生物化学的看法范文

时间:2023-12-14 17:48:26

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生物化学的看法

篇1

关键词:传统文化; 四书五经 ;书香校园

“四书五经”是四书和五经的合称,是中国儒家的经典书籍。四书是指《论语》、《孟子》、《大学》和《中庸》;而五经是指《诗经》、《尚书》、《礼记》、《周易》、《春秋》,简称为“诗、书、礼、易、春秋”,其实本来应该有六经,还有一本《乐经》,合称“诗、书、礼、乐、易、春秋”,但后来亡于秦末战火,只剩下五经。《四书五经》是南宋以后儒学的基本书目,儒生学子的必读书。

“四书五经”是中国古代最重要、最权威的典籍,它们构成了中国传统文化的基本框架和中华文明的精神基础,同时也是先秦历史、文化和思想的记录和总结。

“四书五经”中不乏许多优秀的名篇,表达了古代思想家社会、人生的思索,反映了夏商周至春秋战国时期的政治、历史、文学、民俗等诸方面的情况。

有学者曾说:学生心灵洁净,读经典诗文效果比成年人更好。诵读经典诗文,让学生从小与中华圣贤同行,会对他们的个性修养和人格发育起到不可估量的作用。

一、传统文化是一个民族的根,是一个民族的本

传统文化是一个民族的根,是一个民族的标志,也是一个民族的骄傲。现在越来越多的人已经认识到,在中国传统文化中有许多宝贵遗产,值得加以挖掘整理,使之转化为当代的资源。著名的作家余秋雨先生认为,如今我们处于一个继往开来的时代,一个经济全球化和文化多元化的时代,一个科学技术突飞猛进的时代。因此,对待传统文化应当抱三种态度,即分析的态度、开放的态度、前瞻的态度。

二、传统文化作为特定历史发展的产物,它有其局限性,我们要辨证地认识传统文化在现实中的作用

首先,通过实践研究,理解中华传统经典对学生做人、做事、学习等方面的重大影响意义,陶冶自己的情操,树立更好的学习、生活的态度,积极投身于教育、教学之中去。

其次,掌握学生经典诵读的方法,初步能创造性地展开活动,提高诵读效果。

从我和女儿的读经典生活中看出:当我们读完了《弟子规》,我们开始《大学》……随着读书的进行发现我们的生活也在悄然发生着变化。单纯的女儿多了一份思索,随着古文的阅读,现代文的阅读也在增加,有时候到了被我们称之为“书虫子”的地步。最显著的变化要属遇到挫折了,不再委屈地掉眼泪,而是多了一分沉稳,通过自己读书来面对遇到的挫折,而且读书的同时更多了一份思索,分析书中的人和事,经常问一些我意想不到的问题。

三、发展传统文化要在继承的基础上发展,在发展的过程中继承,用科学的观点发掘和继承

传统文化的合理部分,“取其精华、去其糟粕,推陈出新、革故鼎新”,还要博采众长。 学生诵读优美的古文、古诗词,是在潜移默化中培养他们的道德修养,让他们接受民族的传统美德,使民族文化能一代代传承,使学生在提高文化素质的同时也提高道德素质,为下一代的健康成长创造更好的环境。

1.通过实践,初步探索出一条符合本校实际的中华传统经典诵读的路子,营造学校文化氛围,办特色教育,创学校品牌。

2.初步建立中华经典诵读教材体系、学生评价体系,探索教师导读的方法,培养一批导读骨干。

3.把中华传统文化的经典优秀思想与学校教育、管理的实际情况相结合,创新学习管理,办人民更满意的学校。

篇2

关键词:大学教育;生物化学;大数据;教学改革

生物化学(biochemistry)是研究生物体内各种化学进程的一门学科,主要研究生物大分子相关的结构与功能、物质代谢与调节以及遗传信息传递的分子基础与调控规律[1]。生物化学与有机化学、生理学、物理化学和分析化学等学科联系密切。它在19世纪末20世纪初成为一门独立的学科,是生物学中发展最快的一门前沿科学。生物化学是大学课程中一门至关重要的基础课程,其相关知识是细胞生物学、遗传学、微生物学等学科的基础。随着现代通信和互联网技术的不断发展,数据成为一种越来越重要的资源,被应用于各行各业。在互联网+和信息行业的蓬勃发展之下,大数据成为云计算和物联网之后信息行业的又一次巨大变革。大数据是指那些远超出传统数据尺度的海量数据,具有规模性、多样性、实时性和价值性等特点[2]。在大数据进行交换、整合和分析的过程中,新的规律将会被发现。很多工作的开展以大数据为依据和指导,帮助人们解决一些复杂问题。通信和互联网技术的不断发展给大学高等教育的传统授课方式带来巨大冲击,使得高校的课程改革迫在眉睫。2018年,教育部提出积极推进“互联网+教育”,各种教学改革在大数据的背景下开始兴起,特别是教学形式和教学方法的改革[3]。

1生化课程现状以及存在的问题

1.1课程内容较多且难度较大

生物化学主要研究生物体内分子的结构和功能,物质代谢与调节,以及分子生物学。生物化学在内容上较为复杂抽象,与其他学科交叉范围较广,学生学习较为困难[4]。生物化学中包含许多生理学的相关知识,这就要求学生拥有一定的生理学基础。同时,具有一定的有机和无机化学的基础知识使得学生在学习生物化学更容易理解其中的一些内容。比如在学习氨基酸的相关内容时,部分学生的有机化学基础较差,对于氨基酸的化学式以及构型不熟悉,进而无法理解氨基酸的所涉及的相关代谢过程。此外,生物化学的各个章节前后联系密切,学生在学习的过程中需要不断复习,结合之前的内容对后期所学内容进行理解消化。例如,在学习蛋白质的相关内容时,氨基酸作为蛋白质的组成单体,其结构和性质关系着所合成的蛋白质的结构和性质。如果学生对于氨基酸的相关知识不熟悉,那么在学习蛋白质的结构性质以及代谢相关过程也会感到十分吃力。这也加大了学生学习生物化学的难度,使得学生容易失去学习兴趣。

1.2教学风格单一

生物化学作为众多专业的必修课程,各个大学均有开设。生物化学的内容较多,且大部分内容较为专业枯燥,没有老师的引导,学生自行学习理解较为困难。所以目前,该门课程的教学模式大部分仍然采取较为传统的填鸭式教学,即老师主讲,学生被动接受知识。这种教学模式使得学生对于学习的主动性降低,大大丧失了其独立思考的能力[5]。在这种传统的教学模式中,学生对于课堂的参与感较弱,更容易被富有娱乐性质的手机所吸引。在现代大学课堂中,学生在课上玩手机已经是一件司空见惯的事情。同时,教师为了使得学生学习的生物化学具有连续性,可以将前后的知识进行承接,他们的授课的内容也基本按照提前制定好的教学大纲和教材内容来进行。枯燥单一的课本内容导致学生对于课程的兴趣和积极性进一步降低,对于手机的依赖性增强。

1.3学生的接受程度不同

由于各个学生的专业背景以及学习基础不同,每个学生对于生物化学课堂内容的接受程度存在巨大差异[6]。随着对大学课程的不断改革,学生的学习课时被压缩。为了按时完成教学任务,教师需要在有限的课程时间内完成课本教学,这使得学生需要在短时间内接收大量知识点。生物化学自身包含的内容较多,有限的课时基本上被教师用来讲课,给予学生的提问时间较少。加之,生物化学课程自身晦涩难懂,学生在有限的课堂时间内,对于本节课的相关知识点难以消化理解。即使老师留出了一部分时间用来答疑,有些学生也可能因为无法理解教学内容而无法进行提问。同时,学生的课后自学效果较差,导致教学效果并不理想。

2生化课程教学改革的必要性

在大数据的时代背景下,现代社会发生巨大变化,信息技术的快速发展导致各个行业需要进行一系列的改革以适应当下的环境。高校的课程改革也在这个背景下轰轰烈烈开始推进。以生物化学这门课程为例,枯燥的书本内容几乎占据了所有教学内容。随着互联网的飞速发展,学生在网络62上可以通过多种途径获取学习资源,传统的课堂教学已经无法满足学生的学习需求。在互联网上已经出现了很多专门用来学习网站,比如慕课、爱课程等,里面具有很多优秀教师的生物化学教授视频。并且,由于专业侧重点的不同,不同老师讲授的生物化学的侧重点则不相同。比如,药学专业比较注重学习生物大分子的结构、性质和功能,以及相关的代谢过程。与此同时,相应的移动手机客户端也随之推出,学生学习的时间和地点更加自由,可以随时随地进行线上学习。3生化课程教学改革采取大数据的优势在大数据背景下,信息的交互速度不断提升。而随着经济和社会的发展,数据已经融入人们生活的方方面面。大数据在高校教育中的应用,有助于提高教育的公平性,有利于学生个性化发展计划的制定。同时,还可以促进教学实践的发展,提升教学质量。生物化学知识点多且杂,每个学生的学习进度以及理解不同。利用大数据进行调研,可以清楚了解学生对于生化学习的难点以及学习进度,帮助教师更好地调整教学方案以及进度。

4基于大数据背景下的生化课程教学改革主要策略

4.1进行课程内容筛选教学,提高与专业的契合度

生物化学教学内容广泛。因此,为了适应不同专业对于生物化学学习的不同要求,应该将生化的授课内容根据不同专业进行调整,做到有专业针对性。这样,教师在有限的课时时间内,对教学内容进行调整。与专业联系不太紧密的部分可以选择简略地进行讲解,重点讲述与专业相关的部分。在讲课的过程中,提高与学生的互动,设置相关问题进行讨论,来增加学生课堂参与度。同时,收集相关的前沿学科进展来提高学生的好奇心,提高学生的学习兴趣。在工科专业学习生化的过程中,就要注重将理论知识与生产实践等相结合,教师在讲课的过程中也要注重内容的实用性。例如,在化工专业的讲授中,就要注重将生化与化工生产相结合,利用实践案例来阐述生化理论的必要性,比如固定化酶技术的应用。

4.2积极借助各种软件,丰富教学风格

传统的课堂教学模式容易导致学生学习的自律性差,易拖延。加之课堂中老师如果按照教材照本宣科进行课程的讲解,学生的课堂参与感较弱,学习兴趣会进一步下降,课堂上玩电子设备的人数比例增加。但随着科技和社会的不断进步,互联网在教学中的应用更加广泛。“腾讯课堂”“钉钉”等一系列远程教育客户端的相继出现,使得教师和学生上课不在拘泥于传统教室。软件内不同功能的插件也使得线上学习资源和趣味性进一步加强,极大地改善了传统课堂的弊端。以生化中糖代谢的学习为例,教师可以在这些客户端上提前一些引导性问题,引起学生对于糖代谢的学习兴趣与好奇心。同时可以一些背景资料,使得学生上课时对于课程内容太过陌生。教师在上课时可以通过评论区的学生的留言及时了解学生的疑惑点并进行解答。这种留言交流方式既可以不打断教师的上课节奏,也使得学生的问题可以得到解决。在上课过程中,教师也可以邀请学生进行连麦来回答问题,或者几个学生一起打开麦克风,讨论课前布置的一些问题或者谈论自己对于糖代谢的看法。这样的交流互动,既可以提高学生的课堂参与感,也可以提高学生的学习兴趣。

4.3完善课后评价机制

课后评价一直是被教师和学生长期忽略的一个问题。课后评价不仅仅是老师对于学生学习效果的检测,也是学生对于老师教学成果的反馈。远程线上教育在大数据的背景下不断蓬勃发展,特别是其对于线上测试数据采集的便利性。在生化的学习过程中,教师可以通过各种学习客户端以及微信的一些学习小程序课后小测验,以及一些课堂效果反馈评价等。这样教师通过后台数据,可以及时了解学生的学习接受度和学习进度,以及课堂教学存在的一些问题,对自己的教学方式进行一定的修正。此外,教师还可以将学生这些课后参与的活动作为平时成绩的一部分。这不仅增加期末成绩组成的多样性,可以多方面对学生的学习进行考察。还可以提升学生课后活动的参与度,提高学生的学习热情。比如,当教师讲完蛋白质的相关内容时,可以在“雨课堂”“超星学习通”等客户端或微信小程序上相关问题,测试学生对于课堂内容的接受度以及掌握度。根据学生的反馈结果,来调整自己的课程进度以及教学方案。

5结论

目前,在教学过程中,采用大数据收集分析来促进教学改革的趋势逐渐成为主流。作为高等人才的主要培育基地,各个高校应该及时跟上时展的步伐。在大数据的背景下对生物化学课程进行教学改革,不但可以提升学生的对于生物化学这门课程的学习兴趣,还可以及时发现学生学习生物化学的难点,帮助学生解决学习方面的问题,使得学生可以学以致用,为新时代培养更多高新技术人才。

参考文献:

[1]刘春城.生物化学课程中糖酵解教学改革的思考与探索[J].科技视界,2020(18):111-113.

