遺傳學的最新進展范文

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遺傳學的最新進展

篇1

這本教材由最近一次的流感大流行開始引出了目前流感研究中有待解決的問題,例如,病毒起源、傳播、發(fā)病機制、疾病的嚴重程度等。本教材還涵蓋了多領域最新流感研究進展,包括基因組學、能夠識別病毒毒力的反向遺傳學、1918年西班牙流感病毒株的分析重建等。

本書共分為8章:1.流感緒論,敘述了人類流感病毒以及流感大暴發(fā)的歷史。2.流感病毒的結構與復制,分別講述了流感病毒的結構、裝配過程、基因組、病毒的復制、病毒編碼蛋白、甲流乙流的質子通道、宿主與病毒功能的調控、流感病毒復制和PB1F2的結構和功能、發(fā)病機制等。3.流感病毒的進化與生態(tài)學,分別通過感染不同宿主的流感病毒詳述了其變異及進化知識;4.流行病調查;5-6.詳述了流感的免疫學,詳細介紹了先天免疫、抗體介導免疫、細胞介導免疫、免疫原性、流感疫苗、動物流感防控、流感疫苗生產;7.臨床與抗藥性方面的知識,包括致病機制、臨床表現(xiàn)、最新的抗藥性研究、流感病毒模型的構建;8.介紹了最近一次H7N9暴發(fā)的情況和研究進展。

本書不僅詳細形象地闡述了流行性感冒的歷史、流感病毒的病原學、流行病學以及實驗室診斷技術基礎,更突出流感病毒研究的最新進展、成果以及國際關注的熱點問題。本書的寫作深入淺出、通俗易懂,力求既能涵蓋全面的流感基礎知識,又能反映現(xiàn)階段流感研究的發(fā)展水平。

本書作為全面介紹流行性感冒的專業(yè)教材,既滿足各高等學校醫(yī)學類、生物類、生物工程類學科本科教學的需求,同時也滿足不同層次和其他相關專業(yè)研究生的教學需要。

馬雪征,碩士,助理研究員

篇2

關鍵詞:生物信息學 遺傳學 教學方法 教學內容

遺傳學(Genetics)是研究自然界中生物的遺傳和變異規(guī)律的科學,是生命科學領域中最為重要和基礎的學科之一。它也是生物科學中一門最具活力,發(fā)展最迅速的理論科學,又是一門緊密聯(lián)系生產實際的基礎應用科學,對探索生命起源和本質,推動整個生物科學的發(fā)展起著巨大的作用。因此,遺傳學作為生命科學相關專業(yè)的一門重要主干課程,在教學中起著舉足輕重的作用。

一、生物信息學專業(yè)開設遺傳學的必要性

20世紀80年代末,由分子生物學、計算機科學以及信息技術等學科的交叉和結合產生了生物信息學(Bioinformatics),它是基于分子生物學與多種學科交叉,以計算機為工具對生物相關信息進行儲存、檢索和分析的科學,是當今生命科學和自然科學的重大前沿領域之一。近20年,特別是隨著人類基因組計劃(human genome project,HGP)不斷拓進,生物信息學作為跨越和融合生命科學與信息技術的新興學科已成為生命科學核心領域和最具活力的前沿領域之一。生物信息學專業(yè)應運而生。國內單獨設立生物信息學本科專業(yè)的高校較少,且普遍較晚。

遺傳學與生物信息學兩個學科之間關系密切。有國內學者利用美國《科學引文索引》(SCI)數(shù)據(jù)庫web of science,運用文獻計量學方法對8種權威生物信息學期刊2001年至2010年于2011年1月15日之前上傳至wed of science的全部文獻進行統(tǒng)計及分析。對施引文獻按跨學科強度排列的結果顯示,遺傳學及基因與生物信息學跨學科文章發(fā)表量居第二位,僅次于生物化學與分子生物學。這說明,生物信息學與遺傳學直接的跨學科研究較多,二者交叉學科的發(fā)展關系密切。因此,生物信息學專業(yè)開設《遺傳學》課程十分必要。

二、遺傳學教學中存在的問題

多年來,不同專業(yè)的《遺傳學》課程的教學過程中涌現(xiàn)出一些共性問題,這些問題在生物信息學本科專業(yè)的教學過程中也存在。一是,學科拓展深化與課時壓縮之間的矛盾。隨著遺傳學研究范疇的不斷拓展,新的學科分支相繼涌現(xiàn),信息量逐步擴增,待教授內容逐漸增加且顯得零散。但隨著大學素質教育改革的進行,更多新的選修課、實驗課被引入,遺傳學理論課時被壓縮,課時減少與內容增多的矛盾日益突顯。二是,遺傳學與其他課程教學內容設置與組織易重復。學科交叉為科研工作提供源源不斷的動力,但在教學工作中學科滲透也造成教學內容重疊,基礎和關緊技術重復教學的問題。例如,分子遺傳學是遺傳學重要組成部分,是目前遺傳學研究的重點和熱點,與生物信息學關系最為緊密,它包括的遺傳物質的本質,基因的調控,基因重組等內容也在基因工程、分子生物學、細胞學等課程中作為講授重點。如何利用有限的理論課時,合理安排教學內容,提高教學效率值得思考。

與此同時,生物信息學作為比較新的本科專業(yè),開設各課程之間的銜接問題也比較突出。生物信息學專業(yè)的學生在大二開始全面生命科學和信息技術相關程學習。在理論知識在實際中如何應用缺乏概念,學生達不到共鳴,這也是生物信息學專業(yè)低年級學生面臨的通病。遺傳學課程安排在大學二年級上學期講授,對于剛剛接觸專業(yè)課程的學生而言本來就陌生,而且信息技術和生命科學相關課程獨立講授,二者貌似是兩條平行線,怎樣相交碰撞出火花,對于學生來說很難結合,必須由任課老師在授課過程中充分引導。傳統(tǒng)的《遺傳學》課程教學注重以雜交分析為主的經典遺傳學理論的講解,很大篇幅集中在三大定律(分離定律、自由組合定律以及連鎖和互換定律)的教授上。遺傳學課程教學重點集中在經典遺傳學定律,經典案例跟不上學科發(fā)展。這個問題已經被一線教育工作者認知。

綜上,由于學科本身發(fā)展迅速,涵蓋知識范圍越來越廣,課時壓縮等原因,容易讓學生在學習過程中對該課程產生“內容太發(fā)散”“課時進程快”“知識跨越大”等認識,不利于課程的學習。由此可能造成,內容廣泛且繁雜“抽象且深奧”枯燥無味,容易讓學生覺得難或者枯燥。學生學習主動性不高。因此,在教學實踐中,針對不同專業(yè)性質和培養(yǎng)目標存在的差異,不同專業(yè)《遺傳學》課程教學應在知識體系、內容側重點、教學方法等方面在各專業(yè)間有所區(qū)分。特別是生物信息學這種學科交叉性強的專業(yè),如何實施該專業(yè)本科生遺傳學的教學,以達到即符合本科教學難易程度的要求,又被大多數(shù)同學接受,同時能符合生物信息學學科自身特點,需要在教學過程中逐步的探索與實踐。本文將結合資深授課教師經驗及筆者生物信息學本科專業(yè)《遺傳學》教學經歷對這一問題進行闡述。

三、教學過程中的探討與實踐

1.制定具有專業(yè)特色的教學內容

(1)優(yōu)化教學內容,關注專業(yè)需求

生物信息學專業(yè)的課程教學中,遺傳學相關知識是需要講授的重點。傳統(tǒng)遺傳學課程教學將重點內容集中于經典遺傳學定律及其相關知識的講授,其優(yōu)點在于能夠幫助學生打牢遺傳學知識基礎,缺點在于教學內容過于單一,沒有包含遺傳學重要分支的最新知識,無法與當前的研究熱點聯(lián)系起來,學生學習興趣不高。隨著國際遺傳學研究的深入,分子遺傳學和群體遺傳學得到長足發(fā)展,極大地豐富了遺傳學的知識體系。為了緊跟國際研究前沿,國內許多高校對遺傳學課程進行了教學改革,在經典遺傳學教學的基礎上,紛紛加入了分子和群體遺傳學的教學內容,為后續(xù)開展更深入的專業(yè)研究和學習奠定了良好的知識基礎。為了幫助學生對遺傳學知識體系形成全面而系統(tǒng)的認識,結合生物信息學專業(yè)特點,在教學設計時借鑒了以“遺傳信息”為主線的教學思想,教學內容涵蓋了“經典”“分子”和“群體”三類主體遺傳學內容。在現(xiàn)實教學中,受遺傳學課時限制,對所有遺傳學知識點進行了梳理和必要的刪減,既把握三種遺傳學知識的內在聯(lián)系,做好各部分知識的教學銜接,同時注意區(qū)分三者的不同,突出教學重點,做到“主題鮮明,重點突出,點面結合,結構清晰”,使學生在掌握經典基礎理論知識的同時了解最新的遺傳學研究進展。

(2)生物信息學專業(yè)遺傳學課程與其他課程的銜接

遺傳學是研究生物遺傳和變異的科學,以遺傳物質結構和功能為研究對象,是生命科學的主干。因此,與其他學科在內容上有交叉或重疊無法避免。同中求異,突出遺傳學的特色,是教學中值得研究的問題。遺傳物質的本質、染色體畸變、基因突變、遺傳調控等章節(jié)與微生物學、細胞生物學、生物化學內容重復較多,可以強調知識結構的完整性,淡化這些內容的分子結構和生化過程的講解。例如,結合孟德爾定律和摩爾根定律案例,著重從染色體和基因角度切入,增強遺傳學色彩,同時對其他課程起到提綱挈領的作用。

(3)結合生物信息學,引入最新研究成果,體現(xiàn)前沿性

在處理好學科銜接之后,還需要關注的就是內容與生物信息學的結合。學生在學習過程中,最想了解的莫過于,這門課程與我的專業(yè)有什么聯(lián)系?因此,在講授內容中加入生物信息學手段解決遺傳學問題的新成果既體現(xiàn)前沿性,又能提高遺傳學課程的專業(yè)針對性。教師平時要多注意積累教學素材,對于現(xiàn)階段比較熱點且與生物信息學相關的、應用性強的問題,要在課程基礎知識講授后,進行一定拓展。例如,在講授基因定位和遺傳圖繪制時,引入用EST進行基因定位及遺傳圖譜繪制等內容;在講到遺傳家譜時,引入通過對患病群體或家系進行外顯子組測序分析,對小家系孟德爾遺傳病的致病基因進行鑒別和定位的例子。通過引入生物信息學教學例子,不僅可以使學生加深對遺傳學知識的理解,還可幫助學生了解生物信息學最新進展,激發(fā)對后續(xù)生物信息學專業(yè)課程的學習興趣。

