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分子生物学的认识范文1
分子生物学是一门在分子水平研究核酸和蛋白质等生物大分子的形态、结构、遗传信息传递规律及基因表达调控的科学。它是21世纪生命科学领域发展最迅速的学科之一,极大地推动着整个生命科学的发展[1]。目前,分子生物学是我国高等院校生物、医学类学生的专业必修课,也是化学、物理、材料等专业的选修课。
然而,从中国西部高校—塔里木大学生物类专业学生的分子生物学成绩,以及每年报考研究生的考试科目选择看,学生对分子生物学的学习效果和质量并不好。该校生物类专业学生每年分子生物学平均成绩均在70分左右,在他们报考研究生时,无论是否选择分子生物学相关专业,常常避开分子生物学考试科目。这对学生今后无论是在生物领域进一步深造,或在工作岗位应用分子生物学知识解决实际问题,都带来了极大的问题和困难。
因此,为了解导致塔里木大学本科生物类专业学生学习分子生物学效果差的原因,也为今后教师更好地开展分子生物学教学工作和提高教学质量,本论文采用调查问卷的形式,对学生分子生物学的学习动机、学习兴趣、学习主动性、学习方式以及教学内容和方式等问题进行调查,在分析调查结果的基础上,为更好地进行分子生物学课程的教育教学改革提供有益思路和借鉴。
塔里木大学是一所偏重农业的综合性大学,分子生物学是该校生物技术和应用生物科学本科专业学生的必修课程,在第三学年第一学期开设,总学时为60学时,教学周期为16周,每周上4节课。此前学生已经学习了分子生物学的先导课程—生物化学、细胞生物学和遗传学,对核酸和蛋白质的结构具备一定的知识基础。本次问卷调查采用不记名方式,对象为塔里木大学生命科学学院生物技术专业(简称生技)和应用生物科学专业(简称生科)2014届本科生,共4个班级97人。其中生技2个班,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个班,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、学习动机
学习动机作为一种非智力因素,是引发和维持个体学习活动,并将学习活动引向一定学习目标的动力机制,通过学习兴趣和态度等间接地影响学习效果和学业成就[2]。调查发现,在对分子生物学重要性的认识方面,分别有97.1%和95.6%生技和生科的学生认为该课程对本专业重要或非常重要,分别只有2.9%和4.4%认为不重要。可以看出,这两个专业的绝大多数学生在学完分子生物学的先导课程后,对开设分子生物学的重要性有足够认识,说明他们具备学好分子生物学的潜质和基础,这为他们提供潜在的学习动力,只是由于其他因素这种动力尚未被激发出来。此外,个别学生对分子生物学的重要性认识尚有不足,这必然会导致他们学习动力的缺乏。因此,需要教师在开始讲授分子生物学绪论时,通过课程介绍以及列举实例等形式,详细讲述这门学科对整个生命科学的发展、生命奥秘的揭示、前沿技术的研发以及现代社会的影响,提高学生对分子生物学重要性的认识。由此看来,绝大多数生技和生科专业的学生虽然肯定了分子生物学课程的重要性,但总体成绩仍然较差,或不愿选择其作为自己喜好学科,说明对分子生物学重要性的认识并不是导致学生学习效果差的主要原因。
二、学习兴趣
兴趣是最好的导师,是一种积极探究的倾向,也是创新能力的源泉[3]。学生对某一学科感兴趣,就会持之以恒地专心致志钻研它,也会提高学习效果。调查显示,生技和生科对分子生物学感兴趣的学生分别占44.1%和42.3%,而超过一半的学生则没兴趣或不喜欢。进一步探究其不感兴趣的原因,两个专业分别有21.7%和22.1%的学生认为内容枯燥,28.3%和25.2%认为记忆内容多,21.7%和23.3%不知道如何学习,还有28.3%和29.4%觉得自己基础差,学不会。由此看出,没有兴趣是塔里木大学生技和生科专业学生对分子生物学学习效果差的主要原因,而该课程本身的内容枯燥、理论抽象、庞杂、不易记忆等特点是导致学生丧失学习兴趣的一个主要因素。兴趣是学习过程中最积极的因素,也是学生走向成才之路的最有效方法。然而分子生物学除上述特点外,随着现代科技的飞速发展,其新理论和新技术还在层出不穷,容易使学生产生畏惧心理,难以接受和掌握微观和抽象知识。另外,这门课程不但自身逻辑性很强,而且与其先导课程的连贯性也很强。若其先导课程没有学好,直接影响后续课程知识的理解和掌握。例如,如果对生物化学中DNA和蛋白质结构没有理解的话,学生就很难掌握分子生物学中生物体如何通过DNA-蛋白质互作方式调控基因的表达,并由此产生恶性循环,久而久之最终导致学生对该课程丧失学习兴趣,甚至达到放任自流的程度。因此,想要学生学好分子生物学,就要充分激发学生的学习兴趣,建立其自信心是关键,这也是提高分子生物学教学质量的有效途径。教师可在讲好绪论、采用恰当的教学方法和注重理论与实践等方面,在今后的教学中充分调动学生学习分子生物学的兴趣和积极性。
