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關(guān)鍵詞 分子生物學(xué) 兒科 基因工程
中圖分類(lèi)號(hào):Q7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1 分子生物學(xué)為兒科的發(fā)展提供了新的驅(qū)動(dòng)力
兒科這種稱(chēng)謂源自于歐洲,在15至16世紀(jì)之后,受到歐洲文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)的影響,整個(gè)科學(xué)技術(shù)獲得了極大的發(fā)展,醫(yī)學(xué)也不例外,但是這一時(shí)期的兒科是包含在產(chǎn)科以及內(nèi)科里的,產(chǎn)科與內(nèi)科依據(jù)病兒的年齡分別診斷,也就是說(shuō)這一時(shí)期,兒科并沒(méi)有獲得獨(dú)立的研究與發(fā)展。世界上第一個(gè)兒童醫(yī)院于1820年在法國(guó)巴黎誕生,14年之后的1834年俄國(guó)建立了世界上第二個(gè)兒童醫(yī)院。此后,兒科作為一個(gè)獨(dú)立學(xué)科進(jìn)入人們的研究視野。早期的兒科研究?jī)?nèi)容主要針對(duì)的是小兒疾病的診治。兒科疾病的診治也主要是依據(jù)成人疾病診治。對(duì)于兒童不同年齡所不同的生理、病理現(xiàn)象及其特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足,對(duì)于兒童成長(zhǎng)的環(huán)境、膳食、營(yíng)養(yǎng)、衛(wèi)生、保健等影響因素的認(rèn)識(shí)也并不多。此后隨著營(yíng)養(yǎng)學(xué)、免疫學(xué)、細(xì)菌學(xué)等一些學(xué)科的快速發(fā)展,學(xué)術(shù)界對(duì)于上述問(wèn)題也有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。到了21世紀(jì),物質(zhì)代謝、免疫學(xué)等學(xué)科以前所未有的速度發(fā)展,抗菌素、激素、預(yù)防接種等獲得極大發(fā)展,兒科領(lǐng)域的研究也突飛猛進(jìn),兒童的營(yíng)養(yǎng)性以及感染性疾病有了新的控制方法,發(fā)病率與死亡率不斷下降。尤其值得一提的是,以費(fèi)明翰調(diào)查作為典型的第二次流行學(xué)革命對(duì)于學(xué)者們研究?jī)和纳罘绞?、心理-行為?duì)疾病模式的意義產(chǎn)生了極大影響,甚至可以說(shuō)是革命性的,這也是兒科首次對(duì)醫(yī)學(xué)革命做出的巨大貢獻(xiàn)。
不可否認(rèn)的是,在分子生物學(xué)出現(xiàn)之前,兒科的研究基本上都局限在傳統(tǒng)的疾病診治的經(jīng)驗(yàn)桎梏中。分子生物學(xué)雖然在20世紀(jì)50年代產(chǎn)生之后就是生物學(xué)研究的前沿,其深度和廣度是人類(lèi)有史以來(lái)從未達(dá)到過(guò)的。分子生物學(xué)的成果給兒科醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供了極其廣闊的空間。在傳統(tǒng)兒科研究的主要驅(qū)動(dòng)力中主要包括三個(gè)驅(qū)動(dòng)力,也即科學(xué)驅(qū)動(dòng)、技術(shù)驅(qū)動(dòng)與技巧驅(qū)動(dòng)。在分子生物學(xué)產(chǎn)生以前,這些驅(qū)動(dòng)力是分割的,但是分子生物學(xué)產(chǎn)生之后為兒科研究的這些驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行了整合,分子生物學(xué)在針對(duì)兒科研究里的發(fā)現(xiàn)、分析以及解決問(wèn)題等方面都展現(xiàn)出強(qiáng)勁的展動(dòng)力??梢哉f(shuō)在很大程度上,分子生物學(xué)為解決兒科發(fā)展所遇到的一些特殊性、個(gè)案性、疑難性問(wèn)題時(shí)提供了清晰的思路、犀利的靈感以及獨(dú)特的視角,為兒科的發(fā)展提供了全新的驅(qū)動(dòng)力,從而大大促進(jìn)了兒科的發(fā)展。
2 分子生物學(xué)拓展了兒科研究范圍提高了發(fā)展質(zhì)量
分子生物學(xué)理論主要包括DNA結(jié)構(gòu)、中心法則、基因調(diào)控等方面的研究,分子生物學(xué)里基因工程的發(fā)展對(duì)于傳統(tǒng)的病毒學(xué)、生物學(xué)以及遺傳學(xué)都產(chǎn)生了革命性影響。眾多常見(jiàn)兒科疾病的病原學(xué)診斷也獲得了極大的發(fā)展。舉例而言,目前已分離出的呼吸道病毒已超過(guò)百種、腸道病毒近百種。這些病毒參與了從呼吸道到消化道以及神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生。疫苗和化學(xué)治療的發(fā)展使過(guò)去的難治性疾病得到了較好的控制。有關(guān)遺傳性疾病(染色體疾病、遺傳代謝性疾病)診斷和治療的理論、方法和技術(shù)使從前無(wú)法認(rèn)識(shí)和處理的上百種疾病有了正確的解釋與治療手段。分子生物學(xué)的診斷方法以令人眩暈的速度遍及兒科各個(gè)疾病。分子生物學(xué)研究所帶來(lái)的各種變化極大拓展了傳統(tǒng)兒科學(xué)的研究領(lǐng)域,對(duì)于兒科學(xué)知識(shí)的豐富也起了很大作用,尤其是在阿波羅登月以及人類(lèi)基因組計(jì)劃等活動(dòng)之后,分子生物學(xué)的發(fā)展也明顯加速。這也使得人們更進(jìn)一步的對(duì)兒科的疾病、健康以及生命現(xiàn)象本質(zhì)的研究上達(dá)到的一個(gè)高峰。人們不再像傳統(tǒng)的兒科研究,只關(guān)注兒童疾病的診治了,對(duì)于兒童的健康以及生命質(zhì)量也作為關(guān)注的重中之重。對(duì)于兒童成長(zhǎng)的環(huán)境,研究已經(jīng)不僅僅局限于自然物質(zhì)環(huán)境,對(duì)于兒童成長(zhǎng)的心理精神環(huán)境關(guān)注增多。分子生物學(xué)的產(chǎn)生及其發(fā)展,在很大程度上使得新一代的兒科研究工作者們所面臨的任務(wù)、機(jī)遇以及(下轉(zhuǎn)第53頁(yè))(上接第11頁(yè))挑戰(zhàn)與前輩們發(fā)生了改變,前輩兒科研究工作者的重點(diǎn)在于通過(guò)兒童疾病診治降低兒童死亡率和發(fā)病率,當(dāng)前的研究者重點(diǎn)在于保持這一局面并提高兒童生活和生命的質(zhì)量。如傳統(tǒng)的研究對(duì)于兒童的孤獨(dú)癥抑郁癥關(guān)注不夠,但是分子生物學(xué)產(chǎn)生之后,人們的關(guān)注明顯提高了,如北京大學(xué)醫(yī)學(xué)遺傳中心的鐘南、張茜醫(yī)生在其《兒童孤獨(dú)癥的分子生物學(xué)研究進(jìn)展》中專(zhuān)門(mén)論述了分子生物學(xué)對(duì)兒童孤獨(dú)癥的影響。分子生物學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展也在很大程度上拓展了兒科研究的范圍,大大提高了研究的質(zhì)量,這種質(zhì)量的提高主要是通過(guò)提供新的途徑與方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的,如朱汝南、錢(qián)淵、王芳、劉成貴等人的《分子生物學(xué)方法在兒童流行性感冒監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用》一問(wèn)中就認(rèn)為流行性感冒(流感)病毒是引起急性呼吸道感染的重要病原,它可在短期內(nèi)突然發(fā)生,起病急,蔓延快,往往造成不同程度的流行,甚至造成世界性大流行。兒科呼吸道感染病人的突然大量增加往往是流感流行的晴雨表,因此兒童中的流感監(jiān)測(cè)有著特殊重要的意義。在他們的研究中,充分利用了經(jīng)典病毒學(xué)方法(病毒分離和血凝 (HA)試驗(yàn))對(duì)兒童中流感流行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)的同時(shí),還建立了分子生物學(xué)方法檢測(cè)和鑒定流感病毒,并對(duì)近年A3型流感病毒分離株的血凝素基因進(jìn)行了序列分析。又如,著名遺傳學(xué)家吳希如在20世紀(jì)90年代就逐步建立并開(kāi)展了兒科分子生物學(xué)及分子遺傳學(xué)研究。對(duì)于分子生物學(xué)在小兒驚厥、癲癇及其相關(guān)遺傳病機(jī)制等領(lǐng)域的影響與作用進(jìn)行了大量的研究,并取得了豐富的成果。
參考文獻(xiàn)
[1]鐘南,張茜.兒童孤獨(dú)癥的分子生物學(xué)研究進(jìn)展[J].中國(guó)實(shí)用兒科雜志,2008(3).
[2]龍華.分子生物學(xué)前沿[A].全國(guó)首屆動(dòng)物生物技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C].2004.
