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分子生物学的未来范文1
关键词: 分子生物学 教学内容 教学方法
分子生物学是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。自20世纪50年代以来,分子生物学的发展日新月异,逐渐成为生物学各学科的前沿与生长点,并正在与其他学科广泛交叉与渗透,成为生物科学专业非常重要的一门专业必修课。我校是一所师范类的本科院校,在生物科学和生物工程专业都开设了分子生物学课程。本课程不仅向学生介绍分子生物学的基础理论、基本技术,而且展示了当前分子生物学研究的前沿领域,使学生对分子生物学知识建立系统、整体的认识,从而适应未来21世纪生命科学发展的需要。为了提高该课程的教学质量,培养学生的学习兴趣,实现教学目标,我们根据本校学生的情况,从教学内容、教学方法等方面进行了探索性的尝试。
1.合理选用教材,构建适合师范类生物学专业的教学内容体系
1.1精选教材。
教材是学生获得知识最主要的来源,也是任课老师上好分子生物学的第一步。教材的正确选取能够帮助学生更加容易地迈进分子生物学的大门,建立条理清晰、完整的分子生物学知识体系,也能够帮助任课老师更加有效地开展教学,设计制作多媒体课件。我校为一所师范类院校,分子生物学课程是在第三学年第二学期开设的,在此之前学生已经学习了与分子生物学有部分内容交叉的两门课程――生物化学和遗传学,因此对蛋白质、核酸,以及基因的表达都有了一定的知识基础,对于一些分子生物学名词也不再陌生,不再产生较大的排斥,这将对接下来分子生物学的学习提供极大的帮助。但由于对知识的理解和掌握能力不同,学生在分子生物学的学习之中必然会产生良莠不齐的现象。因此,精选一本适合的教材对学生更好地理解、掌握知识就显得尤为重要。分子生物学发展迅速,新知识、新技术不断涌现,国内外新版教材不断面世,如孙乃恩的《分子遗传学》、阎隆飞的《分子生物学》、郜金荣的《分子生物学》、李振刚《分子遗传学》及本杰明・卢因的《基因VIII》中译本,我们通过对这些教材的比较和分析,并针对本专业学生的特点,选择了朱玉贤等主编的《现代分子生物学》,该教材主要介绍了基因的复制、转录、表达和调节控制的过程,比较全面系统地讲解了基因的本质及其分子机制,内容紧凑、逻辑性强、图文并茂,具有鲜明的特色,同时所讲的内容也很基础,符合师范类本科生的教学要求[1]。另外,我们在完成教学大纲要求讲授的内容同时,针对一些对分子生物学具有浓厚兴趣,远远不满足于课本内容的学生,参考国内外其他优秀教材加以补充,力求使所讲授的分子生物学知识更加严谨、完整、细致,并与国际接轨。
1.2优化教学内容。
在教学内容上做到重点、难点突出,避免交叉重复。由于本课程仅有54学时,因此授课内容务求精练、易懂。对于与生物化学和遗传学中的交叉内容,如蛋白质、核酸的结构与组成,我们采取复习和提问的方式,让学生提前回顾和预习,做到温故而知新,进一步加深对这些内容的记忆和理解,为难点内容的学习打好基础。同时,可以做到由易到难、循序渐进,使学生在最初接触分子生物学这门陌生、复杂的课程时得到良好的缓冲,不会出现抵制、厌学情绪。这样一方面可以突出分子生物学是以生物化学、遗传学为基础的特点,另一方面也明确了分子生物学的教学重点,保证了课程的完整性和系统性[2]。
2.教学方法的改革
2.1充分应用现代化教学手段,使抽象内容形象化。
分子生物学内容庞大、复杂、抽象,较难理解,并且涉及大量的实验技术和操作,很难通过传统的教学方式使学生较快地理解和吸收。随着多媒体技术进入课堂,以上问题也就迎刃而解。现代化教学多媒体使高校的教学活动发生了深刻的变革,该技术利用动态画面展示事物发展的动态或推理的全过程,利用它的图画特性将抽象的、理论的东西形象化,将空间、难以想象的内容具体化,还可以在课件中展示自然界的直观现象、模拟实践过程和再现研究过程,使学生在学习中感受到乐趣[3]。为此,我们充分应用多媒体技术,通过动画、图片等制作生动的课件,并借助动画、变静态为动态、全方位、多视角、多层次地进行演示,使抽象难懂的微观生命过程具体化、可视化,便于学生理解和掌握,从而使学生产生新鲜感,提高学习热情,增强理论教学效果。例如:原核生物乳糖操纵子的调控机制,涉及很多转录因子和DNA序列的结合,学生很难理清,很容易产生枯燥、厌烦情绪。针对以上情况,我们利用Flas来演示各转录因子是如何分别与不同的DNA序列相结合,使整个调控过程更加直观化和形象化,便于学生理解和记忆,也极大地激发了学生的学习热情[4]。
2.2不实施双语教学。
所谓双语教学(Bilingual Teaching)是指同时使用两种语言――母语及一种外语(在我国主要指汉语和英语)对同一知识进行描述,从而使学生达到理解进而完全掌握并且能够熟练应用的目的[5]。虽然双语教学能够提升生物学人才的培养质量,增强学生直接利用外语从事学习和初步研究的能力,与国际高新技术领域接轨,但是由于分子生物学是生物科学最重要的专业必修课之一,也是引导学生进入崭新的分子领域的基础性课程,因此在本科教学有限的课时内强调学生对基础知识的充分理解则显得更为关键。而只有夯实了分子生物学的基础知识,才能使学生结合所学的生物化学、遗传学进行融会贯通,掌握进一步深造并通向更高学府的钥匙。所以针对师范类院校的本科教学,考虑到教师的自身水平和学生的不同层次,我们偏向于只采用母语进行讲授。
