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生理学研究范文1
关键词 动物生理学;实验教学;课程改革;自主学习
中图分类号 G40 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)09-0333-02
Abstract In order to cultivate and improve the comprehensive quality, independent thought and innovative ability of contemporary college students, the teaching content, teaching methods and assessment methods of animal physiology experiments were reformed.Through the research form of experimental teaching methods, innovation of experiment teaching methods as well as cultivate the students′ autonomous learning ability and enhance students′ consciousness of the systemic research design.
Key words animal physiology;experimental teaching;teaching reform;independent study
自进入21世纪以来,社会对人才的需求增加,具有创新、实践能力的综合型人才更是紧缺。因此,迫切需要全国各地高校实施切实有效的变革,进一步深化教学改革,调整教学内容,改变教学方式,来提高学生的综合素质。动物生理学是一门以生物体的功能为研究对象,主要研究其生理功能的发生机制、条件以及内外环境的各种变化对这些功能的影响,从而掌握各种生理变化规律[1]的学科。由于一切生理学中的理论知识均来自对生命现象的客观观察和实验,因此它不仅是生命科学领域诸多专业中十分重要的一门专业基础课,更是一门实验性学科[2]。
中南林业科技大学开设的动物生理学课程是主要面向生物技术、生物工程专业的基础课程,涉及到动物检验、生物技术安全、动物药品、食品加工等方面,是生物技术专业和生物工程专业等学科的重要课程,同时也是食品学院重要基础课程。因此,动物生理学实验课不仅是学习、理解、掌握动物生理学理论知识的重要途径,也是学习动物检验检疫、动物营养、免疫学、细胞生物学、分子生物学等专业课程实践技术的基础[3-4]。然而目前高校的动物生理学实验教学大多只能依据现有实验条件来开设,这种传统的教学模式或是进行一些简单的解剖实验[5],或是采用老师讲授、学生重复实验的方式来强化理论课讲授的内容,既缺乏实验的科学性、探索性,又忽视了对恰当教学方式的选择,更限制了学生的思维,阻碍了学生的主观能动性和创造力的发挥,十分不利于对当代大学生创新思维和创新能力的挖掘与培养,学生对实验课的兴趣、积极性和参与性也不高。因此,迫切需要对教学方法进行改革。传统动物生理学实验教学的目的主要有3个方面:一是增加感性认识,使学生易于接受和理解所学的知识;二是通过理论联系实际,在试验过程中巩固和加深所学的知识;三是培养学生的实验技能和观察问题的能力[6-8],提升学生的综合素质。这些也就是教学原则中的直观性原则、巩固性原则和理论联系实际的原则。但是这种传统的实验教学的方式不利于学生创新意识和创新能力的培养[9-10],要及时进行实验教学改革。
1 实验教学改革内容
1.1 开放实验平台,发散学生思维
为了提高学生实验的自主性与创新能力,本次动物生理学实验教学改革中,以中南林业科技大学生命科学与技术学院2012级、2013级生物技术、生物工程的学生为对象,采用分组实验的形式让学生自行分小组。小组成员可以依照自己的兴趣,通过在书籍和网络上查找资料的形式讨论协商确定本小组的实验内容,并自行拟定实验方案[11]。这种方法与传统教学单调、乏味的方式不同,各小组自行选择实验课题,在查阅资料的过程中,学生们能对动物生理学这门课程有一个更加细致深入的了解,对已学习的理论课程有查漏补缺的强化作用,还能够激起学生们对这门课程的兴趣,并对自己好奇、感兴趣的方面进行深入学习。
1.2 教学方式改革,教师角色转变
改革后的教学模式突破了传统实验教学的局限性,由学生们自由选择实验课题,并根据各小组选定的实验内容进行预实验设计[12]。任课教师不只是一个传授知识的角色,更多的是给学生进行实验可行性的分析,对一些关键和疑难问题进行指导,更加突出实验中学生们的主体性和教师的指导性。
1.2.1 督促学生实验设计。实验的设计不仅体现出研究者的学术思想,还直接关系到其从事科研项目的成败。而一个实验想要做好,离不开实验前的准备和对实验整体性的把控。首先要对整个实验有一个大体上的了解,之后再对实验步骤逐步细化,分析可能存在的问题并进行改进。任课教师要提倡、督促学生们针对实验中已发现的或可能出现的问题进行讨论交流,并充分利用网络资源,也可以通过国内外各种与动物生理学相关的论坛、网站进行交流学习。
1.2.2 实验方案把关,加强师生互动。由于每个小组实验对象和内容各不相同,要在实验开始前1~2周将实验所需材料药品上报给老师。由于每所高校的实验条件不同,任课教师应根据本校实验室的条件、实验课持续时间和实验经费对学生设计的实验方案、实验周期进行把关,对各组的研究内容进行系统性分析[13],对实验设计中的错误和不足进行纠正,通过对实验方案的反复敲定,也可以让学生更加切身地认识到实验本身所需要的精心的设计和严谨的思维。
1.2.3 实验基础讲解。学生自由选题就会遇到之前很多没有学到过的新知识和实验操作,如有些与药理学相关的实验会要求对家兔耳静脉取血,小鼠或牛蛙取血、解剖,或对家兔进行耳静脉注射药品等。若之前没有开设过药理学的实验课,学生一般毫无实验操作的经验,学生应自行在图书馆或网上查找相关操作要点或视频资料。在实验正式开始之前,任课教师可以给予适当的理论指导,对一些可能遇到的较难的操作进行讲解,但在实际操作时不对学生们的实验操作进行干预,全部交由学生自主完成[14-15]。
虽然实验过程中可能会有多次失败,但实验的目的就在于培养学生们的动手能力,通过让学生自行摸索来锻炼学生们自主学习的能力,并在失败中发掘实验中存在的问题,在问题中汲取科研的意义。
1.3 实验时间自由,科学合理安排
传统实验一般是每周进行1次实验课,持续几个星期,这种实验方式本身具有局限性,导致很多教师在实验内容的选择上更倾向于选择实验周期较短的实验进行教学,这样实验课程缺乏连贯性,实验内容分散,对学生们的吸引力不高[16-18]。鉴于本次教学改革中,各小组实验内容各不相同,学生们进行实验的时间安排也相对灵活,不进行硬性规定,各小组可根据各自实验方案合理安排时间,在规定的实验时间内完成实验即可[19]。
1.4 客观课程考评,实验成果展示
在传统教学模式下,实验课程都仅仅以实验报告的形式完成实验考核,结果是实验内容相同、实验结果相近,实验报告也大同小异,且操作重复性很低,对实验的回顾与总结帮助不大[20]。既然已经对实验课程教学方式进行了改革,考核的形式也应进行相应的调整、完善。
1.4.1 实验理论知识测评。将实验理论知识的考评回归到理论课当中去,任课教师通过平时的课堂提问对学生们的掌握情况进行考核评价,并通过观察学生们实验过程中的实际操作情况,对他们的实验操作能力进行科学合理的评价[21]。
1.4.2 论文形式提交报告。动物生理学开课时间为大三第一学期,学生们应该着手进行一些论文设计和书写方面的训练,为以后的科学研究夯实基础。因此,本次实验的实验报告以毕业论文的格式进行排版和书写,借此锻炼学生的论文写作能力。
