分子生物学的意义范例6篇

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分子生物学的意义

分子生物学的意义范文1

关键词:分子生物学;分子影像学;医师;学习

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)41-0186-02

分子生物学的诞生拓展了人们对于疾病的认识,分子生物学的研究内容涉及到生命的本质,它的出现对生命科学有着巨大的冲击,尤其是对医学有着重要的影响[1,2]。现代医学条件下,从分子水平认识疾病并寻找对策已成为医学发展的重要途径之一。分子生物学的方法和技术被广泛的应用于影像医学的基础和临床研究中,与之交叉产生的新兴学科――分子影像学,已然成为影像医学的前沿与热点[3,4],学习和利用分子生物学的知识对于广大医生,特别是影像科医生来说有重要的意义,有助于我们了解行业研究的前沿和热点,提高科学研究和临床诊疗水平。然而广大医生,特别是影像科医师在实际工作中常常面临知识缺乏或老化的问题,原来掌握的理论和技能在疾病诊断、发病机制的研究、疗效的跟踪和评估等方面越来越受到制约。因此,随着分子影像学的出现和医学分子生物学的交叉与发展,今后的影像临床和科研中要求影像医师能够掌握与其工作相关的理论知识和技能,从而有效地为临床工作及科学研究服务。

一、分子生物学在影像医学发展中的意义

近20年来,分子生物学在理论和应用上都取得了重要进展,其理论与技术已渗透到生命科学的诸多领域,而影像医学与其结合产生的新型学科――分子影像学更是走在影像医学发展的最前沿。分子影像学的出现和发展将从根本上改变未来的医学模式,引领整个医学影像学发展的方向[5]。与传统的影像诊断学不同,分子影像学借助于分子探针应用医学影像成像设备非侵入性地对活体的生理病理过程进行观察,其优点是在器官或组织结构的形态变化之前,从分子水平进行定量或定性的可视化观察[6]。例如通过标记肿瘤产生过程的关键分子然后进行影像学检查,既可以显示出肿瘤发生发展过程中的解剖改变,也可以追踪观察疾病发生、发展过程中的病理生理变化,有助于疾病的早期明确诊断和发生机制等的研究。在药物开发和作用机制研究中,通过标记药物本身或者其作用靶点可以直接显示药物在体内的变化或靶点的改变,从而为药物的筛选和作用机制的研究提供直观的实验依据。分子影像学技术不仅为生命科学相关的基础研究提供了重要方法,而且也在临床研究和转化医学等领域中发挥重要的作用[7]。在未来的个体化医学模式中,分子成像技术可能会同时融合疾病的分子诊断和治疗跟踪系统,在早期诊断疾病的同时进行治疗并跟踪其治疗后的变化,从而实现疾病诊疗的一体化。

二、影像医师学习分子生物学知识的必要性

分子影像学是分子生物学和医学影像技术相结合的产物,分子影像学利用现有的一些医学影像技术,如核医学、核磁共振和光学成像方法等,通过特异性的分子探针的设计和应用,能够对人体内部的生理或病理过程中在分子水平上发生的变化进行在体成像,安全无创,可重复行强,在疾病的诊断、治疗以及疗效评价、发病机制等的方面发挥着不可估量的作用。分子影像学是一门新的交叉学科,作为影像医师要想掌握并应用好,除了原有的影像学知识外,还要学习和掌握分子探针的制备原理和技术、信号通道及相关机制、肿瘤靶点的筛选和定位等相关知识和技术,而这些都属于分子生物学的范畴。分子影像学使影像检查从原来单纯观察解剖结构转向功能性分析,从主观诊断转向客观的定量分析,因此影像医生必然要整合分子生物学、细胞生物学或合成化学等方面的知识,在研发分子探针、筛选基因靶点等方面不断努力,借助于先进的影像学成像手段早期、直观的显示疾病的发生发展、治疗效果及转归等,实现分子影像学的长远发展。而且随着相关技术的兴起,分子影像学越来越注重对个体化表型差异的分析,这也为实现个性化医疗,即精准医疗,提供了重要的条件。未来,分子影像学将推进个体化治疗的发展进程,例如许多肿瘤的诊断靶点,也可作为治疗靶点,通过筛选关键靶点,定制对应的特异性分子探针,应用分子影像的个体化分析为病人“量身定做”最佳治疗方案,并能予以跟踪、评价,从而实现诊断治疗的一体化。总之,掌握分子生物学知识对提高影像科医师综合诊疗水平具有极大的指导意义。目前我国普通高等医学院校都已开设了分子生物学课程及其相关的实验教学,也有相应的规划教材和实验教材,因此毕业于医学院的影像医师大多具备了一定的医学分子生物学知识基础,但分子生物学的理论和技术不断地更新,这就迫使影像医师仍需要不断地学习,以便了解分子生物学的最新进展。而对于没有学校学习基础的高年资医师而言,分子生物学是个崭新的领域,需在重新学习[8]。

三、影像医师加强分子生物学知识学习的途径

影像医师应认识到加强分子生物学知识学习的重要性,并积极主动地加强分子生物学知识的学习。除了医院、学科或科室有组织的进行学习外,更重要的方法还是自主学习,通过有效地继续教育获取必要的理论及技能。在继续教育的过程中,影像医师应根据自身的需要选择学习的深度和广度。如实际工作中需要对疾病的发病机制、药物作用机制、疗效评估等研究较多,还必须全面地学习医学分子生物学的最新理论和相关技术,才能更好服务于实际工作中。影像医师获取分子生物学知识的途径有很多:

1.全面系统的学习基础知识。影像医师应根据自身的基础选择相应的教科书或参考资料,可以优先选择国家规划教材,以便由浅入深的掌握分子生物学的理论,明晰各种常用名词、术语,了解分子生物学涉及的研究领域。近年来大学的网络公开课程建设日趋完善,还可以通过慕课等进行在线的视听学习[9],有助于知识的理解与掌握。在有一定基础的前提下,再通过专业杂志和文献,了解最新的进展和研究动态。

2.明确方向,学习相关的专业技术。分子影像学的研究涉及到多个学科的知识,因此在学习中,影像医师应明确自身的研究方向,有针对性的学习。应用互联网学习操作简单、便捷,易于被广大医生接受,而且其内容全面、检索便捷等优势也已在医学继续教育中发挥着不可替代的重要作用。可以通过维普、知网、同方等专业网站,有针对性的筛选文献和资源进行学习。另外和可以进入到分子生物学的网站、论坛等进行浏览、搜索等,既能紧跟前沿动态,还可以与他人互动交流、进行讨论。

3.注重学术交流与合作研究。参加专题学术讲座或会议,尤其是国家级或国际性学术交流活动是十分必要的。通过学术交流,可以较快的了解分子生物学在影像医学中的应用和最新动态,而且在交流过程中,可以与同行及专家进行直接的沟通,交流并获得必要的指导和帮助[10]。在科学技术飞速发展的今天,单单依靠影像科医师无法发展分子影像学,唯有与分子生物学等交叉学科的专家精诚合作,才能更好的推动分子影像学的发展和临床应用。哈佛大学分子影像中心Weissleder教授曾指出影像医师应该切实肩负起开展分子影像研究工作的任务,要与基础学科相互沟通,发挥各自的优势,协同合作。因此加强合作与交流能够更好地解决分子影像学发展中所涉及的问题,有效的促进影像医师分子生物学的学习和研究。

总之,分子生物学是目前公认的最具活力的医学带头学科。分子影像学的出现是分子生物学的理论和技术推动影像医学发展的直接表现。作为新时代的影像医师,必须重视分子影像学的研究,学习和应用好与之相关的分子生物学等基础知识和技术,才能适应现代医学发展的需要,更好的服务于科研与临床医疗工作。

参考文献:

[1]冯作化.医学分子生物学[M].人民卫生出版社,北京,2001.

[2]方福德.医学分子生物学的发展历程和展望[M].医学与哲学,1999,20,(1):17-20.

[3]张龙江,宋光义,包颜明.分子影像学的研究和进展[J].中华放射学杂志,2002,36(10):950-953.

[4]董鹏,王滨,孙业全,等.浅析分子影像学学科建设与影像医学专业研究生创新能力培养的关系[J].中国高等医学教育,2008,(6):117-118.

[5]申宝忠.无限潜能魅力彰显――分子影像学研究的回顾与展望[J].中华放射学杂志,2014,(5):353-357.

[6]Perrone A. Molecular imaging technologies and translationalmedicine. J Nucl Med,2008,49(12):25N.

[7]申宝忠,王维.分子影像学2011年度进展报告[J].中国继续医学教育,2011,(8):132-166.

分子生物学的意义范文2

【关键词】生物化学与分子生物学;教学;建构主义教学法

分子生物学是在分子水平上研究生命现象的科学,通过研究生物分子的结构、功能和生物合成等方面来阐明生命现象的本质。它是医学院校的基础课程,与生物化学、细胞生物学等课程互相交叉渗透。

1 分子生物学教学的现状分析

传统的分子生物学教学模式单一,遵循教师通讲-示教-学生被动接受模式,学生较少独立思考和探索钻研[1]。而且传统的分子生物学教学方法机械,教师一味地讲课示范而未根据学生的个性、专业基础、学习习惯采用多元化的教学方法,不利于培养学生的观察、分析问题的能力;实验教学内容陈旧,多为简单的验证性实验,无法培养学生思考解决问题的能力,学生只学会了怎么做,却不知道为什么这样做。为了适应21世纪人才培养的需求,结合我院分子生物学的教学现状,将构建主义教学模式引入到教学过程中,进行教学改革探索。

2 分子生物学教学改革

2.1 引入新型的建构主义教学方法

以认知主义学习理论为基础的建构主义学习理论认为[2],知识是学习者在一定的社会文化背景下,通过借助他人(包括教师和同伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得。建构主义教学是提倡在教师指导下,以学生为中心的学习,学习过程不是学习者被动地接受知识,而是积极地建构知识的过程;教师是意义建构的帮助者、促进者,而不是知识的传授者与灌输者。在分子生物学教学中,引入“建构主义”教学法,既强调学习者的认知主体作用[3],又不忽视教师的指导作用,并根据实际情况采用多种形式,开展交流讨论,学生自行收集资料,在课堂上相互交流学习,可开阔学生的眼界,拓展学生的能力。