2.教學方法多樣化,提升學生學習興趣

遺傳學教學內容繁雜、理論性強,不易理解。為了提高教學效果,在教學模式上必須變“以教師為主體”為“以學生為主體”,注重采用靈活多樣的教學方法和手段,開展多媒體教學、案例教學和研討教學等,將傳統(tǒng)抽象、枯燥的說教式教學轉變?yōu)榫唧w、生動的參與式教學,增強教與學的雙向互動。

(1)多媒體教學方式

計算機多媒體輔助教學改變了傳統(tǒng)的黑板加粉筆,以教師為中心灌輸式教學模式。多媒體通過實時可交互的多維動畫及圖像展示,可以增強教學內容的展示效果,提高課堂教學的信息量和容積率,提升學生學習興趣,加深對枯燥晦澀知識點的理解,提高教學效率。充分利用多媒體課件的超文本功能、交互功能、網絡功能的優(yōu)勢,比如Holliday模型是分子水平上關于遺傳重組機制的重要模型,很好解釋了基因轉變現(xiàn)象。在講到Holliday模型時,為了讓學生直觀了解單鏈交換重接及分支移動后的Holliday交叉旋轉180度形成Holliday異構體的過程,采用了動畫、圖片、電子板書相結合的方式,很容易讓學生理解空間旋轉互換的過程,以及基因轉變產生的原因等較難理解的知識點,反響較好。此外,聲音、視頻、動畫、圖片等便于學生拆解枯燥內容。

(2)案例教學

案例教學是一種創(chuàng)新型的教學方式,主要通過開放課堂、增強互動,培養(yǎng)學生運用所學知識解決實際問題的能力。案例教學需要結合本課程的專業(yè)理論知識,著眼于達成課程教學目的,編寫和準備基于一定事實且具有一定場景的教學案例,這些教學案例要能夠啟發(fā)學生的思考,促進學生將從外部學習的知識吸收轉化內在的專業(yè)素養(yǎng)和能力。在教學實踐中,教學案例是“教”與“學”互動的橋梁和紐帶,使枯燥乏味的學習過程變得活潑有趣;“教”不是告訴學生怎么去做,而是啟發(fā)學生如何去思考,對學生針對案例問題提出的解決思路進行引導和評價,鼓勵學生創(chuàng)新性思考,找到最優(yōu)的問題解決方法;“學”不是被動的接受,而是主動的思考和創(chuàng)造,通過與他人而不僅僅是老師進行互動和交流,加深對知識的理解,培養(yǎng)解決實際問題的能力。

案例教學的核心是精心設計教學案例,將知識內化在符合實際又富于想象的故事情景中,使得學生通過身臨其境將抽象的理論知識具體化,學會如何用概念性和原理性知識在實際工作和研究中解決問題,進而加深對特定原理和概念內涵的理解。在教學實踐中,先以典型案例提高學生興趣,把抽象的東西具體化,讓學生變被動接受為主動思考,激發(fā)學生的求知欲。注重培養(yǎng)學生創(chuàng)造力和解決問題的能力。通過案例的分析,深化學生對基本原理、基本概念的理解。案例教學能很好地啟發(fā)學生進行自主思考,對于理論性較強,比較枯燥的內容,通過案例式教學能激發(fā)學生學習興趣。所舉案例應具有針對性,要考慮案例產生的時間、背景和條件,要貼近生活,耳熟能詳,與時俱進。在處理問題的同時,獲取知識。進行案例教學過程中,要注重與學生的互動。圍繞教學目的,選擇合適案例,進行啟發(fā)式教學,調動學生參與性。教師不能一味平鋪直敘的講案例,還要注意學生的參與度。只有學生和教師共同參與,才能達到預期教學效果。

(3)以學生為主體的教學

以往課程中,往往針對經典類型習題進行講解,參考“標準答案”。在實際教學中發(fā)現(xiàn),這樣往往造成學生思想禁錮,學科交融性不夠。特別是對于生物信息學專業(yè)的學生來說,傳統(tǒng)習題課或者討論課,沒有實用效果。習題課及討論課應注重實用性,關注遺傳學與生物信息學學科發(fā)展與融合,設置開放性答案,突出培養(yǎng)學生創(chuàng)新性的應用能力。

課堂教學不僅要“授業(yè)”,更要“傳道”,即培養(yǎng)學生如何學習和如何思維。根據(jù)教學內容和學生的認知水平,研究、討論、交流式的教學模式的引入,有助于調動學生積極性。采用專題自學,規(guī)定材料與學生自學有機的結合起來,開展研討,充分體現(xiàn)學生觀點。同時,教師只起到點評引導作用,能培養(yǎng)學生獲取信息、分析問題、創(chuàng)造性的解決問題的能力,有利于學生形成科研創(chuàng)新意識。教師如何正確引導是開展研討式教學的重點。首先,應明確課程在相關領域中的作用和地位,了解課程的教學內容,選擇課程中適合研討的內容,并將研究與討論貫穿教學的全過程。在選擇題目時,要考慮專業(yè)相關程度及考慮不同學生層次的需求,考慮學生個體間的差異,難度適宜。

四、結語

生物信息學本科專業(yè)遺傳學的教學,以孟德爾定律為基礎,分析遺傳物質的存在形式、傳遞、保存及變化,課程脈絡更加清晰,通過案例教學的等教學模式,激發(fā)興趣,并有利于與后續(xù)課程連接,在實踐教學中體現(xiàn)了比較好的教學效果。因為生物信息學專業(yè)的需求與傳統(tǒng)生物專業(yè)有差異,教學內容側重點不同這給教師備課增加了難度。同時,在期末考核時,由于講授側重點不同,考試側重點也應有所區(qū)別,在師資允許的前提下,引入小班教學,有利于教學側重點突出。后續(xù)課程如果設置分子遺傳學,將使知識體系更加完整。

參考文獻:

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篇3

關鍵詞:微生物學;實踐教學;改革

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2014)15-304-01

微生物學是研究微生物及其生命活動規(guī)律和應用的學科,是生物學科中理論性和實驗性都很強的學科,實踐教學是不可或缺的重要教學環(huán)節(jié)。隨著分子生物學、遺傳學等學科的迅速發(fā)展,微生物的研究方法已成為許多生物技術領域的基本技術和手段,其基本理論和應用研究在國際上一直是非?;钴S的領域。如何通過該課程幫助學生理解和鞏固知識,培養(yǎng)嚴肅認真的科學態(tài)度、求實創(chuàng)新的科學方法及綜合分析能力,鍛煉學生的動手能力,為專業(yè)奠定牢固的理論專業(yè)技術基礎,是微生物教學面臨的一項重要任務。對此,筆者對微生物學實踐教學改革進行了積極的探索,下面簡單介紹在微生物學實踐教學中的一些改革工作。

一、優(yōu)化整合教學內容,及時引入新知識新熱點

微生物與生物化學、遺傳學、分子生物學、微生物育種學等課程在內容上相互交叉滲透,授課時間上有前有后,為避免與先修課程某些內容重復、又為后續(xù)課程留有余地,突出本課程的特有內容,必須對交叉內容進行優(yōu)化整合。作為生命科學中最活躍的分支科學之一,一批新的微生物學科正孕育和形成,如微生物基因組學、微生物蛋白質組學、微生物代謝組學等。很多新技術、新方法如熒光PCR、生物芯片技術、生物信息學等在微生物學中廣泛應用,完全按照微生物學教材已不能掌握更多的新知識、新理論。因此,在保證教學內容的基礎性、系統(tǒng)性、完整性的前提下,向學生講授更多的有關科學前沿動態(tài)的知識,探索將課程中的經典理論和前沿科技發(fā)展有機地融合在一起,力求讓學生在有限的學時內系統(tǒng)掌握本門課程的基礎理論與實驗操作技能。實踐中的具體做法是:教師通過上網檢索的方法,廣泛收集有關外文教材和教輔資料,從中吸取精華,同時注重吸收國內重點大學在相關課程上的先進教學經驗,在講授過程中針對書上的興趣知識點進一步查閱該領域的最新進展,做到源于書本又高于書本。

比如在講到抗生素對細菌的作用時,引出2010年在全球多個地區(qū)出現(xiàn)的新德里金屬β內酰胺酶I型(NDM-1)超級細菌的案例,幫助學生更好地了解了抗生素在目前抗感染治療中的應用及目前國內外細菌對抗生素的耐藥現(xiàn)狀,部分興趣濃厚的學生在課外時間對目前國內大型醫(yī)院的抗生素臨床使用展開探究。

二、嘗試多種教學方法,選擇合適的教學方法

教學過程中,許多學生反映微生物學課程“聽得懂、理不清、記不住”。老用“填鴨式”的教學方法只會與教學目標背道而馳,這就要求教師在教學過程中注重教學方法的改進,根據(jù)不同的教學內容和知識點選擇適合的教學方法,形象生動地將微生物學基本知識傳授給學生。

1、歸納、對比式教學法。對于知識點零亂、分散且容易混淆的內容,可以通過歸納與比較其間的異同,使知識點層次清晰、分明,也可減輕學生記憶的難度。如原核微生物與真核微生物的比較;真病毒與朊病毒的比較;G+細菌與G-細菌細胞壁的比較;細菌、酵母菌、霉菌、放線菌菌落特征的比較;消毒與滅菌的比較;體液免疫與細胞免疫的比較等。比如,G+細菌與G-細菌細胞壁的比較可從四個方面對兩者進行比較和說明:細胞壁結構;肽聚糖含量與單體結構;革蘭氏染色反應;磷壁酸、LPS的有無等。

