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对分子生物学的认识

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对分子生物学的认识范文第1篇

【关键词】检验专业;分子诊断学;课程;重要性

分子诊断学(molecular diagnostic )是一门以疾病为中心,用分子生物学的理论和技术研究疾病的发病机理、预防、诊断和治疗,并应用于临床实践的学科,它在对疾病的诊断、预防和治疗方面正在发挥日益重要的作用,并将成为推动医学检验发展的主要力量,并在更深层次揭示疾病的本质,指导临床诊断和治疗[1]。笔者通过对本校已开设分子诊断学课程的2004级和2005级医学检验本科班的学生进行问卷调查,探讨医学检验专业开设的分子诊断学课程的重要性和必要性。

1.资料和方法

1.1 调查对象:本校2004级和2005级医学检验本科班的学生77名。

1.2 方法:通过对本校已开设分子诊断学课程的2004级和2005级医学检验本科班的学生设计问卷调查,内容包括学生对分生物学基础知识感兴趣程度和掌握程度;检验系开设的分子诊断学课程的必要性;如何上好分子诊断学课程,分析学生对基础知识的感兴趣程度、接受分子诊断学的能力和上好分子诊断学的建议。

2.结果

学生对分子生物学基础知识感兴趣程度为88.31%,一般的为7.79%,没感觉的为3.90%;接触过基础知识的为92.21%,没接触的为7.79%;认为医学检验专业开设的分子诊断学课程必要的为85.71%,一般的为11.69%,没必要的为2.60;学生认为要上好分子诊断学课程,需要增设实验课为75.32%,增加课时的为89.61%。 (见表一)

3.讨论

3.1 开设的分子诊断学课程的重要性。

3.1.1 学生需要学习分子诊断学知识。通过调查,学生对分子生物学基础知识感兴趣程度一般的为7.79%,没感觉的为3.90%;21世纪是生命科学的世纪,分子生物学技术为人类探索生命奥秘提供了强有力的工具,大量新理论、新技术不断涌现,推动分子生物学蓬勃发展。由于一些新技术本身还不成熟、方法相对复杂、操作成本相对较高,限制了其在临床检验的常规应用[2]。但从长远来看,随着技术和经济的不断发展,分子诊断技术将以其不可比拟的强大功能逐渐成为临床检验诊断的主要手段。因此,作为检验工作者应该积极学习分子生物学知识,掌握基本理论和基本技能,以便将来能胜任检验临床工作。

3.1.2 学生分子诊断学知识来源需要正规化的教学。通过调查,学生接触过分子生物学基础知识的为92.21%,没接触的为7.79%;进一步了解得知,学生接触分子生物学基础知识主要是生物化学课程中讲解的内容,其次就是部分学生选修了分子生物学课程,还有是学生之间的互相影响、报刊杂志、新闻媒体的影响等。

为了使学生能更好的学习分子诊断学知识,将分子生物学课程选修做为必选课程。通过调查,学生认为要上好分子诊断学课程,需要增设实验课为75.32%,增加课时的为89.61%。主要是由于在2004级本科首次开设了《分子诊断学》课程,为考查课程,没有开设实验课,在2005本科开设的《分子诊断学》课程,为考试课程,受经费的影响,只是开设了感受态细胞的制备及转化实验,所以,在教学中要积极进行教学改革,使学生学习好分子诊断学课程。

3.1.3 完善本科课程教学。随着现代医学的迅猛发展,检验医学已由原来以血、尿、便为代表的基础检验拓展为融生物化学分析技术、分子生物学技术、免疫学技术、细胞学和遗传学技术、计算机和自动化程序为一体的交叉性极强的前沿学科。针对学科内涵与外延所发生的重大变化,相应的对高等院校人才尤其是对本科生的培养提出了新的要求,在课程设置方面也应该更加突出学科交叉、融合的特点,为适应及促进学科发展奠定基础[3]。为适应21世纪医学检验专业教育发展的需要,根据学科的发展,培养现代化医院需要的检验专业高级专门人才,完善本科课程教学,使学生尽快适应国家对医学检验人才培养的要求,确保人才培养的质量,开设的分子诊断学是非常重要的。