[2]阿斯燕.大数据时代下的高校思政教学改革策略分析[J].才智,2020(21):100-101.

[3]曾京京.大数据背景下微积分课程的教学改革[J].教育教学论坛,2020(34):178-179.

[4]张桂春,李华敏.教育新时代下生物化学教学内容改革探索与实践[J].生命的化学,2020,40(08):1453-1457.

[5]万加武,卓泽文,王宇.基于多媒体技术的大学生物类课程教学改革探究[J].教育教学论坛,2020(27):181-182.

篇3

关键词:生物化学;PBL;重要性

中图分类号:G642.4 文献标志码: 文章编号:1674-9324(2017)01-0123-02

生物化学知识点多、内容庞杂、基本理论抽象难懂,对于各专业学生而言,是一门比较难学的课程。因此如何将这些知识点变得浅显易懂,提高学生的学习积极性,已经成为大多数生物化学教师不断探索的目标。此外,适应现代医学发展的专业人才除了要求学生掌握一定知识背景,对学生的综合能力提出了更高的要求。在此形势下,为适应高素质创新医学人才培养的需要,提高学生自学动机和解决问题的能力必须改革传统教学方法[1]。PBL教学法是近年来国际上比较流行的医学教育模式。该教学法是以学生为主体,以问题为平台,以小组为核心的教学模式,强调学生的主动性。本文就PBL教学法在生物化学教学中实施的重要性进行了阐述。

一、生物化学教学概述

1.生物化学的重要性。生物化学是生命科学中发展迅速、渗透性强的一门重要的基础学科,同时也是连接基础医学与临床医学的纽带,在医学基础教学中占有十分重要的地位[2]。它的理论和技术已渗透到基础医学和临床医学的各个领域中,并且产生了分子药理学、分子病理学、分子免疫学等交叉学科,不仅如此,在实际医疗过程中,研究疾病的发生、发展机制,探索疾病的诊断和治疗等都离不开生物化学理论和技术的运用,因此,是医学生必须掌握的一门专业基础课[2,3]。

2.生物化学的教学现状。生物化学课程知识点多,概念抽象,多数同学反应难以理解。根据我国国情,“老师讲,学生听”的传统教学方法在我国教育实践中仍占主导地位[4]。在这种“灌输式”教学模式中学生始终处于被动的地位。随着科技的迅速发展,生物化学学科发展很快,然而在有限的学时内,通过传统“填鸭式”的教学方法,兼顾这门课程知识的广度和深度,同时要让其变得浅显易懂,对教师的教学水平是极大的考验。

二、PBL教学法的重要性

1.PBL教学法产生背景及发展概况。PBL(Problem-Based Learning)教学法,是1969年由美国神经病学教授Dr. H. Barrows首创,是以问题为核心的教学模式,在教师的引导下,让学生通过查阅文献,并进行小组讨论,然后提出解决问题的方案的教学过程。它强调对学生综合能力作全面培养。由于PBL教学法强调以问题解决、问题中心、多种学习途径相整合,强调社会流合作的作用,强调支持与引导等,其形式、内容与传统教学课程有较大差异。

在国外,自20世纪60年代末到90年代加拿大、美国、英国、日本相继引入PBL教学法,到目前为止全球大约有1700余所医学院采用了PBL教学模式[5]。目前在我国,医学,生物技术、计算机等专业均开始了此方法的教育尝试[6],尤其以医学专业开展较为普遍,在生理学、药理学、医学统计学等的教学实践结果证明,该方法除了能有效完成教学任务外还有利于培养学生分析问题、解决问题和自主学习等多方面的综合能力[7]。

2.PBL教学法能充分调动学生学习主动性和积极性。PBL教学法的特点是以学生为中心的教学方式,提倡给学生充分自由思考讨论发挥的空间,因此能充分调动学生学习的积极性,培养学生自主学习的能力。教师在教学过程中主要充当一个引导者的角色,提出问题引导学生自己去解决问题,这区别于传统的教学模式,PBL教学法旨在发挥问题对学习过程的指导作用,因此学生由被动学习变为主动学习,促进了学习的主动性和积极性,同时也增加了学生对学习的兴趣。

3.PBL教学法能促进学生的沟通和协作能力。传统的教学模式,往往是教师传授知识,学生多是各自独立学习,学生间很少有沟通。而作为医学生,特别是将来要进入临床工作相关专业的学生,如何与病人沟通,如何与同事协作完成治疗至关重要。PBL教学法通过把学习设置于问题情境中,将学生分成小组对问题进行讨论、分析,最后得出结论。在这个过程中,学生必须先查阅资料,然后在小组讨论的过程中提出自己的看法,创造了更多学生交流和共同解决问题的机会,因此能够促进学生的沟通和协作能力。

4.PBL教学法能促进学生分析和解决问题的能力。对于生物化学这门课程,PBL教学模式是通过把问题交给学生,由学生自主分析和找出问题的答案。而传统的教学模式,老师将知识灌输给学生,学生提出问题,老师回答,在这个过程中很多学生对老师产生了依赖心理,有问题,首先想到的不是分析想办法解决,而是直接从老师那里获取答案。长此以往,学生独立思考分析解决问题的能力必然得不到锻炼,更谈不上提高创新能力。

5.加强学生对生物化学知识的理解以及如何应用到临床当中。由于生物化学知识抽象难理解,按照传统的教学模式,只讲授课本的内容,学生不仅觉得难懂,甚至也认识不到这门课在将来的临床工作中的重要性。而PBL教学法往往是通过向学生展示临床案例,通过案例提出问题,将生物化学与临床联系起来。通过这种方式,不仅有利于学生对生物化学相关知识的理解,同时也使学生学会如何将理论知识运用到临床实践当中。

三、结束语

综上所述,随着当今科学技术的飞速发展,本学科的知识也在迅速更新,对医学专业学生的综合素质和创新能力提出了更高的要求[8]。在此形势下,为适应高素质创新医学专业人才培养的需要,提高生物化学的教学质量,必须改革传统的教学方法。与传统教学法相比,PBL教学法教师的角色发生了变化,由知识的传授变成了引导者,学生由被动学习变成主动探索[8]。在培养学生综合素质和创新能力上比传统教学法更具优势。

参考文献:

[1]张敏,陈立军,靳秋月,等.基于PBL模式的综合性生物化学实验探索[J].现代生物医学进展,2009,9(17):3335-3337.

[2]殷冬梅,沈勤.医学生物化学中多元教学模式的实践[J].山西医科大学学报基础医学版,2010,12(9):891-893.

[3]查锡良,药立波.生物化学与分子生物学[M].人民卫生出版社,2013:4-5.

[4]吕蕊.浅析PBL教学法在《护理学基础》教学中应用的必要性[J].科技创新导报,2015,(2):180-181.

[5]宋向秋,肖海,李志平.PBL教学法的发展历程及对中国医学教育的影响[J].中国高等医学教育,2013,(7):96-97.

[6]朱丽.PBL教学模式在计算机教育中的应用[J].软件导刊,2013,12(1):177-179.

[7]陶小军,杨静娴,徐志立,等.药理学课程PBL教学模式探索[J].基础医学教育,2014,16(1):13-15.

[8]曹蔚,张雅,王四旺.天然药物化学教学改革的几点体会[J].基础医学教育,2011,13(2):133-135.

Discuss the Importance of the PBL Teaching mode in Biochemistry Teaching

ZHOU Xian-li1,SU He-ling1,LIU Yong-ming1,LIANG Bin1,LIANG Cheng-qin1,XIE Qi1*

(1. College of Pharmacy,Guilin Medical University;

2. College of Biotechnology,Guilin Medical University Guilin,Guangxi 541004,China)

篇4

关键词 Seminar教学模式;生物化学;应用;实践

中图分类号 G642 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)01-0278-03

Application of Seminar Style in Biochemistry Teaching

LIU Xiao-lin CHEN Ji-peng QUE Zhi-qun HUANG You-ming LIAO Jun-jie

(Yichun University,Yichun Jiangxi 336000)

Abstract Introduction of seminar teaching model in biochemistry teaching has proved that it can change the traditional one-way teaching mode of teachers′ ″teaching″,students′ ″learning″ and improve the students′ learning initiative and enthusiasm,the quality and effect of teaching,so as to cultivate high quality students.It is a kind of effective new teaching mode.

Key words Seminar teaching pattern;biochemistry;application;practice

提高教W质量是高校办学的主要任务之一,也是当今时代的要求。为了提高教学质量,目前各本科院校都在进行教学体制、教学模式、教学方法等教学改革,并取得了一定成效。其教学改革的主要目标之一就是打破传统的教学模式,注重学生创新意识的培养。传统的教学模式是以教师为主体,教师“教”,学生“学”。这种教学模式影响学生自主学习的积极性,不利于学生创新意识和创新能力的培养。生物化学是江西宜春学院农学、生物科学、园艺、动物科学专业的重要基础学科之一,是研究生物体的分子基础、化学变化及信息传递的一门科学。它是学生从分子水平了解生物各种生命现象和生物技术的理论与实践的基础。由于生物化学研究范围涉及所有生物体,知识多样,内容庞杂且抽象难以理解。另外,随着创新型人才培养模式的建立和学生减负的推进,生物化学的授课学时日益减少。过去,在本科生生物化学教学中主要以传统的讲授式教学模式为主,这种教学实践证明学生学习积极性普遍不高,教学效果比较差。因此,为了适应生物化学技术的迅速发展,为了实现人才培养目标,也为了适应生物化学授课学时减少的实际需要,从2014年开始在生物化学教学中引入一种新的教学模式――Seminar教学模式,并以此为契机,努力促进教学模式改革和课程整合,以适应新的教学需求,提高教学质量和教学效果,培养高素质、高质量的学生[1-3]。

1 生物化学课程教学模式改革的必要性和重要性

教学作为人类特有的一种社会实践活动,总是有既定的人为目的。教学要达到既定目的,完成所肩负的任务,离不开教学方法。教学方法是教师与学生联系的中介。采用适当的教学方法是提高课堂教学质量的关键,而课堂教学是学校培养人才的主渠道。生物化学是生命科学领域的前沿学科之一,它是在当代有机化学和生理学发展的基础上,在20世纪初期从生理学中分支出来的,并很快发展成为一门独立而年轻的学科。生物化学是利用化学的理论和方法研究生物的化学组成和生命过程中的化学变化的一门科学。具体来说,它是研究生物体的基本物质(如糖类、脂类、蛋白质、核酸等)的结构、性质及其生命活动(如生长、生殖、代谢、运动等)过程中的变化规律。通过生物化学的学习,要求学生掌握生物大分子的结构、性质和功能,大分子的结构及其与功能的关系、代谢过程及其调控规律,遗传信息的储藏、传递和表达调控的分子基础及基本的实验技能;掌握生物化学的基本原理,掌握对植物和微生物进行生化分析的一般方法,为进一步学习有关专业课程奠定生物化学知识基础。由于生物化学课程涉及的基础知识广泛,基础理论众多,实验技术基础性强、内容多,加之生物科学的空前发展使生物化学教学面临知识类别空前复杂,专业研究更加深入,成果信息日新月异的新形势。因此,传统的教学模式已很难适应这种新形势,而且不利于培养学生主动思考和探索学习的能力。而Seminar 教学法是一种“教”与“学”双向互动式的交流模式,能充分调动学生主动学习的积极性,做到教与学互相促进,有利于提高生物化学课程的教学水平和教学质量,促进生物化学教学改革的发展[4-6]。

