微生物学的前景范文

时间:2024-01-03 17:51:55

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微生物学的前景

篇1

风险评估是发生危害概率和后果严重程度二者的综合分析,关于食品风险从业者不能只考虑某种食品发生危害后的严重程度。风险评估包括四个部分――危害确认、危害特征表述、暴露评估、风险特征描述。

食品安全风险

我国卫计委每年均会公布食物中毒事件报告,截至2015年,报告中公布的微生物性食物中毒事件和中毒人数仍占据首位,分别为33.8%和53.7%。致病菌导致的食源性疾病是世界公认的主要食品安全问题之一,比消费者和媒体关注的假冒伪劣和制假掺假问题更为严峻。

对于食品安全风险,大多数人希望是零风险,即100%安全且没有风险。实际上,没有100%安全的食品,风险没有办法完全消除,只可能被降低,风险评估从业者的目标是将食品风险降低到可接受的程度。风险评估是发生危害概率和后果严重程度二者的综合分析,关于食品风险,从业者不能只考虑某种食品发生危害后的严重程度,而不考虑这种食品的摄入量和摄入频率等问题,离开剂量谈风险是没有意义的。

当前,风险评估从业者对食品安全研究的领域主要有三大块:一是危害控制,包括建立质量体系;二是危害检测和确认,如快速检测手段:三是过程控制,如风险评估。董庆利老师介绍的就是风险评估,他介绍说:“风险评估包括四个部分――危害确认、危害特征表述、暴露评估、风险特征描述。”

预测微生物学的概念和发展

预测微生物学的历史可以追溯到19世纪初期,当时由于食品灭菌的需要,学者开始关注微生物的变化,直到20纪初,随着食品罐头业的发展需要一些灭菌方面的检测,预测微生物也随之开始发展。20世纪30年代,罐头灭菌需要检测特定温度下杀菌所需时间,从而诞生了经典的衡量灭菌时间概念,或称其为衡量微生物耐热性指标。

1983年,一支由30位微生物学家组成的食品小组用计算机预测了食品的货架期,建立了腐败菌生长数据库,正式拉开了预测食品微生物的帷幕。预测微生物学创始之初,有学者认为其预测不够精确,但试验证明其模型误差不大于微生物试验所带来的误差,这使预测模型在食品工业和食品检控领域取得了信任。近年来,随着计算机技术的发展,预测微生物学迅猛发展。预测模型软件的开发和应用,为快速评估环境和食品组分对食品微生物生长的影响以及监测产品中微生物生长动态提供了便捷的平台。

预测微生物学的主要目的是运用数学模型对微生物生长行进定量分析,使人们能够在没有进行微生物检测的前提下,预测微生物的生长和死亡,槭称钒踩提供重要保障。食品预测微生物学在食品货架期、食品安全的预测和管理中有重大应用价值,是食品微生物学中一个很有前景的研究领域。微生物在理想的环境下是按照二分裂式指数型(2n)生长的,具体数据见表1。

虽然预测微生物学的专家们预测了微生物在理想环境下的二分裂式指数型,但是微生物不可能严格按照其生长。一般来说,微生物的生长期分为四个时期――延滞期(适应期)、指数期(生长期)、稳定期和衰亡期。只有微生物的生长存在规律,才可以建立模型来预测其生长,从而更好的检测和控制微生物。

随着科学技术的发展,预测微生物学也不断地采用一些计算机运算方式进行计算。例如,对微生物的生长、残存、抑制和多种微生物的竞争来进行数学的建模和观测。预测微生物学可以看成受到外界环境影响下的响应,也就是模拟微生物在特定条件下的变化,从而用于整个食品质量体系,比如管理、建立特定的食品安全目标、危害控制点的设定进行参考。随着预测微生物学和很多软件包括生物数学和生物信息学的发展,预测微生物学的整个数据库就更加的完善。

风险评估的数学模型就是模拟微生物的变化,所以可以采用一些概率的方式来解释微生物的变化。比如,微生物在特定的食品或介质表面生长/不生长,或存在的概率情况。一般来说,把预测微生物学的模型分成初级、二级和三级,初级是研究特定温度下的微生物的生长情况;二级是模拟环境因素,物理、化学、生物的影响下的变化,比如迟滞期时间和生长率的变化;三级模型就是建立界面友好的模型。

预测模型的作用主要有两点:一是以简化等式来模拟微生物的实际动态变化;二是用于预测非检测条件下的可能情况。国内外预测微生物学风险评估的现状

截止至2016年,WHO/FAO(世界卫生组织和粮农组织)已连续发表了19部关于微生物风险评估的系列报告,内容涉及禽肉、即食食品、水、婴儿配方粉、水产品、蔬菜等不同食品基质中的沙门氏菌、单增李斯特菌、阪崎肠杆菌、弧菌、病毒等致病菌,其已经成为指导全球开展相关评估和制定相关标准的权威性技术文件。

我国的微生物风险评估起步较晚,但自2000年以来,已经先后开展了带壳鸡蛋中沙门氏菌、生食牡蛎中副溶血性弧菌、即食肉制品中单核细胞增生性李斯特菌及婴儿配方粉中阪崎肠杆菌的风险评估。近年来,上海市食品药品监督管理局多次组织食品安全风险评估专项,对常见食品中的单增李斯特菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、蜡样芽胞杆菌等进行了评估。

篇2

关键词:微生物学;实验教学;教学内容改革;教学方法改革

微生物学作为生命科学领域的专业基础课程,对林学专业学生掌握微生物基础理论、提升综合能力具有重要作用[1]。林学专业大多以选修课的形式开设微生物学课程,其配套的实验课程往往不开设或所占学时数较少。林学专业微生物学实验课程是理论课程的延伸,其目的在于让学生掌握最基本的微生物实验操作技能,进一步理解微生物与林业的关系,为学生将来深入学习林木病理学、菌物学等课程及从事相关研究奠定基础。长期以来,在林学专业微生物学实验课程教学过程中存在一些问题,如实验教学内容庞杂零碎且与林学专业背景脱节、教学时间安排不合理、学生参与度低等。这些问题严重影响了微生物学实验课程的教学效果。基于此,本文综合分析了林学专业微生物学实验课程教学存在的问题及原因,并针对这些问题提出了教学改革方案,以期为提高微生物学实验课程的教学质量提供参考。

1林学专业微生物学实验课程教学存在的问题

1.1微生物实验教学内容庞杂、零碎

目前,微生物学实验课程教学的参考教材主要有徐德强等主编的《微生物学实验教程》(第4版)[2]、沈萍和陈向东主编的《微生物学实验》(第5版)[3]、朱旭芬主编的《现代微生物学实验技术》[4]以及路福平和李玉主编的《微生物学实验技术》(第2版)[5]等。这些实验教材涉及的实验内容多以基础性实验为主,包括微生物基本实验操作、微生物形态观测、微生物的自然选育、微生物的生长及测定、微生物的生理特征及分子生物学特征等多个板块的数十个小实验(见图1),内容非常庞杂,很难在有限的教学时间内完成。另外,这些实验之间的相互关联度不高,学生获得的是零碎的实验技能,不利于学生系统地掌握微生物学实验技能并对其进行应用。

1.2微生物学实验课程教学内容与林学专业背景相脱节

如上所述,微生物学实验课程的教学内容多为零碎的基础实验,相互关联度不高,且实验设置与林学专业大背景也无关联。因而,在教学过程中经常有学生质疑微生物学学习的必要性,更有很多学生认为微生物学与林学没有关系。这导致学生对该课程的学习积极性不高。

1.3实验教学时间安排不合理

作为选修课,微生物学实验课程的教学课时严重不足,无法在有限时间内完成实验教学任务。同时,微生物学实验课程教学多安排在理论教学之后或在理论教学开始几周后进行,理论教学与实验教学的进度往往不一致,学生在开始实操学习时往往对实验所对应的理论知识印象不深或早已遗忘。这就需要增加额外的时间向学生再次讲授理论知识,进而导致实验时间进一步被压缩,不利于学生对理论知识与实践技能的系统掌握。

1.4实验教学方法单一,学生参与度低

实验教学属于实践类教学,需要学生进行实际操作。然而,目前微生物学实验课程教学多以教师实验示范+小组实操的方式进行,受硬件设施及实验性质的限制,很多微生物学实验仅允许少数学生进行实操。如培养基的灭菌实验,一般微生物实验室仅有1台高压蒸汽灭菌锅,而单次培养基灭菌至少需要消耗2小时,因而单次教学仅能由一位学生实际操作;微生物学实验的各类接种操作均需要在超净工作台上进行,而一般实验室仅有1至数台超净工作台,单次操作同样仅能有少数同学参与。整体而言,学生实操的参与度较低,不利于对各类微生物学实操技能的掌握。

1.5实验教学考核方式不合理

在考核方面,微生物学实验课程多以小组为单位进行考核,评分方式也多以考勤和实验报告作为依据[6]。在这种考核方式下,很难实际衡量每位学生对实验操作技能的掌握情况,并可能导致学生产生重实验报告撰写、轻实验操作的想法。事实上,在实验教学过程中,单个小组内通常仅有少数几位同学生可熟练掌握相关的操作技能,多数学生存在侥幸心理,不主动参与实操训练。这严重影响了实验教学效果。

2微生物学实验课程教学改革

2.1实验教学内容改革

微生物学实验课程内容繁多且相互间关联度不高,不利于学生的系统掌握,可通过开设综合性实验将各个相对独立的实验操作串联起来。这样有利于学生系统掌握微生物学实验基本操作技能,同时有利于学生了解微生物学的研究思路。林学专业微生物学综合实验可重点关注林木根系内生菌(包括内生真菌和内生细菌)及共生微生物(如菌根真菌、根瘤菌等),这些微生物往往对植物生长有益,在林业生产中有很好的应用前景。可开设“林木根系内生菌研究”的综合实验(见图2),将微生物学基础实验串联起来,同时将林学知识与微生物学知识相结合。在“林木根系内生菌研究”综合实验中,林木根系内生菌(包括内生细菌和内生真菌)的分离、纯化、培养、鉴定、回接验证等实验内容涉及了微生物基本实验操作,后续的筛选、培养条件优化及接种效应评价进一步将微生物学与林学知识相结合。这能够帮助林学专业学生直观地认知微生物与林木的关系及其对林业发展的重要性。

