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[摘要]開放性實驗是高校實驗教學的一種新模式。將科研反哺教學理念引入到生物化學開放性實驗中，指導教師可以充分利用學校科研資源，并將前沿性科研成果引入到開放性實驗項目中，激發了學生的學習興趣，拓寬了學生的眼界和知識儲備，豐富了學生的實驗技能，培養了學生的科研素養和創新能力，為將來學生從事科研工作打下堅實的基礎。

[關鍵詞]開放性實驗；科研反哺教學；生物化學實驗；教學改革；教學模式

生物化學作為醫學專業的重要基礎課程，是在分子水平上闡明生命活動規律及機制、揭示生命現象本質的一門科學。許多疾病的病因、發病機制都需要從分子水平上進行闡述，而疾病的預防、診斷和治療亦依賴于生物化學不斷更新的技術和方法。作為醫學相關專業的本科生，只有在學習和掌握生物化學知識、了解人體正常生命活動分子機制的基礎上，才能正確理解人體的各種生理現象及病理過程，為疾病的預防、診斷與治療提供理論依據[1]。生物化學亦是一門實踐性很強的課程。生物化學實驗與生物化學理論課相輔相成，在生物化學教學中發揮著重要作用。傳統的生物化學實驗教學中，教學內容和形式比較單一，實驗內容多為驗證性實驗，更新較慢，缺乏創新性；學生根據教師講授的實驗原理，按部就班地完成實驗操作，撰寫實驗報告，學生學習處于被動狀態；學生科研意識薄弱、自主學習、獨立思考和探索的能力得不到充分發揮。以問題為導向的大學生開放性實驗作為傳統實驗教學的補充和延伸，成為高校實驗教學改革的新模式，是培養高素質創新型復合人才的一種有效途徑[2]。為了適應新形勢下創新型醫學本科人才培養的要求，本文擬將科研反哺教學的理念應用于生物化學開放性實驗項目中，以期實現理論教學、實驗教學與科研實踐的深度融合，激發學生的學習興趣和科研熱情，為培養學生科學思維、實踐能力、科研創新意識、綜合分析問題能力和團隊協作意識奠定基礎。

1基于科研反哺教學的開放性實驗在生物化學實驗教學中的重要性

近年來，我國“雙一流”大學的建設不斷推進，為促進創新型國家建設，高校肩負著培養高素質、高水平、創新性和專業性人才的重大責任。面向不同年級學生開設開放性實驗，對培養學生自主學習能力、實踐動手能力和創新思維能力起著十分重要的作用。開放性實驗是以問題為導向的研究性實驗，多學科實驗內容交叉，旨在實現以學生為主體的課外探究性實踐性學習[3]。生物化學是生命科學領域發展迅猛的前沿學科之一，每年都有令人矚目的科研成果見諸報道。目前已開展的生物化學開放性實驗項目，選題比較陳舊，不能與時俱進，缺乏系統性和創新性。作為指導教師，若能及時把握生物化學學科的最新研究進展并將科研成果合理引入到大學生開放性實驗項目中，可以幫助學生了解最前沿的生物化學研究熱點和新技術新方法，激發學生的學習興趣和科研熱情[4]。學生利用課余時間系統地完成一個開放性實驗，對科研的基本過程和基本方法將會有更深入的了解，學生的自主學習、綜合設計、分析問題和解決問題的能力，以及團隊合作和勇于創新的意識均將得以顯著提升，這對于培養學生的科研創新能力和科研素質至關重要，方便學生能夠順利地與未來從事科研相關的工作或學習接軌[5]。

2基于科研反哺教學的開放性實驗在生物化學實驗教學中的實施

蘇州大學醫學部實驗中心每學期均面向各年級本科生開設開放性實驗項目。開放性實驗項目由指導教師設計提出，學生以興趣為出發點進行自主選題并成立學習小組，以小組為單位完成實驗項目。本文將以作者面向蘇州大學醫學部醫學專業本科生開設的“基于質譜的腫瘤細胞蛋白質表達譜分析及應用”的開放性實驗項目為例，詳述科研反哺教學在生物化學開放性實驗項目中的具體實施過程。

