醫(yī)學(xué)院校交叉學(xué)科畢業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

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摘要醫(yī)學(xué)類院校不同院系、不同專業(yè)之間建立交叉學(xué)科畢業(yè)實(shí)驗(yàn)小組，打破學(xué)科壁壘，讓學(xué)生更多地參與涉及多學(xué)科的大型綜合實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，不同專業(yè)的學(xué)生之間團(tuán)隊(duì)協(xié)作，互相配合，交流學(xué)習(xí)，強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新性思維，拓展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能范圍，同時(shí)很好地節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本。

關(guān)鍵詞交叉學(xué)科;學(xué)科交流;畢業(yè)實(shí)驗(yàn)

1方法

1．1交叉學(xué)科畢業(yè)科研工作小組的建立

2014年6月－2018年6月，共培養(yǎng)4屆畢業(yè)生，建立了4個(gè)交叉學(xué)科畢業(yè)科研工作小組，每組6人，包括藥學(xué)小組、生物小組，4名來自藥學(xué)院專業(yè)(藥學(xué)、藥物制劑、中藥學(xué))的同學(xué)為藥學(xué)小組，2名來自生物技術(shù)學(xué)院專業(yè)(生物工程、生物技術(shù))的同學(xué)為生物小組，共同完成畢業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。藥學(xué)院和生物技術(shù)學(xué)院各有1老師加入，作為指導(dǎo)教師。

1．2畢業(yè)實(shí)驗(yàn)選題設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

自畢業(yè)實(shí)習(xí)任務(wù)下達(dá)開始，科研小組定期開展小組會(huì)議，討論分析實(shí)驗(yàn)選題。首先，由2位指導(dǎo)教師初步設(shè)計(jì)一個(gè)大型跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)，其內(nèi)容既涉及藥學(xué)專業(yè)又涵蓋生物學(xué)專業(yè)。本文將選題方向定為“天然植物中免疫活性物質(zhì)的提取及藥理分析”。近幾年選定的植物分別為蒲公英、西蘭花、葡萄籽以及樺樹茸。實(shí)驗(yàn)中涉及藥物提取制備的部分主要由藥學(xué)小組主導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，做好可行性分析;涉及藥效生物分析的部分主要由生物小組完成初步實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及可行性分析。要求學(xué)生查閱大量參考文獻(xiàn)，各小組著重關(guān)注自身專業(yè)所涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，進(jìn)行細(xì)致的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)規(guī)劃。每位組員分工將本專業(yè)涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以PPT的形式進(jìn)行輪流匯報(bào)討論，便于學(xué)習(xí)交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)知識(shí)。最終確定畢業(yè)實(shí)驗(yàn)的具體方向和實(shí)驗(yàn)流程以及實(shí)驗(yàn)分工。強(qiáng)調(diào)既是各有側(cè)重，又能相互學(xué)習(xí)、融會(huì)貫通。科研小組同步開展實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作，購(gòu)買實(shí)驗(yàn)所需耗材、飼養(yǎng)動(dòng)物、熟悉大型儀器的操作等。

1．3交叉科研小組實(shí)驗(yàn)階段

在題目方向選定后，首先進(jìn)行的是“相關(guān)藥物的提取分析”。這一階段以藥學(xué)小組為主導(dǎo)，生物小組輔助，通力合作。在選題之初，小組成員通過查閱文獻(xiàn)，基本確定蒲公英、西蘭花、葡萄籽以及樺樹茸含有的與免疫活性有關(guān)的有效成分分別為蒲公英多糖、蘿卜硫素、原花青素和樺樹茸多糖。小組成員群策群力，藥學(xué)小組根據(jù)學(xué)到的專業(yè)知識(shí)和技能初步擬定整體實(shí)驗(yàn)方案;生物小組的同學(xué)則從植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理學(xué)以及遺傳學(xué)角度，豐富藥學(xué)小組同學(xué)的知識(shí)體系，更加有效地提取相關(guān)免疫活性成分。在藥物成功提取并檢測(cè)后，進(jìn)入動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段。建立交叉學(xué)科科研小組，共同飼養(yǎng)動(dòng)物模型及給藥，可以取長(zhǎng)補(bǔ)短。各組同學(xué)輪流分工，相較單獨(dú)開展實(shí)驗(yàn)大大減輕了每位同學(xué)的工作壓力，同時(shí)也熟練掌握了涉及動(dòng)物飼養(yǎng)、給藥等各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作技能。最后，生物機(jī)能分析測(cè)定階段。實(shí)驗(yàn)開始前，先進(jìn)行小組討論，由指導(dǎo)教師剖析每個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理及步驟，每位學(xué)生學(xué)習(xí)并制作實(shí)驗(yàn)流程PPT，再次開會(huì)討論，明確每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的分工及主次。兩組同學(xué)合作完成實(shí)驗(yàn)所涉及的多項(xiàng)生物機(jī)能指標(biāo)的分析測(cè)定。因?yàn)橹饕婕胺肿由飳W(xué)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，包括免疫組化、凝膠電泳、RT-PCR、Western-blot、ELISA、細(xì)胞培養(yǎng)、流式細(xì)胞儀等，這部分工作主要由生物小組主導(dǎo)，藥學(xué)小組輔助、學(xué)習(xí)并掌握。

