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分子生物学的主要内容范文1
分子生物学作为一门新兴学科,从生物学和生物化学中分离出来之后,发展极其迅速,应用前景极为广阔,学科之间彼此的交叉性和融合性越来越强,随着分子生物学新技术不断融入医学研究领域,尤其在癌症治疗与靶基因药物开发、流行性疾病预防、新型疫苗开发和应用、遗传性疾病发病机制探讨等方面都彰显了巨大优势。因此,医学类院校学生对分子生物学知识和技术产生了浓厚兴趣,期待用现代分子生物学技术和理论解决实践中遇到的问题。但对于中医学专业学生来说,现代生物学知识相对欠缺,实际动手能力较差,尤其将分子生物学知识和技能与中医理论进行融合、渗透是教学的一个难点,如何使学生用分子生物学知识联系专业实际,开阔专业视野,提髙解决问题的能力,已经成为中医学专业教学改革探索的重点。我们承担中西医结合临床、中医学、中药学、针灸推拿学、预防医学等专业的分子生物学理论与实验教学任务,根据不同专业的特点,从培养学生的独立分析问题、解决问题和创新能力入手,探索中医学专业分子生物学的教学模式,现介绍如下。
1全面把握教材,认真备课
分子生物学是一门新兴学科,整个教材反映了内容新颖性、理论抽象性和实验条件要求苛刻性。教师在接受教学任务后,要在课前做好充分准备,除“吃透”教材上的主要内容外,还要抓住章节重难点,根据专业特色,找到分子生物学与中医学专业的结合点。翻阅大量与授课内容有关的参考资料,掌握学科发展新动态,写出详细讲稿,制作简单易懂的幻灯片,配备典型的标本,展示典型照片和挂图等,合理安排课件内容和各教学环节时间,在每次上课前列出提纲,使每一次课的内容安排井然有序,突出重点和难点,体现科学性、专业性、生动性和易懂性。
2探索教学规律,讲究教学互动
教学是一个知识综合展现的过程,要不断探索教学规律,教学是一个不断发展的过程,要不断把新的教学手段、思想和理念贯穿到教学中;教学是一个多技巧并用的过程,要以学生为主体,激发学生的兴趣,引导学生学会主动学习,变强制接受为自觉接收,变被动学习为主动学习,变乏味学习为兴趣学习,变灌输为启发,变督促为引导,从“让我学”变为“我要学”。在教学过程中学会当一名演员,用诚恳的态度、饱满的热情投入每一次课,语言要通俗、生动、形象,声音要洪亮,语气要抑扬顿挫;在教学过程中学会当一名指挥官,要统筹全局,精心设计课堂教学,预可能出现的情况,从容驾驭课堂教学进程;在教学过程中学会当一名艺术家,随时洞察学生思维变化的态势,善于激起学生的兴趣和热情,把教学艺术渗透于教学的每个环节;在教学过程中学会当一名引路人,不断把科研中取得的新成果与课程内容衔接起来,使学生在学习中了解科研前沿与所学专业知识之间的联系,感悟出科学创造的技巧和着眼点,激发自身思想创新、知识创新。例如,在分子生物学教学过程中,讲到DNA双螺旋结构时让学生联想麻花,在讲到蛋白无规则卷曲时让学生联想厨房使用的钢丝球。同时,给学生提出问题:中西医结合有什么意义?中医五行理论与基因表达调控的时间性和空间性有什么联系?分子生物学技术与中医诊断技术的互补性在哪里?尽可能让学生结合专业,联系实际,拓宽思路。
3改革教学方法,提高教学效果
打破传统的教学方式,采取多种授课形式。例如,选取合适的内容让学生试讲,其余学生提问,教师点评;让学生根据已学内容写小论文,总结内容之间的联系,并结合专业阐述这些理论的实际应用;围绕授课内容提出热点问题,开展课堂讨论,让学生利用图书馆、网络等资源查找资料,提高学生学习的能力,例如可提出以下问题:转录和翻译的关系?中药对生物信号传递影响的路径和关系?中药多靶点、多路径和多方位作用与信号传递的关系?
