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分子生物學的認識范文1
分子生物學是一門在分子水平研究核酸和蛋白質等生物大分子的形態、結構、遺傳信息傳遞規律及基因表達調控的科學。它是21世紀生命科學領域發展最迅速的學科之一,極大地推動著整個生命科學的發展[1]。目前,分子生物學是我國高等院校生物、醫學類學生的專業必修課,也是化學、物理、材料等專業的選修課。
然而,從中國西部高校—塔里木大學生物類專業學生的分子生物學成績,以及每年報考研究生的考試科目選擇看,學生對分子生物學的學習效果和質量并不好。該校生物類專業學生每年分子生物學平均成績均在70分左右,在他們報考研究生時,無論是否選擇分子生物學相關專業,常常避開分子生物學考試科目。這對學生今后無論是在生物領域進一步深造,或在工作崗位應用分子生物學知識解決實際問題,都帶來了極大的問題和困難。
因此,為了解導致塔里木大學本科生物類專業學生學習分子生物學效果差的原因,也為今后教師更好地開展分子生物學教學工作和提高教學質量,本論文采用調查問卷的形式,對學生分子生物學的學習動機、學習興趣、學習主動性、學習方式以及教學內容和方式等問題進行調查,在分析調查結果的基礎上,為更好地進行分子生物學課程的教育教學改革提供有益思路和借鑒。
塔里木大學是一所偏重農業的綜合性大學,分子生物學是該校生物技術和應用生物科學本科專業學生的必修課程,在第三學年第一學期開設,總學時為60學時,教學周期為16周,每周上4節課。此前學生已經學習了分子生物學的先導課程—生物化學、細胞生物學和遺傳學,對核酸和蛋白質的結構具備一定的知識基礎。本次問卷調查采用不記名方式,對象為塔里木大學生命科學學院生物技術專業(簡稱生技)和應用生物科學專業(簡稱生科)2014屆本科生,共4個班級97人。其中生技2個班,共51人,男生占64.7%,女生占35.3%,新疆生源占60%,疆外生源占40%;生科2個班,共46人,男生占52.2%,女生占47.8%,新疆生源占70%,疆外生源占30%。
一、學習動機
學習動機作為一種非智力因素,是引發和維持個體學習活動,并將學習活動引向一定學習目標的動力機制,通過學習興趣和態度等間接地影響學習效果和學業成就[2]。調查發現,在對分子生物學重要性的認識方面,分別有97.1%和95.6%生技和生科的學生認為該課程對本專業重要或非常重要,分別只有2.9%和4.4%認為不重要。可以看出,這兩個專業的絕大多數學生在學完分子生物學的先導課程后,對開設分子生物學的重要性有足夠認識,說明他們具備學好分子生物學的潛質和基礎,這為他們提供潛在的學習動力,只是由于其他因素這種動力尚未被激發出來。此外,個別學生對分子生物學的重要性認識尚有不足,這必然會導致他們學習動力的缺乏。因此,需要教師在開始講授分子生物學緒論時,通過課程介紹以及列舉實例等形式,詳細講述這門學科對整個生命科學的發展、生命奧秘的揭示、前沿技術的研發以及現代社會的影響,提高學生對分子生物學重要性的認識。由此看來,絕大多數生技和生科專業的學生雖然肯定了分子生物學課程的重要性,但總體成績仍然較差,或不愿選擇其作為自己喜好學科,說明對分子生物學重要性的認識并不是導致學生學習效果差的主要原因。
二、學習興趣
興趣是最好的導師,是一種積極探究的傾向,也是創新能力的源泉[3]。學生對某一學科感興趣,就會持之以恒地專心致志鉆研它,也會提高學習效果。調查顯示,生技和生科對分子生物學感興趣的學生分別占44.1%和42.3%,而超過一半的學生則沒興趣或不喜歡。進一步探究其不感興趣的原因,兩個專業分別有21.7%和22.1%的學生認為內容枯燥,28.3%和25.2%認為記憶內容多,21.7%和23.3%不知道如何學習,還有28.3%和29.4%覺得自己基礎差,學不會。由此看出,沒有興趣是塔里木大學生技和生科專業學生對分子生物學學習效果差的主要原因,而該課程本身的內容枯燥、理論抽象、龐雜、不易記憶等特點是導致學生喪失學習興趣的一個主要因素。興趣是學習過程中最積極的因素,也是學生走向成才之路的最有效方法。然而分子生物學除上述特點外,隨著現代科技的飛速發展,其新理論和新技術還在層出不窮,容易使學生產生畏懼心理,難以接受和掌握微觀和抽象知識。另外,這門課程不但自身邏輯性很強,而且與其先導課程的連貫性也很強。若其先導課程沒有學好,直接影響后續課程知識的理解和掌握。例如,如果對生物化學中DNA和蛋白質結構沒有理解的話,學生就很難掌握分子生物學中生物體如何通過DNA-蛋白質互作方式調控基因的表達,并由此產生惡性循環,久而久之最終導致學生對該課程喪失學習興趣,甚至達到放任自流的程度。因此,想要學生學好分子生物學,就要充分激發學生的學習興趣,建立其自信心是關鍵,這也是提高分子生物學教學質量的有效途徑。教師可在講好緒論、采用恰當的教學方法和注重理論與實踐等方面,在今后的教學中充分調動學生學習分子生物學的興趣和積極性。
