分子生物学报告范文

时间:2024-01-23 17:57:44

导语:如何才能写好一篇分子生物学报告,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。

分子生物学报告

篇1

>> 浅谈高中生物的教学策略 高中生物的概念教学策略 探究高中生物“分子与细胞”课堂教学的策略 高中生物教学中的思维导图教学策略研究 浅析高中生物中分子与细胞模块的教学 高中生物中“分子与细胞”的教学方法初探 对高中生物“分子与细胞”模块的教学思考 新课标下高中生物“分子与细胞”模块的教学感悟 关于高中生物中分子与细胞模块的教学探讨 新课改下高中生物教学策略的研究 例谈高中生物高效复习的教学策略研究 基于效能提升的高中生物教学策略研究 高中生物课教学策略的研究 高中生物课堂的有效教学策略研究 高中生物生活化教学策略的实践研究 新课程下的高中生物教学策略研究 高中生物实验教学策略的研究 基于研究的高中生物实验教学策略 高中生物生活化教学策略的实施探索与研究 高中生物生物教学的思考 常见问题解答 当前所在位置:中国 > 政治 > 高中生物《组成细胞的分子》教学策略研究 高中生物《组成细胞的分子》教学策略研究 杂志之家、写作服务和杂志订阅支持对公帐户付款!安全又可靠! document.write("作者:未知 如您是作者,请告知我们")

申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。 摘要:随着我国教育事业的不断发展和新课改的不断推进,对高中生物课堂教学的教学策略也提出了新的要求。依照高中生物新课程理念,对课堂教学过程进行优化、对教学方式进行完善、对教学策略进行研究已成为高中生物教学发展的重中之重,因为只有这样才能不断提高高中生物教学的实效性,提高学生的生物学习水平。本文对高中生物《组成细胞的分子》教学策略进行研究。 关键词:高中生物 《组成细胞的分子》 教学策略

《组成细胞的分子》是人教版高中六册课本中必修第一册《普通高中课程标准实验教科书生物1(必修)分子与细胞》第二章的课程内容,这一章节在高中生物课程的学习中有着及其重要的作用,该章是学习第一册教材其它章节、其它必修模块以及选修模块的知识基础,是培养学生探究、绘图、实验等技能的基础。所以研究如何上好这一章的内容对整个高中生物课程教学都有着极其重要的作用。

一、教学课时安排策略

《组成细胞的分子》这一章的内容主要分为细胞中的元素和化合物、生命活动的主要承担者─蛋白质、遗传信息的携带者─核酸、细胞中的糖类和脂质、细胞中的无机物这五个小节。建议教师每一节课对应一课时来进行讲解,再加上其中两节有实验课,每节实验课一课时,则这章的内容至少要七课时来完成教学计划。为了循序学生由易到难的认知规律,建议把第一节《细胞中的元素和化合物》和最后一节《细胞中的无机物》放在一起学习[1]。这样的课时划分,有利于让学生有针对性的掌握本章每一节的具体内容,并且能够突出本章教材的重点和难点,能够让教师有侧重点地去教学,让学生能够有侧重点的学习和记忆教材内容,从而能够提高生物课堂教学的有效率和学生学习的有效率。

二、联系生活,创设学习情境

在教学过程中,教师要尽可能地创造条件,让学生通过自主的活动,主动去观察、去探究、去学习。生物是一门与实际生活联系紧密的学科,教师可以通过联系生活创设学习情境,让学生在轻松、愉悦的学习氛围中去学习知识、基本技能以及真正领悟科学的思想和精神[2]。《组成细胞的分子》这一章的内容与实际生活联系尤为紧密,教师可以根据生活中的实际例子,来创设问题情境,让学生既能够激发学习兴趣,又能够加强学生对所学知识的理解,还能不断提高学生的实际应用能力。例如教师可以通过“大头婴儿”的示例作为导入来引起学生对《生命活动的主要承担者─蛋白质》这一节课的学习兴趣,然后教师可以让学生举含蛋白质食品的例子等,让学生在接下来的学习中集中注意力。在学习第3节《遗传信息的携带者─核酸》时,教师可以从学生比较感兴趣的DNA技术在案件侦破中的应用作为导入,并让学生自主地围绕DNA讨论几个问题,把学生从思维热身中引入核酸内容的学习中。《细胞中的糖类和脂质》这一节内容更是与学生的生活和身体健康密切相关,教师要善于利用这一特点,结合学生的实际创设情境。一提到吃,学生肯定很感兴趣,教师就可以利用“吃”来引入教学内容,可以通过“运动会时,可以为运动员们准备哪些能够快速补充能量的食物”来让学生认识到糖能为人提供能量,从而过渡到糖类的学习中。通过这样的方式能够紧紧抓住学生的注意力,激发学生的学习兴趣。

三、不断完善教学方式

受传统教育的影响,我国高中教学的教学方式一般都是教师讲、学生听的模式,这样的教学模式严重忽视了学生的主体地位,并且随着新课改的不断推进,传统教学模式的弊端已逐渐显露出来,这就要求教师从传统教学模式的框架下走出来,不断研究并采用国内外有效的教学方式,不断完善生物课堂教学方式。例如小组合作模式,生物教学内容中的实验部分是最适合运用小组合作学习模式的教学内容。例如“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验,这个实验是本节教学内容的关键,是本章两个重要实验之一。教师可以根据学生的性别、学习能力、实验技能、兴趣爱好等情况遵循“组内异质、组间同质”的原则进行合理分配划分小组,分小组进行实验探究并讨论。这样既能够让学生自己动手实验学习知识,又能够让学生在小组合作中相互学习、相互促进,不断提高生物学习水平。

四、运用多媒体技术

生物教学内容中有很多复杂的生命现象或者生化反应,代谢途径等等,如果教师只是用语言去描述,学生接受起来就有所困难[3]。但是多媒体技术能够把声音、文字、视频等进行有机结合,既形象生动、又直观,让学生能够在视听享受中加深学生对教学内容的理解,让学生能够自主的在头脑中构建相应的理论模型和知识结构,这样学生也容易掌握教学中的难点和重点。例如在学习《生命活动的主要承担者─蛋白质》这一节的内容时,教师可以用多媒体技术展示氨基酸组成蛋白质的结构层次,通过多媒体来展示几种氨基酸的结构,让学生自己推导氨基酸的结构简式,使抽象的内容变得形象生动,既能够让学生印象深刻,又能够构建活泼开放的课堂氛围。

结束语:

随着新课改的不断推进,很多新的教学模式和教学理念正在被广大教师理解并且运用,已经在慢慢影响课堂教学实践,并取得了一定的成果。但是我们也能发现,新理念、新教学模式、新教学策略在课堂教学的落实方面还存在着不足。本文上述提到的《组成细胞的分子》这一章的教学策略并不是唯一的、固定的,这就需要教师在教学过程中不断总结分析并不断完善,在教学实践中不断探索适合自身学科特点的教学策略。

参考文献:

[1]胡冬英.高中生物新教材(人教版)《组成细胞的分子》的教学研究[D].广西师范大学.2012,25(12):21-22

篇2

关键词:分子生物学与基因工程;模块化;就业竞争能力

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)31-0271-02

分子生物学与基因工程实验技术发展非常迅速,作为一门通用的工具已经渗透到生命科学各个研究领域,该门课程一直是生命科学相关院校的核心实验课程。但不同院校设置的分子生物学与基因工程实验课程基本上存在以下问题:(1)把分子生物学实验和基因工程实验分开,内容体系不连贯;某些实验设计重复,浪费资源。(2)实验内容的设置常常是按照教学大纲的要求机械设定的,忽略实验内容之间的有机结合性和连贯性,存在实验内容之间相对孤立、缺乏内在联系的缺陷。(3)实验大多数为验证性实验,对学生的培养目标不够明确。因此,本文提出基于学生就业竞争能力培养为目标,根据师范院校实际情况,通过调查研究对分子生物学与基因工程实验课程内容进行模块化设计,拟解决上述问题,并大大提高学生的竞争就业能力,同时对其他院校的课程设置也可以提供一定的借鉴。

一、明确培养目标――对分子生物学与基因工程实验进行模块化设计

普通高等师范院校一般开设生物科学师范专业和生物技术非师专业,分子生物学与基因工程实验课程是这两个专业的必修课,考研和就业是这两个专业大部分学生毕业面临的问题。为了满足不同专业学生考研和就业的需要,通过调研,我们明确了分子生物学与基因工程实验课程培养目标:(1)满足学生考研深造的需要。(2)满足学生到中学进行生物学教学的需要。(3)满足学生到生物医药公司工作的需要。因此,我们把分子生物学与基因工程实验设计为三大模块(共计75学时):①基础性实验模块,共计23学时。包括大肠杆菌质粒DNA的提取(4学时)、植物基因组DNA的提取(3学时)、动物组织总DNA的提取(3学时)、琼脂糖凝胶电泳检测DNA(3学时)、核酸的浓度及纯度测定(2学时)、大肠杆菌感受态细胞的制备(2学时)、目的基因的PCR扩增(6学时)。②综合性实验模块,共计35学时。包括:载体构建(10学时)、农杆菌介导的烟草遗传转化(15学时)、转基因植物的分子检测(10学时)。③开放性实验模块,共计17学时。包括植物总RNA的提取及检测(6学时)、RT-PCR(时)、分子生物学常用软件介绍(2学时)。其中,基础性实验模块部分随理论课按周次完成;综合性实验和开放性实验模块在理论课结束后统一安排时间开设。

二、分子生物学与基因工程实验模块内容的课堂教学实践及体会

生物科学(师范)和生物技术(非师范)两个专业的学生通过学习《分子生物学与基因工程模块实验》,基本具备了以下能力:(1)通过基础性实验模块的学习,学生掌握了分子生物学和基因工程实验的基本理论和操作技术,完全可以胜任中学关于分子生物学和基因工程实验的教学任务。(2)通过综合性实验模块的学习,不同专业学生具备了对实验进行综合设计和整体把握的能力,这些能力使他们在考研复习和考研复试实验操作技能方面具备很大的优势。(3)通过开放性实验模块的学习,使学生形成完整的科研思路,具备了自主思考、自主设计等实验能力;培养了学生科研创新能力,为他们今后的研究生学习和生物公司的面试奠定了基础。总之,通过对分子生物学和基因工程实验进行模块化设计,基本能够达到以下三个目标:①满足学生考研深造的需要。②满足学生到中学进行生物学教学的需要。③满足学生到生物医药公司工作的需要。

三、关于分子生物学与基因工程实验课程模块化设计的一些建议

1.分子生物学与基因工程实验基本上都是耗时比较长的大实验,传统实验教学安排都是按照教学大纲随理论课后开设,一般实验时间为4学时,这样安排导致某些综合性实验无法完成,影响实验结果的观察和记录,因此建议耗时较短的基础性模块实验可以随理论课开设,一周一个实验内容;耗时较长的综合性和开放性模块实验可以在一学期课程结束后统一安排1~2周时间完成,这样可以保证实验效果,提高学生综合能力。

2.建议学校加大对分子生物学与基因工程实验室的经费投入和建设,保证仪器的先进性和数量,开阔学生的眼界;授课讲师也应结合自己的科研课题,保证实验内容合理,实验成功率较高,实验结果比较稳定,学生每次实验都能观察到实验结果,增加学生的学习兴趣。

3.构建科学的实验课程考核和评价体制。传统实验教学评分体系以实验报告加平时表现为主。实验报告占用了学生大量的时间,并且在内容上有明显雷同的嫌疑,并不能够真实反映学生的实验能力。这样容易造成学生的学习压力,降低了学生对实验教学的认可程度。因此建议基础性模块实验可以按照传统实验报告形式考核;综合性和开放性模块实验可以按照4~5人为小组,以实验设计、实验实施、实验问题思考和解决方案,实验操作技能考核等综合过程材料作为考核依据,主要目的在于锻炼学生的科研和创新能力。

四、结语

通过对分子生物学与基因工程实验课程内容进行模块化设计和实施,不同专业学生在考研和就业方面取得了不错的成绩,学生的就业竞争能力得到了很大提高。关于分子生物学与基因工程实验课程的改革是一项长期系统工程,需要学校和授课教师根据本校实际条件不断努力,才能培养出适应社会发展的高素质复合型人才。

参考文献:

[1]周晓馥,勾畅,未晓巍,等.教学科研一体化在分子生物学实验教学中的研究与探索[J].安徽农业科学,2013,41(4):1852-1853.