讲授过程中密切关注学生的思维变化,用积极的心态精心设计每次课,提高教学效果。
4将科研体会与学术报告融入课堂
分子生物学是一门实验性很强的学科,理论和实验操作之间有密切联系,许多理论来源于实践。结合科研过程中的PCR技术、回收、转化、蓝白斑筛选等,给学生阐述核酸结构、DNA复制、RNA转录、蛋白翻译、细胞信号传递等,会使学生对相应的理论知识掌握得更牢固,理解得更深刻。
在教学过程中抽出几个学时,采用讲座的形式将分子生物学一些前沿知识介绍给学生,如“糖尿病的发生分子机制与中医疗法”、“PCR真的是魔鬼吗?”等,开阔学生的专业视野,激发学生对分子生物学的学习兴趣。
5考核要全面,评估要综合
考试是考查学生学习效果、教师教学质量的重要手段,坚持将考核贯穿于整个教学过程中,充分调动学生在整个学习过程中的积极性。注重平时考核,包括出勤、课堂发言、讨论、作业、讲课、实验操作等多项内容。在教学过程中,教师结合中医学专业的特点布置作业,对学生的每一份作业都认真批改;结合中医学专业和分子生物学知识在课堂提问,对学生课堂发言和讨论发言的情况做详细记录。实验过程中,通过抽查学生的预习报告、随机提问、观察学生的实验操作和查看实验结果等方法对学生的实验打分。制订多种考核方案,在期末考核中,除了闭卷考试,还增加了分子生物学与中医学知识的小论文写作。
分子生物学的主要内容范文2
【关键词】分子生物学 课堂教学 实验教学
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)26-0018-01
分子生物学在生命科学相关的学习和研究中具有十分重要的作用,课程的内容具有科学性、先进性和趣味性,反映了本学科领域的最新科技成果。很多与生物相关的专业都开设了该课程,然而,该课程内容庞杂、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掌握。
为了便于老师更有效地教学以及学生更好地掌握该课程,我结合多年分子生物学教学工作经验提出如下几点建议:
一 紧抓基础知识,教学方式多样化
现代生命科学的各个领域,都在越来越多地用分子生物学的理论和方法研究一些深层次的问题。因此,分子生物学已经成为当前生命科学中发展最快并正在与其他学科广泛交叉与渗透的重要前沿学科。分子生物学是一门从分子水平研究各种生物大分子作用的机制,其中涉及DNA复制,转录及翻译等生物学的基本概念,这些概念也许已经从其他课程中有所了解,为避免重复,应着重从分子水平来认识。建议老师在教学过程中多做强调和归纳,并要求学生自己总结和完成相关的练习和作业,便于巩固记忆。
针对该课程具有内容多、抽象、难理解的特点,笔者建议在教学过程中采取多样化、立体化、动态化的教学方式。
1.多样化
上课形式不应只拘泥于教师讲、学生听的教学模式,而应使其多样化,如教师对于重点内容做板书,画图讲解,对于十分重要的分子机制,采用穿插视屏教学,对于需要详细了解其结构的物质,在条件允许的情况下,以实物模型讲解,以便于学生理解和掌握。
2.立体化和动态化
教学过程中多采用视屏或Flash教学,图文并茂能使抽象的东西具体化,多媒体的辅助使用能更好地在课堂上演示许多用语言难以描述的生命本质现象,使学生能在最短的时间内理解和掌握复杂的分子生物学原理。另外,许多生命活动都是动态的过程,采用动态的Flash教学,不仅简洁易懂,而且更容易让学生了解生命活动的真实情况。
二 实践与理论相结合,注重实验课程的教学
分子生物学是一门操作性很强的课程,很多机制的发现都是通过实验得出的。实验教学是对理论理解和技术方法学习的有益补充,是分子生物学课程教学中的重要环节。但在进行实验教学的过程中有两点问题:一是分子生物学对实验设备、药品及实验条件要求较高,因此只能开展部分经典的实验,以期让学生掌握基本的实验操作方法。二是实验之间连续性强,每一次实验的结果都会影响下一步实验的进行。在实验的教学过程中发现,很多学生因为过程中的一步操作不当导致实验无法进行。以上因素都会影响实验课程的教学,针对以上情况,提出如下建议。
1.创新实验教学方法
教师应在实验课教学之前要求学生对实验内容,原理等提前了解,实验过程中密切指导学生,及时纠正和处理学生的错误操作。试验结束后,要求学生按要求写实验报告,尤其注重反思总结实验失败的原因。教师应及时与学生进行沟通,解答疑问。尤其应注意学生实验素质培养的内容,加强实验技能训练的同时,多注重培养学生严肃、严密、严谨的科学态度。在掌握基础操作之后,教师可以将学生分组,让他们围绕相关课题自己设计实验。这种方法不仅能让学生巩固实验的基础操作,熟悉运用实验设备和方法,更能调动学生的积极性和创新性,更好地将理论知识与实践结合起来。