三、學習主動性
學習主動性是影響學生學習效果和教師教學質量的另一關鍵因素[4]。本次調查學生的學習主動性包括學習習慣和作業處理兩個方面。在學習習慣調查中,生技有22.8%的學生能主動自學(其中17.1%為看書學習,5.7%為上網學習),40%是自學結合教師授課,37.1%只聽教師授課;生科有19.9%能主動自學(其中15.7%為看書學習,4.2%為上網學習),37.3%為自學結合教師授課,42.8%只聽教師授課。
調查結果說明這兩個專業學生的學習習慣均較差,大部分學生的主動學習意識不強,仍然依賴中學階段教師授課為主的學習習慣,其中生科的學生主動學習意識更差。在對待不會做的作業時,生技有27.8%的學生通過自己看書解決,52.8%是向其他同學請教和討論,13.9%則是抄襲他人的作業,5.6%是請教老師;生科專業學生的上述比例依次為25.2%、48.1%、23.4%和3.3%。顯然,當遇到不會的作業時,兩個專業的大多數學生主要是與同學討論甚至抄襲作業方式解決,只有少數是通過自己看書或請教老師方式解決,說明大多數學生對待作業抱著消極和應付的態度,沒有很好地利用作業對知識進行及時復習和鞏固,日積月累,不會的問題越積越多,最終導致學生對該課程喪失信心、興趣和學好的勇氣,這是導致學生學習成績差的一個重要因素。
一般來講,如果學生對所學內容感興趣,就會興致勃勃地學習,當遇到困難時表現出頑強的鉆研精神。否則,只是表面地、形式地去應付所學知識,一旦遇到困難則往往會喪失信心,不能堅持學習。因此,要使學生由被動學習變為主動學習,就必須激發和培養學生的學習興趣,改變學習習慣,這是學好分子生物學和提高學習成績的可靠保障。
四、學習方式
學習方式是學生在學習過程中為完成學習任務,達到學習目標采取的方法、策略和途徑的總稱,直接影響著學生的學習效果和成績[5]。本次調查學生的學習方式包括課堂筆記、課前預習和課后復習三個方面。在課堂筆記調查中,生技和生科分別有73.5%和70.2%的學生能主動記下教師授課要點,11.8%和12.7%是記下教師授課的部分內容,14.7%和17.1%是教師讓記就記或從不記筆記。說明兩個專業的大部分學生在課堂中均能做好筆記,其中生技學生記筆記的主動性高于生科專業學生。在對課前預習和課后復習的調查中,生技和生科分別有7.4%和6.1%的學生能進行課前預習和課后復習,60.3%和57.2%偶爾會進行預習和復習,26.5和31.8%%則從不預習和復習,5.9%和4.9%在教師要求時會進行預習和復習。表明兩個專業僅有少數學生能夠積極進行課前預習和課后復習,而絕大多數學生則缺乏這種學習方式。
然而進一步調查顯示,兩個專業都又有超過53%的學生認為“課前預習—課堂學習—課后復習”的學習方式更有利于對知識的掌握,學生在課前進行預習,帶著問題課堂聽教師講解,逐漸使問題得到解決,再通過課后復習來鞏固學習成果。但這與學生實際在分子生物學學習中的做法自相矛盾,原因可能由于學生對本課程不感興趣,不愿意或不主動以這種方式學習。因此,培養和增強學生對本課程的學習興趣或許是提高學習成績和學習效果的根本途徑。
五、教學內容
分子生物學是一門實踐性很強的學科,除理論教學外,實驗課程也占有重要的地位。在教學內容調查中,生技和生科都有超過68%的學生認為分子生物學的理論課和實驗課應緊密結合,希望通過實際動手操作來驗證和鞏固理論知識。而塔里木大學分子生物學的理論課和實驗課被安排在不同學期進行,學生在學習理論知識后,不能及時通過實驗課的實踐環節進行驗證和鞏固,只能靠死記硬背來記憶枯燥的概念和原理,學習效果自然不好。
因此,在制定教學大綱時,應盡可能安排分子生物學的理論課和實驗課同步進行,或使學生進入實驗室進行科研鍛煉,這樣不僅使其從枯燥的理論學習中解脫出來,在實驗中的新發現和創新大大提高他們對本課程的學習興趣,而且學生在獲得一定技能后也能增強其將來走上社會的自信心,這種措施不失為提高學生對分子生物學學習興趣和學習效果的最簡單途徑。另外,目前國內大多數高校所使用的分子生物學教材內容與其先導課程重復性較大,如DNA復制、RNA轉錄和蛋白質翻譯等,這些重復內容占用了分子生物學很多教學課時,導致其最精華和最核心的內容(如基因表達調控等)課時較少。因此,在教學大綱修訂時,還應對課程體系進行優化[6],強調重復內容在分子生物學和其先導課程各自的教學重點,這樣既可有效避免課程間內容的重復,又可使課程體系間建立有機銜接,從而有效地突出了分子生物學的教學重點。
六、教學方式
合理的教學方式有利于促進學生的良好發展,是提高課堂實效性的關鍵,在學生獲得知識、提高能力、獲取學習方法的過程中,教師采用的教學方式直接影響著學生的學習興趣和效果[7]。調查發現,生技和生科分別有67.6%和72.5%的學生希望每章講完后教師能幫其進行歸納和總結,便于他們理解和記憶。表明學生對教師的依賴很強,對所學知識梳理和總結的主動性和積極性不高。為此,教師在今后教學過程中應注重引導學生自己及時對知識進行歸納和總結,必要時應教會他們歸納和總結的方法,如思維導圖法[8],這樣一方面使學生對所學知識加深記憶和鞏固,另一方面他們養成良好的學習習慣,成為走上社會的一項潛在本領。另外,生技和生科分別有47%和41.6%的學生希望教師上課時引入課堂討論。