1．4數(shù)據(jù)分析，撰寫論文

每年5月的答辯前階段，實(shí)驗(yàn)進(jìn)入最終階段。同學(xué)們展開小組討論，總結(jié)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種問題。根據(jù)各自專業(yè)，選取合適的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，撰寫畢業(yè)論文。論文撰寫過程中，藥學(xué)小組和生物小組可分別選取整體實(shí)驗(yàn)中與自身專業(yè)相關(guān)的部分，各有側(cè)重，又相互交叉。不同專業(yè)同學(xué)分別選取整體大實(shí)驗(yàn)中所涉及的與自身專業(yè)相關(guān)的1～2個(gè)小實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行重點(diǎn)論證，最終完成畢業(yè)論文設(shè)計(jì)。在此整個(gè)過程中，指導(dǎo)教師隨時(shí)跟進(jìn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合分析，促進(jìn)兩組間的交流學(xué)習(xí)。

2結(jié)果

2．1交叉科研小組成功建立

科研團(tuán)隊(duì)的建立，改變了過去畢業(yè)生單打獨(dú)斗，各自為政的孤立局面。化零為整，發(fā)揮集體創(chuàng)造力，團(tuán)隊(duì)協(xié)作，互相借鑒學(xué)習(xí)，各小組均設(shè)計(jì)出了更全面、更多元化的畢業(yè)實(shí)驗(yàn)。

2．2交叉團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展順利

實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中，不同階段以不同小組為主導(dǎo)，充分激發(fā)了各小組成員的主人翁意識(shí)以及參與的積極性，團(tuán)隊(duì)配合、學(xué)科交叉帶來了新思路、新方法，最終取得了令人欣喜的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。小組成員團(tuán)隊(duì)協(xié)作，分別采用水提醇沉法、溶劑萃取法和Sevage法，輔以超聲波提取法，成功從蒲公英、西蘭花、葡萄籽以及樺樹茸中提取到相應(yīng)的免疫活性成分:蒲公英多糖、蘿卜硫素、原花青素和樺樹茸多糖，并進(jìn)行了純化和檢測(cè)。大規(guī)模進(jìn)行動(dòng)物飼養(yǎng)、造模的訓(xùn)練，大大提升了每位學(xué)生的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)操作能力，解決了單人進(jìn)行大量動(dòng)物飼養(yǎng)的壓力，也同時(shí)保證了實(shí)驗(yàn)樣本的數(shù)量，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的開展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，這是以往單人完成畢業(yè)實(shí)驗(yàn)操作所無法完成的。以往單人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的測(cè)定，大多只能完成1～2項(xiàng)，而此次交叉科研小組的建立，小組成員間密切協(xié)作，大大增加了實(shí)驗(yàn)的全面性，如免疫活性的測(cè)定，就進(jìn)行了包括胸脾指數(shù)、血清溶血素、鼠耳腫脹度、外周血白細(xì)胞計(jì)數(shù)以及白介素、腫瘤壞死因子、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子、干擾素等的ELISA測(cè)定和RT-PCR測(cè)定，累計(jì)每組平均可完成6～8個(gè)功能指標(biāo)的測(cè)定，從分子、細(xì)胞和整體水平對(duì)蒲公英多糖、蘿卜硫素、原花青素和樺樹茸多糖的免疫活性進(jìn)行了全面的分析和研究，遠(yuǎn)勝于以往學(xué)生獨(dú)自為戰(zhàn)的局面。每位學(xué)生除掌握了本專業(yè)涉及的實(shí)驗(yàn)操作技能之外，也學(xué)習(xí)熟練了其他專業(yè)所涉及的主要實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)，大大提高了他們的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰途C合科研素質(zhì)，成果斐然。

2．3數(shù)據(jù)分析和論文撰寫順利完成

論文撰寫階段，不同專業(yè)的學(xué)生選擇了適合自己的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方向，順利完成數(shù)據(jù)分析和論文撰寫。最終均以優(yōu)異成績(jī)通過論文答辯，其中兩人獲得院級(jí)優(yōu)秀畢業(yè)論文，一人獲得校級(jí)優(yōu)秀畢業(yè)論文并入選省級(jí)優(yōu)秀論文。

2．4整體畢業(yè)答辯成績(jī)理想

此次參與交叉學(xué)科畢業(yè)實(shí)驗(yàn)小組畢業(yè)生共24人，同時(shí)選取獨(dú)立進(jìn)行畢業(yè)實(shí)驗(yàn)的畢業(yè)生30人，比較其畢業(yè)答辯成績(jī)。雖然指導(dǎo)教師相同，但是參加交叉學(xué)科小組的畢業(yè)生答辯優(yōu)秀率更高，成績(jī)更好。