1.4.3 特色实验成果展示。实验成果是一个研究团队所有成员的知识结晶,采用PPT汇报的形式在最后一节课进行实验成果的展示。各组的组长分别汇报实验设计方案,并将实验过程中出现的问题、解决方法和实验中发生的有趣故事以图片和文字形式整理成PPT,对实验进行回顾与反思,以更直观地形式展示。这同时也是对学生们语言表达能力的训练,为学生提供一个机会展现自己的风采。根据汇报小组实验设计的合理性以及实验结果,任课教师和小组之间进行相互评议、打分,对小组实验课程给出总评。
2 实验教学改革应用效果
2.1 提高了学生的综合素养
在传统教学模式中,学生往往按照教师的课程计划进行实验,只学习到基本的实验操作技能。在实验改革后,学生由“被动”学习转为自主探索学习,这种学习方式的改变实际反应的是学生思想的转变,不仅激发了对科学研究创新的兴趣,还锻炼学生动手、团队协作、口头表达的能力。在从发现问题,分析和解决问题整个过程中,提升了科学研究必不可少的创新能力和科研能力,从而全面提升综合素质。
2.2 提高了教师的教学水平
在实验教学改革模式中,高校教师可以结合实验教学和承担的科研项目来开展实验,指导学生设计实验方案。通过这种方式,教师利用专业技术可以使实验教学更加有深度。不仅提升教师教学的积极性,而且提升了学生的科研创新能力。
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生理学研究范文2
关键词:心肌细胞电生理学;抗心律失常中药;膜片钳技术;离子通道;离子流
中图分类号:R329.2R256 文献标识码:A
文章编号:1672-1349(2015)02-0141-03
1 心肌细胞电生理学的研究进展
心肌细胞电生理学作为心脏电学的重要组成部分,它是研究心肌细胞在正常与异常情况下的兴奋发生与传播机制的一门基础学科[1]。主要用于揭示心肌细胞本身的电生理过程和规律、细胞间信号的传导及其影响因素等等。主要研究内容是心肌细胞的离子通道、离子载体和离子流。
心肌细胞电生理学起始于1949年―1950年。1949年Ling发明了微电极细胞内记录技术;Hodgkin和Huxley创造的电压钳制技术问世,电生理研究从此深入到细胞水平。20世纪60年代到80年代,阐明了心肌细胞各主要离子流(如INa,ISi,Ik1,Ik,ITo,ITi,INa-Ca,Ipump等)的基本特性;钙离子的研究热潮成为用心肌细胞电生理学研究心律失常发生机制的开端。
1976年,德国生理学家Neher和Sakmann建立膜片钳技术[2],这是一种以记录通过离子通道的离子电流来反映细胞膜上单一的(或多个的)离子通道分子活动的技术。这一伟大成就获得1991年度的诺贝尔生理学与医学奖。20世纪80年代,单个细胞分离的成功,使人们不断地发现了一些新的离子流和离子通道。目前在心肌细胞膜上已知的离子流及载体电流有以下几种:INa,ICa,IK1,IK,ITo,IK(Ach),IK(ATP),IKP,IK(Na),IK(Ca),IF,ICl,INa-Ca,Ipump和IJ等。20世纪90年代是研究心肌电生理学钾离子流的热潮时期,这成为阐明某种心律失常发生的机制或寻找某种抗心律失常药的重要途径。目前,膜片钳技术已成为研究细胞膜离子通道和药物作用机制必不可少的重要手段,它和分子生物学的结合应用呈现出良好的应用前景。
2 心肌细胞电生理技术在中药研究方面的进展
2.1 抗心律失常中药研究的必然和必要 20世纪80年代末,著名的心脏心律失常抑制试验(cardiac arrhythmia suppression test,CAST)的结果对抗心律失常西药治疗的安全性提出了质疑和挑战。抗心律失常西药多为单一通道阻断剂,作用靶点单一,抗心律失常谱窄,故致心律失常作用大,而多离子通道阻滞剂具有更好的调控作用,可使失调的离子通道功能恢复平衡,致心律失常副反应较低[3]。现有的研究提示许多中药包括单体、单味药及中药复方等均有多离子通道机制,中医整体观念指导下的中药治疗更具有理论上的超前性,在心律失常治疗领域有广阔前景。
2.2 应用膜片钳技术对抗心律失常中药的研究现状 刘等[4-6]应用全细胞膜片钳技术发现,环维黄杨星D(CVB-D)溶液低浓度组和高浓度组均能够引起豚鼠和大鼠单个心室肌静息电位(RP)减小、动作电位0相除极幅度(APA)下降、动作电位时程(APD)延长、动作电位3相复极速率(V3)减慢,对内向整流钾电流(IK1)具有抑制效应,与Ⅲ类抗快速心律失常药物存在类似药理效应,这可能是其在临床上有抗心律失常作用的药理机制之一。并在研究过程中意外发现 2例致室性心律失常现象,这种现象值得关注,有待毒理实验进一步验证。张玉瑶等[7-9]研究发现苦参碱可缩短豚鼠、家兔心室肌细胞APD,抑制快速延迟整流钾电流(IKr),在酸化的缺血微环境下,对心肌细胞IKr电流仍表现明显的抑制作用,可用于缺血后心律失常的治疗。与传统的抗心律失常西药相比[10],苦参碱对IKr电流的抑制作用较奎尼丁和胺碘酮为弱,表明苦参碱致QT延长(long QT,LQT)和致心律失常作用低于胺碘酮,更具有安全性、有效性等特点。孟红旭等[11-14]研究表明从中药丹参中分离提取的单体成分丹参酮ⅡA、丹酚酸B和丹参素均能够起到抑制L型钙电流(ICa-L)的作用,不同的是丹参酮ⅡA还可抑制肥厚心肌细胞上增大的IKr、IKs及其尾电流,明显缩短肥大心肌细胞APD的延长,从而降低心室复极离散度,防止折返的形成,发挥预防肥厚心肌心律失常的功效;丹酚酸B[15]阻滞瞬时外向钾电流(ITo)的同时不影响IK1,因此有效地保证了心肌细胞膜的稳定性,起到抗心律失常的疗效。此外丹酚酸B与延胡索乙素[15]对L型钙通道均有抑制作用,两者之间能够产生协同效应,并且这两种有效成分调控L型钙通道的作用机制不同,为探讨中药复方中部分有效成分配伍使用的合理性提供了有力证据;丹参素[16]通过抑制ICa-L和激活三磷酸腺苷(ATP)敏感性钾电流(IKATP)发挥着其对心肌缺血-再灌注的保护作用。张铭慧等[17]在研究中发现薯蓣皂苷抑制INa,电流-电压曲线明显上移,具有减轻钙超载,保护缺血再灌注损伤心肌的作用,刘静等[18]报道称薯蓣皂苷含药血清能激活INa,这种对钠离子通道的促进作用可能通过钠-钙交换体间接影响细胞内的钙离子浓度,因此推测薯蓣皂苷可能具有正性肌力作用。石含秀等[19]应用膜片钳全细胞记录技术观察到细辛含药血清对心肌细胞的钠通道具有激活的功效,能够降低心肌兴奋的阈电位,增加钠通道在相同电压下的开放数量,细辛、附子二者配伍后对心肌细胞钠离子通道具有增强激活的功效,这可能是其配伍后治疗缓慢型心律失常的电生理基础[20]。李翔宇等[21-24]研究证实,甘松挥发油具有抑制IK、IK1、ITo、INa及ICa-L的作用,说明甘松挥发油是通过作用于不同的离子通道适当延长大鼠心室肌细胞的APD及有效不应期(ERP),从而影响大鼠心室肌细胞的兴奋性、不应性及传导性,继而产生抗心律失常的作用。
除了单味、单体中药研究外,复方制剂也被证实对心肌细胞具有多离子通道作用机制,成为其抗心律失常的电生理基础。参松养心胶囊[25,26]作为应用中医络病理论指导组方的创新中成药,对ICa-L、INa、ITo、IKs和IK1多种心室肌离子通道均具有不同程度的阻滞作用,参松养心胶囊的室性心律失常效应,与其改善心功能,缩短心室动作电位时程和有效不应期,降低心房室间不同部位动作电位时程的离散,增加室颤阈值有关。稳心颗粒是中国第一个调节多离子通道的抗心律失常专利中成药,兼有Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ类抗心律失常药物的作用,对多种离子通道有抑制作用,并能显著缩短心室跨壁复极离散度,表明稳心颗粒具有抗心律失常的作用,且安全性高[27]。炙甘草汤[28]、心悸宁胶囊[29]、交泰丸[30]等复方制剂也均已被膜片钳技术证实其对心室肌细胞膜电位、各离子通道有不同程度的影响。复方研究尽管复杂,但意义重大。结合先进技术进行多角度、多层次和多方面研究,可望将君臣佐使组方理念的中药复方更具科学性和系统性,在抗心律失常领域有所建树。