課堂討論是一種很好的教學組織形式,學生可以在輕松的氛圍中達到對知識的理解和掌握[9]。對此,教師在今后的教學中可采用恰當的討論方式,如“三明治”教學模式[10],這樣一方面可以激發學生的學習興趣,提高學習效果,另一方面使學生在討論中不但可以鍛煉自己的口才,發揮個人魅力,而且學會尊重別人意見,接受別人批評,培養他們的團隊合作精神。調查還發現,生技和生科分別有50.1%和69.3%的學生希望能結合生產生活,多舉實例。說明多數學生希望通過實際生活的例子形象地理解和掌握抽象的分子生物學知識,特別是生科專業的學生,由于這部分學生大多來自于新疆本地,更希望通過聯系當地生產生活的實際,以便將來應用分子生物學知識和技術為本地發展服務。
總之,上述調查問卷說明,處于我國西部邊陲的塔里木大學的分子生物學教學目前仍然面臨著許多問題,如學生的學習興趣不高、主動性積和極性較低、學習方式不當等。造成這些問題的原因一方面是分子生物學本身知識枯燥難懂,學生難以理解和掌握,另一方面也可能與生源有關,生技和生科兩個專業的學生大部分來自于新疆本地,中學階段的整體教育水平低于疆外地區,造成學生的知識基礎較差,這對需要具備雄厚知識基礎的分子生物學來說更為困難。如何教好分子生物學,如何提高學生對本課程的學習興趣和學習效果,是擺在所有分子生物學課程教師面前的一個共同問題[11]。
針對這種現狀,必需進行分子生物學教學改革,教師在實際教學工作中,針對學生的特點和興趣,結合當地生產生活實際,運用恰當的教學方式,引導學生及時總結和整理知識,同步配以相應的實驗課,相信這樣不僅能極大提高學生對分子生物學的學習熱情和興趣,而且也能使學生把該課程真正運用到以后的科研、生產和生活實際,為國家和新疆地方發展培養更多、更高素質的高級應用型人才。
分子生物學的認識范文2
關鍵詞: 分子生物學 教學改革 問題 思考
分子生物學是研究核酸、蛋白質等生物大分子的形態、結構特征及其重要性、規律性和相互關系的科學,是人類從分子水平上真正揭示生物世界奧秘,由被動地適應自然界轉向主動地改造和重組自然界的基礎學科[1]。分子生物學的發展經歷了孕育、創立和高速發展三個階段,如今已經形成了許多新的交叉學科和分支學科,并且基本理論已滲透到生物學的各個領域。分子生物學已逐漸成為現代生物學領域最具活力的學科之一,在推動我國科學事業的發展、推動生物技術產業的崛起、推動國民經濟持續高速發展等方面具有重要的作用。隨著現代分子生物學理論體系的不斷發展和完善,新知識、新概念、新技術和新理論不斷涌現,給分子生物學教學帶來了巨大的挑戰[2]。
分子生物學課程是高等農業院校生命科學領域重要的基礎課程之一,得到了教師和學生的普遍重視,在國內各綜合性高校、師范院校及地方院校的本科生和研究生培養中都將其列為必修課或限修課。筆者通過對《分子生物學概論》課程教學存在的問題進行剖析,就教師自身綜合素質和能力、教學內容、教學方法和教學手段等進行改革探索,旨在提高教學質量,推動我校應用型大學建設。
1.園藝專業《分子生物學概論》課程概述
河北科技師范學院園藝專業擁有75年辦學歷史,是河北省品牌特色專業、河北省農業教育創新高地建設牽頭專業,也是我校應用型大學建設專業綜合改革重點專業。園藝專業培養適應園藝產業現代化發展需求,德、智、體、能全面發展,能從事園藝相關領域的教學與科研、生產與開發、示范與推廣、經營與管理等工作的應用型專業技術人才,可在園藝企業、事業單位從事教學、科研、開發、管理等工作。《分子生物學概論》是園藝專業開設的一門專業任選課程,本課程包括理論教學和實驗教學兩部分,其中理論教學內容以核酸的相關內容為主線,包括核酸的結構、復制、轉錄及蛋白質翻譯的詳細機制,以及真核、原核基因表達調控的機制和研究進展。實驗教學使學生能夠掌握比較全面的分子生物學理論知識和實驗技能,通過該課程的學習,使學生了解分子生物學技術發展的現狀、未來及其應用,為以后生命科學類專業課的學習和未來從事生命科學相關的教學、研究等工作打下堅實的基礎。
2.園藝專業《分子生物學概論》課程教學存在的問題
2.1知識抽象,缺乏感官認識。分子生物學理論抽象而深奧,遠離日常生活,感官認識缺乏,導致學生很難接受微觀而抽象的知識。比如染色體與DNA章節的內容,因都是微觀小分子,缺乏對染色體的正確認識,加之復雜抽象的二級結構、高級結構等,無法進行感官認知,進而造成認知困難,難以理解。
2.2填鴨式教學,難以激發興趣。傳統的填鴨式教學,以教師講授為主,缺乏創新,學生被動聽課,很難讓學生長時間保持精力集中。加之,現在學生自主意識強,自控能力差,易受外界因素影響,造成沒興趣上課,玩手機、上網等情況時有發生,進而導致不能有效吸收消化課堂內容。