2.3理论与实践相结合,培养学生的实验操作技能。
分子生物学是一门实践性很强的学科,除理论教学外还应包括实验课,因此在分子生物学教学中开设实验课是十分必要的。实验教学相对理论教学而言具有较强的直观性、实践性、综合性和创新性,在加强学生素质教育与培养创新能力方面有着重要的、不可替代的作用[6]。我们所采用课程教材《现代分子生物学》中也花费了很大的篇幅来讲述现代常用的分子生物学实验技术,包括核酸的提取与纯化、电泳分离与鉴定、细菌的转化与目标DNA分子的增殖、PCR扩增、蛋白质印迹、噬菌体展示等。由此可见实验操作技术对于现代分子生物学的重要性。结合各种实验技术的讲解和由此发展起来的最新的分子生物学技术可激发学生的创造性,拓宽学生的视野。学生通过动手操作会增加对所学理论知识的感性认识,同时把所学理论知识运用到实践中,激发学习兴趣,主动地去学习,解决实验操作中遇到的各种问题,从而加深对分子生物学理论知识的理解、提高动手能力。我们在实验教学的内容上设置了分子生物学中最常用、最基本的实验技术,如质粒DNA的提取与酶切鉴定、大肠杆菌感受态细胞的制备及转化、基因的原核表达、蛋白质的提取与分离、PCR扩增、动物细胞的培养及传代。在实验教学的方法上,我们坚持以学生为主、教师为辅的原则,注重学生个人实验能力的培养,从试验药品、试验器材的准备到试验具体步骤的制定均由学生独立去完成。同时,我们还鼓励学生参与教师的科研工作,包括从立题、设计试验技术路线、开展科研工作、整理数据到最后撰写论文的全过程,从而培养学生把理论应用于实践中,独立思考、独立工作的能力,为今后的硕士阶段和博士阶段的学习打下良好的基础。
经过几年的教学实践,我们逐渐摸索出了分子生物学教学的一些方法和技巧,并通过教学内容和教学方法的改革提高了分子生物学的教学效果,让学生养成了独立思考的习惯,树立了理论联系实际的作风,端正了实事求是的科学态度。
参考文献:
[1]朱玉贤,李毅.现代分子生物学(第3版)[M].北京:高等教育出版社,2007.
[2]杨海灵.分子生物学实验教学改革的探索与实践[J].成都大学学报(教育科学版),2008,(4):70-71.
[3]王玲,秦永燕.分子生物学课程教学改革探索[J].当代教育论坛,2008,(4):99-100.
[4]诸葛强.改进“分子生物学”教学效果的探讨[J].中国农业教育,2004,(3).
分子生物学的未来范文2
关键词：分子生物学；实验教学；教学改革
中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0186-02
目前，分子生物学实验技术已广泛应用到各类生物学专业的科研工作中，成为生物学领域科学研究的基本实验技能。分子生物学实验课程是各大院校生物类研究生入学的必修课，此门课程掌握的程度影响着研究生后续科研工作的开展。所以如何让研究生在学习分子生物学理论知识后尽快掌握扎实的实验技能成为分子生物学教学实践的研究热点。
近年来，针对如何提高我校研究生实验教学质量的问题，我们曾经走访考察了北京大学、清华大学和北京师范大学等国内著名大学，学习领会重点知名学校的教学思维和教学内容，结合北京林业大学实际情况和教学特点，在教研室集体多次讨论的基础上，本着注重培养研究生科研素质和科研思维、提高研究生实际动手能力的目的，我们优化了为全校生物科学、生物技术、林学、园林等专业开设的研究生分子生物学实验技术课程体系，对改革教学内容和教学方法进行了尝试，并取得了较好的教学效果。
一、分子生物学实验教学存在的问题
我校原来的分子生物学实验教学内容比较简单。实验内容主要包括一些基本的实验操作技术：如植物DNA和质粒DNA的提取、RNA分离纯化、DNA酶切鉴定及重组、PCR扩增技术、感受态细胞制备、目的基因连接与转化等等。这些单项实验彼此间缺乏内在联系，学生往往会在认真做好了实验，并得到理想的实验结果后，反过来请教老师这个实验的用途是什么。可见由于实验内容之间存在的不连贯性，学生就可能没有真正理解和掌握分子生物学实验课程中的核心问题。后续课程效果调查表明，虽然研究生抱着很大的热情和期待认真地学完该课程，但实验结束后，留在学生脑海中的印象模糊，到实验室进行后续的科研工作时，还是感到无所适从、无处下手。即实验的效果并没有充分发挥出来。此外，由于受实验课时和经费的影响，传统教学中任课教师会在实验前为学生做好一切准备工作，如试剂配制、仪器调试，甚至把药品分装成小份分发到每个小组。这种做法严重地限制了学生上课学习的积极性。由于研究生缺乏学习的主动性，在实验前没有做充分准备的预习，产生的后果是实验结果出来后，学生不知如何分析，实验中出现的问题也不知如何解决。这种现象严重影响了学生对实验课的兴趣，不利于学生动手能力和创新能力的培养。实验教学的目标不仅要传承课堂所学的知识及增强实验技能的训练，更要在实验教学中培养学生的科研素质、科研技能和创新能力。为了使研究生真正得到分子生物学实验技术的锻炼，有必要对现有的实验教学体系进行改革，以便真正达到培养研究生的目的。
二、分子生物学实验教学改革的探索