三、学习主动性
学习主动性是影响学生学习效果和教师教学质量的另一关键因素[4]。本次调查学生的学习主动性包括学习习惯和作业处理两个方面。在学习习惯调查中,生技有22.8%的学生能主动自学(其中17.1%为看书学习,5.7%为上网学习),40%是自学结合教师授课,37.1%只听教师授课;生科有19.9%能主动自学(其中15.7%为看书学习,4.2%为上网学习),37.3%为自学结合教师授课,42.8%只听教师授课。
调查结果说明这两个专业学生的学习习惯均较差,大部分学生的主动学习意识不强,仍然依赖中学阶段教师授课为主的学习习惯,其中生科的学生主动学习意识更差。在对待不会做的作业时,生技有27.8%的学生通过自己看书解决,52.8%是向其他同学请教和讨论,13.9%则是抄袭他人的作业,5.6%是请教老师;生科专业学生的上述比例依次为25.2%、48.1%、23.4%和3.3%。显然,当遇到不会的作业时,两个专业的大多数学生主要是与同学讨论甚至抄袭作业方式解决,只有少数是通过自己看书或请教老师方式解决,说明大多数学生对待作业抱着消极和应付的态度,没有很好地利用作业对知识进行及时复习和巩固,日积月累,不会的问题越积越多,最终导致学生对该课程丧失信心、兴趣和学好的勇气,这是导致学生学习成绩差的一个重要因素。
一般来讲,如果学生对所学内容感兴趣,就会兴致勃勃地学习,当遇到困难时表现出顽强的钻研精神。否则,只是表面地、形式地去应付所学知识,一旦遇到困难则往往会丧失信心,不能坚持学习。因此,要使学生由被动学习变为主动学习,就必须激发和培养学生的学习兴趣,改变学习习惯,这是学好分子生物学和提高学习成绩的可靠保障。
四、学习方式
学习方式是学生在学习过程中为完成学习任务,达到学习目标采取的方法、策略和途径的总称,直接影响着学生的学习效果和成绩[5]。本次调查学生的学习方式包括课堂笔记、课前预习和课后复习三个方面。在课堂笔记调查中,生技和生科分别有73.5%和70.2%的学生能主动记下教师授课要点,11.8%和12.7%是记下教师授课的部分内容,14.7%和17.1%是教师让记就记或从不记笔记。说明两个专业的大部分学生在课堂中均能做好笔记,其中生技学生记笔记的主动性高于生科专业学生。在对课前预习和课后复习的调查中,生技和生科分别有7.4%和6.1%的学生能进行课前预习和课后复习,60.3%和57.2%偶尔会进行预习和复习,26.5和31.8%%则从不预习和复习,5.9%和4.9%在教师要求时会进行预习和复习。表明两个专业仅有少数学生能够积极进行课前预习和课后复习,而绝大多数学生则缺乏这种学习方式。
然而进一步调查显示,两个专业都又有超过53%的学生认为“课前预习—课堂学习—课后复习”的学习方式更有利于对知识的掌握,学生在课前进行预习,带着问题课堂听教师讲解,逐渐使问题得到解决,再通过课后复习来巩固学习成果。但这与学生实际在分子生物学学习中的做法自相矛盾,原因可能由于学生对本课程不感兴趣,不愿意或不主动以这种方式学习。因此,培养和增强学生对本课程的学习兴趣或许是提高学习成绩和学习效果的根本途径。
五、教学内容
分子生物学是一门实践性很强的学科,除理论教学外,实验课程也占有重要的地位。在教学内容调查中,生技和生科都有超过68%的学生认为分子生物学的理论课和实验课应紧密结合,希望通过实际动手操作来验证和巩固理论知识。而塔里木大学分子生物学的理论课和实验课被安排在不同学期进行,学生在学习理论知识后,不能及时通过实验课的实践环节进行验证和巩固,只能靠死记硬背来记忆枯燥的概念和原理,学习效果自然不好。
因此,在制定教学大纲时,应尽可能安排分子生物学的理论课和实验课同步进行,或使学生进入实验室进行科研锻炼,这样不仅使其从枯燥的理论学习中解脱出来,在实验中的新发现和创新大大提高他们对本课程的学习兴趣,而且学生在获得一定技能后也能增强其将来走上社会的自信心,这种措施不失为提高学生对分子生物学学习兴趣和学习效果的最简单途径。另外,目前国内大多数高校所使用的分子生物学教材内容与其先导课程重复性较大,如DNA复制、RNA转录和蛋白质翻译等,这些重复内容占用了分子生物学很多教学课时,导致其最精华和最核心的内容(如基因表达调控等)课时较少。因此,在教学大纲修订时,还应对课程体系进行优化[6],强调重复内容在分子生物学和其先导课程各自的教学重点,这样既可有效避免课程间内容的重复,又可使课程体系间建立有机衔接,从而有效地突出了分子生物学的教学重点。