2.1實驗項目的選題

生物化學理論課中，學生學習了蛋白質組學的基本知識。蛋白質組學(Proteomics)一詞，源于蛋白質(Protein)與基因組學(Genomics)的組合，意指“一個基因組所表達的全部蛋白質”，包括一種細胞、組織乃至一種生物所表達的全部蛋白質。通過對正常個體及病理個體間的蛋白質組比較分析，我們可以發現某些疾病特異性表達的蛋白質，它們既可成為新型藥物設計的分子靶點，亦可為疾病的早期診斷提供分子標志物[6]。近年來，科研工作者陸續開展了以蛋白質組等多組學整合為基礎的生命組學研究，為基因組提供了更接近表型的驗證和解釋，為癌癥早期發現、良惡性診斷、分型和個性化用藥、療效監測和預后判斷等提供了更精確、更可靠的信息，使精準醫學更加精準。作者多年來致力于腫瘤蛋白質組學和代謝組學的相關研究。基于此，作者擬向醫學專業本科生開設題為“基于質譜的腫瘤細胞蛋白質表達譜分析及應用”的開放性實驗項目，將理論學習和實踐應用相結合，期望學生在項目實施過程中了解蛋白質組學的研究內容和研究熱點，掌握蛋白質組學的研究方法和研究思路，在未來從事的醫學相關工作中能夠“活學活用”，應用蛋白質組學技術解決醫學難題為人類健康事業做出應有的貢獻。

2.2實驗項目實施的條件

近年來，蘇州大學醫學部投入大量資金用于實驗中心和科研平臺的建設，為培養具有實踐能力和創新思維的人才，醫學部鼓勵實驗中心富有精湛技能的教師和富有創新精神的優秀科研骨干教師組建團隊，充分利用醫學部實驗中心和科研平臺的資源，面向不同年級學生開設開放性實驗項目。因此，本項目的實施依托蘇州大學醫學部實驗中心和作者課題組實驗室。本項目所涉及的細胞培養、蛋白質提取和酶解、肽段純化等所需的耗材和儀器由作者課題組實驗室提供。蛋白質質譜分析所需的ThermoLTQOrbitrapElite高分辨質譜儀由蘇州大學醫學部質譜平臺開放使用[7]。學生在醫學部實驗中心和作者課題組實驗室完成實驗，醫學部實驗中心老師全程協助作者以保障實驗項目的順利實施。