2.2实验教学时间调整

应适当增加微生物学实验课程的教学时数,使之保持在25~30个学时。实验教学进程可灵活设置,不应集中在几周内完成,应当根据具体实验进程合理调整授课时间。如在“林木根系内生菌研究”综合实验中,内生菌的分离、纯化需要的实验间隔较短(接种后需要实时观测),建议实验开始后前3周每周设置4个学时,而后续的鉴定、回接验证等实验内容对时效性要求并不高,每周设置2个学时即可。微生物学课程的理论教学与实验教学不应相互独立,而应该相互配合、穿行,坚持理论指导实践,实践检验并深化对理论的理解[1]。具体来说,实验教学应当配合理论教学进行,以周德庆主编的《微生物学教程》教材[7]的教学进度为例,在理论教学进行到第四章“微生物的营养与培养基”时开始实施实验教学比较合适,此时有关微生物的主要类群及其特征已学习完毕,学生对微生物的基本类群有了基本认知,配合实施实验教学将更有助于学生对理论知识的直观认知。

2.3实验教学方法改革

鼓励学生参与实验设计。在教师讲授完综合实验的目的和实验原理后,鼓励学生以小组为单位自行设计实验,设计内容包括具体实验对象的选择,实验内容、涉及的仪器和试剂以及实验进度的安排等,并在课堂上进行汇报交流。实验教学的特点是以学生动手为主,要充分发挥学生的主观能动性。在实验教学中,重点讲清实验成功的关键和学生容易出现的问题,要求每位学生独立操作,掌握实验技能[6]。针对实验器材(如高压蒸汽灭菌锅、超净工作台等)有限的问题,可以小组为单位(5人为宜)分批次进行实验,以确保每位学生都有实操机会。

2.4实验教学考核方式改革

合理的成绩评价有利于学生主动参与实验操作,提高其微生物实操能力。建议改革实验教学的考核方式,以实际实验技能的掌握程度作为主要考核内容,同时考核学生对实验原理的掌握情况及自主进行实验设计的能力。具体成绩评定可按考勤(个人考核,占10%)+实验原理掌握情况考核(个人考核,占20%)+实操考核(个人考核,占50%)+实验设计能力考核(小组考核,占20%)的方式执行。其中实操考核主要基于学生在小组综合实验中的表现及现场实操(主要考核学生无菌操作的规范性及其对显微镜的使用等)情况进行评定。在考核方式改革后,学生成绩的评定主要基于个人表现,这样会减少部分学生对他人的依赖性。同时,以小组为单位考核学生的实验设计能力可增强学生间的团队协作能力。

3结语

文中所述教学改革措施将有效解决微生物学实验课程教学中存在的问题,提高学生参与实验的积极性,促进学生将微生物学理论知识与实践技能相结合,最终提高微生物学课程的教学质量。这些改革措施必然会增加教学成本,占用任课教师大量的课外时间,因而需要学校及学院方面给予一定的支持。

参考文献

[1]孙学广.浅谈林学专业《微生物学》课程的重要性和教学改革[J].亚太教育,2015(5):267-268.

[2]徐德强,王英明,周德庆.微生物学实验教程(第4版)[M].北京:高等教育出版社,2019.

[3]沈萍,陈向东.微生物学实验(第5版)[M].北京:高等教育出版社,2018.

[4]朱旭芬.现代微生物学实验技术[M].杭州:浙江大学出版社,2011.

[5]路福平,李玉.微生物学实验技术(第2版)[M].北京:中国轻工业出版社,2020.

[6]邓百万,陈文强,彭浩,等.基于能力培养的微生物实验教学手段与方法的改革研究[J].实验技术与管理,2011,28(2):7-10.

篇3

关键词:地方应用型本科;微生物学实验;改革实践

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2017)05-0131-04

Abstract:Microbiology is a basic course of biology,food,pharmaceutical and so on. It has a strong practice and application,so microbiology experiment course is very important. At present,local undergraduate institutions are changing to the applicationoriented school model,so the various professional courses under the training system are in the fruitful reform. In order to adapt to the reform of higher education in our country and to change the personnel training system of local applied undergraduate colleges,this paper takes the newly established undergraduate colleges of Hefei Normal University as an example to explore and practice the training of applied microbiological engineering professional talent. The teaching system ofmicrobiologyexperiment course has been reformed and practiced,analyzed the existing problems,and put forward the corresponding countermeasures.

Key words:Local application undergraduate;Microbiology experiment;Reformpractice

随着我国社会经济的发展,对应用型技术人才的需求日趋旺盛,因此我国的高等教育工作也面临着改革发展的内在要求。2014年教育部《关于地方本科高校转型发展的指导意见》,提出“引导部分普通本科高校向应用技术型高校转型”[1],全国众多地方性本科院校都在积极探索由重理论,轻实践的办学模式向技术型、实用型转变,明确自身的定位,结合自身办学特色,为地方经济建设服务。

合肥师范学院作为一所新建的地方本科,为了适应国家高等教育改革的趋势,近年来,在所属的各个学院对各个专业的培养目标、教学内容进都进行了深有成效的改革。微生物学是生物制药、发酵工程、食品、农学等专业的专业基础课,具有^强的应用性与实践性,因此微生物学实验在其中地位尤为重要[2]。在新的历史时期,微生物学实验课程的教学应适应学科和时展的需求,坚持教学改革,以培养出更多高素质应用型专业技术人才以满足社会发展的需求。

由于合肥师范学院是从成人教育发展为本科院校,各方面底子薄,虽然各个领域发展迅速,但在师资力量、专业设置、培养体系、教学内容与方式等诸多方面存在不足。本人是合肥师范学院的一名微生物学实验教师,具有8a的微生物学实验授课经验,通过对微生物学人才培养模式进行调研分析后,发现以往微生物实验教学存在很多问题,在多方面不能满足当地社会经济发展的需求。

1 微生物实验教学中存在的不足

1.1 实验教学重视程度不够 在以往的办学模式下,我校的微生物教学主要以传授理论知识为主,实验教学为辅,对于微生物学实验重视程度不够。而且实验开设的多是验证理论的经典实验,主要内容是细菌、真菌的形态观察、染色,培养基配制及消毒灭菌,微生物生理生化等。实验项目过于简单陈旧,严重束缚教师手脚、学生思维,以至于学生在实验实训中兴趣不高,分析问题能力低下。

1.2 实验资源严重不足 由于我校升为本科院校时间不长,高水平的师资比较缺乏,新的教学思想、教学理念都得不到输送;相应的微生物学实验器材也较为缺乏,已有实验仪器比较陈旧,实验的效果较差,使用成本也较高,严重制约了学生的学习兴趣与老师的上课动力。由于实验仪器人台数不足,导致学生都得不到亲自操作实验仪器的机会,动手能力较差,进入企业实践操作能力也得不到认可。

1.3 实验教学内容与教学手段陈旧 微生物学实验只设置一些较为简单的实验项目,对于一些较新实验项目以及综合性的实验均没有设置,致使一些学生无法单独去完成微生物学实验的整个流程。由于师资力量硬件条件的不足,导致在实验项目的选择上捉襟见肘,不能开设一些时下较新的实验项目,不能让学生了解有关微生物实验的最新动态,学生的视野比较狭窄。课堂上的教学依然沿用老师板书的形式进行讲解,没有其他更为先进的教学方式,更没有先进的教学工具。由于微生物是种肉眼看不见的生物体,学生光靠耳朵听就显得很抽象,不利于理解。

1.4 考核模式不合理 在不同专业的微生物教学中,实验实训都作为课内实验,在整个课程中占比较小,在考核中也不作为单独的考试内容,平时的实验操作也不作为考核项目,导致学生对微生物实验教学重视程度不够,学好学坏都一样,致使学生学习动力不足,同时也会影响教师的授课积极性。

1.5 与市场衔接不够 高校培养人才的最终目的是走向市场,为经济建设服务,同时实现自身价值。能否被市场所接受,要求人才具有扎实的理论功底与高超的实践技能。以往的人才培养一直强调理论知识,导致培养出来的毕业生大部分都高分低能,不能很好的融入市场。作为应用型本科院校,对毕业生的动手能力要求就更高,而新建的地方应用型本科的合肥师范学院在人才培养与市场需求的衔接方面就显得不足。学生在学校时进入企业实习的机会较少,接触到时下先进的生产工艺与流程的机会就更少,毕业以后进入企业往往不被认可,影响学生职业前景与学校的声誉。我校生命科学学院学生毕业去向很多是食品检验、生物制药、发酵工程等岗位,这些领域对微生物学的动力能力较高,由于缺少相应的校企合作机制,致使我们培养的学生走不出去,就更不能适应社会经济的发展。

由于以上原因,导致微生物学实验教学效果差,学生学习兴趣与能力都不足,毕业生进入相关的企业实习,也不能完成较为简单的微生物的检测、鉴别等工作,导致学生与学校的口碑较差。由于国家实施教育转型的外在压力与我校内在改革的迫切需求,我校的生物科学学院对微生物学课程以及培养模式进行了富有成效的改革与实践。

2 提高微生物实验教学质量的应对措施

2.1 微生物实验教学课程的修改及实验内容的调整 合肥师范学院生命科学学院目前下设3个专业,分别是生物科学、生物技术以及食品质量与安全。针对专业特点,对不同专业的学生制定不同的微生物学实验教学大纲。生物科学专业以理论知识点为主,在微生物学实验中加入一些综合性实验,如土壤中微生物的分离纯化;生物技术专业加大实践实训的比重,重点放在理论知识的实际应用,比如食用菌栽培技的学习;而对于食品专业的学生,开设了一门独立的微生物学实验课程,具体课程设置见表1。