3.2 开设的分子诊断学课程的必要性。通过调查,学生认为医学检验专业开设的分子诊断学课程必要的为85.71%,一般的为11.69%,没必要的为2.60%。分子诊断学是分子生物学与临床医学广泛交叉和渗透形成的一个崭新的学科领域、是医学分子生物学的重要组成部分,近十年来,在人类基因组计划的带动下,步入了一个快速发展的时期。人类对于“大多数疾病的病因在于基因”已达成共识,蛋白质组及蛋白质组学与疾病关系的研究也在不断丰富人类对疾病的认识,随着人们对生物大分子和疾病的关系的理解越来越深入,分子诊断学在对疾病的诊断、预防和治疗方面正在发挥日益重要的作用,并将成为推动医学检验发展的主要力量。同时我院附属医院已经开设了分子诊断实验室,开设分子诊断学课程容易激发学生的学习兴趣,而且可以为分子诊断领域提供优秀的储备人才,使学生尽快适应国家对医学检验人才培养的要求,更好地为宁夏经济建设和医疗卫生事业服务。因而,开设分子诊断学是非常必要的。

4.展望

2007年11月检验系实施“系科合一”以系为主的办学模式,双方优势互补,达到既能较好的解决理论与实践有机结合。根据前人的经验,结合我系的实际,充分利用宁夏医科大学附属医院与我校的教育资源,在以后的教学中,我们将不断实践,使分子诊断学课程建设更上一个新台阶。

参考文献

[1] 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.

[2] 杨清玲,陈昌杰,章 尧.检验本科诊断分子生物学课程建设的体会.检验医学教育,2007,14(4),15-16.

[3] 邬晓薇,王云贵,王振维.医学检验专业本科生的课程设置.重庆医学,2008,37(3),273-274.

对分子生物学的认识范文第2篇

关键词:教学方法;分子生物学;实验教学

Discussion about educational reform on teaching of molecular biology for undergraduate major in biotechnology

Shen Xin

Beijing Forestry University, Beijing, 100083, China

Abstract: In this paper, teaching approach was probed in regards of content, method and experiment on the course of molecular biology for undergraduate major in biotechnology. In the reform of course content, we had reduced the content overlaid with other courses for instance the knowledge on genetic information transmission and meanwhile increased the content on updated knowledge. In reform of teaching method, we introduced guiding type educational approach. In reform of course experiment, open type experiment was established. Through the presented reform, students become more active in studying the correlated knowledge and become more capable on experiment. The teaching effect get improved.

Key words: teaching method; molecular biology; experiment teaching

分子生物学是生物类本科教育中一门主要的基础课,它以探究生命过程中生物大分子的结构与功能为主要内容,以解析基因组和蛋白组中生物大分子在各个生命过程中的作用、基因表达调控机制以及信号传递网络为主要研究目标[1-3]。生物大分子结构与功能的研究渗透于生理学、发育生物学等各学科研究中,相关的知识构成了基因组、转录组和蛋白组研究的重要基础。掌握分子生物学的原理和实验技术对生物类学生认识生命的本质,培养生命科学研究能力至关重要,也有助于后续专业课程的学习,为将来进一步深造奠定坚实的基础。从学科特点而言,分子生物学是一门新兴学科,理论体系处在一个不断发展和完善的阶段,研究方法也在不断创新。分子生物学课程知识点多而分散,实验涉及的内容较为复杂,要求我们在教学中一方面要适时地更新教学内容,满足学生掌握分子生物学发展动向的需要,另一方面要充分调动学生的学习积极性,培养学生的创新意识和从事科学研究的能力。我们在多年分子生物学课程的教学改革和课程建设中,针对生物技术专业的分子生物学教学分别从教学内容、教学方法和实验教学等方面进行了探索,具体情况如下。