2、實例教學法。教學時要理論聯(lián)系實際,多引入與生產生活實際密切相關的熱點問題或有趣事例。如講到“蕈菌”的時候,可以查閱最新文獻向學生們介紹一些常見的食用蘑菇的培養(yǎng)過程,引出真菌繁殖的生活史;開始“病毒”一章的學習時,通過簡單介紹SARS流行情況,引出其病原體―冠狀病毒,講到“亞病毒”時引入瘋牛病的例子,激發(fā)學生學習病毒的興趣。這樣,不僅活躍了課堂氣氛,還對學生起到開闊視野、拓寬思路、激發(fā)學習興趣的作用。

3、討論式教學法。教學過程中有些內容與當前熱點問題有關,可以提前幾周布置作業(yè)給學生,讓學生通過查閱大量的相關資料寫成綜述或總結。如講到細菌耐藥性時,可以讓學生查閱相關文獻,總結和分析當前細菌耐藥性研究的進展,包括耐藥菌種、耐藥機理及可采取的措施等,上課時分組派代表發(fā)言討論,最后教師總結。這樣有利于提高學生查閱資料、綜合分析的能力,既加深了對知識的理解和記憶,又提高了學生的組織和表達能力。

4、多媒體課件的合理利用。微生物的微觀形態(tài)特點使得微生物學的教學變得抽象、難以理解,采用多媒體課件輔助教學,可以把在顯微鏡下的影像信息搬到教室中,使課堂教學形象化,有助于學生理解和接受。如細菌、真菌、病毒的顯微世界及鞭毛運動、噬菌體復制、擔孢子形成的過程可以通過色彩豐富、生動形象的動畫展示,再配有優(yōu)美的音樂和解說,能夠有效激發(fā)學生學習的積極性,提高講課效率。

篇4

一、教學重點內容要突出

《動物遺傳育種》共十二個章節(jié),本課程內容分為兩大部分,即動物遺傳學和家畜育種學。其中動物遺傳學是育種學的理論基礎。

遺傳學部分對細胞分裂與染色體行為、遺傳的基本規(guī)律作為重點內容進行詳細講解,為以后學習變異、群體遺傳、畜禽數(shù)量性狀和質量性狀的遺傳等打下良好基礎。堅持“理論夠用為度,突出實用性”,結合實踐,掌握染色體觀察、遺傳規(guī)律驗證等實驗方法和技能,為解釋、解決生產實踐中的有關問題提供理論依據(jù)、思路和方法。

育種學部分,重點是選擇原理、選配技術、雜交育種和雜種優(yōu)勢的利用,相應的實驗也要側重,并加大畜禽體尺測量、系譜編制、近交系數(shù)和親緣系數(shù)計算,個體育種值的估計,雜種優(yōu)勢率的計算等實驗的教學時數(shù),而對于畜禽遺傳資源的保存與利用―冷凍胚胎保存、種用價值的評定―BLUP法、畜禽育種的組織、抗病育種等內容由于實驗條件的限制以及高職高專人才的特殊性,可進行簡單的講解,使學生們了解當前培育新品種、新品系的方法和雜種優(yōu)勢利用的發(fā)展前景和趨勢。

本課的重中之重則是遺傳的基本規(guī)律、選種、選配的基本理論和方法,它是其他章節(jié)的基礎,只有對這幾章深入透徹的了解,才能有利于學習其他的章節(jié)。

二、加強理論與實踐的緊密聯(lián)系

《動物遺傳育種》是研究動物遺傳機理,家畜改良方法、培育方法的理論和實踐的一門科學。當今優(yōu)良品種在動物養(yǎng)殖過程中得到人們的廣泛認識,它可以提高動物的產量和質量,學生可以通過遺傳育種學的學習和實踐,正確運用遺傳規(guī)律和育種方法培育新品系,為動物生產和育種服務。

在講授《動物遺傳育種》理論課的同時,必須要考慮好如何加強理論與實踐融合,培養(yǎng)學生的動手操作能力。

在教學中可以采用理論內容講完之后緊接著安排實驗實訓課。比如在講授遺傳的基本規(guī)律的理論課時,緊接著安排多基因性狀的遺傳分析的實驗實訓課,這樣教學中心自然就從理論教學轉到實踐教學中來,增強了課上與課下的結合,理論與實踐的結合,實現(xiàn)理論與實踐的全面升華;有些課程也可采用一堂理論一堂實驗,使理論與實驗更加緊密的聯(lián)系在一起,這種教學模式對于選配中近交程度的分析內容極為適宜。比如在講近交系數(shù)的計算時,第一堂課我們簡單地介紹一下近交系數(shù)的計算方法步驟,而后進行近交系數(shù)的計算的實驗內容,這樣使課堂內容直接融入到實驗實訓課,使學生通過自己動手計算,學會計算個體近交系數(shù)的方法,在掌握實踐技能的同時,也加深了對理論知識的理解和把握。

三、采用多媒體與常規(guī)教學相結合,提高教學效果

本課程遺傳學部分理論性非常強,在講授中需引用大量例子來借鑒說明,需要大量掛圖、多媒體、CAI課件來加強感性認識,比如染色體觀察,特別是減數(shù)分裂的過程,采用常規(guī)教學達不到良好的教學效果。利用多媒體的優(yōu)勢,用課件PPT形式把減數(shù)分裂的過程生動形象地展示出來,使得減數(shù)分裂的過程具體、直觀、簡單易懂,會為學生理解聯(lián)會、交叉互換,父源和母源的遺傳物質發(fā)生互換等,提供直觀的教學手段,使同學們一目了然,并為以后學習遺傳的第三定律―連鎖互換定律打下良好基礎。

多媒體在理論教學中可以采用,在實踐教學及實習教學中也可以采用。比如實訓1染色體的觀察,教學手段、方法可運用投影、多媒體對染色體的細微結構、細胞分裂情況進行演示。結合模型和理論講解,使抽象的知識便于理解。比如育種實訓6家畜家禽品種類型識別,可采用多媒體的幻燈片觀察各品種特征。利用標準的動物模型,進一步識別典型品種的特征,加強學生的直觀認識。其他實驗教學或實習教學前將實驗教學或實習教學練習步驟、注意事項、考核標準以課件形式投影到大屏幕,學生可以參照課件自我訓練來規(guī)范自己的操作,從而提高教學效果。

四、加強實訓教學,提高技能水平

實訓教學是在理論教學的指導下,要求學生掌握實訓的基本原理,進一步鞏固、加深對理論教學內容的理解。比如實訓12雜種優(yōu)勢率的計算,學會根據(jù)雜交實驗結果計算各性狀雜種優(yōu)勢率的方法。通過實訓,掌握實訓方法,加強技能訓練,提高學生的實踐動手能力,為將來從事動物生產與經營和農業(yè)技術推廣等相關工作打下堅實的基礎。

教師要精心指導,在進行實訓教學中,使學生的自主性更大些,每個小組自定實習計劃,獨立完成實習,老師起到一個指導作用。在實訓過程對學生進行個別輔導,同時將學生實訓中出現(xiàn)的共同問題,集中分析。

通過實驗實訓、教學實訓等相關實踐,使學生能綜合地、系統(tǒng)地掌握和運用所學本學科知識,分析和解決生產中存在的實際問題,使學生把所學知識與實踐有機結合起來,并啟發(fā)他們的創(chuàng)新思維,充分發(fā)揮實踐性教學在高職人才培養(yǎng)中的重要作用。

五、靈活運用各種形式,培養(yǎng)學生綜合能力

搞好校企合作,通過課程綜合實訓的教學,使學生掌握在生產實踐中運用遺傳知識分析常見的遺傳現(xiàn)象及處理育種的基本數(shù)據(jù),運用性能測定、系譜測定等鑒定手段對種畜禽進行選擇,應用雜種優(yōu)勢理論選擇最優(yōu)組合生產商品畜禽的技能。

教學、生產、科研相結合,實訓內容既要有一定的實用性,在教學中,充分利用院內教學基地與實驗室條件,進行現(xiàn)場教學示范和實際操作,同時也應以教學、生產、科研相結合為主要內容。在課程教學之后,綜合應用本課程所涉及的知識點和技能點,校企聯(lián)合完成一個生產實際項目的開發(fā),實現(xiàn)“案例項目一體化”。具體形式有:

1.第二課堂。通過學生養(yǎng)殖小組活動、養(yǎng)殖技術服務指導、假期頂崗實習和承擔種豬場選種與選配項目等第二課堂活動,進一步提升應用家畜遺傳育種技能的能力。

2.網上集體答疑,難點重點突破。在課外,教師利用QQ群和課程網站上的論壇對學生提出的問題進行解答。同時,對重點和難點問題進行突破。

3.充分利用網絡資源。使學生學會利用網絡查找遺傳育種有關資料,注意收集遺傳育種研究的最新進展。

在學習中,要善于聯(lián)系相關學科與實踐、勤于思考、注重相互交流、討論,形成遺傳的觀念,從遺傳與變異角度思考問題,進而提高學生分析和解決問題的能力,并為學生終生學習打下基礎。

六、加強考試方法改革,發(fā)展創(chuàng)新思維能力

除了教學內容、教學方法和手段以外,考試模式也是《動物畜遺傳育種》教學改革和探索中的一個重要組成部分。一個好的考試模式不僅可以避免死記硬背造成的高分低能現(xiàn)象,而且還能在考察學生基礎理論知識掌握情況的基礎上,引導他們自主學習,發(fā)展他們的創(chuàng)新思維能力。

篇5

關鍵詞:昆蟲抗藥性;研究進展

隨著新型殺蟲劑的不斷涌現(xiàn)和廣泛應用,害蟲對多種殺蟲劑產生了抗性,且種類在不斷增加。目前,至少有600多種昆蟲及螨對殺蟲劑產生了抗性。從殺蟲劑角度來看,害蟲已對有機磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類以及新穎的氟蟲腈、吡蟲啉類等有機合成殺蟲劑產生抗性陷。Janet等報道,害蟲對擬除蟲菊酯類殺蟲劑產生抗性,大多是多種作用機制共同選擇作用或幾種機制聯(lián)合作用的結果。也有文獻報道,害蟲對微生物源殺蟲劑阿維菌素類、蘇云金桿菌和多殺菌素類藥物亦產生抗性。因此,解決昆蟲抗藥性問題迫在眉睫。本文簡要綜述該領域的研究進展,并探討新農藥的研制與開發(fā)對策。