六、教学方式
合理的教学方式有利于促进学生的良好发展,是提高课堂实效性的关键,在学生获得知识、提高能力、获取学习方法的过程中,教师采用的教学方式直接影响着学生的学习兴趣和效果[7]。调查发现,生技和生科分别有67.6%和72.5%的学生希望每章讲完后教师能帮其进行归纳和总结,便于他们理解和记忆。表明学生对教师的依赖很强,对所学知识梳理和总结的主动性和积极性不高。为此,教师在今后教学过程中应注重引导学生自己及时对知识进行归纳和总结,必要时应教会他们归纳和总结的方法,如思维导图法[8],这样一方面使学生对所学知识加深记忆和巩固,另一方面他们养成良好的学习习惯,成为走上社会的一项潜在本领。另外,生技和生科分别有47%和41.6%的学生希望教师上课时引入课堂讨论。
课堂讨论是一种很好的教学组织形式,学生可以在轻松的氛围中达到对知识的理解和掌握[9]。对此,教师在今后的教学中可采用恰当的讨论方式,如“三明治”教学模式[10],这样一方面可以激发学生的学习兴趣,提高学习效果,另一方面使学生在讨论中不但可以锻炼自己的口才,发挥个人魅力,而且学会尊重别人意见,接受别人批评,培养他们的团队合作精神。调查还发现,生技和生科分别有50.1%和69.3%的学生希望能结合生产生活,多举实例。说明多数学生希望通过实际生活的例子形象地理解和掌握抽象的分子生物学知识,特别是生科专业的学生,由于这部分学生大多来自于新疆本地,更希望通过联系当地生产生活的实际,以便将来应用分子生物学知识和技术为本地发展服务。
总之,上述调查问卷说明,处于我国西部边陲的塔里木大学的分子生物学教学目前仍然面临着许多问题,如学生的学习兴趣不高、主动性积和极性较低、学习方式不当等。造成这些问题的原因一方面是分子生物学本身知识枯燥难懂,学生难以理解和掌握,另一方面也可能与生源有关,生技和生科两个专业的学生大部分来自于新疆本地,中学阶段的整体教育水平低于疆外地区,造成学生的知识基础较差,这对需要具备雄厚知识基础的分子生物学来说更为困难。如何教好分子生物学,如何提高学生对本课程的学习兴趣和学习效果,是摆在所有分子生物学课程教师面前的一个共同问题[11]。
针对这种现状,必需进行分子生物学教学改革,教师在实际教学工作中,针对学生的特点和兴趣,结合当地生产生活实际,运用恰当的教学方式,引导学生及时总结和整理知识,同步配以相应的实验课,相信这样不仅能极大提高学生对分子生物学的学习热情和兴趣,而且也能使学生把该课程真正运用到以后的科研、生产和生活实际,为国家和新疆地方发展培养更多、更高素质的高级应用型人才。
分子生物学的认识范文2
关键词: 分子生物学 教学改革 问题 思考
分子生物学是研究核酸、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,是人类从分子水平上真正揭示生物世界奥秘,由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科[1]。分子生物学的发展经历了孕育、创立和高速发展三个阶段,如今已经形成了许多新的交叉学科和分支学科,并且基本理论已渗透到生物学的各个领域。分子生物学已逐渐成为现代生物学领域最具活力的学科之一,在推动我国科学事业的发展、推动生物技术产业的崛起、推动国民经济持续高速发展等方面具有重要的作用。随着现代分子生物学理论体系的不断发展和完善,新知识、新概念、新技术和新理论不断涌现,给分子生物学教学带来了巨大的挑战[2]。
分子生物学课程是高等农业院校生命科学领域重要的基础课程之一,得到了教师和学生的普遍重视,在国内各综合性高校、师范院校及地方院校的本科生和研究生培养中都将其列为必修课或限修课。笔者通过对《分子生物学概论》课程教学存在的问题进行剖析,就教师自身综合素质和能力、教学内容、教学方法和教学手段等进行改革探索,旨在提高教学质量,推动我校应用型大学建设。
1.园艺专业《分子生物学概论》课程概述
河北科技师范学院园艺专业拥有75年办学历史,是河北省品牌特色专业、河北省农业教育创新高地建设牵头专业,也是我校应用型大学建设专业综合改革重点专业。园艺专业培养适应园艺产业现代化发展需求,德、智、体、能全面发展,能从事园艺相关领域的教学与科研、生产与开发、示范与推广、经营与管理等工作的应用型专业技术人才,可在园艺企业、事业单位从事教学、科研、开发、管理等工作。《分子生物学概论》是园艺专业开设的一门专业任选课程,本课程包括理论教学和实验教学两部分,其中理论教学内容以核酸的相关内容为主线,包括核酸的结构、复制、转录及蛋白质翻译的详细机制,以及真核、原核基因表达调控的机制和研究进展。实验教学使学生能够掌握比较全面的分子生物学理论知识和实验技能,通过该课程的学习,使学生了解分子生物学技术发展的现状、未来及其应用,为以后生命科学类专业课的学习和未来从事生命科学相关的教学、研究等工作打下坚实的基础。
