遗传学最新进展范文

时间:2023-11-14 17:36:22

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遗传学最新进展

篇1

人类起源及早期迁徙扩散是一个有趣而复杂的问题。目前有走出非洲和多区域起源两种理论来解释人类现在的分布格局。任何物种都有扩散和占领新领地的过程,人类扩散在史前时代就开始了。在全球一体化的今天,人类的迁徙更是迅猛和多样。若要研究特定地区常住族群遗传结构,一方面要借助家谱和史料,另一方面借助考古和遗传学分析来构筑模拟。遗传学分析的理论基础就是现代演化生物学中的溯祖理论和分子钟理论。本书是这方面最新进展的一个汇总。

本书内容分为三大部分,包括基础理论,各大洲族群的研究实例,最后是总结和回顾。本书共有26章:1.导言:人类迁徙展望;2.现代人类起源和散布的遗传学证据。第1部分 理论,含第3-7章:3.人类迁徙的生物学:类人猿无法做到?4.人类迁徙的演化基础;5.人类迁徙的演化结果:从遗传学、历史和考古学视角研究加勒比群岛和阿留申群岛人群的遗传结构;6.亲属结构化的迁徙和殖民;7.迁徙中的饮食与表观遗传学:遗传分化的分子机制。第2部分 迁徙的地理学,含第8-25章:8.非洲的迁徙和人群结构:考古学、语言学和遗传学数据的关联;9.北部非洲的人种迁徙;10.身份、语音、社区:堪萨斯州的新非洲裔移民;11.殖民时代墨西哥的非洲族群迁入:历史和生物学结局;12.人口扩张和文化交流:巴斯克族群的起源和迁徙;13.人口迁徙在罗马:用免疫球蛋白标记来研究人种遗传结构;14.迁徙、同化和混杂:苏格兰人遗传结构;15.门诺派教徒的迁徙:遗传和人口学结果;16.人口迁徙史:透过结核分枝杆菌种系地理分布来考察;17.青藏高原种群的形成:迁徙、基因和遗传适应;18.迁徙、全球化、非稳固族群的秘鲁中国裔;19.人口迁徙的“蓝色高速公路”:南太平洋群岛。20.西班牙殖民时代与现代的墨西哥种群结构;21.图皮人在亚马逊流域的扩张;22.迁徙和城镇化对秘鲁原住民的影响;23.巴西非洲裔的迁徙和乡村社区:历史、人口和遗传学数据的整合;24.契约化移民、基因流与印第安哥斯达黎加种群的形成;25.加勒比群岛和中美洲种族迁徙的原因和结局:完美的演化故事。第3部分,含第26章:26.人类为什么要迁徙?一个回顾。

Michael H.Crawford是堪萨斯大学人类学与遗传学系的教授,生物人类学实验室主任。Benjamin C.Campbell是威斯康星大学米尔沃基分校人类学系的副教授。2010年3月1-2日,两位主编在堪萨斯大学组织了人类迁徙国际会议,100多位国际学者参加了会议。本书是这次会议的论文集,在会议报告的基础上精心编著。

本书适合人类学、演化生物学、群体遗传学、考古学、古生物学、基础医学专业的学者和研究生。

篇2

关键词:医学遗传学;实验教学;模式

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)02-0270-03

医学遗传学是医学教育的重要课程,介于临床医学与基础医学之间,是一门应用性很强的学科。随着分子生物学理论和技术的发展与进步,尤其是人类基因组计划的实施完成,医学遗传学得到了空前的发展,基因组学与分子遗传学逐渐成为了21世纪的领头学科,在现代医学教育体系中有着重要的地位[1]。医学遗传学实验在知识与实践、实践与创新的链接上发挥重要的桥梁作用。当前社会科学和自然科学的发展变化,致使医学教育无论在教学手段还是在教学理念都发生了深刻的变化,更早地、更多地接近社会、接近临床,更注重人文精神,更多融入先进技术与研究成果[1~2]。而大部分医学遗传学实验则还主要关注在传统分子遗传学相关领域的基本实验操作,涉及遗传病相关资料的信息化获取与分析涉及很少,解决临床遗传学问题过程中存在理论与实践脱钩。医学遗传学实验教学尚未达到提高医学生的科学研究能力、求知探索精神、创新能力和创新意识的目的。为此,我们开展了一系列卓有成效的探索,优化了原有的医学遗传学课程教学体系,构建了新的实验教学模式。

一、利用网络课程资源,推进虚拟实验

依托于湖北民族学院网络中心,结合医学遗传学学科特点,进行数字化资源导学平台建设。网络平台的主体结构分为教师主导区和师生互动区两大部分。内容充实而全面,平台除了内容完善的多媒体课件,与教学内容或生活实际密切相关的研究成果,解决学生在学习中遇到的实际问题,还专门开辟了“虚拟实验室”栏目[3]。网络课程资源在医学遗传学实验教学中主要解决二大问题:

1.是医学遗传学实验中所特有的一些对人体有重大危害的和涉及到比较先进实验技术的实验,出于安全和成本考虑,学生往往无法直接参与其中[4]。虚拟实验可突破传统实验教学模式受时间、地点、方式的限制,实验的安全性高、成本低、效率高,弥补了实验场地设备不足、教学时空性的约束。虚拟实验教学不但可提供良好的人机交互,还允许学生在出错时,自行了解错误的根源及后果,寻找解决问题的方法,教与学的灵活交互[4]。利用网络课程资源来培养学生随时学习、自主学习和终生学习的能力,可充分调动学生的学习主动性,并将教师的教学行为由课堂上扩展到了课堂外。

2.是运用目前已经公开的人类基因组相关数据库,快速准确地查找、识别遗传病的相关遗传学背景信息,获取世界上最新进展的医学信息及科研成果[5]。近年来,遗传学领域的分子遗传学分支迅速发展,越来越多的致病易感基因位点和区域被筛选或定位识别。不单是单基因遗传病的致病基因被顺利定位识别克隆,一些复杂多基因遗传病,如:高血压、糖尿病、阿兹海默氏病、心脑血管疾病及肿瘤等疾病,也筛选出了众多与疾病发生相关的遗传易感标记物及药物敏感或抵抗标记物,人类对于疾病的遗传学认知达到了空前高度[5]。如何识别查找获取人类遗传病相关的遗传信息已经成为临床医生和基础医学科研工作者需要掌握的基本技能之一,因此,我们有必要在基础医学的教学上与时俱进,让医学生更早地接触相关知识,训练相关技能。由此,我们网络资源课程中的“虚拟实验”内容中专设了常见人类遗传病致病基因的数据库链接,主要以美国国家生物技术信息中心NCBI(http://ncbi.nlm.nih.gov/)与在线人类孟德尔遗传(Online Mendelian Inheritance in Man,OMIM)数据库为主,并至少安排一次实验课的时间介绍如何利用数据库完成常见人类遗传病相关遗传学信息收集,包括遗传模式、发病率、家系连锁定位区域、在基因组上的定位信息及热点突变位置等。

二、结合临床实践,开展第二课堂教学

医学遗传学实验教学是对理论教学必要的补充和巩固,通过实验技能训练,提高实验的综合能力和实验素质,促使基础医学知识与临床实践相结合,对培养医学生的实践能力和创新思维影响更为积极[6]。从临床角度出发,研究疾病的遗传因素、病变过程及其预防、诊断和治疗的相互关系,为将来走上临床医生岗位的临床专业学生提供从事医学实践所必需的遗传学基础知识和临床技能。

实验教学具体实施上,将病例法引入到教学过程中。一方面,由教师结合具体的病例,提出实验方案和验过程中可能遇到的若干问题,组织学生预习课本、查阅相关资料,以团队的形式分组讨论,设计实验方案,开展实验、解决问题。并联合湖北民族学院附属民大医院,在实验内容、设计、取材紧密结合临床,取临床真实患者的血液作为实验材料,进行真实病例分析。如人类染色体显带和非显带制备。另一方面,组织学生利用假期时间开展遗传病的家系调查;进行家乡遗传病咨询、系谱绘制和分析、再发风险估计,指导学生以论文的形式完成假期调查报告。或组织学生利用假期去当地医院的妇产科与儿科等科室见习,了解引起遗传病发病的环境因素和遗传病的预防措施,与医生或患者就某种遗传病的临床症状、传递方式、发病机制、再发风险以及预后进行探讨,对患者及其亲属的婚姻和生育进行指导,这样可以大大提高医学生对遗传病预防的认知能力[7]。