一、昆蟲抗藥性研究意義

把昆蟲抗藥性作為一門學科來研究是有意義的,一是在防治前提供基本數(shù)據(jù)利于殺蟲劑的選擇,避免害蟲對藥劑產生交互抗性。二是能及時獲知不同地區(qū)種群抗性情況,利于制定綜合治理措施。三是不斷的監(jiān)測能有效地控制抗性。從長遠角度來分析,如果某種殺蟲劑產生抗藥性后沒有換用交互抗性的新殺蟲劑,隨著用藥時間增長,害蟲種群中聚集的多種抗性基因就越多,產生抗性的速度也隨之加快。由此也會增加研發(fā)新殺蟲劑的難度和費用,合成的速度跟不上抗性產生和發(fā)展的速度。將對農業(yè)害蟲的防治產生負面影響。

昆蟲抗藥性分子水平研究是抗性綜合治理的突破口。利用分子生物學技術對害蟲抗性進行研究,可獲知不同區(qū)域不同種群害蟲抗性水平及抗性的分布情況,建立詳細的抗性資源基因信息庫,利于確定抗性害蟲治理對策及合理地選擇殺蟲劑;此研究還有助于拓展新型殺蟲劑研制的思路,從中設計出活性更高,選擇性更強,毒性更低的新農藥。

二、新農藥的研制與開發(fā)對策

根據(jù)現(xiàn)代殺蟲劑研究開發(fā)的趨勢和社會的要求,2l世紀的殺蟲劑必須具有高活性、低用量、安全性高、不易產生抗性、環(huán)境相容性好和市場潛力大等特點,亦稱為綠色化學農藥。在農藥的研制中,分子設計是成功的關鍵,如何高效率地設計合成新農藥是一大難點,目前新農藥的設計必須將綠色思想貫穿于化學農藥的始終,使化學農藥在設計、合成、分析、降解和代謝等每一個環(huán)節(jié)都與環(huán)境相容且無害。

1.應用綠色有機合成技術

不管是化學農藥的基礎研究還是工業(yè)化生產,都要盡可能地應用綠色有機合成新技術,大力開發(fā)和推廣綠色化學工藝,這是提高效益、節(jié)約資源和能源、改善環(huán)境、保證可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略措施。主要策略有使用綠色原料和溶劑、采用高效無毒催化劑、改變反應方式和反應條件。如聲化學合成、微波化學合成、水相有機合成和氟碳相有機合成等。

2.以天然藥物為先導化合物

如何獲得先導化合物是創(chuàng)制新農藥極為關鍵的一步。目前已知有3 000多種次生物質對昆蟲起防御作用,這些物質對昆蟲的化學防御作用,主要是忌避、抑制取食、抑制生長發(fā)育、激素效應及毒殺作用等。這些植物的次生物質結構多樣、種類繁多。它們的活性往往是由某些分子或基團所致,研究這些物質,鎖定它們的活性部位和活性結構,模擬活性結構進行全合成或半合成,就可以得到高效、低毒、無污染的綠色化學農藥。而且,當農藥的化學結構選用了自然界存在的物質結構時,易被自然界微生物群分解,不易造成殘留污染。

3.利用組合化學有效地篩選

在化合物的篩選過程中,可以應用組合化學技術,對不同的分子結構單元進行組合合成,得到成千上萬個產物,以滿足下一步高通量篩選系統(tǒng)的需要,通過改進的組合化學已可以得到各純度較高的單一化合物供HTS篩選之用口 。隨著科技的發(fā)展,由計算機來輔助設計的結構單元不但可以擴大組合庫的容雖及分子的多樣性,而且命中有用分子的比例也將空前提高。組合化學應用于新農藥的研制主要集中在尋找先導化合物和優(yōu)化先導化合物。目前,世界各大農藥公司,如捷利康農化公司、安萬特作物保護農化公司、拜耳公司等已建立了自己的組合化學實驗室,國內南開大學有機化學研究所、沈陽化工研究院、中科院上海有機化學研究所等單位也開展了這方面的研究。

三、結語

昆蟲抗藥性已經成為一個全球性的問題。隨著分子生物學和計算機技術的不斷發(fā)展和完善以及在昆蟲抗藥性研究中的不斷應用,有關抗藥性機制的新發(fā)現(xiàn)、新結果不斷出現(xiàn),我們對昆蟲抗藥性的產生、發(fā)展和進化的認識也不斷深入。從目前研究來看,靶標抗性的AchE、SC及GABA受體一般都與結構基因的點突變有關。而代謝抗性與相關的P450基因增強表達有關;與ESTs基因突變、基因擴增及轉錄有關; 與GST基因擴增及調節(jié)有關。因此,深入了解昆蟲體內基因突變的遺傳學背景以及突變與抗藥性之間的完整機制,可為設計新穎的、不易產生抗性的化合物開辟新的途徑,從而對新農藥的研制與開發(fā)提供新的理論依據(jù)。

參考文獻:

篇6

問題是早期癌癥的變異信號相當復雜,而且通常很細微,甚至變異剛處于分子水平,因而,檢測起來比較困難。

不過,美國加州理工學院(California Institute of Technology)的物理化學家詹姆斯·希斯(James Heath)認為,納米技術最終能提供解開癌癥分子謎團的方法。

他斷言,超微硅線組(每根硅線都能用來檢測一種與癌癥相關的特異蛋白質)能檢測到我們體內化學反應中的最微弱變化。希斯及其加州理工學院的同事正在研發(fā)的納米傳感器,將能同時在一滴血中,搜尋幾百甚至數(shù)千種不同的生物分子。

如果這些納米傳感器研發(fā)成功了,它們能成為檢測癌癥的基礎設備,其不僅能使檢測結果更準確,而且會比現(xiàn)在的檢測方法更便宜、更方便(因為納米檢測不涉及組織采樣和實驗室分析)。

當然,這還不能說明什么。

大多數(shù)篩查癌癥的方法依然很初級,其常常通過簡單的體檢或X射線來尋找腫瘤生長的證據(jù)。少數(shù)癌癥檢測則采用血檢的方法,例如前列腺癌和卵巢癌,但其表現(xiàn)令人失望:不僅效率低、費用高,而且檢測結果準確率低。

例如,要想確診前列腺癌,醫(yī)生要在血液中尋找名為前列腺特異性抗原(PSA)的蛋白質。然而,那些因血液中PSA含量高而接受令人神經高度緊張的活檢的人中,僅有25%至30%的人確實患有前列腺癌。

希斯指出,“前列腺中始終有前列腺特異性抗原蛋白質,總是會有少量滲入血液。前列腺在受到某種創(chuàng)傷時——有可能是癌癥,也可能是其他疾病——前列腺特異性抗原蛋白質的滲入量會加大。但是對早期前列腺癌而言,這是非常微弱的標志,因為在(前列腺癌)早期階段,癌癥對前列腺的損傷的確不大?!?/p>

更準確的癌癥檢測能更好的反映出生物分子活動的復雜性。希斯期望設計出的設備,不僅能即時對一滴血或特定組織中的少量細胞進行綜合測定,而且能夠檢測出極微量的生物分子。他解釋說,“我們正在開發(fā)基于指血檢查的測試,也希望這種測試最終能類似糖尿病檢測?,F(xiàn)在,糖尿病患者能夠監(jiān)測自己的血糖水平,而且由于他們定期做檢測,因而控制了糖尿病的發(fā)展。我們想為癌癥患者開發(fā)出可行的類似檢測方案?!?/p>

癌癥研究似乎不是詹姆斯?希斯的終結職位。20世紀80年代初期,希斯還在休斯頓萊斯大學(Rice University)讀研究生時,就開始研究微塊狀材料的性能。1985年,他所在的團隊發(fā)現(xiàn)了足球形的碳分子C60。11年后,這一發(fā)現(xiàn)幫助理查德·斯莫利(Richard Smalley,希斯的教授)贏得了諾貝爾獎,并激發(fā)了人們如今對納米技術的興趣。后來,希斯將注意力轉向微電子工業(yè)使用的半導體(例如硅),尋找將它們設計為更小器件的方法。最近,他與加州大學圣巴巴拉分校的合作者設計出一種方法,其能制造出僅幾納米寬的硅線,比今天最小型的集成電路約小10倍。

這一進展成為電子產品持續(xù)小型化的里程碑。希斯還說,“我們希望隨著這一難題的解決,其他機遇能自己浮出水面?!笔聦嵉拇_如此:希斯意識到,這些納米線也能充當超靈敏生物傳感器。

然而,他也意識到把納米線整合到有效的診斷工具中并非易事。隨著不同基因的開關,生物分子濃度的劇烈波動能反映出一個人健康狀況的變化。不過,在過去幾年里,遺傳學家和分子生物學家逐漸認識到,基因通常不會獨立行動,它們傾向于成群結隊或者組合成基因網絡運轉,而且可以調節(jié)彼此的表達方式。因此,弄清楚疾病分子的“指紋”需要系統(tǒng)了解基因與蛋白質的合作方式。

這正是希斯的合作者——西雅圖系統(tǒng)生物研究所(Institute for Systems Biology)的創(chuàng)始人勒羅伊·胡德(Leroy Hood)要完成的工作。

系統(tǒng)生物學家觀察細胞的方式就如同電子工程師查看復雜的電路:高度互聯(lián)系統(tǒng)的組件彼此互相控制開關,轉播信號。希斯的傳感器或許能提供數(shù)千條線索表明一個人處于健康狀態(tài),但是胡德的系統(tǒng)生物法需要將所有的信息組合起來形成連貫的圖示。

例如,胡德及其團隊已經觀察到在受前列腺癌影響的細胞和組織中,基因在制造蛋白質的過程中是如何表達的。胡德說,“我們的觀點是:正常細胞和病變細胞的區(qū)別是疾病細胞中的蛋白質和基因調節(jié)網絡受到擾亂,其表現(xiàn)為受基因網絡控制的蛋白質表達模式發(fā)生改變。一小部分受擾亂的蛋白質會設法進入血液構成分子指紋,我們不僅能通過分子指紋診斷是否患病,還能診斷患的是什么病以及特定疾病的哪種類型(例如,前列腺癌至少有3種不同類型)

?!?/p>

“我們已經識別出前列腺中異常表達的癌癥標志基因有300種,”胡德說,“我們預計其中約62種可能被分泌到血液中。我們制造出針對某種癌癥標志基因的抗體,然后在這個(癌癥標志基因)上面做試驗,并證明它只出現(xiàn)在前列腺癌患者的血液中?!焙碌膱F隊現(xiàn)在正在測試另外5種前列腺腫瘤分泌的蛋白質。該團隊還發(fā)現(xiàn)了診斷卵巢癌的類似基因序列。

檢測這種蛋白質的納米傳感器到底是什么樣?