2.改革实验的考核方法
很多学校虽然都开设了分子生物学的实验课程,但由于学时少,采取以上交实验报告的形式来作为对学生实验动手能力的考查,这种考核方式是不可取的,撰写实验报告的能力并不能代表实验动手能力,它只能作为实验考核的一部分,而且会养成部分学生的惰性,不注重将实验动手能力作为一种能力来培养。因此,建议改革实验课程的考核方式。
实验考核应以理解基本理论知识,学习和掌握基本实验技能;通过综合性实验,锻炼合理、独立完成一系列实验的能力;通过开放性实验,自主完成实验内容、实验方案、实验技术设计为目标。考核方式包括平时实验课表现,基本实验技能考查,实验基本知识及综合实验能力等各占不同比例来综合评价。实验教学是该课程教学中不可忽视的环节,建议教师应注重实验内容的设计,改善实验课程的考核方法,学生的动手能力必能得到实质性的提高,养成严谨求实的科学态度。
参考文献
分子生物学的主要内容范文3
关键词:生物科学专业;分子生物学实验;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)11-0038-02
21世纪是生命科学的世纪,作为生命科学的重点学科,分子生物学有着举足轻重的作用,而实验教学作为理论教学的重要补充和发展,是培养学生理论与实践相结合、掌握基本技术、提高科学思维能力和独立操作能力的有效方法。高等教育实施素质教育要以培养学生的创新精神和实践能力为重点,培养学生的科学精神和创新思维习惯,重视培养学生收集处理信息、获取新知识、分析和解决问题的能力。本文旨在结合当前高等教育改革形势,以及现代生物科学理论与技术的迅速发展,对所开设的分子生物学实验在技术方法水平、培养学生综合素质及创新思维能力、实验考核体系等方面进行改革,使我校生物科学专业分子生物学实验教学更上一个台阶。
一、针对生物科学专业特点完善实验教材
生物科学专业人才培养是发展国家生物高新技术产业的关键,同时与农业、林业、畜牧业、渔业、轻工业和医药卫生的发展密切相关,因此,生物科学专业人才培养质量的好坏,与国家的经济建设密切相关。长期以来,各重点综合性大学对生物科学专业人才的培养,根据培养目标与培养规格,进行了有益探讨,形成了相对合理的人才培养方案。而目前国内出版的分子生物学实验指导教材多侧重于基因重组与蛋白表达方向的实验项目,没有专门针对生物科学专业方向的学生编写的实验教材,不适合在生物科学专业本科生教学中应用。我们通过多年的实践教学并结合生物科学专业特点,结合生物科学专业教学大纲和生物科学技术发展状况,使教材更加符合生物科学专业方向学生的认识和发展规律,又具有新颖性、趣味性和一定的综合难度;同时我们改变传统教材的编写模式,增加新的编写思路,将经典的验证性实验,与代表学科前沿或从生产实际中转化而来的综合性、设计性实验内容结合,从单纯的验证理论转移到加强学生的实践训练上来。使实验背景资料、实验原理、基础技能、实验目标、材料准备等内容更加描述详尽并通俗易懂,更加适合学生阅读并实践。
二、加强分子生物学基本实验技能培训
分子生物学实验是实践性非常强的一门课程,加强分子生物学“基本知识、基本理论、基本技能”方面的能力训练是提高生物科学专业学生综合素质的前提和必要条件。基本实验技能主要是培养学生正确规范扎实的实验技能、严谨科学的实验态度和良好的实验习惯。因此我们针对生物科学专业的学生开设了分子生物学基础实验技能实验,将微量可调移液枪的使用,PCR仪的使用,电泳槽的使用,高速离心机的使用,LB基础培养基的配制、植物基因组DNA的提取、PCR反应程序的设置及PCR反应的运行、琼脂糖凝胶的制备、加样、电泳以及凝胶成像、结果观察等基础技能编写到学生实验课教材中,图文并茂地详细阐述操作方法、操作步骤、技能要点、仪器设备等,此外组织录制实验操作演示录像,制作多媒体实验课件等作为教材的辅助材料。专门设置基础技能开放训练室,配制必要的实验仪器和药品,全天开放,学生可以利用业余时间练习,并且安排专门时间对学生进行基础实验技能考核。结合分子生物学课程体系的总体规划和目标,创建了一个以科研探索为主体的开放性实验教学平台。