2.3實驗教學學時偏少,學生參與程度不足。大部分分子生物學實驗需要花費大量時間進行準備,且多數試劑具有毒性,使得很多實驗內容難以開展。另外,實驗過程中等待時間很長,比如PCR反應、蛋白質電泳等,都需要幾個小時的等待。但實驗學時少,時間根本無法滿足,很多教師采用穿插式實驗教學法,導致學生參與度不夠,無法深切領會實驗內容,影響教學效果。
3.強化教學效果的幾點思考
分子生物學是一門新興學科,新理論、新技術層出不窮,理論知識和研究方法的不斷更新,給課程教學帶來更大的挑戰。為優化教學研究,提高學生興趣,促進學生學習動力,提高教學質量,筆者從教學內容、方法等方面進行了思考。
3.1優化教學內容,明確教學重點。分子生物學與其他相關學科存在知識點交叉,比如染色體與DNA在生物化學、遺傳學、育種學等課程中都有涉及。如果統一規劃這幾門課程的教學內容,實現各有側重,主次分明,每門科目重點突出地講解各自知識點,可在有限的學時內,讓學生明確學習重點。
3.2立足應用型大學建設,合理選擇教材。課程設置要緊緊圍繞學校的辦學定位,在強調基礎知識重要性的同時,加強學科應用的講解,培養學生動手實踐能力。教材選擇不能照搬,要綜合考慮學生接受能力和培養目標,比如可以選擇《生命科學名著:分子生物學》、《現代分子生物學》、《基因Ⅷ》等。筆者認為朱玉賢等編著的《現代分子生物學》教材,圖文并茂,認知性強,能啟發學生與實際生活相聯系,易于學生接受。
3.3改進教學手段,提高教學質量。分子生物學知識較為微觀和抽象,晦澀難懂。傳統的教學手段無法滿足教學的需求,而多媒體教學清晰直觀、圖文并茂。備課環節要多花時間和精力制作PPT,并適時通過動畫來展示復雜的邏輯。比如在講授轉座子等部分內容時,可以借助玉米花斑圖片,展示轉座機制,將復雜的分子機理與現實生活中的玉米聯系起來,增強認知。
3.4理論聯系實際,增強動手能力。增加實驗教學學時,加強學生實驗操作技能,著力培養動手能力和科研素養。在實驗項目中可先安排驗證型實驗[3],比如DNA提取、電泳技術、PCR方法等,再增設研究型實驗,比如與黃瓜單性結實有關的SSR分子標記篩選等,引發學生思考,制訂實驗方案,并以小組的形式開展實驗。這樣有助于幫助學生理解抽象的理論知識,掌握實驗技能,增強動手能力和解決問題的能力。同時,啟發學生大膽創新,學以致用,利用所學解決現實問題,成為社會有用的應用型人才。
參考文獻:
[1]朱玉賢.現代分子生物學[M].北京:高等教育出版社,2007.
[2]林謙.分子生物學教學改革探索[J].安徽農學通報,2011,17(13):215-216.
[3]呂彩云.基于地方應用型高校《分子生物學》課程教學改革探索[J].黃山學院學報,2016,18(3):128-130.
分子生物學的認識范文3
關鍵詞 分子生物學 婦科 產前診斷 免疫遺傳
中圖分類號:Q7文獻標識碼:A
1 分子生物學與婦產科的基本情況概述
分子生物學的興起是上世紀50年代以后的事情,但是自其興起和發展以來,發展的巨大成就十分引人關注。六十多年來產生了巨大的影響,繁榮的勢頭依然十分強勁。分子生物學研究要進行的問題在于對生命本質一致性的分析,學者們通過分子水平的研究,發現由最低級、最簡單的單細胞生物到最復雜最高等的人的基本組成(這些組成主要由蛋白質、核酸、糖等三類物質構成)的構成與遺傳信息的物質基礎(主要包括DNA和RNA)、流向(中心法則)以及含義(遺傳密瑪)乃至能量轉換的機理都是高度一致的,正是因此,人們才發現在分子水平層面,生物取得了相對的統一。分子生物學的這一成就具有極其重要的意義,它使得基因在不同生物個體、種屬之間的轉移成為可能,從而大大的提高了生命科學各個分支學科以及整個生命科學的發展。在21世紀,分子生物學的發展將不斷深入和擴大,關于腦的活動、生命發育、疾病免疫等復雜難題將成為分子生物學研究的重中之重。
要準確客觀理解分子生物學對婦產科的影響,必須對婦產科的基本情況所有了解,在長期的醫學研究和發展實踐中,婦產科的研究和實踐內容不斷豐富和發展,如在生命發育階段,對胎盤、胎兒生理、母體子宮平滑肌的功能調節以及分娩發動機制、早產等問題都有研究。在妊娠期目前對于絨毛外滋養細胞以及胎兒胎盤轉運方面的問題也引起了學界的高度重視。在歐美國家,分子生物科學較為發達,對生物的基因芯片以及微RNA的研究不斷深入,探討了一些生物學的病理機制及治療方法,典型的如子癇、慢性高原疾病、肥胖等問題。以世界衛生組織(WHO)為代表的一些研究結構對婦科流行病學、早產病因基因組研究以及基于循證醫學早產臨床干預等問題進行了深入研究。
2 分子生物學在婦產科領域的應用與發展分析