[2]胡尚连,孙霞,郑桂灵.分子生物学与基因工程实验教学模式探索[J].实验科学与技术,2008,6(5):94-96.

[3]刘新琼,王春台,张向明.分子生物学与基因工程实验模块化教学新模式[J].实验科学与技术,2011,9(5):144-146.

篇3

关键词:分子生物学实验;教学改革;教学手段

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)37-0272-03

分子生物学课程是现代生物科学的前沿和交叉学科。分子生物学实验是分子生物学研究的重要手段和组成部分,是分子生物学教学的有力补充,学好分子生物学实验课程对于培养学生的动手能力,强化理论教学效果具有重要作用。分子生物学与其他学科的交叉也主要体现为分子生物学实验技术的应用[1]。分子生物学实验技术涉及很多现代生物技术中的核心技术,掌握分子生物学实验技术已成为农学、林学、医学、生物学等各学科的基本需要[2-5],因此各个高校一般都将分子生物学实验课程作为生物类专业学生的专业基础课,紧抓教学质量,以期培养出更适应社会需求的人才。我国也早在2007年1月,由教育部财政部下发了教高[2007]1号《关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》、教高[2007]2号《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》等相关文件,明确提出要高度重视实践环节,提高学生实践能力,加强实验、实习等教学环节,着力培养学生创新精神和创新能力[6]。四川大学作为全国最早开设分子生物学实验课程的学校之一,对该课程一直非常重视,每年投入大量的经费

改善实验室的教学条件,为了适应新时代的需求,经过多年的教学实践,分子生物学实验课程也不断在教学内容,教学方法、考核方式等方面进行大力的改革。

一、分子生物学实验教学改革前现状分析

(一)教学内容系统性、完整性不够强

分子生物学实验课程改革前实验教学内容多为验证性实验,如:植物基因组DNA、总RNA及质粒的提取、琼脂糖凝胶电泳、目的基因的PCR扩增、目的基因的酶切及与载体的连接、感受态细胞的制备、重组子的转化与鉴定等实验,实验内容虽然都是现代生物前沿基础技术,而且具有一定的连贯性,但每次实验都是单独授课,学生只需按照步骤完成实验即可。这样授课的弊端就是学生上完课后并不能把理论知识与实验技术有机结合,缺乏思考,遇到实际科研问题时不能运用所学技能解决,缺乏拓展性、创新性思维的训练。

(二)教学手段简单,学生学习积极性差,教学效果不明显

改革前实验课程采用的教学形式单一,很难调动学生学习的积极性。一般是教师确定实验的目的和方案,实验员准备好实验所需试剂和仪器,学生只需在规定的时间内进行操作,完成实验方案,上交实验报告。这种程序化、被动式的教学导致学生对分子生物学实验课程教学目的不明、学习兴趣不高,产生学习上的倦怠心理。

分子生物实验课程开设在本科二年级下学期,实验操作中用到的仪器精密度较高,价格昂贵,实验试剂加入的量均为微量级别,这与学生在此之前所做的实验完全不同。虽然在上课时教师反复强调实验的操作步骤和注意事项等方面,但很多细节学生不能及时掌握,实验中容易出现试剂种类加错,试剂加入量不准确或错误操作仪器等,导致实验失败甚至仪器损坏等问题。此外,实验课程一般设置是每周一次或隔周一次,学生不能经常练习,巩固加深实验技术,有些知识刚学会,还没完全掌握,到下一次实验时已记不清如何操作,导致教学效果不明显。

(三)考核方式相对单一,不能全面反映学生学习的真实情况。

改革前该课程的学生学习成绩的评定标准为课堂上实验操作考核只占总成绩的20%,考勤占10%,实验报告占70%。但教师在对学生成绩评定过程的研究中发现由于分子生物学实验课程是生命科学学院全体学生的专业必修课,开设的班级多,每次课学生人数较多,课堂上老师并不能关注到每个学生,学生成绩的评定主要还是根据实验报告中结果的好坏与报告的质量来定,以至于学生中形成一种思维:只要实验报告写的页数多,图片精美,讨论深刻就能得高分,实验过程中操作是否规范,是否动作标准并不重要。这使得很多学生对实验技术的学习流于应付,不能达到学习该课程的目的。

这些问题严重影响了分子生物学实验课程的教学质量,也使得学生忽视实验技能的提高,思维趋于懒惰,缺乏科研的自主性、创新性。分子生物学实验课程作为一门实践性的专业基础学科,教师不只要注重学生动手能力的锻炼,也要培养学生勤于思考的习惯和分析处理问题的能力。

二、分子生物学实验教学改革方式

为了改变以上的缺点,改进教学模式,提升教学质量,提高学生学习的积极性、主动性和创造性,达到分子生物学实验课程的学习目的,在学校及学院的支持下我院分子生物学实验课程组对本门课程进行了全面改革,以学生为本,开发多样化学习方式[7],学生由被动式学习转为自主探究性学习[8],改进课程考核方式等。经过近两年的试验,效果明显。实验课程的主要改革内容如下:

(一)学校加强经费投入和师资力量建设,提高教师教学能力

四川大学生命科学学院历来重视实验中心的建设,目前分子生物学实验室设备固定资产达到300多万元,实验教师均具有博士学位,教辅人员的学历也在硕士研究生及以上。学院鼓励教师积极参加国际、国内各种教学研讨会,与全国的同行进行教学交流,学习其他兄弟院校的先进经验,提高教学能力。此外,该课程每年还给教师配备了研究生助教,多人同时在课堂上进行指导,及时发现并纠正学生实验操作中的错误,帮助其形成良好的实验习惯,掌握正确的实验操作方式。

(二)拍摄实验操作视频,便于学生课前课后反复学习

为了让学生更清楚实验操作的方式及仪器的正确使用方法,教师将分子生物学实验中涉及的实验内容和仪器使用按照模块化的方式分别进行视频拍摄,并结合多年教学经验,在视频中增加了学生实验中易错环节的提示,对初学者进行指导。学生在上课前就能清楚知道每个实验的正确操作方法及注意事项,上课时有意识地加强学习,降低实验失败率,提高课程训练效率。

(三)建立课程网站和虚拟实验室,加强师生间及学生间的联系,提高学习的积极性

为了有效整合教学资源,拓展教师的教学方式、教学空间,提升教学质量,提高学生的学习兴趣和自主学习能力,培养学生的独立能力及科研素质,加强师生之间的互动,使课程教学内容与教学活动完整呈现,我们建立了分子生物学实验的课程网站,将实验操作视频、动画、图片、PPT等资料放置其上,供学生自由学习。此外,我们还注重师生间课后的联系与互动,利用网络平台收集和批改学生作业,对学生学习中遇到的问题及时在网上作答,方便学生的学习,促进其对相关知识的理解与把握。

随着社会新形势的发展对人才要求的提高,传统的实验教学受课程开设的时间、地点、人力和财力等问题的限制,不能显著提高教学质量,设计型和探究型实验更难以开展。为解除此类限制课程教师还建立了虚拟实验室,提供可操作的虚拟实验仪器和试剂,学生既可通过实验仿真平台动手操作,又可自己设计实验,利于培养学生的实验设计能力,分析解决问题的能力,科学探究精神和创新意识,学生对于科学知识的学习、探究、运用更有自主性[9,10]。

(四)重视实验内容的系统性,提高大学生的创新能力

教学内容上整合原有的分子生物学课堂小实验,创建系统分子生物学综合大实验[11],给定选择题目后由学生自行选择并设计综合大实验流程。第一次上课教师只需要讲解进入实验室的要求与注意事项,给定几个备选大实验题目,提供模块化实验视频,由学生课后学习视频,自行选择题目并设计大实验流程。第二次课程为实验设计的展示,学生分别用PPT展示、讲解自己的设计,由其他同学对其设计的流程进行提问,讨论其设计是否合理,是否能继续优化,最后确定最终流程。第三次课程开始动手能力的培养,是前期课程知识的应用与实践。对于实验中出现的问题,首先要学生自己设法提出解决方案,并于实验完成后师生共同讨论实验中的得失与感悟。实验内容的系统化后整个过程学生都参与其中,将学到的理论知识运用到实际的科研问题中,充分强调学生在实验中的主体地位,不仅使学生养成总结和反思的习惯,也大大提高学生的创新能力。因此,综合大实验能够充分挖掘学生的潜能,对培养学生独立思考能力,实验动手能力以及解决实际问题的能力具有重要的意义。

(五)加强课程考核方式改革,提高学习积极性,科学检验学习效果

实验课程中提高学生的主动性和积极性,不仅需要教学内容和手段的提高,还要有科学合理的考核方式的配合[12]。为了充分检验学生的学习效果,改变学生“轻操作重报告”的观念,避免出现“高分低能”的现象,我们将课程考核方式变为:实验流程设计占总成绩的30%,实验操作占40%,实验结果占10%,实验报告占20%。实验流程的设计充分考核了学生对实验目的,原理等的认识及对整个课程系统性的把握,能正确地将分子生物学实验涉及的方法有机结合,真正达到课前自学的目的。这部分内容是作为作业在第二次上课讨论各自的实验设计前上交,教师及时评定成绩。讨论后学生便清楚自己所获得的分数,督促其后续工作认真努力,也有利于教师及时了解学生自学情况和对实验整体的把握情况,可以有针对性地对学生进行辅导。

在实验操作课程中,由于学生在课余时间自学教学视频,因此在课堂上教师的主要角色由知识的传授者转变为实验操作过程的监督者,实验的讲授时间缩短,有针对性地增加实验技能的指导时间。为了公平评价每个学生,在实验中教师为学生准备了胸牌,上面清楚地记录了每个学生的姓名及学号,方便教师监督其操作过程是否符合规范,及时纠正错误。该过程成绩由于在总成绩中所占比例较重,激发了学生在课前的学习热情,提高了学习效果。

在实验完成后,分子生物学实验课程还增设了实验内容相关问题的讨论和抢答环节,鼓励学生积极思考,提升了学习的趣味性,巩固学习效果。

三、分子生物学实验教学改革效果

经过两届学生的实验教学,分子生物学实验教师对两个年级349名学生进行了调查,学生的实验技能与实验素质普遍提高,科研能力明显增强。学生普遍认为新的课程形式更能调动其实验积极性,锻炼其科研思维能力,提高实验操作的动手能力,并改变其“做的好不如写的好”的错误观念,全面客观体现学生的学习效果,学生在课程中收获较多。

四、结束语

高等教育肩负着培养数以万计的高素质专门人才和一大批拔尖创新人才的重要使命。提高高等教育质量,既是高等教育自身发展规律的需要,也是办好让人民满意的高等教育、提高学生就业能力和创业能力的需要,更是建设创新型国家,构建社会主义和谐社会的需要。分子生物学发展迅速,为了培养高素质人才,适应社会需求,实验课程的教学方法应不断更新。改革是一个需要不断摸索与改进的过程,希望在此基础上我们不断总结工作中的得失,开创新的方法,培养更多具备创新精神、科学思维及实践动手能力的人才。

参考文献:

[1]马利刚,郑晓珂,赵乐,武慧敏,黄睿.中医院校研究生分子生物学课程实验设计探讨[J].中国西部科技,2014,13(11):99-100.