以学生实验小组的形式开展灵活多样的业余科研活动。首先制定切实可行开放性实验计划,由学生以小组的形式在老师指导下查阅资料、设计实验方案。在此基础上,进行实验项目的汇总,然后准备开放内容及相关实验项目,择优进行多层次的学生研究性和探索性实验。优化整合分子生物学基本实验技术,要求学生完成药品准备、培养基制备等过程,让学生理解和明白实验的原理和完成实验的关键点,做到充分让学生自己动手、自己观察、自己讨论、自己总结,加强学生“三基”培养。这样一个全过程综合了微量可调取液器、旋涡振荡器、高压灭菌锅、PCR仪、台式高速离心机及微量离心机的使用、微波炉、电泳槽和电泳仪、凝胶成像仪等仪器设备的操作和溶液制备。通过综合性、设计性实验不仅调动起学生学习的主动性和积极性,而且可以培养学生的科学创新精神和实际动手能力,有利于学生个性的发展和素质的提高。此外,指导老师课前认真备课,做好预备实验,明确每个实验的重点和难点,对实验的基本技术、操作要领和注意事项要重点讲解,对关键技术环节和操作要进行示范,使学生做到规范操作,达到提高学生“基本知识、基本理论、基本技能”能力的目的。
三、结合生物科学专业特点优化实验教学方法
目前分子生物学实验指导书中的实验内容大都是验证性的,学生按照实验指导书按部就班地操作,实验报告按固定格式填写。使学生的能力培养受到限制,因此我们在教学方法方面进行了改革。每次实验前要求学生进行预习,了解实验要求、步骤等。在实验前我们对实验中的一些主要内容和一些容易出错的问题进行提问。并且把回答问题的情况记下来,以便以后给成绩时作参考。实验前进行30分钟左右的讲解,主要解释实验中出现的关键概念,使学生更加明确实验目的。同时利用实验间隙对个别同学进行单独辅导,尽量使学生在课堂上产生的疑惑在课堂上解决。每次实验前,集中讲解实验原理,把本质问题讲解透彻,同时分析实验步骤,并针对关键操作、技术难点或容易误解之处进行演示,使学生能更好地掌握实验原理和技术,并在实验前做到“胸有成竹”。这样不但调动了学生的学习主动性,还培养了学生的独立思维和判断性思维能力。重视实验原理、方法步骤和注意事项的讲解,用简单的比喻来加强学生对抽象理论的理解,做到通俗易懂。对于仪器台套数有限、指导教师少、学生人数多等突出问题,减少每组开课人数可有效缓解众多学生与有限的教学资源之间的矛盾,提高实验教学的质量。
四、针对生物科学专业,完善实验考核体系
目前我校分子生物学实验还没有纳入单独考核范围内,在实验项目分类、教学内容、考核方式以及成绩划分等环节上缺乏整体布局设计,制约了实验教学内容的整合,影响考核体系的建立。实验教学考核是客观评价学生所掌握的理论和技能的重要手段,也是提高实验教学质量的有效措施。分子生物学实验应注重全面考查生物科学专业本科生的素质,不仅要考查学生所掌握的基本知识和技能,还要考查学生独立思考和综合运用的能力,以及在实验操作中表现出来的认真的态度、实事求是的科学作风和团队合作精神等。以“公平、公正”为原则,不断探索和完善实验考核体系。针对生物科学专业特点我们建立了一套较为科学合理、客观公正的实验成绩考核体系。针对平时成绩制定了课堂成绩、实验报告成绩的考核标准;对实验考试制定了操作考试题目的出题思路和笔试各题型的适用范围,给出了考核体系的实施,增强了教师的责任感,激发了学生的学习热情,调动了学生学习的积极性,提高了实验教学质量。过去,学生只要来实验室做实验,实验成绩就通过了。这样做显然是很片面的,很难调动学生的积极性。针对这种情况我们改革了考核办法。评定考核成绩(占40%),书写实验报告成绩(占40%),实验前的预习、提问的成绩(占10%),在实验考试中学生的独立操作能力和熟练程度(占10%),综合以上几个方面客观地评定成绩。由于成绩评定过程比较客观,减少了教师的主观随意性,学生感到公平、合理。近3年来,我们进行的一系列的实验教学改革,取得了一定的成绩。我们对学生进行了问卷调查,调查结果显示,95%以上的学生欢迎和支持实验教学改革,并对以后的教学改革提出了宝贵的建议。
参考文献:
[1]杨清玲,陈昌杰,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,(01).
[2]曹华,裴鹏,等.分子生物学实验教学中创新能力的培养[J].医学教育探索,2006,5(6).
[3]冯尚国,王慧中.分子生物学实验教学改革初探[J].科技资迅,2010,(17).
