分子生物学的应用范文

导语：如何才能写好一篇分子生物学的应用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：分子生物学；医学检验；蛋白质

20世纪80年代中期，分子生物学技术进入人类的生活，自此之后，分子生物学的发展取得了突飞猛进的成果，已经逐步成为医学领域不可或缺的诊疗手段之一[1]。分子生物学技术作为检验医学的最新方法，已被检验学科的各领域所应用，近年来，分子基因芯片技术、分子蛋白组分析技术等技术都为检验学科提供了新的发展思路，为此，笔者根据自己的一些临床经验，从与检验医学相关的技术与发展进行简单的分析介绍：

1、聚合酶链式反应（PCR）的应用

PCR是一种体外酶促合成特异DN段的方法，是分子生物学中最常用的技术。基因的克隆、分离和核苷酸序列分析等都用到PCR技术，也可以应用与突变体和重组体的构建以及基因表达调控的研究，也涉及到基因多态性的分析、肿瘤机制的探索、遗传病和传染病的诊断等诸多方面。PCR的操作步骤分别是高温变形、低温退火、适温延伸，作为一个循环周期，多次循环反应，使目的DNA得以迅速扩增。传统的操作技术与这些衍生出的新PCR技术（定时定量PCR、原位PCR技术等）相比，都具有灵敏度高、操作简单、省时省力等特点。

2、分子生物传感器的应用

现代检验医学中，分子生物传感器被广泛应用于临床，成为了临床诊断和病情分析的重要依据，其应用的主要范围在体液微量蛋白、小分子有机物等多种物质的检测。分子生物传感器的工作原理是利用如酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜、微生物、细胞等生物物质作为识别元件固定在转化器上，当待测物与生物识别元件发生特异性反应后，将生化反应转通过转化器将所产生的反应结果转变成可定量的物理、化学信号等，从而进行生命物质和化学物质检测和监控[2]。这样一来我们可以设想如果分子生物传感器能够在体内实施监控，那么对于患者来说是个很大的福音。

3、分子生物芯片技术的应用

随着医学科学技术的飞速发展，传统的医学检验技术显然已经不能跟上生物学的脚步，对于临床上更微量、更迅速的检验要求已经满足不了。生物芯片技术把传统医学检验技术的复杂、自动化程度低、检测目的分子数量少、低通量等不足都解决了，其原理是把分子间特异性地相互作用，将大量探针分子固定于支持物上，通过缩微技术，实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分的检测。这一技术是通过不同的探针阵列和特定的分析方法，使其应用更加广泛和有价值，如基因表达谱测定、突变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序等均为“后基因组计划”时期基因功能的研究以及现代医学科学及医学诊断学的发展提供了强有力的工具，在基因的发现、基因诊断、药物筛选、给药等个性化方面也同样取得了重大突破[3]。

4、分子生物纳米技术的应用

分子纳米技术的发生和发展，使人们在防治和治疗疾病上又向前迈了一大步，改善了人类的整个生命系统。纳米技术可以探测机体内化学或生物化学成分的变化，适时地释放药物和人体所需的微量物质，及时消灭侵入人体的细菌和病毒，修复畸形的基因，扼杀萌芽的癌细胞。近来有学者将抗体连接的纳米磁性微球与高效率、快速的化学发光免疫测定技术相结合的自动检测系统，成功用于血清中人免疫缺陷病毒1型和2型（HIV-1和HIV-2）抗体的检测[4]。

5、分子蛋白质组学的应用

人类基因组的测序成功为蛋白组学的研究提供了一个很好的平台，但目前仍有很多新发现的基因编码蛋白质功能未知的，比如目前癌基因的发现，虽然在一定程度上得到了很大发展和进步，但癌症的发病原因、诊断和治疗等方面还存在一些未解决的问题。

6、展望

目前检验医学中的发展趋势是定量PCR和PCR的全自动化。体外基因扩增技术除PCR以外，还衍生出LCR，链置换扩增系统（SDA），转录扩增系统（TAS），自限序列扩增系统（3SR）等技术也将由科研逐步进入临床领域[5，6]。所以说现代医学分子生物技术的前景是美好的，各种新技术的应用也在不断涌现，并且成熟的运用到临床医学检验中。

参考文献：

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关键词：Sandwich教学法，分子生物学教学，教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）51-0173-02

分子生物学是研究生物大分子功能和相互关系的科学，是21世纪生命科学中发展最迅速的学科之一[1]。分子生物学是我国高等院校生物、医学类学生的专业必修课，也是化学、物理、材料等专业的选修课。然而该课程内容信息量大，理论知识抽象、枯燥、不易理解和记忆，导致学生学习兴趣和积极性缺乏，普遍存在教师难教和学生难学的现象。

Sandwich教学法，即“三明治”教学法，是一种在教学中增加学生小组讨论等环节，促使师生、生生之间交流，调动学生积极性和提高学生自我学习和自我思考的新型教学模式[2]。该方法被应用于其他课程教学中，均取得了良好的教学效果。因此，针对塔里木大学本科生分子生物学教学中存在的问题[3]，我们将Sandwich教学法引入分子生物学课堂中，通过一学期的实践及与传统教学法效果对比，得到了学生的普遍认可，提高了教学质量。

一、教学对象与方法

1.教学对象。以塔里木大学2013级生物技术和应用生物科学专业的75名学生为研究对象，其中对生物技术专业的50名学生采用传统教学方式，为对照组；对应用生物科学专业的25名学生采用Sandwich教学法，为实验组。上述两组均为统招生，在第一和第二学年的学习成绩均无明显差异，相同教师授课，使用相同教材。

2.教学方法。（1）实施方法。塔里木大学分子生物学课程在第三学年第一学期开设，总学时60，每周4节课。两组学生教学内容相同，同步授课。实验组学生4―5人为一组，共分6组。在每章基本内容讲授完后安排2个学时进行Sandwich教学法授课。（2）教学评价。采用考试和问卷调查形式评估教学效果。实验组和对照组期末考试试卷相同，综合成绩=期末成绩（70%）+平时成绩（30%）；期末采用无记名问卷调查方式了解学生对教学效果的反馈。获得数据用EXCEL进行统计学分析和t检验。

二、结果

1.成绩考核。从两种教学方法比较来看，采用Sandwich教学法学生的期末考试成绩和综合成绩均高于传统教学组，且具有显著性差异（表1）。

2.教学效果评价。调查问卷显示，Sandwich组对分子生物学的学习兴趣占68%，明显高于传统组（46%），且前者有72%的学生能主动学习，也高于后者（38%）。对老师提出的问题，Sandwich组选择“喜欢”比例也均高于传统组。另外，84%的学生对Sandwich教学法满意，而对传统方法满意的学生只有44%（表2）。

三、讨论

随着科技的快速发展，分子生物学成为生命科学的带头学科和前沿领域。该课程内容的枯燥和抽象，使学生缺乏学习兴趣，学习成绩和教师教学效果较差。因此，进行课堂教学方法的改革，是当前人才培养模式转型的一个关键环节。

从塔里木大学分子生物学课堂中引入Sandwich法的教学效果看，无论是学生的学习成绩（表1），还是对学生能力的培养（表2），Sandwich教学法都比传统方法具有明显优势。这种教学法营造了生动活泼、形式多样的课程气氛。学生在学习每章基本知识的基础上，通过开场、提出问题、分组讨论、汇报、总结等环环相扣的过程，在身心愉悦的氛围中学习知识，有效克服了枯燥、沉闷、被动的“填鸭式”传统教学方法弊端。同时也杜绝了课堂上学生缺勤、打瞌睡、玩手机的不良现象。另外，针对教师开场提出的问题，要求学生独立思考、自主利用网络、书籍等渠道查资料。在分组讨论时，学生相互交换意见、各抒己见和进行思维碰撞，充分调动了学生学习的主观能动性。通过该环节的实施，使性格内向的学生逐渐乐于表达自己的观点，掌握了良好的沟通技巧。同时，在此过程中，教师的专业技能和教学水平也得到了提高，形成了良好的教学相长的格局。

然而，尽管Sandwich教学法较传统方法有明显优势，但在具体实施中，我们发现该方法仍有一定的局限性，主要有几个方面：（1）费时。在有限的2个学时内，学生难以实现课堂上查找资料，无法全面覆盖课程知识点，问题探不够深入，极大地制约了Sandwich教学法的普遍应用。（2）不适合大班授课。目前国内大部分高校的教学班不是合班就是单班人数过多，均不利于Sandwich教学法的实施。（3）对教师和学生要求很高。教师提出的问题一定是经过深入思考、能涵盖主要知识点的问题，这样才能有利于学生对知识的掌握。学生对教师提出的问题，如果不认真查找资料和思考，就会讨论很肤浅，达不到掌握和补充知识的目的。对此，我们尝试在传统教学模式基础上引入Sandwich教学法，即在每章结束后进行Sandwich法教学，把问题提前提供给学生并启发思考，学生课堂下查找资料，在课堂讨论时能有的放矢、游刃有余。这样不仅增强了学生学习的自信心和兴趣，而且培养了学生思考、分析和解决问题的能力。总之，通过Sandwich教学法的实施，使以教师为中心的教学模式转变为以学生为中心的导向教学模式，有效提高了教学质量，值得在今后分子生物学的教学中进行推广和应用。

参考文献：

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[3]w利峰，秦少伟.从问卷调查看分子生物学学习和教学现状[J].教育教学论坛，2016，（25）：128-130.