[2]李博伟,郦和生.分子生物学技术在水环境微生物研究中的应用[J].绿色科技,2014,(4):224-226.

[3]伏建国,刘金良,杨晓军,安榆林,骆嘉言.分子生物学技术应用于木材识别的研究进展[J].浙江农林大学学报,2013,30(3):438-443.

[4]龙华.分子生物学的发展[J].生物学通报,2005,40(5):58-60.

[5]郭燕,柳小青,马红梅,陈海婴.分子生物学在媒介生物研究中的应用[J].广东农业科学,2013,(9):155-158.

[6]中华人民共和国教育部“关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见”[Z].2007.

[7]曾文婕,黄甫全.课程改革与研究的新动向:彰显学习为本[J].课程教材教法,2013,33(7):3-10.

[8]刘智运.构建大学生研究性学习的新体系[J].教学研究,2006,29(5):377-383.

[9]罗星凯.实施科学探究性学习必须正视的问题[J].全球教育展望,2004,33(3):43-46.

[10]卢福芝.生物综合性实验教学研究与实践[J].科教文汇,2012,(4):106-108.

篇4

关键词:地方性高校;分子生物学与基因工程;创新能力培养

作者简介:王忠华(1972-),男,浙江开化人,浙江万里学院生物与环境学院,教授;斯越秀(1979-),女,浙江诸暨人,浙江万里学院生物与环境学院,讲师。(浙江 宁波 315100)

基金项目:本文系浙江省精品课程项目、宁波市生物医药基地项目的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)07-0127-02

随着分子生物学的迅猛发展,分子生物学与基因工程已广泛渗透到现代生命科学的各个分支领域,成为生物技术和生物工程等专业的核心课程。[1-3]“分子生物学与基因工程”的学习,使学生了解生物遗传物质的化学本质、遗传信息在生物体内的传递过程及其遗传操作的基本原理,知晓从自然界的生物中克隆所需目的基因的基本思路和策略。该课程启发学生的思维,让学生熟悉从最基础的核酸开始,到基因分离方法的确定、基因的克隆、鉴定、表达以及最终能获得目的基因的表达产物的整个过程;使学生对分子生物学与基因工程有一个全方位的、比较系统的认识。[4,5]

“分子生物学与基因工程”是在生物化学和遗传学两大学科的支撑下发展起来的。随着分子生物学的发展,新的内容和研究方法层出不穷,使该学科日益丰满和独立。[6-7]“分子生物学与基因工程”课程具有综合设计性和实践性强等特点,并且与农业、医药、环境、能源和食品等行业紧密结合,发展空间广阔。

长期以来,该课程教学活动都以教师为中心,教师在课堂上以描述性的讲解来传播知识,学生在教与学的过程中是一种被动地认知信息的接受者。这种教学方式往往忽视了学生获得知识的潜在性和理解知识的差异性,以及发展知识的创造性。这种传统的教与学的模式虽然在教学中统一了大纲,确定了标准,规范了教学制度,但同时也掩盖了学生个性发挥的能力,忽略了学生积极思维的创新意识,不利于面向21世纪的高素质应用型人才的培养。因此开展“分子生物学与基因工程”互动式教学方式的改革是极其必要的。

因此,该课程以培养学生的创新能力为最终改革目标,通过分子生物学与基因工程理论教学“大班上课、小班讨论”的形式开展合作性学习的教学内容与方法改革。该改革的实施可提高学生查阅文献、总结分析问题和表达能力等多方面的综合素质,同时也有利于学生自主学习能力和良好学习习惯的培养,对于实现高素质应用型人才的培养目标具有较大的现实意义。

一、确立了创新能力培养的教学目标

根据“分子生物学与基因工程”面向的行业特点和学生创新能力培养的需要,确立了综合技能、工程应用能力和学科研究能力三个层次的教学目标(见表1)。

二、教学方法改革

1.研讨小组规则

(1)以一个行政班为小组基本单位,每个小组组员人数控制在6~7人,在小组成员结构安排上要注意男女生比例及活跃分子与不活跃分子比例的适当搭配。

(2)每一研讨小组要选定一名有责任心的同学担任该研讨小组组长,主要负责“学习研讨”活动中的具体任务分解与分配;负责召集每次“学习研讨”活动的课后讨论会,确定课后讨论时间和讨论地点;负责收集每次“学习研讨”活动中小组成员所提交的书面材料。

(3)每次“学习研讨”活动时,小组主持人负责主持本次小组讨论会;小组发言人负责主持本次小组讨论分析报告的讲稿制作,并代表本小组就所讨论论题在课堂上发言。

(4)记录员负责小组讨论的记录工作;每份讨论记录中要包括时间、地点、主持人、参加人员、记录员、所讨论问题和各成员的发言记录及其在各自发言记录后的亲笔签名等。

2.小组研讨活动的基本规则

研讨活动应符合分子生物学专业的基本范畴,禁止任何形式的人身攻击或限制他人的发言自由;小组成员应就所讨论课题,从不同层面、不同角度展开全面深入的讨论;每位小组成员均应参与讨论,发表自己的意见,并在记录员的发言记录上签名。

3.小组学习研讨活动流程及相关要求

(1)研讨主题的确定。由主讲教师就所承担授课内容部分拟订若干备选研讨主题,再提交课程改革小组集体讨论确定;主题选择主要涉及授课内容中的一些重点、难点、热点与前沿问题,以及一些理论授课无法展开而又需要学生掌握的问题;指导教师在指导学习研讨过程中,可根据实际情况对备选主题做适当调整,并与主讲教师及时沟通。

(2)学习研讨任务的分配(课堂研讨2~3周前布置)。指导教师向各学习研讨小组分配任务,各小组组长进一步将本小组承担的研讨任务细分到每个小组成员,尽量做到每个组员负责承担一个研讨主题下子题目的研讨资料收集及研究报告的撰写工作。

(3)学习研讨资料的收集与学习(课堂研讨之前完成)。在指导教师指导下,各小组及其成员应就其承担的研讨主题开展资料收集工作;每一研讨主题应制作一份学习研讨资料清单,资料数量为5~10篇;每份清单中的资料类型可以是著作、期刊论文、学位论文、报纸文章、会议论文等;要求收集资料的组员在力所能及的范围内,尽量将所收集的资料复印或打印出来。

4.自主学习小组课余研讨活动的开展(课堂研讨之前完成)

各小组组长在本小组资料收集工作结束后、课堂研讨活动开展之前,召集本小组成员就该小组所承担的各项研讨主题进行课余研讨;由小组长指定的本次学习研讨活动的主持人主持;就本小组所承担的各项主题逐一展开研讨活动;该课余学习研讨活动要由指定的记录员做好相应的小组学习研讨记录,并及时提交给小组发言人。

5.学习研究报告的撰写

(1)每一位小组成员应就其承担的研究主题撰写一份个人自主学习研究报告,并在规定时间内(须在课堂学习研讨活动开展前,并给小组发言人留有准备整个小组发言的时间)提交给本次学习研讨活动的小组发言人。

(2)本次学习研讨活动的小组发言人,须在综合小组课余研讨活动中的主要观点、参考小组学习研讨记录和每一组员的个人自主学习研究报告基础上,撰写一份小组“学习研讨”发言报告。该报告内容主要包括如下方面:该小组本次学习研讨活动的概况介绍;对该组分所承担的数个研讨主题予以逐一评析并提出相应结论;对该小组本次学习研讨活动进行整体评价,总结经验,分析不足,并提出相应改建建议。

6.自主学习小组课堂研讨活动的开展

首先,由指导教师根据本次学习研讨活动任务的具体情况确定学习小组发言人的发言顺序及发言时间要求。

其次,发言活动按下列流程进行:该发言人就《小组学习研讨发言报告》中的核心内容做简明扼要的小组发言;其他小组的同学以及指导老师就该发言人的发言以及该发言人所在小组承担的研究主题相关问题展开提问,发言人及其小组的其他成员予以做答;指导教师就上述发言、提问及应答情况予以现场评分,并做简短总结。

再次,小组发言人发言完毕后,指导教师应就本次学习研讨活动做一简短的整体评价。

7.自主学习小组学习研讨活动相关资料的汇集、整理与上交

(1)各小组本次学习研讨活动的发言人应于本次研讨活动结束后,在小组组长、记录员及其他组员的配合下,将本次活动中形成的各类书面资料与电子文稿按要求加以汇集整理,并制作本次《学习研讨活动书面材料汇编》的封面与目录,在规定时间内及时上交给指导老师。

(2)上述材料汇编包括:封面与目录;本次学习研讨任务及内部分工;每一研讨主题的具体研讨资料,包括资料清单、资料复印件、个人自主学习研究报告;小组学习研讨记录;小组学习研讨发言报告;学习研讨活动组员个人评分表;学习研讨活动小组整体评分表。

三、考核办法改革

为了保证合作性学习的公平性与可持续性,对教学考核方法也进行了相应的调整与改革。主要是实行了全过程评价与自主性评价的方法,具体如下:

小组每一组员的本次学习研讨活动的最终成绩(百分制)=个人成绩(占50%)+ 小组成绩(50%)。其中个人成绩(占50%)=资料清单成绩(15%)+ 个人自主学习研究报告成绩(35%),小组成绩(50%)= 小组学习研讨记录成绩(10%)+ 小组学习研讨发言报告成绩(15%)+ 小组发言的现场评分成绩(20%)+ 本次学习研讨活动书面材料汇编成绩(5%)。

各项目成绩评定的参考标准如下:

1.资料清单成绩评定的参考标准

资料数量丰富、质量高、格式规范,考核为优秀;资料数量较丰富、质量较高、格式规范,考核为良好;资料数量符合要求、质量尚好、格式较规范,考核为中等;资料数量较少、质量不太高、格式尚规范,考核为及格;资料数量少、质量差、格式不规范,考核为不及格。

2.个人自主学习研究报告成绩评定的参考标准

对研讨主题所涉相关资料及其他组员观点的归纳概括全面到位、分析过程详实,最终结论明确、论证充分,格式规范,考核为优秀;对研讨主题所涉相关资料及其他组员观点的归纳概括较全面、分析过程详实,最终结论明确、论证较充分,格式规范,考核为良好;对研讨主题所涉相关资料及其他组员观点的归纳概括较全面、分析过程较详实,最终结论较明确、论证较充分,格式较规范,考核为中等;对研讨主题所涉相关资料及其他组员观点的归纳概括不甚全面、分析过程不够详实,最终结论不甚明确、论证不甚充分,格式尚规范,考核为及格;对研讨主题所涉相关资料及其他组员观点的归纳概括不全面、分析过程不详实,最终结论不明确、论证不充分,格式不规范,考核为不及格。

四、改革实施初步成效与物化成果

本改革从浙江万里学院生物与环境学院生物技术和生物工程专业2008级学生起,连续实施了三届,每年直接受益学生数为200人。课程改革能紧密围绕培养学生的综合能力,采用以学生为主体、教师主导的教学方法,教学内容实用且能紧跟专业前沿,较好地培养了学生的自学能力、动手能力、创新能力和团队合作精神。

近三年来,生物技术、生物工程专业学生参加课程组教师的相关科研项目有50多人次;完成相关校级创业创新基金项目或校科研基金项目近10项;获浙江省科技厅“新苗计划”资助项目2项;获浙江省“挑战杯”课外科技作品竞赛二等奖1项;获浙江省大学生生命科学竞赛优胜项目1项;学生在校期间公开发表与课程相关学术论文8篇。

通过对毕业生综合表现的跟踪调查发现,学生在所进行的毕业实习中,表现出较强的基因工程分析与设计能力,一定的创新精神和良好的合作精神,受到了用人单位的一致好评。考研学生在复试中,较强的基因工程实验技能受到浙江大学、厦门大学等老师的肯定。

五、展望

课程教学改革与推广是一项艰巨的任务,它需要教师着眼于现实建设、着眼于未来发展,不断更新内容,不断改进教学方法,使项目始终保持可持续的高水平的发展。

参考文献:

[1]王荣,刘勇,姜双林.高等师范院校分子生物学课程教学改革与实践[J].生物学杂志,2012,29(1):100-102.

[2]蔡春尔,沈伟荣,何培民.分子生物学教学改革实践与展望[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2008,(10):150-152.

[3]吴元锋,刘士旺,毛建卫.分子生物学教学的探索与实践[J].浙江科技学院学报,2007,19(4):326-328.

[4]袁俊.《分子生物学》教学改革探索[J].中国科技信息,2008,

(14):295-296.

[5]迟彦,季长清.分子生物学教学改革初探[J].中国科技信息,

2009,(17):207-208.

[6]蔡春尔,吴维宁,沈伟荣,等.分子生物学课程考核方式改革[J].医学教育探索,2008,7(10):1071-1072.

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关键词:独立学院;生物技术;课程体系

中图分类号:G642.0 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2016.11.150

现代生物技术的蓬勃发展从1953年弗朗西斯•克里克和詹姆斯•沃森发现DNA双螺旋结构开始,分子生物学、细胞生物学技经过60年的发展把整个生物学带入了崭新的应用领域。生物技术的最大特点是涉及的技术种类多样且复杂,是一门跨领域特性极强的综合性学科,可广泛应用于医学、农业、军事、工业、环境、能源等领域,其研究的深度和广度可以小至分子、细胞乃至纳米层次,也可大到组织、个体、群落甚至整个生态系统。如果没有生物技术的一个公认的定义,就很难区分什么不是生物技术,生物技术学科相对独立的学术体系,相对完整的理论框架将非常难于设置,人才培养课程体系的确立也无据可依。我国自1997年高校批准设立生物技术专业至今,普遍采用以基因工程、细胞工程、蛋白质与酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术对生物技术定义进行界定,在人才培养上主要以理为主,以工为辅。生物技术的定义决定了生物技术专业教学的课程体系,课程体系依赖生物技术定义,并随着定义的发展而调整。

1关于生物技术人才培养目标的确立

新的工程技术的出现,经常是在学科的边缘或交叉点上。由于一个专业要求多种学科的综合,而一个学科是在不同领域的应用[1],在我国高校现行体制中,生物技术专业往往被等同于一个二级学科,以学科的定义成为高校教学、科研的功能单位,对教师教学、科研及为社会服务进行了界定。在这种模式下,生物技术面对大量的学科交叉应用,在教学上却固步自封,本科专业方向设置狭隘,闭门造车,教育教学和产业应用脱节严重,在医学、农业、军事、工业、环境、能源等领域甘当配角,失去了生物技术专业在学科交叉领域的大好发展机遇。生物技术专业课程体系中的专业方向课程体现的应该是专业在多种学科的综合后在某个领域的应用,是具体的人才培养应用方向。在生物技术强国美国[2],斯坦福大学的生物学专业包括生物物理、海洋生物、分子与细胞生物学、神经生物学、生态与进化生物学方向;哈佛大学直接将生命科学划成了生物学和生物化学两个专业,生物学从遗传学和分子生物学跨越到生态学和古生物学,而生物化学专业则主要关注的是分子和细胞的结构和功能;加利福尼亚大学伯克利分校含有综合生物学与分子和细胞生物学两个专业,后者包括生物化学和分子生物学方向、细胞和发育生物学方向、遗传学和发育方向、免疫学方向以及神经生物学方向。美国一流高校在生物技术人才培养上的显著特点是:将生物学的二级学科作为本科人才培养的方向(又称为课程方案)。在我国只有“985”,“211”大学才具备将生命科学的专业分支建设为生物技术的专业培养方向的能力,其原因主要是生物技术为实验性科学、需要大量的高端生物技术相关设备以及相应的研究型学者师资。国内独立学院受师资、设备和资金的局限性,2013年办学较好的前十个独立院校中只有华中科技大学武昌分校、燕山大学里仁学院、北京师范大学珠海分校举办生物类专业,而且在传统意义上,独立学院生物技术学科布局非常不完善,不可能看齐国内外一流大学,将生物学的二级学科建设为多个人才专业方向。因此,将生物技术人才培养与产业应用相结合,跨学科建设专业方向,延展学科资源共享效益,建立特色课程体系并付诸实践是独立学院举办特色生物技术相关专业的关键步骤。珠海市食品、医药和医疗机械制造产业发达,社会对跨学科的生物技术专业体现出的能力要求表现为食品安全领域的生物技术应用需求、制药领域的生物技术应用需求以及医疗器械领域对生物技术的应用需求。北京师范大学珠海分校在学科布局上对生物技术在专业方向设置上提供了很好的跨专业资源共享平台。我们结合泛珠三角经济发展需求、依据自身实际条件首先确立如下专业培养目标:培养拥有扎实的现代生物技术基础理论,系统掌握生物技术的应用实践技能,富有利用生物技术研发生物制品的科学思维与实践能力,可从事生物制造与生物制品安全以及食品检验检疫等领域中生物技术应用的相关研发与管理工作的高素质专门化应用型人才。同时,在未来5-10年内逐步规划制药领域、医疗器械领域的应用型人才培养方向,服务珠海市生物技术跨学科应用型人才需求。

2关于课程模块的优化实践

生物技术课程模块式优化有利于适用于社会对人才培养的需求,也有利于课程设置的稳定性,容易总结经验提高教学质量。经过7年的改革实践,我校生物技术课程模块优化主要分为三个部分:一是精准勾勒专业知识模块。模块优化主要使学生清楚哪些是生物技术专业的核心课程,哪些是自己必须了解的生物基础知识。生物技术专业课程体系包括微生物学、细胞生物学、遗传学、动物学、植物学、生态学、植物生理学、动物生理学、生物化学、分子生物学、工业微生物学育种学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备、酶工程等专业内容。受限于160学分的总限制,生物技术专业不可能将所有的内容都开设成单独的课程,而且各类课程中重复性内容较多,不利于学生综合掌握专业基础知识,因此在专业课程内容设置上,必须做到“有基础,有专业”。有基础,用12个学分构建生物技术的专业基础知识结构,共5门理论课程,知识点覆盖微生物学、细胞生物学、遗传学、动物学、植物学、生态学、植物生理学、动物生理学、生物化学、分子生物学、微生物学、人体结构与生理等上游生物技术基础知识;有专业,用20个学分构建五个核心专业课程,含基因工程与分子生物学,细胞工程,发酵工程,蛋白质工程原理及应用,酶学原理与酶工程。二是构筑适应社会需求的专业应用模块。专业方向课程的设置要具备一定的灵活性,以应用性、实用性为准则,必修和选修互补,模块上除设置食品安全检验检疫生物技术必修模块外,充分考虑学生就业、升学、留学需求,尽可能提供适应学生需求的选修课程模块,满足个性发展需求。专业方向必修模块包括:现代仪器分析、HACCP原理与应用、分子生物学检测技术、食品安全控制技术、食品卫生毒理学、现代食品分析技术。专业方向选修模块包括:生物化学和分子生物学、细胞和发育生物学、遗传学、发育生物学、免疫学、神经生物学、药物设计与药物研究、生物物理学、生物仪器分析、工程制图、电工电子学等。总之,专业方向课程模块优化的方向是甩开传统学科分类包袱,以实际应用为导向,以现实资源为依托,开展交叉学科人才培养适应社会需求。三是夯实提高学生实践能力的实践模块。人才培养要做到实效性,必须用实验课程来培养学生。我们逐步取消了一课一实验配套的办法,将所有实验课整合成独立规划的实践课程,综合后分为4个阶段:第一阶段主要在各专业实验课里完成,实行课堂化管理(分为四个技能训练课程,每周4-6学时),最后考察评价,夯实基本生物技术实验能力;第二阶段在专题研究课程内完成,教师单独辅导,以开题报告,研究报告作为评价标准,获得相应学分;第三阶段主要在国内外实践基地统一组织、自由安排时间进行专业技能培训,以大量的实践、见习、参观为主要手段,融入部分毕业实习内容,独立撰写实习报告;第四阶段主要在校内外实验室完成,根据毕业论文具体要求,在相应实验结果前提下,独立撰写毕业论文,并参加答辩。