24学时\&微生物形态观察、微生物染色、细菌数目的测定\&微生物学实验,24学时;食用菌栽培,16学时\&土壤微生物的分离纯化,革兰氏染色,微生物数目确定;食用菌株的分离,菌床的制备,子实体的培养\&生物技术\&微生物学实验,24学时;微生物工程,24学时\&土壤微生物的分离纯化,革兰氏染色,微生物数目确定;淀粉酶产生菌分离纯化,酒酿制作,发酵罐的使用\&食品质量与安全\&微生物学实验及食品微生物检测技术,56学时\&土壤微生物的分离纯化,革兰氏染色,乳制品与调味品的微生物检验,大肠菌群与金黄色葡萄球的检测\&]

为适应学校转型,应用型的地方本科院校的微生物实验实训需从教育理念、教学内容方面进行改革,强化实验教学的应用性需要[3]。减少原来的验证性实验,如微生物形态观察、培养基的配制等,将其纳入到土壤微生物的分离纯化这个综合性试验中。土壤微生物的分离纯化从土壤原液的制备、不同微生物培养基的配制、微生物的培养方法以及种类的鉴别,基本上包含了微生物常规实验的整个流程。通过综合性实验项目的加入,使学生掌握了微生物样品的采取、分离培养基的获得、不同微生物的基本形态、不同微生物的染色方法以及显微镜中油镜的使用方法诸多重要的知识与技能。此外,还根据学生兴趣,让学生根据所学的知识,自己去设计实验思路、选择实验内容,组织材料进行实验,自己去环境中筛选有益的菌株,巩固课堂所学。通过以上改变,学生实验基本技能更加娴熟,为后期进行毕业论文的实验,作了充分的准备,思路更加开阔。对不同专业的微生物实验课程的重新设置,既突出了专业特色,又在教学中为学生补充潜在知识与技能。

2.2 拓宽实验教学手段 由于微生物个体微小,肉眼很难看见,凭老师口述很难使学生了解微生物的基本形态以及生理特性,如果教师仍采用传统填鸭式的讲授、实验进行教学,学生认为微生物学课堂枯燥无味,逐渐失去W习兴趣。因此,微生物学实验教师要拓宽教学手段,采用启发式、讨论式、探究式多种教学方法与教学手段,来吸引学生注意力,提高学习兴趣[4]。例如,让学生自己去探究食物为什么会变质,是由哪些微生物引起的变质;结合多媒体教学手段,通过照片与影音的形式,让学生切身感受到微生物的基本形态与功能;让学生利用一些微生物自己去制备一些发酵产品,如酸奶、葡萄酒等。通过教学手段的增加,不仅避免教师一个人唱独角戏,而且让学生通过自己思考获取知识,增加了学习主动性,巩固了学习内容,培养了学生综合应用知识的能力。

2.3 改进考核模式,重视实践教学 针对生命科学学院下设3个专业的不同特点,分别制定了微生物学实验在其专业中的毕生与考核模式。生物科学与生物技术专业开设的微生物学实验学时占微生物学课程总学时的1/3,在期末考试中实验成绩也占有30%,且实验操作单独考试;由于微生物在食品质量与安全专业中的重要性,因此单独开设了一门课程,即微生物学实验及食品微生物检测,总学时达到56个,独立考试。通过以上考核模式的改进,增大了微生物实验在其教学中的比重,提高了学生的积极性,加强了学生的动手能力。

此外,在制订培养计划过程中要始终重视学生动手能力的培养。除了一些课程必须的实验教学外,还要安排劳动技能训练、专业基础训练、科学研究训练等,以满足学生实践动手能力提高的需要。为了加强微生物实践教学环节,除建立了相关专业相关课程的实验室外,还要重点建立蓝莓研究中心,主要利用微生物发酵来制备各种果酒,学生可以自主进入中心去实习,独立去酿制果酒了。校内的食用菌栽培基地也可以让学生进行实习,使学生学型真菌的栽培技术,较好地保证学生的教学实习、生产实习和毕业实习的顺利完成。

2.4 实施深度校企融合 近年来我院与多个生产教学实习基地开展校企融合式的培养模式。教师、学生进企业,在生产一线建立实训基地,在企业现场授课,企业教师与我院教师交替授课,有利于企业环境与学校环境结合,企业资源与学校资源结合[5]。作为人才培养与生产一线“零距离”的产学结合形式,这样的合作目的明确,一切围绕教学过程与实施进行,对微生物实验教学质量的提高有很大帮助。这些企业掌握生物技术领域的先进技术,在企业管理、技术力量、设备等方面提供了有力的支撑。在实施校企融合的培养中,主要从以下几个关键点入手:

2.4.1 深入了解企业需要,共同完善课程建设 企业中的新设备、新工艺、新技术、新材料的应用是学校专业设置、课程改革的依据。通过平时对企业调研获取信息,及时调整学校专业课程内容,聘请企业人员共同制订教学计划、教学大纲、考核标准,必要时采用“订单式”培养等形式,使所教、所学、所用三者对接,培养企业适用的人才。

2.4.2 合理利用企业资源,提高学生实践能力 企业不仅具有许多学校没有的设备、技术,更具有教学上难以模拟的工作环境。因此,学生到企业实习是校企合作的重要形式,是维系和深化校企关系的重要环节。学生实习可以有认知性的参观、体验式的短期实习及较长时间的顶岗实习。无论哪一种形式,走出校门、走入企业,对学生巩固理论知识、提升操作技能、了解工作环境、适应岗位要求都是非常有利的。而且通过学生顶岗实习、企业有机会挑选所需人才,这也是非常受企业欢迎的。

2.4.3 发挥双方资源优势,努力培养师资队伍 教师走入企业参加生产实践是师资培训的重要途径。应用型本科人才培养的主要任务是为企业培养一线的科技人才,如果教师对企业的情况知之甚少,实践动手能力、分析排除故障能力不足的话,显然是不能满足要求的。所以要让教师了解企业、了解产品、参与生产,全面培养生产实践能力。教师上课给学生讲企业、讲产品、讲市场,只有把理论和生产实践结合起来,才能培养出一流的应用型人才。

2.4.4 体现地域特色 根据安徽省的气候特点和经济发展的需要,食品、农业与医药已成为本省产业结构的重要组成部分。为支持本省的经济发展,要结合本省特点,增加了微生物密切相关的食品安全与生物制药专业。此外,我校地处国家级经济技术开发区――合肥经济技术开发区之优势,与安科生物药业、马鞍山蒙牛乳业、伊利(合肥)集团、合肥徽王食品有限公司等为代表的国内知名生物应用型企业开展产学合作。

3 结语

通过对生物核心课程微生物学实验的各个教学环节进行深入改革,使学生学习热情与兴趣大幅提高,实践操作能力也有显著的改善,同时也提高了老师的授课动力;通过与企业的深度合作,提高了资源的节约化利用,并且使课堂知识与市场需求实现无缝衔接,提高了学生就业率与企业的用人满意度。因此,新建地方师范院校生物学专业课程改革措施,只有以社会需求为导向,通过改革教学与考核方式,与企业优势互补,增加学生实践机会,并结合目前就业形势与地方经济特色,才能为社会培养出更多创新型人才,服务于地方经济,进一步为我国建设创新型国家奠定重要的人才基础。

参考文献

[1]邱成书,冯媛媛,陈文烯.地方应用型本科院校微生物教学改革与探索[J].高等教育,2016,06:105-106.

[2]苏海佳,刘长霞,谭夭伟.生物工程专业“研究型”本科教学模式的探索与实践[J].化工高等教育,2008,(12):56-59.

[3]季桂起.新建地方本科院校人才培养模式改革的构想[J].中国大学教学,2007(9):55-58.

篇4

关键词 微生物学课程;教学改革;措施;效果

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)12-0318-02

Abstract The microbiology theory and experimental teaching reform measures of Xinyang College of Agriculture and Forestry were introduced,including improving teaching means and methods,examination mode reform and teaching information feedback,the innovation design of experiment,paying attention to practice and model of interaction between colleges to train innovative talents,carrying out teach and research section activities,etc,and the significant effect of the above teaching measures to improve the students′ learning enthusiasm,initiative and the comprehensive quality were analyzed.

Key words microbiology course;the teaching reform;measures;achievements

微生物学是现代生物技术的基础学科,涉及面广,应用性强,是生命科学领域重要的分支学科,也是生物工程、生物制药专业本科生的一门专业基础课。该专业学生只有牢固掌握微生物学的基础理论和实验技能,才能更好地学习专业相关知识。高等学校必须与时俱进,更新观念,创新制度,努力提高人才培养质量[1]。信阳农林学院现处于升本初期阶段,亟需重视过渡时期教学改革工作,提高教学质量。结合该校微生物学课程教学现状,从改进教学手段与方法、考试方式及教学信息反馈、创新实验设计、注重实践校企互动培养创新型人才模式及重视教研室活动等几个方面进行了改革探讨,初步尝试微生物教学改革新路子。通过多渠道注重培养学生在学习过程中学习兴趣,提高学生在学习过程中的积极性与主动性、注重提高学生动手能力,在引导开发学生创造性及提高其综合素质等方面取得了较好的教学效果。

1 课堂教学改革坚持与时俱进,注意信息反馈,真正做到教学相长

在微生物学教学中要实现教学目标、取得良好的教学效果,就要根据学生的学习需求与学习特点,让教师充分发挥教学主导作用,更要突出学生的学习主观能动性。并结合微生物学知识和专业特点,制订出针对学生特点、适合学生接受能力的教学方法,且针对具体的育人目标,有的放矢地确定微生物学课程的主要内容,做到微生物学教学中的“因材施教”[2]。

课堂教学以阐明微生物学基础知识为主线,思路清晰、提纲挈领[3-4]。优选教材,合理配置教学内容,突出重点,强调基本概念和基础理论知识的掌握。针对易于理解的内容,通过提出问题,学生自主学习解答的方式来指导学生自学掌握,而一些与其他章节有交叉的重复性内容,则仅要求学生掌握关键内容,并注重将课程内容与生产实际相结合,以保证学科内容的完整性。