為了將一根納米線轉變?yōu)榫w管,研究人員用金屬線將納米線的兩端連接起來,使電流能夠通過。接著,他們在納米線附近安裝一個電極,將其充電以改變納米線的導電性,實現(xiàn)“打開”或者“關閉”,這是任何電子工程師都熟悉的東西。

之后,希斯把他的納米線晶體管變換為微型生物傳感器,也即是說,一根納米線對應一種特定蛋白質的傳感器。研究人員將納米線的表面覆上一層抗體,再粘附于靶向蛋白而不是其他蛋白質分子上。當?shù)鞍踪|與抗體粘合后,就與在納米線表層移動的電子相互作用,改變其導電性。如果納米線只有幾納米粗,其總體導電率就會有明顯且可測量的重大改變。

希斯說,“如果納米線能做到足夠小,我們可以在上面放置分子而不是加電壓,屆時化學變化就是導致晶體管開關的信號?!?/p>

納米線的小尺寸也使得這些器件非常敏感?;旧?,產生讀數(shù)所需的分子數(shù)將取決于它們附著于傳感器表面的密集程度,但它也可能檢測到單個分子。希斯表示,雖然他的團隊研究的傳感器尚未達到這一水平的敏感度,但是已經能成功地檢測到幾個分子。與此同時,哈佛大學的查爾斯?利伯(Charles Lieber)已經演示了能夠檢測到單個病毒粒子的納米傳感器。

篇7

我們需要在教學過程中補充與生物技術制藥相關課程的理論知識,這就要求教師在教學過程中既要闡述生物技術相關原理,更要強調制藥學的相關內容,該課程的重點是生物技術在藥物研發(fā)和生產中的應用。現(xiàn)代藥學專業(yè)必不可少的課程現(xiàn)代藥學專業(yè)與生物技術密切相連,據(jù)不完全統(tǒng)計,全球應用生物技術制備的各種藥物已超過150多種(不包括血液制品),全世界3億多人從這些藥物和疫苗中受益。近年來,傳統(tǒng)的化學制藥已經逐漸向新型的生物制藥轉變,而生物技術制藥研究制藥工業(yè)中所涉及的相關生物技術,成已為廣大藥學工作者關注并且發(fā)展成為一門新型學科。生物技術制藥這門課程就是在這種背景下開設的一門新的專業(yè)基礎課,其對藥學專業(yè)學生的重要性不言而喻,是現(xiàn)代藥學專業(yè)必不可少的課程。這就要求教師在教學過程中及時掌握知識的前沿性,把握生物技術知識的難點與重點,尤其要讓學生透徹理解生物技術與藥學之間的密切關聯(lián)。

生物技術制藥教學內容改革初步探討

隨著科技的不斷進步,尤其是生命科學知識爆炸式的增長,生物技術制藥的內容也在不斷翻新,教科書的內容不斷增加,因此在講授相關的教學內容也應該不斷更新、變革,加速新型藥學人才的培養(yǎng)。在教學中不斷更新藥學相關學科知識生物技術制藥最終目的是通過生物學方法獲取預防和治療疾病的藥物,其主要以基因工程、細胞工程、抗體工程、酶工程和發(fā)酵工程為基礎,其中涉及細胞生物學、生物化學、免疫學等生物學科以及藥劑學、藥理學、藥物分析等藥學學科。因此,在講授生物技術制藥課程時,要不斷更新藥學相關學科與生物技術的密切聯(lián)系,以及與生物技術制藥相關的藥學學科的內容與應用。筆者每年在講授基因工程制藥時,每次都強調最新的藥劑學、藥理學等藥學學科知識在基因工程藥物的特點、原理及應用,并且每次都增加一些新的基因工程藥物及其治療的新出現(xiàn)的疾病,讓每屆學生都能及時掌握與藥學相關的新知識。2.2在教學中不斷更新最新生物技術制藥知識生物技術制藥技術發(fā)展日新月異,而教材一般是2-3年更換一次,因此僅依靠教材很難及時把最新的生物技術制藥知識傳授給學生。為了使學生能更好地了解生物技術制藥研究的最新進展,同時培養(yǎng)學生自學的興趣與能力,筆者通過查閱大量文獻,每次講課都通過制作PowerPoint向同學們講解最新的生物技術制藥知識。比如2007年講授基因芯片技術在藥學的應用,2008年講授轉基因藥物,2009年講授基因條形碼可視化篩選藥物靶標技術等。在教學中及時更新生物技術學科前沿進展學生在學習知識的同時,還需要及時掌握最新的相關學科的前沿知識。生物技術和制藥技術的發(fā)展迅猛,為了讓學生及時了解本學科的前沿知識,必須不斷更新教學內容,把最新的知識引入教學中。筆者在教學過程中,在以高等教育出版社出版的《生物技術制藥》為教材的基礎上,每年都查閱最新文獻便于擴展補充生物技術學科的最新前沿進展。如在教學內容中補充了轉基因動物植物制藥、基因芯片篩選藥物靶點、生物信息學、藥物基因組學、藥學蛋白質組學等。通過在教學中對新知識的不斷補充,讓學生及時了解生物技術制藥的前沿,在拓展學生知識面的同時,也加深了學生對學科重要性的認識,從而調動了學生的學習興趣并培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力。

生物技術制藥教學方法改革初步探討

生物技術制藥行業(yè)發(fā)展迅速,因此教育工作也需要與時俱進。我們在教學實踐中結合藥學專業(yè)特點,對生物技術制藥教學方法進行了一些探索。理論課:簽字式教學法、PBL教學法及多媒體教學法相結合簽字式教學法,即教師給每位學生一張項目簽字單,把要講的課程分成按教學大綱的內容分成若干個片段,每個片段都有其教學的重點和難點,以及要掌握或要理解的知識點,學生自己找時間地點進行學習[3]。PBL(problem-basedlearn-ing)教學首先以學生對該課程的某些教學難點提出問題,老師則以問題為中心、以問題為基礎的討論式教學和啟發(fā)式教學[4]。而多媒體教學能夠將現(xiàn)代臨床微生物學中的某些難懂的、抽象的教學內容以圖形、表格、文字、聲音、動畫、視頻等多種形式表現(xiàn)出來,使學生更容易理解和接受。筆者在2006屆藥學學生中,嘗試了將這三種教學方法相結合的新的教學方法。首先采用簽字式教學法,把簽字單及教學大綱發(fā)給學生,讓學生自己學習,同時每隔一段時間檢查簽字單。當學期過半時,通過班長,讓學生對自己不懂的地方提出問題。我們把學生的問題進行匯總,統(tǒng)計分析,然后集中3節(jié)課把學生有問題的知識點側重講解,同時把難以理解的地方全部做成多媒體,讓學生通過圖片、圖形、表格、動畫、視頻等加深理解知識,達到激發(fā)學生的學習興趣,提高學生學習主動性和研討能力,培養(yǎng)其團隊協(xié)作精神。再對學生的問題進行追蹤,及時關注學生掌握知識情況。在最后的考核中,學生總體成績相比2005屆略有提升,高分學生數(shù)量減少,但大部分學生都集中在70-80分數(shù)段,而且不及格學生明顯少于2005屆學生,同時學生的反饋很好,對所學知識的掌握也很牢固。說明這種方法利用學生對生物技術制藥知識的理解,能夠提高學生學習的主動性。實驗課:啟發(fā)互動式實驗教學及推行開放型實驗室生物技術包括基因工程、細胞工程、酶工程及發(fā)酵工程,涉及大量的相關分子生物學、遺傳學等實驗,但是生物技術制藥實驗課教學時間太少,開放時間非常有限,因此藥學學生對生物技術不能熟練掌握。而實驗教學是生物技術學科培養(yǎng)學生能力的不可缺少的重要環(huán)節(jié),生物技術制藥實驗教學體系的改革探索,不僅將提高學生的實驗技術操作水平,而且為學生提供科研創(chuàng)新的平臺,培養(yǎng)學生獨立分析問題、解決問題的能力,全面促進學生綜合素質提高。筆者在實驗課上引進了啟發(fā)式互動教學并在實驗原理講解中加入多媒體課件。啟發(fā)式互動教學就是在實驗課通過不斷提問,讓學生了解該實驗的原理及過程。比如在講解瓊脂糖凝膠電泳時,筆者會提問為什么DNA會跑出不同的條帶?為什么電壓是影響因素?是不是電壓越高越好?把學生引向該實驗的原理,讓學生更好地學習實驗技術。同時在講解實驗原理是時,通過將與實驗相關的內容用圖片、Flas等展示出來,使生物技術制藥的實驗教學更具直觀性和形象性,可進一步加深學生的理解。如在介紹藍白篩選技術時,通過播放Flas,加深學生對此知識及技術的理解和掌握。在每一次實驗結束后,還要組織學生集體進行實驗總結,讓每位學生講述自己在實驗過程中的實驗現(xiàn)象、遇到的問題以及經驗教訓,可以使學生更好地鞏固實驗教學內容,達到預期的實驗目的,收到更好的成效。為了加強學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),給學生更多的實踐機會,開放型實驗室作為實驗教學環(huán)節(jié)的新形式,目前已成為我國高校實驗室改革和發(fā)展的大趨勢[5]。開放型實驗室就是在課余時間開放實驗室,同時加入一些學生感興趣或者生物技術含量高的實驗,比如基因芯片等技術。學生通過開展這些實驗項目,提高了動手能力和分析解決問題的能力,獲得了不錯的綜合教學效果。雖然開放型實驗室由于條件的一些限制,具體實行起來會有一些困難,隨著教學條件、實驗條件的逐步改善,并且對現(xiàn)代微生物學重視程度的加深,開放型實驗室教學必將在所有院校施行起來。

篇8

【關鍵詞】分子生態(tài)學 教學方法

【中圖分類號】G643 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-9646(2008)09(a)-0220-02

隨著分子生物學的迅速發(fā)展,相關的新知識和新技術不斷涌現(xiàn),其理論與技術正在向生態(tài)學和環(huán)境科學等學科迅速擴展。分子生態(tài)學就是在這種形式下應運而生的。其概念是指應用分子生物學的原理和方法來研究生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)相互作用的生態(tài)機理及其分子機制的科學[1]。