2.2 研究对象与方法

我们随机抽取本院2014级药学专业学生2个大班70人,一个班采用传统教学方法(对照组),一个班采用建构主义教学法(实验组),两个班都由同一个老师带教。实验组每次上课前都由指导教师给一个讨论的题目,设置问题情境,学生课下根据题目搜集资料,查询相关内容与研究动向,课上相互讨论,凭借自己的主动学习,亲身体验从识别目标、提出目标并达到目标的过程。遵循建构主义教学法的“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”四大要素。如在讲到DNA双螺旋模型这个被认为是分子生物学诞生标志时,我们给学生提出了沃森、克里克、威尔金斯和富兰克林这几个人名,让学生自主查询他们与分子水平研究之间的关系,这样通过问题的提出,激发了学生自主学习、思考,团队合作的兴趣,获得答案的过程也是思维能力提高的过程,对以后走上工作岗位或者继续深造奠定了一定的基础。

2.3 教学内容与课时安排

根据专业需要选择学习内容,药学专业的性质要求分子生物学课程能与实践应用有较好的结合[4],要求学生有较好的分子生物学的基础知识,因此我们选用了人民卫生出版社第八版《生物化学与分子生物学》作为教材。并且有侧重点的将与药学领域及实验的的部分作为重点讲授的内容。我校药学学生的分子生物学学时为理论学时36学时,实验学时36学时。要求“教与学”在有限的学时内,将基础理论知识应用到药学实践中[5]。

2.4 教学效果评价

学期末分别对实验组和对照组进行考核,采用理论试题测试和实践考试结合的方法,综合评估,比较分析。用SPSS l1.0统计分析软件,采用t检验,P

3 结果与讨论

考核中理论测试满分100,实践测试满分40,总成绩为100×60%+40。理论测试分为单选题,多选题,名词解释题,简单题和论述题。实践考试主要考核以实验操作、平时出勤率、实验报告书写、课堂回答问题情况来作为考核依据。考核结果建构教学组与传统教学组成绩具有显著性差异,建构教学组明显高于传统教学组(P

本研究结果亦表明,建构主义教学组的学生成绩更为理想。在整个教学过程中,建构主义教学法鞭策教师紧跟科学研究前沿,促进了学生的自主学习能力的提高, 加强了学生相互之间的团队合作精神。并且将理论知识和临床实践结合,能够加深对基础知识的理解,变被动学习为主动学习。因此建构主义教学模式值得在临床医学分子生物学的授课中推广。

【参考文献】

[1]迟彦,季长清.《分子生物学》教学改革初探[J].科技教育创新,2009,17:207-208.

[2]范琳,张其云.建构主义教学理论与英语教学改革的契合[J].外语与外语教学, 2003,4:30-32.

[3]张冠群.基于建构主义理论的高职数学微积分教学策略分析[J].高教学刊, 2010,16:235-236.

分子生物学的意义范文3

[关键词]脂肪酸醇胺 食物摄取调节 脂类代谢 肥胖症

中图分类号:R151.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)42-0274-01

油酰单乙醇胺(oleoylethanolamide,OEA)是一种内源性脂肪酸乙醇胺,可减少食物摄取和体重增加。OEA的合成和释放受到食物摄取的调节:在进食后增加,而在禁食期间减少。OEA分子通过激活瞬时受体电位香草酸亚型Ι过氧化物酶体增殖激活受体α以及增加脂肪酸移位酶表达等实现其生物学功能。

一、油酰单乙醇胺在食物摄取抑制中的作用

油酰单乙醇胺(oleoylethanolamide,OEA)是一种重要的食物摄取抑制因子,腹腔注射OEA可有效减少大鼠食物摄入和体重增加,而口服OEA也可发挥类似效果,但脑室注射OEA却不影响大鼠进食,这说明OEA主要在外周和肠道发挥对食物摄取。

科学家对一种缅甸巨蟒的研究中发现,进食后2天比空腹28天小肠中OEA浓度几乎高出300倍,这进一步说明OEA是一种脊椎动物中广泛存在的脂类信号调控分子,并且具有进食调节的作用,OEA浓度增加,不仅抑制脂肪吸收,还促进多种细胞内脂肪酸的氧化。体内OEA浓度主要受到食物中脂肪酸含量的影响,在十二指肠的灌注实验中进一步得到证实,因为,只有灌注脂肪才能促进OEA浓度增加,而灌注蛋白质和碳水化合物都不能产生正向效应。为了保证正常的食物摄取,体内OEA的浓度受到进食行为的严格调控。研究表明进食后大鼠和小鼠体内OEA浓度都明显增加,饥饿时小鼠体内OEA浓度都明显减少,OEA对脂类代谢的调节和肥胖治疗方面显示出巨大潜力。

二、油酰单乙醇胺对高血脂症大鼠降血脂及肝脏的保护作用

观察油酰乙醇胺(OEA)对高脂血症模型大鼠降血脂及肝脏保护作用。方法高脂饮食建立高脂血症大鼠模型,分别观察OEA(10,20,30mg/kg)对高脂血症大鼠的血清胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、谷丙转氨酶(ALT)、肝重和肝脏系数、肝脏丙二醛(MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的影响。制作冰冻切片观察大鼠肝脏脂质变性程度。结果与模型组相比,OEA(20,30mg/kg)具有降血脂作用,同时降低血清ALT、肝脏脂质、肝重和肝脏系数、肝脏MDA水平,升高肝脏GSH-Px活力。结论OEA能降低高脂血症大鼠血脂、抑制肝脏脂肪沉积,并减轻脂质过氧化物对肝脏的损伤。