1.实验内容的改革。教学体系主要体现在要以科研的理念教育学生，即在教学中首先提出问题，然后引导学生可以用哪些方法和实验技术来解决问题，而不是在学生学会了实验技术后，往往会迷惑这些技术可以解决什么问题。基于上述问题，我们教学改革的出发点为注意结合研究生教学以及分子生物学技术的特点，优化原来较为分散的教学内容，以实验体系要求完整性、系统化、实用性为原则，在原有分子生物学实验教学工作基础上，针对我校研究生科研工作的特点，对分子生物学实验教学体系与教学方法进行了改革的初步探索。在充分调研的基础上，我们把改革后的分子生物学实验课程重点放在主要围绕“绿色荧光蛋白（GFP）基因”展开，整个实验内容包括原核生物细胞转化、质粒DNA的分离纯化、限制性内切酶对质粒DNA的酶切与琼脂糖凝胶电泳鉴定、重组技术、PCR基因扩增、蛋白质电泳分离表达蛋白、蛋白质转移技术、蛋白质分离纯化技术等。这些实验的内容不仅涵盖了之前所开设的所有基础验证性实验，而且其连贯性和综合性大大提升。实验方案初步确定后，老师和相关实验室的研究生开始预作实验，发现不适合的地方及时修改，经过反复实验、讨论，我们完成了综合实验方案。通过综合设计性实验的开设，不仅可以使学生强化课堂所学分子生物学的相关知识，在此基础上，牢固掌握相关的实验技能和实验手段，在注重提高了学生的实践动手能力的同时，更要注重提高研究生对所学实验技术的应用能力和分析实验问题的能力。现在的整个实验内容涵盖了分子生物学的基本实验技术，每个实验之间都有着非常紧密的联系，改变了以前分子生物学实验之间割裂无联系的状况。各项实验相对独立，但无论在逻辑上还是在时间上，前后都是紧密关联的。
2.教学方式的改革。在教学方式上，我们做了如下工作：①在每次实验前，老师都要应集中讲解实验原理，把基础知识和实验中要遇到的问题讲解透彻，带领学生仔细分析实验步骤，并针对关键操作、技术难点或容易误解之处进行详解，有必要时进行演示，使学生能更好地掌握实验原理和技术，并要求学生重视实验课程的预习。②为了保证实验的连续性，实验课集中在二周内完成；实验课全天安排。由于有的分子实验需要等待的时间较长，为了有效利用研究生的时间，实验前我们合理安排实验内容和时间，在开课前把实验安排和进度告诉学生，使研究生可有效的利用时间。这种安排可使学生在操作时目标明确，也因其与科研的节奏和气氛相符，而使学生体验到科研的乐趣而对未来的科研工作产生了向往。③我系的研究生从入学开始就参加了课题组相关实验技能的培训。在实验技能上优于其他专业选课的学生。根据这一优势条件，我们每年都要安排2~3名学生参加到实验教学中来，研究生参与实验教学的好处为：一是学生之间更便于交流；二是同时提高了我专业学生的实验基本理论和实验技能，提高了研究生的综合素质，起到了一举两得的作用。④由于其独特的优势，多媒体教学在理论教学中已经成为不可缺少的教学工具，而在实验教学中的优势却因条件所限制。自2005年起，生物科学与技术学院的实验中心开始为各个实验室安装多媒体系统。经过几年的实践证明，实验课程采用多媒体网络教学与实验教学相结合，利用了教学课时，拓宽了实验教学的知识面，提高了实验教学效果，得到了师生的一致认可。使用多媒体实验课件后，我们可以将复杂的实验原理以生动的图像加以简练的文字表达出来，可以很便捷地控制实验过程和时间，便于与学生课堂交流，取得了很好的实验效果。在课堂上，我们经常引导学生到网上检索实验中的问题，进一步引申在科研中如何利用网站寻找解决实验问题的方法，帮助研究生提高在科研中检索文献的能力，增加他们的学习兴趣。这种实验方式可以提高研究生解决科研中出现问题的能力，为进入实验室进行科研研究做好技术上和心理上的准备。在授课过程中，老师要经常有针对性地提出一个问题，引导学生寻找解决这个问题的方式方法。
虽然在分子生物学实验改革中，我们经过摸索探讨取得了一定的成绩，但对于大幅度提高学生的综合能力的目标仍存在很大差距，这就要求我们实验课教师要在教学过程中不断进行总结和思考，本着作为教师培养学生的高度责任感，把培养学生作为我们首要的任务，就能将分子生物学实验教学不断得以完善。
参考文献：
[1]刘静，胡维新，罗志勇.开设硕士研究生分子生物学实验技术课程的几点体会[J].山西医科大学学报：基础医学教育版，2006，8（4）：419-420.
[2]彭绪兰.改革实验教学培养创新人才[J].高等理科教育，2002，（6）：17-19.
[3]鲁保富，郑春龙.实验体系与创新能力培养的探索与实践[J].高等理科教育，2005，（6）：107-109.
[4]王玲，秦永燕.分子生物学课程教学改革探索[J].当代教育论坛（学科教育研究），2008，（4）：101-102.
[5]张艳，何凤田.开放式实验教学在七年制分子生物学实验课中的应用[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2003，5（3）：283-284.
[6]柏素花.分子生物学实验教学改革的实践与探讨[J].科技信息（学术研究），2008，（8）：110-111.
[7]张栋，闫峻，王惠珍，等.分子生物学实验教学的改革与探索[J].实验室科学，2006，（6）：28-29.
[8]杨清玲，陈昌杰，连超群，等.本科生分子生物学实验教学改革的实践和体会[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2007，9（1）：44-46.
