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PBL在醫學生物化學實驗教學中的設計
作者:文紅波,曹運長 來源:《教育教學論壇》 發表時間:2020-09-15 15:30:05 點擊率:

  生物化學是各醫學專業的基礎必修課程,主要研究內容是研究人體的化學分子組成與化學反應,從分子水平探討生命現象本質。PBL是在教師的設計與引導下,根據課程教學教學大綱的要求,以現實科學問題為素材,將學生引入一定的情境或某個具體的臨床實例案例中”。醫學生物化學的案例設計不僅要包含該課程教學大綱中的主要知識點,而且要與臨床疾病的發生分子機制緊密相關,從而最大程度上激發醫學專業學生學習的主動性和創造性思維。

  一、教學對象的組織與時間安排

  我校醫學各專業基礎課程的教學常采用大(合)班教學,教學班級學生人數常多達120人以上,如在理論課上采用PBL法,其實施效果并不盡如人意,因為學生人數太多而授課時間有限,致使很多學生無法參與到課堂討論中,從而很難調動學生的學習積極性。如果以小班或小組為單位可以取得更好的教學效果。我們的實驗教學,都是以小組的形式組織的,每個實驗室的學生數20一25人,每個實驗室又分成4一5個討論小組,在課前將討論的問題事先布置給學生,讓學生通過查閱相關文獻資料進行獨立自主學習。上實驗課時,先讓每個實驗小組的同學圍繞這些問題展開討論并開展實驗,完成實驗后,每個小組派同學上臺給全班同學解答、闡釋該科學問題,老師做最后的補充與總結。提前將下一次的實驗內容和問題下發給學生,以便其在課前有足夠的時間去查閱資料文獻,做好充分的準備。

  二、PBL在醫學生化實驗課中的具體設計與實施

  在生物大分子的結構與功能篇中,開展的實驗有血清蛋白醋酸纖維薄膜電泳,RNA的提取和鑒定,凝膠層析分離血紅蛋白與硫酸銅、血清總蛋白的測定及標準曲線的制作(雙縮脈法)等實驗;在物質代謝途徑與調節篇中,開展的實驗有激素對血糖濃度的影響,血清谷丙轉氨酶活性的測定等實驗。分子生物學醫學專題篇中,開展的實驗有PC R擴增GAPDH基因等實驗。下面就以 RNA的提取和鑒定和激素對血糖濃度的影響兩個實驗為例介紹PBL教學法的設計與實施。

  RNA的提取實驗操作流程很簡單,是醫學和生命科學研究里經典和常規的實驗操作。除了讓學生掌握其實驗操作外,還讓學生更好地掌握DNA和RNA的化學結構的差異。因此在實驗開始前設計了如下三個討論問題:①細胞中包含有各種有機和無機分子,將細胞裂解后,怎樣才能從細胞裂解液中分離得到純凈的RNA? ②DNA提取和RNA提取的實驗流程差不多,先是破裂細胞,然后加蛋白質變性劑去除蛋白,最后都是加入有機溶劑沉淀核酸。而DNA和RNA都屬于核酸,都存在于細胞內,提取時是怎樣實現DNA和RNA分離的?③為什么在提取RNA時,一定要非常小自以防止RNA的降解,而DNA提取時又無需特別小心?通過以上科學問題的討論,讓學生了解到真核生物的DNA是與組蛋白結合形成脫氧核糖核蛋白(染色質)存在于細胞核中,核蛋白易溶于偏堿性的高鹽溶液,不溶于低鹽酸性溶液;而RNA易溶液低鹽偏酸性的溶液中,通過調節細胞裂解液的離子濃度和pH來實現RNA與DNA的分離。同時,由于RNA化學結構中的戊糖2′位存在輕基,導致其更不穩定;而DNA的戊糖2′位不存在輕基,所以非常穩定。且水解RNA的RNA酶無處不在且能耐高溫,而水解DNA的DNA酶對熱敏感且沒有金屬離子存在時無活性。通過以上問題的討論和具體的實驗操作,學生們對DNA和RNA化學結構的差異就有了更深的認識,繼而了解到自然界的生物在漫長的進化過程中,自然而然選擇了化學性質更穩定的DNA作為遺傳物質的載體,而RNA進化為具有遺傳信息表達和調控功能的信息分子。

  激素對血糖濃度的影響這一實驗是物質代謝篇章中的一個重要實驗。糖代謝最后一節中主要介紹血糖和血糖的調節,盡管大多數學生知道血糖是受到激素調控的,并且也懂得升高和降低血糖的激素有哪些,但是要問到這些激素是通過什么樣的作用機制調節血糖的,就解釋不清了。為此,我們圍繞激素對血糖的調節這一實驗確定了四個討論問題:①食物中的糖在消化道中消化后,是怎樣從消化道進入血液成為血糖的?②血液中的血糖又是怎樣進入全身各組織細胞的?這個過程是否受到激素的調節?③在正??崭?、饑餓、餐后三種狀態下,肝臟與其它組織器官的糖代謝狀況有哪些不同?④糖尿病的病因是什么,其早期癥狀有哪些?可以分為幾種類型?

  通過以上問題的分析與討論,讓學生能掌握食物中的糖是在消化道消化后,通過小腸粘膜細胞膜上的鈉離子依賴型葡萄糖轉運蛋白將其轉運入粘膜細胞,繼而進入血液循環運送至全身各組織部位,各組織部位細胞膜上的葡萄糖轉運蛋白再將血糖攝入細胞內氧化利用,這種從毛細血管中攝取血糖是受激素調控的,胰島素可促進外周細胞攝取,反過來,激素的分泌又是受血糖濃度調控的,高血糖促進胰島素分泌,低血糖促進胰高血糖素分泌。繼而再將這兩種激素在糖的攝收、糖的有氧化、糖異生、糖原的合成與分解和脂肪動員等方面的調節機制有機地聯系起來。最后,將其與臨床疾病糖尿病的發病機制、臨床癥狀、分型等再結合起來,讓學生能自主地理順整個糖代謝的知識脈絡。

  三、PBL在醫學生物化學實驗教學中應注意的問題

  教學方法改革的目的是為了學生更好地掌握知識,為將來能運用知識去服務社會。不能單純地為追求教學方法的新穎而去采用PBL教學法,而是要針對重要知識點和難點實施該教學法,即科學問題的設計要有合理性和必要性。首先,一次實驗課上設計的問題不能太多,要緊緊圍繞一個重要的主題或知識點來設計,其次針對的學生是醫學生,問題的設計應盡量結合臨床實際;三是必須要留給學生充分的準備和討論時間,且應以小組討論為主,老師只能起主導作用,可以適當地啟發、引導和補充,并最后做總結,最終完成對該科學問題的全面解讀。最后,不能只片面地使用PBL這一種教學方法,而是針對不同的教學內容,采用和結合多種教學方法與手段,實現最終的教學目的。



 

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