2.园艺专业《分子生物学概论》课程教学存在的问题
2.1知识抽象,缺乏感官认识。分子生物学理论抽象而深奥,远离日常生活,感官认识缺乏,导致学生很难接受微观而抽象的知识。比如染色体与DNA章节的内容,因都是微观小分子,缺乏对染色体的正确认识,加之复杂抽象的二级结构、高级结构等,无法进行感官认知,进而造成认知困难,难以理解。
2.2填鸭式教学,难以激发兴趣。传统的填鸭式教学,以教师讲授为主,缺乏创新,学生被动听课,很难让学生长时间保持精力集中。加之,现在学生自主意识强,自控能力差,易受外界因素影响,造成没兴趣上课,玩手机、上网等情况时有发生,进而导致不能有效吸收消化课堂内容。
2.3实验教学学时偏少,学生参与程度不足。大部分分子生物学实验需要花费大量时间进行准备,且多数试剂具有毒性,使得很多实验内容难以开展。另外,实验过程中等待时间很长,比如PCR反应、蛋白质电泳等,都需要几个小时的等待。但实验学时少,时间根本无法满足,很多教师采用穿插式实验教学法,导致学生参与度不够,无法深切领会实验内容,影响教学效果。
3.强化教学效果的几点思考
分子生物学是一门新兴学科,新理论、新技术层出不穷,理论知识和研究方法的不断更新,给课程教学带来更大的挑战。为优化教学研究,提高学生兴趣,促进学生学习动力,提高教学质量,笔者从教学内容、方法等方面进行了思考。
3.1优化教学内容,明确教学重点。分子生物学与其他相关学科存在知识点交叉,比如染色体与DNA在生物化学、遗传学、育种学等课程中都有涉及。如果统一规划这几门课程的教学内容,实现各有侧重,主次分明,每门科目重点突出地讲解各自知识点,可在有限的学时内,让学生明确学习重点。
3.2立足应用型大学建设,合理选择教材。课程设置要紧紧围绕学校的办学定位,在强调基础知识重要性的同时,加强学科应用的讲解,培养学生动手实践能力。教材选择不能照搬,要综合考虑学生接受能力和培养目标,比如可以选择《生命科学名著:分子生物学》、《现代分子生物学》、《基因Ⅷ》等。笔者认为朱玉贤等编著的《现代分子生物学》教材,图文并茂,认知性强,能启发学生与实际生活相联系,易于学生接受。
3.3改进教学手段,提高教学质量。分子生物学知识较为微观和抽象,晦涩难懂。传统的教学手段无法满足教学的需求,而多媒体教学清晰直观、图文并茂。备课环节要多花时间和精力制作PPT,并适时通过动画来展示复杂的逻辑。比如在讲授转座子等部分内容时,可以借助玉米花斑图片,展示转座机制,将复杂的分子机理与现实生活中的玉米联系起来,增强认知。
3.4理论联系实际,增强动手能力。增加实验教学学时,加强学生实验操作技能,着力培养动手能力和科研素养。在实验项目中可先安排验证型实验[3],比如DNA提取、电泳技术、PCR方法等,再增设研究型实验,比如与黄瓜单性结实有关的SSR分子标记筛选等,引发学生思考,制订实验方案,并以小组的形式开展实验。这样有助于帮助学生理解抽象的理论知识,掌握实验技能,增强动手能力和解决问题的能力。同时,启发学生大胆创新,学以致用,利用所学解决现实问题,成为社会有用的应用型人才。
参考文献:
[1]朱玉贤.现代分子生物学[M].北京:高等教育出版社,2007.
[2]林谦.分子生物学教学改革探索[J].安徽农学通报,2011,17(13):215-216.
[3]吕彩云.基于地方应用型高校《分子生物学》课程教学改革探索[J].黄山学院学报,2016,18(3):128-130.
分子生物学的认识范文3
关键词 分子生物学 妇科 产前诊断 免疫遗传
中图分类号:Q7文献标识码:A
1 分子生物学与妇产科的基本情况概述
分子生物学的兴起是上世纪50年代以后的事情,但是自其兴起和发展以来,发展的巨大成就十分引人关注。六十多年来产生了巨大的影响,繁荣的势头依然十分强劲。分子生物学研究要进行的问题在于对生命本质一致性的分析,学者们通过分子水平的研究,发现由最低级、最简单的单细胞生物到最复杂最高等的人的基本组成(这些组成主要由蛋白质、核酸、糖等三类物质构成)的构成与遗传信息的物质基础(主要包括DNA和RNA)、流向(中心法则)以及含义(遗传密玛)乃至能量转换的机理都是高度一致的,正是因此,人们才发现在分子水平层面,生物取得了相对的统一。分子生物学的这一成就具有极其重要的意义,它使得基因在不同生物个体、种属之间的转移成为可能,从而大大的提高了生命科学各个分支学科以及整个生命科学的发展。在21世纪,分子生物学的发展将不断深入和扩大,关于脑的活动、生命发育、疾病免疫等复杂难题将成为分子生物学研究的重中之重。