Application of Sandwich Teaching Method in Molecular Biology Teaching

QIN Shao-wei1，ZHAO Li-feng1，2

（1.College of Life Science，Tarim University，Alar，Xinjiang 843300，China；2.Key Laboratory of Protection and Utilization of Biological Resources in Tarim Basin，Tarim University，Alar，Xinjiang 843300，China）

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[关键词]农业院校 研究生 分子生物学双语教学 课堂演讲 应用

[中图分类号] G643 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）11-0086-04

近年来，我国各行业日益与国际接轨，迫切需要既精通专业知识又能良好运用外语的高素质人才。研究生的外语运用能力是衡量我国研究生培养是否满足社会需求的标准之一。英语早已是全球语言，我国高校部分研究生专业课程实施汉英双语教学（Chinese-English bilingual teaching）正是高校研究生教育致力于培养具有国际视野的高层次人才的重要举措之一。

分子生物学是现代生命科学中发展最快的前沿学科之一，其理论和技术几乎已渗透到农业的所有领域。因此，在我国农业院校，分子生物学被设计为“生物化学与分子生物学”、“植物学”和“作物遗传育种”等众多学科点的基础课或学位课之一。然而，分子生物学内容多、抽象性强、进展飞速，加上国内高校尤其是农业院校的分子生物学在教学与科研方面均与美、英等发达国家的存在较大差距，这决定了国内师生只有借助英语才能迅捷、精确地掌握该学科知识，追踪其最新进展。因此，我国部分农业院校将研究生的分子生物学设计为汉英双语教学，以帮助学生借助英语更好地掌握分子生物学知识，同时提升学生的英语运用能力。

但是，与国内综合性大学相比，农业院校研究生的生源质量较差，一方面，学生的分子生物学知识薄弱，部分学生以前没学过分子生物学或生化知识，个别跨专业的学生甚至缺乏生物学常识;另一方面，学生的英语基础偏弱，“哑巴英语”是普遍现象。这样一来，农业院校实施研究生分子生物学汉英双语教学面临巨大困难，学生对该课充满期待却又焦虑不堪。因此，如何帮助学生接纳该课程是教师亟须解决的难题。笔者在多年教学中初步证实，“课堂演讲（class presentation）”是实现分子生物学汉英双语课教学目标的有效方法之一。

课堂演讲在国内外高校中均是一个历久弥新的命题。演讲是讲话人处于中心地位在听众面前就某问题发表意见或阐述某事理的交际活动;狭义的课堂演讲是指学生在课堂上就某话题陈述看法、观点。在当今社会，口才是人才的必备素质之一，演讲课是国外许多大学必开的一门课。早在1642年，哈佛大学就将演讲作为必修内容训练学生;在当代美国高校，演讲课被作为通识教育的必修科目，具有不可撼动的地位。在我国，最早为英语专业学生开设演讲辩论课的是北京大学。但是，课堂演讲在我国农业院校研究生的分子生物学汉英双语教学中的系统实践却迄今未见报道。

笔者针对我国农业院校研究生分子生物学双语教学举步维艰、效果欠佳的现状，结合多年教学实践，探讨了将学生课堂演讲引入研究生分子生物学双语教学的主要理论基础、操作环节和实践效果，旨在为我国农业院校研究生分子生物学双语教学的效果优化提供参考。

一、我国农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲的主要理论基础

（一）实施课堂演讲依托的是“输出式”知识获取理论

目前，我国高校的大部分课程均是单纯的“输入式”教学，而彻底缺失了“输出式”教学。教育家Swain的“输出理论（output hypothesis）”认为：“输出”可大大提高学习者特别是语言学习者的学习意识，对提高学习者的交际能力起着不可替代的作用;事实上，成功的专业知识和二语习得既需要大量“可理解输入（comprehensible in？鄄put）”，又需要有效“可理解输出（comprehensible out？鄄put）”。对学生而言，在农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲正是一种专业知识和英语的双重“强迫性输出（pushed output）”，是一种以任务为导向将学生置于真实“输出”环境的“任务型教学”。在完成演讲任务中，学生须经过重构在分子生物学和英语两方面将陈述性知识转化为程序性知识，并以富于情感的演讲来实现分子和英语知识的同时强化。

（二）实施课堂演讲体现的是“研究型学习”理念

“研究型学习”是指学生在教师指导下以类似科研的方法获得知识。农业院校研究生分子生物学双语教学的目标之一就是要强化学生的研究能力，课堂演讲正是磨炼学生研究能力的有效方式。这是因为，课堂演讲过程包括选题、准备、演讲和评价等环节，学生应对每个环节时都可模拟研究来开展。在认定题目时，学生须客观评价自身的知识基础和未来研究需要，这类似于科研中的“选题”;在准备演讲稿时，学生须大量收集、快速甄别资料，这等同于科研中的“文献检索”与“立论”，该过程锤炼的总结与写作技巧还能有效运用到学生的论文写作中;在制作PPT和上台演讲时，学生须理清逻辑、谋篇布局、旁征博引，该过程等同于科研中的“结题汇报”或“论文答辩”。可见，课堂演讲的实施正是契合了研究生课程的“面向研究”的属性，体现的是“研究型学习”理念。

二、我国农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲的主要操作环节

（一）学生动员

在首次课中，教师一方面要向学生说明课程的设计理念，强调课堂演讲的实施是顺应时代的发展，以敦促学生感悟教师的良苦用心，积极应对;另一方面，要说明课堂演讲的实施方案和评价方式（见表1），规定每位学生都要演讲一次，成绩将被纳入其“形成性评价体系”，并占课程总成绩的40%，促使学生高度重视、严肃对待。实践发现，少数分子基础知识扎实、英语口语功底好的学生对课堂演讲的兴趣较高，但大部分学生因分子基础知识薄弱、英语口语能力低下而对演讲产生焦虑感，故动员环节的核心是消除这些学生的畏难情绪，鼓励其勇敢面对。

表1 研究生分子生物学双语教学中课堂演讲的评分体系

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（二）演讲题目确定

演讲题目按“一人一题”的原则并根据分子生物学内容和学生水平确定。就学科内容而言，题目须立足学生的研究需要，以分子技术的基本操作、新进展为重点，同时兼顾基本概念，做到深与浅、经典与现代的和谐统一。就学生实际而言，首先须照顾学生的知识背景，如学生的分子基础知识极其薄弱，则为其设计基础性的题目，并推荐中文材料;如学生已拥有较扎实的分子基础知识，则鼓励其选择较尖端的新命题。其次，须考虑学生在研究生阶段甚至在就业后的研究方向，如学生在研究中将不涉及或很少涉及分子问题，则让其选择“入门”型的题目;如学生研究涉及大量分子手段，则让其与导师沟通，使所选题目能贴近其研究细节或就是其研究的关键环节，即让演讲成为该学生准备研究的有机组成部分。在长期教学中，笔者已建成了课堂演讲的“题目库”，供每轮教学更新、使用。

（三）演讲PPT制作与审定

学生须提前准备好演讲PPT。演讲内容应紧扣题目，支撑材料可来自指定的原版教材、国际分子生物学相关网站或英语期刊。内容的组织应重点突出、结构严谨、逻辑清晰。PPT须用全英语完成，并讲究科技论文写作的规范和专业词汇翻译的准确度。PPT应长短适宜，背景美观，字体、字号恰当，图、表和视频等精美、合适。学生演讲前，教师及时审阅其PPT，指导其在分子内容和英语运用方面进行反复推敲，特别是要杜绝抄袭与剽窃现象。

（四）正式演讲前的演习

在正式演讲前，教师指导学生利用宿舍、实验室或自习室等场合反复演习，以熟悉PPT、控制时限、推敲演讲中构思与布局的科学性，并设计必要的肢体语言。教师可提供经典英语演讲稿供学生欣赏，让其领略英语演讲中的换气、连续、重音和停顿等用声特征。