分子生態(tài)學涉及的研究領域十分廣泛,研究的生命對象為微生物、植物與動物,在研究生教育中適合的專業(yè)比較多,如生態(tài)學、作物生產類、動物生產類和環(huán)境科學等專業(yè)可以必修或選修,在教學方法上有其獨特性,同時分子生態(tài)學是一門嶄新的學科,尚沒有成熟的方法借鑒,迫切需要我們在該門課程的教學實踐中逐漸去摸索。本文就研究生分子生態(tài)學課程的教學方法進行一些探討。

1 分子生態(tài)學教學方法

1.1 精選教學內容,體現(xiàn)學科特點與發(fā)展趨勢

分子生態(tài)學是一門新起的交叉學科,涉及的領域非常廣泛,研究內容主要包括分子種群學、分子環(huán)境遺傳學和生物體內有機大分子對環(huán)境因子變化的響應的分子適應性[2]。教授分子生態(tài)學這門課程,就要精選授課內容,讓學生既能系統(tǒng)地掌握分子生物學的基本原理與實驗技術,又要讓學生了解這些原理與技術在生態(tài)學、微生物學、植物學和動物學等相關領域的應用和所取得的最新進展。因此,我們將教學內容大體分成三部分:(1)分子生物學基本原理;(2)分子生態(tài)學中常用的分子生物學技術與方法;(3)分子生態(tài)學研究所取得的主要進展。

1.2 采用現(xiàn)代化教學手段

分子生態(tài)學是在蛋白質、核酸等分子水平上探究有關生態(tài)學問題,主要涉及生態(tài)現(xiàn)象與生態(tài)規(guī)律的發(fā)生、演化和發(fā)展的分子過程的分子機理,內容較為抽象,通過多媒體教學,可以將抽象的內容圖示化、形象化而便于學生理解[3],如核糖體RNA的堿基排列順序可以檢測出種系發(fā)生上的深遠關系,是分子生態(tài)學中要介紹的主要內容之一,用多媒體將真核生物糖體RNA基因的結構以圖像展現(xiàn)出來后,學生很容易理解18S、5.8S和28S的分布情況。再如構建分子進化樹是分子生態(tài)學研究種群進化關系的主要手段之一,而構建進化樹方法的介紹牽涉到軟件使用和在線操作,利用多媒體和網絡教學手段教授,學生不僅容易理解和掌握而且激發(fā)了他們的學習興趣。

1.3 討論式教學方法的應用

1.3.1 討論式教學方法的必要性

討論式教學是一種開放式的教學形式,它組織和鼓勵學生主動學習和掌握知識,論述和闡明對某一教學基本內容的理解,并通過與其他同學的交流與討論,獲得科學的思維方法以及正確的結論[4-5]。討論式教學有利于激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維,開發(fā)學生的思維資源,是培養(yǎng)學生主動獲取知識能力和獨立思考能力、調動其學習積極性、提高創(chuàng)新能力的有益方式。以下是分子生態(tài)學教學中采用討論式教學方法的必要性:

首先,研究生教育是我國高等教育中的重要環(huán)節(jié),對研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是研究生教育的核心內容,而研究生從事研究工作的能力大小對于能否提高我國整體學術水平以及研究生自身的發(fā)展的好壞具有十分重要的作用。因此,在分子生態(tài)學教學中我們也始終堅持以培養(yǎng)研究能力和創(chuàng)新能力作為核心教學思想,更多地采用討論式教學方法,鼓勵研究生積極參與學術討論活動,而不應把研究生的課程學習變成本科階段的簡單繼續(xù)和延伸。

其次,研究生與本科生不同,他們已經初步掌握了相關學科的基本理論和研究方法,可以開展課程教學以研究生為主體,重視和促進研究生個性的健康發(fā)展,充分發(fā)揮其學習的主動性和自覺性。

再者,分子生態(tài)學是一門新興的交叉學科,學科自身的經典理論很少,更多的是利用分子生物學技術從微觀探討生態(tài)學機制,研究范圍非常廣泛,未知領域多,發(fā)展速度快,同時選修該課程學生的專業(yè)差異大,更適合利用討論式教學。

1.3.2 挑選適宜進行課堂討論的內容

以學生為主體,針對不同類型的教學內容加以科學的問題設計,制定與學生認知程度相適應的討論方案,采用“自學、精講、討論”的教學模式。這些問題一方面來自老師的觀點,更重要的是收集學生感興趣卻又不是很明白的問題,以便在討論時,學生有據(jù)可查,有話可說。

在分子生態(tài)學教學中,由于選課的研究生專業(yè)背景差異大,興趣點分散,為了突出共同的興趣,我們在分子生態(tài)學研究的分子生物技術中提出一些主要問題讓學生討論。例如學生可以討論“功能基因與核糖體RNA基因作為生物遺傳多樣分析指針的優(yōu)缺點比較”,“怎樣構建合理的遺傳進化樹”等。對這些基本問題的討論,參與人數(shù)多,討論的氣氛熱烈,可以提高討論效果,增加學生的學習興趣。

對試驗結果進行課堂討論。試驗結果一方面要來自授課老師自己的課題研究,另一方面可以來自學生結合導師項目的相關試驗。這些試驗過程與結果具有現(xiàn)實性和真實性,學生興趣較大,是很好的討論題材。例如在變性梯度凝膠電泳(DGGE)實驗中,由于操作程序復雜、引物設計、樣品PCR條件、實驗儀器本身和電泳條件等因素均可以影響實驗結果。我們可以根據(jù)試驗的不同結果,進行分析總結,推測出現(xiàn)各種結果的可能原因,加深對分子生態(tài)實驗技術優(yōu)缺點的理解。

1.3.3 分組進行討論

從我們這幾年的教學情況來看,選修分子生態(tài)學的學生數(shù)較多,專業(yè)差別很大,可將專業(yè)類似的學生分為一組,對與其專業(yè)相關的特定的專題知識或文獻進行討論。針對不同小組,授課老師事先結合各小組的專業(yè)特點,發(fā)給他們一些文獻,鼓勵學生課前一到兩周查閱相關資料和文獻,并將準備的內容進行整理制作成幻燈片,然后再推舉一至兩人在課堂上進行講解。每組討論時間為40分鐘。

對于專題知識討論,可以采用闡述法和探究法。闡述法適宜于教學內容中的重點問題,通常作為預習內容提出而在下一次課中進行討論。通常由教師提出問題學生予以分析闡述。例如:在研究環(huán)境對生物基因表達影響中幾種基因差異表達技術的優(yōu)缺點是什么?即針對分子生態(tài)學中的主要研究方法,布置學生分組準備試驗設計方案,并進行可行性分析。例如針對一個污染湖泊,我們怎樣用分子生態(tài)學的方法分析其微生物遺傳多樣性的變化。這樣的問題在教科書上找不到現(xiàn)成答案,必須在掌握分子生態(tài)學的相關分子技術原理上,查閱大量參考資料并深入思考才能設計出來,不僅鍛煉了學生利用工具書與互聯(lián)網迅速獲取信息的能力,而且對他們辨證思維能力、分析問題與解決問題能力的提高也有極大幫助。

對于文獻討論,分報告、討論和點評與總結三個環(huán)節(jié)進行。報告的重點內容為:本論文要解決什么問題及其提出的背景或假設,論文解決問題的過程中所采用的方法,論文的結果分析如何,結論是否明確,本文的貢獻在哪里,研究方法、材料或內容上是否存在不足等。討論的內容包括:解答老師和同學的疑問、補充課堂講解的不足、討論學科交叉的知識和方法等。為了充分調動同學討論的積極性,達到更好的教學效果,我們把每位同學的提問次數(shù)、討論的積極性、問題的質量以及自己的見解和發(fā)現(xiàn)納入平時考核的范圍。任課教師對課堂報告的內容和討論的內容進行點評和總結。每次小組討論結束前,授課老師都要給出點評和總結,其內容比較廣泛,可以講授相關的前沿知識點,指出課堂報告的優(yōu)缺點,發(fā)表自己對文獻相關論點的看法,補充科研寫作方法等。

1.3.4 成績的考核

為了督促學生更好地通過本課程學習專業(yè)基礎知識、前沿知識和科研方法,我們采用平時考核和期末考核相結合的方法對學生的學習情況進行綜合考核。平時考核的對象主要是在討論式教學中,每位同學的提問次數(shù)、討論的積極性、問題的質量以及自己的見解和發(fā)現(xiàn)納入平時考核的范圍。期末考核對象是對本課程的基礎知識的了解與掌握情況,最后的總評成績?yōu)槠綍r成績和期末成績加權平均的結果,其中平時考核成績占總成績的40%,期末考核成績占60%。

2 體會與對策

2.1 不斷加強自身學習,提高業(yè)務水平

學生對一門課程的興趣和學習熱情,除了課程的重要性之外,很大程度上也與授課教師的教學水平有關。面對分子生態(tài)學是一門剛新起的交叉學科[6],國內起步較晚,大部分文獻來自國外,因此加強英文文獻的閱讀量,以便掌握國內外最新研究進展。該學科涉及的領域十分廣泛,必然要求授課老師具有較廣的專業(yè)知識面,教師首先必須加強自身學習,不斷提高自身的業(yè)務水平,而且要善于與學生溝通,及時了解學生的反應,在教學實踐中不斷總結經驗,及時對教學方法加以改進和充實。

2.2 創(chuàng)新教學方法改進教學手段

本課程涉及的原理與方法較為抽象,必須加強教學手段的改進和現(xiàn)代教學課件的應用,盡可能采用一些動畫的多媒體輔助教學課件,使教學內容形象、生動而且直觀,使學生對教學內容,尤其是難點的掌握起到事半功倍。由于本課程涉及的專業(yè)面很廣,在教學方法上,除了應用討論式以外,還要根據(jù)具體授課內容利用啟發(fā)式、互動式和參與式等多種方法結合,引導學生如何探索科學的未知領域,激發(fā)他們在科研中不迷信前人的結論,提出多樣化答案,使學生勇于探索、敢于創(chuàng)新。

2.3 編制教材,補充教材內容并加以規(guī)范

到目前為止,還沒有一本適合研究生教學的分子生態(tài)學教材。目前教學的基本內容主要參照的教材是Beebeeb編著的由牛津大學出版社出版的《An Introduction to Molecular Ecology》和Carvalho編著的《Advances in Molecular Ecology》。同時,本學科的發(fā)展很快,隨著分子生物學新理論、新技術層出不窮,分子生態(tài)學研究的廣度與深度的加深,每年有關本課程內容的知識也在不斷積累,起點不斷提高,因此必須及時整理,盡量使多元的知識系統(tǒng)化,形成一本較完善的教材,并及時對教學內容進行增添,,將當代最新的科學技術成果及時納入相應課程,逐步加大教學內容的前瞻性。

參考文獻

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[2] 唐影,林春.充分發(fā)揮課堂討論在研究生教學中的作用,山西醫(yī)科大學學報:基礎醫(yī)學教育版,2007,9(3):263-265.

