摘要：医学细胞生物学是临床医学和预防医学专业的重要基础课， 该课程内容丰富、知识更新快， 但传统的实验教学内容单一陈旧， 难以激发学生的学习兴趣。教研室针对课程特点， 结合宁波大学医学院实际情况， 在临床医学和预防医学本科生中， 以动物细胞分离、提取、培养及应用为题， 进行医学细胞生物学开放性实验的教学实践。文章就实施内容、效果与反思两个方面对这一尝试进行讨论和总结。
关键词：医学细胞生物学； 开放性实验； 教学改革；
医学细胞生物学是一门以细胞生物学和分子生物学为基础， 探索研究人体细胞发生、发育、增殖、衰老、死亡以及细胞结构与功能的异常与人类疾病关系的学科， 是医学院校重要的基础课程之一。作为一门实践性很强的学科， 实验课教学在医学细胞生物学教学中起着重要作用。而传统的医学细胞生物学实验课仅作为理论教学的补充和附属， 项目单一， 内容陈旧， 缺乏现代细胞生物学研究中知识和技术手段的综合性运用。学生对验证性为主的实验课积极性不高， 学习兴趣不大， 导致实验课教学效果不佳。因此， 如何在实验课教学中激发学生的学习兴趣、培养学生独立思考和动手能力、提高综合运用现代细胞生物学相关技术的水平已成为实验课改革的首要目标[1-3].
开放性实验作为一种新的教学方式， 其指导思想是在教学和科学探索的过程中， 激发学生探索科学问题的兴趣， 培养学生求真、务实和严谨的科学态度、独立的学习、思考、科研和良好的团队合作能力， 使学生具有初步的创新精神、实践能力和人文素质[4,5].本教学团队结合学校实验室条件和授课教师科研背景， 选择动物细胞分离、提取、培养及应用作为开放性实验项目， 探索开放式实验的教学模式。本文将从实施内容、效果及反思两个方面总结过程中的经验和不足。
1、实施内容
1.1 实验选题
宁波大学医学院临床/预防专业的医学细胞生物学课程在第一学期开设。学生刚刚从中学进入大学， 虽然知识面和认知水平有限， 但是这个年龄段的学生对新事物的好奇心强， 对科学充满热情， 医学生对于生命科学的求知欲、探索欲高涨。大一实验课程的合理设置及引导对学生学习兴趣和投入程度起着至关重要的作用。因此， 开放性实验课题的门槛要低， 让所有学生有能力通过学习后完成基本实验内容；同时， 实验要将科学性和前沿性相结合， 让学生在参与实验后了解细胞生物学相关前沿领域的研究热点。本教学团队多位教师从事干细胞与再生医学领域的研究， 在动物原代细胞提取、培养和细胞组织工程应用方面具有丰富的经验。细胞的分离和提取操作相对较为简单， 易于学生学习和掌握；实验拓展部分细胞培养及应用与干细胞技术和组织工程技术等细胞生物学热门研究领域密切相关， 适合学有余力和能力较强的学生继续学习， 进一步开拓科学视野和培养科研能力。最后， 我们选择在一年级临床/预防班中开设动物细胞分离、提取、培养及应用这一开放性实验。
1.2 实验实施
学期第一次课上向学生介绍动物细胞分离、提取、培养及应用这一开放性实验的内容、要求及需要完成的工作。同时， 下发自编的实验讲义， 讲义中以肝细胞为例介绍原代动物细胞的分离提取原理及基本实验技术和步骤， 供学生参考。学生可以根据自己的兴趣选择希望提取的动物细胞， 并通过查阅相关书籍和文献资料， 拟定实验方案。实验设计弹性空间较大， 学生有充分的空间去发挥自己的主观能动性和科学创造性， 对查阅资料、自主学习及科学思维的培养具有积极引导的作用。教师在理论课细胞的概念章节中简单介绍哺乳动物细胞种类及特点， 并对学生利用学校图书馆资源查阅资料进行培训。学生按照自由组合方式进行分组， 每组2-3人。第3周至第9周为学生拟定实验方案和具体步骤的时间， 教师通过课堂抽查、邮件往来和教学平台互动等方式跟踪学生的学习进度， 对过程中出现的各类问题及时进行纠正和解决， 包括方案修订、前沿知识解答和文献检索等。根据学生拟定的实验方案， 教学团队在第10周完成实验所需实验动物 （小鼠） 和各种手术器材、试剂、耗材准备， 在第11-12周进行实验操作。实验过程中所有操作都由学生自主完成， 教师只在过程中起辅助作用。学生按照自己拟定的实验方案必须完成细胞分离、提取和活细胞计数等基本内容；后续细胞鉴定、培养和应用等拓展内容视每个组实验方案、基本部分完成情况和学习热情等选择部分学生转入科研实验室继续进行。为进入下一个环节的每个小组另外安排1-2位高年级研究生提供帮助， 继续进行实验内容。所有学生在学期结束前提交实验报告， 内容包括资料调研、方案制定、实验内容、结果讨论和个人小结。对于进入拓展部分实验的学生不限定实验时间， 在学期课程结束后可继续进行。
2、效果及反思
2.1 培养学生独立能力