關(guān)鍵詞 分子生物學(xué) 婦科 產(chǎn)前診斷 免疫遺傳
中圖分類(lèi)號(hào):Q7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1 分子生物學(xué)與婦產(chǎn)科的基本情況概述
分子生物學(xué)的興起是上世紀(jì)50年代以后的事情,但是自其興起和發(fā)展以來(lái),發(fā)展的巨大成就十分引人關(guān)注。六十多年來(lái)產(chǎn)生了巨大的影響,繁榮的勢(shì)頭依然十分強(qiáng)勁。分子生物學(xué)研究要進(jìn)行的問(wèn)題在于對(duì)生命本質(zhì)一致性的分析,學(xué)者們通過(guò)分子水平的研究,發(fā)現(xiàn)由最低級(jí)、最簡(jiǎn)單的單細(xì)胞生物到最復(fù)雜最高等的人的基本組成(這些組成主要由蛋白質(zhì)、核酸、糖等三類(lèi)物質(zhì)構(gòu)成)的構(gòu)成與遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)(主要包括DNA和RNA)、流向(中心法則)以及含義(遺傳密瑪)乃至能量轉(zhuǎn)換的機(jī)理都是高度一致的,正是因此,人們才發(fā)現(xiàn)在分子水平層面,生物取得了相對(duì)的統(tǒng)一。分子生物學(xué)的這一成就具有極其重要的意義,它使得基因在不同生物個(gè)體、種屬之間的轉(zhuǎn)移成為可能,從而大大的提高了生命科學(xué)各個(gè)分支學(xué)科以及整個(gè)生命科學(xué)的發(fā)展。在21世紀(jì),分子生物學(xué)的發(fā)展將不斷深入和擴(kuò)大,關(guān)于腦的活動(dòng)、生命發(fā)育、疾病免疫等復(fù)雜難題將成為分子生物學(xué)研究的重中之重。
要準(zhǔn)確客觀(guān)理解分子生物學(xué)對(duì)婦產(chǎn)科的影響,必須對(duì)婦產(chǎn)科的基本情況所有了解,在長(zhǎng)期的醫(yī)學(xué)研究和發(fā)展實(shí)踐中,婦產(chǎn)科的研究和實(shí)踐內(nèi)容不斷豐富和發(fā)展,如在生命發(fā)育階段,對(duì)胎盤(pán)、胎兒生理、母體子宮平滑肌的功能調(diào)節(jié)以及分娩發(fā)動(dòng)機(jī)制、早產(chǎn)等問(wèn)題都有研究。在妊娠期目前對(duì)于絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞以及胎兒胎盤(pán)轉(zhuǎn)運(yùn)方面的問(wèn)題也引起了學(xué)界的高度重視。在歐美國(guó)家,分子生物科學(xué)較為發(fā)達(dá),對(duì)生物的基因芯片以及微RNA的研究不斷深入,探討了一些生物學(xué)的病理機(jī)制及治療方法,典型的如子癇、慢性高原疾病、肥胖等問(wèn)題。以世界衛(wèi)生組織(WHO)為代表的一些研究結(jié)構(gòu)對(duì)婦科流行病學(xué)、早產(chǎn)病因基因組研究以及基于循證醫(yī)學(xué)早產(chǎn)臨床干預(yù)等問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。
2 分子生物學(xué)在婦產(chǎn)科領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展分析
事實(shí)上,婦產(chǎn)科的發(fā)展歷史較之于分子生物學(xué)要早很多,但是分子生物學(xué)興起之后,對(duì)婦產(chǎn)科的發(fā)展產(chǎn)生了極大的影響,有些影響甚至可以說(shuō)是革命性的。比如在女性的產(chǎn)前診斷中,分子生物學(xué)的興起使得我們對(duì)一些具有嚴(yán)重出生缺陷或者遺傳病等問(wèn)題在宮內(nèi)期即可作出診斷并及時(shí)采取科學(xué)合理的對(duì)策措施。分子生物學(xué)產(chǎn)生之前,該領(lǐng)域主要運(yùn)用的是胎兒鏡以及影像技術(shù),但是,近年來(lái),致病基因不斷分離克隆,高危胎兒的基因突變分析不僅重要而且必須,分子生物學(xué)技術(shù)為此提供了可能性,如分子雜交、熒光原位雜交、PCR技術(shù)等分子生物學(xué)技術(shù)在單基因病以及染色體畸變的診斷中獲得了較為廣泛的應(yīng)用。此外,一些全新的分子細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù),諸如端粒探針、錨定原位標(biāo)記技術(shù)、基因組雜交等在婦產(chǎn)科的應(yīng)用問(wèn)題也已經(jīng)被提上議事日程。筆者通過(guò)以上的分子生物學(xué)在產(chǎn)前診斷的應(yīng)用問(wèn)題的論述,已經(jīng)很明顯的說(shuō)了分子生物學(xué)對(duì)提高植入前遺傳診斷或用孕婦血中胎兒細(xì)胞診斷問(wèn)題具有十分重要的作用。
當(dāng)前,應(yīng)用到婦產(chǎn)科的分子生物學(xué)技術(shù)是多種多樣,紛繁復(fù)雜的,如索森印跡雜交(Southern blot hybridization)、聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction)、熒光原位雜交(fluorescence in situ hybridization)、單鏈構(gòu)象多態(tài)性(single strand conformation polymor-phism)、異源雙鏈分析(heteroduplex analysis)、DNA序列分析、蛋白截短測(cè)試(protein truncation test)等等,不一而足。這些技術(shù)在婦產(chǎn)科的很多具體方面得到了應(yīng)用與發(fā)展,如在遺傳方面的研究,當(dāng)前,我們已知一些遺傳性腫瘤(視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤、Wilm氏瘤)的突變基因是按孟德?tīng)柗绞竭z傳的。當(dāng)然也有一些基因與腫瘤的易感性有關(guān),但是其遺傳方式都是孟德?tīng)柗绞剑肿由飳W(xué)技術(shù)可以對(duì)這些基因可以進(jìn)行產(chǎn)前檢查。又如多聚合酶鏈反應(yīng)這一分子生物學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,對(duì)于一些婦產(chǎn)方面的疾病,比如Duchenne's肌營(yíng)養(yǎng)不良癥、囊性纖維化癥、苯丙酮尿癥、脆性X染色體綜合征等進(jìn)行診斷和治療已經(jīng)成為可能。再如,分子生物學(xué)在母嬰感染傳播方面的應(yīng)用,超微量的DNA擴(kuò)增技術(shù)具備敏感性、特異性以及簡(jiǎn)便性的優(yōu)點(diǎn)在母嬰感染傳播方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)十分明顯。分子生物學(xué)的應(yīng)用使得對(duì)于母嬰傳播方面存在可能的人類(lèi)免疫缺陷病毒(HIV)、巨細(xì)胞病毒(CMV)、風(fēng)疹病毒等進(jìn)行一些提前的檢測(cè)與預(yù)防成為可能。值得一提的是利用PCR技術(shù)還可以根據(jù)不同引物的特點(diǎn)進(jìn)行預(yù)后。近年來(lái),丙型肝炎病毒(HCV)的母嬰傳播已成為一個(gè)研究熱點(diǎn),PCR技術(shù)在這一領(lǐng)域也取得了諸多成就。此外,在婦科腫瘤基因研究方面,目前學(xué)界對(duì)腫瘤發(fā)生和發(fā)展的認(rèn)識(shí)進(jìn)入了分子水平。在分析腫瘤細(xì)胞中復(fù)雜的染色體異常組成以及對(duì)癌基因的定位及其抑制方面都有貢獻(xiàn)。當(dāng)前免疫遺傳研究熱點(diǎn)是人類(lèi)白細(xì)胞抗原系統(tǒng)(human leucocyte antigen,HLA)與該病的關(guān)系。分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用使HLA分型研究從抗原水平進(jìn)入到基因水平,使與疾病關(guān)聯(lián)的HLA基因準(zhǔn)確分型、定位。以上所舉的一些也只是分子生物學(xué)在婦產(chǎn)科領(lǐng)域應(yīng)用和發(fā)展的冰山一角,我們有理由相信,隨著分子生物學(xué)和婦產(chǎn)科的不斷交叉融合,兩個(gè)學(xué)科以及交叉部分都會(huì)取得更多嶄新的成就。
參考文獻(xiàn)
[1] 李隆玉,萬(wàn)建萍,鐘傳慶.子宮內(nèi)膜癌發(fā)生分子機(jī)制及治療的研究進(jìn)展[J].中華腫瘤防治雜志,2008(19).
關(guān)鍵詞:分子生物學(xué);教學(xué)方法;教學(xué)改革
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)38-0050-02
《分子生物學(xué)》是從分子角度、在基因水平上闡述生命現(xiàn)象的科學(xué)。其主要內(nèi)容是構(gòu)成生物體的生物大分子結(jié)構(gòu)和功能的研究,特別是核酸、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的研究,并在此基礎(chǔ)上,對(duì)不同生物體及生命現(xiàn)象的各個(gè)方面從分子水平上進(jìn)行剖析?!斗肿由飳W(xué)》作為農(nóng)學(xué)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課之一,是分子遺傳學(xué)、生物技術(shù)、基因工程等的理論基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)地發(fā)展,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究已深入到分子水平,《分子生物學(xué)》滲入農(nóng)業(yè)科學(xué)各個(gè)學(xué)科。面對(duì)學(xué)科本身的飛速發(fā)展,如何在新形勢(shì)下讓學(xué)生學(xué)好這門(mén)課程,是我們面臨的重要問(wèn)題。
一、加強(qiáng)緒論教學(xué)方法,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
近幾十年來(lái),隨著分子生物學(xué)的迅速發(fā)展,新技術(shù)、新成果不斷涌現(xiàn),成為生命科學(xué)領(lǐng)域最具活力的學(xué)科之一,所以對(duì)此的學(xué)習(xí)過(guò)程和授課方式倍加重要。因此,講好緒論部分可以幫助學(xué)生樹(shù)立學(xué)習(xí)《分子生物學(xué)》的信心,激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣,最大程度地提高教學(xué)效果。例如:緒論中我們會(huì)談到分子生物學(xué)中諾貝爾獎(jiǎng)的相關(guān)信息,可以幫助學(xué)生重視《分子生物學(xué)》課程的學(xué)習(xí)。從1901年以來(lái)自然科學(xué)領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)大概有550名左右,其中有200位諾獎(jiǎng)獲得者涉及生物化學(xué)和分子生物學(xué)。我國(guó)于1999年9月獲準(zhǔn)加入人類(lèi)基因組計(jì)劃,雖然參與這一計(jì)劃最晚,而且是唯一的一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,但是我國(guó)科學(xué)家僅用了半年多的時(shí)間,就已經(jīng)按照人類(lèi)基因組計(jì)劃的部署完成了測(cè)序任務(wù),對(duì)破譯人類(lèi)遺傳信息起到重大作用。這樣讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到我們國(guó)家在分子生物學(xué)方面的長(zhǎng)處與不足,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生在第一時(shí)間被深深地吸引,在明確課程內(nèi)容、發(fā)展歷程以及應(yīng)用的基礎(chǔ)上,更為重要的是明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、激發(fā)學(xué)習(xí)熱情、建立自信、掌握正確的學(xué)習(xí)方法,從而為學(xué)習(xí)《分子生物學(xué)》建立一個(gè)良好的開(kāi)端。
二、善于歸納總結(jié),系統(tǒng)地講解有關(guān)知識(shí)
由于《分子生物學(xué)》的內(nèi)容豐富、知識(shí)點(diǎn)多、理論比較抽象,使其具有一定的深度和難度。要想在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)更加全面而深入地讓學(xué)生掌握并理解本課程的內(nèi)容。我們要學(xué)會(huì)整理、歸納,使課本上相關(guān)的一些分散知識(shí)系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、提煉出知識(shí)點(diǎn)。如在DNA的復(fù)制中有兩個(gè)關(guān)鍵概念,DNA的半保留復(fù)制強(qiáng)調(diào)的是對(duì)DNA復(fù)制后結(jié)果的歸納,DNA的半不連續(xù)復(fù)制著重點(diǎn)在于對(duì)DNA復(fù)制過(guò)程的總結(jié)。抽象的知識(shí)記憶起來(lái)確實(shí)存在一定難度,這也是以往學(xué)生反映最多的問(wèn)題。需要在理解的基礎(chǔ)上,采用總結(jié)規(guī)律性教學(xué)的方式將其具體而直觀(guān)表現(xiàn)出來(lái),使學(xué)生能更迅速、更準(zhǔn)確記憶。例如,限制性?xún)?nèi)切酶Ⅱ識(shí)別回文序列,可用“上海自來(lái)水來(lái)自海上”來(lái)解釋什么是回文序列,即正讀和反讀其序列均一樣。建議學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)結(jié)合課程內(nèi)容采用不同的學(xué)習(xí)方法,切記不可死記硬背,在理解的基礎(chǔ)上要善于總結(jié),重點(diǎn)培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力,只有掌握正確的學(xué)習(xí)方法才能有效地提高學(xué)習(xí)效果。
三、充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的直觀(guān)化
運(yùn)用多媒體技術(shù)進(jìn)行課堂教學(xué),既可以將圖、文、聲、像融為一體,使教與學(xué)的活動(dòng)變得更加豐富多彩,又可以寓知識(shí)學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練、智力開(kāi)發(fā)于生動(dòng)活潑的形象之中,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,變苦學(xué)為樂(lè)學(xué),同時(shí)又促進(jìn)他們的思維發(fā)展,豐富學(xué)生的想象力。例如,RNA的剪切加工過(guò)程,教師用很大力氣介紹每一加工過(guò)程,學(xué)生仍是一頭霧水,而我們通過(guò)一個(gè)“RNA的剪切加工”視頻,可以清楚地看到在細(xì)胞中,RNA合成后5’帽子和3’尾巴是怎樣被加上,然后進(jìn)一步剪切內(nèi)含子,連接外顯子的過(guò)程,學(xué)生觀(guān)看以后,頓時(shí)有一種豁然開(kāi)朗的感覺(jué)。
四、注重學(xué)科進(jìn)展,強(qiáng)調(diào)其理論意義和實(shí)際應(yīng)用
《分子生物學(xué)》是一門(mén)比較年輕的學(xué)科,作為一門(mén)獨(dú)立的自然科學(xué),只有六十多年的歷史。但其發(fā)展非常迅速,目前已成為自然科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最快、最引人注目的學(xué)科之一?!斗肿由飳W(xué)》作為多門(mén)學(xué)科之間的橋梁,對(duì)與其關(guān)系比較密切的生物化學(xué)、細(xì)胞學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)等領(lǐng)域都產(chǎn)生深刻影響?!斗肿由飳W(xué)》的理論意義在于:生命活動(dòng)的根本規(guī)律在生物體中都是統(tǒng)一的。分子遺傳學(xué)的中心法則和遺傳密碼,除個(gè)別例外,在絕大多數(shù)情況下也都是通用的。學(xué)生學(xué)習(xí)《分子生物學(xué)》的最終目的是為其理解和掌握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中相關(guān)知識(shí)服務(wù)。在教學(xué)的過(guò)程中,教師要多與生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。比如:小麥?zhǔn)俏覈?guó)第二大主要作物,其產(chǎn)量與品質(zhì)直接關(guān)系國(guó)計(jì)民生。隨著全球氣候變暖,制約小麥產(chǎn)量的環(huán)境因素更加復(fù)雜。小麥抗旱生理生化與分子生物學(xué)研究將為解決環(huán)境因素問(wèn)題提供有力的理論支撐。目前已得到了玉米、水稻、胡蘿卜、煙草等二十九種重要農(nóng)作物的抗病毒、抗蟲(chóng)、抗除草劑、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)大幅度提高的轉(zhuǎn)基因植株。在諸多的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)措施中,采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)行作物蔬菜水果良種繁育的方法占到30%~40%。隨著分子生物學(xué)研究的進(jìn)一步發(fā)展,不僅采用基因工程的技術(shù)獲得新的植物良種和實(shí)現(xiàn)糧食作物的固氮;而且有可能在掌握光合作用機(jī)理的基礎(chǔ)上,使整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的面貌發(fā)生根本改變。
五、強(qiáng)化課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,注重學(xué)生素質(zhì)能力的培養(yǎng)
《分子生物學(xué)》課程的實(shí)踐性很強(qiáng),強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際。學(xué)生可利用學(xué)校提供的校園網(wǎng)絡(luò)資源,結(jié)合教材預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并提出問(wèn)題,教師集體解答后指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)。這種學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方法,極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。例如:學(xué)生們?cè)谧鯬CR擴(kuò)增及瓊脂糖凝膠電泳實(shí)驗(yàn)時(shí),我們要求學(xué)生提前總結(jié)PCR反應(yīng)體系的配制、PCR擴(kuò)增程序的設(shè)置以及瓊脂糖凝膠的配制,學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)室上實(shí)驗(yàn)課時(shí)直接操作,教師及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生們?cè)诓僮鲿r(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤和不當(dāng)處。理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作得到了極大的提高,以適應(yīng)21世紀(jì)社會(huì)對(duì)高層次農(nóng)學(xué)人才的需要。
總之,在《分子生物學(xué)》的教學(xué)過(guò)程中,作為教育工作者,我們將不斷提高自身素養(yǎng),充實(shí)自己的知識(shí),與時(shí)俱進(jìn),探索新教學(xué)改革方式,完善教學(xué)方法。在教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮學(xué)生的主體作用,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好農(nóng)學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí),提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)他們成為新一代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的佼佼者!
