【本科教育教学巡礼】基础医学实验教学中心医学形态学实验室:数智赋能,整合创新,医学形态学实验的进阶教学

发布时间2024-11-19   字体大小T|T

一、实验室简介

医学形态学实验室是兰州大学基础医学实验教学中心重要的综合教学实验室。1997 年 1 月,本着统一管理、资源共享的原则,基础医学院按照学科群的特点,将原本分散管理的组织胚胎学、遗传与细胞生物学、病原生物学、病理解剖学及免疫学教学实验室合并重组,成立了医学形态学实验室,并于1998年被评为省级合格实验室。2004 年学院进一步将医学形态学实验室、医学机能学实验室、人体解剖与手术学实验室和生物化学与分子生物学实验室重组为基础医学实验教学中心,2007 年被评为甘肃省基础医学实验教学示范中心。

医学形态学实验室建设历程

1.实验室硬件设施

医学形态学实验室现有本科教学实验室26间,位于兰州大学城关东校区医学教学实验楼 2 楼和榆中校区贺兰堂 4楼,总面积约 1770 m。

医学校区共有实验室21间,包括显微数码互动实验室4间,形态显微镜实验室4间,形态与机能双重功能实验室4间,生物安全二级实验室2间,医学形态学创新实验室2间,实验预备室4间及大体标本实验室1间,总面积1338 m。榆中校区共有实验室5间,包括形态显微镜实验室 4 间(即将更新为显微数码互动实验室)及预备室1间,实验室总面积432m。根据实验室功能,设立显微数码互动教学子平台、生物安全实验教学子平台、形态学常规实验教学子平台、形态学制片与显微图像分析子平台及组织与细胞培养子平台。

近年来,学校及学院通过一系列基础设施的建设,极大程度地改善了实验室教学条件。实验室现有设备700余台件,包括数码互动显微镜110台、普通生物显微镜370台、三目显微镜及图像采集系统8套、数字切片扫描系统、染色体核型分析系统各1套。此外,配备全自动组织脱水机、包埋机、石蜡切片机、冰冻切片机、多功能染色机、生物安全柜、超净工作台、全自动酶标仪、霉菌培养箱、恒温培养摇床、纯水仪、CO2 细胞培养箱、离心机等设备200余件。设备总值约900余万元,年均教学运行经费18-20万左右。先进的实验条件有效支撑了多学科形态实验教学模块化运行的需求,推动了相关实验课程的教学体系、课程内容及实验教学手段与方法的改革,促进了我校形态学实验教学水平的提升。

2. 实验室信息化建设

在信息技术赋能医学实践教学的背景下,加强实验教学优质资源建设与共享,建立新型信息化教学环境,是建设医 学一流专业、一流课程以及培养新医科创新人才的重要基础。为了提升教学实验室信息化水平,形态学实验室近年来持续推进实践教学资源数字化建设。

针对医学形态学科知识具有抽象不易想象,结构生僻不易理解,知识点琐碎繁杂不易记忆等特点,聚焦形态教学标本数字化、虚拟仿真实验项目、实验微课及知识图谱建设,目前初步建成医学微生物学实验图片库管理系统、医学形态学虚拟仿真教学系统(http://morlab.lzu.edu.cn)、《肿瘤动物模型的建立及荷瘤小鼠的病理学检测》虚拟仿真实验教学项目等资源,突破传统形态实验教学的时间和空间限制。通过为学生提供线上数字化资源,打造人人皆学、处处能学、时时可学的泛在化学习新环境,促进学生的参与度和学习动力,提升医学生的实践操作能力。

3. 实验室教学任务

医学形态实验室目前承担着全校临床医学、临床医学(农村订单定向)、基础医学、麻醉学、医学影像学、医学检验学、护理学、预防医学、公共事业管理、口腔医学、药学、儿科学共12个专20余门实验课程,包括基础医学院、公共卫生学院、口腔医学院、药学院、第一临床医学院、第二临床医学院共6个学院在内的3000余名本科生的基础医学实践教学任务。近五年实验教学时数达1.2万学时/年,人学时数达17万/年。

承担榆中校区《组织胚胎学实验》、《细胞生物学实验》、《医学形态学实验 1》,医学校区《病理学实验》、《医学免疫学实验》、《医学微生物实验》、《人体寄生虫实验》、《病原生物学实验》、《实验动物学实验》、《医学形态学实验》、《寄生虫与寄生虫检验实验》及《遗传与遗传学检验实验》,基础医学专业《医学形态学实验2/3》、《感染与免疫实验1/2》及部分《分子医学实验3》及《科学研究与实践3/4》的实验准备及实验教学工作。