（五）“上台”演讲

在规定时间，学生上讲台在10-15min内完成演讲，并预留提问时间1-2min，演讲顺序可按学生学号也可由学生自主决定。学生演讲时须先说或读英语，再汉译关键词或句。教师负责为学生营造一个宽松而庄严的环境，要求学生郑重进入演讲状态，并敦促其他学生尊重演讲者;学生演讲结束后，教师随机请学生对演讲者进行点评或提问。在学生演讲过程中，教师要宽容对待其失误或错误，及时给予总结或鼓励。条件允许时，教师可对演讲过程进行录音或录像，再在课堂上回放点评，这样可大大增加课堂的趣味性与互动效果。

（六）成绩评定与期末试题设计

演讲结束后，教师参考学生对演讲者的点评对演讲者进行评分（表1）。同时，教师在演讲结束后的提问时段，从演讲内容中快速精选部分知识点设计为期末考试题，并当场对全体学生说明，即本课程的期末考题全部来自学生的演讲内容，每个学生的演讲内容都有可能出现在期末试卷中，这样一来每轮课的期末试题均不同，可杜绝“师弟”、“师妹”向“师兄”、“师姐”打探期末考题、弄虚作假应对考试的弊端，从而促使全体学生专心听每一个演讲者的演讲，积极应对期末考试。

三、我国农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲的主要意义

（一）有助于强化研究生的分子生物学知识和综合运用英语的能力

农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲可从“源头”强化学生的分子知识。在学生为演讲做准备的过程中，教师引导学生熟悉国际上分子生物学的主要网站、著名期刊和经典名著，学生从中积累了大量的分子生物学专业词汇。随着阅读量的扩大，学生将逐步掌握分子基础知识、技术方法的英语表达方式，以实现对分子理论和技术的准确认知。同时，学生可熟悉部分分子生物学英语期刊的办刊宗旨和收录范围，从而为今后的英语打下初步基础。

另一方面，实施课堂演讲可大大提升学生综合运用英语的能力。课堂演讲实施中，英语文献检索与阅读、英语科技论文的写作和英语口语演练等环节可系统地促使学生自主强化其综合运用英语的能力，教师则引导学生感悟英语的遣词造句、基本语法和科技论文惯用语等诸多细节，使学生运用英语时在词、句、段和篇各层次均力求地道，从而提高英语思维、锤炼英语思辨能力。其中，“上台演讲”环节可在近似正式交流的层次为学生创造说、讲、读和听英语的宝贵平台，可有效帮助学生在英语运用中认识到地道、优美语音语调的魅力和连贯、流畅表达的重要性。

（二）有助于强化研究生的心理素质

农业院校的研究生因英语较差而对演讲产生严重的畏难情绪，但仍被分子生物学双语教学中的课堂演讲“逼”上讲台。教师应正视学生的焦虑情绪，依托完善的演讲内容准备和基本演讲技能指导来帮助学生消除理解恐惧，调整期望值，临场时冷静、自制。实践证明，学生按平等机会轮流上台能有效帮助学生克服怯场心理，后上台者越发镇定自若，台下的提问者也逐渐活跃，在这种充满善意、激情的氛围中，学生运用英语的兴趣被激发，在公众场合展示自我的勇气得以增强，害羞、怯场等不良心理逐渐被克服。

（三）有助于强化研究生以信息收集与甄别为核心的思辨能力

我国长期的“填鸭式”教学使学生思辨能力低下，面对海量信息时，学生们往往无所适从。研究生参与课堂演讲时尝试以语言综合认知和运用为基础的跨文化交际，在应对演讲的各环节时都须调动、运用分析、综合、判断和推理等思辨能力。其中，学生浏览网站和阅读国内外参考文献时，须做到广泛涉猎、海量收集和快速甄别。面对庞大的信息群时，学生须以评判性思维、紧扣自身目标来辨析信息与目标的“关联度”，在有限的时空内快速决定材料的取舍和“取”的程度，该过程与科研项目申报中的立论依据梳理和研究假说凝练过程极其相似。可见，课堂演讲可培养学生良好的以信息收集与甄别为核心的思辨能力，这对学生研究工作的开展具有特别重要的意义。

四、结束语

我国农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲并非致力于把学生培养成演说家，而是将课堂演讲作为手段实现学生分子知识水平提升和英语运用能力强化双重目标。[3] [28]实施课堂演讲运用的是“输出式”知识获取理论，体现的是“研究型学习”理念，具体包括学生动员、演讲题目确定、演讲PPT制作与审定、正式演讲前的演习、“上台”演讲和成绩评定与期末试题设计六个环节。实践证明，课堂演讲有助于强化研究生的分子知识和英语综合运用能力、心理素质和以信息收集与甄别为核心的思辨能力。

同时，实施课堂演讲对教师在分子知识、英语能力和工作量等方面提出了新的挑战。教师须时时紧跟分子生物学的发展才能引导学生实现对该学科的即时了解。教师组织课堂演讲既要立足于对普通英语演讲的充分了解，又要从英语学术报告的角度强调课堂演讲的科学性。此外，教师在演讲的各环节都要密切关注、精心组织学生，还需统筹教学任务的圆满完成，故必然付出更多的精力和时间。

[ 注 释 ]

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篇4

关键词结核病;结核分枝杆菌;聚合酶链反应

20世纪90年代,全球多数发达国家结核病疫情出现明显回升,许多发展中国家出现结核病疫情严重加剧,结核病已成为全球最紧迫的公共卫生问题,目前世界上没有任何一个国家能逃脱结核病的威胁。每年全世界约有800万新发病人,约300万人因结核病而死亡。我国的情况也是如此,据2000年第四次全国结核病流行病抽样调查表明,我国结核病的形势仍然十分严峻。结核病流行病学显示高患病率、高耐药率、低递降率等特点 [1]。因此快速准确的诊断是控制结核病的主要条件,我们对使用分子生物学技术聚合酶链反应在结核病实验室的诊断做了一些分析研究。

1材料

仪器与试剂:广州达安基因生物公司DA-7600荧光定量核酸扩增仪和结核分枝杆菌检测试剂盒。

2方法

2.1标本采集和处理

2.1.1标本的采集和液化

用一次性痰液收集器采集,最好留取早晨第一口痰液。痰液收集后应尽快送检。在痰液标本中加入4倍体积的4%NaOH溶液,吹打均匀后室温放置30分钟使之液化。

2.1.2 1×TE溶液配制

吸取1ml20×TE,溶于19ml去离子水中,混匀即可。

2.1.3标本及质控标准品的处理

取0.5ml液化痰液至1.5ml离心管中,再加入0.5ml4%NaOH室温放置10分钟后15000rpm离心5分钟,吸弃上清,在沉淀中加无菌生理盐水1ml打匀,15000rpm离心分钟,吸弃上清:再重复洗涤一次。(血液标本直接用淋巴细胞分离液分离沉淀白细胞)沉淀直接加50ulDNA提取液充分混匀,沸水浴10分钟(误差不超过1分钟),转至4°C静置6～8小时以保证充分裂解。1000rpm离心5分钟,取上清液2ul做核酸扩增反应。另取阴性质控品、阳性质控品各40ul加等量DNA提取液打匀,沸水浴10分钟后同上处理。

2.2加样

将样品处理上清液各2ul分别加入反应管中,混匀后置核酸扩增仪上,立即进行PCR扩增反应。

2.3核酸扩增程序

93°C2分钟预变性,然后按95°C45秒55°C60秒,先做10个循环,最后按93°C30秒55°C45秒,做30个循环。

2.4结果分析

在定量分析中,综合考虑相关系数,误差后,设置当前域值(参考值1.2左右)。

3结果判断

Ct值无:阴性结果;Ct值

4质量控制

阴性质控品:全部阴性;阳性质控品(包括临界阳性质控品、强阳性质控品)全部阳性;阴性质控品Ct值>临界阳性质控标准品Ct>强阳性质控标准品Ct,则本次实验有效,否则,实验无效,应检查试剂、仪器、反应条件等方面的误差。

5讨论

结核杆菌(TB)可以导致全身性疾病,特别是在发展中国家,其发病率较高,危害性极大.近几年结核杆菌的变异性较大,对抗痨药物的耐药性增加[2],从而使结核病的发病大幅度增高。虽然传统的涂片抗酸染色、细菌培养以及胸片检查对大部分结核能作出正确的诊断,但对某些病人亦可造成误诊或漏诊.分子生物学技术基本实现了简便、快速、防污染、灵敏、准确地诊断结核的目的[3],并且该方法正趋于常规化地应用于临床一般实验室[4]。应用PCR方法检测结核杆菌的首要条件是设计一对特异性DNA引物.该引物所引导的DNA扩增序列应是结核杆菌独有的,且是结核杆菌的保守序列,这样才能保证检测结果的特异性[5]。自从1989年聚合酶链反应(PCR)应用于结核杆菌检测以来,该技术已广泛应用于结核病的诊断并显示出很多优点.PCR检测结核杆菌的优点决定了它在临床上的应用价值和范围,PCR检测TB的优点主要表现如下:

5.1能早期诊断TB菌血症

在TB感染的早期,特别是在TB病灶通过血源性外传播时、及在外周血中存在极少量的TB时,PCR就能给于扩增并确诊.此外,由于外周血中TB的含量甚微,又没有新的病灶形成,因而血清学方法和物理方法均难以达到确诊的目的,而对这类病灶的早期诊断在临床治疗上具有指导意义,因为早期菌血症是较易控制的,并可以防止继发性TB病灶的形成。

5.2时间短

PCR检测TB仅需2～4h对于某些培养法难以实施的病例,PCR法则行之有效,同时提高了敏感性和特异性,可以检测到1个TB菌。

5.3有利于鉴别诊断

对于肺结核来说,其中的结核球和成人型原发性结核等,经常易于同肺癌的诊断相混淆。病灶中心部位经常出现既未见TB又未见癌细胞的坏死区.此时涂片检测常是阴性的。在这种情况下,PCR检测就显得特别有效。在许多情况下,TB可以导致脑膜炎、胸膜炎、腹膜炎等。涂片法尽管在诊断上具有直接、简便的优点,但敏感性差就局限了它的诊断范围和实用价值。PCR检测这类标本,可以说极其有效.其极高的特异性和敏感性可以很容易地确定TB性脑膜炎及TB性胸腹水。另外,对于肾结核、泌尿生殖系统结核的诊断,PCR都可以予以完成。

5.4抗痨治疗的评价

对于抗痨治疗效果的评价,以前的方法显得软弱无力。而PCR法则可以通过定期检测,采用定量PCR法确切地评价抗痨药物的疗效及残存菌的数量和活性度。 PCR扩增结果将是最可靠的疗效评价指标。

所以分子生物学技术聚合酶链反应对于评估结核病的临床疗效、疫情的检控、发病机理的探讨均有十分重要的意义。随着人们对结核分枝杆菌的认识不断深入,结核病临床发展的需要,我们必须从菌体水平到分子水平,从传统实验方法到现代实验方法,进行全视角全方位的研究和探索,为达到最终控制结核病提供理想手段。

参考文献

[1] 庄玉辉.加强结核病实验诊断技术的临床应用研究.中华检验医学杂志,2001,24:69-70.

[2] 勒小红、刘元东、苗 青。结核分枝杆菌耐药基因突变的研究。中华检验医学杂志,2004。27:117-117.

[3] Englund S.Bolske G,Ballagi-pordny A,et al,Detection of Mycobacterium avium Subsp.patatuberculosis in tissue sample by single.fluorescent and nested PCR based on theIS9100 gene.Vet Microbiol,2001,81:257-271.

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社区课程资源生物教学应用社区课程资源具有丰富性和多样性，是社区教育课程实施的重要因素，也是社区教育课程的重要组成部分。即社区本身就是社区教育的“课堂”，社区所处的社会环境和自然环境对社区课程教学具有十分重要的实践教学意义。本文着重对社区课程资源在生物教学中的应用进行了如下分析和探讨。

一、社区生物课程资源的种类

社区生物课程资源主要是指存在于社区内部的一切可以被生物教学所利用的直接或非直接的实施条件，其中包括素材性资源、环境资源、课程实施条件资源等。本文主要立足于河北秦皇岛地区，针对社区生物课程资源的具体涵义，对本地区的社区生物课程资源进行了如下调查、分析、整理。

1.社区的生物素材资源

社区的生物素材资源主要来自两个方面。一方面是来自于社区内部，即社区内存在的动植物生物资源，其中包括家庭中拥有的盆摘、小药箱、小动物，以及社区中的公共生物资源等。另一方面则是来自于公共场所。以秦皇岛市为例，秦皇岛市拥有丰富的生物素材资源，集山、河、湖、寺、庙、园、别墅、泉、瀑、洞、城、港、关、海、沙于一体，拥有数百种珍稀动植物。秦皇岛野生动物园内有80余种5000多只动物，东北虎、斑马、黑天鹅、非洲狮、棕熊等世界珍禽名兽应有尽有。秦皇岛新澳海底世界有各种珍奇生物标本：旗鱼、蝠鲼、翻车鱼……还有各种爬行类、书中哺乳动物。乐岛海洋公园除了丰富的海洋生物资源外，遍植木槿、海棠、冷杉、金丝柳、雪松、法国梧桐等50余种植物。

2.社区生物研究资源

北戴河生态农业观光园有贴近生活的各种蔬菜、水果，还有生物研究科技研发基地，对生物教学研究具有十分重要的作用。秦皇岛鸟类博物馆、北戴河博物馆等都珍藏有珍贵的生物标本资源，为社区生物教学提供了科学技术和科学研究的绝佳场所。此外，社区生物研究资源还包括社区中的与生物相关的人力资源，包括生物教师、生物学研究人员、生物开发技术人员、生物生产实践人员，等等。

3.社区生物教学环境资源

社区本身是学生生活的环境和学习的环境，贴近生活的教学会使得生物教学更具针对性和实效性。社区生物教学的环境资源主要是指社区活动场所、生物种植修复场所、生物研究学习场所、社区公共交流平台（社区QQ群、社区微信群、社区休闲吧、社区微博等）。

二、社区课程资源在生物教学中的应用

1.全面开发社区生物课程资源

应用的前提在于开发，社区生物资源的开发关系着生物实践教学的范围与教学水平，社区生物课程资源的多样性要求社区生物课程资源的选择与应用需要具备系统性、科学性、针对性和预见性。特别是那些一直未被利用却极具教育意义和实践意义的课程资源应当被纳入社区生物资源，最终达到社区资源课程化的效果。博物馆、海洋馆、工厂、农场、公园、少年宫、科技馆、植物园、动物园等都是社区生物课程资源的重要组成部分。综合利用这些资源能更好地提高学生的学习兴趣，激发学生的学习激情，改变学生的思维方式，最后达成终身学习的教学效果。

2.利用社区资源丰富生物教学形式

从社区生物课程资源的多样性来看，教师可以根据社区的生物素材资源、研究资源、环境资源主动开发生物课程。一是利用社区环境资源开展讲座、征文比赛、座谈会、文体活动、植树活动等活动。二是利用社区生物素材资源将课堂教学与课外教学相结合，让受教育者直接与生物面对面进行实地学习。三是利用社区生物研究资源，利用社区的生物研究设施、研究资源、医疗设施进行实践教学实习活动。

3.社区课程资源的实践教学应用案例分析

社区课程资源的实践教学根据教学目标的不同可分为三类：走进社会、服务社区与社会实践。

走进社会的教学目标在于让学生亲近自然、认识自然，懂得自然中的生物常识、生物科学技术以及它在日常生活中的作用。在秦皇岛地区开展的教学实例有关于“雾霾是否影响人类的生殖能力”“采取怎样的措施可减小汽车尾气对人体的伤害”等话题的民意调查。同时，也开展过社区生态环境考察、社区生物资源大寻宝等社会实践活动。

服务社区不同于走进社会，它不仅仅要了解更多的是需要自己动手，其教学目标就在于让学生利用学习到的生物科学知识来解决生活中所遇到的问题，形成独立的动手能力和解决问题的能力。其教学实例主要包括对敬老院老人日常生活用品的检测、幼儿园公共食谱的研究和制作、公共厕所的空气流通设施的改造、社区损坏植物的修复、厨房微生物群体的研究、农场的育苗技术学习等。这之中会包含很多细微的生物知识学习，例如大豆与根瘤菌的关系、昆虫“S”型增长的原因、大豆与根瘤菌是否互利共生等话题性的探究学习。

社会实践的教学案例主要包括在各种与生物相关的节日时开展的节日宣传互动，其中包括植树节、爱鸟周、地球日、无烟日等公益宣传活动。此外，也会涉及生物科技设备促销、科普知识宣传、废旧电池有奖回收、计划生育宣传等与经济和政治相关的活动。其目的主要在于锻炼学生的社交能力，培养其社会责任感和公民责任心。

三、结语

综上所述，社区的生物教学资源十分丰富，利用形式也多种多样。社区课程资源的开发与利用不仅有利于有效整合社区教学资源，为社区提供良好的教育平台，而且将社区教育中心建设成为社区学习资源中心、信息交流中心和学法指导中心，为社区教育的全面综合发展奠定基础。

参考文献：

\[1\]池淮清.开发社会资源助力生物学教学\[J\].生物学教学，2013，38（5）：35-36.