分子生物学的主要内容范文4
课程群选择了最能体现生物科学研究理论素质和综合素质培养的五门课程构建网络教学平台。该基础课程群中,《植物学》及《植物生理学》从植物的分类、结构、生理特点等方面介绍生物学研究中必备的植物学知识基础;《动物学》介绍生物学研究中动物材料的分类、结构;《生物化学》从物质组成及物质代谢规律方面深化学生对生物体的理解并使学生掌握生物学检测的基本方法;《分子生物学》从遗传信息的传递角度阐述生命科学的最新理论和研究进展,同时《生物化学》为《植物生理学》、《分子生物学》的学习提供理论基础和实验技能。该课程群的设计理念是使生物科学专业学生认识生命科学的研究对象,研究的基本理论、基本技能和基本方法,使学生一定程度上掌握发现生命科学问题,并提出解决问题的思路,形成“大生物”的理念,成为系统全面地掌握生物学基础理论和实验技能,且基础扎实、创新能力强、可持续发展的应用型人才。在各门课程的教学中注意各二级学科知识点的交叉,同时追踪学科前沿,及时把最新发展和教研教改成果引入教学,课程群的建设同时为后续课程以及相关专业提供动物和植物的分类、生理、物质组成和遗传基础。
2课程群优化建设措施
课程群建设是课程组合知识体系的重组,同时也是对教学大纲和教学计划的再设计,课程群的建设离不开精品课程建设和优秀师资的培养。
2.1理论课程的整合
“生物科学专业基础课程群”教学团队主讲教师经过多年的教学实践和沟通,在各门课程互通有无的基础上,整体优化教学内容,避免交叉性内容的重复。对于在前序课程中已经出现的交叉内容,主讲教师通过适度引导方式,引导学生巩固和复习,重点强化交叉知识在新课程中的运用和扩展。这样既克服了学生的厌学情绪,又强化了对知识的运用,激发了学生的学习兴趣,提高了教学效果。生物化学是生物科学专业学生的主要专业基础课,不但内容多,而且难度大,且与分子生物学的有些内容高度重复。因此,有必要对教学内容进行整合和优化。生物大分子中糖类、脂类、蛋白质和核酸等物质的结构、功能及代谢等内容在生物化学课中讲授,而复制、转录、蛋白质翻译和基因表达调控等在分子生物学中讲授。生物化学中涉及的光合磷酸化的内容则在植物生理学中重点讲述。教学内容的重组可以避免课程内容交叉、重复,使知识的系统性、连贯性增强,缩短了相应课程的理论教学学时,保证了在压缩学时的情况下,有效地提高教学效果和效率。
2.2实验课程的整合
实验课程的整合主要体现在《生物化学》、《植物生理学》和《分子生物学》的实验教学中,为了整合学院实验教学资源,最大限度地利用现有的实验教学资源,每学期以实验内容论证的方式,优化整合课程群中实验教学内容。例如,把生物化学的酶学实验和植物生理学中的植物抗逆性实验整合在一起开设,既使学生掌握了酶的分离纯化、活性鉴定的方法,也开拓了学生的眼界,增强了学生对酶活性测定在实践中应用的理解,同时节约了资源。在生物化学实验中强调蛋白质的分离、纯化的鉴定,而把核酸提取和检测与分子生物学的相关内容整合在一起,这样既避免了实验经费的浪费,也大大增加了实验项目的数目。在植物学实验中开设显微镜使用方法课程,而在动物学实验中不再设计显微镜使用方法的课时。在动植物野外实习中,将动物学实习和植物学实习结合在一起。同时,在实验教学中采取“4+3+3”的内容设置,即基础性实验占40%,让学生掌握一些基本实验仪器的使用和基础理论知识的验证,综合设计性实验和创新性实验各占30%。综合设计性实验是在掌握基本实验技能的基础上,自行设计实验方案,并检验方案的正确性与合理性;创新性实验是对从未做过或还未完成的科学研究进行的探索性实验,结合学院教师的科研课题进行。通过3种承载不同教学目的实验的开设,巩固理论知识,初步使学生建立设计实验方案的思维方式,熟悉各类实验室仪器设备的使用方法,提高实验技能技巧,掌握获得实验数据的手段和方法,使学生学会实验数据的处理方法,培养学生的综合素质和创新能力。
2.3教学队伍建设
师资队伍建设是课程建设的主要内容之一,以课程群为载体建设教学团队,可以使团队成员更好地进行教学技能的沟通、课程内容的整合以及课程结构体系的把握。根据课程特点,结合教师专业学科背景及教学经历,遵循“老中青”结合及“以老带新,以老带青”的原则,鼓励年轻教师以主讲教师助教身份听课、批阅作业熟悉教学工作。其次,鼓励年轻教师通过访学及攻读博士学位的方式深造,聘请学术带头人和学术水平较高的客座教授,引领教师整体教学、科研素质提高。经过几年的师资队伍建设,生物科学专业基础课程群形成了由教授、博士、教学骨干组成的一流的师资队伍。
2.4改革教学方法和教学手段