事實上,婦產科的發展歷史較之于分子生物學要早很多,但是分子生物學興起之后,對婦產科的發展產生了極大的影響,有些影響甚至可以說是革命性的。比如在女性的產前診斷中,分子生物學的興起使得我們對一些具有嚴重出生缺陷或者遺傳病等問題在宮內期即可作出診斷并及時采取科學合理的對策措施。分子生物學產生之前,該領域主要運用的是胎兒鏡以及影像技術,但是,近年來,致病基因不斷分離克隆,高危胎兒的基因突變分析不僅重要而且必須,分子生物學技術為此提供了可能性,如分子雜交、熒光原位雜交、PCR技術等分子生物學技術在單基因病以及染色體畸變的診斷中獲得了較為廣泛的應用。此外,一些全新的分子細胞遺傳學技術,諸如端粒探針、錨定原位標記技術、基因組雜交等在婦產科的應用問題也已經被提上議事日程。筆者通過以上的分子生物學在產前診斷的應用問題的論述,已經很明顯的說了分子生物學對提高植入前遺傳診斷或用孕婦血中胎兒細胞診斷問題具有十分重要的作用。
當前,應用到婦產科的分子生物學技術是多種多樣,紛繁復雜的,如索森印跡雜交(Southern blot hybridization)、聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction)、熒光原位雜交(fluorescence in situ hybridization)、單鏈構象多態性(single strand conformation polymor-phism)、異源雙鏈分析(heteroduplex analysis)、DNA序列分析、蛋白截短測試(protein truncation test)等等,不一而足。這些技術在婦產科的很多具體方面得到了應用與發展,如在遺傳方面的研究,當前,我們已知一些遺傳性腫瘤(視網膜母細胞瘤、Wilm氏瘤)的突變基因是按孟德爾方式遺傳的。當然也有一些基因與腫瘤的易感性有關,但是其遺傳方式都是孟德爾方式,分子生物學技術可以對這些基因可以進行產前檢查。又如多聚合酶鏈反應這一分子生物學技術的廣泛應用,對于一些婦產方面的疾病,比如Duchenne's肌營養不良癥、囊性纖維化癥、苯丙酮尿癥、脆性X染色體綜合征等進行診斷和治療已經成為可能。再如,分子生物學在母嬰感染傳播方面的應用,超微量的DNA擴增技術具備敏感性、特異性以及簡便性的優點在母嬰感染傳播方面的應用優勢十分明顯。分子生物學的應用使得對于母嬰傳播方面存在可能的人類免疫缺陷病毒(HIV)、巨細胞病毒(CMV)、風疹病毒等進行一些提前的檢測與預防成為可能。值得一提的是利用PCR技術還可以根據不同引物的特點進行預后。近年來,丙型肝炎病毒(HCV)的母嬰傳播已成為一個研究熱點,PCR技術在這一領域也取得了諸多成就。此外,在婦科腫瘤基因研究方面,目前學界對腫瘤發生和發展的認識進入了分子水平。在分析腫瘤細胞中復雜的染色體異常組成以及對癌基因的定位及其抑制方面都有貢獻。當前免疫遺傳研究熱點是人類白細胞抗原系統(human leucocyte antigen,HLA)與該病的關系。分子生物學技術的應用使HLA分型研究從抗原水平進入到基因水平,使與疾病關聯的HLA基因準確分型、定位。以上所舉的一些也只是分子生物學在婦產科領域應用和發展的冰山一角,我們有理由相信,隨著分子生物學和婦產科的不斷交叉融合,兩個學科以及交叉部分都會取得更多嶄新的成就。
參考文獻
[1] 李隆玉,萬建萍,鐘傳慶.子宮內膜癌發生分子機制及治療的研究進展[J].中華腫瘤防治雜志,2008(19).
分子生物學的認識范文4
[關鍵詞] 分子生物學;創新能力;研究生教育;高等教育;培養質量
[中圖分類號]G632.0 [文獻標識碼]B [文章編號]1673-7210(2008)09(c)-096-02
研究生教育的宗旨是培養具有科學精神和原始創新能力的專業人才。對研究生創新能力高低的判斷,有人主張根據研究生的行為表現(主要是研究成果,特別是畢業論文)來做出[1]。研究論文的質量,在一定程度上體現研究水平和能力,也是評價研究生教育質量的一個重要標準。分子生物學是一門新興的前沿學科,已成為現代生命科學中最具活力的帶頭學科之一。醫學領域分子生物學研究日新月異的發展,使人類對疾病的認識、預防、診斷和治療發生了深刻的變革,醫學科學已從整體、細胞水平逐步深入到了分子水平。所以分子生物學理論與技術的應用是衡量研究生論文質量的一個重要指標。那么在醫學分子生物學教學過程中如何培養研究生的科研能力與創新能力。我們在多年的教學實踐中,以理論教學為切入點,教師承擔的科研課題項目為引導,以組織分子生物學興趣小組開放實驗室為平臺,指導研究生從課題設計到研究計劃實施進行了一系列探索,促進了研究生科研能力與創新能力的培養與提高。
1 在《醫學分子生物學》教學中開展研究生創新能力培養的必要性
分子生物學是生命科學的帶頭學科,其理論與技術幾乎滲透到醫學、藥學的所有領域。無論是醫學或藥學專業的研究生在設計畢業論文時都用得上,如果學生都用上先進的理論和技術來設計課題,我院研究生的畢業論文質量將會更上一層樓。另外,中醫藥要“保持和發揚傳統特色,走現代化道路”,必須有堅實的分子生物學基礎和創新能力,如怎樣揭示辨證論治的分子機制,中醫整體觀怎樣用基因組、基因譜、基因群、基因族等加以論證和研究,辨證論治怎樣與基因的多態性、多效性、異質性、變異性結合等。《醫學分子生物學》是我院研究生必修的一門重要公共基礎課程,而且在第一學期開課,如果能在教學過程中結合課題設計引導研究生采用分子生物學知識來解決問題,對研究生的科技創新培養很重要。