篇3

神经营养因子对噪声引起豚鼠耳蜗外毛细胞损伤的防护作用 杨卫平,杨伟炎,郭维,胡吟燕

阳离子脂质体介导BFGF/GFP基因对药物性耳蜗损害的防治作用 尹金淑,翟所强,郭维,胡吟燕,时利

Nucleus 24 Contour人工耳蜗植入术初步体会 郭梦和,钱雨红,李永贺,张宏征

经乳突颞下迷路外进路面神经高位减压术 胡宝华,杨金维,张道行

16例Nucleus 24导弯电极人工耳蜗植入体会 武文明,韩东一,杨伟炎

乙状窦后入路显微外科切除巨大听神经瘤32例分析 樊丰势,李晓明,尚耀东,黄英雄,李建衡,陶振峰

前庭功能检查在眩晕症诊断中的价值 陈凤霞,韩国钧,周彬

慢性中耳乳突炎外科治疗的探讨 汪磊

大上皮嵴与哺乳类耳蜗毛细胞的分化和再生 汪学勇,翟所强

骨锚式助听器的发展与应用 雷磊,冀飞,郗昕,韩东一

人工鼓膜:从伟大的发明到骗人的手段 王洪田,韩冰,王荣光

《关于非综合征型遗传性听损伤家系遗传学及听力学描述术语建议案》 王秋菊,顾瑞

耳声发射的研究进展 陈月华,汪贺媛,胡俊兰,张素芹,陈红

基因敲除技术研究内耳发育 刘清明,杨仕明

一氧化氮在内耳的研究进展 段甦,田媛,赵连城,姜学钧

听力计检定和声场校准 陈洪文,于黎明

分泌性中耳炎骨导听力下降的临床观察 刘鹏程

人工耳蜗植入术前听神经完整性的评估 孔维佳,许由,乐建新,熊新高,朱立新,孔祥泉,韩萍,马辉

耳颞部肿瘤切除术后巨大缺损修复重建术 李晓明,尚耀东,杜宝东,张慰天

先天性耳聋147例临床分析 董明敏,刘宏建,董雪蕾,刘小龙

耳源性脑脓肿105例临床分析 张秋贵,孙彦,朱富高

后、上鼓室联合径路面神经减压术 殷善开,张胜兰,沈平江

耳内镜在二期听骨探查及听力重建手术中的应用 虞幼军,王跃建,林枫,梁海荣,姚清华

良性阵发性位置性眩晕的诊断治疗 张素珍,吴子明,赵承军

多导人工耳蜗植入术后耳蜗X线显像 杨仕明,张德秀,郗昕,冀飞,韩东一,杨伟炎

分泌性中耳炎与耳鸣 王洪田,申小青,翟所强,杨伟炎

高分辨CT在中耳乳突术后病变诊断中的应用 许安廷,陈瑛,陈万军,卢永田

自身免疫性感音神经性聋的研究进展 牟鸿,张秋贵,孙彦

所徽、所标简介

大前庭水管综合征(LVAS)的研究进展 徐晓冰,迟放鲁

耳蜗中的ATP和一氧化氮/环磷酸鸟苷途径 赵立东,李兴启

钙通道阻滞药对耳蜗功能的影响 刘军,李兴启

非综合征型隐性遗传性听神经病基因学研究新突破 王秋菊,顾瑞,杨伟炎

新生鼠耳蜗毛细胞再生 翟所强

听觉诱发电位的时变滤波叠加 于黎明,邵殿华,李兴启,姜泗长

耳源性小脑脓肿并发枕骨大孔疝抢救成功一例 王锡温,张庆泉,张天振,张华,张杰

商榷 余力生,谭长强

分泌性中耳炎误诊漏诊原因分析 冀永进,马敏,赵海亮,靳玲

中国人民医用声学计量测试研究总站简介

耳内镜下鼓膜修补术 孟广明,夏青生,刘文君,孙卫娜

耳内镜下边缘性鼓膜穿孔的治疗 虞幼军,姚清华,刘振,赵远新

TDP对开放式乳突手术后耳漏的治疗观察 余智航,陈良付,薛桂英,易显丽

鼓膜穿刺加压灌注疗法治疗分泌性中耳炎的临床疗效观察 朱旭,韩红威,刘万雳,蔡秋颖,胡延红

隐蔽性中耳乳突炎4例临床分析 刘小平,王英斌

胆脂瘤型中耳炎的病理行为及临床演变模式 张全安

中耳手术的分型以及基本概念 余力生,韩朝刚

内陷袋胆脂瘤形成的机制及临床意义 杨海弟,区永康,郑亿庆

完壁式乳突根治-鼓室成形术 韩德旭,冯勃,韩东一

北京市指定儿童听力诊断中心简介

乙状窦后进路面神经干梳理术治疗半面痉挛(15例报告) 王锡温,张庆泉,文真,赵利敏

上鼓室进路选择性面神经减压 应根东

语前聋儿人工耳蜗植入术后心理物理测试的探讨 韩睿,陈益青,张亚康,苗艳

氯胺酮全麻下取出外耳道嵌顿性异物27例 王爱华

三种检测耳蜗毛细胞死亡模式方法的比较 杨卫平,胡博华

助听器选配(续2) 郗昕,冀飞

梅尼埃病的历史 王洪田,陈维礼,王荣光

感音神经性耳聋误诊行鼓室探查术原因分析 李为民,韩东一,杨仕明

ki-67、细胞周期蛋白依赖性激酶4在胆脂瘤型中耳乳突炎中的表达及意义 叶惠平,陈乾美,范陆,蒋科慧,林尚泽

血管内皮生长因子在中耳胆脂瘤中的表达及其临床意义 陈雄,孔维佳

东菱迪芙治疗突发性耳聋的临床疗效观察 王向阳,石丽亚,徐珀

先天性特大小儿中耳胆脂瘤一例 任庆春,刘秀丽,吕宏光

与线粒体DNA A1 555G突变有关的非综合征型耳聋 赵立东,王秋菊,郭维维,管敏鑫,韩东一,杨伟炎

内毛细胞突触复合体的结构和功能研究进展 申卫东,韩东一

水通道蛋白最新进展与内耳疾病 林琳,黄德亮

助听器选配 郗昕,冀飞

Djourno和Eyrices-人工耳蜗植入的开拓者 王洪田,韩冰冰,王荣光

大前庭水管综合征临床分析 张素珍,吴子明,赵承君

语前聋儿童人工耳蜗植入效果的评估 于萍,Romain S,Triglia JM,Guarella

自体臼枪柱状听骨的听力疗效观察 陈文文,邓亚新,童军,乔艺,钟笑,张裕华

乳突鼓室成形手术的分期问题 刘阳,孙建军,林永生,李厚恩

活动期慢性化脓性中耳炎一期鼓室成型术 王春华

鼻内镜下经咽鼓管置管治疗分泌性中耳炎 于海洋,毛传远,翟冰,许荣,牟雪萍

外伤性听骨链中断的诊断与治疗(附6例报告) 张庆泉,文真,张杰,邢建平

篇4

关键词:《遗传学》;课程建设;本科教学;多媒体教学课件

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)31-0107-03

《遗传学》是上一世纪生物科学领域中发展最快的学科之一,形成了许多分支学科和交叉学科,其研究范畴大幅度拓宽和深化,新技术和新方法也不断涌现[1]。《遗传学》内容抽象,涉及相关知识面广,学生学习起来较为困难,教师如何“以人为本”地让学生尽可能掌握本门课程知识,成为《遗传学》课程改革的重点[2,3]。目前随着分子生物学科的飞速发展,《遗传学》的研究方面逐渐拓宽、深化,势必将在基因组学和生物信息学等研究领域继续展开激烈的竞争,因此培养具备丰富的《遗传学》知识,同时兼备创新能力的研究型创新人才已迫在眉睫[4]。因此,要强化《遗传学》课程的建设工作,在以提高教学效果和质量为前提的基础上,还要注重运用教学手段和多媒体技术的运用,《遗传学》课程在本科教学中一直是很重要的基础课程,尤其是在农学和生物学等相关学科中的教授中,取得的成绩也很显著。与此同时,《遗传学》及其相关学科发展之迅速,使得教学中出现授课内容的增加与课时安排矛盾突出、教学方法不适应《遗传学》的快速发展、教师队伍知识结构需要调整及教学仪器和设备较为陈旧等问题比较突出。为此,笔者认为可以从课程体系、教学内容、教学方法、教学手段等方面改进,注重师资队伍建设和实验的建设,将《遗传学》课程的逐步合理优化。

一、课程体系建设和教学内容的组织

(一)课程体系的建设

《遗传学》教学大纲严格依据新世纪人才培养的目标需求,充分体现出本学科最新的发展趋势,具有良好的前瞻性。而在教学过程中也要实现教学与实践的灵活互动,使学生能够灵活地运用《遗传学》所学的基本规律来分析学科中遇到的问题,从而提高学生的遗传分析能力。规范《遗传学》的教学管理模式,避免重复知识的讲授,多配合一些案例分析,并及时将一些新知识、新案例及时补充到课堂和实验之中,可以适当地开设与《遗传学》理论相关的综合性实验,同时结合生物技术前沿技术领域,开设了有关遗传转化和利用染色体的微核技术进行核型分析等综合实验,将会取得较好的教学效果,使《遗传学》课程始终保持一种活力,通过对教学的研究和创新,探索并运用精品课程教学高水平的途径和方法,使《遗传学》教学形成自己的特色。

(二)教学内容的组织

随着近年教学同行们的不懈努力,已将相关学科的新理论、新技术添加到《遗传学》授课内容中,因此《遗传学》内容已有明显增加,《遗传学》课程教学过程中在保持本学科自身完整性和系统性的基础上,还要强调反映力遗产学,特别是基因工程和基因组学在20世纪90年代的最新进展。因此,《遗传学》课程为适应21世纪学科发展的需要,在论述方面应对经典《遗传学》进行适当整合,以遗传物质的本质、传递、变异和遗传信息的表达与调控为主线,对与《遗传学》紧密相关的基础知识和本学科的最新发展动态做重点讲解和介绍。其内容涉及生物体宏观到微观等各个层次,包括生物进化过程、植物群落演化、各种生物体形态性状以及细胞染色体、DNA分子结构等。教学内容上,应注意避免与其他学科相重复,使学生对《遗传学》的不同层次上有较为完整和充分的认识,从而充分了解和掌握《遗传学》在国内外发展的现状和趋势,更深层次上了解和掌握《遗传学》知识。另外,教师把每章内容讲解学习完成后,应根据教学内容为学生布置一些精选习题,以提高学生分析解决问题的能力。

(三)教学效果的测评

教学效果是评价课程建设成效的重要手段。因此,要深层次地改进考核办法以提高教学效果。在考核方法上,可以采取笔试、面试、课程论文和课后习题相结合,单项试题与综合分析试题相结合的方法。在考试命题上,为提高学生独立思考、分析问题的能力,应多出理解分析方面的试题,做到灵活多变。同时将实验操作过程、报告结果,纪律和实验考试等也纳入到实验考核中来,在提高在《遗传学》总成绩中实验成绩的所占比例。“理论综合试题”的内容要让学生通过一学期的学习和思考后,在综合全书主要内容的基础上再行完成,这样有利于提高学生对《遗传学》知识的全面理解,从而提高学生独立思考问题和分析问题的能力。实验考试可采用在学生完成实验后根据考试结果由教师现场打分的方法,来激发学生学习的积极性和主动性,提高学生观察发现问题和解决问题的能力。

二、教育教学方法与手段的改进

(一)改善传统教学方法

首先,在《遗传学》教学中,最重要的是要把培养学生的遗传分析能力作为重点。为了使学生获得深刻的印象与全新的体验,教师一般会采用各式各样的教学方法,例如:交互式、实习法等。这种方式方法对加强学生对本学科的基本规律、理论、概念以及研究发放有很好的促进作用,学生也更容易掌握相关知识。同时,启发式教学模式给予学生更大的支配空间,在实际学习中掌握主动权,培养了学生自主学习的精神,提高了学生学习的积极性和主动性。通过开放实验室,更好地培养了学生自主学习和创新能力,可以最大程度地启发学生的主观能动性,提高学习积极性,这些都是开展研究《遗传学》研究性学习的基础。也是改善改进日常教学效果的基础。同时,《遗传学》中日常教学情况及时反馈以及课后征询学生意见制度的实施,可以多方参考学生对教育教学的意见建议,适时的改善教学方法,保持教学双向信息反馈通道。