在课程群建设中,在教学方法和手段上进行了多方面的探索和改革,在各门课程讲授基本理论的同时注重向学生传授科学的学习方法,培养学生把握学科的思维方式和研究方法,如在生物化学糖酵解内容讲述过程中,首先将糖酵解途径的研究历程展现给学生,在这一过程中,使学生了解了生物科学研究的基本方法,同时培养了学生的研究思维,更培养了学生对科学研究的兴趣。随着计算机的应用,多媒体教学在当代教学中正发挥着越来越重要的作用。通过PPT和动画的应用,将难理解的、枯燥的内容通过精美图片、动画短片生动地展现出来,从而使枯燥乏味的课堂内容变成生动有趣的探索过程,有效提高了学生的学习兴趣。如在植物学教学中,将历年野外实习中拍摄的植物图片制作成课件,使理论内容的讲解更生动。在利用多媒体教学的同时,也积极运用传统的板书教学,如在生物化学教学中,将三羧酸循环的内容设计为传统的板书教学,强化了学生对这部分内容中物质结构变化的理解。此外,课程群的所有课程在开课前将所有信息,如教学大纲、教学方案、实验计划、实验课件、理论教学课件等上传到德州学院网络教学平台,有助于学生根据教学进度自觉地进行预习、复习。
3结语
分子生物学的主要内容范文5
关键词:生物学网络技术 环境污染 应用
在当今社会,由于全球人增地减、资源匮乏,人类对环境的依赖性愈来愈强烈 随着人类的生活要求和工农业生产的迅速发展, 量人工合成的并难以被天然微生物迅速降解转化的污染性化合物进入到自然环境中,成为严重威胁人类及其他生物正常生存发展的土壤污染区,污染还导致资源环境中生物重组,使物 的分布与 度均发生深刻的变化,致使系统变得越来越脆弱,降低了生态系统的功能稳定性。因此,治理破坏环境生态的各种污染,已成为世界各国普遍关注并努力攻克的热点问题。最近20年间,以核酸技术为主要内容的分子生物学技术的广泛应用,在揭示生物多样性的研究中提供了新的方法论,开拓了分子生物学与生态学交叉领域。通过检测生物自然种群DNA序列多态性,鉴定 体的基因型,在基因水平评价种群遗传分化,并在分子水平阐述分子适应等生态问题的机制, 好地揭示生物与环境之间的生态学意义,为污染环境的生物修复提供理论依据。
一、生物分子生态学技术
可直接用来探测溶液中、细胞组织内或固定在膜上的同源核酸序列)由于核酸分子杂交的高度特异性及检测方法的高度灵敏性,使得核酸分子杂交技术广泛应用于对环境中的生物的检测,定性、定量分析它们的存在、分布、丰度和适应性等研究目标。
基因探针方法学利用了DNA能变性和重退火的特性。要做 个基因探针,所研究的这个基因的DNA顺序必须清楚。这个基因对一特定的微生物种可能是独特的,在这种情况下,这一DNA顺序就有利于检出那种微生物体。或者,这个基因可能编码一种某一代谢途径独特的酶,从这样一种序列构建出的基因探针就有可能指示土壤或水样品中一群细菌的潜在活性。这类探针可定义为功能性基因探针。例如,由编码固氮作用的酶的DNA序列可做成基因探针,这样的探针就可以用于测估特定的土壤中是否含有携带固氮基因的细菌。随后,还可以构建另外的探针,用以测定这些机体实际上是根瘤菌属或固氮螺菌属的一些种,或者是蓝细菌。这一基因甚至可能对所有的细菌来说是通用的,因而使检出所有已知细菌成为可能
二、信息技术与物理学科整合的内涵 信息技术:是指在计算机与通信技术的支持下,用以采集、存贮、处理、 传递和显示包括文字、数据、声音、图像在内的各种信息的一系列现代化技术。 从中学教学过程中所使用的信息技术来看,信息技术主要是指利用计算机进行 的多媒体技术及网络技术。 从教育技术的发展来看,信息技术与课程整合的内涵:是要求在先进的教 育思想、理论的指导下,把计算机及网络为核心的信息技术作为促进学生自主 学习的认知工具、情感激励工具与丰富的教学环境的创设工具,并将这些工具 全面地应用到各学科教学过程中,使各种教学资源、各个教学要素和教学环节, 经过整理、组合,相互融合,在整体优化的基础上产生聚集效应,从而促进传 统教学方式的根本变革,也就是促进以教师为中心的教学结构与教学模式的变 革,从而达到培养学生创新精神与实践能力的目标。
三、信息技术与初中物理教学整合,以建构主义理论为理论支撑 建构主义认为,知识不是通过教师传授得到,而是学习者在一定的情境即 社会文化背景下,借助学习是获取知识的过程其他人(包括教师和学习伙伴) 的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得。因此建构主义学 习理论认为“情境”“协作”“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要 、 、 素或四大属性。学习环境中的情境必须有利于学生对所学内容的意义建构。这 就对教学设计提出了新的要求,也就是说,在建构主义学习环境下,教学设计 不仅要考虑教学目标分析,还要考虑有利于学生建构意义的情境的创设问题, 并把情境创设看作是教学设计的最重要内容之一。由于多媒体技术和网络技术 可以作为建构主义学习环境下的理想认知工具,能有效地促进学生认知地发展。 因此,信息技术与课程整合的理论基础是建构主义。