分子生物学的未来范文3
1.加强学生操作能力的培养，学以致用
现代医学培养目标主要是培养具有一定理论水平和较高操作能力的应用型人才[1]，在实验教学中主要是培养学生的操作能力，操作能力的培养对医学生而言非常重要[2]。实验中可以根据理论课上学的一些物质的理化性质或现象（如蛋白质的两点性，核酸的变性和复性等）学生在教师的指导下自己设计实验方案，实验中每4人一组制定实验目的和条件选择实验器材，制定操作程序等，教师可以随时纠正学生操作出现的错误，规范实验操作，学生必须运用自己掌握的知识进行分析、探讨。学生从一些看似简单的操作中学到了实验的基本技能，加深了对理论课的理解，提高了学习兴趣。同时也增加了学生与老师相互交流的机会。
2.协助生物化学与分子生物学教学，提高学生学习本课程的兴趣
在平时学习过程中同学们对生物化学与分子生物学课比较难理解，认为生物化学与分子生物学理论大于实际，对于临床来说作用不大。实验课上大多都是验证性试验[3]，大多数同学只知其然不知其所以然，因此对生物化学与分子生物学的学习兴趣不高。实验室开放之后，感兴趣并且希望进一步扩展知识和技能视野的同学可以来参加实验，通过与老师讨论或者由老师指导设计实验，他们对理论知识有了更深一步的了解并且可以应用到实际中来觉得非常有收获。有的同学说道：“自己设计实验时有一种责任感，需要考虑实验用到什么原理，如何设计才能得到自己想要的结果，只有真正懂了课堂中所学的生物化学方面的知识才能做到”，“今天我做了细胞核提取核酸实验，亲自提取了DNA，真正看到了遗传物质，对核酸的理化性质也有了直观的认识”。因此开放实验使学生由“被动学习”变为“主动学习”，激发了同学们学习的兴趣，对协助本科教学起到了很大的作用。
3.学习实验设计的方法，培养科学思维的形成
科学人才的培养重在科学思维的培养，要学会如何思考问题和解决问题[4]。在开放实验过程中，指导教师把实验设计的方法贯穿到实验过程中，突出完整的实验设计流程，使同学们不再是只看着书本的操作步骤机械的进行操作，而是初步掌握实验设计的基本原则，从而为将来毕业论文设计以及大学生科研创新项目的申报打好基础。比如在设计实验时实验设计的原则是什么，以及设立阴性对照组和阳性对照组有什么意义。在实验的过程中，同学们提出了许多疑问，包括设计实验中的问题和实际操作中的很多问题。在与指导教师的交流中，即把实验设计的概念深深印入了脑海之中，同时也掌握了很多实验技能，加深了对理论知识的认识。
4.与临床实践相结合，提高学生综合分析能力
生物化学与分子生物学是医学的一门重要基础学科，它涉猎到生理学，病理学，微生物和免疫学，遗传学等多个学科[5]，对于学习、理解和掌握其他医学课程都有十分重要的作用，在整个医学学科中具有很强的带动和辐射作用。通过加强和充实生物化学与分子生物学实验，学生在生物化学与分子生物学实验技术方面得到了极大的提高[6]。学生进入实验室接触各种实验测量仪器的机会增加，使在实验课没有动手操作的同学能够大显身手，既熟悉了实验内容，又基本掌握了仪器设备的使用。
结 语
迎接未来的科技挑战，最重要的是要坚持创新，勇于创新。尤其是生物化学与分子生物学学科的发展突飞猛进。所以生物化学与分子生物学实验开放实验室的建设需要坚持与时俱进的工作理念[7]。在实验室的开放程度与实验需要投人更多资源，实验室今后要积极完善实验仪器配备，向更多的本科生开放。增加开放项目以最大限度地满足学生的需要。通过运用开放实验室，让学生自己设计实验，并且独立完成，把实验设计和实验考核结合起来，实验完成后撰写实验报告或实验论文，使学生在掌握现论的同时领悟到一切正确的理论均来自实践。培养了学生科学思维能力和创新精神，使学生在以后的学习和工作中终身受益。
【参考文献】
[1]张淑平，李英姿，张荣庆.分子生物学实验课教学实践与体会[J].中国大学教学，2006（1）：49-50.
[2]张金萍，张雷家，刘文庆，等.开放实验室对医学生综合素质影响的研究与思考[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2006，8（4）：438-440.
[3]杨勇，顾金英，王晓平，等.建立开放实验室，加强素质教育[J].同济教育研究，2005（1）：81-84.
[4]李海英，马春泉，于冰，等.分子生物学实验室开放体系建设与创新能力培养[J]实验室研究与探索，2010（07）：311-314.
[5]柳晓燕.启发式教学在生物化学教学中的运用[J].中国基层医药，2006， 13（6）：1043.