3 心肌细胞电生理技术在中药研究方面存在的问题
心肌细胞电生理学的发展为中药研究开辟了新途径,特别是细胞膜片钳技术的应用,使中药药理研究从器官水平深入到细胞和分子水平,但目前的研究中仍存在一些问题:中药尤其是复方制剂成分复杂,体外实验结果需要分析的影响因素众多,缺乏严格对照,其结论一直很难得到全世界范围的关注和认可,近年发展起来的中药血清药理学,即通过研究给药动物血清的生物学活性来揭示药物作用机制的方法与膜片钳技术的结合[31],有望解决这一难题;在中药的抗心律失常作用及机制的研究中,还未从心肌细胞水平将中医心悸的病症病机和心律失常的发病机制联系起来,而这方面的研究是有针对地进行药理研究的前提条件;实验动物离体单个心肌细胞在生理状态和病理状态的药理研究与人体整体心脏心律失常之间的相关性也有许多问题有待探讨,这方面的问题决定了实验药物是否真正具有临床实用意义。采用心肌细胞电生理技术进行中药研究是中医走向现代化的重要标志之一,这对传统中药的筛选和新药的开发具有前瞻性意义。
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生理学研究范文3
【关键词】运动生理学 有效教学 课堂 兴趣 策略
作为体育科学基础学科之一的运动生理学,是人体生理学的一个分支。人体生理学是研究人体机能活动规律的科学;而运动生理学则是研究人体在运动过程中机能变化的规律,以及形成和发展运动技能的生理学规律,探讨人体运动能力发展和完善的生理学机理,论证并确立各种科学的训练制度和训练方法。其教学的有效性对运动训练方法的制定预防运动训练过程中的损伤都有着积极而现实的意义。
但对运动训练量大,学习时间较少,知识底子薄的这类的运动训练学学生而言,运动生理学的学习需要具备基本的物理、化学和解剖等多学科的知识基础,学生的学习难度可想而知。由此,如何解决运动生理学教学的有效性就变得极为重要。
1 有效教学的前提是提高学生的学习兴趣
爱因斯坦说过,“兴趣是最好的老师”。兴趣是求知的原动力,只有让学生对运动生理学真正产生兴趣,才能激发起他们的求知欲,让他们自觉地探究运动生理学的乐趣和奥秘。
1.1 亲近学生,建立良好的师生关系
“亲其师,信其道”,教师教学的有效性与教师个人的亲和度有着一定的关系。学生中常常会出现因为喜欢某个老师而喜欢其教的课程的情况。因而了解学生,亲近学生,用教师的人格魅力感染学生,从而建立良好的师生关系,才能营造轻松和谐的课堂气氛,进而提高课堂教学的效率。
1.2了解学生,因材施教
因材施教作为教学中一项重要的教学方法,对学生全面发展有着积极的促进作用。在教学中,教师应了解不同学生的知识结构,学习能力和自身素质,进而选择相应的学习方法来有针对性的进行教学,只有适合每个学生的特点,发挥其长处,弥补其不足,激发学生学习的兴趣,树立学生学习的信心,才能有效地组织教学,提高教学质量。
2 有效教学的基础是优良的教学策略
2.1 开放式实验教学法,激发学生动手动脑能力
运动生理学的理论知识来源于实验与实践,实验是运动生理学教学重要的环节,通过实验,不仅能促进学生理论联系实践,还能使学生了解并掌握运动生理学知识。开放式的教学理念的核心是:以学生为中心,尊重学生选择强调培养学生自我完善能力和综合创新能力。
学生根据个人的兴趣和能力,自主选择学习的内容及方式,但整个实验过程由自己独立完成,教师仅作为学生知识学习和能力培养的指导者,使得学生在实验教学过程中成为名副其实的“主体”。开放式实验教学的开放性体现在:因材施教、面向课堂教学的同时面向学生自修、开放式实验研究的完全开放、教学的有序开放。开放式教学理念的核心要求调整实验教学内容以增强实用性,进一步改革课时分配,适当增加实验教学课时,改革教学方式及实验教学评定。开放式实验教学极大地调动了学生的学习热情和学习兴趣,发挥了学生学习的主观能动性,同时,弥补了学生在相关课程上的知识缺失。
2.2 讲授课程中启发诱导技巧的综合应用
莫里斯.L.比格说过:“在可能的时候,教师的任务就是通过课堂民主气氛的影响,去帮助诱导(学生)亲身介入。”这种民主气氛的创造,可以通过问答等形式达到。采用问答式以诱导学生介入。
南宋大学者朱熹说过:“读书无疑,须教有疑,有疑者无疑,至此方是长进。”教学过程中,培养学生的自学能力,自学中获得新知,发现问题,解答疑难。以疑激趣,在讨论中诱导学生自学、阅读、思考、解疑。
在想象中诱导学生探索,超越时空的想象往往能使人“思接千载”“视通万里”。教学中,教师可诱导学生踏着想象的步伐进入知识领域,理解实验或理论阐述中所描述的现象,探索运动生理学的奥秘。
在比较中诱导学生鉴别相同的物理现象或化学反应在运动生理学中的异同,在鉴别比较中对不同生理反应及变化的机制深谙于心。教师要能将学生从一种情境带入到另一种情境,从生活情境带入到知识情境,从知识的浅近情境进入到知识的深远境界,灵活自如的将不同的诱导方式应用于课堂教学中,使学生亲身介入,步步深入。
3 有效教学的体现是学生在课堂上有所收获
衡量课堂教学的有效性的标准就是学生的学习收获。关注学生的发展需求,学习的过程总是从不懂到懂,从知之甚少到知之较多,从不喜欢到喜欢,从懂得运动生理学的理论知识到在运动训练、业余体育锻炼中预防和简单治疗运动损伤、运动创伤,这样的进步就是有效教学的体现。
总之,课堂教学的有效,首先要建立在学生自主参与获取知识的基石之上,不断培养和充分调动学生主动而积极获取知识的学习兴趣上,参与到课堂教学之中,在和谐良好的师生关系中,创设轻松愉快的课堂气氛,才能使有效的教学策略发挥作用,增进学生学习运动生理学的热情和积极性。适时总结学习方法,所谓“授之以鱼不授之以渔”,学习方法远比知识还要重要,学生获得学习方法,那才是他们多获得的最宝贵的东西。
【参考文献】
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生理学研究范文4
【关键词】 保幼激素; 生物合成; 作用模式; 卵黄发生; 保幼激素调节
Advances in studies on insect juvenile hormone and vitellogenesis regulated by juvenile hormone LI Juan, ZHOU Jiao, LUO You-qing,et al.Beijing Forestry University,Beijing 100083,China
【Abstract】 Juvenile hormones(JHs) is a group of acyclic sesquiterpenoids found in insects that is synthesized from the corpora allata(CA) through the mevalonate pathway and secreted to the hemolymph. It regulates many aspects of insect physiology, such as development, metamorphosis and reproduction. Among the various facets of JHs function, this review mainly focuses on the biosynthesis and metabolism of JHs and its physiological effects, especially on vitellogenesis.