2 從理論教學為切入點,引導研究生科技創新意識
2.1 根據計劃課時整合教學內容
分子生物學基礎知識與基本理論既是了解分子生物學新發展和新成果的基礎,也是掌握分子生物學實驗原理和研究方法所必需的。但是按學校的課程設置,我們的計劃課時僅有40學時(包括理論和實驗),如按照傳統的教學法,在40課時內很難完成醫學分子生物學的教學內容,我們的做法是:以分子生物學技術為引導將分子生物學基礎知識與分子生物學技術的基本理論整合,分為5講來完成,每講5學時。5學時課堂討論,10學時實驗課。第一講為核酸的提取與鑒定及相關基礎知識,分為兩部分,第一部分為基因組的結構與功能,第二部分為核酸(DNA、RNA)的提取與鑒定。第二講為印跡雜交技術與芯片技術。第三講為核酸體外擴增與基因信息傳遞,分為兩部分,第一部分為復制、轉錄和翻譯,第二部分為核酸體外擴增。第四講為重組DNA技術與基因表達調控,分為兩部分,第一部分為基因表達調控,第二部分為重組DNA技術。第五講為原癌基因與抑癌基因以及細胞通訊和信號轉導,分為兩部分,第一部分為細胞通訊和信號轉導,第二部分為原癌基因與抑癌基因。另外安排專題講座“基因診斷和治療”1次。
2.2 結合專業開展分子生物學技術應用的課堂討論
為了使學生對分子生物學基本知識和基本技術理論的認識從理性認識到感性認識,在學習完5講內容,學生基本掌握分子生物學基本知識和基本技術的理論后,以專業為小組,讓學生在利用空余時間(時間為4周)查閱相關資料,內容是:在你的專業領域中分子生物學技術應用實例。之后進行課堂討論,主題為分子生物學技術在中醫藥中的應用,每小組選一個代表為主要發言,學生的主題發言內容廣泛,如蛋白電泳在中藥材鑒定中的運用,差異展示反轉錄聚合酶鏈反應在中醫藥研究中的應用等等。然后進行分小組討論,最后老師講評。
3 從課題設計訓練入手,引導學生樹立運用分子生物學知識解決實際問題的意識
為了培養學生的創新思維和獨立分析問題、解決問題的綜合能力,我們在進行課堂討論之后,布置學生結合專業,要求利用所學到的知識和技能,利用本實驗室已經有的設備條件和材料試劑等技術基礎,設計出一個綜合性的、探索性的實驗,并作為期末考試的內容之一,占總評的30%~40%。對于剛入學的研究生,第一個學期沒有學習專業課程就訓練課題設計有一定困難,但在這之前我們安排了“分子生物學技術在中醫藥中的應用”的主題課堂討論,學生自己從網絡上獲取相關資料,在老師的指導下都能順利完成。學生自主設計實驗使技術性、綜合性、探索創新性的實驗融合在一起。
4 以開放實驗室為平臺,進行科研項目引導下的研究生創新研究
提高研究生創新能力,理論教學固然重要,實踐教學環節也絕對不能忽略。由于科技創新是將科學研究成果轉化為現實生產力的實踐活動,因此提高研究生的創新能力,必須注重實踐能力特別是主動實踐能力的培養[2]。所以我們開放實驗室,鼓勵研究生自主進行科技實踐。對于低年級的研究生,開辟分子生物學第二課堂,組織興趣小組。同學們報名非常踴躍,我們將興趣組分成3~5人/組。在上述研究生自主設計的實驗方案中選出最適合開展的方案,由教師點評,學生修改實驗設計方案后,在老師的指導下,由興趣小組來實施。目前興趣小組正在進行的實驗有:①胱硫醚合酶基因多態分析;②RAPD鑒定真偽扶芳藤;③百年樂口服液的氨基酸含量測定等等。對于高年級的研究生只要用到分子生物學技術來設計的課題,都可以到我們實驗室來,在老師的指導下進行課題研究。本學期,就有10多位同學在我們實驗室實施他們的課題。
同學們通過課堂的理論學習―課后查閱相關資料―課堂討論―實驗設計―綜合實踐的過程能使學生深刻理解分子生物學實驗的技術與理論,能熟練運用已經學習的多種技術,學會充分利用本實驗室已有的實驗設備和條件,自主設計實驗并實踐,培養了學生的創新思維和獨立分析問題、解決問題的能力。
5 結語
中醫院校的分子生物學課時都比較少,僅靠40學時,很難實施創新能力的培養。根據多年的教學體會,要在醫學分子生物學教學中開展研究生創新能力培養,應該貫穿整個研究生階段。這就要求我們教師要有無私奉獻精神,要付出很多的時間和精力,還需要老師熟練分子生物學技術,并有科研課題,帶領學生跟蹤和挺進學科前沿。另一方面,也需要同學們的配合,同學們對自己的創新能力培養積極性很高,但有部分同學缺乏創新精神,不能吃苦耐勞,具體表現為查閱資料不認真,課堂討論不積極,設計實驗馬虎,實驗不能堅持等。所以,如何正確引導學生,激發學生興趣,讓學生主動參與是我們亟需解決的問題。研究生創新能力培養是一項長期而艱巨的任務,需要不斷地探索。
[參考文獻]
[1]吳宏翔,熊慶年,顧云深.我國研究生創新能力不足的表現[J].學位與研究生教育,2005,(9):32-36.