(二)不断改进教学手段

为了改善课程教学质量与日常教学效果,同时克服有时遇到的课时不足的问题,需要在现代化教育技术应用重与教学改革中,积极创建和应用CAI教学课件,结合实物、图片、录像等进行多媒体现代化的教学设备。同时为了方便学生的自学和复习,又能让教师授课使用,在《遗传学》CAI教学课件中,可以同时制作网络版和课堂教学版两个板块。《遗传学》课件具有界面美观、内容新颖、结构紧凑、文字精炼、图文并茂等特点,实物照片和彩图多,能够将动植物的生长发育时期和世代、宏观和微观特性等直观地展现在学生面前。《遗传学》的教学内容比较抽象难以理解,而多媒体教学设备则使其变得生动直观,更加有效地发挥了学生的想象力,调动了学生学习的积极性。而多媒体课件中附有的教学大纲、日历、参考书和教辅助资料等内容也方便了任课教师和学生更好地了解《遗传学》需要掌握的内容范畴,课后学生们可以随时上网阅读和复习课上的内容,还可以通过课件链接到国内外与《遗传学》相关的诸多网站进行自主学习与兴趣学习。另外,还要配合《遗传学》CAI教学课件,编写配套的笔记型电子版教材,有助于克服学生在学习过程中多媒体笔记难记的问题,也方便了学生们根据相关的课件内容进行复习。

三、师资队伍建设

建设好一门精品课程不仅要有丰厚的物质基础,还需要雄厚的师资力量和一支团结协作的师资队伍,在《遗传学》教学的工作中,受到高度关注的重要工作之一就是师资队伍建设。因此,根据《遗传学》的课程教学队伍的实际情况和发展所需的课程,制订一套《遗传学》课程的发展规划和培养师资的计划,并且由丰富经验的教师进行指导,势在必行。可通过对教师队伍综合素质培养、教学素质培养、科研素质培养等三个方面进行师资队伍建设。

(一)综合素质培养

教师之间应该及时交流上课经验,选修课程应选择与《遗传学》课程相关的一些课程,例如:《植物学》、《生物学》等本科生和研究生的课程。这样可以丰富教师的知识。要保证教学的质量,教学课件必须由专业人士制作,教学的质量和课件的内容也必须由课程的负责人全权负责。要经常举行《遗传学》的课程教学研讨会,这样可以及时发现问题、解决问题。每学期开学后,由团队的负责人组织和指导下,请团队中资深、教学经验丰富的老教师和其他学校长期工作的一线教师对青年教师进行综合素质的培训。依托建立的实践教学基地,有计划地安排教师到业务部门进行调研,使教师有机会参加业务实践,提高实践教学能力。

(二)教学素质的培养

青年教师应经常参加学校组织教学观摩课程。在参与的过程中同时由团队负责人和团队成员中的老教授可以亲自传授一些教学方法或者经验。这样有利于青年教师学习到丰富的实践知识以及亲身体验。以便青年教师在以后的教学实践中可以更好地学以致用。青年教师在教学中还存在一些缺陷,或者说是教学经验不足。学校可以安排青年教师给有着丰富经验的老教授担任教学指导老师,制定详细的、以老教授带新青年教师的计划,年轻教师可以给导师承担一些工作。这样在教学上青年教师可以学到的知识很多。这样有利于青年教师积累丰富知识和经验。在参加教研活动的过程中会逐渐的提高自身的水平。青年教师之间相互交流教学经验,这样才能逐步提高青年教师的教学水平以及教育教研的能力。

(三)科研素质培养

只有当教师自身具有丰富的科研实践经验,才能游刃有余地将理论简单而有效地传授于学生,使学生更为直观地认识到所学知识的应用领域,从而能有效地避免学生眼高手低现象的出现。因此,青年教师需要承担或者参与其中的一些科研项目。通过在实施的过程中发现问题和解决问题的办法,并及时有效地反馈到教学实践中,这样才能更加有效地提高教师的自身水平,为开展教学实践提供更高的水平。青年教师和科研骨干都是教学团队中最重要的支柱和后备力量。因此学校应大力支持青年骨干教师积极参与科研工作或有计划攻读博士学位或进博士后流动站,争取实现教师博士化,在年龄上应有较大的提升空间。学校应采取多种形式支持青年教师从事科研工作。

四、实验教学或实践性教学的提高

根据《遗传学》发展迅速并形成了许多分支学科和交叉学科的这一特色,这门课程要从多方面入手,做出具体的内容调整,例如:实验的项目、实验的具体教程和实验实践的内容,对有连续性和相似性的实验进行归纳并拢,在课堂上多多开展具有设计性、应用性、综合性的实验,对于验证性的实验要逐步削减,从而跟上国内外本学科的发展步伐。争取与国际国内重点大学的学科实践看齐,不断提高学生对本学科的实践操作能力,激发学生的学习兴趣和积极性。

(一)增开新实验

根据开课对象所学专业不同的特点,在保证经典《遗传学》实验开设的前提下,逐年增加1~2个新的实验项目。对室内外的实验有机结合起来,同时在实验课程中我们要积极采用新进的教学技术,去辅助实验的顺利开展,此课程的实验要由具有丰富实践经验的老师来开展,从而提高我们实验课程的教学效果。因为学生在实验操作方面技术还不够纯熟、不够全面,知识面也有待拓宽。对此,此学科的实验内容需要增加与《遗传学》课程内容有着密切关系的、具有综合性的和设计性的实验,如“植物染色体的核型分析”、“果蝇标本的采集、形态鉴别和杂交实验”、“多倍体的诱发与鉴定”等,这样的实验可以从根本上提高学生的综合操作能力,达到良好的实验效果。此学科中的具有综合性的实验应该达到总实验量的一半左右,这样的实验体系才更加合理。在实验过程中,我们要对学生提出严格的要求,学生们也要对实验过程中所产生的现象进行认真的思考,对实验结果加以分析,积极完成实验报告或撰写论文,通过实验对其原理和方法有了彻底的理解和掌握。

(二)更新实验设备,改善实验环境

更新实验设备、改善实验环境,是我们实验教学水平提高的基础条件和硬性条件。在学校经济条件和实验场地条件允许的前提下,建设完成具有功能齐全的教学实验室,同时引进先进的实验设备,这样的实验室可以满足更多专业学生的实验要求,能够满足我们更多学科实验任务和符合综合性实验的需求,从而大大提高我们的实验教学水平。为了更好地利用这些先进的实验设备和良好的实验环境,我们要积极制定相关管理制度,责任到人,同时对实验室的开发时间要加以延长,这样学生可以有更多的机会去亲手做实验。我们要培养学生爱护实验设备和实验环境的意识,让学生自主对其进行管理。在实验过程中学生可以和实验指导教师共同协商,这样可大大提高学生对此课程实验的积极性,使得学生的操作技能不断提升,从而实现高效实验课堂的目的。

(三)在教学中运用多媒体手段

多媒体教学是现代教学中运用的一种重要方式,要提高课堂教学效率一方面要采用优秀的教学资料以及现代教育技术,也要将多媒体技术引用到教学中,在《遗传学》的教学过程中也要如此,这样才能进一步提高和完善教学手法和手段。为此,实验室要不断增添、更新教学仪器设备,尤其是多媒体教学仪器设备,在改善教学环境和实验条件的同时,也为教师自己更深层次的教学提供了更便利的条件。举个例子,以前教师如果与学生一起进行显微镜内的观察,难度很大,过程也比较繁琐。但是,运用了多媒体教学手段,教师可以很方便地将显微镜里可观察到的物体用数码显微系统映射到大屏幕上,教师的讲解就更加容易,更生动活泼,学生学习也简单了,更增添了学习兴趣。再者,平常学生自己做完的片子也可以在计算机中保存,随时就可以打印出来,减少了学生的工作量,同时也能激发他们的学习兴趣。对于平常各种教学图片扫描到电脑里让学生进行观看,可以使教学效果有一个很大层次的提高。

综上所述,通过近几年的教学改革可以看出《遗传学》课程改革势在必行。教师在把握该课程特点的基础上,重点考虑学生的接受能力,据此来制定切实可行的教学方案。通过先进的教学技术与传统的教学方法有机结合,把以教师为中心的教变为以学生为中心的学,把以教师为主体的教学实践过程变为以学生为主体的学习实践过程,是提高《遗传学》课程教学质量、紧跟时代步伐的有效手段。今后将以此为指导思想,并进一步完善《遗传学》课程建设,使课程教学再上一个台阶。

参考文献:

[1]黄旭明,梁雅梨.师生互动课堂教学模式的实践与探索[J].高等农业教育,2003,(6):58-60.

[2]沈法富,王洪刚,于元杰.计算机辅助教学及多媒体在遗传学教学中的应用[J].遗传,2000,22(1):34-36.

篇5

    关键词:毛细管电泳;种子科学;应用毛细管

    电泳法(CapillaryElectrophoresis,CE),是2O世纪8O年代问世的一种高效液相分离法,是经典电泳技术和现代微柱分离相结合的产物。目前,它已成为能与20世纪50年代末、6O年代初出现的气相色谱(GC)以及20世纪70年代初出现的液相色谱(HPLC)相媲美的一种分离技术,并被认为是当代分析科学最具活力的前沿研究课题[1]。毛细管电泳法因其分离效率高、分析速度快、样品用量少、抗污染能力强及易自动化等特点而被广泛应用于分子生物学、医学、药学、高分子等领域,尤其在生物分析及生命科学领域中已展示了诱人的应用前景口]。

    1毛细管电泳原理及其特点

    毛细管电泳泛指以高压电场为驱动力,以毛细管为分离通道,依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的一类液相分离技术D]。毛细管电泳仪的基本结构包括一个高压电源,一根毛细管,一个检测器及两个供毛细管两端插入而又可和电源相连的缓冲液贮瓶。

    毛细管电泳仪的工作原理:毛细管电泳所用的石英毛细管柱,在pHi3情况下,其内表面带负电,和溶液接触时形成一双电层。在高电压作用下,双电层中的水合阳离子引起流体整体朝负极方向移动的现象叫电渗。粒子在毛细管内电解质中的迁移速度等于电泳和电渗流(EOF)两种速度的矢量和。正离子的运动方向和电渗流一致,故最先流出;中性粒子的电泳速度为“零”,故其迁移速度相当于电渗流速度;负离子的运动方向与电渗流方向相反,但因电渗流速度一般都大于电泳流速度,故它将在中性粒子之后流出,从而因各种粒子迁移速度不同而实现分离L4]。

