每个小组的PPT汇报情况和讨论情况进行点评，必要时做适当的补充。经过该部分翻转课堂的学习，同学们都清楚接下来的实验课的全部内容，这对第三部分课程的开展非常有利。第三部分包括26学时的综合实验，需要在三到五天内相对连续地开展完成。根据不同学校的条件，可以2~3人组成一个小组开展实验，但要求每个小组成员都进行所有操作，全程参与菌种复苏、保菌、感受态细胞制备、质粒提取、重组质粒构建、酶切鉴定、转化、阳性克隆子筛选、蛋白表达、分离纯化、SDS-PAGE和Westernblotting检测等过程，过程中组内成员如果某些步骤出现问题可以借用其他成员地实验材料继续开展实验。条件允许的情况下，小组间可采用不同地基因序列，使整体实验内容进一步丰富。
三课程实施过程中出现的问题和解决办法
（一）翻转课堂准备不充分
由于普通医学院校临床类研究生分子生物学理论基础往往偏差，加上资料查找、PPT制作和和语言组织表达能力等原因，翻转课堂的效果往往不会太好，讨论常常很难做到气氛热烈且全面透彻。为了避免这种情况出现，首先任课教师在第一部分的理论课里要充分了解学生的基本情况，适当补充相关知识，包括文献查阅知识等。其次是为翻转课堂留足准备时间，让各组成员做好充分准备。再者是采取积极的鼓励措施，给予积极参与课程讲解和讨论的同学相应的加分激励。最后是任课教师要充分备课，适当引导学生开展讨论，确保核心的问题和内容被充分剖析。
（二）实验部分课程偏紧，难度较大
由于第三部分的实验内容远远超出本科普通教学实验的工作量，为了确保实验能够顺利开展，在第二部分通过翻转课堂充分了解各个小实验的原理、操作步骤和注意事项的基础上，还需要根据实验的内容合理安排时间，尽量安排在比较连续的时间里。另外，邀请高年级研究生为助教，在理论知识、操作技能和经验等方面为课程学习的学生开展全方位的服务。同时引入助教打分机制，凸显助教的地位，促使研究生重视实验操作过程。最后是慎重选择表达的目的蛋白，最好选择比较容易表达，有明显特征现象或容易检测活性的蛋白，如绿色荧光蛋白等，以降低实验难度，提高实验的可观测性，同时也有助于学生探索激情的维持。
（三）课程总结撰写效果较差
课程总结作为该门课程的最后一个部分，其重要性和难度却丝毫亚于实验操作部分。由于大部分研究生尚未经过科技论文撰写的培训，总结报告往往思路不清晰、内容结构不完整、分析讨论不全面。针对这种情况，学生需要相应的基础文献撰写等基础知识和技能的储备，科研通过学习通等APP在线课堂等形式完成。另外，通过助教指导和保证充分的报告撰写时间也是提高课程总结报告撰写效果的有效方法。
四课程考核办法
本课程强调理论于实践的结合，注重过程的考核。整体考核分成三个部分：分别为理论部分（翻转课堂）30%、实验部分（实验操作）40%和课程总结（实验报告）30%。翻转课堂部分重点考察各组的资料收集能力、PPT制作水平、语言表达能力和讨论的情况，有其他小组打分之后求平均值，任课教师可根据每个人具体表现适当加分或减分，幅度控制在改组平均成绩的10%以内，且加分上限为该部分满分。实验操作部分重点考核操作过程的规范性和积极性，采取扣分制，如有明显操作失误、没有遵守实验室管理规程或无故缺课未开展实验者按照次数扣分，该部分考核由经过培训的高年级助教和任课教师共同完成。最后一个部分是课程总结，要求每一位学生按照特定科技论文的格式，将课程实验内容写成一篇科技论文提交。该部分主要考察学生的数据处理和分析问题的能力，同时考核学生对文档处理等细节的态度和能力。该部分考核由任课教师完成。
五课程改革实施效果
2015~2019年的5年间，《分子生物学技术》课程改革已实施完成5届，每届学生在20~30人左右，总计已超过100人完成该课程的学习。从课程结束后的满意度调查，课程成绩和导师反馈等方面看，大家课程教学效果满意度逐年提高，效果良好。即使一开始认为课程安排过于紧凑效果一般的同学，进入课题研究阶段乃至毕业后，对课程的评价满意度仍在继续提高。整体而言，课程有继续开展的必要性和意义。
六结论
分子生物学领域的飞速发展对科研人员而言都感到应接不暇，对刚刚进入研究领域的研究生来说更是眼花缭乱。但分子生物学的基本理论并没有革命性的变化或重大变化。因此，通过掌握分子生物学的中心法则，了解遗传信息的基本转递规律，用于解释和认识快速发展的分子生物学技术和研究成果的教学思路是可行的。在长期的教学实践探索中，我们明确把握研究生的培养目标，并把该目标深度融入《分子生物学技术》课程之中，重点强调培养科学思维，启迪学习和科研方法，提升科学素养，让研究生在掌握分子生物学核心理论的基础上全面提升综合素质，其它的分子生物学理论和技术知识则可在此基础上通过学生的自主学习和交流讨论中个性化的完成，不必强求同时同步。《分子生物学技术》课程改革设计经过5年的调整完善，尽管已经取得较好的教学效果，但时代在发展，学生在不断变化，课程的改革提升将一直在路上。开课形式的多样化，翻转课堂设计精细化，如学习通或学习强国等APP的引入和利用，将可能在基础知识储备，学习和考核形式多样化方面为教学改革带来更多的可能，是未来本课程探索的新方向之一。
作者:杨愈丰 陈道远 张健 邵敏 王燕 吕延成 单位:遵义医科大学珠海校区