3关于保障生物技术课程体系实施的实验条件

生物技术在学科划分上理工不分,即可以发理学学位,也可以发工学学位,实验科学的特性决定了生物技术人才培养的高成本,高投入。独立学院自筹经费的特点决定了学校在举办生物类专业上与公办高校在人才、资金投入上相去甚远的现状。我校作为高等教育改革试验区,举办生物技术专业同样面临资金、人才匮乏局面。只有通过社会资源的整合,协同创新办学体制才能解决生物技术专业对高端设备的需求,同时实践基地的建设要从人才培养的角度出发,设备应符合现代生物技术人才培养以及特色专业培养目标的需求。经过文献搜索和对珠海300家企业的调研发现:与用人单位共同培养食品安全领域的生物技术应用人才符合国家和珠海地区发展的需要。2007年我校与国家进出口检验检疫局珠海局正式签署协议协同培养生物技术专业人才。通过办学模式的创新,“平等自愿、产权不变、协同建设、资源共享”的方针使得双方能够大胆持续投入,共建共享实验室,至今我校已经建立了分子生物学、卫生检验检疫两个国家级实验室,部分生物实验室达到生物安全二级水平,实验条件满足生物技术课程体系的教学实践要求。另外,在实践课程经费投入方面,生均实验材料费为750元/人,学院预算仪器购置费为2857元/生,年度生均实践环节总投入为3607元/生,将教育部2004年2号文件“学费20%直接用于教学”的规定不打折扣落到实处。

4生物技术课程体系改革实践效果

学生服务社会的能力是课程体系改革成功与否的试金石。首先,实验条件是实现生物技术专业课程体系规划的重要保障,“检学”协同创建高水平的、可持续发展的专业实验室体系为执行生物技术课程体系,进行人才培养、创造了先进的实验室基础,学生实验训练得到有力的保障;其次,通过实验室共建、资源共享,协同管理,把直接为企业提供食品安全检测的国家级区域性中心实验室对学生开放,作为学生通过高层次技术服务学习的平台,对学生具有深远的“学有所用”的意义,学生能够用自己的专业知识直接服务于社会,并作为切身利益方对课程体系设置的反馈能够直接基于社会的实际需求,这优于任何第三方去评价课程体系改革效果;最后,摸索出了适应特殊机制大学应用型生物技术人才培养课程体系,取得了明显效果,学生升学率达20%,就业率高于地区平均水平,学生得到了实实在在的收获。

参考文献:

[1]刘春惠.论“学科”与“专业”的关系[J].北京邮电大学学报(社会科学版),2006,(2):66-71.

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文章编号:1003-1383(2007)06-0737-02中图分类号:R394-33文献标识码:B

遗传学是一门发展迅速的生物学分支科学,它从基因水平研究生物的遗传规律,所研究对象涉及了动物、植物、微生物、人类等形形的生物,近年来,随着人类基因组计划的实施,在基因组研究,克隆技术,生物制药,基因诊断与治疗等领域中取得了令人瞩目的成果。由于受传统教育思想的影响,多年来实验教学都是以理论教学为中心,验证课堂上所讲的理论知识,学习有关的实验技术,忽略了能力的培养,这种教学方式限制了学生的创新思维和创新能力的培养。本文结合我校的遗传学实验教学改革进行初步探讨。

遗传学实验主要表现

实验教学是高等院校教学不可或缺的重要组成部分,它在培养学生综合素质和创新能力方面所起到的重要作用,是其他任何教学形式都无法替代的[1]。实验教学不光是为了证实课堂上所学的理论和仅仅掌握一些实验操作技术,而是为了在巩固理论知识的同时,提高学生的科学思维能力、研究能力,培养学生的探索精神、创新意识和创新能力。同志指出:“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力,一个没有创新能力的民族难以屹立于世界先进民族之林”。如何在实验教学中培养学生的创新意识、创新能力,造就创新型人才,是形式发展的需要。当前我校生物技术专业的遗传学实验主要表现在3个方面。

1.经典遗传学实验内容多,现代遗传学实验内容少 遗传学实验主要包括两大内容:①细胞遗传学技术占33%,包括染色体核型及带型分析、染色体结构及数目变异鉴定等染色体操作技术;②经典遗传学验证性实验内容占50%,以三大遗传规律验证为主,忽视了遗传学实验,一是分子遗传实验内容为0,如DNA提取、酶切、连接、扩增与检测技术,基因突变RAPD分析等实验;这些实验技术已经成为现代分子遗传学或生物技术的基本内容,本科生不掌握难以跟上遗传学快速发展的步伐,也与目前遗传学理论教学不相适应。二是群体遗传学实验内容仅占17%,如基因数目估计,遗传率估算,群体基因结构分析及遗传疾病风险估算等实验技术,是群体及数量性状遗传研究的基本技术,但这些实验内容却很少。

2.验证性实验多,综合性、设计性、创新性实验少 验证性实验50%,综合性30%、设计性20%、创新性实验几乎没有。采用传统的实验设计方法,整个教学过程中学生处于被动接受的地位,学生过分依赖教师的指导,不能独立操作、观察,习惯做完一步就问教师下一步做什么。学生没有机会去设计、去思维、去创新。这种教学模式不利于提高学生研究遗传学的实验技能,不利于提高学生的独立能力、观察能力、判断能力和解决问题的能力,影响学生对实验设计方法的深入理解,不利于学生创造性思维的科研素质培养。

3.课外完成的实验多,课内完成的实验少 在所开设的10个实验中,需要课外完成的实验有6个,占60%,如人类染色体标本制备,整个过程需要经历采血、培养、加秋水仙素、制片等过程,培养时间需72小时,课堂计划4学时内学生不可能完成,必须由老师或学生事先做,计划内的4学时仅是学生的制片。而一般的遗传学实验,一次课仅有3~4学时,许多实验操作在有限的时间内不可能完成,学生无法参与实验的全程,一旦离开老师的协作仍然无法独立开展类似实验。お

遗传学实验教学改革形式

1.重组实验内容 将原来的10个遗传学实验重组、整合为经典遗传学实验、细胞遗传学实验、分子遗传学实验和群体遗传学实验4个模块。在经典遗传学实验中果蝇杂交实验作为设计性实验;群体遗传学实验的人类正常遗传性状的调查,作为设计性实验;细胞遗传学的人类染色体的制作为综合性实验, 其实验课时比重分别为4∶3∶2∶1。

2.增加分子遗传学实验技术 我校生物技术专业的课程设置了《分子生物学》,其课程已经开设了分子生物学的基本实验,学生掌握了分子生物学的基本实验技能,在《遗传学》实验中,则重点突出人工诱发基因突变的方法设计、各诱发突变处理材料与未诱变材料RAPD指纹差异分析,以及结合医学院校的特点,对广西特有的遗传病,如地中海贫血的检测,避免与生物化学、分子生物学等实验内容重复。

3.增设创新性实验 4个实验模块做为《遗传学》实验必做的基本实验,此外为培养学生的创新能力,造就创新型人才,教师给学生一些方向性的选题,如结合广西特有的动、植物,进行的染色体分析技术;环境中致畸、致癌、致突变(三致)物质的检测等,由学生组成课题组按申报课题的方式写出标书,专业教师审核其可行性,配指导教师进行创新性实验1个,学生边设计、边实验、边研究。

4.实施全天性开放实验教学 为配合综合性、设计性、创新性实验,实验室实施全天性开放实验教学,让学生不受实验室、实验学时和实验项目的限制,实验室三开放:时间开放、实验项目开放、试剂和仪器设备开放。学生可以通过自行查阅文献、自行设计实验、独立完成实验,教师只是起引导作用。 实验室安排教师值班、并负责指导学生,学生自我调节、合理安排实验时间,同时可提高高档仪器设备的使用效率。通过问卷调查,95%的学生认为开放实验室对动脑与动手能力的培养是封闭式教学所无法替代的,对重视学生个性的培养,确立以学生为中心和主体地位大有裨益,是符合教育规律和人才成长规律的培养模式的[2,3]。

5.考核方式的改革 实验教学实行学分制,一般不进行书面考试,着重学生设计思路、实验技能与实际操作水平的考核,方式可以口试、操作、实验报告、论文报告、答辩或研讨等方式进行考核,实验设计、实验操作、创新性实验按(4∶4∶2)的比例,对学生进行综合考核评价。

通过对2000~2003级生物技术专业的学生实行实验教学的改革,认为遗传学实验有助于学生独立思考能力,动手能力,分析问题、解决问题的能力,逻辑推理能力等的培养,有助于对经典遗传学的理解,达到融会贯通、事半功倍的效果。从《遗传学》实验课问卷调查可看出,03级生物技术有97.7%的同学赞成开放性实验,有近90%的同学认为对培养实践能力有较大的帮助,此外90%的同学希望能增加更多的开放性实验内容以供同学选择。在2004级的同学中我们正在开展创新性实验,由学生自行确定选题,设计实验方案,在经费许可条件下,购买试剂,完成实验,目前正在进行中。通过实验教学的改革力求将培养目标由知识技能型转变成能力培养型,实验教学以学生的实验动手能力、综合分析能力和创新能力的培养为目的,以适应创新型人才培养的要求。

参考文献

[1]许征程,安静霞. 高校实验教学改革与创新人才培养的关系[J].河北师范大学学报(教育科学版),2005,7(1):92-94.

[2]陆审龙. 开放教学实验室,提高学生创造能力[J].实验室研究与探索,1999,6(8):10.

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目前,感染性疾病的表现呈4项特点:①新的病原体及其所致的感染疾病患不断出现。②许多传统的老病原体出现了临床新问题,对实验诊断提出了新的要求。③新老病原体的耐药性明显增强,不仅带来治疗上的困难,也向实验诊断提出了挑战。④临床微生物学诊断技术的不断进步,明显提高了诊断的敏感性、特异性和及时性。因此要重视临床微生物学检验及存在的问题。

一、及时、准确的病原菌诊断

(1) 提高送检标本质量。 ①痰标本:由于痰标本绝大多数仍以自然咳痰方式采取,因而易受上呼吸道分泌物污染,因此,确定痰标本的质量非常重要。根据痰涂片镜检中的白细胞,鳞状上皮的量来判定标本是否合格。②脓及分泌物标本,取材不好往往培养出多种细菌,少则2~3种,多则6~7种,实际这些细菌并非引起感染的真正病原,而多是在创面上生长的杂菌,因此一定要采深部分泌物,必要时采取创面和健康部位相接的少量组织进行培养。③中段尿标本:“中段尿”培养结果往往和临床不符,其原因一是病人未经消毒,直接留取标本;二是尿液不做细菌计数,而以培养结果为准,因而造成假阳性;三是尿液标本未能及时送到实验室,尿液中营养物质丰富,使得污染菌大量繁殖,造成细菌菌数假性增高,从而导致错误的病原学诊断。

(2)提高病原菌的检出率:引起呼吸道疾病的病原菌有:流感嗜血杆菌、肺炎链球菌、β-溶血性链球菌、脑膜炎奈瑟氏菌等。从咽拭子、脑脊液和血液等标本中很难分离出这些细菌。因此病原菌的分离鉴定、药敏试验,不仅是临床迫切需要,而且是衡量一个细菌室技术水平和人员素质的重要标志。

(3)厌氧菌培养:由于诸多因素造成开展厌氧菌检验不广泛、不深入。实际上临床厌氧菌感染范围广、感染率高,近年资料表明,肌坏死、腹膜炎等厌氧菌感染率分别高达100%、94%,如果不开展厌氧菌培养,就漏掉了感染的病原菌、延误治疗。