    与经典电泳相比,毛细管电泳法克服了由于焦耳热引起的谱带宽,柱效较低的缺点,确保引入高的电场强度,改善分离质量Is],具有分离效率高、速度快和灵敏度高等特点,而且所需样品少、成本低,更为重要的是,它又是一种自动化的仪器分析方法[a3。毛细管电泳法与高效液相色谱一样同是液相分离技术,很大程度上两者互为补充,但无论从效率、速度、用量和成本来说,毛细管电泳法都显示了它的优势。如毛细管电泳法成本相对较低,且可通过改变操作模式和缓冲液成分,根据不同的分子性质(如大小、电荷数、手征性、疏水性等)对极广泛的物质进行有效分离,而高效液相色谱法要用价格昂贵的柱子和溶剂【5]。可见,毛细管电泳法具有仪器简单、分离模式多样化、应用范围广、分析速度快、分离效率高、灵敏度高、分析成本低、环境污染小等特点[4]。

    2毛细管电泳检测方法及其影响因素传统毛细管电泳检测方法主要有光学检测、电化学检测、质谱检测等。光学检测又可分为紫外吸收检测(UVabsorptiondetection)、热光学检测(Thermoop-ticaldetection)、荧光检测(F1uorescencedetection)、化学发光检测(Chemiluminescencedetection)等;电化学检测可分为电位分析检测(Potentiometricdetection)、电导率检测(Conductivitydetection)、电势梯度检测(Potentialgradientdetection)、安培分析检测(Amper-ometricdetection)等。随着毛细管电泳技术的不断发展,逐渐出现了非水毛细管电泳(Nonqueouscapillaryelectrophoresis,NACE)、毛细管阵列电泳(Capillaryarrayelectrophoresis,CAE),毛细管电泳免疫分析(Capillary electrophoresisbased immunoassay,CE—IA)、毛细管电色谱(Capillaryelectrochromatography,CEC)等分支。非水毛细管电泳法是在以非水为溶剂的缓冲溶液中进行的,主要用于分析不易溶于水而易溶于有机溶剂的物质,分离在水溶剂毛细管电泳中淌度十分相似的物质。毛细管阵列电泳是在常规毛细管电泳法原理和技术的基础上,结合微型制造技术设计出来的一种检测技术,是_种新型的生物芯片。毛细管电泳免疫分析技术利用抗原抗体复合物与游离的抗原、抗体在电泳行为上的差异,将毛细管电泳作为分离与检测手段。毛细管电色谱是一种在毛细管内充填、涂布或键合色谱固定相,用电渗流作为驱动力的分离模式嘲。

    影响毛细管电泳法分离的因素主要有以下几个方面:①毛细管。毛细管是关键部件,管径、管长、不同物质的涂层厚度对分辨率均有影响。②电泳缓冲液。电渗分离现象在毛细管电泳中起着非常重要的作用,而缓冲液的pH值及浓度对电渗的影响很大,并对分离度产生效应。③电压。在进行电泳时,进样电压和操作电压对分辨率及操作时间会产生影响。④电泳温度。

    电流通过毛细管会产生热量,升高温度,使物理参数发生改变,造成样品迁移时间、峰面积的偏差和分离效率下降。

    3毛细管电泳在种子科学领域的应用前景3.1在品种鉴定和物种分类上的应用毛细管电泳与传统的凝胶电泳相比,具有分析速度快,分辨能力高,分析过程全自动化及样品用量少等优点。自1988年发表第一批关于毛细管电泳用于DNA分析的文献后,即引起众多科学家的关注。目前,毛细管电泳已被用于DNA纯度检测,PCR产物分析,DNA序列分析以及酶和多糖蛋白的结构、纯度、稳定性等方面的研究[7叫。如能将毛细管电泳运用于种子生物技术领域的研究,对拓宽种子中酶蛋白、特异基因片段的分离手段和加快物种的鉴定分类有重要意义。

    3.2在研究种子遗传分析中的应用毛细管电泳在种子遗传分析中的应用国内外已有报道,如Gerber等采用高效毛细管电泳对大豆种子品质的遗传学进行研究分析[1引。变异是群体进化的基础,品种内变异的两个常用度量指标是杂合度和多态信息含量。由于微卫星标记呈共显性遗传,基因型直接反映表型,因此,等位基因频率可通过简单计算获得,进而得出杂合度和多态信息含量。应用毛细管电泳快速灵敏地对微卫星标记进行检测分析,将极大地推动这方面的研究,这些成果将为开展品种保存、选育及开发利用提供科学依据]。

    3.3在种子营养成分分析方面的应用对种子蛋白的分离与表征,传统方法多是采用不同模式的聚丙烯酰胺凝胶电泳和高效液相色谱,这些方法在实际操作中都存在不同程度的局限性,如聚丙烯酰胺凝胶电泳的操作复杂,无法进行定量分析,且分辨率不高,还要使用有毒试剂等;高效液相色谱虽然在一定程度上克服了聚丙烯酰胺凝胶电泳的不足,但其运行成本高,难以在实践中广泛应用。毛细管电泳是从传统电泳发展而来的一种高效、新型的分离分析技术,在蛋白质、氨基酸、核酸等生物分子的分离分析方面显示出极大的优越性。目前这一技术在作物种子蛋白研究中已取得重要进展,并显示出广阔的应用前景。

    高效毛细管电泳在烟草糖类化合物分析中的应用国内外已有报道,如刘少民等采用高效毛细管电泳一安培法分离测定了烟草中4种寡糖。马强等分离测定了烟草中的5种还原糖(葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖和麦芽糖)Ll。毛细管电泳还可用于种子内氨基酸、有机酸等组分的测定,这在食品等领域已有较多报道[1,可借鉴到种子分析领域,发展种子营养成分分析方法。

    3.4在种子离子分析方面的应用

    毛细管电泳在食品分析中应用最广泛和成熟的领域即毛细管离子电泳(CIE)。目前,毛细管离子电泳已被用来测定多种食品基质中的无机离子,如K、Ca抖、Na、NH、SO、F一、Br一等。种子中的离子分析多采用原子吸收光谱法,该仪器不利于普及,应用毛细管电泳的独特优势,将大大简化已有的检测方法,使种子微量元素的测定更方便、更经济n。

    3.5在种子农药残留分析方面的应用农药包括杀虫剂和除草剂两大类。过去农药残留量常用高效液相色谱的方法测定,但随着毛细管电泳的发展,它越来越多地被用于农药残留分析。目前毛细管电泳已被用于饮用水、牛奶、啤酒、谷物、马铃薯和猪肉等食品中农药残留的测定[1。加入WTO后,为了消除贸易壁垒,我国执行了更为严格的农残标准,这就要求我们在种子种植、加工等一系列环节加强对农残含量的监控,在这方面国内外已有报道。毛细管电泳因其独特的优势,将会在种子农残检验领域发挥重要的作用。

    作为一种高效分离技术,毛细管电泳在食品、药物、环境、生物碱、、天然产物等方面的应用已显示出巨大的潜力。目前,毛细管电泳在种子分析领域的应用才刚刚起步,国内已有种子部门开展此方面的应用研究,随着毛细管电泳技术研究的深入、毛细管电泳仪器的普及和种子分析检验技术的发展。可以预计,毛细管电泳将在种子领域中发挥更大的作用。

篇6

据记者了解,现任华中科技大学同济医学院附属同济医院内科学系主任的汪道文教授,即长期从事“肿瘤生物学和分子心脏病学”方向的基础医学研究。他自1982年毕业于湖北医学院医学系之后的30余年间,主要研究内皮来源的超激化因子(EET)对血管内皮的保护作用、血压调节作用和在肿瘤中的作用,CYP 羟化酶在高血压发病和血压调节中的作用,高血压的基因治疗,AA-CYP与肿瘤生物学等;在高血压、糖尿病的基因治疗领域作出了巨大贡献。他在内皮来源的超激化因子(EET)对血管内皮的保护及促肿瘤生长、转移方面作出了许多开拓性的工作。他率先将原发性醛固酮诊断的新概念应用于临床实践、建立诊断方法;在国际上率先提出了肥厚型心肌病可合并缓慢型心律失常和因此而致猝死的概念;在国际上首次提出用新型磁共振显像(MRI)确诊致心律失常性右室心肌病(ARVC);在高血压和心力衰竭的基因治疗、糖尿病胰岛素抵抗的基因治疗和心血管系统保护的分子机制研究方面取得了突出的成就。

尤为业内瞩目的是,汪道文教授在国内率先建立和开展了心脑血管病新危险因素的检测临床研究,并率先开展了疾病的基因诊断和以基因诊断与分型为基础的个体化诊断医疗。他和他的团队先后开展基因诊断项目600余项,为临床解决了大量疑难问题;在心律失常、肥厚型心肌病、婴儿黄疸和大血管疾病等的基因诊断方面走在了国际前列。

阳春三月,在第六届国际心血管病靶向治疗论坛(CTT 2015)召开期间,本刊记者就“疾病的基因诊断和基因诊断与分型”以及基于此的“疾病个体化诊断医疗”等话题,对汪道文教授作了深入采访。

“量体裁衣”,

基因诊断助推个体化医疗

采访一开始,汪道文教授首先诠释说:“随着人类基因组学、药物基因组学及分子生物学研究的不断深入和发展,人们对疾病多成因、异质性及个体化差异的特点有了更加全面的认识。个体化治疗已成为临床治疗的发展方向和最有效的手段;个体化医疗的理念也被推至前台,已被越来越多的科研工作者和临床医生所认识和接受。”

汪道文教授进一步解释说,所谓个体化医疗(Personalized Medicine, Individualized Medicine),即认定病人对不同药物和治疗反应的遗传学变异,针对致病分子靶向治疗; 此外,还发展和利用以遗传和分子机制的诊断,以更好地预测对靶向治疗的反应。

他认为:“基于基因诊断技术的个体化医疗之根本,在于根据病人个体的遗传结构差异,实现‘量体裁衣’式的个体化用药方式,而这将成为未来理想的治病新模式。但从临床上看,早期预测,个体化的治疗并非像简单的遗传变异分析那样简单。个体化医疗的一个重点就是强调提前干预。如果通过基因测序发现有糖尿病或者心血管疾病发病风险,就可以在饮食方面做一些先行调整,改善营养平衡,延缓降低发病几率和时间;可以在人们尚无任何症状的情况下,通过基因检测预测1年或5年以后患有某些疾病的风险有多大,比如某好莱坞电影明星有乳腺癌家族史,她通过基因检测发现带有乳腺癌遗传突变基因,于是就做预防性切除术,降低了患癌风险。这就是典型的在发病以前进行积极干预的事例。因此随着个体化医疗的逐步发展,针对个体化的检查和监测将成为现实。而这将对心血管疾病的早期检测和干预提供极大的帮助,对心血管疾病的早期发现、早期诊断治疗及预后的改善,产生积极影响。”

汪道文教授继续诠释说,个体化医疗中所谓的“量体裁衣”,是指根据服务对象在生物分子水平的特征,制定有针对性的保健措施和治疗方案。在这方面,药理遗传学的兴起极大地推动了个体化医疗的发展;特别是在心血管领域,药理遗传学已经成为一门热门的研究方向,最有代表性的就是华法林的个体化用药及抗血小板药的个体化选择。近年来,随着药物基因组学的不断深入,依赖于药理遗传学的结果而建立起来的华法林维持剂量应用模型,不断地在尝试应用于临床。

据了解,在最近的AHA会议上,EU-PACT研究发现按基因型确定华法林剂量,优于使用临床标准剂量(N Engl J Med. 2013 Nov 19)。对此汪道文教授谈到:“确实,我们同济医院心血管实验室已完成了近1000例患者基因分型指导华法林剂量的调整。我们的临床实践证明,通过基因分型,按照药理遗传学模型能非常准确有效地指导临床华法林应用,可大大减少INR的检查和降低由于用量问题带来的风险。因此我们相信,随着研究的继续深入和药物治疗模式的不断改进,临床上采用以药物遗传学为基础实行华法林的个体化治疗时代已经来临!”