微生物学在日常生活中的应用比比皆是,教学过程中应注重联系实际,激发学生的学习热情,介绍相关热点问题,如PM2.5、H7N9、HIV和SAR等,可以激发学生学习兴趣,也会活跃课堂气氛,优化学习效果。在课堂教学过程中穿插一些经典实验应用案例,如神奇的端粒酶、Taq酶的应用,绿色荧光蛋白的发现及应用等,以使学生了解微生物学在各方面的广泛应用,有助于学生今后能够学以致用。针对不同教学内容,采用灵活多变的教学方法,如启发式、引导式、讨论式、问题式、研究式等,变“主讲”为“引导”,变“讲堂”为“学堂”。将教学的重心从“教”转移到“学”上,充分发挥教师的引导作用,学生积极主动学习的主体效应,真正做到教学相长,收效甚佳。

2 创新实验设计,注重学生动手能力的培养

微生物实验课程对于学生实践能力的培养至关重要,通过实验课程不仅可以有效巩固学生在课堂上学习的理论知识,而且可以提高学生的动手能力、解决问题的能力,培养学生的实验思维,对于学生今后的毕业论文实验课题的有效开展起到了铺垫作用。

“授之以鱼,不如授之以渔。”根据这一教学理念,在具体的实验课教学过程中,充分发挥学生的主观能动性,学生自主学习实验教材,进行实验准备工作,设计实验方案,并根据实验方案进行实验,实验结束后成组讨论实验结果和实验中遇到的问题,进行互动,并由指导老师进行总结。这对学生理解试验内容、锻炼设计思路,提高动手能力等各方面都大有益处。教师在实验前先布置实验内容,并提出启发性的问题,引导学生通过实验进行分析解答;同时,教师要严格审阅学生的实验报告,指导学生对科学研究持严谨态度,注重细节。细节决定成败,培养学生形成认真严谨的学术作风。引导学生主动参与后,学生不仅完成了实验内容,掌握了实验相关知识,并且实验技能和实验思维能力都得到较大的提高,教师应针对学生在实验中困惑的问题进行解答,并对学生的实验设计进行指导优化。利用课堂教学指导实验内容,利用实验课程促进课堂教学效果。实验合理优化设置密切联系服务于课程内容,实验与课堂相辅相成,使学生接受知识由浅入深,学以致用,有利于学生夯实理论知识基础,并形成较完整的知识体系。在教学上结合本校的实际情况,通过创新实验教学改革,合理设置实验内容达到了既提高了学生的理论水平,又锻炼提高了学生的实际操作能力,提高了学生的综合素质,达到了满意效果[5-7]。

3 探讨考试模式改革和考试信息反馈系统

以往教学中向来过于重视学期末考试成绩,现在强调把对学生的考核分配到日常教学考核过程中,通过对学生课堂表现,如回答课堂思考题,课后习题完成情况等进行考核计分,同时学生在实验课中的表现也应作为考核内容的重点,对学生的实验参与积极性、实验设计情况、实验完成情况以及实验报告撰写情况进行综合考核,并将考核结果计入期末整体考核内容中。淡化期末考试的成绩评定,注重学生综合能力的考核评定,以此提高学生的学习热情和动力。尝试考试方式多元化,突出考察学生的思辨力、创造力、实际操作能力和综合运用能力等。通过开卷考试、小组合作进行测试等方式进行期末考核,以提高学生的思维活跃度和团队合作精神。同时,可以采取撰写课程论文并进行答辩的方式,提高学生的思维组织能力和语言表达能力。做好试卷评估和分析工作对于提高考试模式水平效果显著,因而教学管理部门应及时对考试试卷进行评估和分析,实现考试对教与学的反馈调控功能。教师将考试结果和预期目标相对照,可以检查结果和期望值的差距,找出教学中成功的部分和薄弱的环节有针对性地选择改进措施[8]。

4 注重学科发展前沿,开创教学新领域

近年微生物学领域发展动向为学生今后在微生物学领域的探索、研究和应用提供有益的启示,对于学生在校期间和今后从事相关专业乃至生活的影响将是巨大而深远的。跟踪学科热点,发展新动向,例如列举诺贝尔医学及生理学奖奖项获奖情况让学生了解学科优势、拓宽视野,以期激发学习兴趣。

渗透就业信息,及时跟踪反馈以往毕业生就业及读研信息,与生物技术相关公司企业如羚锐制药、维雪啤酒集团、双汇集团等密切联系,建立良好合作实践教学。如:企业对对口专业优秀生奖学金机制、校企互动培养创新型人才,通过职业规划、岗前培训、职业技能鉴定,把行业动态与引起广泛高度关注的学生就业紧密相连。学生实践技能训练同时创新思维能力提高,为培养优秀的综合应用型人才奠定良好的基础。尤其是往届优秀毕业生的榜样力量是对同学们学习热情极具点燃效应的正能量。

网络技术的迅猛发展和普及推动教学中利用丰富的网络资源,提高学生的学习兴趣。可通过理论教案、试验教案及多媒体课件进行多媒体教学,方便学生预习、复习;通过电子邮箱,增加了学生和老师交流的途径;提供常用的精品课程教学网站、微生物学专业网站,使学生了解微生物学科海量信息、最新的热点知识及发展前景,可以更好地认识和学习微生物,更能激起学生的学习兴趣。采用多媒体教学灵活根据所讲内容插入色彩缤纷、形态各异的高清晰图片,提高课件内容的丰富度和吸引力,增强学生对课程内容的兴趣,教师提高授课技巧,营造生动活泼的课堂氛围,保证整个教学过程“有声有色”。将枯燥的文字表述变为妙趣横生的多媒体教案,既可加深学生对所学内容的印象,又能强化学生学习理解,从而优化教学效果。

5 开放实验室,开展系列活动激发学生学习兴趣

“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”,兴趣对学习有着神奇的内驱动作用。通过开放实验室,开展相关实验兴趣小组,例如果酒酿造、食用菌栽培、酸乳发酵等,让学生积极参与其中学以致用,加强理论与实践的衔接。因材施教、分层次教学,尝试让表现优秀的学生参与到青年教师科研基金项目当中,提高学生专业知识水平。聘请客座教授进行专题讲座,提升师生对相关理论知识的认识新水准。开设第二课堂,鼓励每个学生对自己感兴趣的知识点进行归纳,通过查阅相关资料设计课件进行讲述,不仅锻炼提高学生自身的学习能力,而且很好地深化了对专业知识的掌握和驾驭能力。可显著激发学生学习兴趣、培养学生独立分析问题及解决问题的能力,提高教学质量。

6 重视教研室活动

教研室教师间交流互动,专业教师相互切磋推动学科水平总体提高。一滴水只有融入大海才不会干涸,教研室间相关课程教师多交流,相互听课学习,讨论不足之处,以期合理安排教学内容,优化教学效果,相互交流反馈提高专业教学水平。备课时要求教师除了要抓住教材核心,还要增添新知识、新技术、新方法等内容,并将相应的内容总结、融会贯通后成为其授课资料。工欲善其事,必先利其器。身教胜于言传,专业教师自身较高学术水平和过硬科研素质会对学生产生潜移默化的作用。专业课骨干教师勇于开拓进取,积极主动学习新知识、了解本学科新动向,不断提高自身教学及科研水平。骨干教师培养带动教研室学科水平整体提升,打造优秀教学团队。

近年来,信阳农林学院组织开展了教学质量评价与奖励、青年教师讲课竞赛、院系本科教学工作评价、校级优质课程评估、重点实验室建设、网络教学资源库的建设等工作,取得了以点带面,整体推进教学工作上水平的良好效果。

7 参考文献

[1] 喻子牛,何绍江.微生物学教学研究与改革[M].北京:科学出版社,2000.

[2] 陶树兴,张双民,梁健,等.以学生为中心的微生物学课堂教学研究[M].北京:科学出版社,2005:66-69.

[3] 陈向东,唐兵.使用面向21世纪国家级重点教材微生物学进行教材改革的体会[J]微生物学通报,2002,29(2):96-99.

[4] 张玲.建立科学的教学方法培养学生的学习能力―微生物学教学方法改革与实践[J].微生物学通报,2007,34(5):1018-1020.

[5] 袁生.微生物学课堂教学培养大学生创新能力的尝试[J].微生物学杂志2008,28(2):111-112.

[6] 刘森林.微生物学实验创新教学体系的研究与实践[J].微生物学通报,2005(4):153-155.

篇5

关键词:微生物检验;实习生;教学模式

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)48-0208-03

近10年来,我国微生物学快速发展,特别是2012年我国卫生和计划生育委员会出台的抗菌药物专项整治项目工作的推进,临床抗感染治疗越发依靠参照实验室的病原微生物诊断报告。美国临床实验室标准化协会(CLSI)的针对实验室检测方案的标准也每年随之不断更新。而这一现状对临床微生物检验人员也提出了更高的要求。为顺应临床微生物学科的发展,让即将投入工作岗位的医学检验专业毕业生能更好地适应新的临床微生物检验学科发展,临床实习期是关键环节,其可帮助学生更好的理论联系实际,同时培养其独立工作的能力,使其更好的融入社会,服务社会。对学生施行各种带教模式,切实提高临床教学质量,是临床带教工作必须要深度研究和思考的问题。

一、当前检验医学发展对微生物人才的要求

根据我国医学科技“十二五”规划要求,目前临床医学的发展趋势是个体化医疗、转化医学、可预测医学、预防医学和健康管理[1-3]。检验医学的发展是这些医学发展的基础。没有切实可行的个体化诊断,个体化医疗只是空谈;没有医学检验指标及技术设备的发展,早发现、早诊断、早预防、早治疗等不可能实现。而微生物检验结果对临床医生显得更为重要,其直接指导临床医生用药。近年来,该学科的发展对我们微生物人提出了很高的要求,检测项目扩展到细菌、真菌、病毒等多个领域,工作面从医院常规检验到感染控制,参加临床会诊和病例讨论。要求微生物人员能够更多地深入临床,参加查房、会诊、阅读病历,关心患者疾病的发展和转归,关心检验报告对临床诊治的影响,将微生物学检验与临床紧密结合,以便更及时、准确地服务于临床,并不断满足临床的需要。