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笔者长期从事分子生物学课程的理论和实验技术的教学工作。在教学过程中,结合该课程微观概念繁多、抽象性强等特点,从教材的选用、内容、以及教学方法等几个方面进行了探索研究,并取得了一些成效。以下对教学改革的几点措施以及体会和认识进行具体的描述。

一、精心选择有关教材和参考书

教材是学生“学”和教师“教”的过程中的基本资料,市面上关于分子生物学的教材十分多。由于分子生物学所包涵的知识面十分广,在编写教材时有不同的侧重点,因此选用一本合适的教材十分重要。通常要求教材既能涵盖分子生物学基本概念与基础知识,同时又能反映学科的发展动态,体现学校的办学特色。分子生物学是我校较早实行双语教学的课程之一,根据学生的实际水平选择了科学出版社影印出版的英国经典分子生物学教材《Molecular Biology》(Turner)。本教材按主题,采用言简意赅的语言和简明清晰的图表,系统概括了分子生物学的核心内容、主要技术及前沿动态。而且,此教材有中文译本,可以帮助学生快速准确获得信息,十分适合作为双语课程的教材。

二、优化教学内容

由于目前大多数生物学课程,如遗传学、生物化学、细胞生物学等都进入了微观分子时代,因此均增加了蛋白质、核酸、基因表达调控等基础知识的讲解。这使得学生对开设在高年级的分子生物学有一些似曾相识的感觉。这虽然有助于学生对分子生物学的理解,但是也会使学生感觉好多内容是对前面的复习,出现厌学情绪。针对这种情况,我们邀请遗传学、生物化学、细胞生物学等可能涉及分子生物学内容课程的主要负责人,认真讨论,优化了各自的教学大纲,在保证课程内容完整性的前提下,尽量压缩分子生物学的相关内容。对于教学过程中,生物化学、遗传学和遗传学中必须出现的分子生物学内容,如蛋白质核酸的结构与组成,采用分组讨论的方式进行自学,调动学生的学习积极性,因势利导,使学生对所学知识能够更加理解,对所学知识的记忆和理解能够进一步加深,为以后对相关知识点的学习打下良好基础。与此同时,这既节约了教学时间,又不会再出现与遗传学和生物化学有相同内容的重复教学问题。这样,一方面对分子生物学的教学重点进行了明确,另一方面又突出了分子生物学的教学特点,即以遗传学和分子生物学为基础,保证了教学课程的系统性和完整性。

三、合理使用多媒体课件

分子生物学理论课教学内容多,而且抽象,因此学生很难熟练掌握和理解。另外,分子生物学又有着很强的技术性。其原理十分复杂、难度高,很难进行试验操作且成本很高,这样可以利用教学课件中的相关图像及动画来进行演示,提高学生的学习兴趣。教师还可根据学生的个性特点以及接受能力来选择合适的多媒体课件配合内容的讲解,文、声、图、像并茂的新闻课件能够从多个角度分层次地展现教学内容,使学生更加容易理解相关知识,从而提高教学质量。美观清晰的多媒体界面,逼真的动画模拟更加方便教师在教学过程中的使用。通过多媒体向学生提供信息,是对学生进行多种感官的综合刺激,在获取信息的过程中,学生通过听觉、视觉等多方面的并用,更加容易使学生在学习中进行想象和创新,提高学生的学习积极性和创新能力。

但是,在教学过程中使用多媒体时,应注意它只是一种教学手段,是为教师的教和学生的学服务的。教师不能一味地让学生时刻跟着多媒体,只是做一个多媒体的操作员。所以,在多媒体教学过程中,教师要把多媒体当一种教学辅助手段,同时要注意给学生思考和讨论的机会和时间,培养学生的创新思维,重视学生的主体地位。

四、剖析经典实验

分子生物学是所有生物学学科相关课程中,最注重实验研究的课程之一。目前,现代分子生物学的理论发展的过程,实际上是前人大量实验发现的科学阐述集合,比如转座子的发现、RNA干扰现象及其机制的发现等。这些设计巧妙的实验,有着严谨的论述,其中的一些研究方法如今仍然在分子生物学的研究中广泛应用,如RNA干扰。这些经典实验过程本身就是一个科学故事,在很大程度上提高学生对相关领域的兴趣,其实验设计可以启发学生寻找解决问题的方法,也可以帮助学生在专业课程的学习中了解研究方法,从而加深对相关理论知识的理解和掌握。

同时,分子生物学本身仍在不断地完善当中。相关的知识内容、发现和研究方式方法日新月异。如对非编码RNA的研究已经成为目前对分子生物学进行研究的特点。将用故事的相识对非编码RNA的研究历史进行讲述,进而采用启发的方式对学生进行引导,讨论在研究中对这一作用的应用。这样的起发过程,可以增加学生对现代生物学研究中理论与技术相互促进发展的理解,激励他们对已学知识的充分思考,建立基础研究与社会应用之间的联系,提高学生的创新能力和学习积极性。

五、利用科研实例剖析重点难点问题

分子生物学虽然理论很高深,但是它却被广泛应用于各种领域。特别值得一提的,如今各高校的教师有着较高的学历和丰富的科研经历,能够在教学过程中融入实际的科研案例。在教学中对书本知识进行传授的同时,为学生讲解讲授一些在实际工作中应用理论知识的实例,对学生知识的灵活运用能力的提高有很大帮助,可以为他们今后的工作和实践奠定基础。从课堂教学效果来说,有助于激发学生的学习积极性,并增强他们对重点知识的掌握理解。除此之外,也有助于提高学生对所学知识的应用能力,为以后的工作和实践奠定基础。

如可能

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关键词 农业院校；分子生物学；综合性实验；教学改革；成效

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）21-0332-02

分子生物学是目前农林院校生物专业及涉农专业的主干课程，是从分子水平研究生命本质的一门新兴学科。它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为主要研究内容，在当前生命科学中发展较快，并正在与其他学科广泛交叉与渗透。分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。学好分子生物学，学会运用基本的实验技术对遗传物质进行实验操作，对于培养和训练学生的研究性思维很有帮助[1-2]。目前，各个院校生物专业均开设了分子生物学与分子生物学实验课，分子生物学实验课程是一门年轻的课程，从20世纪90年代初期开始，随着分子生物学日新月异的发展，分子生物学实验技术已逐渐成为生命科学各学科重要的研究工具。但是目前分子生物学实验课存在着知识更新慢，实验内容单一[3]，实验内容更新速度慢等问题，难以满足分子生物学发展的需要。本文针对目前分子生物学实验课现状，结合笔者自身体会，提出综合性实验的内容和可行性，进行实验课的改革和创新。安徽农业大学生命科学学院实验教学中心把科学研究中较成熟的科研项目逐步运用于实验教学中，通过开展综合性、设计性实验的探索，取得了理想的效果。

1 农业院校分子生物学实验课程现状

目前各个高校均开设了分子生物学实验课，从20学时至60学时都有。但是目前各个高校的分子生物学实验内容大同小异，验证性实验多，知识点少，综合性不强。主要内容一般包括基因组DNA提取、琼脂糖凝胶电泳、PCR反应、质粒DNA提取、感受态细胞制备、DNA的分子杂交等[4-5]，目前分子生物学实验课的开设基本采用集中教学的方法，因为分子生物学实验一般需要的时间较长，一个实验项目短则连续1 d完成，长则连续3 d完成。但是在目前分子生物学的实验课程安排上每个项目基本是单独存在的，而且基本是一些验证性的实验。但目前分子生物学技术往往实际使用的是连贯的技术体系，目前的分子生物学实验课只能训练学生的基本技能，无法进行综合能力的培养[6]。学生学习了实验课内容后，记忆不强，印象不深，且在毕业论文及以后学习中，难以综合应用分子生物学实验技术。但在实际应用中分子生物学需要与其他学科相交叉，才能更好地发挥作用。基于分子生物学实验课程现状分析，提出了合理确定课程内容，培养学生创新能力，训练扎实的基本功，利用现代化教学手段使实验内容更加生动形象、丰富多彩，并严格要求，以科研促进实验教学改革，自主设计综合性实验以及实行开放式教学等若干合理对策。

2 综合性实验实施案例

综合性实验重点体现“综合”二字，本综合性实验名称为《水稻愈伤组织诱导及转GUS基因鉴定》，涉及的实验技术比较多，而且每个环节都有联系，最终达到一个实验目的，解决一个问题。本实验以水稻种子为材料，从愈伤组织诱导、农杆菌的培养、GUS基因载体的转化、GUS基因的染色等方面，学习农杆菌导入方法，熟悉水稻转基因的全部流程，掌握GUS基因作为标记基因的优点，从而掌握植物转基因的各个环节，为以后的功能基因组学研究打下基础。实验目的为使学生明确实验流程（图1），熟悉科研课题的设计，并且训练学生的科研素养。实验内容主要包括：①水稻胚性愈伤组织诱导；②农杆菌感受态细胞的制备；③液氮冻融法把重组子导入农杆菌；④农杆菌与水稻愈伤组织的共培养和筛选；⑤水稻转基因抗性植株的获得和鉴定；⑥水稻愈伤组织和叶片的GUS染色[7-8]。然后根据实验内容撰写论文，论文的格式同格式，要求图文并茂。