“4P医学”将在未来

真正得以实现

采访前记者获悉,学术界曾有一种看法:目前开展的人类基因测序产生了海量数据,这至少带来了两个问题,一是存储所占空间太大,传输、计算也会变得很慢;二是如何筛选有用数据的难度也进一步增大。那么,在心血管疾病的基因诊疗方面,如何有效用好海量数据、提高诊断治疗效果?

对此问题,汪道文教授介绍说:“对于高通量测序带来的巨大数据量,我们的做法是,引进专业服务器对数据进行存储和分析。这一方面缓解了海量数据带来的存储压力,另一方面经数据处理的本地化相比数据上传至云端,原始测序数据就能得到更快、更全面的分析,大大提高了工作效率。”

汪道文教授也认为,高通量测序产生的海量数据,的确对数据的分析和采用提出了更高的要求,而从庞杂的突变(或多态性位点)中准确识别致病突变,既是高通量测序技术应用于临床检测的基本要求,同时也是难点之一。针对这些问题汪道文教授解释说:“在数据分析过程中,我们的科研技术人员会经过数据的筛选,数据库和文献库的比对,并结合临床,最终判断一个突变是不是致病突变。总的来说,致病突变的识别,一部分来自于已有的基础研究,我们的研究技术人员必须掌握前沿的科研成果,并及时更新我们已有的突变数据库,以准确识别致病突变;对于一些我们认为有价值但还没有研究基础的可疑致病突变,我们也会深入地开展功能相关研究,将我们自己的研究成果运用于临床检测。另外,表型和突变联系紧密的家系,也能为我们提供报道致病突变的依据。只有充分掌握疾病的相关遗传学研究成果,并积极开展表型-基因型关系的研究,建立严格的致病突变识别流程,才能准确并高效地将高通量测序技术应用到临床诊疗,否则,庞杂的测序数据对病人来说,无异于一部‘天书’,而为病人准确地解读这部‘天书’,则是相关从业人员的责任。”

在采访中汪道文教授强调:“需要指出的是,现在人类的基因组测序已经完成,但是具体单个基因或者某一段基因与疾病的关联性的研究,还远远没有达到预期目标,而这也是全世界科研工作者正在努力的方向;特别是在国内,基因诊断才刚刚起步,个体化医疗的路程还很长,但我们坚信,随着生物医学技术的飞速发展,我们对于许多疾病的分子机制会了解得更加深刻。个体化医疗将会在基因分子层面早期预测疾病,从而降低发病风险,延缓发病时间,最终改善患者预后。另一方面,个体化医疗的发展与临床息息相关,这需要不断加强对临床医生的教育和培训。以美国为例,临床医生的培训对于基础医学的要求是比较高的,许多人进入临床工作以后,仍然在分子生物学、生物化学等方面有很好的造诣。这一点对于中国来说还比较欠缺,这也是阻碍我们临床医生水平提高的障碍之一。针对这些问题,我们曾经举办过‘全国基因诊断与基因分型临床应用学习班’,其目的就是希望我们能通过举办学习班,将基因诊断及个体化医疗的概念灌输到每一个人的脑海中,将分子医学的种子播散到每一个人的心田;同时通过培训,也希望他们将基因诊断及个体化医疗的意识带回到本科室、本医院、本地区,以此在全国范围内逐步普及基因诊断及个体化医疗的相关知识。”

此前记者了解到,随着抗血小板药物的广泛使用,人们发现并不是所有规则用药的患者都能获得一致的临床疗效。近年的研究表明,长期应用抗血小板药物,导致约50%的患者疗效降低或无效。汪道文教授曾长期进行基因多态与抗血小板的治疗研究,那么,这项研究将会给抗血小板临床治疗带来哪些影响?

对此问题,汪道文教授谈到:“根据血小板功能和个体化基因型采用个体化抗血小板策略,仍然是心血管领域未来的发展方向。更广泛地开展个体化抗血小板治疗,以带来心血管预后的改善,仍然需要更多的临床试验结果支持。同时,随着分子生物学技术的发展,利用全基因组关联研究策略进行药物代谢酶相关基因进行变异筛查,结合临床多中心、随机、双盲、对照试验,相信在不久的将来,我们能够为每一位需要抗血小板治疗的患者进行分子分型,解读人类的基因‘天书’,并为其贴上一个‘基因标签’,这无疑会对个体化诊疗以及疗效评估带来益处。这方面,仍然需要加强对医生的继续教育,同时根据中国人的特殊基因型和基因变异频率,制定适宜中国人群的个体化用药方案。”

“总之,个体化医学将是医学发展的趋势。我们期待在不久的将来,‘4P医学’将真正实现:预测(Predictive)、预防(Preventive)、个体化(Personalized)、参与(Participatory)。”汪道文教授满怀信心地说。

我们的成就主要来自于勤奋

医学界的很多人都明白,从现实的角度而言,医学基础研究很多时候是“得不偿失”的,但据记者了解,在汪道文教授的带领下,华中科技大学同济医学院附属同济医院心血管内科,却把基础研究放在了科研的重要位置,并取得了实验室满负荷工作,取得了平均每年发表SCI论文15篇至20篇的重要成就。作为教育部重点学科和国家卫生计生委临床重点专科,该院的心血管内科在医院发展战略基础上,努力加强学科内涵建设,矢志成为服务全省、辐射全国的强势学科。

那么,他们这个科室开展基础研究的情况,又有哪些经验可以与大家分享?问及这一话题,汪道文教授首先介绍说,华中科技大学同济医学院附属同济医院心血管内科的基础研究,主要以心脑血管病领域内源性保护机制为重点,特别在组织型激肽释放酶(TK)、一氧化氮合酶(eNOS)心血管保护和表氧化酶-EETs代谢方面有重要突破。

汪道文教授认为:“我们之所以能取得这些成就,主要还应归功于勤奋。我们实验室的满负荷工作是基于24小时工作时间的基础上,其研究方向由不同的实验小组来完成;此外,我们还有一个较好的学术研究梯队,形成了以老带新、传帮带的氛围。每位研究生到实验室做实验,首先会被告知全年无节假日,要有充分吃苦耐劳的心理准备。他们会被分到不同的小组展开实验研究,实验室会定期开展学习,汇报研究进展,讨论下一步的实验开展计划,并邀请全国甚至全世界该领域的顶尖专家交流学习最新进展,为实验工作的有序进行打下了坚实的基础。”

在取得这些成就的同时,他们还不遗余力地把学术交流、推广与规范培训当成另一项重要使命。他们在连续6年成功主办“同济心血管疾病高峰论坛”的基础上,2014年10月10日至12日,又成功主办了“第七届同济心血管疾病高峰论坛”暨“全国基因诊断与基因分型临床应用学习班”。对此汪道文教授介绍说:“去年的论坛邀请了全国心血管领域及基础领域20多名专家授课,吸引了湖北省及周边地区40多个县市的医务工作人员500余人前来参加。本次论坛分为基础论坛、电生理三维演示训练会、临床诊疗进展和临床病例讨论4个部分。内容涉及介入心脏病学、心脏起搏与电生理学、心力衰竭、高血压及心脑血管疾病的基础研究,尤其突出了具有同济医院特点的大血管疾病诊治新技术;病例讨论是本次会议的另一特点,吸引了广大基层医生的广泛参与和热情讨论;其最大的亮点是新增了急危重症专场讨论部分,有极大的临床实用性。”

作为论坛的大会主席,汪道文教授继续介绍说:“我们还将于2015年10月16日至18日举办第八届同济心血管疾病高峰论坛。今年的论坛将以‘紧跟学术前沿,规范临床实践’为主题,继续秉承严谨的学术风格、务实的应用作风、合作开放的办会理念,论坛期间仍将同时举办‘全国基因诊断与基因分型临床应用学习班’,还将邀请多名大学附属医院及省级医院的知名专家齐聚同济,与各位心血管同道探讨、交流心血管领域的热点问题。同时,今年的大会还将继续开办临床病例讨论分会场,有来自多家医院的疑难、典型病例报告及讨论,力争为大家提供一个学术交流、经验共享、百家争鸣的平台,力争让第八届同济心血管疾病高峰论坛将再次成为一次心血管领域的高端盛会!”

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1发育生物学课程开设现状

开设伊始由于主讲教师围绕各自的科研方向讲授,因而没有形成系统教材[2].迄今为止,由于相关学者和科研人员对发育生物学领域研究的重视,国内外出现了各种版本的发育生物学教材,有国外的英文教材,也有我们国内学者编著的中文教材,如使用面较广的由张红卫老师主编《发育生物学》,在综合性大学生物学及生物技术专业、医学等[3]使用较多,从开始开设发育生物学课程到现在不到四十年时间,与其他学科相比发育生物学仍然处于发展的初级阶段,该领域新的热点和研究成果都在源源不断地涌入世人的视线中,因此教材内容也在不停地补充.博士生、硕士生及本科生使用的教材不一样,不同专业不同院校使用的该课程教材也不尽相同.从总体看发育生物学在我国还处在起始摸索阶段,还未能形成一个被大家普遍认可和遵循的成熟的课程体系,当然也有了探索和完善的空间.2009年起,我校为了生物科学专业的发展,将发育生物学课程列入了教学计划,但相比其他同类院校就晚了很多(如2002年曲阜师范大学开始给生物科学、生物技术两个专业开设发育生物学,山东德州学院2004年就开设了该课程)[4].经调查进入新的世纪,本科院校的生物学专业2/3的院系先后开设了该门课程,1/3的院系也有了开设该门课程的计划,但由于师资等原因,暂时不能开出.且不同的学校,该课程的类型设定不同,多数设定为专业限选课程,少数设定为专业必修课程或专业选修课;课程计划学时不尽相同,一般授课学时36学时左右,实验学时30学时左右,但多数学校设有开设实验课;教学时间安排不同,有的在第6学期开设的.有第7学期开设的.