2 Seminar教学模式概述

2.1 起源与发展

Seminar为德语词汇,发轫于18世纪德国,源于拉丁文seminarium,原意为培育幼苗的“苗床”。 Seminar在英文中含义可译为“研究班讨论会”“研讨班课程”“专家讨论会”等。它后来逐步演变和发展成为一种具有教学和科研双重功能的课程教学模式。Seminar是指大学或暑期学校学生为研究某问题而与教师共同讨论之班级或研习班。这种教学方法简而言之,就是“学生在教授或教师的指导下,就某一课题结成小组,在大量调查研究的基础上与教师自由地进行学术探讨,从而达到教学和科研的双重目的”。它起源于英国,后来成为欧美大学课堂教学的一种重要形式。20世纪30年代以后,Seminar 模式被引入中国。近年来,随着我国教育制度的不断改革,国内学者开始重视Seminar教学法及其运用,其主要运用于我国大学课程如管理、营销、英语、金融、预防、中医外科、肿瘤学等,并取得了一定成效。

2.2 结构

Seminar教学模式结构主要包括:一是主持人(主要是教师)介绍本次讨论主题及涉及的基本问题。二是主题报告宣讲。由报告人(学生代表)进行专题发言,介绍专题的背景知识和目前的研究进展。可以针对某一研究进展发表自己的看法、陈述自己的观点,也可以加入自己的研究内容。三是教师对报告进行补充和简略的学术评述,引发其他学生提问。四是针对报告人的发言进行提问和交流,包括课程参与者有教师、学生等。

2.3 特点

Seminar教学法是一种全新的教学模式,是“以教师为中心”的传统教育模式向“以学生为中心”的现代教育模式的一种转变。与传统讲授式的教学方式相比,Seminar教学法有如下几个特点:一是Seminar 教学法是一个教学双向互动的过程,能调动学生的学习主动性和创造性。二是Seminar教学法更注重启发学生的思维,能使学生内在认知结构充分激活、展现,从而实现从知识再现型向知识创造型的飞跃。三是Seminar教学法的教学内容可以紧跟最新的研究进展,从而改变传统讲授式教学那种单调而又陈旧的“老黄历式”教学思路。四是Seminar教学法给每个学生提供了参与的机会,提供了与他人合作的机会,使他们逐渐学会如何与他人相处、开展工作。五是Seminar教学法有利于师生、生生之间的良性沟通模式的建立,不但提供了学生和教师之间互动学习交流的机会,也为学生之间的竞争学习提供了情景的压力,促使每一个参与者积极投入到相关主题的思考中去,从而大大地促进了学生学习趋向的纵深发展。六是Seminar 教学法有利于塑造民主、平等、现代的新型师生关系,有利于学生心灵的塑造。总之,Seminar教学方法是“教”与“学”双向互动式的交流模式,其主要目的是发掘学生的学习主动性、训练学生的口头表达能力和提高他们的参与意识,培养和训练学生探索问题和解决问题。它充分体现了互动性、民主性、激励性、学术性特点。Seminar 教学方法引入大学课堂教学,不仅丰富了教学手段,也实现了大学教育中“教会学生知识,更重要的是教会学生如何获取知识的能力”的这一目标,使教学活动注入了新的活力。变以往学生的“要我学”而为“我要学”,能极大地提高大学教学的教学质量和教学效果。

3 生物化学教学中引入Seminar教学模式的探索与实践

宜春学院自2010年成立以来,就在生科学院的农学、生物科学、园艺和动物科学等专业开设了生物化学课程。长期以来,在生物化学课程教学中主要采取传统的教学方法为主,虽然其中也进行了一些改革探索,引进了其他一些方法,但教学效果并没有明显提高,学生学习的积极性也不高。因此,针对这种情况,从2014 年开始,在生物化学传统的教师教授为主的教学方法中,引入Seminar 教学,旨在生物化学教学过程中探求一种更好的教学模式,以适应新的教学需求以及提高教学质量和教学效果的目标。根据近3年的教学实践,Seminar教学模式为生物化学课程教学注入了新的活力,学生学习此门课程的主动性和积极性明显提高,真正促进了教学相长、提高教学质量、深化教学改革发展的效果。

3.1 理论课程教学

生物化学是研究生命现象的化学本质的科学,其研究范围涉及所有生物体。该课程内容主要包括生物大分子如蛋白质、核酸、糖类、脂类、酶、维生素、激素等的结构、物理性质、化学性质及生物膜的结构与功能,各类有机分子在生物体内的物质代谢过程和能量的转换,代谢的调节机理,基因重组技术及学科发展的最新进展和研究的前沿技术。生物化学的任务不仅要揭示生物体内化学物质的种类、结构和含量,更重要的是要从分子水平上探讨这些物质与生物体的生长、发育、生殖、遗传、衰老等生命现象的关系。

在进行理论课程教学之前,一般是先根据各专业教学的要求和培养方案,向学生提供一份详细的生物化学Seminar课程计划,内容主要包括教学目标、选题范围、每周选题安排、课程流程设置、成绩考核标准以及关于各个选题的相关阅读材料、书目及参考文献等。

在理论课程教学过程中,各个教师结合核酸、氨基酸、蛋白质、酶、糖、脂类物质等各个相关选题,先主要是介绍该选题的主要知识点、当前这方面的研究热点、难点以及主要进展提供给学生参考。然后学生则根据该选题的内容选择自己感兴趣的问题,拟定Seminar题目。再由教师根据各班学生情况和题目情况进行分组,同时各组推举1名报告人,并准备PowerPoint报告。Seminar教学的具体实施过程如下:主持人介绍 (3~5 min);报告宣讲 (10~15 min);讨论交流(20~30 min);总结( 3~5 min)[7-9]。

3.2 实验课程教学

实验教学是生物化学课程构建的一个重要环节,对培养学生实践能力、实验技术和创新精神有着重要作用。在Seminar实验教学改革上,对验证性的实验项目,主要按照传统的实验教学方法进行。而对一些综合性、创新性的实验项目则在教师的指导下,由学生自主选择。然后再由学生进行报告,报告的演示文稿为PPT课件。学生报告后,再由教师和学生共同讨论。在讨论过程中,教师要积极引导学生发言。对相关的实验方案设计提出修改意见。最后方案确定后学生再开展具体实验。Seminar实验教学其他程序同上。比如,在正式进行玉米醇溶蛋白的提取与酶解工艺这种探索性的实验项目时,先由学生从国内外专业网站和期刊中查阅玉米醇溶蛋白和蛋白质的提取及酶解方法等相关文献,并阅读教师提供的有关材料,然后进行分组讨论,准备各自的实验方案和PowerPoint报告。然后按照Seminar其他程序,学生报告人从实验研究的构思、实验设计、实验实施等方面进行介绍并发表自己的观点。教师和其他学生在报告人介绍的基础上根据自己对这个实验课题的理解提出问题展开讨论。最后,教师对各组实验方案和讨论情况进行总结和点评。之后,学生则根据论的情况和教师的点评对原设计的实验方案进行适当修改确定最后实验方案。然后才开展具体实验。这样,不但拓宽了思路,丰富了知识面,而且取得了最好的实验结果[10-12]。

3.3 教学质量和教学效果影响评价

生物化学Seminar理论课程和实验课程结束后,结合生物化学校级重点课程建设,对Seminar教学法对生物化学课程教学质量和教学效果的影响进行调查和测评。主要通过召开学生座谈会和采用问卷调查等形式。调查测评主要内容包括2个方面:一是学生方面,二是教师方面。学生方面主要包括学习兴趣、学习方法、师生感情、创新素质、文献阅读水平、表达能力、组织协调能力、PPT制作水平、团队合作精神,选题的合适程度、课堂交流讨论的情况等。这些方面主要作为教师对学生Seminar课程进行成绩评定的主要依据。待学期结束时,学生的Seminar课程成绩作为平时成绩的主要部分,占80%,其他如实验实践考核和实验实践报告、上课表现和考勤等占平时成绩的20%。学生的生物化学课程总成绩按平时成绩占30%、期末考试成绩占70%计算。教师方面主要包括:教师的知识和能力水平、协助学生选题情况、对Seminar教学过程的控制情况、参与讨论的程度、调动学生积极性、介绍与总结点评情况等。对教师的测评情况主要作为教师改进Seminar教学水平和进行奖励的参考依据。

4 结语

通过在生物化学课程的理论、实验教学中运用Seminar 教学法,建立了合理的教、学体系,取得了良好的教学效果,得到了学生的普遍欢迎。使学生的交流能力、分析问题和解决问题的能力、研究能力等都有所提高和改进,增强了自信,同时密切了师生之间、学生之间的关系,学生的综合素质得到明显提高,也促进教师的教学水平得到明显提高。据调查,近2年来,各个班的学生期未考试平均成绩均较往年有较大幅度提高,提高10%以上,不及格率明显下降。此外,每年均有多人参加的学校大学生能力建设项目被立项,而且取得了一定成果。同时,有多名学生考取了研究生,部分甚至考取了名牌大学的研究生。

当然,在进行Seminar 教学上也存在一些不足。比如,学生对相关知识背景的储备有的很不充分,学生的理论基础和学习能力存在一些欠缺,有的主讲学生没有把精力全部投入进去,应付任务型的学生不少,有的学生参与讨论的积极性不够高,有的教师存在行为惰性等。这在一定程度上影响了Seminar 教学的效果。

总之,将Seminar教学模式引入生物化学课程的教学中,改变了枯燥、被动的填鸭式教学模式,激活了大学生的创造性潜能和创新的主动性,培养了学生的综合、全面思维方式,提高了学生的综合素质和能力。同时,也提高了教师的教学水平和能力。Seminar教学模式是适合大学生的一种新的教学方式。它在生物化学课程中的应用对大学生教学效果显著,具有较好的推广应用价值。

5 参考文献

[1] 徐继存.教学方法阐释[J].西南师范大学学报(人文社会科学版),2002,28(6):58-62.

[2] 李军.利用Seminar 教学模式提高教学质量[J].中国电力教育,2010, 161(10):75-76.

[3] 朱郁闻.论Seminar 教学模式在我国高等教育中的运用[J].江苏教育学院学报(社会科学),2012,28(3):46-47.

[4] 冯琳佩.略论基于社会互动理论的Seminar 教学模式对研究生教育质量的影响[J].成都教育学院学报,2006,20(4):45-47.

[5] 孙连坤,康劲松,李扬,等.Seminar在培养学生综合素质中的作用[J].中国高等医学教育,2006(11):84-85.

[6] 茅卫锋,殷玉玲,陈杨,等.生命科学专业本科生Seminar教学模式的探讨[J].教育教学论坛,2013(43):94-95.

[7] 林文珍,蔡丹昭,吴耀生,等.Seminar教学模式在生物化学研究生教学中的初探[J].中国高等医学教育,2010(8):8-9.

[8] 雷化雨.本科教学中构建Seminar教学模式的探讨[J].南阳师范学院学报,2010(7):102-106.

[9] 葛伊莉,郭慧.Seminar教学模式在分析化学实验中的应用[J].广东化工,2011(12):145-146.

[10] 毕玉水,赵晓红,巩学勇,等.Seminar教学模式在物理化学课程教学中的应用[J].中国电力教育,2014(3):123-124.