水稻愈伤组织诱导实验需要学生结合前期组织培养技术的学习，回顾学过的实验技术。农杆菌感受态细胞的制备也是分子生物学实验中的内容，同时结合了微生物培养的实验技术[9]。液氮冻融法把重组子导入农杆菌是植物转基因中常用的实验技术，与上一个内容相连接，同时对阳性菌株的检验又会使用质粒提取、PCR等技术。农杆菌与水稻愈伤组织的共培养和筛选综合运用了植物转基因的知识，使学生认识到植物转基因的步骤和原理[10]。水稻转基因抗性植株的获得和鉴定又结合了植物基因组提取、PCR等分子生物学实验技术。水稻愈伤组织和叶片的GUS染色实验使学生熟悉了标记基因在转基因中的应用，基本实验过程见图2。总之在本综合性实验技术中，不仅包含了普通分子生物学实验中大部分实验技术，且与其他学科实验技术融会贯通，更重要的是整个实验室成为一个有机的整体，有一个明确的实验目的。学生在实验中不仅要观察实验现象，进行拍照，同时要进行数据统计，优化实验参数。

3 综合性实验实施效果分析

3.1 实验时间灵活，周期长

根据分子生物学实验的特点和各校教学时间设计情况，在时间上对分子生物学实验进行灵活而又合理的安排。该综合实验持续2～3个月的时间，学生可利用空余时间进行实验，而不一定要在固定时间进行，且实验周期长，学生能学会更多知识内容。

3.2 实验内容丰富，综合性知识多

该实验不仅涉及到分子生物学的实验技术，细胞学、微生物学等实验技术也有涉及，起到了综合运用多种实验技术的目的，同时也是对原来实验技术的复习和回顾。比如本实验中使用了组织培养技术，属于细胞工程实验的内容，农杆菌培养属于微生物学实验内容，再结合分子生物学实验内容，体现了该实验的综合性。

3.3 考核方式灵活，重过程，轻结果

以往的分子生物学实验报告，每位同学的报告内容基本相同，抄袭现象严重，因为每位同学的实验步骤、方法，甚至结果都基本相同。综合性实验要求按照科研论文的形式上交，每位同学都要收集图片、统计数据，因此每个人的实验图表各不相同，通过图和表以及文字的叙述来衡量学生的技能掌握情况，比用单纯的实验报告效果更好。

3.4 培养了学生的动手能力，教师起到辅导作用

以往的实验课中教师授课时间基本占1/3，学生按照固定的模式去做实验，基本都是一些重复性的结果，学生往往是机械性地操作，实验内容枯燥乏味。综合性实验教师起到的是导师作用，进行实验的指导，学生往往需要自己查阅文献、配制试剂，并把实验作为一个课题来研究，提高了学生的思考意识和能力。此外，安排研究生进行助教工作，将综合性实验与研究生实验进行有效结合[11]。同时也减少了实验教师的工作量，从传统机械性的教学模式转变为实验性的辅导。

4 结语

农业院校生物学专业必须结合实际要求，植物转基因和基因工程是生物专业必须要了解的知识。但是目前分子生物学实验教学中，往往进行的都是分子生物学基本技能的培养，缺乏深层次和系统性的实验，学生学习兴趣不大。本文从多方面阐述了综合性实验在分子生物学实验教学中的必要性，同时以《水稻愈伤组织诱导及转GUS基因鉴定》综合性实验为例，列举了该实验集合了多项实验技能，能够通过这样的实验项目锻炼学生的实验技能，同时进行了科研能力的训练，在今后农业院校分子生物学实验教学中应该多采用综合性实验教学的模式。

5 参考文献

[1] 胡晓燕，于清水，吴伟芳.生化与分子生物学实验课考核方法的探索[J].高校实验室工作研究，2009，100（2）：55-56.

[2] 袁继红，李香花，朱意.分子生物学综合性实验教学的探讨与实践[J].生物学杂志，2011，28（3）：99-102.

[3] 姜立春，李俊刚，阎秋洁，等.分子生物学综合性实验创新教学改革与探索[J].实验室科学，2011，14（3）：56-58.

[4] 刘文，胡巍.分子生物学实验教学改革及综合性实验教学项目设计[J].教育教学论坛，2013（3）：226-227.

（下转第338页）

（上接第333页）

[5] 倪郁.分子生物学综合实验课程的设计和实践[J].西南师范大学学

报，2012，37（2）：147-149.

[6] 张彦定，黄义德，胡雪锋.本科分子生物学实验教学的思考[J].新课程研究，2008（126）：115-116.

[7] HIEI Y，KOMARI T，KUMASHIRO T.Efficient transformation of rice（Oryza sativa L.）mediated by Agrobacterium and sequence analysis of the boundaries of the T-DNA[J].Plant J，1994（6）：271-282.

[8] ANAI T，KOGA M，TANAKA H，et al.Improvement of rice（Oryza sativa L.）seed oil quality through introduction of a soybean microsomal omega-3 fatty acid desaturase gene[J].Plant Cell Rep，2003（21）：988-992.

[9] LEE S，JEON J S，JUNG K H，et al.Binary vector for efficient transformation of rice[J].Plant Biol，1999（42）：310-316.

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关键词：研究型教学；生物化学与分子生物学；大学生科技创新

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）18-0146-02

进入21世纪后，分子生物学的发展迅猛，新技术新手段层出不穷并已渗透到各个学科；分子生物学理论与技术已经成为人们认识生命本质和改造生物特性的有力武器。然而，我们在指导大学生科技创新活动中发现：大多数学生（即使考试成绩很好的学生）很难能应用所学的分子生物学理论与技术设计出科学研究的实验方案；我们调查也发现：很多硕士研究生在利用分子生物学理论与技术设计科学研究实验方案时仍困难重重，这说明我们传统的“老师讲、学生听、再考试”按部就班的生物化学与分子生物学教学模式已经很难实现“培养高素质创新性人才”的目标。那么，如何在教学中引导学生进行科技创新？

随着近年来分子生物学的飞速发展，给生物化学与分子生物学教学带来一些问题，主要体现为：教学学时的不足与教学内容的扩增；学生理论知识的学习与科学研究实验环节的严重脱离，这是造成分子生物学知识在应用中“困难重重”的主要原因。

研究型教学也称主题研究，是在美国布鲁纳的“发现式学习模式”和瑞士皮杰的“认知发展学说”基础上构建的教学模式[1]，是在老师指导下有目的地相对独立地对教学内容相关的实际问题进行探索研究，从而提高学生运用知识解决实际问题的能力，从而培养出具有独立思考研究能力的创新型及应用型人才。

“开展大学生创新教育、培养高素质创新性人才”是高等教育改革与持续发展的一个重要主题。为坚持“教学以学生为本”的原则，以培养“实践能力强、综合素质高”的创新型医学人才为中心，我们以“肿瘤微环境与免疫治疗湖北省重点实验室”为平台，以教师承担的科研项目为引导，在生物化学与分子生物学理论及实验教学中探索并实践“研究型教学”模式。

1.优化和整合理论教学内容，夯实学生创新基础。生物化学与分子生物学发展快速，新技术、新方法、新成果不断涌现。我们根据教学大纲要求，优化、整合教学内容：删除淘汰的内容，合并重复的内容，增加新出现的内容。在课堂讲授中，将国内外一些最新分子生物学研究成果、发展动态及科学前沿知识充实到教学内容中；介绍分子生物学新技术在疾病诊断、治疗、预防中的最新进展，使学生明白生物化学与分子生物学在医学中的重要性。

2.利用多种现代化教学方法和手段，激发学生科技创新兴趣。生物化学与分子生物学课堂内容丰富、信息量大，而教学课时少。因此，我们在理论教学中将教学内容分为讲授和自学两部分：在讲授中，利用多媒体等多种现代化教学手段，将难点和抽象的内容以动画的形式反应出来，使教学内容直观化，增加学生对知识的掌握；在自学中，充分利用网络教学平台实现师生之间、生生之间的交流互动；同时将教师承担的科研课题设置成科研专题，让学生带着科研专题的问题开展学习。

3.加强实践教学，培养学生科技创新能力。我们在重视理论知识教学的基础上，加强实践教学与理论教学相结合。我们重新组合实验内容，实行“三型实验原则”（即将实验分为验证型实验、综合型实验、研究型实验）：减少基础性验证型实验、增加设计性综合型实验、开展创新性研究型实验。

在课堂内的基础性实验部分：减少传统的验证性及临床生化指标测定的实验项目及学时数，使实验项目主要集中于基本操作、比色技术、离心技术、层析技术及电泳技术等方面的实验；对基本的规范化实验操作方法及常规实验技术（如比色、离心、层析、电泳等技术）操作流程录像后上传到课程网站中以便学生对照学习。