2地方本科院校生物科学专业发育生物学课程开设过程中面临的几个问题

第一,师资力量比较薄弱[5].因为发育生物学在国内外起步较晚,所以教师很大一部分是没有从事过发育生物学教学和研究的专业性教师,只能是从相关的学科,比如组织学与胚胎学、遗传学、细胞生物学或生物化学与分子生物学等学科的转型的教师,刚刚开始的时候一般都存在缺乏专业的、完整的发育生物学知识体系这样的情况.这是我校和其他地方性院校面临的共同问题,如我校发育生物学课程就是由遗传专业教师来讲授.第二,课时偏少.虽然综合院校和其他老牌生物科学专业课时基本控制在36学时左右[6],如宁波大学,理论课时为34,我校开设伊始课时也是36学时,学习效果却不很理想,因为大多数地方本科院校课程开设课时都是参考基础较好的综合院校的做法,但忽略了面对的教学对象不一样等问题,就我校生物科学专业而言,学生基本是刚刚过二本录取分数线或是其他职业高中生源,基础差,学习能力不强,同样的教材,同样的内容无法在同样时间领会掌握.第三,开设时间偏后.主要是考虑到其他相关专业课程已经学完,学生有了一定的理论基础,因此我校跟其他一些院校一样安排第7学期开设发育生物学,但没有考虑到生物科学专业历来是考研的生力军,第6学期后,大多数学生基本已经确定学习和考研方向,对此时段开设的课程也仅止于学习及格,即使有部分同学觉得该课程内容新颖,知识面广,更新快,奈何时间关系也不愿深入学习,因此学习积极性并不高.第四,课程知识体系庞杂.涉及到遗传学、分子生物学、胚胎学等信息相互交叉融合,逻辑性比较强,比如体轴形成这一部分内容,有遗传学的知识,有细胞生物学的信号转导内容,还有胚胎学的知识,需要学生有一定的知识积累才能理解,而现在课堂上一般以传统的讲授和单一的多媒体教学方法进行教学,学生往往反映发育生物学很难、不好理解.教学效果不佳.第五,教学实验经费投入相对不足.发育生物学实验投入的时间经费相对较大,一些院校如德州学院、长治学院以及怀化学院都还未开设发育生物学实验课程,许多经典实验不能让学生亲自动手,无法将课堂上学到的理论知识应用到实践当中去.因此对这样一门观察实践性极强的学科的发展来说,这也是及其不利的.

3对发育生物学课程设置及常规教学过程中面临问题的解决方法

针对以上问题,我校生科专业首先是调整发育生物学课程开课时间,从第7学期提前到第6学期,课时为48学时,周课时为3节.现在一些重点大学比如华中科技大学、山东大学也都将课时量提高到54课时,湖北民族大学、长治学院对发育生物学课程课时量也有了相应的增加.开课学期也都放到了第6学期.此时生物化学、遗传学、等基础课程已经讲授完成,学生有一定的理论基础,而考研方向未定,学生的注意力和精力多数放在专业课程的学习上,这样对很多喜爱该课程的学生就多了一个学习和选择的机会,因为现在考研的形势越来越严峻,生物科学专业和生物工程专业很大一部分同学是竞争同样的学校同样的专业,难免会产生“同室操戈”的现象,多一门选择方向可以避免因专业建设不成熟而给有志向的学生造成损失.对专业教师学科背景有待加强的现象,可以让教师通过提前进修或是提高自己的学历来增加对发育生物学知识体系的掌握和理解,了解发育生物学的最新进展,备课时首先了解教学计划和教学目的,合理安排教学内容,对生物科学本科生,要求他们掌握的是发育过程中的基本现象、概念和知识,掌握并理解基本原理.

太过抽象或复杂内容则应尽量简述,同时为了便于学生理解和记忆,教学安排上应该从发育的基本原理着手,再根据模式生物个体发育的过程,在依次出现的发育现象中,掺入发育生物学的基本概念、基础知识,突出重点难点,真正做到深入浅出解决“知识抽象”这一问题.发育生物学很多的内容都是通过模式生物的发育过程来说明问题的,例如:无脊椎动物的线虫、海胆、海鞘果蝇等脊索动物文昌鱼及脊椎动物鱼类、鸟类、哺乳动物等[7],这些生物从受精到受精卵到胚胎再到发育成成体的过程与机制几乎涵盖了整个生物物种的发育特点和模式,这样将庞杂的知识体系系统化,这样学生就不会觉得“很难、不好理解”了.课堂上灵活运用各种教学形式,充分利用多媒体手段,如山东德州学院从提高教师课件制作水平等方面着手[8];兼用讲解式教学与探究式教学充分调动学生学习的积极性和主动性.传统课堂教学方式多采用讲解式教学,这种方式可以使学生在短时间内获取大量的知识,通常适用于一些核心、基础以及难以理解的内容的讲解,比如发育生物学中一些基本的概念,以及胚胎的器官系统发生的内容,应该应用讲解式教学.而涉及生物体轴的形成及有关干细胞发育分化的问题,则可应用探究式教学[9].

一来检验和巩固学生对知识的掌握,还可以培养学生独立思考和创新能力,采用启发式的教学方法,不一定在课堂上将所有的知识点全部讲解完了,根据一些内容选择一些权威的科研论文,从研究者的角度去探索发育现象,加深对专业术语的了解,有些学校如广州药学院则将发育生物学的热点研究内容及现状灵活穿插在教学过程中,也有取得了一定的效果[10].另外对有些内容,比如说卵裂这一部分内容,不可能在课堂中所有的卵裂形式都一一讲授,可以讲一到两种典型卵裂方式,然后以播放视频的方式让学生比较直观的了解各种裂解方式的特点,然后再布置学生课后去查阅并下其他动物的卵裂方式与课堂上讲述的有何异同.这样既引导学生有目的地介入教学过程中,又加深了学生对知识点的理解,提高了学生的学习兴趣.如浙江海洋学院就通过精心选择一些课外专业的阅读资料来扩展学生的视野.另外,课外可适当开展课外主题活动.课外主题活动在一些院校多个专业都有出现,有一定的教学效果.我校发育生物学由于经费设备问题没有开设实验课,因此想通过1-2次实验类的课外主题活动来稍加弥补.

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转化检验医学的发展特点和创新型国家战略为我们鲜明地指明了检验医学人才“厚基础,宽口径,临床知识和专业技术扎实,实践和创新能力并举”的具有全球视野的高素质复合型专业人才的育人目标。这就要求在知识结构上,不再满足化学、生物学、信息学、物理学(检验仪器学)、医学(基础医学、临床医学、预防医学)等几大类学科,还要兼纳材料学、生物信息学、计算机生物学和预测医学等新兴和实用学科;在能力要求上,除了学习能力、信息获取能力、科学研究能力、专业技术能力外,还要具备更高要求的外语能力(包括专业英语)和创新创业能力。

二、转化检验医学教育的探索与实践

(一)优化课程体系,强化转化检验医学的基本技能和特色技能培养。

结合学分制改革特点和要求,以精简理论课程、增加实验课程为主线,突出转化检验医学基本技能培养和技术特长培养相结合的原则,多次修订教学计划,优化课程体系。修订后的教学计划公共课和专业基础课程学分/总学分比例逐步下降(公共基础课学分比从原来的20.0%下降到18.4%;专业基础课学分比从原来的38.2%下降到25.4%);专业限选课和任意选修课程学分/总学分比例大幅度增加(专业限选课学分比从原来的0学分增加到4.5%最后到12.6%;任意选修课学分比从原来的0学分增加到5.8%);各类型课程实验课学时数/该课程总学时比例逐步增加(专业基础课实验课比例从31.5%增加到32.7%;专业课程实验课比例分别从43.2%增加到47.3%),实践教学环节总学分/总学分比例逐步增加(从原来20.9%增加到39.2%)。同时,为使学生在学有余力情况下,强化转化检验医学的技术训练,我们开设了医学检验专业英语、文献检索等限定性选修课,面对医学检验技术领域的不断拓展和医学实验室仪器设备自动化程度的不断提高,我们又陆续增设了生化实验技术、分子生物学检验技术(在全国率先开设)、输血与输血技术必修课程和外周血细胞形态学检查技术、临床基础检验仪器学等限制性选修课程。

(二)开设“名师课堂”,拓展学生知识领域和视野。

为拓展学生知识领域和视野,培养学生的创新思维,我们邀请国内外医学检验界著名教授、专家、企业家等名人名家,开设“名师课堂”系列公开课。通过名人名家们的丰富的学识阅历和创新创业实践,解析国内外最新进展,点评本专业发展趋势,言传身教启发学生创新思维,激发学生科学研究的兴趣。

(三)打造精品课程,集成优质课程群。

在转化检验医学教育的思考与实践中,我们始终将课程建设作为提高教学质量和提升人才培养质量的一项核心内容,经过“十五”、“十一五”和“十二五”建设,我们已经把转化检验医学主干课程建成了各级精品课程,其中分子生物学检验技术、免疫学与免疫学检验为国家级精品课程(目前,全国高校医学检验专业课国家级精品课程共7门,我院占了2门);生物化学、临床微生物学及微生物学检验为省级精品课程;临床生物化学和生物化学检验、临床血液学检验为市级精品课程。此外,我们在注重精品课程建设的同时,还加强了其他相关课程的建设,集成了转化医学检验人才培养的优质课程群。

三、实践成效

(一)人才培养模式得到充分认可。

转化检验医学人才培养模式的实施取得了很好的示范效应,受到国内外高校的广泛关注。在全国医学检验专业校际协作会议和检验医学国际论坛上围绕该人才培养模式做了主题报告,得到兄弟院校的广泛认可。上海交通大学、重庆医科大学、南京医科大学、天津医科大学、北华大学、中南大学等十余所高校来我校交流取经,探讨医学检验的人才培养和发展模式。