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關(guān)鍵詞:醫(yī)學(xué)分子生物學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)改革 綜合性實(shí)驗(yàn)
中圖分類(lèi)號(hào):G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-9795(2014)02(a)-0037-03
21世紀(jì)以來(lái),隨著人類(lèi)基因組計(jì)劃的完成,醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)作為分子生物學(xué)的重要分支得以迅猛發(fā)展,其理論與技術(shù)早已廣泛滲透到生命科學(xué)的各領(lǐng)域,同時(shí)也成為橫跨基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)的橋梁課程。我校于2003年為醫(yī)學(xué)本科生開(kāi)設(shè)了醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)理論課的教學(xué),實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)由于經(jīng)費(fèi)、場(chǎng)地、儀器等因素的限制,僅針對(duì)檢驗(yàn)專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè),其教學(xué)任務(wù)由醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究中心醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)。通過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐和摸索,我們?cè)诂F(xiàn)有的條件和辦學(xué)特色定位下及實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上,針對(duì)檢驗(yàn)專(zhuān)業(yè)本科生教育的特點(diǎn),于2011年起,我們對(duì)醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革進(jìn)行了初步探索,以期促進(jìn)本學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的發(fā)展,達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力的目的。
1 醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性
醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)主要致力于闡明生物大分子結(jié)構(gòu)、功能、調(diào)控機(jī)制以及人體各種生理和病理狀態(tài)的分子機(jī)制[1]。這些內(nèi)容十分抽象而無(wú)直觀(guān)的實(shí)體,其中所涉及到的生理、生化過(guò)程,學(xué)生僅從書(shū)面上是無(wú)法進(jìn)行形象化的觀(guān)察和認(rèn)知。因此,作為一門(mén)實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)教學(xué)在醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)整個(gè)教學(xué)過(guò)程中占有重要地位。通過(guò)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí),不僅能驗(yàn)證課堂上所學(xué)到的理論基礎(chǔ),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌控能力,而且能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的實(shí)際能力。
2 對(duì)醫(yī)科生全面推行醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的改革勢(shì)在必行
醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)是生命科學(xué)發(fā)展中最重要的前沿學(xué)科之一,其發(fā)展依賴(lài)于反復(fù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,故具有實(shí)驗(yàn)性強(qiáng)的特點(diǎn),分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)正深刻地影響著醫(yī)學(xué)的各個(gè)分支領(lǐng)域。因此,對(duì)省屬醫(yī)學(xué)院校各專(zhuān)業(yè)的本科生來(lái)說(shuō),掌握分子生物學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)理論和基本的實(shí)驗(yàn)方法非常重要。提高學(xué)生的動(dòng)手能力、培養(yǎng)應(yīng)用型人才,對(duì)廣大醫(yī)科本科學(xué)生、研究生和青年教師而言顯得越來(lái)越重要。培養(yǎng)應(yīng)用型人才成為目前教育教學(xué)改革的趨勢(shì)[2]。因此,實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該更加結(jié)合臨床實(shí)際,除了基本的分子生物學(xué)技術(shù),注重增加醫(yī)學(xué)應(yīng)用和前沿的內(nèi)容。
特別是從2012年起,國(guó)家對(duì)大學(xué)本科教育經(jīng)費(fèi)的投入大幅度增加,體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)高等教育的高度重視。大幅度提高對(duì)教育的投入,對(duì)于醫(yī)學(xué)生來(lái)說(shuō),主要體現(xiàn)在對(duì)教學(xué)成本高的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的重視和投入,理論課教學(xué)的成本畢竟相對(duì)較低。因此,對(duì)醫(yī)學(xué)院校本科生進(jìn)行醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革,加強(qiáng)分子醫(yī)學(xué)教學(xué),全面推行醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革的時(shí)機(jī)成熟、勢(shì)在必行。
3 我校醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題
瀘州醫(yī)學(xué)院是培養(yǎng)醫(yī)學(xué)本科生最大的省屬地方醫(yī)學(xué)院校之一。學(xué)?,F(xiàn)有17個(gè)二級(jí)院系,在校全日制本專(zhuān)科學(xué)生、研究生、留學(xué)生15000余人(http:///html/xygk/xyjj/)。醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究中心成立于1999年,通過(guò)十多年的發(fā)展,目前擁有多名高學(xué)歷、高職稱(chēng)的專(zhuān)職教師、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員及先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備,建立了“醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)”省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,“腫瘤表觀(guān)遺傳學(xué)”省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和“表觀(guān)遺傳與腫瘤”省醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,形成了分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、腫瘤生物學(xué)、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型、形態(tài)學(xué)等研究平臺(tái),可開(kāi)展蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)與個(gè)體化醫(yī)藥、表觀(guān)遺傳學(xué)等方面多學(xué)科交叉的科學(xué)研究工作,是我校一個(gè)重要的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)中心,為醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了強(qiáng)大的師資隊(duì)伍力量和科研技術(shù)支持,但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中仍存在諸多問(wèn)題。
首先,實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)不足。眾所周知,醫(yī)學(xué)院校學(xué)生由于專(zhuān)業(yè)的特殊性所學(xué)課程繁多,各門(mén)課程的課時(shí)非常有限,就我校檢驗(yàn)專(zhuān)業(yè)本科生而言,醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)理論教學(xué)36學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)教學(xué)18學(xué)時(shí),理論與實(shí)驗(yàn)的比例為2∶1。由于課時(shí)安排不充分,許多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目無(wú)法開(kāi)展,導(dǎo)致學(xué)生與許多醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)失之交臂。而教師為了完成教學(xué)任務(wù),被迫加快教學(xué)進(jìn)度,甚至為了節(jié)約時(shí)間,提前準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所用試劑,學(xué)生沒(méi)有親自動(dòng)手的機(jī)會(huì),無(wú)法真正達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。
其次,實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)緊張。醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多,所涉及的知識(shí)面廣泛,許多儀器和試劑都十分昂貴,需要大量的資金投入[3]。本中心作為全院重要的科研平臺(tái)和人才培養(yǎng)基地,擁有許多先進(jìn)的儀器和設(shè)備,如基因擴(kuò)增儀、各種電泳系統(tǒng)、各種離心機(jī)、凝膠成像系統(tǒng)、流式細(xì)胞儀等,但數(shù)量有限僅用于日??蒲泄ぷ鞯拈_(kāi)展,無(wú)法完全滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求,使得學(xué)生只能減少分組,不僅動(dòng)手機(jī)會(huì)減少,而且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇也受到限制。
最后,傳統(tǒng)的教學(xué)模式影響了教學(xué)質(zhì)量。長(zhǎng)期以來(lái),醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式都遵循著一個(gè)基本流程進(jìn)行:教師簡(jiǎn)單講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?,學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),學(xué)生觀(guān)察結(jié)果寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。并且在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,教師會(huì)提前將實(shí)驗(yàn)結(jié)果告知學(xué)生,學(xué)生只需要驗(yàn)證結(jié)果是否相符,完全沒(méi)有獨(dú)立思考的時(shí)間和空間,成了被動(dòng)的接受者,時(shí)間一長(zhǎng),學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的熱情,嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量。
4 檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)的醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)思想是通過(guò)有限數(shù)目的實(shí)驗(yàn),加上實(shí)驗(yàn)原理與方法導(dǎo)論的講授,使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)理論上能全面掌握醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)的整體實(shí)驗(yàn)體系、基本技術(shù)和方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,特別是設(shè)計(jì)性、探索性和綜合性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展,一方面加深了對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握;另一方面培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力,獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,以及創(chuàng)造性思維的能力,從而為今后從事富于創(chuàng)造性的實(shí)際工作奠定良好的基礎(chǔ)[4~5]。
(1)實(shí)驗(yàn)教材改革。
盡管實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)有限,開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少,但為了讓學(xué)生能全面了解醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)這門(mén)學(xué)科所涉及的各方面知識(shí),本中心組織了一批有經(jīng)驗(yàn)的教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員共同編寫(xiě)了可供醫(yī)學(xué)本科生和研究生使用的《精編醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》[2],全書(shū)共分五章四十余個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)操作。按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、儀器材料、步驟及注意事項(xiàng)等結(jié)構(gòu)介紹每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。其內(nèi)容大致分為五部分,包括基本分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)、基因操作技術(shù)、基因診斷技術(shù)、表觀(guān)遺傳學(xué)和蛋白質(zhì)分析技術(shù)、細(xì)胞培養(yǎng)與分析技術(shù)。該教材不僅保留了一些經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,如質(zhì)粒DNA的提取,大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備等外,新增了關(guān)于臨床基因診斷以及形態(tài)學(xué)與功能學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,我們可以根據(jù)不同專(zhuān)業(yè),不同層次靈活教學(xué)。該實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)既有原理又有實(shí)驗(yàn)結(jié)果,圖文并茂、簡(jiǎn)潔精煉。同時(shí)附有醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程簡(jiǎn)介和醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)教學(xué)大綱。這樣,我們保證了實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)性、系統(tǒng)性和權(quán)威性。