1 加强新知识点教学内容,深化对生命本质的认识

知识更新快是分子生物学一个鲜明的特点,如何将经典的基础知识与新知识点结合起来是分子生物学教学中需要探讨和解决的问题。在前期分子生物学教学中,我们以经典的遗传信息传递过程为主线,侧重对基础知识的介绍,新知识点虽有涉及,但远不能反映学科的发展。近年来,随着生命科学研究的不断深化,真核生物基因表达调控机制、信号传递网络、生物大分子在生命过程中的作用等方面科研成果不断涌现,转录调解因子的组合调控机制、组蛋白修饰与DNA甲基化、异染色质化、转录后基因沉默、细胞对环境信号的感知及信号转导机制等已经成为发育生物学、生理学及其他学科研究的热点[4-9]。了解和掌握这些知识对学生认识生命过程的本质具有重要意义。在已往的教学中,我们用较多的课时讲解以中心法为基础的遗传信息流的基本原理,但在教学实践中我们发现这部分内容与其他课程存在较大的重叠,一个主要的困惑是学生在学习过程中重复学习相同的知识点,这在很大程度上影响了学习的积极性。另一方面,在经典教材中真核生物组合调控、表观遗传学、基因转录后调控等内容篇幅明显偏低,而这些内容正是目前分子生物学发展的热点,对学生认识生命过程的本质尤为重要。如何更合理地安排学时,兼顾基础知识与科学发展新动向,是我们教学改革的重要环节。通过摸索,我们在教学实践中适当减少遗传信息传递的课时,压缩与其他学科重复的内容,增加了对真核生物组合调控机制、DNA甲基化修饰、组蛋白N端修饰、真核生物信号转导等内容。通过对教学效果的评估,我们观察到,教学内容的调整增强了学生学习的积极性,提高了他们对课程重要性的认识,同时也使学生对生命过程的本质有了更深刻的认识,为后续生理学和发育生物学的学习奠定了基础。

2 调整教学方法,培养创新意识

兴趣是学习的动力,充分调动学生的学习积极性是教好这门课的关键。多年的教学经验告诉我们,灌输式教育不利于学生学习兴趣和创新意识的培养,容易导致学生形成死记硬背的不良学习习惯。在灌输式教育模式下,学生处于被动学习状况,学习的积极性不高,思考问题的意识和分析问题的能力不强。为改变学生被动学习的现状,克服灌输式教育带来的不利影响,我们需要对教学方法进行改革,为此,我们在课程建设过程中尝试了导向性教学。在教学过程中,我们指定适量的文献作为课外阅读材料,以知识获得过程为主线,引导学生分析讨论前人发现问题与解决问题的过程,并帮助他们分析、总结相关实验方案。通过教学方法的改革,学生不仅学到了相关的基础知识,还学到了科学家发现问题、解决问题的思路和方法以及科学家为科学献身的精神。另外,搜集获取科学文献的能力是从事科学研究能力的重要方面。专业外语阅读能力对学生获取知识非常重要,我们在导向性教学中采取了双语教学的方式,结合导向性教学给学生布置英语阅读任务,让学生自己搜集资料,使学生既培养了创新意识也提升了搜集文献的能力。通过教学方法的改进,学生增强了对分子生物学的学习兴趣,也提高了他们的综合分析能力,更重要的是,通过导向性教学,学生逐步养成了独立思考的习惯并提高了创新意识。