【Key words】 Juvenile hormones; Biosynthesis; Mode of action; Vitellogenesis; Regulation of JHs
doi:10.3969/j.issn.1674-4985.2012.03.099
昆虫的生长发育及变态主要受脑神经分泌细胞产生的促前胸腺激素(prothoracicotropic hormone, PTTH)、前胸腺分泌的蜕皮激素(Ecdysone, E)和咽侧体分泌的保幼激素(Juvenile hormone, JH)等3种昆虫激素所调节。PTTH是能够刺激前胸腺分泌E的激素;JH和E是存在于昆虫等节肢动物中最重要的激素,能直接调节昆虫的生长发育、变态及生殖等生理学功能,其中JH的作用是通过E的作用共同体现出来的[1]。近年来,随着细胞生物学和分子生物学的发展,在JH的合成与代谢以及对卵黄发生的调节等方面取得了较大的发展。
1 JH的生物合成
JH是最重要的一类昆虫激素,Wigglesworth(1934)首次从昆虫头部发现。并已证明JH是由附着于脑的一对分泌器官――咽侧体(corpora allata, CA)合成并分泌到血液中的一类倍半萜类化合物[2]。目前已证明有7种天然JH的存在。它们分别是JH0、JHⅠ、JHⅡ、JHⅢ、4-methyl-JHⅠ、JHⅢ-bisepoxide和Methyl farnesoate,其中起主要生理作用的是JHⅢ[3]。
1.1 JH的合成途径 JH是通过甲羟戊酸途径合成的倍半萜类化合物。其合成途径可以概括为5大步骤:乙酰-COA甲羟戊酸(mevalonic acid)异戊烯醇焦磷酸(isopentenyl pyrophosphate, IPP)法尼焦磷酸(farnesyl pyrophosphate, FPP)法尼酸(farnesoic acid, FA)JHⅢ[4]。JH的合成途径与胆固醇及其衍生物(固醇类物质)的合成途径在FPP合成之前的所有步骤都完全一样。但是,由于昆虫缺乏鲨烯合成酶和羊毛脂固醇合成酶,FPP合成之后,不能合成固醇类物质,而是沿着一条独特的途径合成JH。
JH的合成途径因昆虫种类的不同而异。在大多数昆虫中,在S-腺苷甲硫氨酸(SAM)存在的情况下,法尼酸甲基转移酶(FA methyltransferase)转移甲基到法尼酸(FA),生成甲基法尼酯(MF)。然后,MF由甲基法尼酯环氧酶(MF epoxidase)环氧化生成JH;而在鳞翅目昆虫中,法尼酸可先由法尼酸环氧酶(FA epoxidase)环氧化生成保幼激素酸(JHA),JHA甲基转移酶(JHAMT)再转移甲基到JHA生成JH。即在鳞翅目昆虫中,先环氧化再进行甲基转移[5]。
1.2 JH的合成场所 研究表明,JH是由昆虫头部脑附近的CA合成并释放的。CA来源于外胚层,内部充满了光面内质网的腺细胞,其合成JH的速率很高,但是合成的JH并不储存于腺体内,而是通过质膜进入腺体胞外间隙,然后释放到血淋巴中,与血淋巴中的JH结合蛋白或是与来自脂肪体的载体蛋白相结合,将JH运送到靶细胞[6]。
1.3 JH合成的调节 血淋巴中JH滴度是影响昆虫正常发育的关键因素。一般认为,血淋巴中JH滴度是由JH的合成及代谢共同维持和调节的,即昆虫脑通过分泌神经肽类物质-促咽侧体素(allatotropin, AT)、抑咽侧体素(allatostatin, AS)[7]来调节CA合成及分泌JH的量,并与血液中的JH酯酶(JHE)和细胞质中的JH环氧水解酶(JHEH)等一同精妙地控制着JH在血液中的浓度。在CA中,JH的合成能力是影响血淋巴中JH滴度变化的主要因素,JH的合成能力一方面取决于CA合成的活性,其活性受到多个因子的调节:神经肽类如AT、AS及20-羟基蜕皮酮(20-hydroxyecdysone, 20E)(E的活性形式);另一方面受到JH合成过程中的酶的mRNA表达水平的调节,主要是HMGR和JHAMT(JH合成过程中的关键酶)[8]。
除此之外,昆虫的营养状况及生殖状况也影响JH的合成。Caroci[9]对埃及伊蚊进行了研究,营养不良时,埃及伊蚊成虫个体变小,蛋白、脂质和糖原含量明显偏低,小成虫CA合成JH的能力明显下降,喂糖或血后则能促进CA的JH合成,说明必须在营养储备足够的情况下,CA才能产生足够多的JH。蟋蟀雌成虫中,卵巢发育程度对CA内JH的生物合成影响显著,摘除卵巢后,CA内JH生物合成受到持续的抑制[10]。太平洋折翅蠊的雌虫中,卵黄发生期间的卵巢可以促进CA内JH的合成,而成熟的卵巢则抑制CA的合成活性,说明JH的合成受到生殖状况的影响[11]。总之,营养水平、生殖发育状态对JH的合成都有影响,但是具体分子作用机制尚待深入研究。
2 JH的作用模式
昆虫的蜕皮过程受两种激素的共同调节,一种是类固醇激素20E,另一种是倍半萜类化合物JH。JH可以直接或通过调节PTTH的释放间接地调节20E的生物合成和分泌,昆虫血淋巴中这两种激素的浓度变化,可诱发昆虫幼虫的蜕皮以及变态的发生,20E启动与调整蜕皮的过程,JH规定每次蜕皮后昆虫的发育方向,即发育为幼虫或产生变态形成蛹和成虫。
2.1 JH与20E相互作用机制 在昆虫幼虫时期,CA合成并分泌的JH含量高,与20E一起促使幼虫蜕皮。高水平的20E和JH,使E75A(JH诱导的转录因子)的RNA在其他早期基因(ECR-B,E74A)转录前出现。E75A一方面可加速激活JH诱导的基因,另一方面也抑制E75A自身的表达,同时抑制包括BR-C在内的20E诱导的早期基因的表达,说明JH与20E一起促使幼虫向更高龄幼虫的转变[12]。在末龄幼虫时期,CA分泌JH的量很少,此时,前胸腺照常分泌20E,二者相互作用促使幼虫到蛹的变态过程。在分子调节机制方面,在20E存在而JH不存在的情况下,20E可激活一系列早期基因(BR-C,E74,E75)的表达,从而开始幼虫向蛹期的变态过程。一旦20E激活了BR-C基因的表达,即使JH大量存在时也不会抑制蛹的产生。蛹羽化时期,CA停止分泌JH,大量20E促使昆虫发育为成虫[12]。JH不存在,BR-C也无活性,高水平的20E抑制BR-C基因的表达,从而抑制蛹的基因表达,但是减弱了对成虫基因的抑制,从而表达成虫基因,使蛹向成虫转化。成虫时期,雌虫的CA被重新激活并分泌JH,JH对雌虫的胚胎发育及卵的成熟等过程发挥了非常重要的作用,而关于JH与20E的相互作用目前却了解甚少[12]。