2.3實驗項目的實施

指導教師開設的開放性實驗項目在醫學部實驗中心網站公布后，學生根據自己的興趣自主選擇實驗項目進行報名。我們從中篩選出32名學生，利用周末時間進行開放性實驗項目的實施，總計32個實驗學時。首先，針對開放性實驗的主題，指導教師向學生講解蛋白質組學的背景知識，尤其是蛋白質組學的研究內容、研究方法及其在醫學領域的應用。引導學生思考自己專業領域內的哪些問題可以應用蛋白質組學來解決，比如臨床專業學生提出可以嘗試比較健康人和腫瘤患者體液中的蛋白質組來篩選腫瘤標志物；藥學專業學生提出可以通過比較正常組織和腫瘤組織的蛋白質組來篩選藥物靶向蛋白，以此培養學生注重知識遷移的能力。其次，文獻閱讀是學生獨立開展科研工作的必備技能。指導教師向學生介紹開放性實驗的實驗目的和實驗內容，引導學生利用學校資源進行文獻檢索和下載，通過文獻調研進行實驗方案的思考和設計，以此激發和培養學生的學習興趣和科研探索能力。隨后，將學生進行自由分組，每組4名學生，以組為單位開展實驗。各組學生通過查閱文獻和組內討論，亦可向指導教師課題組研究生請教，提出初步的實驗方案，主要包括：實驗目的、實驗材料、實驗儀器、操作步驟、實驗注意事項等。開課教師逐一與每組學生交流討論后確定最終實驗方案。實驗方案設計的過程可充分體現開放性實驗“學生為主體”“問題為導向”的教育宗旨，激發學生的好奇心，充分發揮學生的學習主觀能動性、探索創新和團結合作的精神。關于開放性實驗中涉及的儀器，比如超凈工作臺、細胞培養箱、低溫離心機、恒溫混勻儀和酶標儀的使用，指導教師課題組的研究生將負責對各組學生進行儀器使用安全和維護的相關培訓。最后，各組學生根據最終實驗方案進入實驗操作階段。實驗過程中，指導教師和課題組的研究生全程進行指導，規范學生操作，隨時解決學生的疑問。實驗結束后，指導學生進行實驗數據分析、總結和討論，并撰寫實驗報告。實驗報告中，學生需要針對實驗過程中操作失誤的原因進行剖析，針對實驗數據反映出的科學意義進行提煉，亦可針對整個實驗項目的實施向指導教師提出自己的意見和想法。通過本實驗項目的實施，學生結合生物化學理論課關于蛋白質組學知識的學習，深入理解并系統掌握了蛋白質組學研究中所涉及的細胞培養，從細胞內提取蛋白質組，SDS-PAGE電泳分離蛋白質，蛋白質膠內酶解，肽段純化，以及質譜分析鑒定蛋白質的原理和技術，學習了應用蛋白質組學解決醫學相關課題的研究思路。在本實驗項目的實施過程中，學生通過文獻調研提出自己設計的實驗方案，團結合作完成本實驗項目，其科研素養得以全面訓練。同時，學生有機會與研究生面對面進行接觸交流，揭開了科學研究的神秘面紗，讓學生自信地踏入未來與科研相關的工作和學習中。

3結語

開放性實驗是高校實驗教學的一種新模式，亦是評估高校教學工作水平的主要指標之一，對于培養學生實踐能力、分析解決問題能力，提升團隊合作和創新意識起著十分重要的作用。蘇州大學醫學部自開設開放性實驗項目以來，師生參與度很高。但傳統開放性實驗的科研資源有限，選題缺乏創新性。我們提出將科研反哺教學理念引入到生物化學開放性實驗中，鼓勵富有創新能力的優秀科研骨干教師與實驗技術人員相結合，依托蘇州大學醫學部的科研環境及硬件條件，開放課題組科研實驗室，并將前沿性科研成果引入到開放性實驗項目中，讓學生參與到完整的科研過程中，激發了學生的學習興趣，拓寬了學生的眼界和知識儲備，豐富了學生的實驗技能，培養了學生的科研素養和創新能力，為將來學生從事醫學相關的科研工作打下堅實的基礎。

參考文獻

[1]黃春霞．新醫學模式下醫學生物化學教學的探索與實踐[J]．教育教學論壇，2017，28：135-136．

[2]劉霞，徐明，楊雪玲，等．開放性實驗教學在醫學本科專業教學中的作用[J]．教育現代化，2018，5(35)：272-274．

[3]袁雷，張二豪，祿亞洲，等．基于創新能力培養的生物化學實驗教學改革與思考[J]．廣東化工，2021，48(15)：280-281．

[4]王德娟．生物化學實驗教學中科研素質的培養[J]．教育教學論壇，2020，26：338-339．

[5]閆榮玲，李常健，廖陽，等．生物化學前沿研究動態及其在課堂教學中的應用[J]．生物學雜志，2018，35(3)：115-117．

[6]何海洋，吳玉章．蛋白質組學課程教學內容和方式改革探索[J]．現代醫藥衛生，2014，30(11)：1727-1728．

[7]孫愛麗，劉艷，張澤明，等．大型儀器參與開放性實驗教學的機制初探[J]．科教導刊(中旬刊)，2020，26：48-49．

作者:郭琳 顧范博 王亞榮 單位:蘇州大學基礎醫學與生物科學學院 蘇州大學醫學部實驗中心