(2)教學(xué)內(nèi)容改革。
由于教學(xué)學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)條件的限制,原有的教學(xué)內(nèi)容僅開(kāi)展了三個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,分別為動(dòng)物外周血全血DNA的提取實(shí)驗(yàn)、瓊脂糖凝膠電泳實(shí)驗(yàn)和血清蛋白SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)雖然是醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)基礎(chǔ)及經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)技術(shù),重要性很強(qiáng),但是它們之間相對(duì)獨(dú)立,關(guān)聯(lián)度不夠,缺乏實(shí)驗(yàn)的連貫性和綜合性,且與臨床聯(lián)系不大,學(xué)生興趣缺乏。為了節(jié)約教學(xué)成本,實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備均由教師提前完成,學(xué)生只需提取樣品,最后電泳上樣,觀(guān)察實(shí)驗(yàn)結(jié)果,完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。因此,學(xué)生根本沒(méi)有充分的時(shí)間對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思考和探索,可能實(shí)驗(yàn)做完,他們完全沒(méi)有理解這些實(shí)驗(yàn)的目的和意義,只是照搬照抄,應(yīng)敷了事,完全違背了設(shè)置實(shí)驗(yàn)課的初衷,沒(méi)有達(dá)到鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考,獨(dú)立操作的目的。
針對(duì)這些問(wèn)題,為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新性思維,根據(jù)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn),我們創(chuàng)新性地重新設(shè)計(jì)了一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)――DNA指紋分析[2,6~8](見(jiàn)圖1),包括人外周血DNA的提取、分光光度法(Nanodrop法)測(cè)定DNA的濃度和純度、以所提取的DNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增D1S80短串聯(lián)重復(fù)序列、瓊脂糖凝膠及聚苯稀酰胺凝膠電泳、DNA染色(EB染色和銀染)、凝膠成像系統(tǒng)下觀(guān)察結(jié)果和照相,最后進(jìn)行分析[2]。
同時(shí)將學(xué)生分為4人一組,每4個(gè)組為一個(gè)班,每個(gè)班由兩位教師負(fù)責(zé)。學(xué)生之間相互抽取血樣進(jìn)行DNA的提取,所有實(shí)驗(yàn)步驟均由學(xué)生獨(dú)立操作完成,教師只是從旁協(xié)助和指導(dǎo),盡量爭(zhēng)取每位學(xué)生都有動(dòng)手的機(jī)會(huì)。這樣改革的優(yōu)點(diǎn)在于,我們將研究對(duì)象由模式動(dòng)物轉(zhuǎn)化為人類(lèi)自己,從核酸技術(shù)以及基因工程技術(shù)兩條主線(xiàn)展開(kāi),并且選用了基因診斷中的一個(gè)重要內(nèi)容―DNA指紋分析這個(gè)能引發(fā)學(xué)生興趣的內(nèi)容,使得整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程更加貼近臨床實(shí)踐,更能促進(jìn)學(xué)生的積極性和參與度。而且實(shí)驗(yàn)具有連續(xù)性和系統(tǒng)性,使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有了更深刻的認(rèn)識(shí),提高了學(xué)生的動(dòng)手能力,鞏固了課堂教學(xué)所學(xué)的理論知識(shí)。
(3)教學(xué)方式改革。
我們摒棄了傳統(tǒng)的教學(xué)方式,不再是單一的教師講,學(xué)生聽(tīng)的模式,而是結(jié)合PBL法、充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段,巧妙運(yùn)用計(jì)算機(jī)多媒體作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助工具,合理利用多媒體系統(tǒng)的音頻和視頻信息,在實(shí)驗(yàn)課里將一些未開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目自然生動(dòng)的展現(xiàn)在學(xué)生面前,方便了學(xué)生學(xué)習(xí),提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為學(xué)生今后的畢業(yè)實(shí)習(xí)及工作奠定良好的基礎(chǔ)。同時(shí)教師帶習(xí)學(xué)生數(shù)量相對(duì)減少,有更多時(shí)間與學(xué)生進(jìn)行面對(duì)面交流和溝通,啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析和解決問(wèn)題,使學(xué)生由被動(dòng)的接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)參與者,培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新能力。
(4)教學(xué)效果反饋。
為了了解實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的效果,我們對(duì)參與實(shí)驗(yàn)的同學(xué)進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查(見(jiàn)表1)。調(diào)查表的內(nèi)容主要涉及實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)是否具有創(chuàng)新性,是否能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力,對(duì)學(xué)生今后的工作是否有幫助等等。調(diào)查結(jié)果顯示,實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革后,學(xué)生對(duì)醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)這門(mén)課程有了更深的認(rèn)識(shí)和理解,而且學(xué)習(xí)積極性明顯增加,對(duì)知識(shí)掌握更加具有完整性和系統(tǒng)性,達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生科研素質(zhì)和創(chuàng)新思維、提高動(dòng)手能力的目的。
5 結(jié)語(yǔ)
總之,經(jīng)過(guò)醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革,其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容將理論基礎(chǔ)與臨床實(shí)踐完整地結(jié)合在一起,學(xué)生普遍反映教學(xué)效果良好,學(xué)習(xí)積極性明顯提高,實(shí)驗(yàn)操作能力顯著增強(qiáng)。通過(guò)醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)激發(fā)了學(xué)生的潛在能力,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維,為學(xué)生今后從事科學(xué)研究和臨床工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要,由培養(yǎng)單一臨床技能型人才向培養(yǎng)具有臨床科研和動(dòng)手能力強(qiáng)的復(fù)合型人才轉(zhuǎn)變。但本次改革仍有不足之處,學(xué)生普遍反映實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)不夠,以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)不足,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相對(duì)較少。
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關(guān)鍵詞 遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn) 教學(xué)創(chuàng)新 開(kāi)放式教學(xué) 實(shí)驗(yàn)管理
中圖分類(lèi)號(hào):G423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
現(xiàn)代生命科學(xué)以及由此衍生出的生物技術(shù)和生物工程與基因都發(fā)生著絲絲縷縷的聯(lián)系。遺傳學(xué)正是研究基因的科學(xué)。遺傳學(xué)基礎(chǔ)理論的發(fā)展和應(yīng)用研究,已使工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)等相關(guān)領(lǐng)域發(fā)生了巨大變革。隨著新技術(shù)、新方法的出現(xiàn),遺傳學(xué)的研究?jī)?nèi)容也正發(fā)生著深刻的變化,并導(dǎo)致社會(huì)對(duì)人才的基本素質(zhì)提出了更高的要求。作為人才培養(yǎng)搖籃的高等教育,怎樣適應(yīng)學(xué)科發(fā)展的需要,在生命科學(xué)領(lǐng)域培養(yǎng)出創(chuàng)新型人才,是高等教育工作者一直在思考的問(wèn)題。
遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論教學(xué)的補(bǔ)充,不僅能驗(yàn)證教材上抽象的理論,輔助學(xué)生掌握知識(shí),還可以訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維,可以有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。而傳統(tǒng)的《遺傳學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在著一些共有的問(wèn)題:經(jīng)典驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多,探究性實(shí)驗(yàn)少,不能滿(mǎn)足學(xué)生掌握新技術(shù)、新方法的要求;實(shí)驗(yàn)課和理論課脫節(jié),教學(xué)評(píng)價(jià)體系不合理。0此外,由于遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)自身的特點(diǎn),部分實(shí)驗(yàn)需要持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間,但由于課堂教學(xué)時(shí)間和教學(xué)條件的限制不能開(kāi)展。因此,如何利用有限的課時(shí)安排合理設(shè)計(jì)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,打破傳統(tǒng)的封閉式教學(xué)模式,建立科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系,是從事遺傳學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)教師一直都努力試圖解決的問(wèn)題。
基于以上考慮,筆者在開(kāi)展遺傳學(xué)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室管理的過(guò)程中,逐步改革教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式,將課堂四十五分鐘改為課堂與課外相結(jié)合,通過(guò)幾年的實(shí)踐總結(jié)了一些心得,在此與大家分享。
1 新時(shí)期遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)
遺傳學(xué)中學(xué)科滲透和交叉現(xiàn)象很普遍,這也體現(xiàn)在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中。如果把生命科學(xué)的課程體系比喻為一棵大樹(shù),遺傳學(xué)就是這棵大樹(shù)的主干之一。由于化學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算科學(xué)等內(nèi)容的滲入,現(xiàn)代遺傳學(xué)已經(jīng)衍生出了發(fā)育生物學(xué)、分子生物學(xué)、基因組學(xué)、生物信息學(xué)、基因工程等學(xué)科。在現(xiàn)代生命科學(xué)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置中,一般都會(huì)設(shè)置相關(guān)課程,這些課程都和遺傳學(xué)存在聯(lián)系,也與遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)存在交叉。因此,遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置極易與其它課程出現(xiàn)“撞車(chē)”現(xiàn)象。比如:有絲分裂和減數(shù)分裂在細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中也可以開(kāi)設(shè):植物DNA提取實(shí)驗(yàn)在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中也可以開(kāi)設(shè)。一旦“撞車(chē)”出現(xiàn),不僅耽誤學(xué)生學(xué)習(xí),浪費(fèi)課時(shí),還會(huì)讓學(xué)生在不斷地重復(fù)中對(duì)課程產(chǎn)生厭倦,覺(jué)得該課程可有可無(wú),失去學(xué)習(xí)興趣。避免與其它課程實(shí)驗(yàn)重復(fù),既保證學(xué)生在有限的課時(shí)學(xué)到最多的知識(shí),也能最大程度訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手能力。
實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)是遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的另一個(gè)特點(diǎn)。與生物學(xué)中的其它學(xué)科的實(shí)驗(yàn)不同,遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中有很大部分是需要通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)材料,中間過(guò)程持續(xù)觀(guān)察才能完成的,比如果蠅雜交實(shí)驗(yàn)和生活史觀(guān)察實(shí)驗(yàn)、植物有性雜交實(shí)驗(yàn)。與此相矛盾的是,實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排的時(shí)間相對(duì)分散,每次課時(shí)間很短,在教學(xué)管理上教務(wù)管理部門(mén)也要求教師在指定時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)教學(xué),這就限制了一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)設(shè)。
遺傳學(xué)是一門(mén)飛速發(fā)展的學(xué)科,不斷有新知識(shí)、新技術(shù)補(bǔ)充到遺傳學(xué)中。比如,在傳統(tǒng)教材中不涉及基因組學(xué)的內(nèi)容,而最近20年,基因組學(xué)已經(jīng)成為遺傳學(xué)的重要組成部分。除此之外,發(fā)育遺傳學(xué)、行為遺傳學(xué)、反向遺傳學(xué)、表觀(guān)遺傳學(xué)和生物信息學(xué)等分支學(xué)科的內(nèi)容也不斷補(bǔ)充到了遺傳學(xué)教材中。在理論課講述這些最新知識(shí)的同時(shí),實(shí)驗(yàn)課怎樣保持和理論課一致,怎樣為學(xué)生提供消化這些知識(shí)的動(dòng)手機(jī)會(huì)?針對(duì)這一特點(diǎn),要求在開(kāi)設(shè)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)隨時(shí)跟蹤學(xué)科最新進(jìn)展,設(shè)計(jì)和更新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,或者發(fā)動(dòng)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)鞏固書(shū)本知識(shí)。