2.2 JH受体 JH是通过结合细胞膜上的受体Met及核受体USP引起蛋白激酶C信号通路及Ca2+的信息传递而实现其生物学作用[13]。USP只在高等昆虫如鳞翅目、直翅目中观察到,然而其同源基因可在甲虫、不完全变态昆虫(如蝗虫、蟑螂)及甲壳纲动物中观察到,并且在配体结合区域与RXR有70%的一致性。当20E含量高时,USP与配体20E结合,再结合至反应元件上,引起反应元件构象改变,从而诱导20E调节的一系列基因的表达[14]。Jones and Wozniak发现USP作为一个同源二聚体与JH结合后,USP的构象发生显著改变,USP可特异性地与JH反应元件DR12结合。若USP在配体结合区域发生点突变就不再与JH结合,反而成为抑制JH诱导转录的抑制子,表明了JH诱导转录需结合USP同源二聚体,并且不需要EcR的参与[15]。遗憾的是,因为USP和JH的结合活性很低,所以不能说明USP是否是JH的受体。最近有研究显示,甲基法尼酯(MF)与USP的结合能力高于JHⅢ,晶体结构研究还显示在USP的配体结合区域具有一个适合JH和甲基法尼酯结合的位点。所以至今都无法确凿地证明或者排除USP就是JH受体。
Met是JH受体的一个最佳候选基因,至少可以证明Met在JH的下游以及BR-C的上游发挥作用。果蝇Met基因编码一个碱性的螺旋-环-螺旋蛋白,这个蛋白中包含了一个bHLH-PAS转录因子,具有典型的DNA结合结构域。免疫细胞化学研究显示Met定位于早期胚胎、幼虫脂肪体、成虫卵巢和雄性附腺等多种组织的核内[16]。JH不仅能强烈特异性地结合Met,还能迅速地诱导Met的转录活性,所以说Met是JH受体的最佳候选基因。
3 JH的生理学作用
JH在昆虫的幼虫生长、蛹期变态、成虫生殖过程中发挥了非常重要的作用。对于鳞翅目等大多数昆虫而言,JH可以阻止E起始变态,从而维持幼虫的性状。因此,JH被称为一种“status quo”(维持原状的)激素。除此之外,JH可以调节大多数昆虫成虫的生殖,包括雌虫卵巢和雄虫附性腺的发育等。
3.1 JH对幼虫生长与蛹期变态的调节 JH在保持幼虫形态、性状作用时,主要是通过与E协同连续地作用来完成的。以鳞翅目昆虫为例,在JH存在的条件下,E分泌仅能使幼虫蜕皮形成幼虫不能蛹化,而到幼虫终龄期,当JH在血淋巴中的含量逐渐下降至消失,只要有E分泌,就能引起蜕皮化蛹,此时即使给予再多的外源JH也不能使虫体逆转向幼虫蜕皮。Hiruma等[17]的研究结果表明,幼虫体内含有幼虫及蛹特有的表皮蛋白基因。幼虫蜕皮中合成的幼虫型表皮蛋白质因E作用而暂时受到抑制,蜕皮后在JH的存在下,幼虫型蛋白质再恢复合成,保持幼虫形态。而当终龄期决定化蛹时,JH含量减少,由于E的存在,使幼虫型表皮蛋白质完全停止合成,而促进蛹型表皮蛋白质的合成[17]。因而通过JH和E的分泌、调节,使得幼虫型和蛹型的基因在不同时期表达,从而决定幼虫蜕皮或是化蛹蜕皮。在蛹期时,JH的缺乏激发成虫发育。
3.2 JH对成虫生殖的调节 JH是成虫生殖腺成熟作用必需的内分泌激素,与幼虫期因保持幼虫形态、性状而与E协同作用不同,在成虫期,JH是独立且直接作用的,其主要是雌性成虫中CA合成的JH调节昆虫的生殖。而在雄虫的雄性附腺(MAG)中也会合成JH,但是其不起调节作用,而是通过把JH转移到雌虫中,刺激雌虫的CA合成并释放JH,从而通过由E及JH参与的一系列内分泌过程促进卵的发育[18]。R.Parthasarathy等人在红缘天牛中的研究表明,JH缺乏使雄性生殖功能产生一系列不正常,能力减弱,转运贫乏,同时与JH缺乏的雄性后的雌性产卵量降低,后代数量减少[19]。JH的调节功能包括诸多方面:促进性腺的发育成熟和雌虫脂肪体的合成,调节卵母细胞的成熟及性外激素的释放,提高脂肪体卵黄原蛋白(Vg)的合成及卵巢对Vg的摄取,缩短雌虫的寿命等[19]。
3.2.1 昆虫的卵黄发生 卵黄发生是成虫生殖活动的中心内容,是卵成熟的关键,其直接影响昆虫的繁殖力,也是JH调节生殖的主要靶标。近年来,昆虫卵黄发生的研究是昆虫生理学中最活跃的研究领域之一。卵黄发生是由雌虫脂肪体合成卵黄原蛋白(Vg),释放到血淋巴中,通过Vg受体调节的内吞作用由卵母细胞选择性地摄取,Vg经翻译后修饰转变为Vn后,在卵母细胞内大量积累,是卵细胞发育成熟的必要前提。近年来,随着分子克隆技术、基因工程手段和生物信息学的发展,昆虫卵黄发生的研究热点主要集中在Vg的合成与调节、卵母细胞对Vg的摄取及其激素的调节机理[20]。
3.2.2 JH对卵黄发生的调节 昆虫的卵黄发生过程受到内分泌系统调节。激素对卵黄发生的调节分为激素对Vg的合成和对Vg摄取的调节。但不同昆虫中其激素调节方式有所不同。双翅目昆虫的Vg的合成由JH和E共同调节,E是诱导和维持脂肪体中Vg合成的主要因子,在卵黄发生启动后,Vg合成的维持及促进通过E来实现[21];而对于直翅目、鳞翅目等大多数昆虫种类来说,JH是调节Vg合成的关键,其主要是对于成虫期仍取食的昆虫起作用,一般在蛹期产生卵母细胞,羽化后脑神经分泌细胞分泌神经肽再次激活CA分泌JH合成Vg,若摘除CA,便会抑制Vg的产生[22]。但在蛾类等鳞翅目昆虫中,成虫有取食和不取食两种类型,因而Vg合成启动时间不同,Vg合成的激素调节也不同,可分为几种类型:(1)成虫不取食,Vg合成一般在末龄幼虫体内JH浓度下降、E浓度上升时开始,即Vg是由E调节的,而JH抑制Vg的合成;(2)成虫能取食,Vg合成启动在隐成虫期,体内E下降,E抑制Vg的合成,在卵母细胞发育时需要JH;(3)成虫能取食,Vg合成启动在成虫期,Vg合成启动与维持完全依赖JH,E对其不起作用[23]。
昆虫Vg的摄取过程在埃及伊蚊中研究的较清楚,而且在其他昆虫中也得到证实。首先由脂肪体合成的Vg释放到血液中,进入到细胞滤泡间,通过卵黄被上的小孔,然后与卵母细胞膜上特异性Vg受体结合陷入细胞内形成内吞泡,内吞泡内由于能量的酸化导致Vg与受体分离,Vg进而被卵母细胞摄取[22]。在惜古比天蛾中发现卵黄发生期一启动即出现滤泡开放现象,与卵巢摄取Vg能力呈正相关,在卵黄发生后期消失。当卵黄发生期的滤泡移入无JH的培养液中,滤泡开放程度下降,加入JH可以恢复滤泡开放,从而影响Vg的摄取速率[21]。
综上所述,经过几十年的大量研究,对于昆虫JH已基本了解清楚。JH是在CA内通过甲羟戊酸途径合成的一类倍半萜类化合物,分泌后进入血淋巴,与其结合蛋白结合,在昆虫体内循环,通过扩散方式穿过细胞膜,进入细胞内,以某种方式与靶基因发生相互作用,实现JH调节昆虫生理的功能。即JH在幼虫阶段维持幼虫形态、性状;在成虫阶段,JH是调节生殖的重要激素。由于卵黄发生是成虫生殖活动的中心内容,直接影响昆虫的繁殖力,因而可作为JH调节生殖的主要靶标。人们已从多个方面来了解和挖掘JH的生理功能,这将有助于在实际生产生活中更适宜地运用JH及开发出无毒无污染的生物农药,用于防治和消灭害虫。