二、临床微生物检验实习生带教面临的现状

检验专业学历分为专科和本科,其中检验专科教育存在的问题是专科生理论知识欠缺,对理论的理解能力相对较差,导致在实习中对操作注意点的理解不够深刻。检验本科生较检验专科生在理论知识的掌握上稍显优势,但在动手能力上和专科生没有区别,有的专科生动手能力甚至比本科生还强。现阶段的学生大部分是独生子女,缺乏吃苦耐劳的精神和承担责任的意识,缺乏主动学习的精神。大部分实习同学六月底七月初到实习医院,第二年的二三月份就心神不定了,一是参加各种类型的考试,如事业单位入职考试、研究生考试和公务员考试等;另外还参加各种类型的招聘会以及双选会。同学将会花很多时间复习和参加各种辅导班,有的同学直接请假复习考试,这些都耽误了大量的实习时间,严重影响了实习质量[4]。

由于全国医学检验专业学生人数的剧增,导致临床实习资源匮乏。师资力量不足的问题更为突出,有时实习同学比教师还多,常常是同学带教同学,严重影响了实习质量。大部分临床检验工作人员带教的意识薄弱,认为将常规检验工作完成是他们主要的职责,只顾埋头工作,不注重传道、授业、解惑。

实习同学进入实习单位应由实习单位主管部门、学校以及实习科室共同对实习过程进行管理。但实际情况是:一方面,实习同学一旦离开学校,学校对实习同学管理的责任似乎就全部交给了实习单位,平时几乎没有联系;另一方面,一般的检验科没有配备专职的实习管理人员。这样就会出现实习同学懒散、消极的现象。

1.增强安全意识培养。临床微生物学实验室是针对病原微生物检测分析的特定场所,是各种潜在传染源相对集中的地方,所以要重视实验室人员和实验室周围环境的安全。实习生进微生物室前要对其进行安全培训,如穿防护服、戴防护手套、戴口罩、加强手消毒等消毒措施,正确区分和处理黑色袋的生活垃圾及黄色袋医疗废物;学习如何应对职业暴露、标本溢洒等生物安全应急事件的发生,并且要多举一些工作中或学生实习时发生的实例,增进实习生对生物安全的认识[5]。

2.PBL教学模式在临床微生物学检验实习期中的应用。PBL(problem-based learning,PBL)教学模式由美国神经病学教授Barrows于1969年在加拿大麦克玛斯特大学医学院首创,是以案例为先导、以问题为基础、以学生为主体、以教师为导向的启发式教学,通过PBL教学培养学生良好的合作精神和表达能力、系统掌握和综合运用知识的能力、自主学习和创新能力[6-8]。传统的教学方法不利于学生临床思维和分析能力的培养,容易使学生感到枯燥乏味。以PBL教学模式的教学改革正在临床医学专业进行[9,10]。临床微生物检验实习教学阶段因其涵盖了丰富的理论知识及实践技能,应用PBL教学法具有良好的前景,应逐渐加以运用和完善,以满足微生物学检验快速发展对人才培育的要求。

3.制订带教计划,且与临床实际相结合。我院是一所综合性三级甲等医院,承担着医疗科研和大量教学工作。按照南京医科大学的要求对带教教师进行“教师资格”认定,带教教师的工作热情、教学意识和自身素质直接影响到临床实习教学的质量[11]。微生物教师在带教之前,首先按照实习生的实纲制订带教计划,明确学生进行微生物实习后需要达到的目标,还需对课后学生应具备的相关微生物检验能力进行系统规划。同时,每两到三个月对学生的学习情况进行考核,采取口头提问或试卷考核形式。根据考核情况适时调整带教计划,使带教更加科学化、合理化。在带教中要强化对典型病例的学习,如给出一个临床病例,提出问题:(1)剖宫产术可能的污染菌有哪些?(2)血中感染为革兰阴性杆菌通过什么途径进入?(3)临床如确诊感染病例需要我们实验做哪些检查?(4)工作中碰到阳性瓶,但镜下未找到细菌应该怎么处理?等等。激发学生思考,让每个学生阐述自己的见解,教师最终对学生的回答汇总点评,分析当中的正确与不足,把自己的知识和经验在热烈的讨论中传授给学生。教导学生要主动走进临床,很好的和临床对话。比如一个感染科医生高度怀疑病人是肺结核,而送了几次痰找抗酸杆菌,结果都是未找到抗酸杆菌。此时你就要思考标本的采集、涂片、染色、镜检哪个环节会出问题,我们的方法有没有改进的可能?怎么来提高检出阳性率?标本采集是清晨第一口深部痰吗?采集、送检到实验室的涂片有多长时间了?有条件送支气管刷片吗?只有通过与临床的沟通交流,才能使我们的检验结果更可靠,更有价值,能更快更好地服务于临床。

4.微信平台在微生物检验带教中的作用。随着移动互联网技术的飞速发展,依托于无线网络的智能手机、智能APP迅速普及,信息传递更加方便快捷,极大地便利了学生的学习生活。QQ临床微生物论坛、微生物公益大讲堂、各种微生物论坛群以及公众号临床微生物论坛,让我们足不出户就可以了解微生物发展的最新前沿。目前上海医院实验诊断科周庭银教授创建了十几个临床微生物论坛群,汇聚了全国各地各层次的微生物工作者近5000名,极大地丰富了微生物人的生活。实习中由教师组织学习,提出问题、讨论、总结。还可以把日常工作中遇到的疑难问题发到群里请教,群里会有好多不相识的大咖为你指点迷津。网络平台中有微生物最新信息、学术讲座视频,让局限在一个小空间的微生物的实习生请教到无数的教师,也能及时地学习掌握最新知识,跟上知识发展的步伐。通过微信平台,使随时随处学习成为可能。

5.实习成绩考核。学生在实习结束时,均需要进行出科考核。一方面,由微生物组长对学生进行考核,不仅要强化对重点知识点的考核,且涉及的内容还应全面,既要有各种实验仪器的使用方法,还要对具体的实验操作进行考查,强化对病例资料分析能力的考核,还要提高对交叉性知识的运用方式的考察力度,使学生能够做到灵活运用各项知识,具备一定的自主分析判断能力[12];另一方面,结合学生平时的出勤情况和学习态度,最后进行评分。出科时给每个学生一个综合性评价小结。

6.加强实习管理。科室由一名副主任分管科研教学工作,还配有一名教学秘书,主抓教学工作。对实习生进行规范管理,首先建立健全管理制度,包括实习生教学管理制度、实习教学质量检查、实习生请假制度、实习教学事故的判定及处理办法等。制度是保障,管理靠制度,只有管理制度不断完善,才能保障实习教学质量[13]。

三、结语

本检验科自2013年通过ISO15189以来,实验室的标准化管理发展迅速,对实习学员都按标准化教学流程管理,这将对他们入职后的职业生涯有着深远的影响。微生物检验方向是检验学专业的重要方向之一,微生物室的实习在微生物检验学习过程中起到了重要的作用。临床实习教学质量的好坏对实习学生的未来将产生很大的影响,所以先进的教学模式、完善的管理制度、优秀的带教队伍、科学的考评制度是保证实习质量的关键。

参考文献:

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[3]Rodricks JV. Risk assessment,the environment,and public health [J]. Environ Health Perspect,1994,102 (3):258-264.

[4]钟政荣,郭普,田万林,等.医学检验专业实习教学中存在的问题[J].安徽医药,2012,16(10):1552-1553.

[5]戴芳,黄冬梅,唐玉竺,等.新形势下医学检验临床体液实习教学的研究[J].检验医学与临床,2015,12(12):1809-1810.

[6]Neville AJ. Problem-based learning and medical education Forty years on. A review of its effects on knowledge and clinical performance[J]. Med Princ Pract,2009,18 (1):1-9.

[7]Schmidt HG,Rotgans JI,Yew EHJ. The process of problem-based learning :what works and why[J]. MedEduc,2011,45 (8):792-806.

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[9]张静,丁士刚.PBL教学法在八年制临床医学生消化科见习中的应用[J].中国高等医学教育,2008,15(10):25.

[10]曾俊杰,王沙龙,李进华,等.PBL分析不典型病例培养临床医学八年制学生综合能力探索[J].中国高等医学教育,2012,15(7):9-10.

[11]徐婷,戎国栋,陈丹,等.医学检验专业新型实习教学模式的探索[J].中国医药导报,2015,12(16):84-86.

篇6

关键词:医学检验;创新模式;自主开放;实验教学

1开展创新型自主开放式实验教学的必要性

实验教学是培养创新人才的重要环节,是理论教学与临床实践的桥梁[4-5]。为进一步提高学生创新能力和个性发展,实验教学必须为学生提供能够充分发挥自主性、创造性的学习环境和实验内容,因此构建一个全方位、立体化、多样性的创新型开放式实验教学体系,有着至关重要的意义[3-6]。通过学习、交流、调研,以及查阅大量的有关教学改革文献,发现当前实验教学中存在如下问题:(1)实验教学从属于理论教学的地位未得到根本性改变。实验课大多仍为理论课的附属课程,在一定程度上造成了学生轻视实验学习和实验能力的培养。(2)科研小组形式的课外实验教学对专业能力强的学生很有帮助,但对专业基础一般、学习积极性差的学生帮助很少。(3)传统的实验教学,是以教师为“中心”的填鸭式教学,有悖于因材施教的教学理念。限制了学生自我展示、自主创新的空间,阻碍了学生探索科学的积极性和能动性[7]。

2创新型自主开放式实验教学的开展

2.1针对不同层次的学生设立实验项目

首先进行实验项目建设。实验项目建设要体现学生的自主性,同时又要满足不同层次学生的需要,因此既要设立可供学生选择的指定性实验项目,又要允许学生自行提出和设计实验题目的创新型实验项目。

2.2实行多级化的实验管理模式

为了充分发挥开放实验室在培养学生自主、创新、探究、合作学习上的作用,实行创新型开放式实验管理模式,从以往“保姆式”管理转变为“院系统筹、教师指导、学生主体”的管理新模式。实验前院系统筹实验室开放场地、时间、可利用设备资源等,引导教师督促、协助、指导,学生作为实验室开放管理的主体,是实验室管理的具体实施者。

2.3建立高素质的师资队伍

自主开放式实验项目多是创新性、综合性项目,较常规验证性实验,更容易出现复杂的问题。且学生管理经验不足,仪器设备的使用易出现损坏或者浪费的现象,故要求指导教师应具有丰富的综合知识和全心全意为学生的服务意识。随时解决学生实验中出现的一切问题。