2 遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)放式教學(xué)內(nèi)容取舍的原則
遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇,首先應(yīng)兼顧理論性與實(shí)踐性、基礎(chǔ)與應(yīng)用、經(jīng)典與現(xiàn)代這幾對(duì)矛盾。遺傳學(xué)是理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)安排時(shí)應(yīng)根據(jù)本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生實(shí)際情況,合理安排基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用性實(shí)驗(yàn),并適當(dāng)設(shè)計(jì)一些新的實(shí)驗(yàn)。對(duì)于重點(diǎn)院校的學(xué)生,應(yīng)加強(qiáng)理論性實(shí)驗(yàn),鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證某一結(jié)論。而應(yīng)用型人才培養(yǎng)的學(xué)校則應(yīng)當(dāng)偏向應(yīng)用性、實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)設(shè),以滿(mǎn)足學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入工作崗位后的動(dòng)手需求。
遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目確定應(yīng)考慮其它實(shí)驗(yàn)課程,避免教學(xué)內(nèi)容沖突。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇上,我們對(duì)以前安排的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了重新編排,比如:“植物DNA提取”、“隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性分析”等在《分子生物學(xué)》課程里會(huì)涉及到的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)里就大膽地放棄,讓學(xué)生在《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)里完成,而在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中則加入RFLP驗(yàn)證孟德?tīng)栠z傳定律的內(nèi)容,直接將分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果引入遺傳學(xué)分析中,既驗(yàn)證了孟德?tīng)栠z傳定律,也讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)了分子生物學(xué)在遺傳學(xué)中的應(yīng)用。對(duì)于有絲分裂和減數(shù)分裂的觀(guān)察,《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)也會(huì)涉及到,但兩門(mén)課觀(guān)察的重點(diǎn)不同,細(xì)胞生物學(xué)側(cè)重觀(guān)察染色體結(jié)構(gòu),而《遺傳學(xué)》實(shí)驗(yàn)側(cè)重染色體行為及分裂時(shí)期的觀(guān)察,這樣的實(shí)驗(yàn)在開(kāi)設(shè)時(shí)應(yīng)向?qū)W生講明觀(guān)察重點(diǎn),并且與《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)課協(xié)調(diào),將兩個(gè)內(nèi)容合并在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中開(kāi)出。
打破時(shí)間和空間限制。遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中有部分實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),很難僅靠課堂時(shí)間完成實(shí)驗(yàn),也不利于安排實(shí)驗(yàn)。以前在安排此類(lèi)實(shí)驗(yàn)時(shí),受多種因素的限制,一般都不予開(kāi)設(shè)。實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放對(duì)提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能、切實(shí)開(kāi)展綜合性或設(shè)計(jì)性試驗(yàn)項(xiàng)目、推動(dòng)并幫助學(xué)生開(kāi)展科研和畢業(yè)設(shè)計(jì)成效顯著,是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神的有效途徑。所以我們?cè)诮虒W(xué)中考慮將傳統(tǒng)的課堂實(shí)驗(yàn)和開(kāi)放實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)適合于周期比較長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn),比如果蠅大實(shí)驗(yàn)中,教師在課堂上以多媒體的形式充分講解了實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng)后,讓學(xué)生領(lǐng)取果蠅瓶,課外自己收集和培養(yǎng)果蠅,隨時(shí)可以觀(guān)察果蠅的生活史。這個(gè)過(guò)程既培養(yǎng)了學(xué)生的觀(guān)察習(xí)慣和動(dòng)手能力,也使學(xué)生對(duì)作為遺傳學(xué)研究重要材料的果蠅的接觸更充分,觀(guān)察更仔細(xì),讓學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)研究材料和方法產(chǎn)生了濃厚的興趣。
3 遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)放式教學(xué)的實(shí)施與實(shí)驗(yàn)室管理
驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)是課堂教學(xué)的補(bǔ)充,便于學(xué)生理解課堂抽象的知識(shí)。然而,由于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的理論、方法、步驟及結(jié)果都是已知的,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程變成教師照本宣科講述,學(xué)生機(jī)械地模擬重復(fù)的過(guò)程,造成學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性不高,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的成敗不重視,盲目的承認(rèn)失敗甚至篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以求相符。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以訓(xùn)練學(xué)生的思維能力和動(dòng)手能力,讓學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立開(kāi)展工作。一些報(bào)道強(qiáng)調(diào)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過(guò)多,難以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,應(yīng)加大綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例。而宋興舜等則認(rèn)為應(yīng)將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合。0在以 前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排中,設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)由于內(nèi)容分散,管理麻煩,是大家不愿觸及的方面。如何在有限的課時(shí)里兼顧鞏固知識(shí)和能力訓(xùn)練,在安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的時(shí)候需要深思熟慮。為適應(yīng)學(xué)科的快速發(fā)展,在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,必須強(qiáng)化教師的開(kāi)放式教學(xué)理念,強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐和自主創(chuàng)新意識(shí)。從課堂教學(xué)和課外研究?jī)蓚€(gè)方面,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀(guān)念開(kāi)放、教學(xué)內(nèi)容開(kāi)放、實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)時(shí)間開(kāi)放、教學(xué)方法和手段開(kāi)放等進(jìn)行分析,探討開(kāi)放式教學(xué)在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。。
基于以上考慮,筆者在教學(xué)過(guò)程中逐步安排了一些開(kāi)放性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),比如植物染色體觀(guān)察的實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生獨(dú)立選材,同學(xué)之間選材不能相互重復(fù),做到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選材開(kāi)放;實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前獨(dú)立設(shè)計(jì)方案,方案內(nèi)容應(yīng)包括水培獲得新生根尖、材料前處理過(guò)程、染色方法的選取、壓片過(guò)程、觀(guān)察和拍照等步驟,每一步驟都應(yīng)有詳細(xì)說(shuō)明,實(shí)驗(yàn)方法的選擇上保持開(kāi)放:方案設(shè)計(jì)完成經(jīng)老師同意后,完成一個(gè)植物材料的染色體裝片制備并提交染色體圖,實(shí)驗(yàn)過(guò)程開(kāi)放。這些實(shí)驗(yàn)過(guò)程均要求學(xué)生在課堂以外自由安排時(shí)間完成。經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐,結(jié)果發(fā)現(xiàn)85以上%的學(xué)生能獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn),70%以上的學(xué)生需要反復(fù)多次才能完成任務(wù)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,動(dòng)手能力強(qiáng)的同學(xué)還能將這一實(shí)驗(yàn)與染色體核型分析實(shí)驗(yàn)結(jié)合,提交核型分析圖。通過(guò)該部分設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)操作,學(xué)生在觀(guān)察了不同物種具有不同的染色體的同時(shí),學(xué)會(huì)了查閱文獻(xiàn)的方法和工作方案的制訂,認(rèn)識(shí)了教材中選取蠶豆或洋蔥作為染色體觀(guān)察材料的原因,認(rèn)識(shí)到要完成一張效果良好的染色體裝片的艱難。對(duì)實(shí)驗(yàn)教師來(lái)說(shuō),這種發(fā)散式的教學(xué)方法,也積累了很多植物材料的細(xì)胞遺傳學(xué)操作的知識(shí),為以后改進(jìn)實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。很多學(xué)生反映類(lèi)似的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)時(shí)間可自由安排,實(shí)驗(yàn)過(guò)程可放開(kāi)思維,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室操作學(xué)會(huì)了一些基礎(chǔ)的科研技能。此外,還認(rèn)識(shí)到了實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的艱辛,更珍惜以后的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)了。
在實(shí)驗(yàn)教材中將果蠅實(shí)驗(yàn)分為果蠅生活史、果蠅雜交和果蠅唾腺染色體制備等幾個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)。我們改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)則以果蠅為主線(xiàn),要求學(xué)生從野生型果蠅的收集到生活史觀(guān)察再到唾腺染色體制備融合為一個(gè)大實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教材所提供知識(shí)的基礎(chǔ)上,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,而將雜交實(shí)驗(yàn)和孟德?tīng)栠z傳定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)改用其它實(shí)驗(yàn)材料來(lái)完成。
不可否認(rèn)的是,將部分遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)從課堂移到課外增加了任課教師和實(shí)驗(yàn)室工作人員的工作量,在管理上開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)也增加了難度。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求教師在課外時(shí)間也要進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo),實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常處于開(kāi)放狀態(tài),實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和藥品的使用管理能在一定程度上放開(kāi)。在實(shí)際操作中,我們采用教師網(wǎng)上答疑和在指定時(shí)間指導(dǎo)相結(jié)合的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)。在實(shí)驗(yàn)室管理上,試劑方面控制關(guān)鍵藥品的使用,常規(guī)藥品可以適當(dāng)放開(kāi),對(duì)一些配制難度較大的溶液統(tǒng)一配制;對(duì)顯微鏡、顯微照相系統(tǒng)的使用則采取專(zhuān)人負(fù)責(zé)制,保證儀器的安全。而水培實(shí)驗(yàn)和果蠅飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容則允許學(xué)生將材料帶回宿舍,便于學(xué)生隨時(shí)觀(guān)察。
4 開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核指標(biāo)體系