三、油酰乙醇胺对脂肪肝细胞模型的作用及机制

在脂肪肝细胞模型建立的基础上,首次探讨油酰乙醇胺(OEA)对非酒精性脂肪肝(NAFLD)体外细胞模型的作用及可能机制。

以HepG2细胞为研究对象,给予不同浓度的医用静脉滴注脂肪乳剂(MFE)和10%胎牛血清的低糖DMEM培养基培养HepG2细胞24小时,通过MTT法测定细胞活性,结合油红O染色及细胞内甘油三酯的测定,确定NAFLD体外模型的建立。模型确立后给予OEA及阳性对照药非诺贝特6、12、24小时。药物干预结束,提取细胞总RNA,并反转录,通过实时定量PCR检测脂代谢及脂肪肝相关炎症基因的表达,同时检测细胞内甘油三酯(TG)含量,及油红O染色观察细胞内脂滴蓄积情况。结果:(1)通过油红O染色、TG的测定及结合MTT结果显示:稀释20倍MFE对细胞活性无显著影响,且细胞内TG显著升高,细胞内脂滴蓄积明显,是诱导细胞脂肪变性的最佳浓度。(2)TG含量测定:OEA12小时处理组与模型组细胞内TG含量显著下降(P

1%MFE培养HepG2细胞24小时,可诱导细胞脂肪变,可作为脂肪肝细胞模型;OEA通过激活脂代谢基因PPAR-α、Sirt-1、CPT-1的mRNA表达,下调SREBP-1c及炎症基因TNF-a的表达,从而缓解HepG2细胞脂肪病变,减少细胞内脂滴,因此OEA对脂肪肝细胞模型有一定缓解作用。在OEA治疗中PPAR-α、Sirt-1表达趋势一致,推测两者为上下游关系。

综上所述,油酰单乙醇胺(OEA)是脊椎动物体内的一种脂肪酸乙醇胺类衍生化合物,是过氧化物酶体增殖剂激活受体(PPARc)的一个具有高亲和性的天然配体。PPARc的合成配体已成为治疗高脂血症和动脉粥样硬化等疾病的一线药物,但长期应用该类药物易引起肝脏损伤。因此,寻找降血脂效果明显且毒副作用少的新型PPARc激动剂具有积极的临床意义,近年来研究表明,OEA不仅具有抑制食欲和抵抗肥胖等作用,对高血脂症模型大鼠脂肪酸代谢、降低肝脏脂质水平以及防止脂质过氧化等方面都产生积极的影响,并为研究脂肪酸乙醇胺衍生化合物类药物提供新的理论基础。

参考文献

[1] 郭小强,刘宪峰。油酰乙醇胺在食物摄取抑制中的作用[J]。生命的化学,2009(08)。

[2] 孙翠玲,秦文,郑剑锋,金鑫,靳立人。油酰乙醇胺类似物的合成[J]。厦门大学学报(自然科学版),2007(11)。

[3] 冯树波,央配贤,李鸿雁,郑二丽,王春芳。脂肪酸单乙醇酰胺合成工艺研究[J]。化学反应工程与工艺,2010(02)。

分子生物学的意义范文4

[关键词]分子生物学实验 迁移理论 教学应用

[中图分类号]G64 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349(2012)07-0214-01

在心理学中,所谓迁移是指一种学习对另一种学习的影响。它是学习者运用已有认知结构,在对新课题进行分析、概括的基础上实现的。其实质是一种揭示新、旧课题共同本质的过程。迁移有顺向和逆向两种,前学习课题对后学习课题的影响称为顺向迁移,反之,则为逆向迁移。不论顺向迁移还是逆向迁移,都有正负之分。凡一种学习对另一种学习起促进作用的称正迁移,反之,则为负迁移。迁移理论在教学中应用的案例和研究非常广泛,同样也存在于分子生物学实验教学中,分子生物学理论知识抽象,而实验技术又更新迅速,是学生学习压力比较大的一门课程。

一、正迁移引发学生学习兴趣

分子生物学的理论知识很抽象,学生学习时容易感到枯燥,通过实验教学形象直观,且将理论知识融入到具体的实验操作中,学生学习兴趣提高了,学习的主动性增强,主动的理论知识迁移到实践操作中,提高了学生学习的效果。

二、逆向迁移巩固理论知识

实验动手操作而得到的结果能让学生印象深刻,由实践向理论的逆向迁移,可巩固理论知识的学习。例如在植物基因组DNA提取实验中,通过实验,最终得到了白色絮状沉淀,即DNA沉淀,通过凝胶电泳检测DNA的纯度与亮度,检测的图片显示出点样孔发亮,那是蛋白质存在引起的,在DNA条带下方有圆球状的亮点,那是RNA在凝胶中的显示。这是再逆向回顾DNA、RNA和蛋白质的结构特性,完成了由实验向理论的逆向迁移过程,从而巩固了理论知识的学习。