篇5

关键词:生物药物化学;课程建设;教学改革

生物药物化学(Biologicalpharmochemistry)是随着生物药物的发展从药物化学中逐渐独立出来的一门分支学科。它不同于药物化学[1],是在药物化学的基础上发展起来的专门针对生物药物的学科。它也不同于生物药物学[2-3],主要研究生物药物的化学问题。它综合利用药物化学、生物化学、分子生物学、有机化学、生物药剂学等基础知识,研究生物药物的化学结构、理化性质、制备方法、稳定性、构性构效关系、结构改造、体内代谢、新药研发途径和方法等。生物药物化学当前还处于起步和发展阶段,尚未形成一门成熟的学科。为了适应当前快速发展的生物医药产业对创新人才的需求,北京中医药大学依托国家生命科学基地,在全国中医药院校率先创建了生物制药专业,尝试开设生物药物化学课。本校生物药物化学课程以药物化学为基础[3],经历了一个从无到有、从简单到逐渐成熟的过程。笔者结合教学改革实践,对构建生物药物化学课程体系的经验进行总结。

1课程定位

从课程设立伊始,笔者始终将生物药物化学课程定位于生物制药专业的一门专业基础课。它以有机化学、无机化学、生物化学、分子生物学等基础课为基础,又构成了生物制药专业必修课和选修课诸如生物制药工艺学、生物药物分析、基因工程制药等课程的基础。在学习专业课之前,学生需要具有生物药物的结构、理化性质、制备和检验方法等基本知识储备。生物药物化学对于生物制药专业的作用就相当于中药化学对于中药学和中药制药专业,药物化学对于药学专业的作用。生物药物化学研究生物药物的化学问题,通过本课程的学习,使学生系统掌握生物药物的基本化学知识、生物药物制备与优化的常用方法和原理,以及研发生物药物的一般途径和方法;熟悉生物药物作用机制及制备方法的生物学和生理学基础;了解生物药物的发展简史、发展趋势与应用前景,为后续其他专业课的学习及毕业设计奠定必要的基础。其主要任务是为正确、合理的临床用药奠定化学理论基础;为生物药物的生产、贮藏、检验、质量控制等提供依据;为创制新药、探索开发新药的途径和方法提供指导。

2课程知识体系的构成

与药物化学一样,生物药物化学分为总论与各论两部分。总论部分包括概述与生物药物化学基础两部分。概述部分介绍生物药物及生物药物化学的发展简史、研究内容、目的与任务;药物化学基础部分包括生物药物的命名、常用的生物药物制备和检验方法、生物药物的体内代谢、构性构效关系以及计算机辅助药物设计等。各论部分是对各类生物药物的分章节介绍。生物药物的分类比较复杂,不像西药可以按照其作用的系统进行分类,也不像中药成分可以按照成分的类型进行分类。根据定义,生物药物是利用生物体、生物组织或其成分,综合应用生物学、生物化学、微生物学、免疫学、物理化学和药理学的原理与方法进行加工制造而成的一大类预防、治疗、诊断制品。主要包括生化药品、生物制品及其他相关的生物医药产品[4]。生化药品系指动物、植物和微生物等生物体中经提取分离、生物合成、生物-化学合成、DNA重组等生物技术获得的一类防病、治病的药物。主要包括氨基酸、核苷、核苷酸及其衍生物、多肽、蛋白质、酶、辅酶、脂质及多糖类等生化物质。生物制品系指以微生物、寄生虫、动物毒素、生物组织作为起始材料,采用生物学工艺或分离纯化技术制备,并以生物学技术和分析技术控制中间产物和成品质量制成的生物活性制剂,包括疫苗、菌苗、毒素、类毒素、血液制品、免疫血清、免疫球蛋白、抗原、变态反应原、细胞因子、酶、激素、发酵产品、单克隆抗体、DNA重组产品、体外免疫诊断制品等。由此可见,在内容上生物药物的研究范畴包括从动物、植物、微生物等生物原料制取的各种天然生物活性物质及其人工合成或半合成的天然物质类似物[5],或者通过生物技术方法加工制得的成分。至于抗生素类是否应该归属于生物药物的范畴,目前有不同的看法。从来源看,抗生素类确实是来源于微生物的代谢产物,并且现在一般通过生物发酵的方式进行生产。然而,抗生素大部分是小分子化合物,而且是药物化学中所讲授内容的主要组成部分,大部分经过半合成的方式制备。因此,有人主张将其归入有机合成药物的范畴。但是,仅根据分子量大小和制备方法对其归类似乎不太合理。无论如何,抗生素究其根源是来源于微生物发酵,而且,一些抗生素类如放线菌素D,博莱霉素本身分子量就较大,分子中也含有由氨基酸构成的肽类成分。随着生物技术的发展,抗生素的发现也会得到促进,因此,笔者认为像抗生素类这些通过生物发酵或生物转化方法生产的药物也应该归为生物药物的范畴。生物药物还处在一个发展的过程之中,有些类型发展较快,应用较为成熟;有些类型发展较慢,其应用还处于探索阶段。鉴于此,笔者在各论部分内容的选取上重点考虑了其临床应用情况。例如,临床应用比较广泛的抗生素、细胞因子类、药用酶和肽类占据了较大的篇幅,而相对发展不成熟的抗体类、核酸类以及其他学科也经常涉及的多糖类、维生素及辅酶类则居于次要位置。

3教材建设

教材是教学活动所依据的核心资料,是教师教和学生学的重要媒介。由于其发展现状,生物药物化学目前还没有正式出版的成形教材。在设立这门课程之初,笔者借用药物化学教材作为课堂教学用书,因为生物药物化学是在药物化学的基础上发展而来,其基本原理与药物化学相似,药物化学的总论部分也基本上适用于生物药物化学。但是,生物药物化学毕竟不是药物化学,尤其是其各论部分,现在还没有现成的资料可以参考。因此,笔者以药物化学教材为基础,开展自编教材的探索工作。在各论部分,以中国药典收载的生物药物为依据选择教学内容,通过搜集研究报道的各类生物药物的相关资料自己编写讲义,并通过自身的科研活动进行有益的补充。经过几年的积累和探索,目前已经基本固定了教学内容,并编写了相对成熟的校内教材[6],为该课程的进一步成熟优化奠定了基础。

4课堂教学

在课堂教学中,笔者始终贯彻学以致用的原则。与药物化学和中药化学不同,生物药物的化学规律的总结还处于探索阶段,有很多理论和概念都不成熟。再者,生物药物的结构复杂,同类药物的结构差别都很大,要求学生记忆其中的具体细节很不现实。这样,与其教授一些科学性不确定,学生需要死记硬背,学习效果也不好的内容,还不如选取一些比较实用的学生感兴趣的内容,帮助学生理解生物药物的化学本质。因此,在保证基本教学内容的基础上,拿出一部分课时,鼓励学生自己选取感兴趣的各类生物药物,通过查阅资料,总结与生物药物相关的化学规律,例如与各类生物药物作用机制有关的药物结构特点、理化性质及其临床应用注意事项等,在课堂上以PPT讲演的形式介绍给全班学生,并针对感兴趣的问题展开讨论。这样,既调动了学生学习的积极性,又使学生了解了当前生物药物的发展趋势。通过几年的探索和积累,既理顺了教学思路,又发现了学生的兴趣所在,并且培养了学生独立学习、归纳总结的能力,起到教学相长的作用。

5课外辅导

除了课堂教学之外,课外辅导也是学生获取知识的重要途径。针对社会对培养复合型人才的需求,结合学校进行的大学生科研招标项目,参考兄弟院校的成功经验,组建了多种兴趣小组[7-9],开展了诸如各类生物药物例如尿激酶的制备、计算机辅助药物设计、分子对接技术预测药物的作用靶点等课题研究。在几年的科研兴趣小组实践中,有多个小组获得北京市或者校级科研课题的资助,有的研究成果发表在国内核心期刊杂志上,有的成果甚至申请了专利。实验课的内容也采取灵活的方式,由学生根据兴趣自己选择实验内容,在教师的指导下自编实验讲义,自定实验步骤,增强实验的探索性。最后的实验成绩评定不以成败论英雄,注重实验过程,注重思路的新颖性,设计的合理性和操作的细致性。这样,有意识地培养了学生理论联系实际的能力和动手能力,并激发了学生对科研工作的兴趣。与以往教条式的实验课相比,学生更加勤于思考,不畏艰险,团结协作精神进一步增强。

6成绩评定

学习成绩一直是学生比较关心的问题,成绩评定方式对学生的学习有很大影响。为了充分调动学生主动学习的积极性,笔者在考核方式上进行了改革。首先,提高平时成绩与实验成绩的比例,降低期末考试成绩的比重,减轻学生期末考试的压力,并鼓励学生在课题讨论,课外兴趣小组和实验课设计方面多下功夫,培养其创造力。其次,期末考试的内容也更加注重考察学生的综合实践能力,发挥其主观能动性,减少记忆型题目的比例。例如,针对某类药物的结构特点或者理化性质,设计方案进行提取分离,人工合成,或者通过基因工程的方法进行生产等。总之,使学生认识到这门课注重学习知识和锻炼能力,考试只是对平时积累的一种检验。

7结语

作为21世纪最具希望和最有发展潜力的新兴高技术产业,生物医药产业不仅对国民经济的发展具有巨大的拉动作用,并且在人类预防和战胜重大疾病、保障身体健康的进程中发挥着越来越重要的作用[10]。虽然被寄予厚望,但是生物药物的发展还处于初级阶段,相对于化学合成药物来说还很不成熟[11]。目前,能发挥特殊临床疗效的生物药物的种类还很少,对其本质的认识还有待加强。这些都依赖于生物药物化学的发展,也给生物药物化学的发展提出了更高要求。虽然生物药物化学对于生物制药专业的药学教育来说必不可少,但是其在教学内容和教学形式上还有待深入探索,需要随着生物药物的发展,在教学实践过程中不断积累经验,以便更好地为药学教育服务,为生物医药产业服务。

参考文献

[1]孙凌志.药物化学优秀课程建设的实践与体会[J].时代教育,2016,(9):44-45.

[2]王春晓,钦传光,张朝燕.生物制药专业之生物药物学课程的改革探索[J].教育教学论坛,2016,(14):61-63.

[3]王如峰,张小华,王灵芝,等.中医院校开设药物化学课的实践和体会[J].药学教育,2011,27(1):29-31.

[4]樊保平,党昶永,侯斌,等.生物药物与生物制药业发展现状[J].汉中师范学院学报(自然科学),2002,20(2):89-92.

[5]李珍.生物药物分析课程教学探讨[J].中国校外教育旬刊,2012,10:94.

[6]王如峰,王灵芝主编.生物药物化学[M].北京中医药大学自编教材,2013.

[7]吴旻,刘煜.以工程实践和科研创新能力为核心的生物制药卓越工程师人才培养模式探索[J].教育教学论坛,2017,(2):121-123.

[8]王永中,孔小卫,张敏.建立高校生物制药人才创新培养平台的途径[J].药学教育,2016,32(4):1-6.

[9]薛健飞,张扬,周鸿立,等.生物制药专业生产实习的探索与实践[J].吉林化工学院学报,2016,33(8):70-73.

[10]阿丽塔,穆鑫,唐小利,等.1984-2014年治疗性生物药物发展历程及展望[J].中国药理学通报,2015,31(10):1356-1362.

篇6

[关键词] 药物化学;研究生;培养目标

[中图分类号] G642 [文献标识码] C [文章编号] 1673-7210(2012)05(c)-0161-02

药物化学学科是药学领域中的重要学科之一,在我国高等药学院校中肩负着中华民族药业发展的重任,药物化学学科的发展反映着高等药学院校的现实,在相当程度上预示着一个民族或一个地区药业的未来。它包括天然药物化学和药物化学两个学科,是化学和生命科学相互渗透的交叉性学科,在人类防病治病的生命过程中起着十分重要的作用。天然药物化学既阐明天然产物活性成分的性质,又研究天然活性成分的提取、分离纯化技术、制备方法、结构鉴定及结构优化,以寻找新型先导结构为主要研究内容的学科,是中药新药研究开发及中药质量研究的重要手段;而药物化学是一门发现和发明新药、合成化学药物、阐明化学药物性质、探索药物小分子与机体细胞相互作用规律的综合性学科。两者均是以化学药物为研究对象,为药学领域尤其是新药研究领域中富有创新性和挑战性的重要学科。从学科的进展中,可以看出增强药物化学学科建设既是历史发展的需要,同时也是生物医学背景下培养高质量药学人才的需要,我们应适时调整专业培养特别是研究生培养目标,为社会输送高质量优秀药学人才。

1 药物化学学科的进展及其培养目标

药物化学学科在众多医药高校中被列为国家或省级重点学科,也是国内最早授予博士学位的学科之一。纵观药学学科的发展,自上世纪40年代末国内药学就形成了药物化学、天然药物学、药剂学及药理学四个二级学科,与药学相关的化学更早就已经形成了无机化学、物理化学、有机化学和分析化学四个二级学科。当时无论是药学的四个二级学科还是化学的四个二级学科,都只局限在本学科圈内完善各自的理论、方法及体系,形成早期药学学科经纬分明的学科群环境,这种学科群环境分离于医学和生物学之外。上世纪50年代,药学的四个二级学科及化学的四个二级学科,都积极关注医学和生物学进展,都希望利用医学和生物学知识创造本学科的前沿,导致了药学学科环境发生深刻变化。随后,医学和生物学的进步使病理、生理现象与药物分子的依赖关系明朗化,从药物分子的结构式既可以解读它的化学性质,又可以解读它的生物学性质,包括药物化学学科在内的药学四个二级学科形成的前沿方向存在广泛联系,这些联系最终表现为二级学科的前沿方向之间出现交叉点,药学二级学科的界线在医学和生物学层面上模糊化,药学二级学科的界线在医学和生物学层面上更加模糊、广泛交叉融合。上世纪60年代之后,医学和生物学进步同样引起化学家们的极大关注,出现了生物无机化学、生物有机化学、生物分析化学和物理药学,生物学作为桥梁使化学学科之间的界线模糊化,特别是无机化学和分析化学在内源性标志物测定方向广泛交叉,并于20世纪90年代迎来了化学生物学时代。如今化学的四个二级学科针对相同的医学问题做着各自的事情,特别是在细胞化学领域广泛交叉下,学科界线更加模糊。