分子生物学的未来范文4
【关键词】 医学检验；分子生物学；实验室技术与方法；教学方法
随着基因克隆技术趋向成熟和基因测序工作逐步完善，后基因时代逐步到来。在结构基因组学，功能基因组学和环境基因组学蓬勃发展形势下，分子诊断学技术将会取得突破性进展［1］，也给检验医学带来了崭新的领域，为学科发展提供了新的机遇。这种以核酸生化为基础的新技术自发现以来，已逐渐成为医学领域不可缺的最有价值的诊疗手段之一［2］，作为医学检验的最新方法，已广泛应用于检验学科的各领域之中；如PCR技术广泛用于病原微生物感染的检测和某些遗传性疾病的诊断。开设《分子生物学检验技术》课程对检验医学专业学生实验技能有促进作用［3］，因此与时俱进地在检验医学专业开设该课程显得紧迫和必要。
分子生物学技术种类繁多，发展迅速，对于医学本科生阶段来说不可能全部实际操作，事实上也没有必要，关键是要找到一种有效的教学方法。对于医学检验专业本科生我们要以传授分子生物学中和临床检验诊断关系密切的技术为主，改善检验医学专业知识结构，适应新世纪临床检验诊断的需要，同时启发学生对生命科学及疾病诊断研究的热爱［4］。分子生物学实验课与其他实验课有相同之处，又有其明显的特点：实验过程中的现象与结果往往是看不见，摸不着，如何激发学生的学习兴趣，让学生既体会到生命微观世界之奇妙，又认识到分子生物学实验在医学检验的重要性和实用性，使学生获得知识的同时，得到实验技能的全面训练，是我们在分子生物学实验课教学实践中不断努力探索的动力和方向。
1 完善实验课整体设计
根据医学检验本科生教学以及分子生物学技术的特点，结合本校的实际情况编写合适的实验指导书；在教学过程中，优化实验的整体设计，以完整、系统、实用为原则，经典与先进技术相结合，将分子生物学实验课程从整体上设计为一个完整的大实验，实验之间既独立，又相互连贯，前一个实验的结果是下一个实验的材料；同时开设与临床应用较密切的实验项目。如我们在设计遗传多肽性诊断实验时就包括DNA的提取、PCR扩增、限制性酶切、凝胶电泳、结果统计分析等方块。不仅如此，在整个的教学过程中还强调一种总体的设计理念，系统的思维方式，要求学生不仅学会如何去做实验，更要学会如何去设计实验、如何筹备实验，因为他们是未来的医学检验诊断研究人员而非简单的操作人员。对任何一个实验，都要求学生认真分析、领会，掌握其原理，尤其是实验的整体设计思想，逐渐形成一种科学的思维方式，从中吸取其精华，学为己用。而且，通过课外作业的方式让学生们接触更多的、课堂上又无法实际操作的实验技术，这样既拓展了学生的知识面，又增强了他们的自学能力，为真正走进实验室做好技术上和心理上的准备。
2 实验项目及内容的选择
鉴于以上的设计理念，在实验项目及内容上进行了精心选择和合理安排，既注重系统性，又强调实用性，将教学实验、临床检验与科研实践相结合。实验内容更加贴近现代生物技术的发展，使学生了解更多的生物技术在医学研究及检验中的应用；内容的选择实际上是以一个临床检验诊断或科研项目的分子生物学实验部分为基础。如：PCR-RFLP 检测基因长度多态性分析实验，就含有基因组DNA的提取、核酸琼脂糖凝胶电泳、聚合酶链式反应、限制性酶切分析等几个实验内容。基因的克隆表达实验就包括：质粒DNA的提取、限制性酶切、目的片断连接、大肠杆菌感受态细胞的制备、重组质粒转化大肠杆菌感受态细胞以及表达产物的鉴定等内容。而最后的实验设计更是要求学生对整套实验技术及原理的全局把握，让学生自己思考，如何将学到的知识和技能融会贯通，去解决实际问题。教学方式中充分发挥学生的主观能动性，发挥他们的想象力和创新精神。适当划分小实验课的实验分组人数，使学生有更多的动手和动脑的机会，注意实验教学过程的各个环节，严格把关，使教学目标得以顺利完成。
3 规范实验教学过程
实验教学包括备课、预实验、实验讲课、指导、总结、批改实验报告等环节，把培养目标严格贯穿于整个教学活动中。在规范教学过程中，我们注重积累教学管理经验，逐步将教学管理制度化、规范化，以提高教学效果。采取的措施是：①新开课之前首先试讲，听课对象是教研组的全体教师和技术人员，对内容安排、授课重点等进行把关。同时，必须做预实验，熟悉掌握整个实验流程。第一次带实验的年轻教师必须先听课，并与高年资教师一起带教，以后再单独带教。②坚持集体备课。在开课之前，组织全体教师和技术人员集体备课，理顺前后课之间的关系，分清各课内容的主次。实验技术人员介绍实验总体安排，强调操作注意事项，教师相互协调实验的具体步骤，保证在共用仪器时步调一致。③听取学生反馈意见。组织部分学生座谈，面对面听取学生对教学工作的意见、建议和要求。④改善实验条件。联合临床检验科配备了荧光定量PCR仪、冷冻离心机、低温冰箱、各种电泳仪、恒温振荡培养箱、紫外暗箱凝胶分析仪等分子生物学实验教学必备的仪器和设备，从而保证了分子生物学实验教学得以完成。
4 实验教学效果及体会
学生在开始接触分子生物学的时候总觉得很深奥，在理论讲解时总感觉很难理解；特别对于以前没接触过分子生物学的医学检验专业学生来说更是如此。但经过整个实验教学完成后，很多同学都觉得分子生物学实验技术以及许多看似复杂的原理突然显得前所未有的清晰、有条理。这其中包括对分子生物学实验整体流程的全局把握，也包括对有关实验原理、分子生物学理论及临床诊断应用有了直观、全面、现实但又体系的认识。学生感到分子生物学实验课不仅涵盖了分子生物学实验技术的重要内容，而且前后贯通，学到的不仅是几个实验的具体操作，而是掌握了一种研究思路和方法以及分子生物学研究当中常用的一整套技术，这是一般零散实验难以达到的一种效果。
从这几年的分子生物学检验技术实验教学中体会到，首先教师要做到经验丰富，实验准备工作充分，教给学生规范的操作方法，培养学生的实际操作技能。同时，要积极启发学生的思路，仔细分析实验步骤以及每步的条件是如何设计出来的，探讨其优缺点，如何改进，还有无其他方法，让学生了解与实验相关的一系列同类技术，使学生的思路不仅仅局限于一种方法，而是扩展到解决这个问题的多种途径。尽管他们可能没有机会将这些方法一一实践，但开阔了思路，有利于学生在以后的工作中更加灵活自如地选择应用，做出正确的判断，而且当面对新的相关实验技术时也不会束手无策。
5 结束语
分子生物学检验技术在教学过程中还有许多问题需要探讨解决，比如在教学中如何处理新观点、介绍新技术、实验教学的考核、实验成本昂贵与实验经费紧张的矛盾，以及师资队伍的培养与知识结构的更新等，都有待在今后的教学实践中进一步完善。每一位从事实验教学工作的教师都应该不断探索和完善， 使分子生物学实验教学在医学检验专业人才的培养上发挥更大的作用。
参考文献
［1］ 侯天文，尹晓琳，陈兴，等.绿脓假单胞菌超广谱B内酰胺酶基因型分布［J］.中华检验医学杂志，2003，26(9)：546-548.