(二)专业影响力得到广泛提升。

近年来,先后承办了检验医学国际论坛、国际遗传学和转化医学学术研讨会、国际线粒体生物医学高峰论坛等国际会议。学生与国际顶级专家的交流互动,增长见识,开阔眼界,专业水平受到了与会专家的赞赏。通过不断地积累,2012年,医学检验专业被推荐为国家“综合改革试点专业”。中国信息情报专家邱均平在《中国大学及学科专业评价报告(2010-2011)》中根据办学资源、教学水平、科学研究及学校声誉等对全国医学检验专业进行了排名,我校位居前5%,排名第四,仅次于北京大学、重庆医科大学及上海交通大学。

(三)学生科研、创业能力得到提高。

近五年参与创新研究的学生人数显著增加,和前五年相比平均增幅达80.75%;取得了“挑战杯”国家级比赛的三等奖2项、省级特等奖1项及一、二、三等奖18项等优异成绩,生命科学竞赛成绩连续三届全省领先,本科生发表SCI论文、国内核心期刊论文数比前五年增加35.71%(近五年共发表57篇),获得省新苗计划立项数是前五年的10倍(近五年共立项163项)。

(四)学生考研考博率与年俱增,考取的院校层次提升。

我院学生近几年考研考博率显著增加,考取211大学如北京大学、复旦大学、上海交通大学等知名高校的硕士、博士生人数显著增加。此外,也有不少学生进入国外知名大学进行深造,如检验专业本科毕业生方风琴现已在美国斯坦福大学攻读博士学位。

(五)学生就业核心竞争力得到提升。

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关键词 本硕连读 创新能力 实践 改革

中图分类号:G643 文献标识码:A

二十一世纪是生命科学的世纪,随着生物技术产业化的迅猛发展,日益激烈的国际竞争对高素质生物产业创新型人才有强烈的需求。然而我国的生物技术领域的高端研究和生物技术产业还落后于发达国家,并且社会尚未形成良好的自主生物技术产业平台和应用型生物技术人才培养平台。西安理工大学研究生院针对生物技术专业本硕连读培养模式进行了深入细致的改革,旨在培养掌握较为广泛的生物科学基本知识和实验技术,具有良好的工程学基础,德智体等方面全面发展的理工结合、生物工程上下游结合、产学研结合的生物技术专业创新型人才。

1 提升对生物技术专业本硕连读培养规律的认识

生物技术专业本硕连读的培养目标是培养在生物高新技术领域从事研发与产业化工作的创新型人才。一切问题的提出和解决源于实践,高水平的实践教学是学生掌握理论的重要手段,是培养具有创新能力、独立动手能力、提出问题和解决科学问题的有效载体①。

进入21世纪以来,在发展迅速、具有国际通用性、可比性强的生命科学领域对复合创新型生物学人才的竞争日趋激烈,我国高等生物学教育要想在培养创新型人才的竞争中取得成功,必须加强基础理论教学、强化科研能力训练、重视实践能力培养、鼓励创新,拓展学生个性发展空间,培养一批基础知识扎实,创新意识强,动手能力突出,团队精神兼备的优秀人才。通过对生物技术专业本硕连读培养模式的深入改革,进行深入持久的教学革新,以探索出一条培养生物高新技术领域从事研发与产业化工作的创新型人才的有效途径。

2 准确定位生物技术专业本硕连读的培养目标

根据学校建设以工为主、多学科协调发展、特色鲜明的国内一流教学研究型大学的奋斗目标,“治学严谨、管理严格、教育质量高”的教学传统,学校依托生物技术专业理工复合特点,确立了生物技术专业本硕连读人才的应用型、复合型培养理念,以“统一基础、分段实施、分流培养、本硕贯通”培养生物技术专业本硕连读创新人才。注重培养具有扎实的现代生命科学理论基础与工程基础知识、熟练的实验操作技能、知识面宽广的高级专业人才,这和传统生物学理科相比有较强的数学、物理、工程基础和应用能力,和传统生物类工科相比有较强的生物学基础和现代生物学专业知识,充分体现了生物技术上下游的结合。并且在培养过程中强化研究型、应用型教学,以科研促进学习,注重能力培养,培养创新型人才。

3 深化课程改革,构建新型生物技术专业本硕连读教学体系

为实现以上培养目标,必须在教学内容、教学方法、管理体制、培养方向等诸多环节进行深入和持续的改革,构建“规范化、分层次、综合型、开放式”的理论教学与实验教学体系,融合科研与教学内容,实施多种形式的实践教学模式,拓展学生个性发展空间。

3.1 优化课程设置

设置课程体系必须坚持学科交叉融合、文理工渗透,而每门课程体系中,突出重点内容,精简陈旧的内容与重复内容、削枝强干,留给学生自我学习的空间,并通过国内外优秀教材选用和特色教材建设,实现教学内容的整合、集成和充实,不断将学科发展的前沿性课题融入教学。

学校将专业基础课分为必修课、指导性选修课和其他选修课模块,即植物生物学、动物生物学、微生物学、细胞生物学、生物化学、分子生物学、遗传学、现代生物技术等必修课,以及生物学思想及概念、生理学、生物统计等指导性选修课和生物学前沿、发育生物学、生物进化等其他选修课程,既及时地将生命科学及生物技术的最新进展介绍给大家,充分激发学生学习生命科学及生物技术的积极性,也为学生打下坚实的理论基础。

3.2 深化课程体系与内容的改革

根据“加强基础,突出素质,注重能力,引导创新”的原则,构建生物产业技术实训平台课程、把握核心课程、放开选修课程,增加高水平的前沿理论及技术研讨课程,加强前沿学科和边缘交叉性学科知识的融合,将新兴学科知识引入课程体系,不断对教材进行修订,如普通生物学、细胞生物学、生物化学、分子生物学、遗传学、现代生物技术、动物生物学、植物生物学等,努力将一些新概念和新技术及时体现在教材中。

3.3 加强实践教学,构建优化实验教学体系

培养具有创新精神和实践能力强的高素质人才,必须在现有三个层次递进式教学模式的基础上,减少验证性、重复性实验,增加综合性和设计性实验教学内容,删除繁复、陈旧的实验内容,增加应用性强的实验内容。通过实验内容的合理安排,使不同层次实验内容融会贯通,形成科学性强、联系性紧密的模块式实验教学体系②。同时重点利用综合实习、选修实习及毕业实习等阶段以自愿选择的方式,在小型生物产业平台上对学生进行生物产业专向应用性技术的强化培训。

(1)增加实践教学与理论教学的学时比,加强实践技能与科学思维训练。生物技术专业本硕连读设置的实验课为7~10门(5门选修课),理论教学的学时数与必修课的实践教学学时(包括课内实验、综合实习、科研训练)之比为1:1.5,实验课独立开设。以提高学生实验动手能力、实践创新能力,同时增强学生理论与实践结合的能力,使学生知识、能力和素质得到协调发展。

(2)加强综合与创新实验的比例,有利于综合能力的培养。生物技术专业本硕连读实验教学分为基础生物学实验、专业实验、综合实习、生产实践、毕业论文等5个层次,各层次相互衔接、内容递进,实验项目的设置突出综合性和创新性,分阶段提高学生的专业技能和创新能力。

基础生物学实验以基本技能训练为主线,引入现代技术方法改进验证性实验,培养基本实验技能,同时综合型、设计型实验比例不低于35%;专业实验主要培养学生专业综合能力,综合型、设计型实验比例为50~70%;综合创新能力训练,是通过综合实习环节,围绕现代生物科学的前沿进展,全部设置综合型、设计型实验实习内容,学生可自选项目进行实验,培养学生独立分析问题和解决问题的能力;生产实践是在第7学期,把学生派到相关生物技术企业,在研发或生物技术产业化相关岗位上进行顶岗实习;在毕业论文环节中,学生自愿选择学科,依托教师的科研项目,设立毕业论文题目。

在整个的实践教学体系中,各个层次实验教学内容合理安排,加大综合型、设计型实验比例,引导鼓励学生的创新思维,培养学生独立设计实验的能力,并以学生为主体,教师为主导,尽可能把静态的内容转变为动态的实验,注重实验过程与实验结果的有机联系,提高学生分析问题和解决问题的能力。

(3)融会贯通实验课与理论课内容,提高教学水平和效率。在实验教学方面,将必修和选修相结合,将现代生物技术作为全体学生的必修实验模块;动物生理、植物生理、微生物、环境生物学及生态学的实验内容设为学生的选修实验模块。进一步加强学生基础实验能力,在更大程度上满足了个性化培养的需求,同时还将实验教学与理论教学之间合理衔接,实验课与理论课内容融会贯通,有效地避免生物类课程多年形成的“繁、窄、旧”甚至重复的现象,使学生创新能力的培养和科研训练有了较强的时间保证。

4 加强双师型“三高”师资队伍建设,提高人才培养水平

生物技术专业本硕连读培养体系以师资队伍建设为关键,以教育质量为生命线,兼顾优势,求特色、求发展。在师资队伍建设过程中,以培养中青年学科带头人和“双师型”教师为重点,引进与培养相结合,形成激励竞争机制,已经建立一支政治思想过硬、业务素质精良、具有创新能力和诚信人格品质的高学历、高职称、高水平、结构合理的高素质教师队伍,造就一批教育教学能力强、学识素养高、精通现代生物技术的高素质、复合型教师队伍。通过高效的管理体制和运行机制,确保人才培养方案的实施和人才培养目标的实现;加强教学建设和管理,突出教师教学、科研和产业化能力训练,以高素质的教师队伍,确保人才培养质量。

5 完善配套制度,加强科学有效的集约型管理

为保证生物技术专业本硕连读培养体系的顺利实施,学校制定了与之配套的教育管理办法,如培养过程中对本硕连读生实行双向流动、分流淘汰、自由选择专业方向的管理机制;依托生物技术的学科和研究优势,本硕贯通,并制定专门的奖学金条例、本硕连读条例、导师制条例等,为创新型人才的培养提供可靠的保障;加强实施课程教学质量评价制度和教育质量过程监控;革新选课管理办法、完善教学数据库;深化研究生开展集中开题、学位论文盲审工作制度等。

西安理工大学研究生院通过对生物技术专业本硕连读培养模式进行了一系列深入细致的改革措施,深入研究生物技术专业本硕连读的培养规律和培养目标、针对培养目标优化和平衡课程设置、革新生物技术专业本硕连读教学体系、完善配套制度等,着力提升生物技术专业本硕连读创新型人才的培养水平。