3 强化实验基础,注重能力培养

分子生物学研究策略被广泛应用于当今的生物学研究中,分子生物学方法在科学研究创新中扮演着越来越重要的作用,分子生物学实验技能的培养对发展学生潜能,提高毕业生质量至关重要,在加强学生素质教育与培养创新能力方面有不可替代的作用。相对于理论教学,实验教学具有实践性、综合性和创新性的特点,对学生学习兴趣和科研能力的培养有很大帮助。为培养具备较强科研能力的生物科学专业和生物技术专业毕业生,我们在分子生物学教学实践中设置了开放性实验,内容包括核酸的提取与纯化、电泳分离与鉴定、分子克隆、PCR扩增、原核表达及蛋白质亲和层析等实验。这些实验在当今生物学研究中被广泛应用,掌握这些研究方法对学生科学研究能力的培养大有益处,我们期待学生通过实验环节掌握分子生物学实验的基本原理和基本技能。为配合实验课开展,在教学中我们用较大篇幅介绍基本实验的原理和新技术,包括生物大分子的制备技术、PCR技术、杂交技术、RNAi技术等。在教学实践中我们发现学生对分子生物学实验表现出浓厚的兴趣,参与实验的积极性很高。通过实验,学生对科学研究过程有了深刻的感性认识,这对学生了解知识获得的途径和方法有很大帮助。在实验教学过程中,我们发现,前期的实验课存在明显的不足,主要表现为实验原理的相关基础知识不足和实验准备环节的欠缺。在前期教学实验中,实验准备由教师完成,学生用教师配好的缓冲液、培养液进行操作,虽然能够获得不错的实验结果,但对学生能力的培养不利,学生常常不了解缓冲液中各成分的作用,对培养液配制中需要注意的问题也缺乏了解,我们认为这些问题涉及学生的基本素质,关系到能力的培养,为此在教学中我们采取了一些针对性的措施。一方面在理论课中增加了与实验技术相关的基础知识的介绍,如对核酸提取缓冲液、蛋白提取中的细胞裂解液等作了详尽介绍[10-12],通过讲解使学生对变性剂、抗氧化剂、缓冲剂、离子型与非离子型表面活性剂等成分的作用有了充分的认识与了解,对蛋白质和核酸纯化原理有了全面的掌握。另一方面,在教学环节中,我们将实验改为开放性实验,要求学生自己准备实验,教师做必要的指导,通过这些措施使学生将分子生物学论课上学到的知识与实际操作过程相互印证。开放性实验使学生分子生物学实验技能得到了显著提高,为学生独立操作实验和培养良好的科研能力打下坚实基础。

4 结束语

经过几年的教学实践,我们逐渐摸索出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激发了学生的学习热情和主动性,不仅使他们掌握了分子生物学的基础理论,更重要的是培养了他们发现问题的意识和解决问题的能力,养成了独立思考的习惯,教学改革显示出良好的效果。今后,我们还将继续探索,让分子生物学理论和实验教学在生物科学与生物技术本科生培养过程中发挥更大的作用。

参考文献

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[2] 杨岐生.分子生物学[M].杭州:浙江大学出版社,2004.

[3] 陈启民,耿运琪.分子生物学[M].北京:高等教育出版社, 2010.

[4] Kontos CK, Scorilas A, Papavassiliou AG.. The role of transcription factors in laboratory medicine[J].Clin Chem Lab Med,2013(6):1-9.

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[7] Gudsnuk K, Champagne FA. Epigenetic influence of stress and the social environment[J].ILAR J,2012,53(3/4):279-288.

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[10] 李钧敏.分子生物学实验[M].杭州:浙江大学出版社,2010.

对分子生物学的认识范文第3篇

【摘 要】适应新课标对高等师范学校生物科学专业培养的人才要求,改革高师《分子生物学》课程教学内容和知识体系,解决《分子生物学》枯燥难学的问题,激发和调动学生对分子生物学课程的学习兴趣,有利于改善分子生物学课程的教学,使培养出来的本科师范生更好适应中学生物教学。

关键词 分子生物学;教学改革;师范生

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2015)05-0051-02

作者简介:张振霞,女,博士,副教授,从事分子生物学教学工作。郑玉忠,男,博士,副研究员,从事生物学教学工作。

基金项目:本文系第六批高等学校特色专业建设项目“国家教育部第六批高等学校特色专业建设点[教高函2010]15号生物科学专业”(编号:TS12367)和广东省高等教育教学改革工程项目“生物学教育研究型教师培养方案的创立与实践”(编号:BKYB2011065)的研究成果。

《分子生物学》是高等师范院校生物科学业的一门重要的基础课,是生命科学中公认的核心学科,它的诞生与发展不仅使人类对生命现象本质的认识深入到分子水平,而且其基本理论和研究方法已经渗透到生命科学的各个领域,因而也成为生命科学类相关专业重要的基础理论课程。该课程讲述的是微观世界和分子水平上的知识,其内容结构抽象,很难理解及掌握。因此,《分子生物学》是学生公认的难学科目,学生们对该课总是怀有畏学心理;另一方面,中学新课程标准的基本理念是提高学生的生物科学素养、面向全体学生、倡导探究能力以及注重与现实生活的联系,采用多种教学方式以满足不同学生的学习需要。但高师生物学专业教学模式却与中学生物学新体系脱节,大多数教学方式多侧重于研究教师的“教学”而忽视学生的“学习”,过分强调教师在教学中的主导作用,而忽略学生的学习主体作用。教师仍是居高临下的权威,把学生当做接受教育的被动者。所以,主客观两方面的因素导致了教学效果不佳,学生学习效率低下。为了适应新课标对高等师范学校生物科学专业培养的人才要求,改革教学内容和体系,调整课程内容与知识体系,使培养出来的本科师范生更好适应中学生物教学,而对高师《分子生物学》课程教学改革也显得极其重要和必要。