参 考 文 献
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生理学研究范文5
关键词:人体解剖生理学实验;实验教学;教学手段;考核机制;改革
Research on reform in the experiment teaching of human anatomy and physiology
Bing Jie, Sun Yingyu, Sun Xiuying, Zeng Shaoju
Beijing normal university, Beijing, 100875, China
Abstract: In this paper, according to the human anatomy and physiology experiments of teaching experience in Beijing normal university ,it concluded an experimental program of teaching content, teaching methods and assessment mechanism for new reform and improvement. In the teaching content mainly from three aspects of reform and improvement; in the experimental teaching methods, to actively explore a variety of experimental teaching platform, designed to improve the quality of teaching experiments; in the evaluation mechanism, a reasonable course evaluation mechanisms can mobilize the enthusiasm of students.
Key words: human anatomy and physiology experiments; experimental teaching; teaching methods; assessment mechanisms; reform
人体解剖生理学是从宏观、药理和生理功能水平上研究人体和动物的生命活动及其功能的一门学科,是高等院校生命科学专业的重要基础学科。人体解剖生理学实验课程是生理学教学的重要组成部分,既是生理学理论与实践的相结合部分,又是对理论课程在形态结构、理论和技术上的进一步补充和深化。随着电子学、生物化学、生物物理学、神经生物学和分子生物学的发展,促进了解剖生理学的研究从宏观向微观领域的不断深入,应用神经生理和药理学,计算机等已能对脑电、心电的活动研究更为精细,交叉学科的不断发展以及生物科学发展的日新月异,生物科学的重要特点是其实验性,传统的实验教学已经不能跟上时代的需要。为此,改变传统的教学模式,引入新的教学手段和多元化的考核体系具有重要的现实意义。
1 人体解剖生理学实验教学内容的改革和完善
1.1 人体解剖生理学实验课程的精心设计是学生巩固学科基础和创新的源泉
为了促进学科间的交叉融合,我们学院将人体解剖学与动物生理学实验进行了合并,即人体及动物生理学实验。该实验课程共48学时,按每周4学时完成,为生物科学与生物技术专业的学科基础实验课程之一,包括人体解剖学和动物及人体生理学两部分内容。人体解剖生理学课教学内容的精心选择有利于学生巩固学科基础,也有利于在此基础上进一步的创新。
1.1.1 人体解剖学实验内容有效整合,重视学生基础知识的系统化
人体解剖学部分打破传统意义上的分章分节的教学内容模式,有效整合,彰显知识系统结构,根据机体功能分为四大部分:运动、循环系统,神经组织及神经系统,消化、呼吸系统结构和泌尿、生殖系统结构。该四部分内容几乎囊括了人体解剖学的全部知识要点,同时也兼顾了解剖学与生理学之间的密切相关性。在系统学习中明确人体解剖是个完整的体系,教学环节中做好整体设计,从而体现整体结构体系;另外,从解剖学各系统间的相互联系及有效衔接中将解剖形态学内容与生理学实验内容贯穿融合,把握和突出重点,夯实基础带动人体解剖生理学实验教学的阶段性发展。
1.1.2 生理学实验把握基础,在基础中勇于创新
生理学实验部分,在实验教学中保留了传统经典的教学内容,并在基础实验的基础上开设了开放性实验和创新性实验。经典的基础性实验,使学生掌握动物生理学实验的基本实验原理和基本操作方法,培养学生观察、动手、采集和分析实验结果能力,为培养学生创新能力打下良好基础。从整体上强调基础性和系统性,突出人体解剖生理学的基本实验技术,如蛙坐骨神经腓肠肌标本和神经干标本的制备、离体蛙心体外循环标本的制备、膜片钳技术、动物麻醉术、气管插管技术、家兔颈部手术、分离主动脉神经的方法、无创血压测量技术等。随着信息科学在生物学领域的不断开发及应用,引进操作方便简单的生物信号采集系统RM6240,对生理学信号进行多方位的采集分析,在同一个实验环境操作下,进行多通道同时测量和检测。如将蛙坐骨神经腓肠肌标本制备、不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响、神经干动作电位及其传导速度的测定、神经兴奋不应期的测定等实验内容可以集中在一次实验中完成。
在此基础上将原来分散的实验经过精心设计,强调实验结果中数据的统计学分析,用统计学软件做出相应的统计图表,从中找出变化规律,而不是简单地显示直接记录到的生理信号波形图,既做到结果的定性又做到了结果的定量分析,以科研数据表格的形式让学生在基础实验中掌握科研实验数据的采集,以及科研实验的思考方式,进而培养学生形成缜密的生物学思维方式。同时,在基础实验中加以创新性自主实验设计,创新实验要有明确的教学目标,只有在学会了该门实验学科的基础性实验操作之后,才能通过不断的学习、推理,进行创造性实验设计。在创新性实验中,学生要在一定的实验理论指导下进行设计实验,提出问题,从多角度、多思维等多方面给出解释。在自主创新实验中,应该让学生明确实验并不是量的积累,即不是为了获得过多的、漂亮的实验数据为目的,而是通过实验要解决怎样的科学问题,做实验的目的是什么,该实验有哪些实际的生物学意义。开放思维,不拘泥于原有的思维方式,大胆创新,大学时期正是学生思维活动最为活跃的时期,如蟾蜍的神经干动作电位速率的测定的过程中,有的学生就提出,咖啡是一种作用于中枢神经系统的兴奋饮品,那么咖啡对周围神经系统的作用又是怎样的呢,是兴奋性增强呢,还是抑制作用呢,这其中的关联又是怎样的呢。又比如酒精对外周神经系统的影响,联系醉酒驾车。实验技术和实验教学过程是一个连续、系统的知识体系,各实验项目之间有着内在的联系,综合性、设计性实验具有实验内容丰富,实验方法多样,实验形式较为灵活等特点,给学生提供极大的自由发挥的空间,有利于培养学生的创造性思维。