开放性实验的主体是学生， 利用多样化的教学资源为他们创造自由、开放的学习和实验环境， 提升他们的独立学习能力和创造性， 同时在这个教学过程中， 教师与学生相互学习， 共同进步。本教学团队在此开放性实验教学中坚持过程的开放性， 由学生自主决定实验内容、实验进度和实验难度。学生可以选择提取任何一种他们感兴趣的动物细胞， 自由组合分工合作来完成实验的每个环节， 在完成基本内容的基础上选择是否继续完成或部分完成拓展内容， 最终形成一份开放的实验报告。大约50%的学生选择了讲义中的例子， 即肝细胞， 还有50%的学生选择了其他组织成熟体细胞或干细胞。学生对于自己决定的实验内容表现出更高的积极性， 尤其是选择非肝细胞的那些组。多数同学能够通过认真查阅资料学习所选定细胞的特征和分离提取方法， 独立拟定自己的实验方案， 部分选择干细胞的同学在与指导教师讨论后制定了科研性较强的拓展部分方案。每个学生在学习过程中， 其个体差异体现在性格、能力、知识水平和努力程度等不同方面。开放性教学中， 教师可用教学过程中差异化去调节学生的差异， 尽可能地做到因材施教， 同时也允许学生根据自己的实际情况不断调整自己的学习计划和方法， 并最终完成学习任务。学习过程的主动权掌控在学生手里， 教师只在必要时进行介入管理， 有利于积极锻炼学生的自我管理和学习能力， 并促进个性发展。
2.2 注重理论与实验的结合
本开放性实验结合了干细胞生物学、组织工程和再生医学等细胞生物学热点内容。绝大多数学生在学习过程中都具有很高的学习兴趣， 能够更加主动地投入实验当中， 同时也表现在查阅资料和文献学习上。学生在学习过程中普遍都意识到扎实的基础知识和宽阔的学术视野对于实验的设计和成功执行是必不可少的， 在理论课学习上也更加投入。最近三年学评教数据显示， 课后利用2倍以上课上时间进行学习的学生数量从10%提高到50%左右， 理论课教学效果明显改善。授课教师在理论课授课中穿插介绍如何查阅文献， 如何设计并撰写实验方案等科研入门内容， 并把教师近年来的研究成果融入干细胞等相关章节教学中， 帮助学生更好地了解科研过程， 提升了开放性实验的完成质量。
2.3 培养学生的科学素养和科研能力
在开放性实验过程中， 学生能了解到再生医学这一交叉领域的前沿热点， 学习化学、生物、材料和医学等领域的基本实验技能， 还会掌握Excel、Origin、Photoshop和Endnote等常用软件的使用， 积累了自身的科研素质。培养医学生的科研能力从低年级学生开始， 使学生从大学一开始就培养科学思维方式并运用到今后学习当中[6].开放性实验其实就是学生发现自己兴趣点 （新问题） , 通过学习文献资料提出实验方案 （解决对策） 的创造性活动。这一发现、分析和解决新问题的过程， 正是个人创新意识、创造性思维能力和科学实践能力的全面发展过程。学生通过课程接触并开始了解科研， 约有30%-40%的学生随后进入医学院各科研实验室进行学习， 约15%的同学在大一阶段就申请了学校SRIP科研项目。
2.4 不足与反思
此开放性实验达到了预期的教学目的， 但也存在一些尚需完善的环节： （1） 由于实验场地和指导教师有限， 还无法安排学生一人一组进行开放性实验， 几人一组的模式有可能会产生个别学生参与度低甚至不参与的情况， 教师的指导和督促很难落实到组里每位学生。未来课程团队考虑引入研究生助教制度， 研究生辅助教师完成学生的指导工作， 尽可能覆盖到每位本科生。 （2） 课程进行过程中和学生交流主要依赖邮件和社交工具， 不利于分类管理和信息汇总， 急需开发配合开放性实验的网络平台， 便于课程数据管理和分析[7]. （3） 开放性实验的核定学时数相对实际教学学时数差异较大， 需要教师个人奉献， 考核晋升压力大的教师往往积极性不高。合理、科学地确定学时数或将学生科研项目与课程相结合可能解决这一问题。 （4） 开放性实验目前还局限在基础医学上， 将临床医生 （带教老师） 引入团队， 设计临床与基础结合的开放性实验， 对学生的培养效果应会更好。本教学团队希望通过不断努力和尝试， 丰富开放性实验内容， 提升实验课质量， 培养学生的专业技能和科学素养。
参考文献
[1]李明， 刘俊， 白晓春， 等。医学细胞生物学实验教学改革探索[J].基础医学教育， 2011, 13 （2） :149-151.
[2]付燕燕， 陈彦， 吴键， 等。医学细胞生物学实验教学改革的几点思考[J].基础医学教育， 2015, 17 （2） :135-136.
[3]何力。医学院校细胞生物学教学改革的探讨[J].医学教育探索， 2006, 5 （1） :54-56.
[4]周俊宜， 骆晓枫， 颜少平， 等。开放性实验教学与学生科研创新能力的培养[J].中国高等医学教育， 2006, （11） :3-4.
[5]寻慧， 张迎春， 杨明， 等。医学实验技术专业本科生开展细胞生物学开放性实验的探索[J].基础医学教育， 2017, 19 （9） :680-683.
[6]张天一， 苑文英。医学生科研能力的培养[J].医学研究与教育， 2009, 26 （5） :103-105.
[7]崔明辰， 张静， 康红钰， 等。基础医学实验教学网络平台构建与实践[J].实验室研究与探索， 2010, 29 （2） :184-186.