一、调整课程内容, 构建新的知识体系

合理调整课程内容体系,削枝强干,精简内容,克服各教学环节求全的弊端。面对分子生物学抽象众多的基础理论教学内容,教师需帮助学生理清课程脉络,对课程的框架结构内容以及交叉知识点做到心中有数,实现学生在掌握课程基本知识点的基础上,能够更好地理解重点并解决难点。

1.熟悉分子生物学研究的主要内容。分子生物学的内容包括:DNA重组技术、基因表达调控、生物大分子的结构与功能、基因组及生物信息学等。目前分子生物学的主要内容是对核酸中所包含信息的研究与应用,所以该课程又称为核酸分子生物学。

2.把握分子生物学的中心线索。通过中心法则来构建分子生物学的知识体系。在遗传信息传递的过程中,核酸及蛋白质生物大分子的结构、功能、来源以及它们的相互作用成就了遗传信息的精确表达;以此让学生宏观地对课程内容进行理解,掌握课程的精髓。

3.理解分子生物学与相关学科的关系。生物化学、细胞生物学、遗传学、微生物学和生命科学导论等学科是分子生物学的先修课程,这些学科中的一些现象和规律,其分子机制是由分子生物学来加以阐述的。教师应具备相关学科知识的基本素质,对学生在学科交叉知识点中的疑惑加以阐述。

二、教学方式的改革

提高学生学习分子生物学课程的兴趣,改革教学模式上,让学生主动参与课堂,采取多变的教学方式,把学习的主动权真正交给学生,让他们有较多的自学和研究的余地,即授人以渔。单纯的灌输,只会扼杀学生的积极性和主动性。

1.提出问题来吸引学生的注意力。 改变以教师为主的被动教学模式,“以问题为基础”的方式加强对课程内容的学习,引导学生思考,调动学生的主动性,活跃课堂气氛,充分发挥学生主体的作用。比如,讲到RNA转录时,提出问题:为什么RNA聚合酶能准确无误地找到转录起点?再如讲到蛋白质运转机制时,提问:新合成的蛋白质是如何知道它该去的地方,从而形成膜蛋白、胞质蛋白以及不同细胞器官的蛋白,等等。通过问题的提出,引导学生思考、解析,获得答案的过程也是思维能力提高的过程,同时也是对所学内容理解的过程。

2.学生自主总结课堂内容。分子生物学课程讲述的是微观世界和分子水平上的知识,其内容结构抽象,很难理解及掌握。由教师一个人在讲台上连续讲3 个学时,讲得再好,在被动的状态下学生也容易失去兴趣。教学过程中应将教学内容中的重点和难点部分详细说明,而对次要的和易懂的部分只做简要讲解或让学生自学,利用课堂最后十分钟,让学生整理和总结一下所学内容的重点和难点内容。比如,第二章“染色体与 DNA”,由于染色体与 DNA 结构部分是在生物化学和遗传学里学过的内容,所以只做简单的回顾,重点放在DNA的复制,对复制的引发到终止过程进行详细说明,最后让学生自己整理和总结参与DNA 复制的酶和蛋白质及其作用。就原核生物而言,参与DNA复制的酶和蛋白质达16个之多,学生在听课当中不一定都能记得住。因此,在教师讲解的基础上,让学生自己来整理和总结所学的内容,能使学生更好地消化和掌握所学的内容,同时也达到提高学生自学能力和综合分析能力的目的。

3.注重课前预习课后复习。老师对学生严格要求,督促和鼓励学生课前预习、课后复习,布置一定的思考题,“以问题为基础”的方式加强对课程内容的学习。预习课程时处处寻找问题,而复习课程内容时又不断地回答问题,加之学生的听讲过程中教师适时的、灵活随机性的、启发式提问,让学生对课程内容的学习是在一系列的提问、讨论、释疑、小结、复习中完成,从而真正做到从以“教”为中心转变到以“学”为中心。