實(shí)驗(yàn)教學(xué)考試方法的改革作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一,是當(dāng)前教學(xué)改革中值得深入研究與實(shí)踐的問(wèn)題。以前實(shí)驗(yàn)考核的方式主要以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主,針對(duì)這樣的考核方式,學(xué)生常出現(xiàn)相互之間抄襲,作業(yè)敷衍的現(xiàn)象,既不能反映學(xué)生實(shí)驗(yàn)的真實(shí)水平,考核指標(biāo)也比較單一。針對(duì)這些問(wèn)題,結(jié)合我們的開(kāi)發(fā)性實(shí)驗(yàn),我們重新制訂了實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)過(guò)我們?cè)O(shè)計(jì)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)考核主要包括驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)考核和開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)考核兩部分。驗(yàn)證性成績(jī)的記錄擯棄了以前單純看實(shí)驗(yàn)報(bào)告打分的情況,在實(shí)驗(yàn)中對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出規(guī)定要求,課堂上實(shí)時(shí)檢查并記錄學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,要求學(xué)生立即在實(shí)驗(yàn)結(jié)果欄描述結(jié)果并由教師及時(shí)確認(rèn),防止課后抄襲。對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟等內(nèi)容也杜絕抄襲課本,要求用自己的語(yǔ)言表述。每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后均布置思考題,啟發(fā)學(xué)生動(dòng)手之后學(xué)會(huì)思考,發(fā)掘問(wèn)題。在開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)部分,教師將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案納入評(píng)分范圍,實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中記錄平時(shí)成績(jī),對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不做硬性要求,但可作為評(píng)分參考。
在平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)記錄之外,還單獨(dú)設(shè)計(jì)了期末實(shí)驗(yàn)考試。期末實(shí)驗(yàn)考核采取開(kāi)放式考核,擬定考試題目范圍,讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,獨(dú)立實(shí)驗(yàn),在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成詳盡的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這些評(píng)分方式考查了學(xué)生搜集資料,獨(dú)立開(kāi)展項(xiàng)目的能力。這樣的考試既靈活,也發(fā)揮了學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性,更訓(xùn)練了學(xué)生的科研思維,為以后進(jìn)入研究崗位奠定基礎(chǔ)。
5 結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:分子生物學(xué);教學(xué)方法;實(shí)踐教學(xué);改革
中圖分類(lèi)號(hào) G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731(2014)06-128-02
21世紀(jì)科技快速發(fā)展,被譽(yù)為是生命科學(xué)的世紀(jì)。分子生物學(xué)就是在生命科學(xué)發(fā)展過(guò)程當(dāng)中誕生的一門(mén)知識(shí)面覆蓋廣、實(shí)驗(yàn)性極強(qiáng)的新興學(xué)科,是從分子水平上揭示生命的奧秘,是生命科學(xué)的帶頭學(xué)科和前沿,與信息技術(shù)、材料技術(shù)并列為當(dāng)今世界三大新興技術(shù),已經(jīng)廣泛滲透并應(yīng)用到醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域,成為研究其他各個(gè)學(xué)科的基礎(chǔ)和手段[1,2]。該門(mén)課程既有抽象、前沿的知識(shí)點(diǎn),又有技術(shù)性極強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如何讓理論與實(shí)踐完美的對(duì)接與碰撞,實(shí)現(xiàn)“轉(zhuǎn)基因重組”,如何利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)如運(yùn)用多媒體手段、互聯(lián)網(wǎng)等提升教學(xué)水平,如何利用幽默的語(yǔ)言和多變的教學(xué)方式讓枯燥、抽象的分子生物學(xué)課程“煥然一新”,創(chuàng)造出別樣的課堂氛圍,讓學(xué)生全面的理解分子生物學(xué)的基本知識(shí)、原理和技能,激發(fā)起他們對(duì)該門(mén)學(xué)科的興趣,提高他們的綜合素質(zhì),是我們?cè)诮虒W(xué)工作中一直思考和探索的問(wèn)題。作為農(nóng)科類(lèi)高校,多年來(lái),我校在注重學(xué)生理論知識(shí)的掌握下不斷加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力,依據(jù)該學(xué)科的特點(diǎn)和農(nóng)科類(lèi)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)人才的目標(biāo)和學(xué)校制定的教學(xué)計(jì)劃與改革要求,在實(shí)踐教學(xué)中不斷進(jìn)行改革探索,并取得了不錯(cuò)的教學(xué)成果。
1 分子生物學(xué)教學(xué)方法與實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀
目前,農(nóng)業(yè)院校分子生物學(xué)的教學(xué)課時(shí)一般都在30~40學(xué)時(shí),我校園藝專(zhuān)業(yè)分子生物學(xué)作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課,課程設(shè)置是理論32學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)10學(xué)時(shí)。而分子生物學(xué)理論內(nèi)容抽象難懂,實(shí)驗(yàn)性強(qiáng),但實(shí)驗(yàn)都依附于理論課的內(nèi)容,大多為一些基礎(chǔ)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),例如植物DNA的提取、PCR、蛋白質(zhì)的提取與純化、基因克隆等,學(xué)生只要按照老師設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作即可,這樣就缺少了學(xué)生主動(dòng)思考的環(huán)節(jié),只是被動(dòng)的接受,并且在本科教學(xué)中又受到學(xué)時(shí)少和學(xué)生人數(shù)多的影響,學(xué)生不可能全部進(jìn)行操作。并且現(xiàn)在主要以理論課的考查為主,實(shí)驗(yàn)成績(jī)占的比重小,直接導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)課積極性不高,從而減弱了他們的操作能力和創(chuàng)新能力。
2 分子生物學(xué)教學(xué)方法與實(shí)踐教學(xué)改革內(nèi)容
分子生物學(xué)是一門(mén)基礎(chǔ)性學(xué)科,其技術(shù)廣泛的應(yīng)用在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)上。作為農(nóng)科類(lèi)高校,為培養(yǎng)高素質(zhì)的農(nóng)科類(lèi)高素質(zhì)人才,實(shí)現(xiàn)農(nóng)學(xué)與分子生物學(xué)有機(jī)結(jié)合,現(xiàn)進(jìn)行以下5個(gè)方面的教學(xué)改革。
2.1 統(tǒng)籌安排教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建完善的理論教學(xué)體系 分子生物學(xué)主要包括重組DNA技術(shù)、基因表達(dá)調(diào)控、結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)和基因組、功能基因組與生物信息學(xué)這4個(gè)方面的研究[2]。我校農(nóng)學(xué)院園藝專(zhuān)業(yè)這門(mén)課課程時(shí)間安排在第三年第一學(xué)期,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了一些基礎(chǔ)性學(xué)科,如生物化學(xué)、遺傳學(xué)、植物生理學(xué)等,而分子生物學(xué)與這些學(xué)科有密切的聯(lián)系,在內(nèi)容上相互滲透,并有一定的重復(fù)性,所以在授課時(shí)要突出重點(diǎn)難點(diǎn),對(duì)每一章節(jié)的內(nèi)容有所取舍,避免交叉重復(fù)。再如“復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯的全過(guò)程”、“核酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)”等內(nèi)容在生物化學(xué)和遺傳學(xué)中已經(jīng)詳細(xì)的講過(guò),因此在分子生物學(xué)這門(mén)課的講授過(guò)程中要淡化這些重復(fù)的內(nèi)容,把重點(diǎn)放在整個(gè)分子的機(jī)制上,從而使得教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)時(shí)間得到合理的優(yōu)化[3]。
2.2 優(yōu)化整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,建立完整的實(shí)驗(yàn)體系 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng),因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)過(guò)程中占據(jù)重要地位,也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)本學(xué)科的特點(diǎn),精心篩選整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,從驗(yàn)證、綜合和探索3個(gè)方面構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,并且鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,老師只是給予適當(dāng)?shù)奶崾?,充分發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主動(dòng)性,打破傳統(tǒng)的教學(xué)方式。
為此,我們從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、思路設(shè)計(jì)、結(jié)果評(píng)價(jià)3方面進(jìn)行改革,將原先分散單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容連貫起來(lái),確保實(shí)驗(yàn)的綜合性和連續(xù)性。在教學(xué)方式上,一個(gè)班級(jí)30人,如果簡(jiǎn)單重復(fù)做一個(gè)完全相同的實(shí)驗(yàn),意義不大,也是對(duì)人力資源的浪費(fèi)。將一個(gè)班級(jí)分成若干個(gè)小組,通過(guò)實(shí)驗(yàn)的合理設(shè)計(jì),創(chuàng)造不同的變化,每個(gè)小組之間的結(jié)果又可以相互比較,不僅提高了教學(xué)的效果,而且鍛煉了學(xué)生科學(xué)分析問(wèn)題的能力。
2.3 以科研促進(jìn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí) 錢(qián)偉長(zhǎng)院士說(shuō):“大學(xué)必須拆除教學(xué)與科研之間的高墻,教學(xué)沒(méi)有科研做底蘊(yùn),就是一種沒(méi)有觀(guān)點(diǎn)的教育,沒(méi)有靈魂的教育?!盵4]說(shuō)明教學(xué)和科研是不可分割相互促進(jìn)共同發(fā)展的,教學(xué)是基礎(chǔ),是核心;科研則是教學(xué)的延伸與發(fā)展[5]。在授課過(guò)程中,應(yīng)該根據(jù)本課程的特點(diǎn),充分發(fā)揮授課老師的科研優(yōu)勢(shì),將其研究的內(nèi)容適時(shí)的滲透到課堂教學(xué)中,并讓學(xué)生參與到相關(guān)的科研活動(dòng)中,這樣既有利于激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又能夠加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,提高他們的創(chuàng)新能力。
2.4 采用多樣化的教學(xué)手段,提高教學(xué)效率 現(xiàn)如今,多媒體教學(xué)是課堂教學(xué)發(fā)展的新趨勢(shì),它集圖像、文字、聲音、動(dòng)畫(huà)、視頻為一體,形象生動(dòng)的展現(xiàn)一些條條框框規(guī)律性的問(wèn)題,使學(xué)生很容易接受新的知識(shí),并且更能夠理解其中的奧秘[6]。特別對(duì)于分子生物學(xué)這門(mén)學(xué)科來(lái)說(shuō),它枯燥乏味、抽象難懂,而運(yùn)用多媒體技術(shù),從聲、像、音等方面來(lái)刺激學(xué)生的感官,則可增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,活躍課堂氛圍,生動(dòng)、快速、準(zhǔn)確、科學(xué)的傳達(dá)所教學(xué)的內(nèi)容。運(yùn)用多媒體教學(xué)手段能夠在有限的課時(shí)內(nèi)傳達(dá)更多的信息,彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的缺陷,提高教學(xué)效率。
2.5 課程考核機(jī)制 伴隨著教學(xué)方法的改進(jìn),課程組也積極的探索課程考核機(jī)制的改革,力求從全方位來(lái)考察學(xué)生的綜合能力,改變傳統(tǒng)的應(yīng)試教育,而不是簡(jiǎn)單地只把期末考試成績(jī)作為最終成績(jī)。將該課程的考核分為實(shí)驗(yàn)成績(jī)、理論成績(jī)和日常出勤和作業(yè)完成情況3部分,分別占40%、40%和20%,相對(duì)以往的教學(xué)更加注重了實(shí)驗(yàn)課的考核,以此來(lái)提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作能力。實(shí)驗(yàn)課學(xué)生成績(jī)考核標(biāo)準(zhǔn):(1)平時(shí)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度(20%):包括實(shí)驗(yàn)過(guò)程是否積極參與,與團(tuán)隊(duì)的協(xié)作完成情況;(2)基本的實(shí)驗(yàn)操作(40%):包括實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)、操作過(guò)程與儀器的正確使用情況;(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(40%):包括自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)過(guò)程等。
總之,通過(guò)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力、操作能力、創(chuàng)新能力等多角度的考核,從而合理地評(píng)定學(xué)生的課程成績(jī),做到公平、公正。
3 分子生物學(xué)教學(xué)方法與實(shí)踐教學(xué)改革成效
3.1 確立了改革的方向和目標(biāo) 分子生物學(xué)發(fā)展迅速,內(nèi)容更新快,傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)不能適應(yīng)該學(xué)科的發(fā)展。多年來(lái),課程組一直在探索其改革的目標(biāo)和方向,不斷地學(xué)習(xí)和借鑒其他農(nóng)學(xué)院校的課程設(shè)計(jì),總結(jié)他們的改革經(jīng)驗(yàn),確定了以提高學(xué)生創(chuàng)新能力和培養(yǎng)高素質(zhì)人才為目的的改革方向,在教學(xué)過(guò)程中,將理論與實(shí)驗(yàn)兩大教學(xué)體系有機(jī)結(jié)合,充分體現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)性,科學(xué)合理的安排各個(gè)教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容,不斷的優(yōu)化建立起來(lái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。