四、信息技术与物理学科整合的优点 信息技术与物理学科整合能够发展学生利用各种媒体收集和处理物理科学 信息的能力;发展学生比较、判断、推理、分析、综合等的思维能力,初步形 成创造性思维品质;达到能够运用所学到的物理学知识评价和解决某些实际问 题的目标。信息技术与物理学科教学相整合,其主要优点是: ⑴整合丰富了课堂教学手段。信息技术中图文并茂、丰富多彩的知识表现 形式,能克服传统物理教学中语言描述具有不确定性、文字说明比较抽象乏味、 实验演示只能给学生以结论的缺陷,有利于激发学生的学习兴趣。 ⑵整合突出了学生的主体性。信息技术能够突破教育环境的时空限制,使 学生在特定的接近现实的情景中,主动地获取知识,学生从被动听讲的接受者, 转变为主动参与的学习主体。 ⑶整合更适于创设探究情境。超文本特性与网络特性的结合,提供了极丰 富的信息资源,构成进行自由探究和自主学习的开放环境,能有效地培养学生 自主发现、探索的学习能力,有利于发挥学生思维的主动性,实现培养创新精 神和促进信息能力发展的探究式学习。 ⑷整合落实了因人施教原则。借助人机交互和参数处理技术,建立虚拟学 习环境,能对教育信息及时收集与反馈,使表现方式和节奏更符合学生的学习 进程,从而为实现物理教学过程中的因人施教提供技术支持和保障。
五 结语
从污染环境微生物分子生态学的研究进程可见,分子生态学技术的应用不仅扩大了环境微生物的研究对象,促进了微生物结构生态学研究,更重大的突破是有助于更深入、更多地了解生态学过程,使得以功能基因为基础的功能生态学研究成为今后污染生态学领域的新方向$特别对污染胁迫下的微生物,研究功能基因在环境中的表达调控,可更真实、准确地揭示微生物的生态关系,明确生态系统的结构与功能,即生态系统中一系列基因的相互作用。进一步通过基因工程操作将某些不同生物体中控制有用的生物降解途径或酶的微生物异化代谢基因带到同一寄主中,按照设计的生物代谢途径运行,以实现对环境污染物或特定毒物的降解,从而显著地或彻底地改善微生物在污染环境修复中的功能。
参考文献
[1]. 倪丽娜等. 现代生物技术在环境微生物学中的应用. 氨基酸和生物资源, 2002年第24期.
分子生物学的主要内容范文6
关键词:进化生物学;教学实践;选修课
进化生物学是一门综合性较强的学科,对动物学、植物学、遗传学、分子生物学、行为生态学等学科都有所涉及。迈尔认为,进化论是生物学中最大的统一理论;杜布赞斯基认为,如果不借助于进化的观点,生物学上的事情就变得情理不通。由此可见,学习进化生物学有助于提高人们的认识,对学生认识事物的发展规律大有裨益。
一、进化生物学课程的特点
进化生物学的目的主要是推断生物过去的发展历史并解释生物进化的原因和机制。该课程特点包括:1)涉及学科门类多。该学科广泛吸收生物学各分支学科的成就,特别是将进化与生态学、分类学(系统生物学)、行为学、分子生物学等结合起来,研究有关的生命现象,涉及生物类群的范围和结构层次也十分广泛;除生物学方面的知识之外,还广泛涉及地质学、化学、物理学等学科的内容;除自然科学之外,还涉及到社会科学的许多内容[1];2)内容比较抽象、讲述的故事古老,在现实中难以再现;3)不重视基本概念的阐述。进化生物学的学习需要以多个学科知识为基础,以进化的观点把各学科的知识串联起来,侧重生物学现象的起源和进化,也正因为这样,对有些基本概念、基本原理的阐述稍显简略。4)理论性较强、学派众多。进化生物学叙述的是生物学中的一般规律性问题,学习时要注意把握其精神实质,不要过多涉及功能生物学(包括形态学、生理学、遗传学、生物化学等实验性学科)方面的内容,从而忽略了从理论观点上的提高进化生物学;各个学派有不同的观点,学习时需分析比较各个学派的特点,取长补短[1]。
二、进化生物学课程在农学专业学生中开设所遇到的问题和解决办法
(一)遇到的问题
在本次教学实践,是在农学专业本科生中讲授进化生物学,并且该门课程作为选修课。教学过程中遇到了一些问题:1)授课对象的知识结构不完善。本次授课面向的学生专业为农学专业,该专业在专业设置上侧重对宏观生物学知识的学习,而对微观生物学知识了解得比较少,对微观生物学知识理解困难。农学专业学生学习的课程主要集中在动物学,植物学,生态学,生理学,行为学以及作为选修课的分子遗传学,所以在讲授微观知识时学生会感到抽象难懂,甚至完全听不进去。2)作为选修课,学生不重视。进化生物学这门课程只是作为一门基础选修课来开设,而基础选修课考核相对轻松,一般采取课程论文考核或开卷考试的方式。没有闭卷考试的压力,学生在心理上会比较放松,容易轻视对该课程的学习。甚至有的学生在课堂上做一些与课堂教学无关的事情,比如在课堂上写别的课程的作业。