要准确客观理解分子生物学对妇产科的影响,必须对妇产科的基本情况所有了解,在长期的医学研究和发展实践中,妇产科的研究和实践内容不断丰富和发展,如在生命发育阶段,对胎盘、胎儿生理、母体子宫平滑肌的功能调节以及分娩发动机制、早产等问题都有研究。在妊娠期目前对于绒毛外滋养细胞以及胎儿胎盘转运方面的问题也引起了学界的高度重视。在欧美国家,分子生物科学较为发达,对生物的基因芯片以及微RNA的研究不断深入,探讨了一些生物学的病理机制及治疗方法,典型的如子痫、慢性高原疾病、肥胖等问题。以世界卫生组织(WHO)为代表的一些研究结构对妇科流行病学、早产病因基因组研究以及基于循证医学早产临床干预等问题进行了深入研究。
2 分子生物学在妇产科领域的应用与发展分析
事实上,妇产科的发展历史较之于分子生物学要早很多,但是分子生物学兴起之后,对妇产科的发展产生了极大的影响,有些影响甚至可以说是革命性的。比如在女性的产前诊断中,分子生物学的兴起使得我们对一些具有严重出生缺陷或者遗传病等问题在宫内期即可作出诊断并及时采取科学合理的对策措施。分子生物学产生之前,该领域主要运用的是胎儿镜以及影像技术,但是,近年来,致病基因不断分离克隆,高危胎儿的基因突变分析不仅重要而且必须,分子生物学技术为此提供了可能性,如分子杂交、荧光原位杂交、PCR技术等分子生物学技术在单基因病以及染色体畸变的诊断中获得了较为广泛的应用。此外,一些全新的分子细胞遗传学技术,诸如端粒探针、锚定原位标记技术、基因组杂交等在妇产科的应用问题也已经被提上议事日程。笔者通过以上的分子生物学在产前诊断的应用问题的论述,已经很明显的说了分子生物学对提高植入前遗传诊断或用孕妇血中胎儿细胞诊断问题具有十分重要的作用。
当前,应用到妇产科的分子生物学技术是多种多样,纷繁复杂的,如索森印迹杂交(Southern blot hybridization)、聚合酶链反应(polymerase chain reaction)、荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization)、单链构象多态性(single strand conformation polymor-phism)、异源双链分析(heteroduplex analysis)、DNA序列分析、蛋白截短测试(protein truncation test)等等,不一而足。这些技术在妇产科的很多具体方面得到了应用与发展,如在遗传方面的研究,当前,我们已知一些遗传性肿瘤(视网膜母细胞瘤、Wilm氏瘤)的突变基因是按孟德尔方式遗传的。当然也有一些基因与肿瘤的易感性有关,但是其遗传方式都是孟德尔方式,分子生物学技术可以对这些基因可以进行产前检查。又如多聚合酶链反应这一分子生物学技术的广泛应用,对于一些妇产方面的疾病,比如Duchenne's肌营养不良症、囊性纤维化症、苯丙酮尿症、脆性X染色体综合征等进行诊断和治疗已经成为可能。再如,分子生物学在母婴感染传播方面的应用,超微量的DNA扩增技术具备敏感性、特异性以及简便性的优点在母婴感染传播方面的应用优势十分明显。分子生物学的应用使得对于母婴传播方面存在可能的人类免疫缺陷病毒(HIV)、巨细胞病毒(CMV)、风疹病毒等进行一些提前的检测与预防成为可能。值得一提的是利用PCR技术还可以根据不同引物的特点进行预后。近年来,丙型肝炎病毒(HCV)的母婴传播已成为一个研究热点,PCR技术在这一领域也取得了诸多成就。此外,在妇科肿瘤基因研究方面,目前学界对肿瘤发生和发展的认识进入了分子水平。在分析肿瘤细胞中复杂的染色体异常组成以及对癌基因的定位及其抑制方面都有贡献。当前免疫遗传研究热点是人类白细胞抗原系统(human leucocyte antigen,HLA)与该病的关系。分子生物学技术的应用使HLA分型研究从抗原水平进入到基因水平,使与疾病关联的HLA基因准确分型、定位。以上所举的一些也只是分子生物学在妇产科领域应用和发展的冰山一角,我们有理由相信,随着分子生物学和妇产科的不断交叉融合,两个学科以及交叉部分都会取得更多崭新的成就。
参考文献
[1] 李隆玉,万建萍,钟传庆.子宫内膜癌发生分子机制及治疗的研究进展[J].中华肿瘤防治杂志,2008(19).