二、医学形态学实验室团队建设

1. 实验室人员、学历与职称结构

医学形态学实验室现有实验技术和管理人员12人。马岚教授作为形态实验室主任,负责实验室日常管理及建设。现有博士学位3人,硕士学位4人,高级职称4人,中级职称8人。

2. 实验教学团队

实验室长期推进理论实践一体化的实验教学团队建设。医学形态学实验教学团队是一支由实验教学一线、具有多学科综合理论知识和实践经验的教师组成的团结队伍,2021 年获批兰州大学校级本科教学团队。团队建设为综合创新实验开设、多元化教学方法开展提供有力保障,其中 83%比例的临床医学本科背景能够保障实验教学中基础与临床的紧密联系。教学团队依托科研反哺实验教学,将新技术、新知识、 新理念及时引入课堂,引导学生创新能力及科研思维的培养。

3. 实验教师能力提升

为了提高团队教师的实验教学和实验室管理水平,积极鼓励教师参加生物安全、实验室管理、教学能力与方法、实验技能提升等相关培训及学术会议,鼓励硕士及以下学历教师继续学习,通过出国留学、在职读博、博士后等学习经历提高学术水平和教学管理能力。近五年实验室有 40 余人次参加各级各类专业相关培训学习。

4. 实验教师获得的各类称号、荣誉

医学形态学实验教学团队教师高度敬业,积极参加各级各类比赛,取得多项荣誉奖励。

三、实验课程建设

1. 开设的本科实验课程

实验室目前面向临床医学类学生开设专业选修课《医学形态学实验》,面向基础医学、麻醉学、医学影像学及儿科学开设专业必修课《医学形态学实验(1)/(2)/(3)》,面向基础医学专业开设科研技能提升课程《生物医学大型仪器原理及应用》及《科学研究与实践 3/4》。课程建设卓有成效,获批甘肃省一流课程4门,校级一流课程2门。

1.1 《医学形态学实验》

《医学形态学实验》是面向临床医学、麻醉学、医学影像学、儿科学、医学检验学及农村订单订向专业开设的专业选修课。作为综合性实验课程,共36学时,1学分,在本科三年级(第 5 学期)开设。在前期学习完成细胞生物学、人体解剖学、组织胚胎学、病理学、病原生物学及医学免疫学等形态相关课程后,本课程通过实验项目综合不同学科的专业知识和实验技术,以动物实验和人体实验的操作,探讨人体正常与异常形态之间演变过程。

该课程要求学生能够熟练运用医学形态学的基本实验方法和技能;以疾病为主导,结合临床案例,培养学生多学科综合思维和临床思维,培养学生严谨的科学态度及独立分析问题、解决复杂问题的能力;培养德才兼备、富有社会主义核心价值观的新医科人才。为后续的诊断学、内科学、外科学等临床课程的学习奠定基础。

  课程内容设置

1.2 《医学形态学实验(1)/(2)/(3)》整合实验

面向基础医学专业开设的器官系统整合课程,突破原有以学科为中心的知识学习体系,将《系统解剖学》、《组织胚胎学》、《生理学》、《病理学》、《病理生理学》和《药理学》以各器官系统为教学单元进行有机整合,重新组织构建教学内容,凸显系统器官“从宏观到微观,从结构到功能,从正常到异常,从疾病到治疗”的逻辑关系,培养具备岗位胜任力的基础医学人才。

《医学形态学实验》以解剖学、组织胚胎学及病理学为核心内容,作为器官系统整合实验课程的重要组成,以器官系统为中心,对相关实验内容进行横向与纵向整合,构建医学形态学整合实验课程体系。课程按照教育教学规律开设《医学形态学实验(1)》、《医学形态学实验(2)》及《医学形态学实验(3)》三个模块,实验内容主要涵盖验证性实验、综合性实验及创新设计实验项目,通过实践环节进一步强化、巩固、理解理论知识。

1.3 《生物医学大型仪器原理与使用》

医学领域的科学研究离不开生物医学大型仪器设备,但目前大型仪器存在使用门槛高、专业教师授课力量不足、学生培训使用不到位等问题,不了解仪器的一般原理及使用方法,将严重制约本科生科研操作技能的提升。

本课程面向三年级基础医学学生开设,针对样品前处理、仪器参数设置、过程操作、数据处理等环节进行授课,共72学时。其中,理论学习(36 学时)使学生能够掌握生物医学实验室的安全常识、大型仪器使用的安全常识,掌握常用生物医学大型仪器如共聚焦显微镜、流式细胞仪等原理;能对常用大型仪器的使用的操作及使用初步熟悉。

实践环节(36 学时)确保学生熟悉当前仪器的性能指标、应用范围、实验流程,通过实践操作,确保学生能独立或基本独立掌握大型仪器的使用,激发创新思维与兴趣,促进大型仪器设备开放共享。本课程是基础医学专业人才科研实训课程体系的重要组成。

 

1.4 《医学科学研究方法与实践》

在学习生物医学大型仪器应用的基础上,面向四年级本科生进一步开设科研方法类课程,共108学时。聚焦于生物学、医学研究中常用的技术方法,包括细胞与组织培养、分子生物学技术、动物行为学及影像学、形态制片与显微成像分析、电生理分析检测等常用技术,结合科学研究的前沿进展,通过分类、系统的实验项目的开设,让学生真切理解科学研究中仪器方法“用什么?为什么用?怎么用?”