分子生物學的認識范文5
進入21世紀后,分子生物學的發展迅猛,新技術新手段層出不窮并已滲透到各個學科;分子生物學理論與技術已經成為人們認識生命本質和改造生物特性的有力武器。
然而,我們在指導大學生科技創新活動中發現:大多數學生(即使考試成績很好的學生)很難能應用所學的分子生物學理論與技術設計出科學研究的實驗方案;我們調查也發現:很多碩士研究生在利用分子生物學理論與技術設計科學研究實驗方案時仍困難重重,這說明我們傳統的“老師講、學生聽、再考試”按部就班的生物化學與分子生物學教學模式已經很難實現“培養高素質創新性人才”的目標。那么,如何在教學中引導學生進行科技創新?
隨著近年來分子生物學的飛速發展,給生物化學與分子生物學教學帶來一些問題,主要體現為:教學學時的不足與教學內容的擴增;學生理論知識的學習與科學研究實驗環節的嚴重脫離,這是造成分子生物學知識在應用中“困難重重”的主要原因。
研究型教學也稱主題研究,是在美國布魯納的“發現式學習模式”和瑞士皮杰的“認知發展學說”基礎上構建的教學模式[1],是在老師指導下有目的地相對獨立地對教學內容相關的實際問題進行探索研究,從而提高學生運用知識解決實際問題的能力,從而培養出具有獨立思考研究能力的創新型及應用型人才。
“開展大學生創新教育、培養高素質創新性人才”是高等教育改革與持續發展的一個重要主題。為堅持“教學以學生為本”的原則,以培養“實踐能力強、綜合素質高”的創新型醫學人才為中心,我們以“腫瘤微環境與免疫治療湖北省重點實驗室”為平臺,以教師承擔的科研項目為引導,在生物化學與分子生物學理論及實驗教學中探索并實踐“研究型教學”模式。
1.優化和整合理論教學內容,夯實學生創新基礎。生物化學與分子生物學發展快速,新技術、新方法、新成果不斷涌現。我們根據教學大綱要求,優化、整合教學內容:刪除淘汰的內容,合并重復的內容,增加新出現的內容。在課堂講授中,將國內外一些最新分子生物學研究成果、發展動態及科學前沿知識充實到教學內容中;介紹分子生物學新技術在疾病診斷、治療、預防中的最新進展,使學生明白生物化學與分子生物學在醫學中的重要性。
2.利用多種現代化教學方法和手段,激發學生科技創新興趣。生物化學與分子生物學課堂內容豐富、信息量大,而教學課時少。因此,我們在理論教學中將教學內容分為講授和自學兩部分:在講授中,利用多媒體等多種現代化教學手段,將難點和抽象的內容以動畫的形式反應出來,使教學內容直觀化,增加學生對知識的掌握;在自學中,充分利用網絡教學平臺實現師生之間、生生之間的交流互動;同時將教師承擔的科研課題設置成科研專題,讓學生帶著科研專題的問題開展學習。
3.加強實踐教學,培養學生科技創新能力。我們在重視理論知識教學的基礎上,加強實踐教學與理論教學相結合。我們重新組合實驗內容,實行“三型實驗原則”(即將實驗分為驗證型實驗、綜合型實驗、研究型實驗):減少基礎性驗證型實驗、增加設計性綜合型實驗、開展創新性研究型實驗。
在課堂內的基礎性實驗部分:減少傳統的驗證性及臨床生化指標測定的實驗項目及學時數,使實驗項目主要集中于基本操作、比色技術、離心技術、層析技術及電泳技術等方面的實驗;對基本的規范化實驗操作方法及常規實驗技術(如比色、離心、層析、電泳等技術)操作流程錄像后上傳到課程網站中以便學生對照學習。
在課堂內的設計性綜合型實驗部分:我們組織學生針對教學中遇到的問題設計研究方案。例如,在肝臟生物化學中提到:白蛋白主要是由肝臟合成,而白蛋白又是臨床醫療和科研中常用制劑,如何提取出有活性的白蛋白?如何利用生物技術大量生產白蛋白?通過討論,使學生了解解決這一問題所依據的蛋白質理化性質和分離純化、基因表達、基因重組、PCR等理論知識。通過設計白蛋白分離純化與鑒定實驗,在對蛋白質理化性質加深理解的同時,使學生掌握合理運用鹽析沉淀、離子交換層析等技術操作流程;在此基礎上,啟發學生運用基因重組、RT-PCR等分子生物學技術設計重組表達白蛋白的實驗方案。指導教師對學生設計的研究方案可行性和合理性進行點評及修改,學生在老師指導下,在課堂內開展上述設計性綜合型實驗。
4.在課堂外的創新性研究型實驗部分:學生組成多個研究小組(3~5人/組)對教師承擔的科研課題(已設置成多個科研專題)查閱文獻和資料后進行創新性科研專題申請書的撰寫;指導老師根據申請書質量及個人興趣愛好挑選部分研究小組開展科研專題的實驗研究;在此過程中,學生利用課余時間在老師指導下開展創新性實驗研究,從而進一步培養科技創新能力。
5.研究型教學模式在生物化學與分子生物學教學中的效果:通過研究型教學模式在三峽大學醫學院臨床醫學專業的生物化學與分子生物學教學中的探索與實踐,我們發現學生的考試成績顯著高于未經過研究型教學模式的班級;學生的動手操作能力也顯著高于未經過研究型教學模式訓練的學生。通過研究型教學模式,學生的科研素質和創新能力得到提高,激發了學生對生物化學與分子生物學的學習興趣,極大調動了學生的學習積極性。通過學生課外完成的科研專題研究,學生以第一作者在CSCD核心期刊發表研究論文7篇;指導老師在指導大學生科研專題的同時,圓滿完成了自己所承擔的科研課題的研究;同時老師通過完成科研課題,促進自己的教學水平。