可见由于医学和生物学的进步,分子生物学、分子药理学、生物化学、医学、计算机模拟设计及药代动力学的方法和技术向药物化学中渗透,使药物化学学科取得诸多方面的进展。这些进展深刻地影响着药物化学的自身行为,制约着药物化学专业的目标,现代药物化学已与大多数人熟悉的经典药物化学有本质区别,已由传统的“化学”向“化学+生物学”到“化学+生物学+医学”的模式转变并已经被同仁广泛认同且产生积极的影响,把握药物化学学科发展,增强药物化学学科建设,调整药物化学学科教育目标特别是研究生教育的培养目标,已经不可回避。

2 天然药物化学学科的进展及培养目标

天然药物化学学科的发展经历了漫长的历史时期,至今,天然药物化学已经成为一门成熟的学科。19世纪初,化学家们对已确定的大量天然化学成分的结构按照生源、药理活性或结构进行分类,并不断地揭示出不同化合物具有不同的生物合成途径,如甲戊二羟的结构单元为萜类共有的生物合成材料,生物碱的前体是莽草酸和α-氨基酸等,即生活细胞合成天然化合物的奥秘被逐渐揭示。20世纪在“药味”浓郁的药学背景下,天然药物化学学科得到迅速发展,以色谱技术如柱色谱技术广泛应用于天然化合物的分离、纯化,谱学技术(如红外光谱、质谱、核磁共振)用于化合物的结构鉴定和生物活性试验(如高通量筛选等)普遍开展为主要特点。有专家[1]预言,21世纪将是天然药物化学发展最快的时期,其主要任务有用现代科学技术方法对传统药物实验化、定性和定量化再评价研究;研究生药基源化学成分以开发新的药用资源,走可持续性发展道路;寻找创新药物研究的候选化合物、发展新的天然药物筛选模型及作用机制探讨;设计合理的活性化合物提取、分离、纯化工艺和仿生合成及吸收、分布、代谢、排泄和有效性/毒性;从分子水平探讨生物进化;充分利用天然手性化合物资源,大力开展手性药物研究。在研究生的理论教学方面,成熟的药学院校中有相对较完整的教学体系和理念,并随着国内外大药学学科变化动态适当修正部分教学内容和教学任务,研究生在这种随学科变化而不断充实和完善的大药学学科理论熏陶下,对学科的发展和相关学科的动态均有一定程度的认识和理解,待开展科学研究时更敏锐的科研思路和更有能力开展相关性实验研究,这应归为综合性创新人才培养的一部分。但在过去的十多年间,新增专业普遍化、招生规模超常化、培养目标模糊化、课程设置随意化和经济利益主导化的办学行为给药学教育带来了一些不确定因素[2],致使研究生的专业课程培养目标还有待进一步加强和完善。笔者认为药物化学学科研究生的培养应加强从理论到实践的教学。鉴于笔者主要从事天然活性成分教学及科学研究工作,下面从偏向于天然药物化学方面的药物化学研究生理论教学方面,在原有教学成果基础上,提一些个人看法,便于进一步提高教学质量,培养更优秀的高层次药学人才。

高等天然药物化学是一门重要专业课,是天然药物化学方向研究生不可或缺的一门课,上好这一课程,对培养天然药化研究生的质量起着重要作用,它囊括了多学科交叉内容。这门课是在天然药物化学基础上开设的,重点介绍天然活性成分研究的思路和新动向,拓宽天然化合物类型,如海洋生物及低等植物独特的次生代谢产物结构类型[3-4]等,更深入地阐明其结构的波谱及光谱特征,使学生对天然药物化学领域有更全面、更深入的认识和理解,为今后科研工作打下基础。除加强高等天然药物化学教学外,还应丰富相关课程内容,如在高等仪器分析教学中增加如太赫兹时域光谱[5]之类的新方法、新技术;增加天然产物研究进展相关内容,如如生物转化技术[6]、药物动力学[7]、分子生药学[8]、转化医学[9]、基因工程、高通量筛选、中药复方研究方法、天然产物活性筛选新技术和中药质量控制等药学研究成果。

3 小结

药物化学学科是药学领域中的带头学科,是化学和生命科学相互渗透的交叉性学科,在人类防治疾病过程中起着不可替代的作用。目前,生物医学模式下的药学教学模式已在药学院校中被广泛认同并产生着积极的影响,但是新增药学专业的师生对这种办学模式并不太熟悉,不能很好地在药物化学学科教学中发挥作用。充分认识药物化学学科在高等药学教育和民族药业发展的重要地位,调整我们的教学目标,培养高水平药学专业人才,加强新增药物化学专业研究生教育,需要多方面的努力,其中优化教学内容、整合师资力量、提高教师队伍专业化水平等途径可以实现使教学质量大幅度上升。

[参考文献]

[1] 杨秀伟.天然药物化学发展的历史性变迁[J].北京大学学报:医学版,2004,36(1):9-11.

[2] 王威威,崔国辉,赵明,等.以医学进展为依托发展药学教育具有不可替代性[J].药学教育,2005,21(3):1-4.

[3] 冯洁,杨秀伟.长松萝中新的二苯骈呋喃和蒽醌[J].中国中药杂志,2009,34(7):852-853.

[4] 冯洁,杨秀伟,苏思多,等.长松萝化学成分研究[J].中国中药杂志,2009,34(6):708-711.

[5] 刘囡,徐开俊,周建平,等.太赫兹时域光谱技术及其在药学领域的应用[J].药学进展,2008,32(9):398-406.

[6] Li Fei,Yang Xiuwei. Biotransformation of myrislignan by rat liver microsomes in vitro [J]. Phytochemistry,2008,69:765-771.

[7] 杨秀伟,徐嵬.中药化学成分的人肠内细菌生物转化模型和标准操作规程的建立[J].中国中药杂志,2011,36(1):19-26.

[8] 黄璐琦,肖培根,郭兰萍,等.分子生药学:一门新兴的边缘学科[J].中国科学:生命科学,2009,39(12):1101-1110.

篇7

[关键词] 天然药物化学;实验教学;问卷调查

[中图分类号] G420 [文献标识码] C [文章编号] 1673-7210(2011)11(a)-139-03

Analysis on survey results of natural products chemistry experimental teaching

LIU Lei, LIU Yanxia, LIU Junkang

The Third Military Medical University, Chongqing 400038, China

[Abstract] Objective: Natural products chemistry is a very practical course offered to pharmacy students as a basis professional courses. It is a new subject in the third military medical university. We expect to analyze the status of experimental teaching of natural medicinal chemistry by survey, and to discuss how to improve the current situation. Methods: Questionnaire was designed and the survey of 30 pharmacy students of the four-year undergraduate in natural products chemistry experiment courses were analyzed. Results: The overall situation was satisfactory, but there were still some deficiencies in the laboratory building, curriculum, especially in developing students′ ability to innovate and so on. Conclusion: With the actual situation of the new discipline, we should improve the current situation of experimental teaching of natural medicinal chemistry.

[Key words] Natural products chemistry; Experimental teaching; Survey

天然药物化学是药学专业开设的一门专业基础课程,其研究内容主要涉及各类天然药物化学成分的结构特点、物理化学性质、提取分离方法及结构鉴定等,它是一门实践性很强的学科,实验教学在天然药物化学教学中占据着重要的地位。实验课的设置一方面有助于学生理解和巩固理论知识,另一方面可以学习和掌握天然药物化学的常规实验技术和方法,培养发现问题、分析问题、解决问题的能力,同时也是培养学生创新思维和创新能力的重要途径。

我校2008年新建药学院,直至2011年,天然药物化学课程为第三次开设,主要针对药学专业四年制本科学生。目前天然药物化学课程设置为理论课60学时,实验课40学时,理论课选用教材为吴立军教授主编,国内多所大学药学院参编的《天然药物化学》第5版,实验课选用其配套教材裴月湖教授主编的《天然药物化学实验指导》第2版。为深入了解本校天然药物化学实验教学情况,改善提高新建学科天然药物化学的实验课教学质量,笔者自2011年3~6月对药学专业2008级四年制本科生就天然药物化学实验教学相关问题进行问卷调查,分析30名学生对天然药物化学实验教学情况的反馈。

1 对象与方法

1.1 调查对象

第三军医大学药学专业2008级四年制本科生共30名。

1.2 方法

调查工具为参考相关文献并结合本学科实际情况设计的《天然药物化学实验教学问卷调查评价表》[1-4]。问卷选取了“实验室学习条件”、“实验课程设置”、“实验课学习效果评估”及“实验课教学效果评估”4个一级指标,每个一级指标下设若干个二级指标,全卷共计25个二级指标,其中21个指标为选择性问题,4个指标为开放性问题。选择性问题一般设4个程度级别选项,要求调查对象就每一个项目指标给出程度级别进行选择,并可就每一项目指标提出自己的意见和建议;开放性问题由调查对象自由填写;从而了解调查对象对天然药物化学实验课程的看法。

1.3 统计学方法

采用SPSS 13.0统计学软件进行分析,并对开放性问题的文字资料进行归纳整理。

2 结果

调查结果见表1,共发放调查问卷30份,回收30份,均为有效问卷。见表1。

3 讨论

调查结果显示多数学生对本校天然药物化学实验课程的课程设置、学习效果及教学效果满意,但仍存在着一些问题。

3.1 对实验室学习条件的评价

70.00%的学生对实验室的实验环境满意,23.33%的学生认为实验室环境一般,6.67%的学生给出了负性回答,表示对实验室环境不满意,主要原因是天然药物化学实验提取分离需用到大量有机溶剂,而大多数有机溶剂易挥发且具有刺激性气味,实验室目前仅有2个通风橱和2个排气扇,尚不能较好满足通风、排气的需要,可借鉴相关单位经验,在每2个实验台上方安装较大的排气扇,更好地解决实验室通风、排气问题,尽量降低有机溶剂对人体的损伤。

86.67%的学生认为现有的实验室条件能满足教学需要,但仍有13.33%的学生给出了中性回答,建议能提供更多的实验材料和仪器设备供学生设计性实验使用,体现了学生渴望进行创新性、探索性实验的愿望,教师应更好地满足学生自主学习的需要,激发学生的学习兴趣。

3.2 对实验课程设置的评价

大部分学生(86.67%)对实验课的学时安排和内容安排满意,但仍存在一些问题。目前天然药物化学实验课安排了5个实验,每个实验8学时,由于学时限制,很多实验都只能选择部分内容完成,导致学生对实验缺乏整体认识。教学组拟对实验课程设置进行改革,适当增加实验课总学时数至48学时左右,同时减少实验数至3~4个,延长每个实验学时数,增强学生对实验的整体把握和深入理解。

通过调查学生认为收获较大的3个实验,发现学生普遍认为实验“大黄中大黄素的提取、分离和鉴定”收获最大,作为天然药物化学的一个经典实验,该实验原理是理论课的重要知识点,实验现象明确,实验结果易得,容易带给学生成就感,激发学生对天然药物化学实验的兴趣,适合作为验证性实验。其次,“碱-酸法提取芦丁”和设计性实验“酸枣仁中酸枣仁皂苷A和B的分离和鉴定”也使学生们感觉收获较大,给今后的实验课教学改革提供了参考。

86.67%的学生赞同开展设计性实验,并提出了很多建议,可见大部分学生愿意进行自主性学习,尝试创新性实验。根据学生建议,结合教学经验及实验条件,可从以下几方面对设计性实验进行改善:首先,选题上可不受实验指导限制,扩大学生选择面,增加实验兴趣;其次,设计性实验对实验室条件有较高要求,一方面应根据教学组实际情况为设计性实验尽可能提供更多的仪器设备,另一方面,将能提供的仪器设备提前告知学生,让学生设计实验方案时充分利用实验室现有条件;最后,实施过程中安排学生提前上交设计报告,教师从可行性、试剂安全等方面提出建议,再由学生独立操作,独立分析。