专业特色科研实训课程

以形态制片技术为例,通过16学时的技能训练,要求学生能够独立完成模型动物组织器官的石蜡切片、冰冻切片制作,熟练掌握 HE 染色、免疫组织化学及免疫荧光染色技术;在后续的显微成像技术模块,通过14学时的实践,学生能够选择适合的显微成像技术对前述切片进行拍摄、分析,并对组织制片进行质量评估,进一步反馈前一模块的学习效果。

2. 实验教材及软件

在实验课程建设中,教学团队持续推进配套实验教材建设。由马岚教授主编,团队教师参编的配套教材《医学形态实验学》自2015年起组织编写,反复修订,2018年由兰州大学出版社出版并投入教学。此外,团队成员积极参编人民卫生出版社全国高等学校创新教材《基础医学整合实验》、高等学校国家级实验教学示范中心联席会基础医学组推荐教材《基础医学实验教程-医学形态学实验》、兰州大学教材建设基金资助教材《病理学实验指导》等多本实验教材,全国30多所兄弟院校联合使用。

此外,编写完成《医学形态学实验课程思政教学指南及案例库》供日常教学使用。《医学形态学双语教材》《医学形态学实验教程(器官系统整合系列教材)》目前均在积极编写中。同时,开发实验教学软件5项,其中4项获得软件著作权证书。

3. 实验教学研究项目

实验教学团队积极探索,从线上线下混合式教学方法、虚拟仿真实验项目建设、生物安全、教师队伍建设、整合课程、教材建设等多个方面开展教学研究,以期进一步提升形态学实践教学效果。目前主持参与省部级教学研究项目 8 项、校级教学研究项目11项、院级项目3项。

4. 实验教学论文

教学团队及时总结教育教学改革方面的经验,在《实验室科学》等核心期刊发表教学文章10余篇。

四、本科人才培养

1. 指导本科生各级创新项目

新医科背景下,医学本科生科研创新训练是高等院校培养拔尖创新型人才的重要方式。近年来,医学形态学实验室依托新医科本科创新平台与综合创新实验室,为学生搭建了科研活动与实践平台,在创新创业教育实践方面取得了显著的成效。实验教学团队教师近五年先后指导国家级大学生创新创业项目 1 项、校级本科生创新创业项目4项、院级新医科本科交叉创新训练计划2项,惠及医学各学院本科生40余人次。

通过科研创新训练,本科生具备了一定的科研创新能力,个人的综合素养也不断提升,可以快速适应不断发展更新的 医学前沿知识和技术,为国家培养创新型人才提供重要支持。同时,在与学生的互动交流和思想碰撞中,指导老师的指导 能力不断提高,科研思路进一步拓展,从而形成师生之间的 良性互动。

2. 指导本科生各类学科竞赛

“以赛促学,以赛促教、以赛促创”是大学生学科竞赛的主旨要义。专业学科竞赛通过培养学生综合素质,能够激发学术创新,促进学科发展。

近年来,医学形态学实验室依托形态学数字化教学资源平台,借助显微数码互动教学实验室,积极指导学生参加各类专业学科竞赛。团队教师指导学生40余人次,先后获2023年全国首届大学生医学形态学读片与人体解剖学标本辨识大赛病理赛道三等奖、2024 年甘肃省首届医学形态学读片与人体解剖学标本辨识大赛组织学赛道一等奖、医学微生物学赛道一等奖、人体寄生虫赛道一等奖、混合赛道一等奖等多项奖励,多名教师被评为甘肃省学科竞赛“优秀指导教师”。

五、社会服务

医学形态学实验室依托显微镜实验室及形态大体标本等资源,积极开展对外社会服务。自2021年以来,骨干教师朱钟泊、王毅君、曹明强、谷弘、谢俊秋、苗小康、王敏、邢丽娜、康迎英等人参加“我为群众做实事——中考生物实验辅导”活动,前后约10批次学生,服务学生约500余人,受到校内外一致好评。

近年来通过开展实验室开放日活动,为省内外300多名中小学生提供科普讲解,帮助孩子们进一步了解人体奥秘。此外,接待徐州医学院、甘肃中医药大学等国内外兄弟院校参观交流近100人次。

六、对外交流

通过积极参与全国基础医学形态学实验室主任联席会的组织事务,举办全国形态学教学会议及举办省级学科竞赛,医学形态学实验室多途径扩大对外交流,进一步提升兰州大学基础医学院的对外影响力,增强形态学实验室的管理及教学水平。