4.成立学习小组。学习小组以6~8人为单位,拟定题目,自己查阅文献并制作多媒体课件,如转基因安全性、疾病与健康、人类基因组计划等。通过学生讲述,同学和教师进行评述,既实现了师生互动和教学相长,又使学生的知识面有所拓宽、科研思路有所清晰、自主学习意识有所提高,每位学生可以充分地互动,有利于学生学术素养、 团队合作精神及交流沟通的技能的提高。

三、革新教学内容

1.学习最新成果。适当补充的最新研究成果,介绍最新研究动向和发展趋势。《分子生物学》是当前生命科学中发展最快的内容,并与其他学科广泛交叉与渗透,因此教学内容和教学过程中一定要结合最新科学发现、科研进展、最新科研技术、最新时讯时事等。如端粒和人类寿命、生物芯片、RNA在生物进化中的作用等生命科学中的新发现、新进展,能吸引学生兴趣,激发学生的思维,增强学生的自主学习能力。

2.联系社会生活。在教学中注重“科学、技术、社会”(STS)教育,把科学教育与当前的社会生活、生产、发展紧密结合起来,使学生深刻理解科学、技术、社会三者之间的相互关系。在讲授过程中经常恰当的穿插一些通俗易懂的、不失科学性的实例和生活常识的例子,如HIV的治疗和预防、SARS的确诊方法、试管婴儿、亲子鉴定等。教会学生用课本知识解释生活或科学领域的现象,这样一方面使学生更容易理解教学内容,另一方面使学生感受到分子生物学在生活中的应用,从而激发学生的学习兴趣,开拓学生的科学思维,增进学生的社会责任感,促使学生逐渐树立人与自然和谐共处,经济、自然、社会可持续发展的观念。

四、充分利用教学资源

随着信息处理技术、多媒体技术和网络技术的快速发展,教科书不应该也越来越不可能成为惟一的课程资源,要培养学生学会自己在网上获取各种信息资源。

五、运用现代教育技术,提高课堂教学质量

现代教育技术能创造出形、光、声、色等视听信息和教育信息,从多角度、多方向、多层次、多水平使分散的注意转向集中注意,突出教学的重点内容,突破时间和空间、微观和宏观的限制,使一些抽象的理论转化为感性的认识等优点, 解决了以往教学中“一张嘴”的枯燥和抽象。结合教学内容,巧妙运用现代教育技术,能有效提高教学效率。

参考文献:

[1]王慧.高等师范教育:近30年改革发展的回顾与思考[J].河北师范大学学报(教育科学版),2010,12(11):90-93.

[2]张振霞,郑玉忠. PBL 在《分子生物学》教学中的应用初探[J].时代教育,2009,(1):108.

对分子生物学的认识范文第4篇

关键词 《基因Ⅷ》 分子生物学 教学方法

中图分类号:G642 文献标识码:A

Experience in Use of "Gene Ⅷ" Teaching Materials

ZHANG Jufeng

(College of Life Science and Bio-pharmaceutical, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou, Guangdong 510006)

Abstract Molecular biology is an important biological sciences compulsory courses, just contact this course for undergraduates, especially using the "gene Ⅷ" This content more difficult materials, the general feeling is difficult to grasp and understand. In order to stimulate interest in learning this course undergraduates, teaching us to "gene Ⅷ" This textbook content rearrangement and trade-offs, increased experimental teaching content, and using a variety of teaching methods and approaches, so as to effectively improve teaching quality.