三、运用类比、归纳培养迁移能力

学生迁移能力的培养需要掌握多种思维方式,其中类比、归纳是常用的方式,通过归纳、对比的教学方法提高知识迁移效果。分子生物学实验技术发展迅速,学生在实际科研工作中可将已学的基础实验通过类比的方式加以操作。同时对于实验中所涉及的细节加以归纳,形成完整的知识网络,才能做到“举一反三”“以不变应万变”。例如在DNA提取实验中,就有CTAB法和SDS法等多种方法,提取部位也可以多样,在教学中以CTAB法提取植物新鲜叶片向学生讲授,在实践中学生可以通过类比的方法进行模仿,同时通过归纳得出DNA提取的总体步骤为破解-分离-沉淀,这样学生就可以通过类比、归纳的方式完成知识和技术的迁移。

四、创造良好心态促进知识迁移

迁移的成功与否,与学习知识的情境有关,教学实践证明,学生的准备状态可以促使迁移的产生,也可以造成迁移障碍。[1]分子生物学实验步骤繁琐,实验周期长,实验药品毒害大,学生对这样的实验会有惧怕心理,得不到实验结果也会有挫败感,产生的负迁移是我们在教学中应尽量避免的。通过实验可以将微观的想象现实化,这样的结果让学生感到很神奇。对实验的安全操作加以强调,消除学生的顾虑,创造良好的心态。

五、利用网络资源扩展知识迁移

网络资源在教学中的应用广泛。[2][3]在实验教学中,可通过网络资源提供的海量的信息扩展学生的知识面,了解最新的技术进展。通过视频的播放,学习更多的实验技术,以拓展知识迁移的宽度和广度。

总之,迁移理论在分子生物学实验教学中有着重要的作用,其关键在于教师有效地引导思维正迁移的产生,促使学生开展多种思维模式,利用多种教学资源,有意识地培养学生动手操作的实践能力,帮助学生选择有效的正迁移,同时尽量避免负迁移的发生。

【参考文献】

[1]倪鸣春.迁移理论在高中数学教学中的应用[J].数学学习与研究:教研版,2011(5).

分子生物学的意义范文5

关键词生物技术;分子生物学;教学改革

分子生物学是从分子水平上研究生命现象、生命本质及其规律的的科学,主要研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,是21世纪最具活力的生命科学之一。[1]目前,分子生物学是生物技术专业学生一门重要的专业必修课。因此,确定合理、科学的教学改革方案,优化、重组教学内容,精心设计教学方法和教学手段,对保证生物技术专业分子生物学课程教学质量具有重要意义。[2]

1分子生物学教学现状

(1)分子生物学是生物技术专业的一门主要课程,教学单位往往会根据教师上课需求以及市场需求来选择教材,然而,却有可能忽略了对学生的接受能力以及理解程度的考虑。部分分子生物学教材内容高深莫测、专业词汇多且与实际联系不够紧密,造成学生在学习过程中困难重重,严重降低了学生对该学科学习的积极性。(2)教学条件限制。在分子生物学课堂中,使用多媒体设备等教学手段对提高学生的学习积极性以及学习效果有明显的促进作用。然而,部分教学单位由于教育资源分布不均匀,难以利用先进的教学手段。(3)分子生物学课程所涉及的知识点以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受。(4)理论知识更新快,实验技术发展快。分子生物学作为生命科学的前沿学科,其发展日新月异,这也对教学提出了更高的要求。授课老师需及时接纳最新知识,充分备课。

2分子生物学教学改革的主要措施

2.1PBL教学法的合理运用

PBL(problem-basedlearning,问题式学习)教学法于1969年由美国Barrows教授创立,并引入高等教育,很快在高校中广泛应用。是一种以问题为导向,以学生为中心的教学方法。其主要流程是:老师提出问题,学生作为主体进行分组讨论,学生解决问题。[3]在PBL教学过程中,学生是主体,老师则主要起到辅导的作用。分子生物学课程内容复杂,用传统的教学方式不易调动学生的学习积极性,而且课堂效率不高。在课堂中适当引入PBL教学法,可改善教师唱独角戏,学生被动接受的状况。在进行PBL教学前的备课过程中,任课老师应查阅大量的文献,充分考虑在讨论案例过程中可能出现的问题,内容涉及分子生物学以及其他学科如生物化学、细胞生物学等。在课堂上,教师应寓教于乐,充分调动学生积极性,控制好课堂节奏,同时应根据教学大纲的安排,强调学习过程中应掌握的知识要点。[4]在分子生物学的教学过程中,PBL教学可分为四个阶段:(1)提出问题。开展PBL教学的时间不宜在课程开始的阶段,而应在课程中后期,学生具有一定的分子生物学基础后再开展。PBL教学讨论的主要题目应该是分子生物学教学过程中的重点或者难点,并且结合生活实际的讨论内容。教师在这个过程中是组织者的身份。(2)人员组成。为调动学生参与的积极性,同时考虑到团队的高效性,将每个班级分成4~6组,每组包括4~6名同学。分组结束后,要求各组成员选拔出该组的组长并选定拟解决的问题,然后进行人员的分工,明确每个成员应完成的内容和时间节点。老师负责全程把控,掌握教学的整体节奏与进展,及时了解各组的情况,包括进程、主要观点、存在问题、后续进展等。鼓励各组结合自己的研究、思考提出自己的想法。对成效较好的小组,给予肯定和表扬;对存在问题较多或进展较慢的小组有针对性的指导,帮助小组找到解决问题的核心路径。(3)成果展示。学生展示自己的研究成果,并开展充分讨论。主讲老师在学生讨论完毕后,对学生的成果、讨论的主题、各组的亮点、学生关注点较集中或争议较大的问题、学生未掌握到的知识点、研究时未关注的部分、下一步学习或研究中需要改进的研究方法进行总结、归纳,并提出改进意见。[5](4)考核评分。考核评分是对PBL学生成果的集中体现,评分体系主要包括三部分:一是课件制作,占比30%,评价标准主要是内容正确、重点突出、课件美观、清晰易懂,能综合运用图片、音频、视频、动画等表达自己的观点;二是课件展示,占比40%,准备充分、逻辑正确、条理分明、落落大分,能清晰的阐述自己的研究成果、观点等;三是课堂讨论:占比30%,主动思考,积极参与,能够抛出富有启发意义的论点,回答问题时中肯全面。