对于自主性实验的实施方式,66.67%的学生赞同由老师预先给出几种方法,学生根据兴趣选择不同方法进行实验,26.67%的学生愿意由老师根据经验进行指导,给思路,再由同学进行实验,6.67%的学生建议完全自主,做自己感兴趣的实验。可见大部分学生赞同老师稍作指导,给出大致选题和方向,再由学生自主查阅资料,完成实验的方式;同时教学组可以开设天然药物化学第二课堂活动,满足部分学生自主完成自己感兴趣的实验的愿望。教师应根据学生具体情况,因材施教,避免出现“吃不饱”或“消化不良”的情况。

3.3 对实验课学习效果的评价

学生对自己实验课学习效果的评价总体比较满意,很多指标得到正性回答达80.00%以上,如在实验操作中的表现,实验课对理论课学习的帮助程度,实验课对学好天然药物化学课程的帮助程度,实验课对激发学习兴趣的帮助程度,实验操作技能的提高,实验课对培养良好科研习惯的帮助程度等,但仍暴露出一些问题。

学生对自己在实验室的实验效果评价满意率仅66.67%,其余33.33%的学生给出了中性回答,由于学生十分重视实验是否成功,实验过程中的小失误容易引起学生的挫败感,在教学过程中,教师应引导学生更加关注实验过程,培养发现问题、分析问题、解决问题的能力,增强学生的自信心,提高对实验课程的兴趣。

73.33%的学生认为,天然药物化学实验课有助于提高自身解决问题能力,仍有26.67%的学生给出了中性回答,主要是因为学时有限,一些问题不能在实验课中得到较好的解决,如萃取时严重乳化,尽管采取多种方法,仍很难在短时间内解决乳化问题,这也是天然药物提取分离中常见的问题,这容易使学生质疑自身解决问题的能力;又如当实验结果与预期结果不完全符合时,如学时充足,学生可通过分析实验过程中存在的问题,改善实验操作进一步验证实验结果,但由于学时有限,学生不能通过反复验证来解释某些实验结果不符的问题,限制了学生解决问题能力的提高。在今后的教学过程中,可以加大实验室开放程度,使有兴趣的学生能在课余时间加强分析问题和解决问题能力的培养。

在所有二级指标中,评价“天然药物化学实验对提高创新思维的帮助”一项正性回答率最低(50.00%),这是一个值得深思的问题。目前天然药物化学实验课程中设置了3个验证性实验、1个设计性实验和1个自主性实验,但设计性和自主性实验选题均为实验指导中的内容,部分学生照搬实验方案,没有很好地达到培养创新能力和自主学习能力的效果。今后的实验选题上可不受实验指导限制,提供多种药材供学生选择,可扩大学生选择面,增加实验兴趣;学生大多根据所学知识和查阅文献进行实验设计,因此不宜选择研究报道过多的药材,易使学生直接照搬实验方案,不能很好地达到设计性实验的目的;通过开设第二课堂、创新实践等活动弥补实验课学时有限的问题,将实验室向学生开放,鼓励学生实践自己感兴趣的实验或参加教师的科研课题,培养学生自主创新能力。

3.4 对实验课教学效果的评价

在教学效果的调查中,关于“实验室指导教师的工作态度”和“实验室指导教师的教学效果”这两项满意率达到100.00%,带教过程中注重与学生沟通交流是取得良好教学效果的关键,同时互动式、讨论式等多样的教学方式也是达到较好教学效果的重要因素。

90.00%的学生认为现有的实验教学方法能满足教学的需要,但仍有3.33%的学生给出了负性回答,在今后的实验教学中应更加注重学生的主体地位,例如可先让学生根据预习情况讲解实验原理、实验流程和注意事项,再由教师补充、强调;也可由教师给出初步方案,学生提问,集体讨论,细化完善或提出新方法等。此外,还应加强讲授过程中的示教环节和课后小结,帮助学生加深印象,巩固所学知识。

学生还对天然药物化学实验课的其他方面提出了建议,很多也正是教师们一直想改进的地方,今后和其他药学类教研室共建一个综合性实验室,共享某些大型仪器设备,为教学和科研提供更好的平台,提高学生综合素质;在实验课考核方式上进行改革,将预习情况、课堂提问、平时操作及实验报告等各方面相结合,还可进行课终考试,考试涉及实验原理、操作技能、分析现象、解决问题等内容,或采取开放性考核的方法,设计实验方案并完成,多角度考核学生实验情况[5]。

天然药物化学是药学专业重要的专业基础课程,实验教学作为重要的组成部分,其教学质量和教学效果起着举足轻重的作用,加之天然药物化学在本校为新建学科,通过本次问卷调查,了解目前教学情况,有助于不断完善课程设置、教学方法、考核制度等,同时向经验丰富的兄弟院校学习,积极进行改革和探索,激发学生创新思维能力,努力提高教学质量,培养优秀的药学专业人才。

[参考文献]

[1] 关怀,王地,贾富霞,等.中药炮制学实验学生问卷调查与结果分析[J].首都医科大学学报:社会科学版(增刊),2009:261-264.

[2] 杨红,德馨.生物化学实验教学现状的调查和浅析[J].山西医科大学学报:基础医学教育版,2010,12(6):608-611.

[3] 张红英,朴日龙,李迎军,等.医学机能实验教学改革效果的问卷调查与设想[J].中国高等医学教育,2009,(1):18-22.

[4] 穆青,华志明.药学专业基础课程天然药物化学的教学探讨[J].中国高等医学教育,2007,(6):64-65.

篇8

关键词: 城市土壤 重金属污染 人体健康

城市人口集中,工业发达,交通拥挤,人类活动影响强烈,城市土壤作为地球生物圈的一个组成部分,有一定的生态、环境和经济功能。城市土壤中污染物主要是重金属、多环芳烃和多氯联苯,其中以重金属污染最为严重,因此,城市土壤中重金属已被许多学者作为指示城市环境污染程度的一个非常有用的指标。

目前,对于重金属主要有以下几种看法:(1)重金属是指原子密度大于5.0g/cm■或6.0g/cm■的金属元素,这一大类元素大约有40种。(2)元素周期表中原子序数大于钙的金属元素,即从钪起为重金属。(3)重金属即为有毒金属。

上述三种定义都欠准确。例如,尽管金属铝的原子密度只有2.7g/cm■,但在对环境造成污染和对生物健康表现出极大的伤害酸性环境中,它的毒性随着溶解性的增加而增加。鱼鳃对铝离子中比较敏感,阿尔茨海默氏病是铝累积在脑中而引发的疾病。而某些元素的原子密度虽然大于5.0g/cm■或6.0g/cm■,但并没有表现出潜在的毒性。

重金属作为一类特殊的污染物,具有明显地不同于其他污染物的特点:第一,重金属在环境中不会被降解,主要通过沉淀—溶解、氧化—还原、络合或螯合作用、胶体形成、吸附—解吸等一系列物理、化学以及生物作用进行迁移转化,参与和干扰各种环境生物地球化学过程和物质循环过程,最终以一种或多种形态长期滞留在环境中,造成永久性的潜在危险。第二,有些重金属是生物生长发育所必需的营养素,这些因素具有很强的生物富集能力,只有超过一定浓度时,它们才被称为污染物,会产生更高的生物积累,并对生物的生长发育产生副作用;有些重金属为生物的生长发育非必需,它们具有与许多矿物营养因素相同或相似的外层电子层结构,能通过扩散和细胞膜渗透而进入生物体内,发生生物累积。这些金属在环境中只要微量存在,即可产生毒性效应,影响生物的生长发育。第三,环境的中某些重金属可在微生物的作用下转化为毒性更强的重金属化合物,如汞的甲基化作用。第四,重金属在进入生物体后,不易被排出,在生物链中的生物放大作用十分明显,在较高级的生物体内可成千上万倍地富集起来,然后通过食物链进入人体,在人体的某些器官中蓄积起来,造成慢性中毒,影响人体健康。

因此,土壤重金属污染不仅影响土壤的性质,而且关系到植物、动物甚至人类的健康,而且一旦土壤被重金属污染,就很难彻底消除。由于重金属污染物具有多源性、隐蔽性、一定程度的长距离传输性和污染后果的严重性等特征,因此应该特别注意防止土壤的重金属污染。

重金属元素进入城市土壤后,由于其迁移性极低和难以被微生物分解的特性而被累积于城市土壤中,然后通过风力、水力或植物等介质最终危及人类健康和恶化生态环境。在人体中,每时每刻都在进行着化学元素参与其间的高度精细的化学反应。化学元素不仅是构成人体的基本材料,而且在人体的生长、发育、疾病、死亡中起着非常重要的作用。人类在长期发展过程中,经过反复的适应与驯化,形成了具有调节自己的生理功能来适应不断变化的环境的能力。人类的疾病多是机体在化学性因素、物理因素和生物性因素作用下,功能、代谢及心态上发生的病理变化到一定程度所表现出来的特殊临床症状。

决定某种化学元素对人体有害或无害的重要因素,主要是元素的量。德国科学家在研究生物必需元素时,发现植物缺少某种元素不能成活,元素适量时茁壮生长,当元素过量时就显示出对植物的毒性,甚至死亡。重金属摄入人体内,一般不会发生器质性损伤,而是通过化合、置换、络合、氧化还原、协同或拮抗等化学的或生物化学反应,影响代谢过程或酶系统,所以毒性的潜伏期较长,往往经过几年或几十年时间才显示出对健康的病变。已有研究表明:某些有毒的重金属严重地影响人类健康。

重金属与人体健康的部分调查情况:(1)对人的肝有影响的是As、Be;(2)对人的肾有影响的是Cd、Hg、Pb;(3)对人的生殖有影响的是As、Cd、Cr、Hg、Mn、Pb、Se、Tl;(4)对人的神经有影响的是As、Hg、Mn、Ni、Pb、Sn、Tl;(5)对人的视觉有影响的是Hg、Pb;(6)对人的免疫有影响的是Ni;(7)对人的呼吸有影响的是Cr、Ni、V、Pt;(8)对人的皮肤有影响的是As、Cr、Ni;(9)对人的心血管有影响的是As、Cd、Pb;(10)对人的血液有影响的是As、Cu、Pb。

近一个世纪来,各国癌症发病率一直处于上升状态。特别是20世纪70年代以来,癌症的发病率在大多数国家居于前三位,病人人数逐年增多。近年来,世界卫生组织的报告认为引起癌症的主要原因是环境因素,因此,癌症病因及其防治成为科学研究的关系大致可以分为三类:已肯定具有致癌作用元素、可疑致癌元素和促癌元素。

重金属元素与癌的部分调查情况:(1)已被确定为致癌的元素有As、Cd、Hg、Ni、Pb、Cr、Sb;(2)可疑致癌的元素有Be、Co、Cd、Se、Tl、Zn;(3)促进致癌的元素有Cu、Mn。

参考文献:

[1]王友保,王兴明,潘超,刘登义.芜湖市工业区土壤重金属形态分布特征[J].安徽师范大学学报(自然科学版),2005,(03).