［2］ 吕建新.分子诊断学在检验医学中的应用前景［J］.中华检验医学杂志，2005，28(2)：137-139.
分子生物学的未来范文5
目前，分子生物学实验技术已经成为探讨生命科学基本问题的最常见的手段，经典的DNA提取、质粒克隆和提取、核酸电泳、胶回收、蛋白提取与WesternBlot等常规分子生物学实验技术成为医学和生物学本科生需要掌握的基本技能[1-5]。然而，传统的教学倾向于孤立的讲解和指导这些实验方法，侧重按照实验步骤完成实验本身，仅仅是培养了学生的动手能力，而忽略了这些技术究竟能解决什么问题，以及如何在实际科研中具体应用这些方法。事实上，后者对学生分析问题、解决问题更为重要，应该是培养的重点[6]。以基于问题学习（Prob-lem-BasedLearning，即PBL)的教学模式在国内外已经得到普遍认同与广泛应用[7-10]。然而，在分子生物学实验教学中该方法存在一定难度，限制了其推广和应用。因为，单独一个技术往往解决不了一个真正的科学问题；此外，一个科学问题往往又涉及太多实验方法，是本科实验教学常规实验技术难以全面覆盖。另外，以问题导向，往往涉及多个实验，在实验材料准备等方面也提出更高要求。从这个角度，选择合适的科学问题，并加以科学引导成为PBL在分子生物学实验教学中的难点问题[11]。本研究针对本科实验教学中出现的上述问题，尝试通过证明"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖"，将DNA提取、质粒克隆和提取、核酸电泳、蛋白提取与WesternBlot等常规分子生物学实验有机整合起来，探讨这种"PBL教学法"在分子生物学实验教学中的应用和具体效果。
1医学分子生物学实验课PBL教学科学问题的设置
针对教学大纲中涉及的DNA提取、质粒克隆和提取、核酸电泳、蛋白提取与WesternBlot等要求，启发并引导同学证明"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖"这一科学问题。具体分为：
（1）证明部分结肠癌细胞中存在β-catenin基因突变；具体实验技术包括细胞培养、DNA的提取、PCR、胶回收和测序；
（2）证明突变的β-catenin促进细胞增殖。具体实验技术包括DNA提取、PCR、载体构建、质粒提取、细胞转染、WB和细胞增殖实验。其中细胞培养、测序、载体构建、细胞增殖实验为示教或者观看录像；其余的实验则为学生具体操作。
2以"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖"为例的PBL实验教学实施及效果
我科室承担临床医学本科生分子生物学实验课的教学。以往实验课的教学内容包括DNA提取、质粒克隆和提取、核酸电泳、胶回收、蛋白提取与WesternBlot等，这些实验技术相对孤立的讲解和实施。学生虽然能够掌握每个实验技术本身，但是对这些实验技术之间的联系及利用它们解决科学问题缺乏深层的思考和理解。近年来，我科室尝试以科学问题为导向，试图将这些实验技术整合到一起，在培养学生动手能力的同时，培养分析、解决科学问题的能力。在具体实施时，任课教师首先介绍结肠癌的发病率及β-catenin突变在结肠癌演变中发挥重要作用。然后，抛出问题：如何证明"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖"。在引导下，将问题归结为如何证明结肠癌细胞中存在β-catenin基因突变以及如何证明突变的β-catenin促进细胞增殖。在此基础上，将实验设计为：
1）提取结肠癌HCT116细胞基因组DNA（结肠癌细胞株HCT116含有β-catenin突变），并通过PCR扩增β-catenin突变区域；
2）电泳PCR产物并胶回收、测序并分析测序结果；
3）观看载体构建录像，提取突变型β-catenin表达载体，酶切鉴定；
4）示教细胞培养和基因转染；
5）提取蛋白，Westernblot实验验证转染效率；
6）示教MTT检测细胞增殖。每堂课开始时，回顾前一个实验的内容；结束时，提出下一个实验及目的。通过随堂观察学生的积极性，分析实验记录完成的质量以及期末考试检测对实验技术本身的理解和运用能力，评价PBL教学的效果。结果显示，使用PBL教学后，学生的积极性大幅度提高，主要表现为学生预习和复习的比例增加，回答问题的准确率提高，期末考试成绩比以往也显著提高。90%的学生对该PBL教学的非常认可，满意度很高，大部分学生都认为PBL教学提高了学习效率，调动了学习主动性和针对性，对分子生物学实验和理论都有了很好的认识。
3PBL教学在分子生物学实验教学中的优势和存在问题
"突变β-catenin导致Wnt信号异常、进而促进结肠癌细胞增殖"是一个常见的、广为认可的科学问题[18-21]，以此为问题的PBL教学，系统整合了教学大纲要求的常见分子生物学实验方法，全面生动的进行分子生物学实验教学，使得孤立的实验方法变得系统，并贴近实际应用，提高了学生的主动性、积极性，提高了学习效率，改善了教学效果。我们通过实际教学，总结出以"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖"为问题，开展PBL教学的优越性和存在的问题，讨论如下：
3.1以"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖"为问题的PBL教学
增强学生对知识的整体把握和运用作为一门实验科学，运用分子生物学技术解决实际临床和科研工作是根本目的。基于"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖"的课程设计，从教学效果上，首先巩固了理论知识，贴近了未来临床和科研工作，增强了学生学习的兴趣。授课时，老师在讲解理论背景的同时，不断启发学生自己提出问题、解决问题，最后由老师总结、点评。同时老师将指出这一机制实际的发现过程，通过这种启发和比较的教学方法，培养学生整体思考和解决问题的能力，为今后临床和科研工作打下良好的基础。
3.2PBL教学需要选好科学问题