2.4建立完善的激励机制

相应的激励机制对学生、指导教师和实验室管理人员都很有必要,更是决定开放实验的效果和水平的前提和保障。拟规定凡参与开放实验项目的学生经考核合格,可以在奖学金的评审中加分,以作为外部动力激发学生参加开放实验的积极性。开放实验项目中取得的成果,与其他成果同样的认可,激励教师和实验技术人员在实验室开放工作的热情。

2.5实施立体化的开放实验评价体系,巩固实践探索成果

自主开放式实验从设计性、创新性、综合性都优于传统实验,因此对开放实验项目的评价不能只重视结果,更要注重培养学生勇于创新不怕失败的创新探索精神和良好的学术素养。(1)只要学生有完整的实验记录,并按计划完成了实验项目,即使结果不正确或有差异,都应该给予肯定。(2)实验过程中是否按照制定的规章执行,制定惩罚措施并严格执行。(3)有详细的实验总结报告,杜绝懒惰不动手操作而抄袭他人的实验结果。(4)在项目完成后有无、作品获奖或者成功举办活动等成果。

3创新型自主开放式教学模式实施过程

3.1实验项目的选定

创新型自主开放式实验教学模式的探索,将为以后的教学改革提供参考和借鉴。因微生物检验的实验教学自2005年以来,就一直在不断的改革探索进行中,且微生物学检验是医学检验中唯一对操作者的操作技能和操作手法及检验技术要求相对较高的学科,故微生物学及微生物学检验的实验教学具有一定的改革经验和实践教学基础[8]。因此将微生物学及微生物学检验的实验教学作为探索试点课程,具有实验探索成功把握大,实践操作性强,实验成果推广的可行性高等特点。

3.2实验教师的培训

由于微生物学及微生物学检验实验教学一直在实践改革探索的路上,故参与微生物学及微生物学检验实验教学的相关教师,都具有一定的改革探索经验和能力。为了更好地完成本次探索,对所有参与人分批分次进行培训。(1)思想观念的转变:即教师的角色由“主动地教”变为“协助指导”;而学生则由原来的“被动的填鸭式学”转变为“主动的思考探索”。教师应充分认识到自己在“创新探索”中所扮演的角色。(2)所有参与“创新探索”的教师必须努力提高自己的专业理论知识和实际操作技能。(3)要求参与“创新探索”的带教老师,熟练掌握微生物实验所涉猎到的操作技术,遵守分工,各司其责,相互配合,共同努力完成探索目标。(4)心理准备,由于各组学生的实验内容不同,难易程度不同,实验进度不同,教师要有甘当学生勤务兵的精神。总之,该教学模式探索是一种全方位的挑战,对教师的教学能力、科研能力、因材施教能力和全心全意为学生服务的精神都提出了更高的要求。

3.3实验项目的建设

自2005年实施实验教学改革以来,该校不段探索改革,将实验内容分为验证性实验和综合性实验,事实证明改革取得了很有成效的成果。在完成教学大纲要求的基础上,结合不同层次学生的需求设立实验项目。指定性实验项目由教师给出实验项目或实验研究方向,学生查阅文献,小组讨论,设计方案开展实验并做出实验报告。以微生物学检验实验为例:如浓汁标本、血标本、尿标本、粪便标本的检验等由教师给出检验程序,学生自己查阅资料,完成实验步骤,给出目的菌的结论。自主创新型实验指由学生自行查阅相关资料后自行拟定的实验项目,设计实验方案,独立完成实验并做出实验报告。如以糖尿病病例为切入点,查阅相关资料,确立糖尿病的相关检验指标,学生自己设计方案、实施检验、做出检验报告。

3.4实验项目的实施安排

(1)动员讲解,展望医学检验发展的前景,使学生充分认识到“创新探索”的意义,激发学生积极参与。(2)实验带教老师对实验所涉及的基本技能及公共使用的仪器进行集中培训指导。(3)组织学生选题及提交实验申请。(4)确立实验方案。(5)学生按计划实施方案。(6)学生自行总结实验结果,并认真完成实验报告。(7)组织学生汇报实验并鼓励学生形成实验论文,最好能公开发表。3.5成绩评定在“创新探索”实践过程中,建立更加合理、客观、全面、多元化实验评价方案。教师要兼顾实验前(文献查询、实验设计是否合理等)、实验中(操作规范、独立操作能力、数据完整性、实验场地的管理)、实验后(实验仪器的归位保养、实验废弃物的妥善处理、实验报告是否完整、准确等)的综合表现来评价学生。

篇7

关键词:数学知识;情感体验;获得

小学数学实践活动是教师结合小学生的有关数学方面生活经验和知识背景,引导学生以自主探索与合作交流的方式,开展形式多样、丰富多彩的学习活动。实践活动是综合应用的基础,综合应用是实践活动的归宿。在实践活动中往往要强调解决实际问题,可见在“实践活动”中就自然蕴涵“综合应用”。因此,研究“实践与综合应用”,就应该重点研究怎样为学生创设有数学研究价值的实践活动,让学生获得对数学知识的良好的情感体验,逐步形成用数学眼光观察事物的意识和兴趣,让学生在自主探索、合作交流的过程中理解基本的数学知识与技能,主动提出和解决问题,获得数学活动经验。

1.让课堂实践活动成为学生思维起飞的乐园

课堂实践活动是指在教师的引导下,让学生在课堂内围绕着问题情景进行的实践活动,主要有操作型、模拟型等形式。

1.1模拟型实践活动是让学生在教师所创设的有数学价值的模拟情景中进行操作,以感悟体验主动获取新知,同时增强数学学习的趣味性、生活性。人类在现实生活中遇到的实际问题常常是整合各类信息而综合显现的。我们将“处理”的实际问题引入课堂,让学生在接近实际情景的实践活动中应用数学知识和经验,主动去解决生活中简单的实际问题。如应用比例尺的知识根据房间的平面图设计使用方案;运用统计图表分析NBA篮球技术统计;还可让学生设计旅游中租车购票方案、铺地砖的方案、物品的包装方案等。学习了几何图形之后,让学生用长方形、正方形、圆等设计出美丽的图案,装饰自己的教室、房间。孩子们边画边想,这样不但巩固了几何图形的画法,还培养了数学美感。

1.2操作型实践活动是为解决某一抽象的知识点,让学生借助学具操作,将抽象的数学概念形象化,化难为易的一种形式。“手和脑之间有着千丝万缕的联系,手使脑得到发展,使它更明智;脑使手得到发展,使它形成思维的工具的镜子”(苏霍姆林斯基语)。操作型实践活动能很好地把学生手的动作和脑的思维结合起来,以活地劝促思维,调动学生各种感官参与学习活动,它在小学数学课堂中的某一教片段应用较为普遍。如在教学“数的认识”,让学生通过数小棒的圆片、拨数位顺序表的珠子等大量的具体学具的操作过程抽象出数的概念;教学“分数的初步认识”,让学生通过折纸、画圆等操作方式主动认识分数,都属于这种形式。又如在“认识物体”教学时,学生通过看一看、摸一摸、搭一搭鞋盒、牙膏盒、茶叶筒等自备学具,并进行“摸物体说特征”的游戏活动,学生动眼观察、动手操作、动脑思考、动口叙说,再引导学生将这些自备“学具”分分类,总结出物体的联系和区别,从而很好地认识长方体、正方体、球等基本几何图形的特征。这样让学生在动手实践过程中通过各种感官获得数学知识,不仅对知识的形成有着重要的促进作用,而且对其学习方法、思维方式以及学习态度的形成都有着不可估量的作用。

2.让校园实践活动,成为学生知识运用的舞台

当实践活动内容在教室无法达到预期的教学效果时,就需要更大的空间,这时我们将活动空间自然延伸到校园中。校园实践活动主要有测量型、体验型、调查型等形式,其表现主要有以下几种情况:

2.1课堂难以描述解释的数学概念,通过校园实践活动来帮助学生建立概念,如较大单位千米、公倾的认识等。以千米概念的建立为例,可以先让学生到校园去走一走,知道一米约有两步,再让学生用步测的方法知道“100米有多长”,从而估计操场的一圈有多少米,1千米大约需要围操场走几圈,感受“1千米有多长”,最后进行实地测量验证。还可以让学生用目测的方法估计学校到哪里有“1千米”。

2.2帮助学生确立方向感,形成空间表象,到校园环境中亲身感受效果更好。如在“方向和位置”教学中,让学生绘制从家到学校的路线图,也可以在效游后让学生通过回忆,画出郊游路线,促进学生形成方向与位置的感受。

2.3调查校园中可利用的实践活动教学资源。一是财产资源,如藏书量、占地面积、水电费数据等等;二是生命资源,如学生成长数据、睡眠时间、运动时间等,让学生用调查数据了解自己的成长,还可以让学生调查统计全校学生的上网时间、学习时间等,用数据分析同学们的学习习惯;三是活动数据资源,我校每学期都要开展许多如艺术节、科技节、运动会等大型活动,在这些活动中有许多可利用的数据(参与人数、获奖人数等),学生通过调查整理利用分析数据来思考活动中存在的各种问题,从而培养了学生的综合实践和解决问题的能力,发展创新意识。如通过设计“科技作品的分数展出”这一问题,学生就需要综合运用空间几何知识和分类思想等。

3.让校外实践活动成为学生能力发展的天地

课题型实践活动也是校外实践活动的好形式。小学阶段课题型实践活动易采用小课题研究,让学生在大量调查研究的基础上分析和解决问题,最终以数学小报告或小论文的形式体现。比较常见的是学习了某一系统知识之后,组织引导学生的马所学的知识联系运用于生活实际,既可以使数学知识得到继续、扩展和延伸,又可以促进学生探索意识、发现问题意识和创新意识的形式。

校外实践活动形式比较广泛,主要包括制作型、调查型、测量型和课题型实践活动等几种形式。让学生制作一个正方体或长方体属于制作型实践活动。在学习“利率”之前,让学生做以下几项实践活动:查看银和地利率表;把自己的部分零花钱存入银行或提取自己或家庭的存款;请教家长或银行工作人员讲解存款单和利息清单上的有关内容,了解利率的相关知识。这就是调查型实践活动。教学“计量单位”,可以进行测量型实践活动。学习面积单位之后,就可让学生测量自家客厅、卧室的面积和估测社区、院子、广场的占地面积。学习体积单位后,可让学生估计小到教室大到医院门诊大楼、火车站主楼的体积。