在课堂内的设计性综合型实验部分：我们组织学生针对教学中遇到的问题设计研究方案。例如，在肝脏生物化学中提到：白蛋白主要是由肝脏合成，而白蛋白又是临床医疗和科研中常用制剂，如何提取出有活性的白蛋白？如何利用生物技术大量生产白蛋白？通过讨论，使学生了解解决这一问题所依据的蛋白质理化性质和分离纯化、基因表达、基因重组、PCR等理论知识。通过设计白蛋白分离纯化与鉴定实验，在对蛋白质理化性质加深理解的同时，使学生掌握合理运用盐析沉淀、离子交换层析等技术操作流程；在此基础上，启发学生运用基因重组、RT-PCR等分子生物学技术设计重组表达白蛋白的实验方案。指导教师对学生设计的研究方案可行性和合理性进行点评及修改，学生在老师指导下，在课堂内开展上述设计性综合型实验。

4.在课堂外的创新性研究型实验部分：学生组成多个研究小组（3～5人/组）对教师承担的科研课题（已设置成多个科研专题）查阅文献和资料后进行创新性科研专题申请书的撰写；指导老师根据申请书质量及个人兴趣爱好挑选部分研究小组开展科研专题的实验研究；在此过程中，学生利用课余时间在老师指导下开展创新性实验研究，从而进一步培养科技创新能力。

5.研究型教学模式在生物化学与分子生物学教学中的效果：通过研究型教学模式在三峡大学医学院临床医学专业的生物化学与分子生物学教学中的探索与实践，我们发现学生的考试成绩显著高于未经过研究型教学模式的班级；学生的动手操作能力也显著高于未经过研究型教学模式训练的学生。通过研究型教学模式，学生的科研素质和创新能力得到提高，激发了学生对生物化学与分子生物学的学习兴趣，极大调动了学生的学习积极性。通过学生课外完成的科研专题研究，学生以第一作者在CSCD核心期刊发表研究论文7篇；指导老师在指导大学生科研专题的同时，圆满完成了自己所承担的科研课题的研究；同时老师通过完成科研课题，促进自己的教学水平。

总之，通过上述一系列的探索与实践，能充分调动学生学习积极性，开阔视野，增加学生对生物化学与分子生物学及科技创新活动的兴趣；更重要的是能提高学生的实践动手能力，培养学生的科技创新能力；同时，老师通过完成科研课题，带动人才培养；能使教师把教学与科研有机结合起来，以科研促进教学；使教师不断更新教学内容，不断改善教学框架，形成囊括最新知识框架的教学体系，从而使《生物化学与分子生物学》教学质量得以进一步提高；即充分证明研究型教学模式在生物化学与分子生物学教学实践中是有效和可行的。

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关键词：分子生物学；产学研结合；教学改革

1引言

分子生物学是一门以中心法则为基础，以研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能以及其在生命发生发展过程中作用的科学［1］，属于技术类学科。目前已经成为生物类、医学类、农学类专业教学的核心课程之一［2］。在生命科技人才培养、社会医疗以及生活服务方面均起着举足轻重的作用。随着社会对人才需求的进一步提升，分子生物学的教学改革已经引起广大分子生物学教师的注意，例如在教学手段上，慕课［3］、翻转课堂［3］、虚拟课堂［4］、线上线下教学衔接［5］已经有广泛的探索；在教学考核方式上，强调过程考核，加大实验考核比例［6］；在教学内容上，强调通过版块教学，避免重复教学以及加强思政教学，培养学生学习热情等［7］。分子生物学的教学改革已经取得较好的效果，但是每个学校／专业分子生物学所面临的问题不完全一致，因此将根据贵州大学水产专业分子生物学教学具体实际进行教学改革的探讨。

2分子生物学教学存在的问题分析

2．1分子生物学内容繁杂，各个章节衔接不紧密

分子生物学是一门前沿学科，具有知识点杂、涉及面广以及更新速度快等特点，单纯根据教学大纲进行教学，很难将各个知识点进行串联。该校分子生物学教学主要针对大三学生，在大二年级开设过生物化学以及基因工程等课程，然而之前的生物化学以及基因工程等课程均为选修课，并非所有学生都会选修，导致进入分子生物学教学时，全班同学的基础水平不一致，面临繁杂的内容，要同时兼顾基础好的同学和没有选修过生物化学以及基因工程的同学，并在有限教学课时内，讲好分子生物学难度相当大。同时分子生物学教学内容之间也缺乏有效地衔接，以朱玉贤教授主编的《现代分子生物学》为例［1］，全书共分为11个章节，各个章节知识量大，内容翔实，但是章节与章节之间的衔接并不紧密，例如生物信息传递过程中，怎么提炼出原核生物转录与真核生物转录的联系与区别；比较原核生物和真核生物的表达调控，甚至需要跨章节进行比较，如何有效地将这些内容衔接起来，方便学生进行比较学习，加深记忆与理解，提高教学质量，也是需要解决的问题。

2．2分子生物学内容过于抽象

分子生物学属于典型的基础学科，具有看不见摸不着的特点。分子生物学所研究的DNA与蛋白质都是肉眼无法见到的，因此如何将看不见的东西，变为看得见摸得着的实物，让学生深刻理解也着实困难。以前理论课上主要通过flash动画或者视频，将DNA、蛋白质的结构以及功能等进行形象化，让学生理解，然而一旦关掉视频，进入纯理论探讨，多数学生又回到原点，回到用分子生物学技术去解决实际问题时，又无从下手的情况。

2．3实验教学方式单一，实验设计零碎

实验教学是实现将不可见DNA、蛋白质变成可见的物质的一个重要过程，但是以往通常按照讲授式教学法进行教学，为了追求较好的实验结果，往往对试验方法、实验步骤等细化讲解，并将配置好的试剂耗材交于学生，然后学生按部就班进行实验操作，最后得到统一的结果，有些甚至直接观看老师进行实验操作，进行演示实验，这样严重影响学生理解实验的本质，学生缺乏相关思考，难以培养科技创新意识。此外，受教学学时的影响，分子生物学实验必须在2节课（90min）内完成，这就要求老师将一个完整的分子生物学实验人为切割成多个小实验，各个小实验中间间隔时间长（1～2周），这样不仅会破坏实验的完整性，无法通过实验将理论教学有效衔接起来。

3开展产学研结合教学的必要性

产学研的深度融合是深化科技体制改革的重要内容，通过高校与企业进行产学研合作对于推动高校科研成果的快速转化具有重要作用。水产专业是一门以应用为主的学科，要求培养适应经济社会发展需要，具有较好专业知识和技能，能在水产养殖生产相关行业从事技术管理、研发推广、产品营销、饲料检测等工作，富有创新意识，通专兼备，知行合一的高素质专门人才。因此开展产学研结合教学是培养水产人才的必由之路。大学生作为未来企业科技发展的中坚力量，大学生能力强，则企业的活力强，科技部、教育部也一再要求广大科研工作者将科研写在祖国大地上，因此，教学也必须围绕这一目标进行，加快推进产学研结合教学的探索。

4产学研教学模式开展分析

分子生物学是一门应用基础学科，如何实现产学研结合，一直困扰着广大教师，根据笔者多年教学以及与企业合作的经验看，可以从以下3个方面着手。

4．1开展模块教学，串联教学内容

分子生物学内容繁杂，为了更好地开展教学，帮助学生梳理教学内容，有必要进行版块教学，根据教材安排的11个章节，将所有内容分为4大版块（表1）根据不同的教学版块，选择不同的教学方式，讲述遗传信息的转录与翻译版块中，首先通过安排学生课前查阅资料与预习，课程中通过大量使用flash动画等模式，加深学生对转录与翻译的理解，同时对原核生物和真核生物的转录与翻译的联系与区别进行列表式的对比讲授，加深学生理解；对于实验版块，主要通过视频＋讲授的形式进行授课，可以让学生对大部分的实验有感性认识，然后通过实验教学，加深部分实验的理解；对于分子生物学应用教学，主要通过案例教学，在案例中进行理论知识的讲解；发展历史与前沿主要通过学生查阅资料，进行小组讨论和老师总结的方式进行教学，同时结合相关科研论文进行讲解。

4．2联系生产实际，强调分子生物学技术应用

需求与兴趣是最好的老师，为了将课程内容更好地加以衔接，可以通过设置学生感兴趣的案例进行教学，例如讲水产养殖过程中的“饥饿补偿”以及女生减肥过程中的“越减越肥”现象，组织学生讨论基因的表达调控，并讨论如何指导并应用于贵州省水产养殖；结合该省气温低，水产动物生长慢的现象，组织学生通过查阅资料讨论如何进行耐低温品种的选育（杂交和群体选育），并向学生讲述选种过程中分子标记技术的应用以及比较基因组学的知识，推动学生将专业知识快速与生产实践结合起来。