通过作者的实践表明，选好合理的科学问题是整合大纲规定的实验技术、调动学生学习积极性的关键。随着分子生物学理论和技术的发展，有些科学问题可以通过更加先进的实验技术加以阐释，完全开放或复杂的科学问题，可能将学生引入复杂的实验技术，超越本课程的要求和大部分学生的学习能力，反而起不到预期的效果。另一方面，过于简单的科学问题，无法调动学生的兴趣，也不能整合多个实验技术，失去了整合和系统的优势。
3.3PBL教学需要要充足的准备时间和配套的教学资源
由于PBL教学模式要求以学生为主体、强调自主学习，学生必须根据教师提出的问题进行分析，查阅大量的资料，整理、组织所得到的结果。要取得预期的教学效果，学生需要充分调研结肠癌的发病率、发病机制、基因突变等理论知识，同时要提前预习和熟悉实验步骤。只有在理论和操作都有一定程度的理解的基础上，才能有时间和精力理解这些方法内在的联系，也才能在掌握实验技术本身的基础上实现活学活用。实验教学中，PBL教学需要准备的不仅是科学问题本身，还需要准备解决科学问题本身所需的实验试剂和设备。从这个角度，选题的时候就必须考虑实验试剂的可行性。"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖"需要特殊的实验材料为β-catenin突变的细胞株，HCT116就属于这样一个细胞株，在分子生物学实验室属于常见细胞株，且104-105个细胞就可以满足一个小组的实验需求，因此容易保证实验材料的供给。针对这样的科学问题，实验材料准备是可行的；但相比传统的组织DNA提取，实验试剂的准备工作量增加很多。实际操作中，可以考虑采用临床验证过的组织标本。基于"突变β-catenin促进结肠癌细胞增殖"的PBL教学中需要一些实验衔接不同实验技术教学之间的空档，如基因转染、载体构建等。这些内容有学生独立完成需要较高的实验平台和试剂保障，所以采用示教和视频观摩的方式，即保证了完整性，又降低了难度和保障需求。最后，PBL实验教学前后步骤（实验）之间紧密联系，一个实验的失败会导致后续实验的失败或中断。这就要求：第一，教员在实验试剂准备方面要充分，及时准备好备用样本，保证实验继续；第二，实验的每一个阶段，要有严格的对照和质量控制，保证及时发现问题，寻找针对性补救措施。
4PBL应用于医学分子生物学实验课教学的展望
分子生物学的未来范文6
关键词 分子影像学 教学体系 复合型人才
中图分类号：G424 文献标识码：A
On Molecular Imaging Teaching System Construction
CHEN Duofang
（School of Life Science and Technology， Xidian University， Xi'an， Shaanxi 710071）
Abstract Molecular imaging is an emerging interdisciplinary， has become one of the most important techniques of modern life sciences， medical imaging represents the direction of future development. In this paper， molecular imaging features， combined with research in Life Science and Technology in the field of molecular imaging as well as the basis for cooperation with our university hospital， a study in teaching content， teaching models and evaluation methods， the life science and information science and clinical cross， build molecular imaging teaching system， laying the foundation for training medical complex polytechnic molecular imaging professionals.
Key words molecular imaging; teaching system; complex talent
0 引言
分子影像学（molecular imaging）是运用影像技术显示组织、细胞和亚细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其生物学行为在进行定性和定量研究的科学。①分子影像学是将分子生物学技术和现代医学影像学相结合的产物，最早由美国哈佛大学Weissleder等学者于1999年提出，经过10余年的飞速发展，取得一系列成就，已经成为现代生命科学研究最重要的技术手段之一，受到世界各国的高度重视。①②随着分子影像学技术研究工作在我国的迅速开展，具有分子影像技术背景的人才更显缺乏。医药企业、医疗设备企业、生命科学研究机构等单位对分子影像专业人才需求日趋增加，尚没有专门学科进行分子影像学人才培养。我校生命科学技术学院依托生物医学工程与生物技术专业，定位为研究型学院，分子影像为主要研究方向之一。经过几年的发展，学院在分子影像研究领域取得一定进展。学院教工由来自不同专业背景，包括生物、信息、计算机和医学等学科的人员构成，但由于当前研究成员各自的专业背景单一，成员之间尚未有机融合和深度交叉，很大程度上限制了在分子影像领域取得重大突破。而目前国内，分子影像学教材较少，分子影像学课程主要面向研究生开设，极少高校面向本科生开设分子影像学课程。③④⑤本文探讨如何借助我校信息学科与计算机学科的优势，结合我校在分子影像学的研究成果以及与医院的合作基础，将生命科学与信息学科和临床医学交叉，开展针对本科生的分子影像学教学工作，建立分子影像学教学体系，为培养理工医复合型分子影像学人才奠定基础。
1 分子影像学教学体系构建