[3] 徐會利,賀佳麗,周慶逸.多種教學方法在臨床精神病學研究生教學中的應用,學位與研究生教育,2007,11:50-52.

[4] 顧紅,孫光民.研究生課程教學方法改革與實踐,北京工業(yè)大學學報(社會科學版),2003,3(4):92-93.

篇9

關鍵詞:免疫學;教學;創(chuàng)新精神;培養(yǎng)

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2011)35-0064-02

免疫學是生命科學的前沿學科,與分子生物學和細胞生物學等諸多學科交叉融合,滲透于疾病機理、疾病診斷、治療和預防的研究和應用領域,是推動現(xiàn)代醫(yī)學科學發(fā)展的主要動力之一。免疫學又是一門蓬勃發(fā)展的學科,其推動力的源泉來自于免疫學科自身的不斷創(chuàng)新??梢赃@樣說,是創(chuàng)新精神貫穿于免疫學的整個發(fā)展歷程。所以,在醫(yī)學免疫學教學實踐中,有意識地挖掘教材中的創(chuàng)新教育資源,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神,是每一位教師義不容辭的責任。這將使得學生在免疫學的學習過程中,與免疫學現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)者、免疫學理論的創(chuàng)建者、免疫學知識的傳授者產生對話與共鳴。創(chuàng)新精神的培養(yǎng)有利于激發(fā)學生對免疫學的學習興趣和動力。[1]

一、教師的創(chuàng)新教育理念是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神的前提

創(chuàng)新教育呼喚創(chuàng)新型的教師。英國教育家威廉?亞瑟講:“平庸的教師只是敘述,較好的教師是講解,優(yōu)秀的教師是示范,偉大的教師是啟發(fā)?!眰鹘y(tǒng)的教育觀是教師講、學生聽,教師說、學生做。教師是教育中的權威,學生要無條件地服從。在高等教育改革背景下,教師不應該再以權威者的身份出現(xiàn)在學生面前,而應該是與學生共同學習、共同研究、共同探討的合作者、組織者和指導者。要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神,教師首先要有強烈的創(chuàng)新教學理念。教師在教學理念、教學手段、教學模式等方面也要創(chuàng)新。在每一課的備課中,不但要備教材、備學生、備教法,更應備創(chuàng)新教育的插入點,要把自己在免疫學教學、科研實踐中積累的創(chuàng)新理念融入到每一節(jié)課、每一個實驗中,引領學生做一名創(chuàng)新思維的開發(fā)者和培育者。在教學中,師生地位平等,教師要善于為學生創(chuàng)設一個寬松、民主、和諧的學習氛圍,這樣,學生的創(chuàng)造性才能得以發(fā)揮。

二、創(chuàng)設寬松和諧的教學生態(tài)環(huán)境是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神的基礎

一個有創(chuàng)造性的教師應能幫助學生在自主學習的道路上迅速前進,教會學生怎樣應對大量的信息,教師更多的是一個向導和顧問,而不是機械傳遞知識的簡單工具,也就是要教會學生學習。

“有利于創(chuàng)造活動的一般條件是心理的安全和心理的自由”。教師要努力營造“民主平等、寬松和諧、自由愉快”的教學生態(tài)環(huán)境,堅持正面的激勵,寬容和理解學生,允許學生在探索中出現(xiàn)錯誤,不求全責備。因為,錯誤不再只是具有消極意義的因素,而可能成為引發(fā)學生內部認知重組的積極誘因,是通往創(chuàng)新的必由之路。同時,鼓勵每個學生暢所欲言、發(fā)散思維,要給予學生發(fā)表意見的機會,歡迎學生與自己爭論,使學生逐步具有創(chuàng)新的意識。當學生的思維活動和結論超出教師所設計和期望的軌道時,教師不應強行把學生的思維納入自己的思維模式之中,用自己或教材上的結論束縛學生的創(chuàng)新思維。相反,教師要發(fā)揮教學民主,放下“權威”,貼近學生,尊重學生,充分體現(xiàn)學生在教學活動中的主體地位。要大力鼓勵學生敢于突破權威定勢,這樣才會出現(xiàn)“抗體側鏈學說”。要鼓勵學生敢于突破經驗定勢,唯此,才會有單克隆抗體的發(fā)現(xiàn)。要鼓勵學生敢于突破從眾定勢,如此,才會有腫瘤免疫治療為癌癥患者延長生命。

三、課程教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神的主陣地

1.免疫學概論:創(chuàng)新精神培養(yǎng)的第一課

免疫學概論是學生學習免疫學的第一課,是激發(fā)學生學習興趣、激勵學生創(chuàng)新思維、培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識的好時機。因此,教師要精心準備第一課,以自己的個人魅力給學生留下良好的第一印象。教師要用淵博的知識、高超的教學藝術去感染學生,博得更多的學生的喜歡,進而喜歡免疫學課程。

免疫學概論系統(tǒng)介紹免疫學的發(fā)展歷程,可以為學生提供對創(chuàng)新精神的感性認識。例如,經驗免疫學時期,“牛痘”的發(fā)明和應用開創(chuàng)了人工自動免疫的先河,幫助人類在全球范圍消滅烈性傳染病――天花。科學免疫學時期,細胞免疫和體液免疫學派的形成,“抗體側鏈學說”、“免疫網絡學說”和“克隆選擇學說”等確立了免疫學在生命科學和醫(yī)學科學中的地位。隨著分子生物學的興起,極大地推動了分子免疫學的發(fā)展,抗體多樣性和特異性的遺傳學基礎、PCR的基因克隆、MHC限制性、細胞因子及受體等理論的闡明,不僅使人們深入了解諸多免疫學重大科學問題的本質,而且昭示了現(xiàn)代免疫學在生命科學和醫(yī)學發(fā)展中扮演著更為重要的角色。因此,是一次次的重大創(chuàng)新性發(fā)現(xiàn)貫穿了免疫學的整個發(fā)展歷程。在授課時,教師要著重闡述免疫學的每一個歷史性階段都體現(xiàn)了創(chuàng)新精神,創(chuàng)新是免疫學發(fā)展的原動力。

2.免疫學概念和原理的建構:創(chuàng)新精神培養(yǎng)的融入點

免疫學的發(fā)展史就是科學家的創(chuàng)新創(chuàng)造史。教材中有許多科學家及其科學成果的介紹,這些材料是教學中對學生進行創(chuàng)新精神教育的好材料。教師要發(fā)掘教材中介紹的科學家和他們著名的科學實驗,用大師們超常的創(chuàng)新思維來感染學生、啟示學生、激勵學生。在講授每一章節(jié)的知識點時,要有意識地把創(chuàng)新精神的教育融入到概念和原理的建構,使學生在學習知識的同時,對創(chuàng)新精神的理解更為具體和形象。例如,在介紹樹突狀細胞時,可以告訴學生樹突狀細胞在被發(fā)現(xiàn)后的百多年時間里一直處于沉寂狀態(tài),如今一躍成為“明星細胞”,為什么呢?學生不但會饒有興趣地學習體外誘導培養(yǎng)樹突狀細胞的方法,更能激起他們更深入地研究這群細胞,并將其應用于腫瘤免疫學治療等領域,實踐為癌癥患者造福的愿望。如能再結合2011年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲得者之一拉爾夫?斯坦曼,一直以來都用自己發(fā)明的基于樹狀細胞的免疫療法給自己治病,使得其生命得以延續(xù)至頒獎前三天才去世,更能激發(fā)學生為科學獻身的精神。

3.免疫學實驗:創(chuàng)新精神培養(yǎng)的實踐體驗

免疫學是一門實驗性科學。免疫學實驗以其直觀、形象的特點在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維方面發(fā)揮著獨特的功能和作用。教師應通過實驗教學來培養(yǎng)學生的各種能力,當然也包括創(chuàng)新能力。在實驗教學中,首先要創(chuàng)設實驗教學情景,讓學生有濃厚的興趣參與實驗。例如,在做B淋巴細胞融合實驗時,可以提到該技術發(fā)明的基礎是“克隆選擇學說”,該技術本身由于在生命科學和醫(yī)學領域引發(fā)了一場革命,于1984年獲得了諾貝爾獎,學生自然很有興趣想體驗一下這個為生命科學帶來奇跡的實驗。

免疫學實驗不僅要讓學生明白實驗原理,掌握一些基本的實驗技能,更要引導學生學會免疫學研究的實驗設計方法,為學生將來的研究工作打下良好的基礎。如常用的“控制條件”的實驗方法、“顯微觀察”的實驗方法、“動物模型”的實驗方法等。教師可選擇典型的實驗,通過多種實驗方案的設計、討論和辨析來培養(yǎng)學生的實驗創(chuàng)新能力。

4.免疫學講座:創(chuàng)新精神培養(yǎng)的“現(xiàn)在進行時”

在課堂教學中,教師津津樂道免疫學輝煌的創(chuàng)新歷史,這往往是回顧性的,是免疫學科的“過去完成時”,那么,免疫學科的“現(xiàn)在進行時”是什么?是否還是保持著青春煥發(fā)的創(chuàng)造力?通過講座形式及時將免疫學科的最新進展展示給學生,并盡可能地和學生展開討論,將進一步激發(fā)學生的學習熱情,拓展學生的知識面。例如,課堂授課中提及了Treg細胞是T細胞功能性分類中的一個亞類,就可以開設一個講座,講授和討論Treg細胞在疾病機理、診斷、治療和預后中的最新研究進展和未來研究方向,不但使學生了解到學科研究的前沿知識,更能給學生的創(chuàng)新思維以很大的啟發(fā)。