(二)解决的办法
针对以上的问题,提出并实践了如下的办法:1.结合学生的知识结构特点选择合适的教材本次教学实践选用的教材是由沈银柱、黄占景编写,高等教育出版社出版的《进化生物学》(第3版),该教材分成十二章,内容分别是:进化生物学的由来及现状,生命及其在地球上的起源,细胞的起源与进化,生物发展史,生物表型进化,生物的微观进化,物种的形成,生物的宏观进化,生物遗传系统的进化,分子进化与分子系统学,人类的起源与进化,生态系统的进化[2]。主要内容包括两个方面,即对生物的过去发展历史进行推断和对进化原因、机制的解释。该教材系统性、理论性和条理性较强,对问题的阐述简明扼要,系统地介绍了进化的知识,总体上侧重对宏观知识的讲述,对应授课对象的知识结构。2.合适教学内容的选择、正确教学手段的使用进化生物学的知识包括推断生物进化的历史,涉及到的知识比较古老,学生仅凭想象很难再现当时的情形,比如生命及其在地球上的起源、细胞的起源与进化、生物发展史等章节的内容,对于此类知识的讲授,可以选择增加一些与课程相关的纪录片、探索片等。这就需要教师课前收集有关生命起源与进化,生物发展史的读物与网络资源,借鉴国内外大型探索、科幻和纪录片,利用现代信息技术,用通俗易懂的语言、生动活泼的形式、图文并茂的内容,制作《进化生物学》系列多媒体课件[3]。这部分内容还可以采用翻转课堂的教学模式,让学生在课外学习,通过网络和教材自己去获取知识,在课堂上对所学到的知识进行探讨。而在阐述进化机制时需要介绍微观进化、遗传系统的进化、分子进化与分子系统学的知识,这部分内容因为学生的基础较薄弱,可以考虑对这三个章节的内容做适当压缩,侧重对基本概念的理解,对教材中阐述得不够详细的概念进行补充与扩展,同时通过播放一些小视频来对基本概念和普遍现象进行讲授,比如可以用视频、动画的形式来帮助学生理解什么是遗传物质,以及DNA的复制、转录和蛋白质翻译过程,以此降低学生学习的难度。3.设置与课程内容相关的有趣的问题进化生物学因其理论性较强而容易让学生学起来枯燥无味,对此,可以通过设置问题的形式把一些理论知识跟现实生活中的现象结合起来,让学生进行探讨,激发学生兴趣,活跃课堂气氛。设置的问题比如,从进化生物学的角度解释“爱国是文化使然还是生物本能”“为什么优雅、风趣的人更吸引异性”“从进化角度讨论人为什么要谈恋爱”。另外,还可以深入了解学生在以前的学习过程中,参加过哪些野外实习,接触到什么动物和植物,把进化知识与学生的野外实践经历联系起来。4.结合科研实例进行讲授教师可以选取当前进化生物学研究中比较有趣的研究论文来给学生进行讲授,或者结合教师自身的研究来举例,比如曾经做过哪些与进化有关的研究,想法如何产生,采用什么样的研究思路,得出什么研究结果,对结果如何解释,研究过程中遇到哪些有趣的故事,实践证明,通过将科研故事与进化生物学研究实例结合起来穿插在课堂教学中讲授,能对学生的兴趣提升起到比较好的效果,学生还会积极主动发表自己的看法,整个课堂气氛异常活跃。此外,通过带领学生参观进化生物学研究实验室,让学生对进化生物学的研究氛围有所体会也不失为一种好的办法。5.鼓励学生阅读文献,了解最新科研动态要学好一门课程,光靠教师在课堂上讲授是不够的。学生还应该在课外积极主动阅读相关的书籍或者是科研论文。关于阅读课外文献,教师可以事先准备好与本次课内容相关的一些经典文献,也就是对基本概念和基本原理的定义、来龙去脉阐述较为清楚的文献,在课堂上向学生推荐,也可以指导学生自己去查阅。另外,鼓励学生了解最新科研动态,让学生知道目前所学的知识在科研上有哪些研究方向,研究进展如何,以此激发学生的学习兴趣。生物学的研究发展较快,需要经常关注研究前沿,更新知识储备。所以,教师也可以向学生介绍本学科领域的权威刊物,并且要求学生网上订阅并浏览这些刊物,以便随时了解与本课程相关的研究领域最新发表的论文和最新的科研动态。总之,进化生物学作为选修课来开设,应体现出选修课灵活的特点,以学生现有的知识为基础,对一些理论性较强、学生理解较为困难的知识可以大胆取舍和压缩[4],着重对学生整个知识框架的构建,激发学生的学习兴趣,指导学生如何学习,在知识框架搭建完成后,学生对自己特别感兴趣的知识可以在课外进行深入学习。
[参考文献]
[1]李晓晨.进化生物学课程特点及学习方法指导[J].当代教师教育,2002,1:116-117.
[2]沈银柱,黄占景.进化生物学[M].第三版.高等教育出版社,2013.
[3]范宏英,龙北国.开设《生命起源与进化之谜》选修课的教学实践[J].西北医学教育,2008,6:1162.