分子影像学起源于现代医学影像学，在现代医学影像学基础上融入分子生物学，其教学体系不同于传统的工学学科和生物学学科体系。我们将从分子影像学教学内容，分子影像学教学模式和分子影像学考评方式进行分子影像学教学体系构建，目的在于建立包括基础理论―验证实验―应用实践三个层次的多学科深度交叉、理工医有机融合的综合型分子影像学教学体系，为培养基础理论扎实、实验技能过硬、应用实践广泛的理工医复合型分子影像学人才打下坚实基础。
1.1 分子影像学教学内容
分子影像学属于前沿科学，知识更新日新月异，相关资料主要来自世界各国研究小组的公开文献，缺乏全面、系统的参考教材;而且分子影像学属于典型的多学科交叉，涉及信息、生物、医学等多个学科，需要掌握各种影像原理与理论，熟悉核酸、蛋白质等大分子的形态、结构与操作，并应用影像技术进行分子生物学相关研究，课程内容繁杂，信息量庞大。分子影像学是分子生物学与先进医学影像技术结合的产物，属于典型的多学科交叉，涉及信息、生物、医学等多个学科。分子影像学内容覆盖面广、跨度大，教学内容包括：分子生物学中核酸等大分子的功能、形态结构特征并在分子水平上阐明细胞活动的规律;超声成像、CT成像、MRI成像、核素成像等临床中成熟的医学影像技术，以及光学分子断层成像、光声断层成像等新兴的医学影像技术;分子影像技术在肿瘤、神经系统、心脑血管研究以及新药研发等领域的应用。学生不仅需要掌握基本理论知识，了解最新研究进展，更要学会利用影像技术进行基础研究以及临床应用。考虑到分子影像学信息量大，教学内容以生命学院优势研究方向即光学分子影像及其在肿瘤细胞学中的应用为主线，其余内容为辅助展开。教学过程中，力争做到重点突出、内容全面和有的放矢。
1.2 分子影像学教学模式
分子影像学涉及多个学科，涵盖现代影像成像理论，分子生物学与细胞生物学以及分子影像技术在基础和临床实验研究中的应用。为了系统地学习掌握分子影像学知识，成为合格的分子影像专业人才，学生不仅需要了解分子生物学相关知识，而且需要知道靶向分子在临床中的应用前景;不仅需要了解分子结构修饰、分子标记等专业知识，而且也需要知道生物信息、医学影像等相关知识。传统的单一学科的教学模式难以满足上述需求，需要探讨新的有效的教学模式。对于多学科交叉产生的分子影像学，采用传统的单一学科教学模式难以满足要求。我院分子影像学教师来自不同专业背景，采用不同的教学模式进行协同合作教学。借助我校生命科学技术学院在分子影像学领域的研究成果以及与医院的合作基础，可以将生命科学与信息学科和临床医学进行深度交叉，开展目标明确和特色鲜明的分子影像学教学工作。对于分子生物学部分，由生命学院生物技术专业教师任教，主要采取课堂讲授以及实验演示教学方式，指导学生掌握生物基本操作技能，包括：核酸凝胶电泳、PCR、DNA测序、RNA提取与纯化、基因敲除、基因克隆等技术。对于医学影像部分，由生命学院信息专业教师任教，主要采取课堂讲授、理论推导和计算机模拟仿真等教学手段，使学生掌握医学影像的基本物理原理以及数学理论。对于应用部分，由外聘的第四军医大学第一附属医院教师承担，引导学生使用分子影像技术进行肿瘤早期诊断、心脑血管疾病诊断以及新药研发等应用研究。上述教职人员由生命科学技术学院自然基金委重大项目参与人员构成，经过前期合作研究，已进行一定程度的多学科交叉，可进行协同教学工作。
1.3 分子影像学考评方式
传统教学考评中，多注重考核学生掌握知识的多少，而不是学习知识能力的大小;注重考核学生技能掌握的多少，而不是学习技能能力的高低。这种考核体系只能反映一定时间内的学习结果，不能反映学生学习新知识、新技能的本领，难以适应分子影像快速发展的需要，这不仅使教师的教学方法陷于陈旧古板，而且使一些再学习能力、发展潜力大、动手能力强的学生长期得不到有效锻炼和培养。因此，如何将传统的考核知识与技能与考核学生掌握新知识、新技能的本领相结合，是我们需要关注的问题。分子影像学涵盖学科领域广，知识更新速度快，学生学习任务重，我们需要站在发展的角度，从学校培养学生的近期和远期效果建立合理的考评方式。对于学生学习考核，我们采用知识与能力兼顾的评价标准。该评价标准主要包括四大模块：基本理论知识、实验操作技能、进展跟踪和科研创新能力。对于基本理论知识考核，采用试卷笔答形式;对于实验操作技能，考核学生对刻度吸量管、分光光度计、离心机、电泳仪等常规仪器的操作，此外还考核学生对microCT、光学分子断层成像等学院研制的医疗影像设备的操作，以实验报告形式答题;对于进展跟踪考核，则要求学生根据教师给定的主题词，进行文献查阅及总结，以文献综述形式答题;对于科研创新，则根据教师课题或学生自主选题进行相关科研活动，以小论文或专利形式答题。总之，将采用形式多样的考评方式，对学生的综合能力进行测评。
2 总结
分子影像学是一门新兴的交叉学科，已经成为现代生命科学研究最重要的技术手段之一，代表了未来医学影像发展的方向。我校生命科学技术学院为国内最早进行分子影像学研究的单位之一，学院教师来自不同的专业背景，包括信息、生物和数学等专业，在多学科交叉方面已经积累了一定的经验。基于学院在分子影像领域的研究基础，结合我校信息学科优势，融合生命科学相关专业，本文提出建立包括基础理论――验证实验――应用实践三个层次的多学科深度交叉、理工医有机融合的创新型分子影像学教学体系。通过建立该体系，我们将使不同学科背景教师协同工作，讲授成熟的基础成像理论、分子生物学基础知识;实时跟踪分子影像学研究动向，向学生传递最新进展;指导学生进行验证实验，引导学生得出结论，从实验中引申理论知识;此外，基于理论知识以及实验操作训练，锻炼学生使用分子影像设备进行生命科学领域相关研究的科研能力。通过分子影像学综合体系的构建与实施，最终培养基础理论扎实、实验技能过硬、应用实践广泛的理工医复合型分子影像学人才。
基金项目名称：1. 西安电子科技大学新实验开发项目（项目编号：SY1359）
2. 西安电子科技大学本科教育质量提升计划教改项目
注释
① 申宝忠.分子影像学（第二版）[M].人民卫生出版社，2010.
② 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）：132-157.
③ 朱宏，董鹏，李耀武.分子影像学教学中的哲学思考[J].中国科教创新导刊，2010（2）：82-84.