1.2 积极探索与运动生理学、心理学专业技术的交叉融合
积极探索与运动生理学及心理学专业技术的交叉融合,培养学生打破传统观念,在交叉学科中发现新的问题。交叉学科是新科学的生长点,对增强科研互利,开拓学科方向具有重要意义,在创新人才培养及实验课程建设中起着极其重要的作用。我校心理学专业在生理学领域一直处于国内外前沿水平,让心理学专业教师走进生理学实验课堂可以开拓学生的视野,启发学生从新的层面认识生理学问题。学科之间的渗透交叉有利于全方位人才的培养。
运动生理学是与我们日常生活最为相关的学科理论,如何有效地在日常生活中做好锻炼及提高锻炼的水平,怎样应用最佳心率指导运动健身等,运动学院的教师从心肺功能评定指标等人体运动生理的定义入手,可以让学生更加全面认识自身身体机能。有效地引进外院课程,增加了学生学习的积极性和主动性,更有效的在第一时间内让学生能学以致用。
2 实验教学方法多样化改革,提高实验课教学质量
2.1 高效引用高教社4A教学平台,促进学生学习自主化
网络教学平台在教学实验过程中发挥着基础性的支撑作用,近年来得到了广泛的应用,但各种网络教学平台功能的同质化及低层次,已经不能跟上新的教育发展趋势,高教社的4A教学平台是在新的学习理念及计算机技术的进步发展基础上发展起来的,该平台在搭建过程中注重学习设计、面向服务的体系构架,以适应学习、协作学习、移动学习的理念,集智能答疑、发展性评价、学习过程中信息的采集与分析、标准化等优势被引进到人体解剖生理学实验教学中。
通过该平台将零散的学习资源和学习内容有机的组合成更系统化,更有针对性的网络课程,以适应学生的课前学习。通过该平台的学习,可以根据学生在平台上的表现,为学生提供不同的学习起点、学习策略和学习方法,从而有效地帮助学生更好地学习该门课程。高教社4A平台为实验教师提供了很好的与学生交流讨论的平台,同时也更加个性化的根据不同的学生个体制定出个性的学习计划,赋予了实验教学空间上的多维性和信息来源的广泛性,充分尊重学生的主体地位和个性发展,使学生在知识掌握和技能学习上更加的高效。
2.2 模拟实验教学软件的引入,提高学生操作技能
人体解剖学实验和生理学实验的合并及交叉融合,使实验课时的比例相应减少,理论和实验安排出现了分离,导致生理学实验学的完整性和系统性受到一定的影响,随着计算机科学的发展,我们逐步将成都仪器厂与浙江医学院合作开发的人体解剖生理学虚拟实验引入到生理学实验教学中,让学生在虚拟实验环境中,生动地理解实验原理和步骤,观看正规的实验操作演示,并通过与课件交互操作,真实、动态地完成生理学实验,下一步我们计划将该模拟系统加载到网络服务器,使学生对实验课程的学习不受时间空间的限制,更好地熟悉实验、预习实验,从而保证实际实验操作中的准确性,对于基础的实验操作的熟悉,可以有效节约课堂教学时间进行综合实验及开放性创新性实验的开展。
2.3 RM6240B系统的开发性应用,有效降低实验操作难度
RM6240B多道生物信号采集与处理系统是多媒体智能计算机生理学实验系统,集生物信号采集、放大、显示、记录与分析为一体,使得传统的人体解剖生理实验无论在操作过程上还是在波形描记上都得到极大的改善提高。RM6240生理信息采集系统利用到人体解剖生理实验中,具有强大的优势,为该学科的实验提供一个直观的教学用具,对学生理解该学科的知识点具有重要作用。实验手段和设备的不断更新,促进了人体解剖生理学实验教学的发展。该软件在数据分析上的开发利用,可以更加精确地分析数据、计算数据、自动完成数据统计等工作,使得本科生对实验数据的采集及生物学研究的数据分析有了更加全面的认识。
3 建立合理的人体解剖生理学实验考核体系,调动学生学习积极性
以手术操作为主体的人体解剖生理学实验在实验考核问题上,一直以来都存在着很大的分歧,过去实验课总是与理论课合在一起考核,实验的分数仅占30%左右,这样不能真实反映学生的实验水平,一些学生往往通过提高理论课成绩来弥补实验课成绩的不足,这对全面考核学生的实验能力具有一定的缺陷,在传统考核中虽然平时实验考核在最后成绩中也占一定的分数比例,但由于缺乏一套完善的评分体系,所以对学生实验平时成绩的评定缺乏客观公正性。合理的成绩评价有利于学生平时更认真地掌握实验操作,从而巩固和提高学生动手的能力。为此我们参考一些成功的教学研究制定了符合人体解剖生理学实验的考核体系方案,该方案主要包括3个部分:(1)课前预习,高教社4A平台有一项功能可以针对本学期选修课程的学生在线学习时间、学习活动和自测,在学期末的时候自动形成学生学习档案,通过该项预习学习档案,我们给出该门课程的第一部分成绩。(2)第二部分成绩,是通过实验课上学生对待实验的态度、实验操作技能、实验课上随堂测试以及每组实验后对实验室物品的维护和值日情况给出成绩,其中,为什么要把实验室物品每组的维护及值日也作为考核的一项标准?原因在于对年轻的大学生来说,为培养学生从实践中认识普通劳动的意义,让学生在值日中及自身实验物品规划中培养一种情商教育,学生有一种惰性,学习好一切都不管,以至于实验好,但不收拾,不懂得理解并尊重劳动,这对于未来自身的发展有很大的局限性,所以将此项也作为一项量化的标准,帮助学生全面的发展。(3)第三部分成绩取决于学生实验报告的总结归纳,以及综合性、创新性实验论文的实验答辩讨论、提出的问题等给予相应的成绩。因为学生在实验中不仅要掌握科学的实验方法,还要对实验原理进行深刻的思考,对实验现象进行细致观察和深入分析,以便实现对知识的透彻理解和掌握,所以实验后对实验内容的总结归纳讨论,也是实验学习考核中重要的组成部分。
4 结束语
实验教学实践表明,在人体解剖生理学实验教学过程中,逐渐由以教师为主转向以学生为主,从基础实验教学到引导学生在实践中发现新知识、掌握新内容,不断提高学生的理论水平和实验操作能力,并培养学生的合作精神及解决问题的能力。在不断创新改革人体解剖生理学实验教学,不断深化教学内容方法改革,不断创新借鉴适应新的发展需求中,不断地提高教学质量,为新时期人才培养做出相应的贡献。
参考文献
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生理学研究范文6