3.2 科研與教學(xué)完美結(jié)合,構(gòu)建了較高層次的實(shí)驗(yàn)體系 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化整合后,整個(gè)實(shí)驗(yàn)涵蓋分光光度技術(shù)、離心技術(shù)、電泳技術(shù)、PCR技術(shù)和基因重組技術(shù)等,構(gòu)成了較高層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平,適應(yīng)了學(xué)科的發(fā)展,并且實(shí)驗(yàn)教學(xué)與教師自身的科研項(xiàng)目完美結(jié)合,以科研優(yōu)勢(shì)促進(jìn)人才的培養(yǎng)。
4 結(jié)語(yǔ)
以上是我們?cè)诜肿由飳W(xué)教學(xué)方法和實(shí)踐教學(xué)改革方面的一些探索與經(jīng)驗(yàn)總結(jié),在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中也取得了良好的效果。但教學(xué)改革是一個(gè)系統(tǒng)工程,需要長(zhǎng)期不斷的進(jìn)行實(shí)踐、探索和總結(jié)。對(duì)于分子生物學(xué)這門(mén)內(nèi)容更新速度快、概念抽象、實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)的學(xué)科來(lái)說(shuō),我們將以培養(yǎng)“創(chuàng)新型、應(yīng)用性”人才為目標(biāo),不斷的深化理論和實(shí)踐改革,推進(jìn)分子生物學(xué)課程改革更上新的臺(tái)階。
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關(guān)鍵詞數(shù)量遺傳學(xué);分子遺傳學(xué);動(dòng)物育種;研究進(jìn)展
自20世紀(jì)80年代以來(lái),隨著現(xiàn)代分子生物技術(shù)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展,動(dòng)物育種計(jì)劃和動(dòng)物分子遺傳學(xué)研究取得了大量的突破性成果,國(guó)際上的動(dòng)物育種已逐漸進(jìn)入分子水平,從傳統(tǒng)的育種方法朝著快速改變動(dòng)物基因型甚至是單倍體型的方向發(fā)展。
1數(shù)量遺傳學(xué)與動(dòng)物育種
數(shù)量遺傳學(xué)選擇原理充分考慮了環(huán)境因素對(duì)微效多基因控制的數(shù)量性狀的影響力,從表型方差中剖分出基因型方差,通過(guò)運(yùn)用資料設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)模型估計(jì)有關(guān)的遺傳參數(shù),最后達(dá)到選種的目的[1-2]。數(shù)量遺傳學(xué)主要應(yīng)用于估計(jì)遺傳參數(shù)、通徑分析和動(dòng)物育種估計(jì)的模型方法等幾個(gè)方面。
1.1遺傳參數(shù)估計(jì)
從統(tǒng)計(jì)學(xué)上講,遺傳參數(shù)的估計(jì)可歸結(jié)為方差或協(xié)方差組分估計(jì)。從親子回歸、同胞分析到方差分析法;到了20世紀(jì)50年代,C R Henderson提出了針對(duì)非均衡資料的Henderson方法Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ;之后出現(xiàn)了極大似然法約束極大似然法、最小范數(shù)二次無(wú)偏估計(jì)法和最小方差二次無(wú)偏估計(jì)法以及貝葉斯估計(jì)等方法。目前,約束最大似然法是世界各國(guó)育種學(xué)家采用的主要方法。
1.2育種值估計(jì)
畜禽遺傳評(píng)定即評(píng)估畜禽種用價(jià)值的高低,是畜禽育種工作的中心任務(wù)。畜禽種用價(jià)值的高低是用育種值來(lái)衡量的,影響數(shù)量性狀表型值的是微效多基因的加性效應(yīng)值(A)、等位基因之間的顯性效應(yīng)值(D)和非等位基因間的上位效應(yīng)值(I)。其中,只有基因的加性效應(yīng)值即育種值能夠穩(wěn)定的遺傳給后代,但是育種值不能直接測(cè)量,只能使用一定的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法通過(guò)表型值對(duì)其間接加以估計(jì),所以遺傳評(píng)定的主要工作就是對(duì)育種值的估計(jì)。畜禽的估計(jì)育種值是選擇種畜的主要依據(jù),育種值估計(jì)的準(zhǔn)確性在很大程度上影響著畜禽育種效果的好壞。用于育種值估計(jì)的方法概括起來(lái)主要有選擇指數(shù)法、群體比較法和混合線(xiàn)性模型法。
2分子數(shù)量遺傳學(xué)與動(dòng)物育種
分子數(shù)量遺傳學(xué)是分子生物技術(shù)與數(shù)量遺傳學(xué)相結(jié)合的一門(mén)發(fā)展中的新的交叉學(xué)科,目前仍屬于數(shù)量遺傳學(xué)范疇[3-6]。現(xiàn)代分子生物技術(shù)的發(fā)展,使得從分子水平上研究數(shù)量性狀的基因成為可能。
2.1對(duì)QTL作出遺傳標(biāo)記
目前對(duì)決定數(shù)量性狀的多基因還不能準(zhǔn)確定位,但如果能找到一個(gè)可以識(shí)別的基因或基因組的DNA多態(tài),或是一個(gè)染色體片段與這一目標(biāo)性狀有密切的關(guān)聯(lián),就可作為對(duì)目標(biāo)性狀選擇的遺傳標(biāo)記。遺傳標(biāo)記還可應(yīng)用于基因轉(zhuǎn)移、基因定位和基因作圖等研究。
2.2QTL的分離和克隆
分子數(shù)量遺傳學(xué)的目標(biāo)是要分離和克隆決定數(shù)量性狀的基因,研究其結(jié)構(gòu)和功能,最終達(dá)到從分子水平上改良數(shù)量性狀的目的。雖然在理論上可以將分子生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的各種基因克隆技術(shù)用于QTL,但是數(shù)量性狀的遺傳表達(dá)一般涉及多個(gè)基因座位。例如,奶牛的產(chǎn)奶量既受繁殖和泌乳的內(nèi)分泌系統(tǒng)基因的控制,又受消化酶系統(tǒng)基因的控制,情況相當(dāng)復(fù)雜,很難把這些基因一一分離和克隆。但也可以根據(jù)已有的知識(shí),通過(guò)對(duì)候選基因的篩選找出一個(gè)或幾個(gè)對(duì)某個(gè)數(shù)量性狀有較大效應(yīng)的QTL,就可以對(duì)這個(gè)QTL用一般的基因克隆方法進(jìn)行克隆,作為數(shù)量性狀的一個(gè)重要基因來(lái)研究。例如,有資料報(bào)道豬的雌激素受體基因可影響產(chǎn)仔數(shù)1.0~1.5頭。
3動(dòng)物育種方法前景
動(dòng)物分子育種是依據(jù)分子數(shù)量遺傳學(xué)理論,利用分子生物學(xué)技術(shù)來(lái)改良畜禽品種的一門(mén)新型學(xué)科,是傳統(tǒng)的動(dòng)物育種理論和方法的新發(fā)展。從目前發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看,它應(yīng)包含兩方面內(nèi)容:以基因組分析為基礎(chǔ)的標(biāo)記輔助選擇和以轉(zhuǎn)基因技術(shù)為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)基因育種。由于動(dòng)物分子育種是直接在水平上對(duì)性狀DNA的基因型進(jìn)行選擇,因此其選種的準(zhǔn)確性會(huì)大大提高;同時(shí)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用還能根據(jù)人們的需求創(chuàng)造出一些非常規(guī)性的畜牧產(chǎn)品[7-8]。可以說(shuō),動(dòng)物分子育種是動(dòng)物遺傳育種學(xué)科發(fā)展的必然,它將是21世紀(jì)動(dòng)物育種的一種重要方法,對(duì)21世紀(jì)世界畜牧業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。
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關(guān)鍵詞:高師院校;生物技術(shù);分子生物學(xué)
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)27-0269-02
分子生物學(xué)是一門(mén)由遺傳學(xué)、生物化學(xué)等學(xué)科交叉形成的綜合學(xué)科。為了使地方性師范院校的生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)更有效,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力,實(shí)施實(shí)驗(yàn)課程的改革非常迫切。
一、生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀
近年來(lái),分子生物學(xué)在人類(lèi)社會(huì)不斷進(jìn)步中已有了很大的發(fā)展。但就生物技術(shù)這個(gè)專(zhuān)業(yè)而言,教學(xué)改革的力度還不是很大,作為地方師范類(lèi)高校在分子生物學(xué)教學(xué)過(guò)程中仍存在如下的問(wèn)題:
1.入學(xué)新生在生物基礎(chǔ)知識(shí)方面特別是實(shí)驗(yàn)技能方面的差異性較大。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)操作者有很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)要求。在高中階段,不同地方高中在人力、條件、政策導(dǎo)向等方面的差異導(dǎo)致了高中學(xué)生在生物基礎(chǔ)知識(shí)方面特別是實(shí)驗(yàn)技能方面出現(xiàn)明顯的分化。有的地方高中,對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能較為重視,鼓勵(lì)學(xué)生積極參與國(guó)家生物方面各項(xiàng)技能競(jìng)賽。有著這種學(xué)習(xí)背景的學(xué)生在大學(xué)面對(duì)分子生物學(xué),有著濃厚的學(xué)習(xí)興趣。此外,這些學(xué)生動(dòng)手能力很強(qiáng),積極參與并配合教學(xué)改革,對(duì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)有著濃厚的興趣。相反,對(duì)沒(méi)有任何實(shí)驗(yàn)背景的學(xué)生,他們對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革不關(guān)心,對(duì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)興趣不高。
2.學(xué)生參與機(jī)會(huì)較少。隨著教育改革的不斷深入,實(shí)驗(yàn)課程也逐漸被重視,學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的地位得到廣泛認(rèn)同和落實(shí),學(xué)生的動(dòng)手能力不斷得到提高?!耙谎蕴谩焙汀鞍斯晌摹笔降膶?shí)驗(yàn)講授模式被逐漸取代。但是,一些冠以“活動(dòng)式”、“多媒體”、“創(chuàng)新式”等新型教學(xué)方式的實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)改革,本質(zhì)上仍沿用傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方法,實(shí)驗(yàn)報(bào)告仍然沿用“八股文”式的書(shū)寫(xiě)方式,實(shí)驗(yàn)結(jié)果仍然需要標(biāo)準(zhǔn)答案。這種情形下,大部分仍舊是教師演示,學(xué)生動(dòng)手較少,使學(xué)生感到缺少生機(jī)。
另外,學(xué)生動(dòng)手少的原因可能和硬件條件有限也有很大關(guān)系,一人一臺(tái)PCR儀顯然在很多地方高師院校是空中樓閣,在這種條件下,很多實(shí)驗(yàn)就成了演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生只能觀(guān)摩學(xué)習(xí)。
3.課程的時(shí)間安排上,也同樣存在一些問(wèn)題。地方性高師院校生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)所修學(xué)分較多,課程設(shè)置相對(duì)較緊,而分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程耗時(shí)長(zhǎng),過(guò)程比較煩瑣,平均每次實(shí)驗(yàn)都要在3―4小時(shí),甚至更長(zhǎng),所以學(xué)生的時(shí)間安排大多放在晚上來(lái)進(jìn)行,相對(duì)時(shí)間安排有些不當(dāng)。
同時(shí),實(shí)驗(yàn)課時(shí)設(shè)置也不是十分合理,每個(gè)實(shí)驗(yàn)均按2個(gè)課時(shí)處理,對(duì)分子生物學(xué)一些實(shí)驗(yàn),尤其是綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō),顯然時(shí)間是不夠的,這樣緊湊的時(shí)間,發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性就大大打了折扣。
二、生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)措施
生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)的改革,我國(guó)絕大部分高校還處于摸索和實(shí)踐階。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程,我們結(jié)合在課程改革方面取得的一些經(jīng)驗(yàn),針對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,對(duì)現(xiàn)階段生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提出如下措施:
1.加強(qiáng)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練。(1)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。為有效解決地方性高師院校生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程所存在的問(wèn)題。避免實(shí)驗(yàn)課程與基因工程、遺傳學(xué)等實(shí)驗(yàn)課程重復(fù),我們根據(jù)首先應(yīng)分子生物學(xué)的理論知識(shí),選取重難點(diǎn),在這些內(nèi)容的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)針對(duì)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn),來(lái)增加學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高學(xué)生的動(dòng)手能力,提高教學(xué)質(zhì)量。(2)小組上課、小組考核。學(xué)生應(yīng)進(jìn)行小組的劃分。在小組的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生自己完成藥品準(zhǔn)備、培養(yǎng)基制備等過(guò)程,讓學(xué)生理解和明白實(shí)驗(yàn)的原理和完成實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn),做到充分讓學(xué)生自己動(dòng)手,加強(qiáng)學(xué)生“三基”培養(yǎng)。這樣一個(gè)全過(guò)程綜合了微量可調(diào)取液器、旋渦振蕩器、高壓滅菌鍋、PCR儀、臺(tái)式高速離心機(jī)及微量離心機(jī)的使用、微波爐、電泳槽和電泳儀、凝膠成像儀等儀器設(shè)備的操作和溶液制備。(3)增加綜合性實(shí)驗(yàn)。通過(guò)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不僅調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,而且可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新精神和實(shí)際動(dòng)手能力,有利于學(xué)生個(gè)性的發(fā)展和素質(zhì)的提高。此外,指導(dǎo)老師課前認(rèn)真?zhèn)湔n,做好預(yù)備實(shí)驗(yàn),明確每個(gè)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn),對(duì)實(shí)驗(yàn)的基本技術(shù)、操作要領(lǐng)和注意事項(xiàng)要重點(diǎn)講解,對(duì)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)和操作要進(jìn)行示范,使學(xué)生做到規(guī)范操作,達(dá)到提高學(xué)生“基本知識(shí)、基本理論、基本技能”能力的目的。