總之,通過上述一系列的探索與實踐,能充分調動學生學習積極性,開闊視野,增加學生對生物化學與分子生物學及科技創新活動的興趣;更重要的是能提高學生的實踐動手能力,培養學生的科技創新能力;同時,老師通過完成科研課題,帶動人才培養;能使教師把教學與科研有機結合起來,以科研促進教學;使教師不斷更新教學內容,不斷改善教學框架,形成囊括最新知識框架的教學體系,從而使《生物化學與分子生物學》教學質量得以進一步提高;即充分證明研究型教學模式在生物化學與分子生物學教學實踐中是有效和可行的。
分子生物學的認識范文6
Abstract: Molecular biology network education platform was constructed based on network teaching platform environment and modern education technology. This teaching and communication platform provided convenient interaction environment and rich network resources for students, and played important roles in promoting students' enthusiasm and initiative and in improving teaching quality with the assist and extend of network teaching platform.
關鍵詞: 分子生物學;網絡平臺;教學質量
Key words: molecular biology;network education platform;teaching quality
中圖分類號:TP39 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)09-0199-02
0 引言
分子生物學(Molecular biology)是從分子水平研究生命本質的一門新興學科。分子生物學研究的內容主要包括DNA重組技術(即基因工程)、基因表達調控和生物大分子的結構功能研究。分子生物學課程一方面簡明闡述分子生物學的基本概念,另一方面重點講述生命運動各個過程中基因表達調控的分子機制,特別是真核基因結構,表達和調控等方面的新理論、新成果,是當前生命科學中發展最快并正在與其它學科廣泛交叉與滲透的重要前沿領域。同時,分子生物學課程是生命科學相關領域如醫學、藥學、農學等方面的重要基礎課程,學好分子生物學對于培養與生命科學相關學生的創新能力和綜合素質具有重要作用[1]。
隨著分子生物學發展的突飛猛進,其新理論、新技術層出不窮,很多內容不能及時體現在教材中,不容易貫徹落實到教學中,這就給分子生物學教學帶來了很大挑戰;同時,分子生物學課程內容理抽象且理論性很強,在分子生物學理論教學中,課時少而內容多,同時教學內容和很多學科的內容相互聯系、互相滲透;在傳統教學中通常以教師為中心、以課堂為中心,以書本為中心,忽略教學的主體學生,容易出現教師“一人言”的現象[2-3]。這樣的教學方式雖然可以確保教學任務的如期完成,但課堂氣氛沉悶,學生容易分心,不利于學生綜合能力的培養,束縛了學生的全面發展,學生很難在有限的學時內有效的掌握課程知識。
網絡教學平臺(Network Education Platform)因為其具有操作簡便、管理便利、統計系統完善、有利于課程開發和師生交流等眾多優勢,在教學過程中對于加強師生進行網上互動、提供豐富的教學資源、開拓教學空間、拓展學生視野等方面發揮重要作用,為學生進行有效課程提供了良好的條件。2010年起,筆者開始探索,利用大學提供的網絡教學與交流平臺進行網上互動式教學活動,主要從“分子生物學”課程網絡教學平臺的構建、平臺使用后的教學效果評價等方面進行了分析研究,根本目的在于探討如何構建的網絡教學平臺并進行有效管理,如何利用網絡教學平臺輔助課堂教學,不斷提升課程教學質量。
1 分子生物學網絡教學平臺的構建
現代信息技術的蓬勃發展和普遍使用,促進了教育、教學方式的改革,推進了教育信息化的進程,為教育資源的共享提供了有利條件,基于分子生物學傳統教學的不足,采用網絡平臺開展課程教學顯得尤為重要。“分子生物學”網絡教學平臺的構建,其主要作用是對傳統教學模式教學環節進行輔助教學,通過網絡教學平臺的利用,達到拓展教學空間、豐富教學資源、有效管理學生的教學過程等目的,建立一個教師作為主導作用下學生作為主體的自主學習模式。
1.1 豐富教學資源 分子生物學網絡資源包括圖片、動畫、視頻、聲音等多種形式,符合大學生的思維特點和學習習慣,能夠激發他們的學習興趣。通過動畫模擬,圖文并茂、有聲有色的演示,能生動形象地將抽象的原理和概念變得形象。這種方式讓學生在輕松愉快的氣氛中學到了知識,既減輕了學生的負擔,又提高了學生的興趣。現今,在網絡上可搜索到幾乎所有的有關分子生物學原理的動畫,如DNA轉錄和復制、蛋白質的翻譯和轉運、RNAi等等[4-5]。