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1.教学内容针对性不强,不能突出专业特点

目前,护理专业一直依附于医疗专业传统的课程体系,没有创新。在教学中,护理专业与临床医学专业采用同样的学时、同样的教材、同样的教法、同样的目标,基本不能体现护理学专业特色,与护理学紧密联系的内容得不到强化,而无关紧要的内容有时又要占到大量的学时,不能与护生的职业特点相联系。

2.教学内容陈旧,不能适应时代要求

在医学科学迅速发展的今天,人们的健康意识全面更新,护理学更有了其不同于以往任何时候的新的含义。而长期以来,无论多少版本,教材内容却不曾有多大变化。教学内容显得陈旧,一些与护理学关系密切的内容例如医院内感染、微生态环境等得不到强化,不利于学生今后一些观念的建立和更深入理论的学习。

3.教学手段过于落后

由于条件的限制,当前医学微生物学的教学手段仍然停留在板书、挂图及老师的口头讲解上。对于在二、三百人的阶梯教室内授课来讲,有限的声音、视觉效果,使学生对这门重要的医学基础课的理解和接受大打折扣;有限的图片、标本被多次看过后己面目全非,也起不到应有的作用。

4.教学观念落后

多年来,由于受教学大纲及教材的限制,教师的教学观念始终停滞不前。教学仍然过分注重理论知识的传授,而忽视学生实践能力的培养;过多地注重知识的专业性、系统性、而忽视与临床知识的衔接,使基础与临床脱节。等临床用到这些知识时,不是显得过于陈旧就是已经遗忘,完全不能适应高速发展的新时代对医学教育提出的新要求。

二、几点体会

以上这些问题,不同程度地影响着医学微生物学的教学效果,影响着学生对知识的理解、贯通和应用。针对这些问题,本人有几点体会,供商讨。

1.转变教育观念,充分体现教书育人思想

在医学微生物学教学中,可以根据护理学的专业特点,不必过分讲究知识的系统性、完整性,强化培养目标而淡化学科界限,而是精选新的,实用性强的内容,压缩或去除陈旧的内容,这样既减轻了学生的负担,又使他们有机会接触到更新的微生物学发展前沿的知识。例如目前的观念普遍认为护理是服务于临床的,而现代健康概念强调护理应该走在治疗疾病的前面,宣传健康新概念,开展疾病预防等工作。所以,护理应该溶入社会中,更有效地服务于社会,这才是全新的护理观念。诸如此类的知识可能教材中没有,但是授课中不能不讲,我们应该培养学生全新的护理观念,培养创造性的思维方式,真正为专业课程的学习打下良好的基础。

2.采取科学的教学方法,立足学生能最好地接受知识

传统的教学方法一直沿用了几千年,不能说没有一点科学性。对于理论性较强,难于理解的内容,我们仍采用教师主讲,学生主听的方法,避免学生走弯路,浪费时间和精力。对于其他内容,可以采取不同的教学方法,例如《大肠杆菌》一章,我们采用比较式,先由学生自己阅读课本,然后根据自己的理解列表比较肠道细菌的异同并讲述,教师从中发现问题并针对性地解决,这样充分调动学生的主动性和积极性,加深了对知识的掌握程度,更重要的是有效地培养学生发现问题解决问题的能力,以及独立思考的能力,在介绍《动物源性细菌》时,可采用“讨论式”;在讲授《病毒总论》时,可采用《学导式》,这样,不同的内容采用不同的教学方法,学生不会感觉始终对着一张面孔枯燥乏味,而会在绕有兴趣的情绪中顺利地完成本课程的学习并很好地掌握知识要点。护理学专业的实验实习课更不能局限于以观察认识为主,而应该多动手,多接触,还可以走出校门,尽早地让学生接触病人,接触社会,把学生带入医院,送入社区,让学生了解病人,了解社会的需求,从心里接受病人并愿意为病人服务,经过样的熏陶,将培养学生高尚的职业道德和完善的人格力量,我认为这也是基础医学课程应该贯穿的一项重要内容。

3.充分利用现代化教学手段,取得良好的教学效果

要提高教学质量和改善教学效果,在教育技术不断更新的今天,我们更应该把握这个机会,使高科技新技术为我所用。近年来,信息技术潮水般兴起为我们的教学和学习提供了非常乐观的前景。多媒体和互联网络技术日益成为医学教育提供信息的关键技术。所以我们在利用旧的教学辅助手段如挂图、图谱等的同时,更要注重现代化教学手段的应用,特别对于医学微生物学这门形态学课程来讲,多媒体能为学生提供更形象、直观、准确的信息,使一些较难表述的问题迎刃而解,从而使学生更好地领悟教学内容,提高教学质量。

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关键词:高中 生物 概念图 思维导图 应用

【中图分类号】G 【文献标识码】B 【文章编号】1008-1216(2015)02B-0048-02

“以学生的发展为本”,是课程改革的出发点,也是课程改革的核心之一。而整个高中阶段生物课程时间紧、知识点多、教学任务重。如何在短时间内保质保量完成教学任务,培养学生的学习能力、合作能力、创新能力,是现阶段高中生物教师必须研究的问题。随着信息技术的普及和工具软件的推出,概念图和思维导图已经成为信息技术与课程整合的有效手段之一。它们不仅能形象直观地将所学知识系统化,使教学内容和结构清晰化,而且能够培养学生的合作能力、自主学习能力和创新能力。虽然概念图和思维导图有很多优点,但是国内在生物教学中的应用还很少。为此,笔者通过本文让更多一线生物教师了解到概念图和思维导图在高中生物教学中的应用前景。

一、概念图和思维导图的研究现状

(一)概念图及其研究现状

概念图是上世纪60年代由美国康奈尔大学的教育心理学家诺瓦克(J.D.Novak)博士等人在研究儿童对学科知识的理解时根据奥苏伯尔(DavidP.Ausubel)的有意义学习理论提出的一种新的教学技术,上世纪80年代被学术界正式确定。它是利用图表的方法将人脑中的概念、原理、规律等隐性知识显性化、可视化,便于人们思考、交流和表达,是目前中学教学中常用的方法,教学效果明显。

我国对概念图的引进和研究较晚,前期港台地区研究较多。1999年后,概念图的研究逐渐成为国内研究的一个焦点。而概念图在中学教学中仍比较少见。目前,我国教育一线的师生对概念图的认知不足,教学研究也不成熟。同时,国内很大一部分研究者还把概念图作为一种工具来运用,把其作为一种策略进行教学设计的研究很少。概念图与生物学相结合的研究更少,在高中生物教学中的应用研究起步晚,深度和广度不够。

(二)思维导图及其研究现状

思维导图由英国非常有名的心理及教育学家东尼・博赞(Tony Buzan)1860年左右发明。东尼・博赞在研究“大脑潜能”的过程中感觉到达・芬奇的强大思维可能与他特别的做笔记方式有关,他的笔记会经常使用“图像”“符号”和“线条”等元素。在直觉的指引下,他创造了思维导图这种影响世界的思维工具。思维导图是众多思维工具中的一种,它能将我们放射性思考的内容通过文字、颜色、线条、图画的形式创造性地变为具体化、可视化的高度组织性的图画。创造性思维理论认为创造性思维是一种实现知识或信息增值的思维方式。

思维导图在国内的研究正处于迅速发展的时期,但思维导图的应用范围有待拓宽。其中应用较多的在教育、计算机、医疗三方面,若仅考虑教育教学方面,思维导图在高中生物教育教学方面的研究文章只有8篇,其中多为生物复习方面的研究。将思维导图侧重地应用于教师课堂教学环节、课后反思及学生学科知识体系构建、系统性解题,并以此为基础探讨思维导图运用于教学与构建生物学科知识体系、生物学习兴趣、生物学习成绩及创造性思维能力的关系的研究几乎没有。

二、概念图和思维导图的异同

(一)概念图和思维导图相同点

两者的相同点是均可将抽象的知识外显化、可视化,即将抽象的知识、过程转换成图的形式使之更容易被人的感官直接接受。

(二)概念图和思维导图不同点

概念图根据的是奥苏伯尔的有意义学习理论,该理论最本质的观点是只有在学习者明白学习的已知内容后,才能进行相应的教学。其实知识体系中本就存在着概念及概念间的固有关系,这样就可以很大程度地缩小学习者自身认知结构与知识体系的差距,从而有效地完成学习。把一个重要的概念放在椭圆或长方形里,并且将概念与概念用线条(可带箭头)相连,连线上注明两概念间的关系是概念图一般的呈现方式。因此,它是节点与节点的直接连接,呈现出网状结构。(如图1)

图1“真核细胞结构”的概念图

思维导图是对人类放射性思维的图形表达,是人类思维的自然流露。它能够根据信息间的相互关联(主要通过想象和联想实现)分级分层管理,从而使信息的储存、应用更加方便、有效、系统,思维导图有助于思维朝着多向性、综合性、开放性、灵活性的趋势发展,思维导图往往从一个中心节点或中心主题词开始,随着思维的放射性深入发展,逐步建立一个只有一个主要中心的有序的放射状的树形结构图(如图2)。

图2“呼吸作用的概念”的思维导图

三、概念图和思维导图在高中生物教学中的结合应用

通过比较概念图和思维导图的异同点,可见概念图和思维导图确有着较大的区别,如何把概念图和思维导图结合起来进行教学,从而使知识系统化、概念关系明确化,是值得研究的问题。

笔者认为新授课用思维导图教学较好,教师通过一系列问题串引导学生边学习边构建思维导图,这样图文并茂不仅会增加学生的学习兴趣,而且加快学生记笔记的速度,更重要的是由于思维导图符合人的记忆存储规律,使得学生的课堂学习效率大大提高。思维导图更适合知识点零散的,较少有从属关系的教学内容。如必修一第五章光合色素,这部分知识由于内容零碎,相互之间没有从属关系,适合用思维导图教学(见图3)。用一幅图将繁多的内容显示得淋漓尽致,学生学起来会轻松许多。