注释

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【关键词】高校专业课 教材 教学内容 教材模式 细胞生物学

【基金项目】本文系河南省高等教育教学改革研究省级研究项目(2012SJGLX134)和河南师范大学教学研究基金重点项目(521751)的研究成果。

【中图分类号】Q2 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)10-0175-02

一、高校专业课教学的现状

提高教学质量是教育的根本目的,课程是教学的最根本依据和最基本的知识源泉和表达形式[1]。细胞生物学是生命科学领域的基础和前沿学科,是从不同层次上(包括细胞整体、显微、亚显微和分子等层次)研究细胞结构、功能及基本生命活动规律的学科。细胞生物学是当今生命科学发展最为迅速的学科之一,学科的活跃发展为教学提供了日益丰富的内容。但是在高校课程改革的形势下,基础课和专业课的课时在不断的压缩,这就要求教师在有限的课时内,不仅要引导学生建立完整的课程体系,而且要及时补充最新的学科进展,平衡好教学内容和课时缩减之间的矛盾,因此高校专业课教学改革势在必行。

在以细胞生物学为例的专业课调查中发现,学生普遍认为细胞生物学是难度较高的课程,学习起来压力较大,这一方面是由于该学科发展迅速,内容更新快,教材内容多、难度大,尤其是研究层次已经进入分子水平,学科本身具有深奥和抽象的特点,一些涉及细胞功能和调控的实验难以通过学生实验开设,加上该学科研究技术难度提高、对实验设备和操作人员水平的要求严格,无法满足学生亲自操作的要求,所以总的感觉是理论教学和实验教学严重脱节,实验课已经不能起到深化理论课教学的作用;另一方面,对于有进一步深造意愿的学生来说(占我校生命科学学院应届毕业生的95%以上),细胞生物学常常是许多专业研究生入学的必考课程,因而学生对课程的学习要求很高,希望教师在教学中充分考虑重点院校和科研院所考研试题难度的要求,结合考研的要求把理论课讲深讲透,同时也希望通过课堂弥补理论和实验教学之间的断层和缺口,提高自身的考研竞争力,获得更多的深造机会。综上所述,我们认为教材和教学模式的研究对于提高专业课教学质量尤为重要。

二、对专业课教材的思考

以细胞生物学为例,为适应高校课程改革背景学生的需求,首先我们对现有的国内外优秀的细胞生物学教材进行了分析,从以下方面进行了探索和尝试。

1. 教材体系的构建:

专业教育的改革是以课程内容为重点的,教材是教学的重要载体,是学生学习的主要参考书,对学生学习有着深刻影响[2]。笔者认为教材应具备以下特征,首先是科学性和先进性,即与时俱进,及时反映学科发展的最新成果;其次是系统性,即注重知识的衔接和前后呼应,有助于学生学科知识体系的建立;再者是实用性,教材的编写从学生的实际出发,符合学生的求知实际,有助于学生科学素养、探索精神和创新思维的培养;此外,教材还应具有灵活性,即内容编排有弹性,给教师课堂教学留有较大的空间,对学生课外拓展和提高具有一定的指导作用。

教材是对课程标准的一次再创造、再组织。不同版本的教材具有不同的编写体例、切入视角、呈现方式、内容选择及图像系统。通过对国外优秀教材Karp的《cell and molecular biology》(第6版),以及目前国内著名的翟中和主编《细胞生物学》(第3版和第4版)、王金发主编的《细胞生物学》、韩贻仁主编的《分子细胞生物学》等教材的分析,结合课程目标、我校学生的培养方案和一线教师的教学体会,我们对课程结构和内容进行了重新的梳理和整合,本着教师易教、学生易学的指导思想,突出了教材的实用性、前瞻性、系统性和灵活性,将课程内容划分为概述和方法、细胞结构和功能、细胞生活和调控三个模块,以真核细胞结构、功能和调控为主线,将细胞生物学课程内容通过相对独立的11章贯穿起来,构建了一个特色鲜明、简洁清晰的细胞生物学教材体系,该教材已经于2012年8月由科学出版社作为生命科学核心课程系列教材之一出版发行。

2. 教学内容的衔接:

大学生四年系统的专业学习,将形成学生完整的专业知识体系。在教学实践中,我们发现一些进入大四准备考研的同学,甚至是考研面试的同学,并未完成专业课的系统梳理,还未达到融会贯通的境界,所以在专业基础理论的测试中存在不少问题。这些现象也提醒专业课教师,专业课程的开设,既要考虑学生的知识背景,也需要考虑课程设置的合理性和系统性。作为专业课任课教师,是否在教学中忽略了对本课程在专业知识体系中地位的介绍,以及与其他专业课之间联系的铺垫。

以细胞生物学教学为例,该课程在我校大二第二学期开设,在此之前,学生已经系统学习了植物学和动物学,所以在教学中,细胞生物学教学是从植物细胞和动物细胞的结构导入的,在复习旧知识的同时,引导学生从细胞这一层面上认识生物的统一性和多样性,进而导入原核细胞、真核细胞和古核细胞的概念,使学生非常自然的理解细胞生物学和已经学习的植物学、动物学之间的联系,也为学生继续学习微生物学等学科做了铺垫。从学生的认知上看,是以植物细胞和动物细胞的知识基础为起点的,接受起来并不困难,教师需要引导学生认识到细胞生物学是向更深、更广和更精方向的渗透和延伸,专业课之间是相互联系、各有侧重的关系。

3. 教学内容的整合优化:

内容重叠问题是专业课教学中经常遇到的问题,包括许多专业课在内容上存在部分的重叠,例如:关于真核基因表达的内容,在生物化学、分子生物学、分子遗传学和细胞生物学中都有涉及,给授课教师在教学中带来一定困扰。如何解决这一问题,避免各专业课老师都讲,但是都讲得不深不透这一问题呢?从学科特征上分析,细胞生物学侧重在细胞和分子水平上研究细胞结构、功能和调控;分子生物学则是从分子水平入手,研究大分子的结构与功能等生命本质问题;而生物化学则关注大分子的代谢本质。因此,在教学中,对真核基因表达调控部分的讲述在细胞生物学中突出遗传物质的组织、基因表达调控的多层次性,在分子生物学中则侧重于遗传信息遵循中心法则流动的分子机制,在生物化学中则将重点放在生物大分子的结构、功能和代谢的介绍上。

在侧重点的把握上,我们主要遵循两个原则,首先,一些最为基础的内容放在培养方案中最先开设的课程中详细讲解,例如:对生物大分子结构的介绍放在生物化学课程中,对真核生物遗传物质的组织和包装主要在细胞生物学课程中讲解,而遗传物质的复制、转录和翻译的分子机制则是分子生物学课程重点讲解的内容。这样学生在学习的过程中,不断有温故知新、渐入佳境的感觉,无形中也调动了学生的学习的积极性,激发了学生强烈的求知欲望,培养了学生的科学素养和探索精神。其次,要充分考虑学生的认知情况,根据学科特点进行取舍,确定在最适合的课程中讲授,尽量避免学生的知识链产生断层,挫伤学生的学习信心,影响教学进度和效果。

4. 保持教学内容的开放性:

尽管高校在课程的规划与设置上有较大的自,教师在课程设计和教学中也有较大的自主性、灵活性,但在教学实践中,教材与课程的关系处理不当,不仅影响学生的学习热情,而且将影响教学质量的提高。

在细胞生物学教学中,我们一贯重视教学内容的优化和更新问题,从国内外优秀教材中吸取精华,取长补短,结合教师自身的教学实践和体会,充分考虑学生的特点和需求,以易教易学为指导思想,在保证教学内容的基础性、创新性的同时,还贯彻了开放性、可塑性和灵活性,将学科前沿和进展与教学内容有机结合,使学生及时了解学科发展的新成果和趋势,拓宽学生思路,扩展学科知识的空间。例如:与细胞生物学有关的最新诺贝尔奖获得者的成就和对学科的贡献,在相关的章节讲解中都会涉及;在Science,Nature等期刊发表的最新进展也是任课教师考虑补充更新教学内容的来源。所以一些有考研打算的学生虽然在大二已经学习了细胞生物学,但是在大四,他们仍然会旁听细胞生物学课,因为他们了解细胞生物学这门课每年的教学内容都不会完全相同,一些补充更新的内容是他们在学这门课时没有听过的,所以细胞生物学的课堂总是座无虚席。其实,作为细胞生物学任课教师,也能感受到学生对于新知识的渴求。虽说保证教学内容常讲常新需要花费更多的时间备课、制作课件,但是学生从中获益,这样的付出是值得的。

三、对教学模式的思考

教材的主旨在于培养学生自主学习和创新能力,在我国现行课程体系中,细胞生物学是生物学类、医药学类、农学类和林学类本科生一门专业基础课。理论课教学学时在48~54 学时左右,有统计显示,全国仅设有生物科学、生物技术和生物工程三个专业的学科点共500 余个,在校本科生总数近10万人,因此教学需求量大。但是高校专业课教学,大多有重理论轻实验的传统,常常存在理论和实践脱节的问题,在课程建设上,处理好二者之间的关系,也是亟待解决的问题。

鉴于学科的特点,要将细胞生物学许多过于抽象、难于理解的理论讲明白,除了引导学生将理论与生活实际相结合,发挥想象力,使抽象的内容形象化和动态化之外,实验教学也是不容忽视的重要环节。为进一步贯彻《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》(教高[2007]1号)精神[3],提高高校本科教学质量,推广研究性学习和个性化培养,我们对细胞生物学实验进行了改革,增大了设计性、创新性和综合性实验的比例,降低了验证性实验的份量,学生普遍反映改革后的实验课更加有趣,学生参与的主动性明显提高。同时,我们鼓励学有余力的同学积极参与大学生创新性实验项目,通过以大学生为主体的创新性实验改革,一部分学生得到了科学研究与发明创造的初步训练,学生的创新意识和实践能力增强。一些学生设计的细胞生物学实验不仅获得了大学生创新项目的支持,还获得“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖,学生的培养质量受到了广泛好评。

参考文献:

[1]刘昌,阎锡海.我国高校生物学专业课程现状及其改革的理论思考,高等理科教育[J],1995,4:52-57

[2]邹方东,王喜忠.细胞生物学“教师、教材、教法”三位一体课程建设与改革,中国大学教学[J],2009,1:52-54

[3]教育部.财政部“高等学校本科教学质量和教学改革工程”(2007年1号文件)