5.免疫學課外研究性學習:創(chuàng)新精神培養(yǎng)的實際演練

免疫學教師接受學有余力的學生在課外參與到自己的研究課題組,或者指導學生參與諸如“大學生創(chuàng)新課題研究項目”的實施,可以為學生提供親歷親為的機會,發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力。[2]另外,教師可以把某些學生實驗和演示實驗設計為研究性實驗,使之達到不同層次的創(chuàng)新精神培養(yǎng)目標。課外研究性學習較課堂教學有更廣闊的活動空間和思維空間,可以激發(fā)和滿足不同層次學生的探索與創(chuàng)新欲望。學生在自己“探索”生命規(guī)律的實驗過程中,可以把動手和動腦結合起來,鍛煉和培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力。教師應讓學生明確研究性學習的基本環(huán)節(jié),并在實驗儀器的選取與操作、實驗現(xiàn)象的觀察、實驗數(shù)據(jù)的處理、實驗結論的得出等一系列環(huán)節(jié)中,及時對學生進行指導,使學生在相對獨立的實驗活動中,通過實驗設計、方法選擇、實驗操作等過程,體會創(chuàng)新的艱辛與愉悅。

參考文獻:

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摘要:簡要介紹生物工程專業(yè)分子生物學學科特點及學生學習中遇到的困惑,對分子生物學教學改革進行了探討,并取得了較好的教學效果。

關鍵詞:分子生物學;生物工程;教學改革

生物工程專業(yè)是以生物學基本原理為理論基礎,以工程學的方法研究并解決生物技術和生命科學中的技術問題。從人才培養(yǎng)的行業(yè)要求看,作為生物工程專業(yè)的應用型人才,在知識的儲備方面,應具有一定的專業(yè)基礎知識、寬廣的人文社會知識、較強的實踐管理知識以及相關的其它知識;在實際能力培養(yǎng)方面,應該具備較強的社會生存適應能力、知識更新能力、工程管理實踐能力、創(chuàng)新能力;在素質要求方面,應具有良好的思想道德素質、科學文化素質和身體素質[1]。分子生物學是前沿性很強的一門基礎課,目前,分子生物學已經深入到生物學科的各個領域,我們應當適應學科發(fā)展的實際情況,開拓思路,與時俱進,使分子生物學課程教學為實現(xiàn)培養(yǎng)應用型生物工程專業(yè)人才目標服務。

一、分子生物學課程教學改革的必要性

(一)分子生物學課程的重要性。

分子生物學是生物工程專業(yè)的專業(yè)基礎課,是現(xiàn)代生物學綜合發(fā)展的最高水平?,F(xiàn)代分子生物學以躍入學科高速發(fā)展期,以滲透到生物的各個學科并作為深入研究的工具和平臺。由于分子生物學是在分子水平上對生物進行探究和改造,其研究成果能夠從生物的本質上認識和利用生物,因此,分子生物學對生物工程本科是非常重要的課程。

(二)分子生物學在生物工程專業(yè)本科學生未來發(fā)展中的作用。

分子生物學對進一步深造的學生奠定了專業(yè)基礎,對生物工程本科就業(yè)的學生來說也有重要的作用。就業(yè)在與分子生物學間接有關崗位上的學生,可能在其某些環(huán)節(jié)上與該學科有關;對在分子生物學直接有關崗位上就業(yè)的學生,作用當然會更大,其就業(yè)情況詳見調查表。

(三)分子生物學課程教學改革的必要性。

分子生物學內容繁雜、發(fā)展迅猛。針對學生在該課程學習中反映的理解困難,為了幫助學生掌握分子生物學基礎理論知識和提高實驗技能,激發(fā)學生學習的主動性和積極性,亟需對目前的分子生物學課程教學進行改革。

二、教學改革的實施方法與效果

(一)選擇好教材, 重視知識更新。

教材是學生獲取知識的首要途徑。對于首次接觸分子生物學的學生來說,選擇一本合適的教材,既可以使學生克服畏難情緒,也有助于學生理解抽象概念與規(guī)律,建立起對該門課程的興趣和信心,順利地邁進分子生物學的大門。首先,我校生物工程專業(yè)分子生物學課程安排在第三學年第一學期,學生雖然已經學過了生物化學和遺傳學,分子生物學的大部分概念、內容對學生而言仍是晦澀難懂,導致學生產生畏難情緒。其次,由于分子生物學發(fā)展日新月異, 新知識新技術不斷涌現(xiàn), 新版教材不斷推出,給教材的選擇帶來了一定的困難。只要我們能夠把握該課程的基本脈絡并對更新的知識作適當?shù)难a充,就能又快又好地掌握該門課程。我們積極收集最新的教材和資料,不斷更新教學內容。通過比對各種教材內容、體系設計和風格特點, 我們選用了朱玉賢等主編的《現(xiàn)代分子生物學》,該教材綜合了生命科學在分子水平上所取得的研究成果、基本規(guī)律、原理與技術,全面完整地反映了分子生物學各領域的最新進展[2],符合生物工程本科教學的要求。

(二)制定科學合理的教學方案。

目前分子生物學理論課中,有三個比較突出的問題:一是課時少內容多;二是內容較抽象;三是教學內容與很多學科相互聯(lián)系、相互滲透。為了使本學科與其它課程的知識緊密銜接而又避免重復, 合理取舍教學內容, 制定切實可行的教學方案, 教學內容選擇時把握三個原則:第一,側重學科的基本理論和基本技能;第二,注意一些趣味性的動畫和模具等的使用;第三,注意和相關科目教師的教學交流,淡化與其它學科重復的內容。對于學過的知識只做簡單的復習, 而在此基礎上將知識向縱深、向高層次擴展。

(三)把握學科特點, 激發(fā)學生學習興趣。

實踐證明, 培養(yǎng)學生學習興趣是開發(fā)學生創(chuàng)造性思維能力、提高教學效率的必要措施之一。在教學中合理地穿插具有趣味性、新穎性、啟發(fā)性和熱點問題的知識。例如在學習逆轉錄時,我們可以穿插講解AIDS病毒的復制轉錄機制,這樣通過理論和實踐結合,不僅可以加深學生對該知識點的理解和記憶,而且學生聽后興趣盎然,視野開拓,將有利于激發(fā)學生的求知欲和培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力。

(四)改進教學方法與手段。

分子生物學是一個抽象繁雜的知識體系,傳統(tǒng)的“填鴨式”教學方法很難使學生深入理解和掌握,因此迫切需要改進教學方法和豐富教學手段。

1.采用現(xiàn)代化多媒體手段。多媒體教學利用動畫展示事物發(fā)展的動態(tài)或推理的全過程,將抽象的理論的東西形象化具體化,能給學生創(chuàng)造更生動的實際情境,更多樣地體驗理論的實用性,并充分激發(fā)學生的學習興趣和潛能,能夠有效的克服傳統(tǒng)教學方式的缺陷。對于分子生物學這類信息量大圖文并茂的課程來說,采用多媒體教學特別適合,可使學生產生新鮮感,激起學習熱情,提高教學效果。

2.強化教學互動。在教學中,要加強教與學的互動,使學生融入到課堂教學中,最大限度地調動學生的學習積極性。老師詳細說明各章節(jié)的重點和難點,鼓勵學生結合教材主動進行學習,帶著問題進入課堂,同時在講課時,有意識地穿插一些具有趣味性和啟發(fā)性的熱點問題,引導學生積極思考,激發(fā)學生探索知識的興趣,將抽象的分子生物學知識理解透徹,有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。

3.培養(yǎng)科研創(chuàng)新能力。根據(jù)教師自身的研究項目充實課堂教學內容,把相關的知識融入到教學中,從項目的立題依據(jù)、研究方法、科研成果等方面進行闡述,使學生領悟分子生物學的研究思路和意義,開拓學生的思維,激發(fā)求知欲,逐步培養(yǎng)學生的科研興趣,提高學生的基本科研素質。

(五)重視分子生物學實驗,培養(yǎng)學生的實踐操作能力

分子生物學是一門以實驗為基礎的課程。因此,在分子生物學教學中開設實驗課是十分必要的。分子生物學技術內容豐富,學生通過動手操作,不僅可以增加對所學理論知識的感性認識,而且可以把所學理論運用到實踐中解決實際問題。因此,開設分子生物學實驗是加深學生對理論知識的理解,培養(yǎng)學生獨立思考和獨立工作能力以及創(chuàng)造能力的良好途徑。

實驗課作為理論知識的“現(xiàn)實版”,也是培養(yǎng)學生動手能力和科研能力的實踐課。在實驗課教學工作中,應加強所選實驗內容的針對性、完整性和先進性。在實驗過程中,應注意對學生分析解決問題能力、實驗設計能力以及思維能力的培養(yǎng)和鍛煉[3]。

(六)利用網絡資源,提高學生獲取知識的能力

互聯(lián)網上的信息資料和研究成果可以共享,掌握互聯(lián)網資源的查詢和利用是了解學科發(fā)展動態(tài)和獲得已有研究成果的有效途徑。

三、總結與展望

通過我們的教學改革,生物工程專業(yè)分子生物學教學效果得到明顯改善,學生的出勤率增加,課堂氣氛活躍,自主學習能力、思考能力和分析解決問題能力均明顯提高。為了進一步提高生物工程專業(yè)大學生的實踐和創(chuàng)新能力,尚需在以下三個方面加強改革:第一,鼓勵學生參加教師的科研項目,使教學和科研相互促進,在科研中提高綜合素質;第二,進一步提高任課教師的教學水平,大力發(fā)展計算機輔助教學,以更加靈活多樣的方式完成教學;第三,結合分子生物學學科特點和學生學習時的困惑,應寓教于樂,夯實基礎,開拓視野,培養(yǎng)喜歡學科、熱愛專業(yè)、認真學習和綜合素質高的生物工程專業(yè)本科應用型人才。

參考文獻:

[1]劉迎春,熊志卿.應用型人才培養(yǎng)目標定位及其知識、能力、素質結構的研究[J].中國大學教學,2004(10):56-57.

[2朱玉賢,李毅,鄭曉峰等.現(xiàn)代分子生物學第三版[M]北京: 高等教育出版社,2007