4．3结合教师科研，开展综合实验教学

为了通过实验进一步衔接理论教学，建议设置综合性探索实验。而综合性探索实验往往需要耗时1～2d，因此建议将分子生物学教学时间调整为周六、周日进行，确保实验时间完整。同时为了培养学生的科技创新意识，可以实行小组教学，并结合教师的科研内容进行，确保实验的探索性。基于上述因素，将分子生物学实验设置为2个综合性实验，第一个为DNA水平实验，主要为鱼类微卫星位点的开发，包括DNA的提取、水平凝胶电泳检测、PCR扩增、垂直凝胶电泳检测以及后续的银氨染色与脱色的过程。第二个实验为RNA水平实验，主要研饥饿补偿后某个基因的差异表达，包括RNA的提取、水平凝胶电泳检测、荧光定量PCR技术等，并通过设置不同是实验鱼以确保实验结果的差异性，提高学生探索问题的兴趣，但是因为该实验需要较多的经费支撑，因此必须结合教师的科研进行。

篇10

关键词：分子生物学实验；工科院校；教学

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）07-0189-02

分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学。随着分子生物学新理论和技术的大量出现，其应用已渗透到生命科学的各个领域，不再是神秘、难以操作的实验技术，而成为生命科学相关教学和科研过程中的一项基础技术。例如，许多本科课程教学中以及毕业论文实验过程中都涉及分子生物学技术，同时，工业上进行菌株选育工作，也多采用了分子生物学技术，并已形成了一种发展趋势。因此，开设本科分子生物学实验课程，让学生掌握基础分子生物学操作，培养学生分析问题和解决实际问题的能力，可促使学生在毕业论文环节快速开展实验并获得结果，对于完成本科阶段学习具有重要作用，也为学生在毕业后快速投入和开展有关的科研和实际生产工作打下坚实的基础。

工科院校的培养目标就是为社会和工程应用培养工程师，培养具有坚实的基础知识和较强应用能力的人才。针对这一培养目标并结合发酵工程学科专业特色，在实际教学中不但要让学生充分理解实验的原理，对其实验操作的技术能力也提出较高的要求，同时还需要培养学生分析和解决实际应用问题的能力，以应用于未来科研和生产工作中。本文结合实际教学经历，浅谈对工科学校分子生物学实验课教学改革的探索。

一、改进教学组织方式，提高教学效率

（一）培养学生自学能力，提高课堂效率

在以往的实验课上，学生等、靠、要的思想严重泛滥，一切都等着老师传授，一旦离开老师就不知所措，不能形成良好的自学能力。针对这一问题，并根据分子生物学实验的特点，我们将实验集中安排在一段时间内完成。制定了详细的时间表，并注明每天实验的操作内容，让学生充分了解每节课要进行的内容，形成连贯的思路。同时，将详细的讲义提前发给学生，督促学生进行充分的预习，查阅有关文献资料，了解最新研究进展。在课堂上通过提问和分析式的讲解让学生理解每步操作的原理和目的。这样可激发学生的研究兴趣，不仅知道应该怎样去操作实验，还可以达到知其所以然的目的。对于不理解的知识，也可以在课堂上询问老师，问题的解决可以激发学生的兴趣，变被动学习为主动学习，形成良性循环，这不仅可提高课堂效率，还有助于培养学生形成良好的学习习惯。在课程完成后，有兴趣的同学还可在课余时间加入研究室的课题研究中，巩固实验操作能力，让抽象的理论变为可见的事物，培养学生的科研精神，丰富学生的课余生活，尤其是对于参加各种本科生科技竞赛活动的同学有极大的帮助，同时也可辅助研究生的研究，减轻研究生的工作负担。

（二）对必要操作进行演示

由于多数同学完全没有接触过分子生物学实验，实验的操作步骤又较为烦琐，难免操作失误，使后续实验受阻。而上课的时间有限，几乎没有重复操作的可能性。因此，需要对必要的操作步骤进行演示，让学生由抽象的想象转变为具体认识，减少了学生实验操作出错的概率。

（三）尽量增加每位同学的操作机会

由于分子生物学实验试剂通常较昂贵，以往实验常以小组为单位进行，不能充分锻炼学生的动手能力，也为那些有偷懒思想的同学提供了置身于实验之外的机会。我们在实验条件容许的情况下，尽量增加每个同学的动手机会，将以小组为单位进行的实验改为每人一次的实验。例如，让每个同学都进行PCR操作，并亲自将自己扩增的PCR产物加入琼脂糖凝胶中，使他们能够充分体会到分子生物学实验操作是微量的，需要准、稳。然后，从琼脂糖凝胶电泳中确定扩增出目的DN段的PCR样品，用以进行下一步实验。这样，不但可以提高同学参与实验的热情和兴趣，而且可以避免以小组为单位实验时操作失败导致后续实验受影响的现象。

二、改进课堂讲授方式，培养工科学生分析和解决问题能力

（一）培养学生分析和解决实际问题的能力

分子生物学是一项精巧的技术，其发展速度快，大量新技术不断涌现，而课堂上时间有限，仅能实践学习一些基础的分子生物学实验技术。在这有限的过程中，让学生形成分析问题和解决问题的能力，以应用于未来的科研或者生产过程中，这对于学生的发展更有长足发展意义。分子生物学实验操作需要“心灵手巧”。“心灵手巧”则可一次操作成功，否则多次重复操作仍不能获得理想结果。所谓“心灵”是指学生需要充分理解实验原理，掌握操作注意事项。例如，让学生懂得分子生物学操作要注意避免环境以及人所携带的酶类对操作对象（如DNA、RNA）的降解作用；同时，实验过程中用到的试剂极为微量，多一点、少一点可能就导致成倍数的误差。这不仅可避免他们课堂上实验的失败，在未来进行其他实验时还可以事先设想出操作的注意事项，形成分析问题的习惯和能力。即使在不能获得理想实验结果时，引导其分析实验操作过程失误的原因，提出改进的办法，可培养他们独立思考和解决问题的能力。这正可达到“授人以鱼，不如授人以渔”的效果。所谓“手巧”则要求学生有较高的动手能力。我们将操作要领总结成口诀的形式，并对口诀进行详细的解释。例如，在进行感受态细胞制备的实验中，用“冷”、“轻”两个字概括其操作的要领，也就是所有操作尽量在冰上进行，并轻柔操作防止这种处于脆弱状态的细胞破碎，以充分保证细胞的活性。这样既容易让学生理解，又方便他们记忆。此外，第一次操作过程难免出现各种问题，鼓励学生多加练习，熟能生巧，在实践中掌握真知。这对于培养同学的耐心和毅力，在未来胜任更为复杂的工作同样重要。

（二）培养学生具有“量”的工程概念

工科学校有为企业提供工程人才的义务。工业上追求高产量、高转化率、高生产速率，利用分子生物学改造生物体，也是为了追求这三高。因此，我们在教学过程中应为学生灌输“量”的概念。例如，让学生懂得所获得的重组酶，酶活越高越有应用价值，而所应用的底物价格越低越有利于工业应用。此外，让同学懂得生命体是复杂的，在不同环境下表现出的性能也不一样，经过实验摸索可获得一个最优的实验条件，从而将产量提高。进一步通过提问和布置课后思考题的方式，引导学生利用已学知识并通过查阅文献，设计、改进实验方案，展望未来可进行研究的方向，这也有助于学生在未来快速适应企业科研、生产等工作。

三、改进考核机制，综合评价学习效果

以往教学多以实验报告形式进行实验课的考核，但往往发现多份同一版本的实验报告。这些抄袭别人实验报告的同学显然不能完全掌握实验内容。另一方面，有的同学实验报告写的非常仔细、全面，但实验操作过程并不理想。因此，仅凭实验报告的质量不能够综合评价同学对实验的掌握程度。

针对上述问题，我们对实验考核机制进行了改进，增加以下考核方式：首先，在课堂上进行提问，考察学生的预习情况和对以往知识的掌握情况，并进行评分。其次，实验过程中为每个学生对操作注意事项的理解程度、操作的熟练程度以及获得结果的好坏程度进行评分，避免了不动手、靠同组同学做实验的现象，提高了学生实验的积极性。再次，对实验报告中实验数据处理、分析清晰以及对思考题讨论详尽、有创新思路的同学给予加分。促使学生通过查阅资料解决问题，增强其学习主动性和分析问题的能力，也可减少实验报告抄袭的现象。

总之，通过分子生物学实验的教学过程，引导、鼓励学生通过网络资源、图书馆资源进行扩展学习，促进学生开阔思路，形成创新性思维，形成连贯、有序的研究思路。同时，引导学生形成产量意识和工业化的思维方式，对其今后在科研和工程领域的发展都有帮助。

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