(4) 做好在职人员培训和再教育 这关系到学科的发展和梯队建设,并与提高临床微生物检验的质量和水平密切相关,应积极鼓励青年技术人员掌握本学科的新动向,新知识和新技能,要制订明确的培养计划和目标,并定期进行理论和操作技能考试,为进一步与国际拉轨,实行实验室认证和操作人员资格认定做好准备。

(5)做好临床微生物质量控制工作 质量控制是临床微生物学检验的质量保证,我们要从标本质量、检验人员的操作质量及实验所作仪器和试剂质量、结果解释和报告等入手,坚持不放过每个影响质量的环节。

二、医院感染的监控

医院感染的监测包括:病人的准确统计、病原体和耐药性的精确分析、消毒灭菌的质量控制、危险因素的相关分析,相关病区重点监测,医院感染暴发流行的及时发现和控制以及病人、医护人员和环境的消毒隔离。

三、细菌耐药性监控

与国外相比,我国细菌耐药监测工作还存在较大差距,一方面,国内此项工作开展不够普遍;另外有些监测工作还缺乏规范性的连续性,我们不仅要进行各医院的监测,还要协助有关部门进行地区性监测,甚至全国范围的监测,进一步与国际接轨和交流,鉴于目前耐药性问题及耐药性问题的日趋严重,应准确地做好常规的抗生素敏感试验,并保存有关的菌种和数据以便进一步分析。

四、帮助临床合理应用抗生素

过去细菌学检验工作只注重准确的细菌学报告,不太关心临床实际的治疗效果,注重准确的细菌学结果固然重要,但这不应是我们工作的全部,检测病原微生物对抗生素的敏感性是临床微生物实验室最重要的任务之一。抗生素敏感性检测的主要目的是预测抗生素的治疗效果,并帮助临床医生针对某一特定的临床感染问题选择最合适的药物。临床微生物工作者不仅要求用正确、迅速的手段检出病原体,而且要给临床提供可能存在的耐药机制,帮助临床合理应用抗生素。

五、细菌毒素在快速检测微生物中的应用

从临床标本中直接检出细菌的毒素,常比细菌培养更可靠。如难辩梭菌在正常肠道中也可出现,故对抗生素相关性肠炎的诊断,检出其毒素比细菌培养更有意义。目前,英国Unipaih公司已研制出VTEC的PRLA乳胶凝集试剂分别检查VT-1与VT-2,试验时以多粘菌素裂解菌体,释出VT,与乳胶试剂在U形板中温育24h,肉眼判定有无凝集。金黄色葡萄球产生的多种肠毒素也可用单抗的协同凝集试验迅速检出,是诊断该菌致成的食物中毒的可靠手段。

六、分子生物传感器在快速检测微生物中的应用

分子生物传感器是将新兴的传感器技术和分子诊断技术相结合而成的一种新技术,为现代临床诊断发展的一个新方向。生物传感器在感染类疾病诊断、药物筛选等领域获得了广泛的应用。其中临床中用于病原体检测的DNA生物传感器最为常见。据报道,最新制成的生物传感器,仅需20s时间即可检测出微量SARS病毒、天花病毒及炭疽杆菌等的存在,从而达到早期、快速诊断的目的。

七、病原微生物的自动化系统在快速检测微生物中的应用

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关键词:高校;创新人才;教学团队;培养模式

中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2014)12-0059-02

创新型人才,通常是指思维灵活、好奇心强的人,具有丰富的精力、持久的耐性、较强的专注力、新奇的想象力以及勇于探索等特征,就是在某一领域内富有创新创造能力的人[1]。2011年,教育部、财政部公文提出“十二五”期间进一步强调落实创新人才培养模式,为国家经济社会发展培养更多应用型、复合型和创新型人才。探索和建立创新人才培养模式,及相应的有效机制,培养越来越多的创新人才,是当前大学教育教学工作的核心内容[2-3]。

在教育部高教司和黑龙江大学培养学生创新能力思想指导下,经过多年研究和实践,黑龙江大学“分子生物学”“普通微生物学”“生物制品学”“细胞生物学”“基因克隆”5门课程组成的生命科学基础课程团队,提出了在课堂理论教学、实验室开放和实习基地三个层面“三位一体”模式培养创新人才的体系,该模式将课堂理论教学、实验室开放和实习基地三个层面有机整合在一起[4],提高了学生创新能力,培养了创新思维,提高了人才培养绩效,获得“理―实―基”三位一体模式培养创新人才的研究与实践的创新性成果。

一、“三位一体”创新人才培养模式的内容

(一)基础环节:强化课堂理论教学

1.教学内容:注重课程内容体系和高水平教材建

设。面对迅速发展的生命科学学科,团队兼顾经典理论和技术与现代前沿理论和技术相结合,以科研促进教学发展,把学科前沿技术方法和课程团队最新科研成果与理论课程和配套实验课程教学内容相融合,结合“分子生物学”“普通微生物学”“生物制品学”“细胞生物学”“基因克隆”各门课程特点,拓展学生知识面,增加综合设计性试验比例,完善双语教学体系[5]。目前,团队的5门理论课程均已开展5届独立挂牌选课的双语课程。团队共编写出版了2本普通高等教育“十一五”规划教材,将启发式互动教学方法融入教材,为培养创新人才打下良好的知识储备基础。

2.教学方法:将启发式教学法贯穿于5门生物基础课程的教学环节,启发学生产生创造意识和思维,培养学生主动探求知识、运用知识、分析问题、解决问题的能力。主要包括:注意引导学生学习方向,树立正确的学习动机,成为学习的主宰者,激发学生的创新思维和创造能力;教师精心设计课堂上教学情境,善于设疑、激疑、释疑;鼓励学生提出质疑,提倡教学中的民主气氛;根据研究现状全盘设计各门课程的课堂思考题,专题讨论题,归纳总结等环节;注重各门课程内容相关性及延续性,将一些重点和热点问题在不同课程中通过多层次、多角度进行阐述,提高学生发散性创新思维。

3.教学手段:积极发挥课程网站、多媒体等辅助教学手段的运用。团队拥有配套的“分子生物学”“普通微生物学”“生物制品学”3门省级精品课程网站和1个自主设计开发的课程网站(http://218.7.221.227/fzsw),利用网络实现与学生的交流互动,实现学生知识面的扩展,促进学生学习能力和创新能力的发展。课堂上将传统教学方法与多媒体教学手段相融合并且灵活运用,提升其学习主观性,拓宽学生学习能力的发展空间。理论课和实验课上采用多媒体教学,利用3D动画、Flas使所讲的内容形象化、具体化,来解答课程理论及实验中抽象难懂的机理问题。

(二)加强环节:深化实验室开放课题

以黑龙江大学的实验室开放机制和学校创业教育创新课题为契机,鼓励大学生积极申报各项创新课题,招募组织学生创业、创新团队,增加学生进入实验室提高动手能力锻炼的机会。经过多年努力,团队以生物基础实验中心为平台,开发了一套以提高创新能力为目标的实践程序,形成了一套完善的实验室开放体系。实验室开放的程序是:学生立项、教师指导团队组织项目开展项目结题成果发表奖项申报效果反馈学分获得,培养了一大批具有专业实验技能和创新能力的优秀毕业生[6]。

具体方法:重视发挥师生双方合力,将启发式的互动教学方法融入指导创新课题中,提高学生的科研创造水平;不定期组织学生参加专家教授关于如何进行科技文献查阅、科研思路归纳设计及相关讲座,拓宽科研视野,了解掌握科研程序的基本构造;学生定期进行学术交流,探讨学术问题;组成互动成长的平台,形成以先带后、以老带新的创新研究梯队。鼓励学生参与省和国家“挑战杯”大赛;鼓励学生积极创业,提出可应用的创意和产品商品化规划;鼓励学生以第一作者发表学术论文。开展大型仪器培训项目,利用课程网站进行创业和创新思想方面心得和经验的交流,使没有机会进入实验室进行具体实践创新的学生也能通过更广泛意义上的实验室开放平台(实验培训、课程网站、学术报告等)进行创新能力的提升。

(三)完善环节:加强实习基地建设

在实习基地建设方面,安排学生到与相关单位共建的4个校外基地和1个校内基地进行定点参观、假期实践和就业实习。通过实习,使学生的创新思想和创新能力得到与社会近距离接触和融合的机会,进一步提高学生的动手能力、实践能力和创新能力,对开阔学生视野,强化学生职业规划意识,增强学生社会实践经验,提升学生就业能力,拓展学生就业范围起到良好推动作用。

二、“三位一体”创新人才培养模式的实践效果

团队经过几年的努力,在学生创新素质提高、质量工程建设、教学改革和成果应用等方面均取得了良好的效果[7]。

(一)学生创新素质有所提高

团队通过“理―实―基”三位一体模式培养创新人才的研究及实践,指导学生获得实验室开放项目累计达100余项,获得资助10余万元,参与学生人数累计达400余人,累计达40000余学时。培养学生获得全国“挑战杯”大赛二等奖3项、三等奖1项;黑龙江省“挑战杯”大赛二等奖1项,黑龙江省“挑战杯”大赛校一等奖2项;黑龙江大学第四届创业计划竞赛二等奖1项。本科生以第一作者发表学术论文10篇,考研率稳步提高,毕业生在工作岗位上表现突出。

(二)质量工程建设成效显著

黑龙江大学“普通微生物学”“分子生物学”“生物制品学”课程先后评为省级精品课程,生物基础实验中心被评为省级实验教学示范中心,生物产业人才培养模式创新实验区被评为省级人才培养模式创新实验区,生物技术和生物工程两个本科专业被评为省级重点专业。

(三)教学改革和成果应用突出

该成果获得教学改革工程项目资助4项(其中省级项目3项),发表高水平论文6篇,出版教材7部(其中“十一五”规划教材2部)。团队成员获得省高等学校教学名师奖,首届省高等学校教学新秀称号,第十届省青年科技奖。与企事业单位共建5个校内外实习基地。

三、“三位一体”创新人才培养模式的应用

该模式的研究与实践成果立足于地方综合性院校,已应用于黑龙江大学生命科学学院12届3000多名学生,并推广和应用于哈尔滨师范大学、齐齐哈尔大学、大庆师范学院的培养创新人才工作中,取得了突出成绩。

该成果受益学生多,成果突出,影响广泛,得到了省内同行和专家的广泛认可和好评。该成果对作为地方综合性大学和全国创业教育改革的先行试点单位黑龙江大学的创业教育提供宝贵方法和经验,同时对黑龙江省内各高校培养创新人才方面起到积极引领与示范作用,为中国普通高等院校培养创新能力强的生命科学领域专业人才找到了一条良好的途径。该研究获得黑龙江省高等教育教学成果一等奖1项。

本文结合黑龙江大学生命科学学院基础课程团队取得的实际成果,介绍了“理-实-基”三位一体培养生物学创新人才的模式。但是,创新人才的培养模式是一个非常复杂的系统工程,需要我们结合各个学科各自特点而不断探索、实践和健全、完善。