图3光合色素相关知识的思维导图

概念图在复习课时更实用,教师可以提前将作业布置给学生让学生找出本节(章)学过的所有概念,然后依据层次大小将其排序,再用连接词连接起来。课堂上利用小组合作学习将概念图完善,然后教师出示“标准”图,让学生进一步完善。这样使本节(章)所有概念的从属关系一目了然,有利于学生掌握概念的内涵和外延而不至于混淆使用。如必修一第六章细胞的生命历程,由于这部分知识是必修一最后一章,为了参加市里的统一考试,每个学校都必须赶进度,这一章只能快速讲完,而本章概念多而且不好理解,所以讲完本章最好整章复习,一张概念图使得整章知识非常清晰(如图4)。当然如果碰到概念多而概念间从属关系非常明显的章节也可以在新授课时采用概念图教学。

图4细胞的生命历程概念图

总之,具体到章节,用概念图还是思维导图教学或者二者一起用,还值得各位同仁在不断摸索,这也是至今为止研究的空白,也许有的章节用传统教学方法比较好。

四、展望概念图和思维导图在生物教学中的应用前景

《普通高中生物课程标准》要求学生能够把握生物学的基本事实、概念、原理、规律和模型,而最近几年高考也多以基本概念和原理为考察对象。人教版高中阶段必修教材中的生物学基本概念大约有300多个,还有众多细微的知识点,如何将这些概念及其他细微知识形成知识结构体系,让其在学生头脑中清晰地呈现出来,以便准确掌握这些概念的内涵及外延,是高中生物教师努力的方向。新课程标准还倡导学生的自主学习和合作学习,促进学习方式的变革,培养学生的学习能力、探究能力及分析解决问题的能力。基于以上情况,笔者认为将概念图和思维导图教学引入高中生物教学,通过师生共同绘制概念图和思维导图既完善学生的认知结构,使高中生物繁多的知识点清晰呈现于学生的脑海中,又充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用,同时也培养了学生的自主学习、合作学习能力,具有一箭双雕的作用。因此,在今后的教学中概念图和思维导图在生物教学中具有很好的应用前景。

参考文献:

[1]顾煜文,朱玉芳.概念图和思维导图在生物教学中的区别[J].科技教育创新,2012,(24):186―191.

[2]李静雯.思维导图在中学化学教学中的应用的研究[D].首都师范大学硕士学位论文,2006.

[3]苏秀环.概念图在高中生物教学中的运用研究[D].福建师范大学硕士学位论文,2007.

[4]金燕.概念图在高中生物教学中的应用研究[D].兰州大学硕士学位论文,2011.

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2免疫学与诺贝尔奖的百年渊源

2.117项免疫学研究成果先后荣膺诺贝尔奖在免疫学领域,除了诺贝尔生理学或医学奖外,尚有拉斯克基础医学奖(AlbertLaskerBasicMedicalRe-searchAwards,1946年始)、加拿大盖尔德纳基金会国际奖(CanadaGairdnerInternationalAwards,1959年始)等重要奖项,许多拉斯克奖、盖尔德纳奖的获得者,随后几年都有可能问鼎诺贝尔奖。历史上也出现过一项免疫学研究成果同获数项国际大奖的情况。但是,无论从奖项历史还是学术影响来说,这些奖项无法与诺贝尔奖相提并论的[4]。学界、公众更多以诺贝尔奖为标杆,去衡量一项研究成果的理论价值。算上2011年的诺贝尔生理学或医学奖,自1901年设立诺贝尔奖开始,在免疫学研究范畴内所获得的诺贝尔生理学或医学奖已经累计到了17次(表1)。除了诺贝尔生理学或医学奖,1948年蒂塞利乌斯(ArneTiseli-us)因研究电泳和吸附分析血清蛋白获得诺贝尔化学奖,由于血清电泳技术也在免疫学的研究范畴之内,所以这项殊荣也应记在免疫学名下[4]。免疫学研究机体如何免除疫病及抵抗疾病的发生。研究内容与临床医学直接相关,研究成果(疫苗、移植、免疫耐受等)可以直接用于疾病的诊断、治疗和预防。1980年世界卫生组织宣布“天花已在全世界内被消灭”,这一人类征服疾病的最辉煌成果,便是得益于琴纳(Jen-ner)发明牛痘疫苗;现代免疫学研究更是涉及人体的生老病死等根本问题与普遍规律,已经成为生命科学的前沿学科之一。正是因为免疫学研究探索的是一个充满无穷未知和巨大机遇的领域,才使得近30位免疫学家最终走上了诺贝尔奖的领奖台。

2.2诺贝尔奖见证免疫学发展历程1901年,第1届诺贝尔生理学或医学奖便颁给了使用抗毒素治疗白喉病的贝林(EmilvonBehring)。1908年,诺贝尔奖同时授予免疫学的体液免疫和细胞免疫理论的创始人(PaulEhrlich及ElieMetchnikoff),这常被看作免疫学诞生的标志。此后,诺贝尔奖又见证了免疫学从化学免疫学向生物免疫学的转型。长长的诺贝尔奖获奖名单(表1)清晰地展现出免疫学发展的百年轨迹。其中几次重要免疫学成果的获奖,更是成为了划分免疫学发展若干时期的历史节点。

2.2.1脱胎于微生物学的经验免疫学在中国,公元303年葛洪所著的《肘后备急方》中记载“使用患病狗的大脑预防狂犬病”,这可能是有文献记载最早的预防性免疫[9]。在西方,19世纪末已经出现了众多灭活疫苗,如琴纳的牛痘天花疫苗、巴斯德的炭疽疫苗、狂犬疫苗等。人类在与疾病抗争的长期实践中逐渐有免疫的概念,但是对于机体免疫应答的发生原理毫无认识,而从事免疫学研究的科学家多为微生物学家动物学家、胚胎学家、化学家等。随着微生物学的发展,尤其是显微镜的广泛使用和细菌分离培养技术的成熟。各种致病菌的分离、培养成为了可能。1876年,科赫发现炭疽热的病原菌———炭疽芽孢杆菌(Bacillusanthracis),并进一步提出“感染是由致病菌造成”的“科赫假说”。几乎是同时期,法国微生物学家巴斯德发现腐败是由于微生物造成(巴斯德的“病原学说”),并进一步的制成多种灭活疫苗。19世纪末,人类对于疾病成因的理论探寻,以及多种减毒疫苗在临床上的应用,为免疫学学科的诞生奠定了基础,而此时的免疫学更多是经验免疫学[10-11]。虽然早期的经验免疫学脱胎于微生物学,但是它进一步探寻病原菌与宿主之间的关系,若从医学的角度看,这种二元论的思维方式,使得免疫学较此前的微生物学更近了一步[12]。值得一提的是,科赫在柏林创立的科赫学院(Koch’sInstitute)培育了EmilvonBehring、PaulEhrlich、JulesBordet等众多人才,而巴斯德在巴黎创立的巴斯德研究所(InstitutePasteur)也先后培养了ElieMetchnikoff,DanielBordet等人,这些人为早期的免疫学发展做出了突出的贡献,也在20世纪初先后荣膺诺贝尔生理学或医学奖[13]。

2.2.2免疫化学向免疫生物学的转型诺贝尔奖获得者贝林发现了抗毒素,在用动物血清治疗白喉患者中取得巨大成功。这也是免疫学上被动免疫和血清疗法的先河。1908年的诺贝尔生理学或医学奖获得者PaulEhrlich和ElieMetchnikoff分别提出了体液免疫学说和细胞免疫学说,这两大学说的提出,对免疫学的影响意义深远[15]。这标志着免疫学理论体系架构的初步完成,免疫学自此成为一门独立的学科,两位科学家被称为“免疫学之父”[14](图1,2)。此后,体液免疫和细胞免疫进行了长达数十年的争论[16]。20世纪上半叶,基于化学结构的抗体研究不断深入,导致体液免疫学说的盛行,体液免疫学说取得许多辉煌的成就,如抗体侧链学说、模板学说、免疫球蛋白的分子结构等,这使得早期的免疫学更像是免疫化学[13,17]。但是,类似“锁-匙”这样简单的结构模型,显然不能解释一种抗原可以诱导机体产生多种抗体的事实。关于抗体多样性的疑惑,成了免疫学上的GOD(the直到1957年克隆选择学说的提出和此后抗体基因结构的阐明,抗体多样性的问题才得到圆满的解释。克隆选择学说认为,免疫细胞是随机形成的多样性细胞克隆,每一克隆的细胞表达同一种特异性的抗体[19],这就推动了对淋巴细胞的研究,并逐渐揭示细胞免疫应答及免疫耐受的分子机制。1960年,F.M.Burnet因“克隆选择学说和获得性免疫耐受”荣获诺贝尔生理学或医学奖,这也标志免疫学由基于抗体的免疫化学转向基于细胞研究的免疫生物学[10-11,17]。此后,抗体基因重排规律的解释(1987年诺贝尔奖)、MHC结构功能的研究、免疫应答分子机制的研究(1980、1996、2011年诺贝尔奖),免疫学逐渐深入到分子免疫学的层面[13,17]。《免疫学史》一书曾将免疫学这段发展历程划分为三个时期,形象地描绘为繁荣的细菌学时期、沉寂的化学免疫时期、复兴的生物免疫学[13]。

2.2.3后基因组时代的现代免疫学21世纪伊始,以人类基因组计划完成为标识,生命科学研究进入到“后基因组时代”。随着免疫学研究中使用的模式生物(如小鼠、猴、海胆等)和众多病原体(如痢疾杆菌、结核杆菌、艾滋病毒等)的完成基因组测序[20],现代免疫学的研究更多的借助于基因组学手段,从基因序列入手,预测基因功能,通过模式生物验证的反向免疫学[11]开始兴起。当代免疫学的研究范畴也已超越狭义免疫的范围,形成了细胞免疫学(cellularim-munology)、病原免疫学(immunopathology)、自身免疫学(autoimmunity)、免疫遗传学(immunogenetics)等众多分支学科。

3免疫学领域历届获奖成果的理论价值和临床应用