[关键词]果蔬采后生理学试卷库建设研究与探索
[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]2095-3437(2013)08-0084-02
果蔬采后生理学是研究果蔬产品采收后的生命活动规律,以及其调控原理的一门科学。采后的生理是构成果蔬耐藏性和抗病性的基础,正确有效地调控果蔬的采后生理过程是获得果蔬产品良好保鲜贮藏、运销效果的关键,是从事果蔬贮藏保鲜技术工作所必须掌握的基础知识。所以,学好专业基础课是对食品专业学生的一个必然要求。我校将果蔬生理学作为一门专业基础课,在教学过程中体现了该学科涵盖内容的广泛,而试题库建设是课程教学改革必不可少的工作之一。为了更进一步对教师的“教”与学生的“学”作出科学、合理的评价,从而能够提高教学质量和促进教学水平,急需建设一个与之相配套的果蔬采后生理学课程试卷库。
一、果蔬采后生理学试卷库的要求
(一)具有较强的科学性
试卷的难易程度一定要适中,在每份试卷中一般较容易的试题约占20 %, 中等难度的约占40 %,较难的约占30 %,难度较大的约占10 %。试题的区分度要有明显的差别,使学生的成绩分布状态符合或基本符合正态分布。结构合理,符合大纲要求,富有代表性并具有特色的题型,恰当地融合果蔬采后生理学课程的基本理论,基本技能及应用能力 。
(二)覆盖面广、适应性强
试卷库题量要大,层次要多,单元清楚,内容丰富 , 组合方便灵活,有足够的可选余地,要考虑考生的综合情况 。一份试卷题型的种类原则上应该有客观题和主观题两大类,主要有以下几种:选择题包括单选或多选、填空题、判断或改错题、名词解释、简答题、论述题、计算题和应用题等。教师在出题时应针对不同内容给出相应的题型和分值。题量应该覆盖到每个章节和重点部分,题面宽但内容不能有重复现象。
(三)提高考评质量
在试卷考核上,计量方法要多样合理,提高试卷检测结果的可信度和可靠性 。
二、试卷内容组合
(一)依据教学大纲制定科学的考试大纲
参考《果蔬采后生理与生物技术》和《果蔬采后生理学》教材,至少编写三套考试大纲,由教研室讲授该门课程的老师审阅筛选,经共同商议最终确定考核的教学知识点,且试题考核的知识点必须要覆盖整门课程,包括果蔬采后生理课程教学的自学内容了解难点及重点等,知识点由4个不同的层次构成,由低到高依次为了解、理解、掌握和综合运用等,各部分内容应互相兼顾,合理分配。
(二)技术路线
确定题型、题量和考核目标,组成果蔬采后生物技术试题小组学校组织专家进行认真细致的考核。任课教师集体讨论修订果蔬采后生理学考试大纲,根据课程特点分两大类试题试题汇总、讨论和修改组成试卷、参考答案和评分标准,审核、讨论和修改形成试卷库。
(三)试卷库的建设
根据果蔬采后生理学课程特点,精心筛选和编写1000多道题,组成果蔬采后生理学试卷库。具体内容如下。
1.试卷数量为10套,试题数量是1000道题。试题参考罗云波教授主编的《果蔬采后生理与生物技术》(中国农业出版社)与张维一教授主编的《果蔬采后生理学》教材。试题难易程度适中,与教学大纲覆盖的知识点、知识面及考核重点及难点相符合。
2.试题类型:本课程为贮藏的基础内容,知识点多为记忆性的内容,要求考核的覆盖面广,而综合性或推理性的学习内容较少,一般不适宜分值大的论述题,因此设置的试题类型及分值的比重为:单选题(占20%)、多选题(占10%)、填空题(占20%)、判断题(占25%)、名词解释(占18%)、简单题(占7%)等。
3.制订更加科学合理的评卷标准。答案要全面、准确、简洁和规范,评分标准要合理。例如对于填空题答案必须是唯一的,简答题和论述题要求写出答案要点。答案中的每个知识要点都必须标明分值大小。对于综合应用的题目,在解题方法及思路的科学性方面适当给予得分点。考查学生的解题思路是否清晰、方案是否可行,鼓励学生采用新的思路和方法进行解题。
4.试卷格式要求:试卷格式应严格按照新疆农业大学试卷要求统一布局。试卷的顶端标明课程的名称,底端标明出卷人、审题人及审核人的姓名。
三、分析试卷库的使用效果
试卷库建成以后的试运行是不可或缺的,“因材施考”才能达到因材施教。起初可以让一个班或者少数学生从试卷库中抽取试卷进行考试,如果发现学生考试成绩普遍不及格或者普遍很高,就要有针对性地修改难易程度,等到考试成绩分布合理后再全部使用。只有这样,试卷库建设才可能完备。建成完备的试卷库后根据考试课程的时间安排,在每学期考试前一周,由任课教师填写试卷抽取申请单,由教务处考试科的管理人员从该门课程试卷库中随机抽出两套试卷进行印制并封存。考试前由主考教师领取试卷,开考时启封试卷分发给学生,并对使用过的试卷进行登记造册,建立电子文档,以便查询。为了能够使补考要求与课程考试的要求相一致,也可以从试卷库中抽取考卷进行补考,可有效避免补考分数的“贬值”现象。
四、使用试卷库的优点
在我校利用试卷库进行考试,主要有以下几个方面的优越性。首先,提高了试卷质量。由于采用了严格的试卷入库审核制,规范了试卷的内容和形式;其次,随机抽取试卷,既方便又快捷;再次,可以克服以往教学中出现的只讲范围、圈重点的弊端。由于试卷是从试卷库中随机抽取的,任课教师并不清楚抽取的是哪份试卷,因此可有效促进教师严格按照教学大纲和教学计划上课,认真把握教材的重点和难点,使学生对知识能够进行全面的复习和总结。真正做到“教”与“考“的分离,对形成良好的学风、提高教学质量具有重要的作用。
五、几点建议
(一)对试卷库及时进行增补
目前科学技术的迅速发展,带动了各学科、各专业结构的不断调整,教学大纲的修订和教材的变动也随之发生相应变动,更新教学内容、加强实践教学也是势不可挡,试卷库就不能一成不变,否则会过时、陈旧。应该与学生所掌握的动态的、发展的、不断更新的知识相吻合。因此,在试卷库建设过程中应及时进行修订教学大纲,不断增补新的教学内容,剔除陈旧过时的内容,使试卷库的发展始终与教育改革的步伐相一致。每年增补10套题及时反映知识更新及教学改革新成果。
(二)研究开发结构良好、简便易用的试卷库管理系统
由于我校建设试卷库的课程种类较多,试卷数量庞大,在试卷的管理过程中可能存在较大的难度,比如:及时对试卷进行添加、删除和更新、试卷量的分类统计、试卷类型管理等,因此研究开发出结构性能良好、简便易行的试卷库管理系统,对课程建设和教学改革具有非常重要的意义。
[参考文献]
[1]唐小华.浅谈我校课程试卷库的建设与管理[J].常州工学院学报,2003,16(4):90-91.
[2]苏荣华.浅谈理论力学试卷库建设[J].中国科教创新导报,2012,(35):32-33.