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篇9

关键词:报告基因;荧光素酶;绿色荧光蛋白

中图分类号:R962文献标识码:A文章编号:1672-979X(2007)09-0045-04

报告基因(report gene)是指一组编码易被检测的蛋白质或酶的基因,将其与目的基因融合表达后,可通过报告基因产物的表达来“报告”目的基因的表达调控。这项技术灵敏度高、检测简便可靠、适于大规模生产,因而在监测细胞信号转导,基因表达和药物筛选等方面得到广泛应用。一般的报告基因需要满足以下几个条件:(1)基因被克隆并且已知全序列;(2)宿主不存在报告基因产物或者不存在类似的内源性物质;(3)表达产物易被检测;(4)报告分子的分析结果应具有很宽的线形围,以便分析启动子活性的幅度变化[1];(5)报告基因在细胞或动物内表达对其正常的生理作用或活性没有影响。现主要以目前应用最广泛的报告基因荧光素酶和绿色荧光蛋白为例,综述报告基因的新近应用研究进展。

1荧光素酶(luciferase,luc)

luc是能催化荧光素或者脂肪醛氧化发光的一类酶的总称。根据来源不同主要分为细菌荧光素酶(bacterial luciferase,BL)、萤火虫荧光素酶(firefly luciferase,FL)以及以海星、发光鱼、发光甲虫等为来源的荧光素酶,目前研究最广泛并且成为商品酶的是BL和FL。BL是由2个多肽亚基组成的异源二聚体,相对分子质量约为79×103,在还原性黄素(FMNH2)、八碳以上长链脂肪醛(RCHO)和氧分子(O2)存在时,发射出蓝绿光(450~490 nm)。FL由单一的多肽链组成,相对分子质量为(60~64)×103,在Mg2+、ATP、O2 存在时催化D-荧光素(D-Luciferin)氧化脱羧发光(550~580 nm)[2]。由于luc的检测方法简便,灵敏度高,因而成为目前应用最广泛的报告基因之一。

1.1基因表达研究

目前检测luc的灵敏度可达到10~19 mol且价格相对较低,是基因表达研究中首选的报告基因。娄桂予等[3]用luc作报告基因,研究肝细胞核因子1α(HNF1α)对人胆汁酸受体(FXR)转录激活的作用机制,发现HNF1α与FXR启动子区域-65到-48的反向半位点结合,发挥反式激活作用,从而调控FXR基因表达。徐春娥等[4]将获得的IFN-β启动子基因连入pGL3-Enhancer载体,用luc作报告基因构建了质粒IP-21,将IP-21瞬转入稳定表达有SARS-CoV非结构蛋白3a和7a的CHO细胞,观察3a和7a对干扰素诱生途径的影响。结果显示,3a和7a蛋白增强了荧光素酶的表达,说明3a和7a能有效激活IFN-β的启动子部分。

1.2蛋白质间相互作用研究

作为一种酶性报告基因,luc对标记对象和宿主没有损害。特别是可视化检测技术的发展使空间定位观察成为可能,为研究蛋白质的磷酸化、空间表达及蛋白质间的相互作用提供了新的途径。北京大学精神卫生研究所利用嵌合酵母活性转录因子(Gal4)-单纯疱疹病毒蛋白(VP16)-上游激活序列(UAS)和双荧光素酶报告基因系统,建立了检测γ-分泌酶切割阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease, AD)中β-淀粉样蛋白(amyloidβ-protein, Aβ)活性的方法,有效可靠,灵敏度高[5]。

1.3毒性物质检测研究

传统的利用luc检测毒性物质的原理是毒性物质可能会抑制发光菌发光,根据发光强度的变化判断抑制物毒性作用的大小。但此种方法应用范围较窄,实际操作受限。随着分子生物学技术的发展,人们开始利用基因工程技术将luc报告基因插入某些特异性敏感的基因序列中,构建会发光的生物传感器检测环境中的毒性物质。目前美国Xenobiotic Detection System Intermational公司利用FL作报告基因开发出一种转基因细胞,用于测定样品中二恶英的总毒性当量(total toxic equivalencies,TEQ)。研究表明,二恶英类化合物(dioxin2like chemicals,DLCs或DXNs)产生毒性作用必须与机体细胞核内的二恶英反应增强子结合。根据这一原理,将FL融合入哺乳动物细胞的细胞色素P450基因(CYP1A1)作为报告基因,再转染入H4ⅡE大白鼠肝癌细胞系表达。当外源性DXNs污染物透过细胞膜特异性地与染色体上二恶英应答区域结合,激活细胞色素P450基因和FL基因合成荧光素,此时的荧光强度与DXNs物质的量成正比,就可根据系统的荧光强度分析DXNs的TEQ[6]。

1.4RNA干扰研究

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是指在进化过程中高度保守的,由双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)诱发,同源mRNA高效特异性降解的现象,是一种典型的转录后基因表达调控方式。由于研究有巨大的潜力,Science杂志将其评为2001年的10大科学进展之一,并名列2002年10大科学进展之首。与此同时用luc作报告基因研究RNAi也迅速成为研究热点。尹志华等[7]用GFP和luc作报告基因,通过体外转录合成短干扰RNA(small interference,siRNA)和构建表达短发夹RNA(small hairpin,shRNA)的质粒载体2种方法,检测鼻咽癌细胞系的RNAi作用,获得了理想的效果。何国平等[8]将外源报告基因GFP和luc的表达载体与shRNA的质粒共转染HEK293H细胞后,观察shRNA对报告基因的抑制作用,研究在RNAi技术抑制外源报告基因过程中的剂量和时间效应。发现在一定剂量范围内,RNAi载体抑制效应与干扰载体剂量大小相关,但当剂量加大到足以抑制外源基因表达时,抑制效应将维持在“平台期”。这为今后RNAi技术的应用研究提供了有价值的理论参考依据。

2绿色荧光蛋白(green flourscent protein, GFP)

GFP是一种由238个氨基酸组成的单体蛋白质,相对分子质量为27×103。它具有分子小,荧光稳定,检测方便,而且对活细胞无伤害等优点,成为众多报告基因中的后起之秀,被称为“活细胞的分子探针”。

2.1转基因研究

目前所有的研究结果表明,GFP对目的基因的功能无影响,大量表达对细胞也无毒性,细胞仍能连续传代培养,GFP无论是作为瞬时表达还是长久表达的标记物都是安全的。而且通过GFP的荧光强弱反映表达产物的表达量,易检测,灵敏度高。David等[9]将GFP/β牛乳糖(lacZ)报告基因融入支架中再进入到线虫C.elegans热休克蛋白(heat-shock proteins,hsp)16基因,使此报告基因的表达在hsp 16启动子的转录控制下。目前已将表达hsp16-GFP-lacZ融合蛋白的C.elegans用于环境检测。Zhang等[10]将携带GFP表达构件的拟人免疫缺陷病毒注射入鼠受精卵细胞,然后移植入代孕母体的输卵管,获得了GFP转基因幼鼠。经过PCR扩增,荧光显微镜和流式细胞仪分析,发现转基因整合率达到40%。实时PCR分析表明,整合GFP构件的拷贝数量约为40。原位荧光杂交分析表明,整合形式是随机的,但可遗传。这种多整合位点和多表达水平的转基因鼠成为实践和研究中的有效工具。Zhang等[11]利用未分化的体细胞核移植技术制成了表达GFP的猪克隆转基因胚胎。

2.2细胞定位研究

与传统的定位方法相比,GFP荧光反应不需要外加底物和任何辅助因子,也就不存在这些物质难于进入细胞的问题。这种非破坏性的检测方法对实验本身极为有利。李铁等[12]在哺乳动物细胞中表达了PS1/GFP融合蛋白,以GFP绿色荧光作为PS1亚细胞定位的信号,初步获得PS1全长蛋白质在细胞中定位的部分信息。鲁文果等[13]用GFP标记小鼠胚胎干细胞(mESCs),研究它在脑出血大鼠脑内的存活与分化,初步得出小鼠胚胎干细胞有向神经细胞分化能力的结论。

卫星细胞在成体内主要参与成熟骨骼肌的修复。Day等[14]用nestin增强子和GFP构建了nestin-GFP报告基因,发现GFP表达受小鼠卫星细胞nestin基因调节,而且随着卫星细胞的激活,nestin-GFP表达量降低,因而能用nestin-GFP的表达来报告静止的骨骼肌卫星细胞的静止状态。为了研究星状毛囊滤胞增殖过度细胞(folliculo-stellate cells, FS cells)的功能和来源,Itakura等[15]制成了表达在S-100β蛋白基因启动子控制下GFP的转基因鼠,因而能在活体内检测FS细胞,成为研究FS细胞的优良模型。

2.3药物筛选研究

利用GFP作为报告分子,很容易从众多化合物中筛选与信号分子功能相似的化合物,使药物筛选过程简单方便、可信度高。Nagy等[16]介绍了Ah(ary hydrocarbon)受体激动剂的成像。Ah受体是一个配基依赖的转录E-GFP因子,介导多环和芳香卤化类的有机化合物如二恶英的生物学作用和毒性作用。用一个包含完整Ah受体应答E-GFP报告基因的HepG2细胞系,可筛选此受体的激动剂。目前还有报道,将GFP与其它荧光蛋白形成荧光共振用于荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)实验。FRET是指激发态的荧光分子通过偶极作用把激发态能量转移给吸收分子的现象,能够描述荧光供体蛋白和荧光受体蛋白之间非辐射的能量转移。FRET是观察生物大分子的新技术,可跟踪结构变化、分子解离程度及生物大分子之间的距离,对其相应的生物学功能进行定性、定量检测。随着使用材料、技术和方法的不断改进,近年FRET已用于药物筛选。Bevan等[17]报道了用GFP的FRET实验描述γ-氨基丁酸GABA-B受体的2个亚单位的相互作用,通过此模型能筛选相应受体的调节剂。由于白细胞间介素-3(Interleukin-3,IL3)mRNA存在失稳的多AU元件(AU-rich element,ARE),因而是固有易变的。Benjamin等[18]以GFP作报告基因将其融入全长IL3 3' UTR不翻译区构建了一个灵敏的报告系统,研究IL3 mRNA的退火和失稳。这个报告系统用来筛选和识别稳定ARE-mRNA的化合物。

3展望

报告基因作为一种有效的技术手段目前已在农学、生物医学、生命科学和环境保护等领域发挥重要作用,它是目的物定位、表达、转移的风向标。随着技术的发展和研究的深入,报告基因种类的增多及检测方法的不断完善,在今后的研究中必将发挥更广泛的作用。

参考文献

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[4]徐春娥,付玲,侯丽华,等. 人IFN-β启动子基因报告质粒的构建及SARS-CoV3a和7a蛋白对IFN-β诱生作用的初步研究[J]. 中国生物工程杂志,2006,26(12):6-10.