2.2提倡分组讨论,开展小班教学

在讨论课开始前2周,老师将要讨论的内容告知学生。以小组为单位进行学习,各小组成员间可以进行分工协作,分头寻找资料、讨论并汇总;课堂上以小组形式提出问题,介绍小组观点、结论,老师也会对该小组的汇报进行点评;课后以小组为单位进行复习,增强学习效果。小组学习活动的意义既体现个人的价值和责任,更强调成员间彼此赋予信心和力量,通过体验团队的智慧和协作,培养了学生间可贵的团队合作精神。分子生物学的课堂提倡小班教学。一方面,可以增加师生间互动的频率。由于分子生物学课程所涉及的知识点以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受,这就增加了学生学习该课程的难度。小班教学有助于老师关注每一个学生对相关知识的把握;另一方面,小班教学易于实施多种教学形式,灵活掌握教学要求和进度,便于及时调整教学内容。

2.3利用网络资源,提升自主学习能力

自主学习强调的学生作为知识的主动构造者自己进行学习的意愿和能力,反映了教学向个性化、创新化、自主化、多元化过渡的趋势。分子生物学作为前沿科学,信息量大、更新快,要积极利用互联网信息资源,提升学生学习和借鉴优秀研究成果、自主学习的能力。教师要由照着教材讲变成开放式、启发式教学,最大限度调动学生学习的积极性、思考的主动性、课堂的参与性。鼓励学生自主学习,主动去学习和研究当前科研的最前沿知识,在研究的过程中敢于提出自己不同的看法,培养学生探索创新精神。[6]让学生由被动受教变成自主学习,主动参与到课堂学习中,形成教学工作“教”与“学”相辅相成、相互促进。教师要积极拓展教学内容的外延,主动介绍国内外优秀的生物网站、资源库、期刊、论坛等,鼓励学生积极开展课外阅读,丰富学科专业知识、前沿信息、专业词汇等知识,激发学生探索新知识的热情,也不断培养学生自主学习、发现问题、解决问题的能力。[7]

2.4建立形成性评价体系

“形成性评价”的概念是由斯克里文1967年所著《评价方法论》中首先提出来的,与传统的“终结性评价”不同,它是对学生的学习过程进行的评价,旨在确认学生的潜力,改进和发展学生的学习。因此,形成性评价方式更能体现出学生的学习效果。[8]分子生物学课程的目的在于培养学生形成良好的分子生物学学习习惯和实验习惯,提高他们的科学素养和创新能力。期中或期末考试不能全面真实地反映出学生的真实学习情况,采取形成性评价的方式显得更加科学和必要。具体如下:一是平时成绩,占课程总成绩60%,包括课堂考勤,占总成绩5%、课堂作业,占总成绩10%、课堂提问,占总成绩5%、PBL讨论会,占总成绩10%、实验考评,占总成绩30%。二是期末考试,占课程总成绩40%。由于形成性评价是强调过程的评价方式,引导学生重视平时的学习情况,大大减少了学生考前突击的可能,也更能真实地反映出学生的真实水平。

2.5优化实验教学体系

分子生物学实验技术是生物技术专业学生必须掌握的重要基本技能之一。其研究方法及策略已被广泛应用于生命科学的研究当中。[9]通过对学生实验技能的培养,一方面有利于将理论教学与实践教学相结合,丰富教学内容,提升教学的实践性、实用性、综合性,便于学生理解和掌握;另一方面,在提升学生综合素质、学习兴趣、创新能力、思考能力等方面也有十分重要的作用。[10]因此,增加分子生物学实验学时数,开展综合实验也是课程改进的一个重要方向。在实验教学中,教师要结合分子生物学快速发展的特点,选取与教学内容相适应的操作性、设计性实验,并做好不同实验之间的关联与衔接,建立实验的逻辑体系。一是分组分工,辅助实验老师提前做好实验准备工,并提前观察、发现问题及时记录。二是教师针对前期准备工作中发现的问题有针对性的阐述,并对实验流程、操作方法、各环节中注意事项进行讲解与演示,指导学生开展实验。三是讲解与演示结束后,学生动手实验,教师应注意注意观察过程和细节,对共性问题,要及时统一纠正,对个别同学的个性问题,要个别指导。既确保操作的准确性、严谨性,也要保证实验质量,通过实验检验教学情况。

3结语

生物技术专业应用人才培养是一个综合性、系统性的工程,涉及到教育环节的方方面面。课程教学是其重要的一环,分子生物学课程教师要积极发挥作用,不断提升专业能力、教学能力,教学理念与时俱进、教学手段丰富灵活,激发学生学习的主动性、创造性,提升学习内容掌握能力及应用效果,为国家培养知识、能力、素质协调统一的应用性、复合型人才。

参考文献

[1]朱玉贤,李毅,郑晓峰等.现代分子生物学(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2013.