2.結(jié)合生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)特色優(yōu)化教學(xué)方法。目前,分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大都是驗(yàn)證性的,學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)按部就班地操作,實(shí)驗(yàn)報(bào)告按固定格式填寫(xiě),極大地限制了學(xué)生的能力培養(yǎng)。因此我們?cè)诮虒W(xué)方法方面注重動(dòng)手實(shí)操,提前預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生的興趣,提高教學(xué)效果。(1)根據(jù)學(xué)生愛(ài)好,提前預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)。結(jié)合高效課改模式,每次基礎(chǔ)課結(jié)束前,我們?cè)诎嗉?jí)做個(gè)統(tǒng)計(jì),讓同學(xué)根據(jù)自己愛(ài)好,選擇實(shí)驗(yàn)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,我們預(yù)設(shè)幾個(gè)小的實(shí)驗(yàn)。同時(shí),每次實(shí)驗(yàn)前要求每位學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí),對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行初步了解,實(shí)驗(yàn)前對(duì)實(shí)驗(yàn)中的一些主要內(nèi)容和一些容易出錯(cuò)的問(wèn)題進(jìn)行探討研究,并記錄回答問(wèn)題情況,便于以后給成績(jī)時(shí)作參考。(2)動(dòng)手操作為主,講解為輔。實(shí)驗(yàn)前根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行不同程度的講解,主要解釋實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的關(guān)鍵概念,使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。同r利用實(shí)驗(yàn)間隙對(duì)個(gè)別同學(xué)進(jìn)行單獨(dú)輔導(dǎo),盡量使學(xué)生在課堂上產(chǎn)生的疑惑在課堂上解決。這樣不僅調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,還培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立思維和判斷性思維能力。重視實(shí)驗(yàn)原理、方法步驟和注意事項(xiàng)的講解,用簡(jiǎn)單的比喻來(lái)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)抽象理論的理解,做到通俗易懂。對(duì)于儀器臺(tái)套數(shù)有限、指導(dǎo)教師少、學(xué)生人數(shù)多等突出問(wèn)題,減少每組開(kāi)課人數(shù)可有效緩解眾多學(xué)生與有限的教學(xué)資源之間的矛盾,提高教學(xué)質(zhì)量。
3.對(duì)生物技術(shù)特色專(zhuān)業(yè),完善實(shí)驗(yàn)考核體系。實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核是客觀(guān)評(píng)價(jià)學(xué)生所掌握的理論和技能的重要手段,也是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的有效措施。為更好地體現(xiàn)“公平、公正”,逐步改變以傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主的考核模式,不斷探索和完善實(shí)驗(yàn)考核體系。(1)針對(duì)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)我們建立了一套較為完善的實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核體系。針對(duì)平時(shí)成績(jī)制定了課堂表現(xiàn)積極性成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的考核標(biāo)準(zhǔn),不僅體現(xiàn)了教師的責(zé)任感,還激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。目前,我們的考查方式為:課堂表現(xiàn)積極性成績(jī)(占50%)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)(占15%)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果(占35%)。其中實(shí)驗(yàn)報(bào)告不再是傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、儀器試劑、步驟等內(nèi)容的簡(jiǎn)單書(shū)寫(xiě),要求學(xué)生將綜合性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告以科研論文的模式進(jìn)行書(shū)寫(xiě),充分鍛煉學(xué)生的科技寫(xiě)作能力,為畢業(yè)論文的寫(xiě)作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。(2)增加學(xué)生互評(píng),提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)。2015年結(jié)合分子生物課程改革的經(jīng)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)課程改革中,我們開(kāi)展了小組教學(xué)的方式。1個(gè)小組5―7個(gè)人,完全按照全國(guó)大學(xué)生系列科技學(xué)術(shù)競(jìng)賽的流程管理考核學(xué)生。實(shí)驗(yàn)的題目、方法、結(jié)果等都是小組集體完成,最后的考核完全按照大學(xué)生挑戰(zhàn)杯的答辯方式進(jìn)行。經(jīng)過(guò)該方式的嘗試,我們的實(shí)驗(yàn)課改革已經(jīng)初見(jiàn)成效。
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1.前言
作為醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中的一項(xiàng)重要方面,對(duì)分子生物學(xué)的應(yīng)用占據(jù)著極為關(guān)鍵的地位。該項(xiàng)課題的研究,將會(huì)更好地提升對(duì)分子生物學(xué)應(yīng)用的分析與掌控力度,從而通過(guò)合理化的措施與途徑,進(jìn)一步優(yōu)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)相關(guān)工作的最終整體效果。
2.概述
當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)和核酸成為科學(xué)家科研工具下的研究對(duì)象時(shí),可能不會(huì)有人會(huì)預(yù)料到幾十年后的今天,臨床醫(yī)學(xué)有多種重要檢驗(yàn)手段來(lái)為患者提供治療疾病的科學(xué)依據(jù)。比如,分子蛋白組比對(duì)分析為遺傳學(xué)的親子鑒定做出了不可磨滅的貢獻(xiàn),現(xiàn)如今,它是唯一主要的檢驗(yàn)手段;再如,分子芯片技術(shù)被廣泛應(yīng)用到醫(yī)療器械上,為醫(yī)務(wù)人員提供便捷而且準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)然,歷史的足跡是向前走的,所以我們也不能固步自封的僅僅以此為這就是最完美的檢驗(yàn)技術(shù),在全面發(fā)展的分子生物技術(shù)領(lǐng)域橫向擴(kuò)張,推動(dòng)博大精深的分子生物學(xué)邁向輝煌。
3.分子生物學(xué)技術(shù)存在問(wèn)題
3.1 技術(shù)復(fù)雜以及儀器要求過(guò)高
分子生物學(xué)技術(shù)是新興發(fā)展的醫(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù),目前在發(fā)展中仍然存在諸多的問(wèn)題,還有待完善。其中分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)的技術(shù)過(guò)于復(fù)雜,此外,對(duì)檢測(cè)的儀器的質(zhì)量要求也頗高,檢測(cè)時(shí)所用到的藥品和反應(yīng)器皿十分昂貴,這些條件的限制都嚴(yán)格的限制了分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展。
處理以上的問(wèn)題需要合理的檢測(cè)醫(yī)學(xué)項(xiàng)目,分子生物學(xué)醫(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù)的靈敏度需得到極高的提升,但是目前醫(yī)學(xué)檢測(cè)的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)仍有待提高。
舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,比如說(shuō)結(jié)核菌在培養(yǎng)時(shí),沒(méi)有必要挑選昂貴的培養(yǎng)器皿,常規(guī)的培養(yǎng)器皿即可。此外,臨床疾病檢查不可過(guò)度依賴(lài)于分子生物學(xué)技術(shù)的臨床檢測(cè),此技術(shù)雖然可以提高醫(yī)生的診治效率,但是也存在技術(shù)紕漏,所以應(yīng)該結(jié)合臨床檢查一并再得出結(jié)論。
3.2 監(jiān)測(cè)管理力度不夠
分子生物學(xué)技術(shù)仍然存在諸多的問(wèn)題,其中部門(mén)之間的檢測(cè)管理力度明顯不夠,監(jiān)管部門(mén)的責(zé)任十分重大,按照國(guó)際上的醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)程序規(guī)定,醫(yī)院應(yīng)該制定較為嚴(yán)格的分子生物學(xué)技術(shù)監(jiān)管制度。確保醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中不會(huì)出現(xiàn)重大的檢測(cè)故障,此外,雖然分子生物學(xué)技術(shù)仍然存在諸多的問(wèn)題,但是其發(fā)展的速度確是不容忽視。與此同時(shí)分子生物學(xué)技術(shù)在飛速發(fā)展的同時(shí),我們應(yīng)該加大管理力度積極推動(dòng)分子實(shí)驗(yàn)室的建設(shè),設(shè)定專(zhuān)門(mén)的管理監(jiān)督人員,并完善監(jiān)督管理機(jī)制,保障分子生物學(xué)技術(shù)臨床試驗(yàn)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。
4.分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中的應(yīng)用探討
4.1 分子生物傳感器
所謂分子生物傳感器就是指利用生物或化學(xué)技術(shù),將生物識(shí)別元件固定在能量轉(zhuǎn)換器上,當(dāng)遭遇到特定待測(cè)物時(shí),換能器上固化的識(shí)別元件就會(huì)通過(guò)換能器輸出光、電信號(hào),并以此進(jìn)行待測(cè)物質(zhì)的定性分析,達(dá)到分析檢測(cè)的目的。這些生物識(shí)別原件包括各種抗原、酶、核酸、抗體、蛋白質(zhì)等等,因此這種分子傳感器可以被廣泛的應(yīng)用于小分子有機(jī)物、微量蛋白、核酸等物質(zhì)的檢測(cè)中,而這些檢測(cè)資料往往都是臨床診斷以及病情分析的重要依據(jù)?,F(xiàn)如今,這種分子生物傳感器技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于各種臨床檢驗(yàn)中,比如重癥病人生命體征監(jiān)護(hù)儀,手術(shù)用的精密醫(yī)療設(shè)備,丙型肝炎病毒DNA轉(zhuǎn)錄及聚合酶鏈?zhǔn)綌U(kuò)增過(guò)程監(jiān)控裝置,血清中破骨細(xì)胞生成抑制因子的壓電免疫傳感器等等,都是分子傳感器技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的常見(jiàn)應(yīng)用手段。
4.2 分子生物納米技術(shù)
隨著納米技術(shù)研究的逐步加深,在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也逐漸出現(xiàn)了許多運(yùn)用了納米技術(shù)的新型藥物,新型的納米裝置也正在被廣泛的應(yīng)用于疾病控制和監(jiān)測(cè)。人們將特異性抗體固定到磁性納米球表面,然后用酶、熒光染劑、放射性同位素等為基礎(chǔ)得出檢測(cè)結(jié)果,并將之與傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)相比較,發(fā)現(xiàn)這種新型檢測(cè)技術(shù)具有靈敏高效、簡(jiǎn)單快捷的特點(diǎn),因此這種年輕的檢測(cè)技術(shù)被快速的引入到了臨床醫(yī)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用之中。人們利用分子納米技術(shù)檢測(cè)人體內(nèi)各種生化成分的狀態(tài),以此判斷機(jī)體是否獲得了足夠且恰當(dāng)數(shù)量的微量元素供應(yīng);這種技術(shù)還同時(shí)被應(yīng)用于病變基因的修整,并被報(bào)以了深厚的期望,人們希望借助這種技術(shù)手段提前將癌癥消除。
4.3 PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))技術(shù)
聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)是分子生物學(xué)中的核心技術(shù)之一,在學(xué)術(shù)領(lǐng)域中占有重要地位。現(xiàn)在的很多新興技術(shù),例如實(shí)時(shí)定量PCR、原位PCR技術(shù)等都是由聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)衍生而來(lái)的。這些新興技術(shù)不但能夠節(jié)約大量成本和時(shí)間,還具有可控性強(qiáng)、針對(duì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。除此之外,PCR技術(shù)還被應(yīng)用于基因分離、DNA/RNA病理診斷等臨床檢測(cè)中。在現(xiàn)代的醫(yī)療環(huán)境下,僅需要10分鐘左右就能夠檢測(cè)到樣本中的DNA轉(zhuǎn)錄,而這些都是由PCR技術(shù)衍生實(shí)現(xiàn)的。說(shuō)起這些我們就不得不提到分子生物芯片技術(shù)。這種技術(shù)是通過(guò)固定于特定支持物上的大量分子探針與樣品反應(yīng),在通過(guò)檢測(cè)儀器觀(guān)察反應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度來(lái)對(duì)樣品中的靶分子數(shù)量進(jìn)行判斷。
4.4 分子蛋白組
有關(guān)分子蛋白組的研究確立了早期檢測(cè)及早期診斷的生物標(biāo)志,人們以此為基礎(chǔ),對(duì)疾病的演化歷程做了更加精細(xì)的分析,同時(shí)也使得針對(duì)性藥物的研發(fā)進(jìn)程大大加快。這項(xiàng)技術(shù)自身存在的一些限制性和局限性,以及過(guò)于復(fù)雜繁多的癌細(xì)胞病原誘因的制約,讓這項(xiàng)技術(shù)在經(jīng)歷了前期的快速發(fā)展之后陷入到了一個(gè)比較尷尬的位置。只有進(jìn)一步加深研究,促進(jìn)分子蛋白組技術(shù)的發(fā)展,才能夠讓這項(xiàng)技術(shù)真正在臨床領(lǐng)域獲得突破性的成功。實(shí)際上,分子蛋白組技術(shù)相較于其他生物分子技術(shù)而言要更加接近生命最本質(zhì)的根源,便于開(kāi)展早期的診斷和檢測(cè),從而更加方便準(zhǔn)確的引導(dǎo)后期治療。
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
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