篇9

关键词:基因 基因概念 历史渊源

中图分类号:Q3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(b)-0234-03

遗传学是研究生物起源,基因和基因组结构、功能及其演变规律的学科,而基因的研究对促进遗传学发展具有重要意义。自20世纪开始以来,基因的发展经历了理论水平、细胞水平的遗传学阶段和分子水平上的遗传学阶段,在前人大量实验的基础上,人们对基因的认识不断深入,特别是随着人类基因组计划和“DNA元件百科全书”计划(Encyclopedia of DNA Elements, ENCODE)的完成,人们对基因的认识又有了新的变化,并将遗传学中基因的概念和理论应用到了计算机、商业和信息技术等领域。

如今的21世纪,随着学科交叉研究的发展,一些科学研究者开始利用物理化学工具来研究核酸结构,从分子水平上阐述遗传现象背后的化学本质。本文结合大量文献综述了基因的发展历程以及现阶段物理化学方法在遗传学研究中的应用,并展望了量子化学理论在遗传学领域的应用前景。

1 基因概念的历史渊源

19世纪,由于农业生产发展的需要,人们开始重视动植物的遗传变异现象并对这些现象进行了系统研究,这为基因概念的产生创造了条件。1868年,Darwin C.受Hippocrates和Anaxagoras的生源说影响提出了泛生论的假说,认为生物体的细胞能产生自我繁殖的微粒,这些微粒可以汇聚于生殖细胞并决定后代的遗传性状,这种观点缺乏实验论证,不过它充分肯定了生物体内部存在特殊的物质负责遗传性状的传递。之后,Weismann A.又在前人基础上提出了种质论(Germpiasm),认为种质是生物体的遗传物质,它可能作为遗传单位存在于染色体上,这对基因概念的形成奠定了理论基础[1]。

2 基因的研究发展

2.1 基因概念的提出

在前人的遗传学理论研究基础上,Mendel G.J.第一个对遗传现象做了系统的实验研究。通过豌豆杂交实验,他认为生物性状是由“遗传因子”来控制的,这些遗传现象符合分离定律和自由组合定律。之后,Devries H、Correns C.和Tschermak E.分别证实了孟德尔的实验结果,到1909年,丹麦的Johannsen W.L.首次用“基因”一词表示遗传因子。不过,当时的遗传因子没有涉及到基因的具体物质概念,只是一个经过统计学分析的理论概念。

2.2 基因学说的创立

Mendel的遗传因子学说是宏观水平上的发现,其所提出的遗传因子到底是否存在于细胞中需要进行细胞水平上的研究。随着当时工业生产的发展,用以研究生物学实验的仪器设备有了极大的改进。20世纪初,Boveri T.[2]和Sutton W.S.[3]各自在研究减数分裂时,发现遗传因子的行为与染色体行为呈平行关系,提出了基因就在染色体上的假说。然后,1910年,Morgan T. H.等[4]用果蝇作材料,进行了一系列杂交实验,发现了伴性遗传现象和基因连锁互换定律,直接证实了基因在染色体上,建立了染色体遗传理论。1926年,Morgan T.H.正式提出了基因学说,即“三位一体”的基因概念,基因首先是决定性状的功能单位,能控制蛋白质的表达,决定一定的表型效应;其次是一个突变单位,可以发生在等位基因之间,表现出变异类型;最后它是一个重组单位,只发生在基因之间,可以产生与亲本不同的基因型[5]。这把染色体和基因联系了起来,说明了基因具有物质性,不过,Morgan在其著作中并没有涉及基因的本质是什么以及基因的功能是如何发挥等问题。

2.3 基因化学本质的研究

对于基因的化学本质和功能等问题,早在1909年,英国Garrod A.E.就提出过基因产生酶的观点。之后,1941年斯坦福大学Beadle G.和Tatum E.[6]在研究真菌过程中,提出了“一个基因一个酶”的假说,认为一个基因控制一个酶的合成,基因通过酶控制生物的代谢途径,这从生物化学角度阐述了基因的功能,不过这种基因的概念仍然没有揭示基因的化学本质,只是解释了基因发挥功能的途径。到1944,Avery等通过肺炎双球菌转化实验证明了遗传物质的化学本质是DNA,然后,1956年,美国的Fraenkel又通过烟草花叶病毒实验证明了RNA也可以作为遗传物质进行传递[7]。

2.4 基因功能的研究

1953年,Watson J.D.和Crick F.H.C.[8]提出了DNA的双螺旋结构,人们开始从分子水平上认识基因的本质,即基因是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列,是遗传物质的最小功能单位[9],从此以后,人们对基因功能的认识开始有了深入的了解。1955年,Benzer S.[10]通过T4噬菌体感染大肠杆菌的互补实验提出了顺反子学说,认为基因就是顺反子,即一个遗传功能单位,一个顺反子决定一条多肽链,它并不是一个突变单位和交换单位。一个顺反子可以包含一系列突变子,突变子是DNA中构成的一个或若干个核苷酸,由于基因内的各个突变子之间有一定距离,所以突变子彼此之间能发生重组,重组频率与突变子之间的距离成正比[11]。

20世纪60年代之前,人们已经认识到基因是有着精细结构的DNA分子,其结构可以继续分割,不过,当时对于基因功能表达及其具体作用等问题的研究依然局限于传统的“一个基因一个酶”的学说。1961年,法国遗传学家Jacob F.和Monod J.L.[12]根据对大肠杆菌的试验,提出了大肠杆菌操纵子模型,认为DNA的不同区域存在一个调节基因和一个操纵子,操纵子模型包括若干结构基因、操纵基因和启动基因。这一模型进一步说明了基因是可分的,通过基因间的密切协作,细胞才能表现出独特的功能[13]。此后,随着DNA重组技术和DNA测序技术的发展,人们对基因的研究更加深入,发现了许多基因的其他功能和特点,极大地完善了人们对生物体各种遗传现象的认识。

2.5 基因概念的新发展

20世纪70年代以后,随着分子生物学技术的飞速发展,人们对基因的结构和功能上的特征有了更多的认识,其中比较重要的发现有假基因、重叠基因、跳跃基因、断裂基因、反转录基因、印记基因等。结合基因的这些新发现,现今人们认识基因有以下几种特点[5]:(1)基因不都是离散的,因为有重叠基因;(2)基因不一定是连续的,如断裂基因;(3)基因可以移动,其位置可以改变,如跳跃基因;(4)基因不是全能的结构单位,有很多顺式作用元件影响转录或剪接;(5)基因也不是简单的功能单位,因为基因可以通过顺式或反式剪接,产生多种蛋白质。那么,到底应该怎样给一个基因准确定义呢?近年来,有很多人对此提出了看法。

Gerstein等[14]提出,基因的定义应该和原来的定义有兼容,建立在已有的生物术语基础之上。他们认为,基因是基因组序列的联合体,这些序列可以编码具有潜在重叠功能的产品(蛋白质或RNA),基因与其调节序列是多对多关系。在此基础上,Pesole[15]则认为基因是一个离散的基因组区域,其转录可以被一个或多个启动子和远端调节成分调控,并含有合成功能蛋白质或非编码RNA的信息。基因在最终功能产物上有共同性质,这个定义主要针对真核生物基因组,强调每个基因都分布于基因组的连续区域,基因序列包含5′UTR和3′UTR。此外,还有学者从计算机角度对基因的定义做了描述,他们把基因组比喻为一个生命体的大的操作系统,而基因就是其中的一个子程序。总之,随着当今科技水平的发展,人们通过对DNA、RNA和蛋白质新功能的研究,发现基因并不是以前想得那么简单,其概念、功能和特征是随着一些特殊的生命遗传现象可以改变的。

如阮病毒的发现,朊病毒是一种只有蛋白质而没有核酸的病毒,就之前生物学家对基因的概念而言,朊病毒的复制并非以核酸为模板,而是以蛋白质为模板,这又重现了20世纪遗传物质本质问题的争议,是现阶段基因概念的新挑战。此外,2006年,《自然》杂志在New Feature栏目上刊登了“什么是基因?”一文,这篇文章结合最近的研究成果对基因的概念做了新的诠释,一些研究发现,RNA不是被动的将基因信息传递下去,而是主动地调控细胞的活动,有的RNA链不是传统认为的只由DNA的一条链转录,而是由两条链转录得来,还有一些RNA可以通过某种途径使正常基因沉默,在必要时还会作为模板纠正某些异常基因,跨世代地携带生物体遗传信息[16]。这些研究发现加深了我们对RNA的认识,深化了我们对生物体遗传现象的了解。又20世纪90年代,美籍华人牛满江教授又发现了“外基因”,即一些生物体细胞质中mtRNA能激活一些特定基因,使生物体表达特定的蛋白质,还有,2008年《自然》杂志上报告,美国科学家确认了一种可导致乳腺癌转移的超级基因,这种基因可控制肿瘤细胞中其他基因的表达,它的表达与癌症发生有密切的联系[17]。

总之,随着科学的不断发展,人们对于生物遗传现象的认识越来越深入,基因的概念也随着生物学的发展不断变化和完善。由于其他非生命领域的研究对象显示出了生命力及与生物基因相似的特征,现今,经济领域和计算机领域中又出现了企业基因[18]、产品基因[19]、数据基因[20]等新的定义,基因概念的基本理论已经发展到更多学科中了,对基因本质和特征的研究越来越有必要。

3 量子化学作为研究核酸方法的应用

当前,遗传学的研究已经发展到了分子水平,然而对于生物遗传现象中一些酶、核酸、激素等活性物质的构象、生物活性和其具体作用机制依然存在争议。生物系统研究的最大难题是生物分子的复杂性,常规的实验方法只能得到实验现象的宏观方面解释,而不能从微观方面对实验现象的化学本质做出解释。目前有一些研究者将物理化学方法应用到了生命科学领域,建立了从理论分析到实验优化的方法模式,他们根据实际体系在计算机上进行实验,通过比较模拟结果和实验数据检验理论模型的准确性,并在此基础上模拟生物大分子的结构、性质和反应过程。

随着计算机技术和物理化学理论的发展,以及X射线、NMR等技术的应用,人们可以利用一些物理化学工具在计算机上进行分子模拟,以此来模拟DNA、RNA和蛋白质的结构,预测蛋白质与核酸的功能和性质。而且,随着计算方法的改进,高度变化的核酸体系的精确分子模拟已成为可能,依赖强大的计算机就能模拟一些更复杂的反应,如DNA、RNA和蛋白质的催化及折叠等[21]。

其中应用比较广泛的物理化学工具就是量子化学方法,量子化学方法是应用量子化学基本原理和方法来研究化学体系的结构和化学反应性能的科学,其基本理论主要有价键理论(VB)、分子轨道理论(MO)、密度泛函理论(DFT),基本的计算方法有从头算方法(ab initio)、半经验方法(semi-empirical method)、密度泛函方法(Density Functional Theory)[22]。量子化学的原理和方法在物理化学、药学计算和生命科学领域有广泛的应用,可以很好地分析分子间相互作用的机理,解释实验中一些宏观现象的物理化学本质。如李梅杰[23]利用量子化学方法中的高精度组合从头算方法(ONIOM-G3B3)研究了核酸自由基性质和损伤机理,很好地解释了生命过程中由于自由基和电子转移导致DNA的断链损伤而引起的衰老、癌症、神经紊乱等疾病的发生。又如2002年,Starikov E.B.[24]总结了核酸中量子化学方法的应用,阐述了核酸中电荷转移过程的量子化学描述及其化学机理,并详细地讨论了不同量子化学方法在研究核酸电子构型中的优缺点。此外,于芳[25]运用量子化学工具对胞嘧啶与丙烯酰胺组成的分子体系进行了计算,以此来模拟核酸与蛋白质相互作用的反应过程,分析了DNA与蛋白质的作用形式。

对于利用量子化学方法研究蛋白质的应用,国外在这方面做得比较深入。如纽约州立大学石溪分校Simmerling C.等[26]应用量子化学方法研究了一种小分子量蛋白质,仅有20个色氨酸构成,准确地预测了蛋白质三维结构的折叠过程。又如Berriz和Shakhnovich[27]模拟了小的三螺旋束蛋白的折叠,Daggett和Fersht[28]模拟了小的单结构域蛋白的动力学折叠.还有Akira Shoji等[29]采用密度泛函理论方法优化了右手α-螺旋的PLA(聚L-丙氨酸)分子(如图1所示,即H-Ala18-OH分子),分析了αR-螺旋的PLA形成的机制,获得优化的αR-螺旋H-Ala18-OH构型外侧的1H、13C、15N、17O原子的化学位移与用高分辨率固相NMR检测的相同。

4 展望

近年来,国内外量子化学在分子生物学中的应用日趋广泛,如利用量子化学方法研究纳米微粒促进靶向给药、纯化核酸以及处理废气等技术的发展;应用量子化学方法优化生物活性分子结构,研发新型抗疾病药物;采用分子模拟的量子化学计算方法探究激素与受体以及其他活性分子与核酸的作用机理等等,很大程度上促进了分子生物学和医学的发展。从目前所作的科学研究看,量子化学完全可以作为遗传学工具来研究生物体遗传现象背后的化学本质,其在遗传学的研究中有广阔的应用前景。

参考文献

[1] 光晓元.基因概念的历史渊源及其历史发展[J].安庆师范学院学报,2002,8(4):95-97.

[2] Boveri T.ber mehrpolige Mitosen als Mittel zur Analyse des Zellkerns[J]. Verh Phys.Med Ges Würzburg,1902, 35:67-90.

[3] Sutton W S.The chromosomes in heredity[J].Bio Bull,1903,4:231-251.

[4] Morgan T H.Sex-limited inheritance in Drosophila[J].Science,1910,32(812):120-122.

[5] 谢兆辉.基因概念的演绎[J].遗传,2010,32(5):449-454.