分子生物学的意义范文6

关键词:分子生物学;教学改革;实验教改

中图分类号: G642.0 文献标识码: A 文章编号: 1674-0432(2013)-08-92-2

引言

分子生物学是在分子水平研究生命现象本质及其规律的一门新兴学科,它是研究核酸等生物大分子功能、形态结构特征及其重要性和规律性的学科,是人类从生物分子水平上真正揭开生物世界奥秘,由被动适应自然界转向主动地改造和重组自然界的学科[1]。近些年来分子生物学已日益渗透到生物学的各个领域之中,并产生了巨大的影响。而分子生物学实验技术也已成为生物学、医学、农学等学科站在新的高度和角度揭示生命奥秘的重要手段。分子生物学的理论掌握和实验操作是掌握分子生物学精髓的重要途径。因此,从培养学生能力出发科学地创建分子生物学理论和实验体系、选择适当的实验教学方法及客观地评定学生实验课成绩,会对分子生物学理论课理解和实验教学的效果产生重要的影响。高等学校传统的分子生物学实验教学[2]往往只是结合各自的实验室条件开展有局限的分子生物学实验教学,缺乏科学的实验体系,忽略合适实验方法的选择,缺少对实验教学效果全面、客观、系统的评估,这些都不利于学生学习兴趣和创新能力的培养。而高校是孕育和培养创新型人才的摇篮。实验教学作为高校教学体系的一个重要组成部分,是培养学生科学思维、创新意识的重要途径[3]。本文就分子生物学课程教学的改革阐述一些观点和体会,以期为提高分子生物学教学质量及培养创新型和素质型人才提供一定的参考。

1 分子生物学教学改革具体的措施

1.1 教学体系的优化

分子生物学是在生物化学和遗传学的基础上发展而来[4]。随着分子生物学研究的快速发展,分子生物学已经成为一门独立的学科。很多分子生物学教材的内容与生物化学、细胞生物学、分子遗传学、遗传学等课程重复较多,例如DNA 和染色体的结构,RNA转录和蛋白质翻译等课程内容在分子生物学、生物化学和分子遗传学方面都有一定篇幅的介绍,重复的课程内容占用了大量的教学课时。因此,为了避免课程教学的重复,通过与生物化学、遗传学,细胞生物学,分子遗传学等课程的教师交流与研讨,对相关课程内容进行了具体而系统的优化,明确课程之间的有机衔接,突出了分子生物学的教学重点。在“RNA转录和蛋白质翻译”这部分的教学内容中进行了相应的优化,生物化学注重讲述转录和翻译的基本过程、而分子生物学则注重介绍具体的分子机制,又如原核和真核转录起始复合物的形成过程及分子机制的教学内容生物化学和分子生物学也进行了相应的侧重。

1.2教材的优化选择

通过多年的教学实践过程,选取适合本科生学习的分子生物学教材,对于学生系统的掌握本课程的理论知识及最新研究动态至关重要。课程设置之初选取阎隆飞主编的《分子生物学》第二版,之后开始侧重理论课与实验课的有机结合,选用朱玉贤等主编的《现代分子生物学》,它的知识体系较为完整,内容较前沿,尤其是第三版将分子生物学研究法分为了两章,分别讲述了DNA、RNA及蛋白质操作技术和基因功能研究技术,突出强调了分子生物学实验技术和原理,同时对基因组与比较基因组学也做了较大幅度的修改和充实[5]。这些内容均体现分子生物学的最新技术和研究成果,同时也满足学生了解分子生物学最新进展和考研的需要。为避免教材单一的局限性,还为学生推荐阎隆飞编著的《分子生物学》(第二版),LewinB主编的《Gene Ⅷ》,吴乃虎主编的《基因工程原理》(第二版)等书籍作为参考教材,并在教师的指导下有针对性地学习,这样不仅满足了大多数学生考研的需求,同时也加深了学生对分子生物学学习的兴趣及教学难点和重点的理解,取得了较好的教学效果。

1.3教学方法与教学手段的改善

在教学方法上,除了采用传统的教师讲授方法之外,为发挥学生作为教学主体的能动性,根据具体的教学内容安排启发式,讨论式等多种教学方法,让学生参与到教学过程中。如在讲授分子生物学研究法时,在班级内以各个学习小组为单位进行研究讨论会,以学生为主体讨论他们感兴趣的分子生物学实验技术,鼓励学生主动思考,自由发表他们的观点,通过讨论的方式测试相应的知识,以学生乐于接受的方式完成对知识的学习。本课程通过多种教学方法的有机结合,充分调动了学生的学习兴趣,分子生物学课程也因此受到学生的好评。近几年来学生考研选择生物化学及分子生物学作为专业课的人数日益增加并且考研专业课成绩逐年上升。

在教学手段上,采用传统教学与计算机辅助教学 CAI相结合的方法。计算机辅助教学 CAI 应用于高等学校教育已成为主流趋势,它的优势在于可以通过文本、图形、动画、音频、视频、仿真软件等多种媒体最大限度地整合教学资源,形象直观地进行教学内容的呈现[6],使学生通过多种展示方法理解并掌握课程的难点。如在“DNA高级结构” 这部分教学内容中,学生对DNA的分子结构感觉很抽象,在教学过程中通过图片和视频等手段使学生对此结构有了具体的感知。又如在“DNA复制,RNA转录,翻译和真核和原核生物的基因表达调控”的教学内容中,仅通过传统课堂讲解,学生无法理解,通过多媒体的方法,利用动画、视频和图片对其涉及的微观机制进行相应的演示,使学生理解其具体过程和分子机制,提高了学生学习的积极性。