3討論

以往單人進(jìn)行畢業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，只能進(jìn)行相對(duì)簡(jiǎn)單的小型實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容簡(jiǎn)單，結(jié)果單薄。一旦進(jìn)行涉及不同學(xué)科領(lǐng)域的綜合性實(shí)驗(yàn)，由于學(xué)科的單一性，學(xué)生掌握的知識(shí)僅限于該學(xué)科。因此，學(xué)生往往感覺壓力大，任務(wù)繁重，經(jīng)常出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想的情況，甚至因薄弱環(huán)節(jié)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)完全失敗。建立交叉學(xué)科畢業(yè)科研小組，與以往的單人畢業(yè)實(shí)驗(yàn)相比優(yōu)勢(shì)明顯。每一個(gè)小組均圓滿完成畢業(yè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，部分小組甚至超額完成既定目標(biāo)。就為期一年的實(shí)驗(yàn)過程來看，每一個(gè)環(huán)節(jié)都充分發(fā)揮了學(xué)科交叉的優(yōu)勢(shì)。1)相關(guān)藥物的提取分析階段，該階段由藥學(xué)小組主導(dǎo)。藥學(xué)小組通過該階段的實(shí)驗(yàn)工作，系統(tǒng)地對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的藥物化學(xué)、藥劑學(xué)、藥理學(xué)、有機(jī)化學(xué)和無機(jī)化學(xué)等知識(shí)進(jìn)行梳理，并通過實(shí)驗(yàn)將其有機(jī)地整合在一起，這是對(duì)所得知識(shí)的一個(gè)升華，無論對(duì)以后的工作還是對(duì)考研都有很大的幫助;在這一階段，生物學(xué)小組的同學(xué)雖然只是輔助，但對(duì)他們幫助也很大，他們學(xué)習(xí)了從天然植物中尋找發(fā)現(xiàn)發(fā)揮藥效的基團(tuán)，或者發(fā)現(xiàn)新藥，或者從藥物中分析出新的發(fā)揮藥效的活性基團(tuán)，闡述藥物發(fā)揮作用的新機(jī)理;可以根據(jù)藥物理化性質(zhì)，制成合適的給藥劑型，篩選合適的給藥方式，更快和更安全地發(fā)揮藥效，發(fā)揮最佳的治療效果。2)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，兩組共同完成。藥學(xué)學(xué)組開展藥理學(xué)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，可以接觸到動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，生物組的學(xué)生會(huì)學(xué)習(xí)動(dòng)物學(xué)這門課程，也可以接觸到動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。所以，兩個(gè)小組對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)并不陌生;但是，他們對(duì)于動(dòng)物的飼養(yǎng)、給藥、建模等技術(shù)的掌握并不系統(tǒng)。如每天給動(dòng)物投放食物的量，給藥方式等，對(duì)于他們來說具有挑戰(zhàn)性。通過該階段的學(xué)習(xí)，兩個(gè)小組的學(xué)生對(duì)于動(dòng)物的解剖結(jié)構(gòu)和生理機(jī)能有了更深地認(rèn)識(shí)，可以對(duì)解剖學(xué)、生理學(xué)、藥理學(xué)等相關(guān)學(xué)科知識(shí)查缺補(bǔ)漏。經(jīng)過這一階段的指導(dǎo)培養(yǎng)，幫助小組成員順利通過相關(guān)專業(yè)的研究生考試，甚至表現(xiàn)優(yōu)異。3)生物機(jī)能分析測(cè)定階段，該階段由生物學(xué)小組主導(dǎo)。生物學(xué)小組通過該階段的實(shí)驗(yàn)工作，可以對(duì)所學(xué)的植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)等知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的梳理，將理論知識(shí)通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有機(jī)整合。作為輔助的藥學(xué)小組成員，他們所汲取的營(yíng)養(yǎng)并不少于生物學(xué)小組，通過該階段的共同學(xué)習(xí)，他們可以熟練掌握分子生物學(xué)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能。如免疫組化、凝膠電泳、RT-PCR、Western-blot、ELISA、細(xì)胞培養(yǎng)、流式細(xì)胞儀等，對(duì)以后準(zhǔn)備走向科研工作崗位的同學(xué)尤為重要?？傊?，通過建立交叉學(xué)科畢業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)科研小組，通過學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作，不但可以順利完成各自畢業(yè)實(shí)驗(yàn)，而且在此次大型實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中擴(kuò)充了自己的知識(shí)領(lǐng)域，豐富了自己的實(shí)驗(yàn)技能;更重要的是打破了傳統(tǒng)的學(xué)科壁壘［8-10］，讓學(xué)生更多通過地參與大型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)行探索性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新性思維，培養(yǎng)出高素質(zhì)的科學(xué)教育人才，是一種非常好的教學(xué)培養(yǎng)模式，后續(xù)我們將擴(kuò)大交叉培養(yǎng)范圍。今后我們將投入更多的努力，完善交叉學(xué)科共同進(jìn)行實(shí)驗(yàn)工作的教學(xué)培養(yǎng)模式，圍繞跨學(xué)科教育進(jìn)行不斷地探索，進(jìn)一步完善這種新型的培養(yǎng)模式。

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［2］李雅妮，范耿，黃晨，等．交叉學(xué)科建設(shè)與提升高校自主創(chuàng)新能力研究［J］．管理觀察，2015(6):116-117．

作者：劉超 李曉 高慧婕 單位：濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院