分子生物学的认识范文4
[关键词] 分子生物学;创新能力;研究生教育;高等教育;培养质量
[中图分类号]G632.0 [文献标识码]B [文章编号]1673-7210(2008)09(c)-096-02
研究生教育的宗旨是培养具有科学精神和原始创新能力的专业人才。对研究生创新能力高低的判断,有人主张根据研究生的行为表现(主要是研究成果,特别是毕业论文)来做出[1]。研究论文的质量,在一定程度上体现研究水平和能力,也是评价研究生教育质量的一个重要标准。分子生物学是一门新兴的前沿学科,已成为现代生命科学中最具活力的带头学科之一。医学领域分子生物学研究日新月异的发展,使人类对疾病的认识、预防、诊断和治疗发生了深刻的变革,医学科学已从整体、细胞水平逐步深入到了分子水平。所以分子生物学理论与技术的应用是衡量研究生论文质量的一个重要指标。那么在医学分子生物学教学过程中如何培养研究生的科研能力与创新能力。我们在多年的教学实践中,以理论教学为切入点,教师承担的科研课题项目为引导,以组织分子生物学兴趣小组开放实验室为平台,指导研究生从课题设计到研究计划实施进行了一系列探索,促进了研究生科研能力与创新能力的培养与提高。
1 在《医学分子生物学》教学中开展研究生创新能力培养的必要性
分子生物学是生命科学的带头学科,其理论与技术几乎渗透到医学、药学的所有领域。无论是医学或药学专业的研究生在设计毕业论文时都用得上,如果学生都用上先进的理论和技术来设计课题,我院研究生的毕业论文质量将会更上一层楼。另外,中医药要“保持和发扬传统特色,走现代化道路”,必须有坚实的分子生物学基础和创新能力,如怎样揭示辨证论治的分子机制,中医整体观怎样用基因组、基因谱、基因群、基因族等加以论证和研究,辨证论治怎样与基因的多态性、多效性、异质性、变异性结合等。《医学分子生物学》是我院研究生必修的一门重要公共基础课程,而且在第一学期开课,如果能在教学过程中结合课题设计引导研究生采用分子生物学知识来解决问题,对研究生的科技创新培养很重要。
2 从理论教学为切入点,引导研究生科技创新意识
2.1 根据计划课时整合教学内容
分子生物学基础知识与基本理论既是了解分子生物学新发展和新成果的基础,也是掌握分子生物学实验原理和研究方法所必需的。但是按学校的课程设置,我们的计划课时仅有40学时(包括理论和实验),如按照传统的教学法,在40课时内很难完成医学分子生物学的教学内容,我们的做法是:以分子生物学技术为引导将分子生物学基础知识与分子生物学技术的基本理论整合,分为5讲来完成,每讲5学时。5学时课堂讨论,10学时实验课。第一讲为核酸的提取与鉴定及相关基础知识,分为两部分,第一部分为基因组的结构与功能,第二部分为核酸(DNA、RNA)的提取与鉴定。第二讲为印迹杂交技术与芯片技术。第三讲为核酸体外扩增与基因信息传递,分为两部分,第一部分为复制、转录和翻译,第二部分为核酸体外扩增。第四讲为重组DNA技术与基因表达调控,分为两部分,第一部分为基因表达调控,第二部分为重组DNA技术。第五讲为原癌基因与抑癌基因以及细胞通讯和信号转导,分为两部分,第一部分为细胞通讯和信号转导,第二部分为原癌基因与抑癌基因。另外安排专题讲座“基因诊断和治疗”1次。
2.2 结合专业开展分子生物学技术应用的课堂讨论
为了使学生对分子生物学基本知识和基本技术理论的认识从理性认识到感性认识,在学习完5讲内容,学生基本掌握分子生物学基本知识和基本技术的理论后,以专业为小组,让学生在利用空余时间(时间为4周)查阅相关资料,内容是:在你的专业领域中分子生物学技术应用实例。之后进行课堂讨论,主题为分子生物学技术在中医药中的应用,每小组选一个代表为主要发言,学生的主题发言内容广泛,如蛋白电泳在中药材鉴定中的运用,差异展示反转录聚合酶链反应在中医药研究中的应用等等。然后进行分小组讨论,最后老师讲评。
3 从课题设计训练入手,引导学生树立运用分子生物学知识解决实际问题的意识
为了培养学生的创新思维和独立分析问题、解决问题的综合能力,我们在进行课堂讨论之后,布置学生结合专业,要求利用所学到的知识和技能,利用本实验室已经有的设备条件和材料试剂等技术基础,设计出一个综合性的、探索性的实验,并作为期末考试的内容之一,占总评的30%~40%。对于刚入学的研究生,第一个学期没有学习专业课程就训练课题设计有一定困难,但在这之前我们安排了“分子生物学技术在中医药中的应用”的主题课堂讨论,学生自己从网络上获取相关资料,在老师的指导下都能顺利完成。学生自主设计实验使技术性、综合性、探索创新性的实验融合在一起。
4 以开放实验室为平台,进行科研项目引导下的研究生创新研究
提高研究生创新能力,理论教学固然重要,实践教学环节也绝对不能忽略。由于科技创新是将科学研究成果转化为现实生产力的实践活动,因此提高研究生的创新能力,必须注重实践能力特别是主动实践能力的培养[2]。所以我们开放实验室,鼓励研究生自主进行科技实践。对于低年级的研究生,开辟分子生物学第二课堂,组织兴趣小组。同学们报名非常踊跃,我们将兴趣组分成3~5人/组。在上述研究生自主设计的实验方案中选出最适合开展的方案,由教师点评,学生修改实验设计方案后,在老师的指导下,由兴趣小组来实施。目前兴趣小组正在进行的实验有:①胱硫醚合酶基因多态分析;②RAPD鉴定真伪扶芳藤;③百年乐口服液的氨基酸含量测定等等。对于高年级的研究生只要用到分子生物学技术来设计的课题,都可以到我们实验室来,在老师的指导下进行课题研究。本学期,就有10多位同学在我们实验室实施他们的课题。
同学们通过课堂的理论学习―课后查阅相关资料―课堂讨论―实验设计―综合实践的过程能使学生深刻理解分子生物学实验的技术与理论,能熟练运用已经学习的多种技术,学会充分利用本实验室已有的实验设备和条件,自主设计实验并实践,培养了学生的创新思维和独立分析问题、解决问题的能力。
5 结语
中医院校的分子生物学课时都比较少,仅靠40学时,很难实施创新能力的培养。根据多年的教学体会,要在医学分子生物学教学中开展研究生创新能力培养,应该贯穿整个研究生阶段。这就要求我们教师要有无私奉献精神,要付出很多的时间和精力,还需要老师熟练分子生物学技术,并有科研课题,带领学生跟踪和挺进学科前沿。另一方面,也需要同学们的配合,同学们对自己的创新能力培养积极性很高,但有部分同学缺乏创新精神,不能吃苦耐劳,具体表现为查阅资料不认真,课堂讨论不积极,设计实验马虎,实验不能坚持等。所以,如何正确引导学生,激发学生兴趣,让学生主动参与是我们亟需解决的问题。研究生创新能力培养是一项长期而艰巨的任务,需要不断地探索。
[参考文献]
[1]吴宏翔,熊庆年,顾云深.我国研究生创新能力不足的表现[J].学位与研究生教育,2005,(9):32-36.