[6] Beadle G W,Tatum E L.Genetic control of biochemical reactions in neurospora[J].Proc Natl Acad Sci USA, 1941,27(11):499-506.

[7] 高汝勇.基因概念的发展历程[J].科技风,2009(11):128-128.

[8] Watson J D,Crick H F C.A structure for deoxyribosenucleic acid[J].Nature,1953:171,737.

[9] 赵亚华.基础分子生物学教程.2版.北京:科学出版社,2007,7:1-10.

[10] Benzer S.Fine structre of a genetic region in bacteriophage[J].Proc Natl Acad Sci USA,1955,41(6):344-354.

[11] 张勇.基因概念之演变[J].生物学通报,2002,37(10):52,54.

[12] Jacob F,Monod J.Genetic vegulator ymechanisms in the synthesis of proteins[J].J.Mol.Biol,1961(3):318.

[13] 刘元,陈国梁,梁凯.基因概念的演变[J].延安大学学报,2005,24(4):80-83.

[14] Gerstein M B,Bruce C,Rozowsky J S,et al.What is a gene,post-ENCODE?History and updated definition[J].Genome Res,2007,17(6):669-681.

[15] 施江,辛莉,郭永新,等.现代生物学基因研究进展—— 从遗传因子到超级基因(2)[J].生物学通报,2009,44(4):4-7.

[16] 唐捷.基因是什么[J].生物化学与生物物理进展,2006,33(7):607-608.

[17] 欧阳芳平,徐慧,郭爱敏,等.分子模拟方法及其在分子生物学中的应用[J].生物信息学,2005(1):33-36.

[18] 许晓明,戴建华.企业基因理论的演化及其顺反子系统新模型的构建[J].上海管理科学,2008,30(2):86-90.

[19] 杨金勇,黄克正,尚勇,等.产品基因研究综述[J].机械设计,2007,24(4):1-4.

[20] 奚建清,汤德佑,郭玉彬.数据基因:数据的遗传信息载体[J].计算机工程,2006,32(17):7-9.

[21] Pesole G.What is a gene?An updated operational definition[J].Gene,2008,417(1-2):1-4.

[22] 赵艳丽,许炎,李遥洁,等.量子化学在金属配合物中的应用进展[J].广东化工,2010,37(9):75-76.

[23] 李梅杰.核酸自由基性质和损伤机理的量子化学研究[D].合肥:中国科学技术大学化学与材料科学学院,2007.

[24] Starikov E B.Quantum chemistry of nucleic acids:how it could help and when it is necessary[J].Journal of Photochemistry and Photobiology C:Photochemistry Reviews,2002,3:147-164.

[25] 于芳.酰胺类化合物与DNA碱基相互作用的理论研究[M].江苏:江南大学应用化学系,2009.

[26] Simmerling C,Strockbine & Roitberg A E.All-atom structure prediction and folding simulations of a stable protein[J].Journal of the American Chemical Society,2002,124:11258-11259.

[27] Berriz G F,Shakhnovich E I. Characterization of the folding kinetics of three-helix bundle protein via a minimalist Langevin model[J].Journal of Molecular Biology,2001,310:673-685.

篇10

【关键词】投入角度 教学法 问卷调查 临床医学 专业基础 化学教学质量

基础化学是高等医学院校临床医学专业的一门专业基础课,在学时有限的条件下,对教师和学生的压力较大。为了提高教学质量,几年来我全身心投入并采用以角度教学法(即对同一问题从多角度多方面多方位进行思考探讨的教学方法)为主的多种教学法的交叉运用,取得了较好的教学效果。下面结合自己多年的教学实践谈一点认识和体会。

一、全身心投入到教学当中去,是教师获得学生尊重和爱戴的关键所在

我把教学当成最大的乐趣,并义无反顾地投入了巨大的精力。教师全身心投入到教学中去,既是尊重学生的根本体现,也是获得学生尊重的关键所在,学生将这种对教师的信任和尊重转移到所学知识的兴趣和信心上。教师付出的劳动越多,代价越高,说明对学生就越尊重,教师在学生心目中的地位也就越高。从2003年起,我通过自己设计的调查表来收集完全量化的反馈资料,该调查表由“教学态度与教学热情”等23项指标构成,每个指标分五个等级:很满意(5分)、满意(4分)、一般(3分)、不满意(2分)、很不满意(1分)。表格后附书面征求意见及建议,以便让学生提供更具体的看法和意见。每年上完《基础化学》课后向学生发放问卷调查表,学生以无记名方式填表评价。由于我在教学实践中付出了劳动,因而获得了学生较高的评价及普遍的尊敬和爱戴。自己连续两年来对临床医学本科2003级7班和8班,2004级1班和2班共221人所作的调查结果显示,同学们对自己教学态度和热情认为很满意的占95.63%,满意的占4.37%,而认为一般的、不满意和很不满意的各占0%。对自己总评价认为很满意的占79.79%,满意的占20.21%。同学们评议说,“黄老师是一位具有现代气息的高素质教师”“自读书以来遇到的最好的老师”“教学责任心极强,对教学的负责和热情几乎到了‘疯狂’的地步”“是一位十分优秀的教师”“敬业精神很强烈”“对教学倾心投入”。自己的教学工作也得到了学院有关领导的首肯和许多教师的称赞,2004年被学院评为首届右江民族医学院模范教师。经过多年的教学实践和对教学理论的探索,自己不但在教学上更加走向成熟,而且也形成了自己独特的教学风格。同学们在给我的书面评价意见中说,“枯燥难懂的内容经过黄老师的组织、分析,就变得通俗易懂了”“你让枯燥的化学变得异常丰富”“讲课很有吸引力”。

二、多种教学法的灵活交叉运用,生动活泼,是学生最乐于接受的教学方法

在备课阶段,我阅读了大量的相关参考书,为了活跃课堂气氛,我在备课时就准备好一些幽默的词句和一些有趣的事例,力求讲课生动,富有趣味性和吸引力。从同学们书面反映的信息看,他们给予了较高的评价。他们认为,“教学水平高”“授课一流”“讲课棒极了”“都喜欢听您讲课并认为能听您讲课是一种快乐”“课堂气氛活跃,有幽默感,能激起学生的求知欲,使学生很想听这门课”。同学们还认为该教学法具有启发性,能调动学生学习的积极性。

把抽象的记忆化为具体的记忆,机械记忆即强记对某些内容有时是必要的,但容易遗忘。我们要善于引导学生在理解的基础上记忆,这就是逻辑记忆,尽可能将抽象的记忆化为具体的、有趣的、生动的记忆。例如,运用手势演示,形象地传授知识,以便加强学生的立体概念,大大有利于对内容的理解和记忆。教师在课堂上边讲边作手势,逼真地显现形态和结构,有时可使学生终身难忘。笔者在讲乙二胺四乙酸的结构时这样比喻:整个分子就好象一个人,其中乙二胺如同人的身体,一端N上的两个乙酸基如同人的两只手、另一端N上的两个乙酸基如同人的两条腿。整个分子结构就好象一个人正在做游泳时蛙泳的姿态,学生们听了哄堂大笑,但笑过之后对所讲的乙二胺四乙酸的结构印象极为深刻,并留下永久性的回味。

三、结合教学开展科研并通过科研充实和促进教学

在教学过程中,遇到的一些问题有时可为科研立题提供线索。而通过科研工作,教师需查阅大量的文献资料,这就使得教师进一步开拓眼界,丰富自己的学识,从而为讲好自己的专业课打下更为深厚的基础。几年来,我积极进行教学科研活动,写出了《谈备课》《谈科学方法论在医用化学教学中的运用》《如何上好医用化学课的一点体会》《提高药学专业化学实验教学质量方法初探》《民族医学院校化学实验教学改革探索》《全身心投入,提高基础化学教学质量》等,其中,《谈科学方法论在医用化学教学中的运用》获广西优秀高教科研成果三等奖和学院优秀科技成果奖,所发表的论著和成果有的在社会上有较大影响,得到区内、国内本学科专家的高度肯定,认为在医学化学的应用、探索和教学方面起到积极的推动作用,对我区的学术研究提供了参考依据,并被国内同行认可,引起同行专家注意并认为有应用参考价值。2004年我参加学校理论课教学竞赛并荣获二等奖。

此外,学生参与科研活动是医用化学实验训练的继续和延伸,是培养学生综合能力和创新能力的重要途径。现在我们试点实行本科生导师制,即高级职称以上的教师可以面向全校招收一定数量品学兼优的本科生参与科研活动。我们化学专业导师组,均招收一定数量的品学兼优的本科生。同时,近年来,我承担国家级、自治区级、厅级和校级科研课题多项,有一定的经费,利用这一优势,我们积极吸收被录取的优秀本科生在课余时间参加科研实验。通过文献查阅、设计方案、实验研究、撰写论文等探索性工作,培养学生从事科学研究的初步能力和提高他们的综合素质。几年来,学生参与撰写和发表了科学研究论文20篇。学生通过参与科研活动,使科学实验研究能力得到前所未有的大幅度提高,有多篇学生的科研论文在广西大学生化学论文及设计竞赛中获奖。开展大学生的科研活动,培养了大学生的医用化学实验兴趣,反过来又促使大学生重视医用化学实验课而认真学好,同时对教师的实验教学也提出了更高的要求,有力地促进了医用化学实验教学水平的提高。教学和科研相结合,还使教师在科研活动中能面向本学科前沿领域,获得最新信息,丰富教学内容,反过来又能在教学中充实自己的理论基础,在科研工作中有更广阔的思路,从而提高自身素质和教学质量。学生通过参与科研活动,锻炼了科学思维,启发了创新意识,培养了初步的科研能力。

四、教书与育人相结合,提高教育效果

充分发挥课堂教学是对学生进行素质教育的主渠道作用,根据教学内容,结合化学史在课堂教学中渗透科学思想方法和思想道德品质的教育。我在课堂教学中注重教书育人,深受学生欢迎。同学们这样评价:“教学中注重渗透思想道德品质的教育,对学生影响很大”、“不但教给我们知识,还教给我们学习和做人的道理”、“是为人师表,教书育人的典范。”反馈信息更能看出我的教书育人的突出成绩,优良率(很满意+满意)高达97.74%。

联系医用化学教学内容,进行有趣的思想品德教育。结合医用化学教学的具体内容,在教学中常以故事的形式,通过介绍化学家的成就和思想,以此来感染激励学生。例如,在讲授电离学说时,讲道:瑞典化学家阿累尼乌斯年青时提出了电离理论,但被当时瑞典社会斥之为“荒唐的小学生”,他在国内得不到支持后很苦闷,后来投书国外诸多名家,觅求知音,其中有门捷列夫、迈尔等。出乎意料的是有的是冷淡的回答,有的竟如石沉大海。最后,由于奥斯特瓦尔德和范特荷莆的热情支持和崇高威望,终于使电离理论闻名遐尔,人们几乎全部接受了这一理论。阿累尼乌斯也因此而获得1903年的诺贝尔化学奖。阿累尼乌斯曾拒绝应聘到国外当教授,甘愿回国到斯德哥尔摩当讲师,后来当了教授、大学校长和诺贝尔研究所的所长。通过这个小故事,教育学生学习阿累尼乌斯勇于探索科学真理,坚定信念和不怕冷嘲热讽及崇高的爱国主义精神。

五、通过分析教学效果反馈信息来改进自己的教学工作

我非常注重通过在每次课中、课后及时收集和分析教学效果反馈信息,对量化资料的分析主要包括:①指标得分排序。将23项指标按得分大小排队,以了解本次授课最值得发扬的地方和特别需要注意克服的地方。同时,通过对各年指标顺位的变化了解自己教学能力方面的变化情况。如“板书简明、整齐”指标多年常排在最后一位,从而为自己指明了最薄弱的环节。②各指标各评价等级的人数及构成,即对各指标满意的程度。通过对不同年份同一指标各评议等级人数的差异作秩和检验,可以知道自己教学上某个方面是进步了还是退步了。

六、结束语

实践证明,我在教学法的研究上取得了可喜的成绩,教学效果显著。但是,教学是一门艺术,只有不断地实践,不断地总结,才能不断地提高。我决心更加努力,使自己的教学水平得到更大的提高。

【参考文献】

[1]陆海峰,黄锁义.浅谈提高医用化学课教学质量[J].右江民族医学院学报,2002,24(4):630.

[2]巫光宏,何平,詹福建,等.生物化学实验教学改革的探讨[J].实验室研究与探索,2003,22(5):23.