2 分子生物学实验教学的改革措施

2.1加强实验教学条件建设,构建良好的实验教学平台

分子生物学是20世纪中期随着核酸的发现及结构和功能的研究发展起来的新兴学科,研究基础较为薄弱。我校前身是师范类院校,对物理、化学、数学、计算机等传统学科侧重较多。自2004年我校升级为本科院校,由师范类院校转变为综合类院校,学校增加了对各学科的实验教学投入。分子生物学实验室先后配备了Eppendorf PCR扩增仪、Eppendorf梯度PCR扩增仪、高效制冰机、UVP凝胶成像系统、Millipore超纯水系统、Eppendorf台式高速离心机、sigma大型高速冷冻离心机、日本三洋超低温冰箱、分子杂交仪等先进仪器,满足了分子生物学基础实验和综合性实验课程的开设要求,为学生的实验教学与科研构建了一个良好的平台,为我院分子生物学实验课教学改革提供了有力的支持。通过上述平台由我院学生参与的分子生物学方向科研实验在国家级挑战杯竞赛中取得了良好的成绩。

2.2 实验教学体系的优化

之前由于实验条件的限制,我院分子生物学实验教学主要以基础性和验证性实验为主。随着实验条件的改善,逐步在实验设计上加大综合性、设计性实验、所占的比例。实验内容的选取也根据生物科学、生物技术专业的不同专业特点设置相应的实验教学内容。根据生物科学师范类专业的特点,在注重分子生物学基础验证实验的同时开设与分子生物学快速发展相结合的综合性实验。在生物技术专业的实验教学上则注重选取以实践操作为主的操作性和设计性实验。

在实验教学体系的优化中应注意各个实验内容之间的衔接与关联[7]。实验教学内容中建立好各实验之间的衔接对学生系统思维的培养具有重要意义,有利于学生对所学实验操作内容的理解和熟练掌握以及实验技术逻辑体系的建立。我院在实验课内容开设的顺序为基因组DNA的提取,聚合酶链式反应获得目的片段,电泳检测,大肠杆菌活化、感受态细胞的制备,质粒 DNA 提取,DNA 片断酶切,目的片段与载体的连接,转化等,当学生预习实验时,会注意到各实验内容之间彼此承接与关联。前面实验效果的好坏直接影响到下一个实验的正常进行,以此来培养学生在分子生物学实验操作过程中的系统性与逻辑性。

2.3分子生物学实验教学方法的探索

合理的实验教学方法可以使实验内容取得预期的实验效果,在实验教学方法上注重深入浅出的阐述原理,重点在实验环节的解析。针对学生的兴趣特点在教学方法上做了以下几点改进。一、把学生分成多个实验小组,每组选出一人辅助实验教师完成实验的准备工作。在学生准备实验的过程中发现问题。二、发现问题后,在实验课讲授的过程中,教师对问题有针对的讲解与演示,强调标准的操作方法及实验中各环节的注意事项。并将实验过程做成电子课件指导学生正确操作。三、在实验过程中注意实验操作主体的差异性指导。教师在实验课讲授和演示结束后,注意观察学生的操作过程,针对学生存在的普遍问题,给予及时纠正和指导;对于少数同学存在的个别问题个别指导。这样既保证学生实验操作的准确性,又达到在有限的时间内完成实验教学任务的要求。

2.4分子生物学实验课成绩评定方式的改进

科学、有效评价学生实验理论及操作技能是提高实验教学质量强有力的措施[8]。在分子生物学实验成绩评定中采用多样化考核手段,主要从两个方面评定:一、实验理论的评定,主要通过实验报告考察学生对实验原理和步骤的掌握和理解。通过结果分析考查学生对整个实验的理解与掌握。二、实验操作技能的评定。在实验过程中,各实验小组不同学生实验态度以及对实验教学内容的理解思考差异很大。鼓励那些大胆对实验步骤提出疑问的同学,同时激励其他的同学,在成绩评定中不同学生的评定会有所区别。

3 结语

如何教好分子生物学课程,提高学生的学习兴趣,改变学生为了考试而学习的观念,提高教学效果,是摆在所有分子生物学理论及实验教学工作者面前的一个共同问题[9-10]。通过以上的改革和探索。无论及教学,考研,科研还是就业都取得了一定的成效。为了更好地提高分子生物学的教学效果,希望能够与各高校的分子生物教师进行交流和合作,进一步优化分子生物学理论和实验教学的课程体系及教学方法和手段。从学生作为教学主体出发,发挥学生的主动性和能动性,以期培养出更高质量的高校毕业生。

参考文献

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[7] 张宝珠, 陈德福. 培养学生实验能力“分子生物学实验”课程体系的建立[J]. 高等理科教育, 2005, 4(62):90-92.

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[9] 张宝珠, 陈德福. 培养学生实验能力“分子生物学实验”课程体系的建立[J]. 高等理科教育, 2005, 4(62):90-92.