分子生物学的认识范文5
进入21世纪后,分子生物学的发展迅猛,新技术新手段层出不穷并已渗透到各个学科;分子生物学理论与技术已经成为人们认识生命本质和改造生物特性的有力武器。
然而,我们在指导大学生科技创新活动中发现:大多数学生(即使考试成绩很好的学生)很难能应用所学的分子生物学理论与技术设计出科学研究的实验方案;我们调查也发现:很多硕士研究生在利用分子生物学理论与技术设计科学研究实验方案时仍困难重重,这说明我们传统的“老师讲、学生听、再考试”按部就班的生物化学与分子生物学教学模式已经很难实现“培养高素质创新性人才”的目标。那么,如何在教学中引导学生进行科技创新?
随着近年来分子生物学的飞速发展,给生物化学与分子生物学教学带来一些问题,主要体现为:教学学时的不足与教学内容的扩增;学生理论知识的学习与科学研究实验环节的严重脱离,这是造成分子生物学知识在应用中“困难重重”的主要原因。
研究型教学也称主题研究,是在美国布鲁纳的“发现式学习模式”和瑞士皮杰的“认知发展学说”基础上构建的教学模式[1],是在老师指导下有目的地相对独立地对教学内容相关的实际问题进行探索研究,从而提高学生运用知识解决实际问题的能力,从而培养出具有独立思考研究能力的创新型及应用型人才。
“开展大学生创新教育、培养高素质创新性人才”是高等教育改革与持续发展的一个重要主题。为坚持“教学以学生为本”的原则,以培养“实践能力强、综合素质高”的创新型医学人才为中心,我们以“肿瘤微环境与免疫治疗湖北省重点实验室”为平台,以教师承担的科研项目为引导,在生物化学与分子生物学理论及实验教学中探索并实践“研究型教学”模式。
1.优化和整合理论教学内容,夯实学生创新基础。生物化学与分子生物学发展快速,新技术、新方法、新成果不断涌现。我们根据教学大纲要求,优化、整合教学内容:删除淘汰的内容,合并重复的内容,增加新出现的内容。在课堂讲授中,将国内外一些最新分子生物学研究成果、发展动态及科学前沿知识充实到教学内容中;介绍分子生物学新技术在疾病诊断、治疗、预防中的最新进展,使学生明白生物化学与分子生物学在医学中的重要性。
2.利用多种现代化教学方法和手段,激发学生科技创新兴趣。生物化学与分子生物学课堂内容丰富、信息量大,而教学课时少。因此,我们在理论教学中将教学内容分为讲授和自学两部分:在讲授中,利用多媒体等多种现代化教学手段,将难点和抽象的内容以动画的形式反应出来,使教学内容直观化,增加学生对知识的掌握;在自学中,充分利用网络教学平台实现师生之间、生生之间的交流互动;同时将教师承担的科研课题设置成科研专题,让学生带着科研专题的问题开展学习。
3.加强实践教学,培养学生科技创新能力。我们在重视理论知识教学的基础上,加强实践教学与理论教学相结合。我们重新组合实验内容,实行“三型实验原则”(即将实验分为验证型实验、综合型实验、研究型实验):减少基础性验证型实验、增加设计性综合型实验、开展创新性研究型实验。
在课堂内的基础性实验部分:减少传统的验证性及临床生化指标测定的实验项目及学时数,使实验项目主要集中于基本操作、比色技术、离心技术、层析技术及电泳技术等方面的实验;对基本的规范化实验操作方法及常规实验技术(如比色、离心、层析、电泳等技术)操作流程录像后上传到课程网站中以便学生对照学习。
在课堂内的设计性综合型实验部分:我们组织学生针对教学中遇到的问题设计研究方案。例如,在肝脏生物化学中提到:白蛋白主要是由肝脏合成,而白蛋白又是临床医疗和科研中常用制剂,如何提取出有活性的白蛋白?如何利用生物技术大量生产白蛋白?通过讨论,使学生了解解决这一问题所依据的蛋白质理化性质和分离纯化、基因表达、基因重组、PCR等理论知识。通过设计白蛋白分离纯化与鉴定实验,在对蛋白质理化性质加深理解的同时,使学生掌握合理运用盐析沉淀、离子交换层析等技术操作流程;在此基础上,启发学生运用基因重组、RT-PCR等分子生物学技术设计重组表达白蛋白的实验方案。指导教师对学生设计的研究方案可行性和合理性进行点评及修改,学生在老师指导下,在课堂内开展上述设计性综合型实验。
4.在课堂外的创新性研究型实验部分:学生组成多个研究小组(3~5人/组)对教师承担的科研课题(已设置成多个科研专题)查阅文献和资料后进行创新性科研专题申请书的撰写;指导老师根据申请书质量及个人兴趣爱好挑选部分研究小组开展科研专题的实验研究;在此过程中,学生利用课余时间在老师指导下开展创新性实验研究,从而进一步培养科技创新能力。