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篇10

关键词:儿童血液学;教学方式;改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)46-0133-03

血液学与遗传学、免疫学、分子生物学等基础学科有密切联系,其理论较深、难于记忆,致使教学课程难度较大,如何提高血液学教学质量,培养更多的复合型高素质人才在医学的发展中是十分必要的。这就要求从多角度、多方面进行教学模式、教学手段的改革。目前,血液学教育技术正处于观念更新、优化重组、理论和技术不断完善、寻求新发展的阶段。先进的仪器设备(如多头显微镜、电子显微镜)和医学检索技术、多媒体技术、网络技术以及高清晰度显示技术等组成了教育技术这个新的大家族。现代教育技术的发展将对传统的血液学教学模式产生巨大的影响。本文结合多年实践经验,参考大量文献,探讨在血液学教学方面的尝试及感想。

一、强调基础教学,辅以渊博知识

血液学与各基础学科紧密相连,如分子生物学、生物化学、生理学、病理生理学、免疫学、遗传学和药理学等,拥有扎实的基础知识是培养有发展潜力、有精湛技能、有创造力的专科医生的必备条件。因此强调基础知识有利于学生不断巩固所学,将各科知识相互结合,融会贯通,从而提高学习效率,打下坚固的基础。而学生获得知识的主要途径是通过课堂上教师的讲解。在教学中要注重教学方法,教师的真正本领,不在于他是否会讲述知识,而在于是否能激发学生的学习动机,唤起学生的求知欲望,让他们兴趣盎然地参与到教学过程中来。因此在课堂中可用多种教学方法与手段,例如可采用比较、归纳总结和演绎的方法,讲述中注意分析阐述,做到层次分明,重点突出,解难释疑,深入浅出,启迪思维。同时引用病例教学,使抽象的概念形象化,加深学生的感想认识。范丽玲等[1]关于儿科学病案教学的再探讨研究报道显示,80.8%的同学认为病案教学能激发调动学生的积极性,91.2%的同学认为病例教学能提高理论水平。因此,在学完某一系统的疾病后,可适当引入一些相应的病例,向学生提供其简单的病史,有关检查结果,血象及骨髓象报告单等,由学生讨论后进行诊断,引导学生将理论知识应用于实践,培养他们的临床思维及诊断能力。讲解中可以提问学生,该病例初步诊断考虑什么,哪些实验室检查是该病诊断的重要依据等,教师给予正确的引导,让学生在课堂上互相探讨,各抒己见,将理论知识应用于实际,提高学生对该系统疾病的理性认识,增加其学习兴趣。例如遴选一些典型病例治疗前后的变化,给学生进行必要的分析与讲解,从而将大课理论学习与临床实践相结合,不仅有助于诊断与鉴别,还能对一些常规的化疗方案有感性的认识。对贫血、血小板减少的病人则可以结合具体的病史、临床表现与实验室资料,提出相应的问题,引导学生进行思考,学会疾病的诊断与鉴别,并训练学生的临床综合思维能力。例如儿童贫血在临床上很常见,也是很多疾病的首发表现,学生在实习过程中见到血红蛋白减少要首先判断贫血的程度,然后结合发病年龄再分析其病因,如在婴儿期则要多考虑营养缺乏性贫血,儿童期发病者多考虑慢性失血性贫血、全身疾病引起的贫血,以及再生障碍性贫血、骨髓增生异常综合症、白血病等。

二、充实教学内容、掌握新动态

医学是一门日新月异的学科,存在许多未知领域,也在不断更新发展中,另一方面,其处理对象为人而非物,这就决定了其极大的特殊性。在授课过程中,不仅要传授传统的医学理论和医学原理,更需要让学生了解现代医学的发展和医学的最新动态,让学生主动去寻找新信息;对于人与人之间的交流及沟通也是一门艺术。血液学科发展迅速,知识更新周期短,书本上的知识已赶不上当前的学科新进展。这就要求老师随时省察自己的学术思想是不是站在或接近学术发展的前沿,随时更新知识,在课程中适当添加新内容和新进展。随着诊断技术的发展,血液病的诊断已由细胞形态学、生物化学转向联合应用细胞免疫学、分子生物学等方法。治疗技术也在不断更迭,由输血、药物、放射治疗发展到联合应用成分输血、干细胞移植、生物因子及放射性核素等[2]。因此授课时除了让学生掌握基本医学知识外,应让学生了解本学科的最新动态和研究方向,起到活跃思想、拓宽视野、提高综合医学水平的作用。报道新方法新手段,例如介绍肿瘤细胞免疫治疗在当代血液病治疗中的应用,对于没有手术机会和复发转移的晚期肿瘤病人,通过大量的DC-CIK细胞重复移植,不但能迅速缓解肿瘤患者的症状,提高生活质量,延长生存期,还出现瘤体缩小甚至消失,或长期“带瘤生存”的效果。为血液肿瘤患者的治疗开拓了美好的前景,学生的兴趣不不断增长,知识面也得到扩展。

三、采用现代教学手段,结合多媒体教学方式

如今多媒体技术已越来越多地应用于医学教育。在临床教学过程中,可以结合各种教学手段,特别是抽象的学习内容,比较强调使用多媒体教学[1,3],多媒体教学是现代教学的主要模式之一,是结合以多媒体、网络等计算机技术为核心的综合技术,使抽象的概念具体化,学生能形象生动地了解血液学科特点。多媒体能通过多种感官,让学生直观、形象、生动地学习,提高学生学习生物的积极性和求知欲。它的优点在于:(1)信息技术的交互性,激发学生学习生物的兴趣和充分体现学生的主体作用。多媒体计算机可以产生出一种新的图文声色并茂的、感染力强的人机交互方式,它能有效地激发学生的学习兴趣,使学生产生强烈的学习欲望,因而形成学习动机。(2)信息技术提供的外部刺激的多样性,有利于学生对生物知识的获取与保持。信息技术提供的外部刺激是多种感官的综合刺激,它既能看得见(视觉),听得着(听觉),还能用手操作(触觉),这种多样性的刺激,比单一地听老师讲解强得多。同时信息技术的丰富性、交互性、形象性、生动性、可控性、参入性大大强化了感官刺激,非常有利于知识的获取和保持。(3)信息技术的丰富资源,培养学生的创新精神和发现式学习。采用多媒体教学,可将血液学中许多看不见的东西变成看得见的东西,比如骨髓图片中各个阶段细胞形态的变化特点,枯燥地讲解这个,学生并不容易理解,但如果配合图像、VCD录像,学生便很容易理解且有助于记忆。此外,一些可遇不可求的典型病例的临床表征、一些由于条件限制无法完成的实验,也可以通过图示或者视频的方式予以展示,有效扩充了学生的视野[4]。

四、加大实验室的开放、培养动手能力

临床血液学与骨髓细胞形态学、遗传学、免疫学、分子生物学密切相关。细胞形态学在血液学教学中显得尤其重要[5]。必须加大实验室的开放,充分利用实验室资源,让学生结合血液学图谱辨认各系统各阶段的骨髓细胞,带教教师进行指导。给学生创造更多的机会去学习和巩固细胞形态学知识,加大实验室的开放,让学生利用课余时间多看,多思;多分析血液病的血片和骨髓片,做出判断和分析。能培养学生掌握识别显微镜下正常或异常血细胞形态、临床分析血液疾病的能力。

五、应用循证医学教学模式

循证医学(Evidenced-Based Medicine,EBM)是为适应现代医学发展而兴起的一项全新的医学理念,是指在临床工作中要遵循证据,指导医生在临床工作中,任何一项医疗卫生决策均要以客观的医学证据作为基础[6]。循证医学不同于传统医学。传统医学是以经验医学为主,即根据非实验性的临床经验、临床资料和对疾病基础知识的理解来诊治病人。循证医学并非要取代临床技能、临床经验、临床资料和医学专业知识,它只是强调任何医疗决策应建立在最佳科学研究证据基础上。循证医学强调将严谨的思考问题和解决问题的能力教给医学生,并通过对信息的真实性、可靠性的分析及治疗效果的科学评价,在血液学临床教学中应用循证医学教学模式,按照循证医学的各个环节,有目的、有计划地进行系统训练,注意循证医学知识的传授和讲解,选择带有普遍意义的临床问题进行分析和循证医学实践,使学生建立完整、全面、科学的临床思维方式,在询证医学中遵循提出问题、检索证据、评价证据、集合临床经验与患者对患者作出处理、效果评价五个步骤,使医学生在学习的过程中不仅知其然,还要知其所以然。比如,在学习急性淋巴细胞白血病课程时,在其治疗方面引出以下疑问:在儿童急性淋巴细胞白血病使用培门冬酰胺酶还是左旋门冬酰胺酶疗效更好及副作用更少的问题上,临床上常常会产生一些疑问,按照传统的、经验医学的理念,左旋门冬酰胺酶是传统的、经典的治疗药物,疗效好,而新近有研究者提出,使用培门冬酰胺酶副作用少,减少患儿平均住院日。是传统的观念正确,还是一些研究者的结论合理?带着疑问,带教教师引导医学生提出问题:究竟使用培门冬酰胺酶还是左旋门冬酰胺酶治疗?按照循证医学的原则,指导医学生进行文献检索,找出所有与“儿童急性淋巴细胞白血病”、“培门冬酰胺酶”和“左旋门冬酰胺酶”有关的中英文文献,选出所有随机对照研究。分析文献发现培门冬酰胺酶和左旋门冬酰胺酶在儿童ALL治疗中疗效相当,但培门冬酰胺酶具有使用方便、不良反应发生率低、缩短住院时间的优点。通过以上实践,得到了问题的答案,科学、准确、圆满地对问题做了释疑,使医学生学会了收集、整理和分析文献的方法。

此外,双语教学也是当前教学改革的重点和热点,是我国高等教育与国际接轨、迎接新世纪挑战、培养具有国际竞争力人才的必然要求,医学各大专院校不同专业、临床医学不同阶段纷纷开始了双语教学改革的探索。刘婕等报道[7]在血液科教学实习中开展双语教学模式,取得了良好的教学效果。

总之,血液科是一门多学科交叉、实践性强、发展迅速的学科,在其教学过程中需与时俱进,在未来的实践中不断探索和研究,继续深化实验教学改革,完善教学体系,以期培养出更多高层次复合型检验人才!

参考文献:

[1]范丽玲,杨志洪,余佳,等.儿科学病案教学的再探讨[J].卫生职业教育,2007,(24):90-91.

[2]张星星.《血液学》的教学体会[J].广东医学学报,2003,21(5):520-52

[3].张鼎.医学CAI课件制作原则初探[J].湖南医科大学学报(社会科学版),2002,4(3):99-1001

[4]王洋,余源,曹蕾,等.临床血液学和血液检验教学的探讨[J].华北煤炭医学院学报,2011,5(13):431-432.

[5]唐雪元,蒋铁斌,彭伟莲,等.血细胞形态学MCAI课件教学效果观察[J].实用预防医学,2004,1l(2):196-197.

[6]黄丽虹,樊毫军,李晓雪,等.循证医学、创新意识与临床医学研究生教育[J].中国急救复苏与灾害医学杂志,2010,(6):547-549.