5.研究型教学模式在生物化学与分子生物学教学中的效果:通过研究型教学模式在三峡大学医学院临床医学专业的生物化学与分子生物学教学中的探索与实践,我们发现学生的考试成绩显著高于未经过研究型教学模式的班级;学生的动手操作能力也显著高于未经过研究型教学模式训练的学生。通过研究型教学模式,学生的科研素质和创新能力得到提高,激发了学生对生物化学与分子生物学的学习兴趣,极大调动了学生的学习积极性。通过学生课外完成的科研专题研究,学生以第一作者在CSCD核心期刊发表研究论文7篇;指导老师在指导大学生科研专题的同时,圆满完成了自己所承担的科研课题的研究;同时老师通过完成科研课题,促进自己的教学水平。
总之,通过上述一系列的探索与实践,能充分调动学生学习积极性,开阔视野,增加学生对生物化学与分子生物学及科技创新活动的兴趣;更重要的是能提高学生的实践动手能力,培养学生的科技创新能力;同时,老师通过完成科研课题,带动人才培养;能使教师把教学与科研有机结合起来,以科研促进教学;使教师不断更新教学内容,不断改善教学框架,形成囊括最新知识框架的教学体系,从而使《生物化学与分子生物学》教学质量得以进一步提高;即充分证明研究型教学模式在生物化学与分子生物学教学实践中是有效和可行的。
分子生物学的认识范文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.
关键词: 分子生物学;网络平台;教学质量
Key words: molecular biology;network education platform;teaching quality
中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)09-0199-02
0 引言
分子生物学(Molecular biology)是从分子水平研究生命本质的一门新兴学科。分子生物学研究的内容主要包括DNA重组技术(即基因工程)、基因表达调控和生物大分子的结构功能研究。分子生物学课程一方面简明阐述分子生物学的基本概念,另一方面重点讲述生命运动各个过程中基因表达调控的分子机制,特别是真核基因结构,表达和调控等方面的新理论、新成果,是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。同时,分子生物学课程是生命科学相关领域如医学、药学、农学等方面的重要基础课程,学好分子生物学对于培养与生命科学相关学生的创新能力和综合素质具有重要作用[1]。
随着分子生物学发展的突飞猛进,其新理论、新技术层出不穷,很多内容不能及时体现在教材中,不容易贯彻落实到教学中,这就给分子生物学教学带来了很大挑战;同时,分子生物学课程内容理抽象且理论性很强,在分子生物学理论教学中,课时少而内容多,同时教学内容和很多学科的内容相互联系、互相渗透;在传统教学中通常以教师为中心、以课堂为中心,以书本为中心,忽略教学的主体学生,容易出现教师“一人言”的现象[2-3]。这样的教学方式虽然可以确保教学任务的如期完成,但课堂气氛沉闷,学生容易分心,不利于学生综合能力的培养,束缚了学生的全面发展,学生很难在有限的学时内有效的掌握课程知识。
网络教学平台(Network Education Platform)因为其具有操作简便、管理便利、统计系统完善、有利于课程开发和师生交流等众多优势,在教学过程中对于加强师生进行网上互动、提供丰富的教学资源、开拓教学空间、拓展学生视野等方面发挥重要作用,为学生进行有效课程提供了良好的条件。2010年起,笔者开始探索,利用大学提供的网络教学与交流平台进行网上互动式教学活动,主要从“分子生物学”课程网络教学平台的构建、平台使用后的教学效果评价等方面进行了分析研究,根本目的在于探讨如何构建的网络教学平台并进行有效管理,如何利用网络教学平台辅助课堂教学,不断提升课程教学质量。
1 分子生物学网络教学平台的构建
现代信息技术的蓬勃发展和普遍使用,促进了教育、教学方式的改革,推进了教育信息化的进程,为教育资源的共享提供了有利条件,基于分子生物学传统教学的不足,采用网络平台开展课程教学显得尤为重要。“分子生物学”网络教学平台的构建,其主要作用是对传统教学模式教学环节进行辅助教学,通过网络教学平台的利用,达到拓展教学空间、丰富教学资源、有效管理学生的教学过程等目的,建立一个教师作为主导作用下学生作为主体的自主学习模式。
1.1 丰富教学资源 分子生物学网络资源包括图片、动画、视频、声音等多种形式,符合大学生的思维特点和学习习惯,能够激发他们的学习兴趣。通过动画模拟,图文并茂、有声有色的演示,能生动形象地将抽象的原理和概念变得形象。这种方式让学生在轻松愉快的气氛中学到了知识,既减轻了学生的负担,又提高了学生的兴趣。现今,在网络上可搜索到几乎所有的有关分子生物学原理的动画,如DNA转录和复制、蛋白质的翻译和转运、RNAi等等[4-5]。