Key words "gene Ⅷ"; Molecular Biology; teaching methods

分子生物学是研究核酸和蛋白质等生物大分子的结构特征、相互关系和作用的科学,是当前生命科学中发展最快的一门学科。1953年 Crick和 Waston对DNA双螺旋结构模型解析是现代分子生物学诞生的里程碑,此后分子生物学进入快速发展阶段,新理论和新技术不断出现,主要体现在:重组DNA技术的建立和发展;基因组的研究;单克隆抗体及基因工程抗体技术;基因表达调控机理;细胞信号转导机理研究等几个方面。①②现代分子生物学也与生命科学其它学科如细胞生物、遗传学等广泛交叉和渗透。开展分子生物学教学,让本科生既要掌握分子生物学基本理论知识、基本实验原理和相关实验技能,也要了解分子生物学最新发展和成果,促进学生对分子生物学知识的融会贯通,这些是分子生物学教学实践过程中的主要任务和所遇到的主要问题。由于广东药学院生命科学与生物制药学院生物科学系所承担的分子生物学这门课程入选广东省精品课程,对该课程进行了大力加强建设,从教材和内容的选择、教学方法的多样化、考核形式的灵活性和加强实验教学等方面进行了深入的改革和探索,以期达到我校人才培养目标的要求,下面是我们在教学过程中的一点心得体会:

1 教材的选择和教学内容的重排、优化

分子生物学涉及内容众多,近年来相关教材也不断出现,主要有朱玉贤的《现代分子生物学》、孙乃恩的 《分子遗传学》、张玉静 的《分子遗传学》和Benjamin Lewin的《基因Ⅷ》中文版。这些教材知识体系、内容编排都比较科学合理,但所涉及的内容侧重点不尽相同。在以往的分子生物学教学中生物技术专业、生物制药专业和生物科学专业都以朱玉贤的《现代分子生物学》为主要教材,授课课件也依据此教材来制作,这个教材的内容经典实用,重视对分子生物学的实验技术以及工程技术方面介绍,实践方面联系得很广,有些前沿的东西,但不是很全,教材涉及内容也不是很深。由于分子生物学这门课程成为广东省精品课程后,对该课程的教学要求有了明显提高。

经过校内外专家的论证和授课老师对国内著名高校生物科学专业所用教材的反复对比讨论,选择《基因Ⅷ》中文版作为生物科学专业的主要教材,是基于以下几点考虑:《基因Ⅷ》是世界级经典教材,堪称分子生物学的“圣经”,内容非常丰富,紧跟分子生物学发展最前沿,使得学生既学习本领域的经典基础知识,又了解当代最新进展。国内兄弟高校有将此教材用于生物科学专业本科生授课。由于我学院较早实施本科生导师制、本科生较早地参与了老师的科研实践中,另外学院实验课程开设较多、对学生实验技能的重视,近些年来广东药学院生物科学专业学生实验技能相对较好,需要有更加深入的理论知识来进行指导和提高。

但选用《基因Ⅷ》作为普通高校本科生的教材对授课老师来说,要有以下几点考虑:这本书对于刚接触的学生来说,有些内容偏难,另外在有限的课时里,也不能面面俱到,要有所取舍;与传统教材相比,这本书每章内容连贯性不是很好,需要教学中重新安排章节。根据生物科学专业学生的培养目标,结合未来就业的实际,反复斟酌讨论后,分子生物学教研组重新制定了《基因Ⅷ》教学大纲,然后以大纲为指导,对书中需要讲授的内容进行了选择;另外,制定一条授课主线,把该书中的章节进行了调整:DNA―基因―基因表达―蛋白质―细胞核―细胞,以此为主线作为授课顺序,便于学生的理解和掌握。另外,该书在细胞这章中,有许多内容与细胞生物学相同,和细胞生物学授课老师一起进行集体备课,协调两门课程的授课内容,划分侧重点;增加实验原理和方法介绍的内容,在《基因Ⅷ》这门教材中,相关实验内容突出不明显,往往作为例子来引出,其基本实验原理并未介绍,这样容易造成学生的不解和疑惑,所以增加了相关实验原理和方法的介绍,使学生知其然和知其所以然;增加实验课内容比重:增加细胞培养、总蛋白提取、蛋白定量和Western blot技术以及细胞基因组提取、SNP检测等原理和实验内容,使实验课课时达到72个课时,通过实验来促进学生对理论内容的理解和掌握。

2 多种教学手段和考核方式的改革,提高学生的学习兴趣和学习效率

多媒体教学已经成为我校授课的常规手段,为了提高学生的学习效率,教学课件的制作质量尤为重要。③采取分子生物学教研组集体备课的方式,充分讨论,集思广益,然后在学院试讲,请有丰富教学经验的老师提出建议和意见,对课件内容、讲授方式全方面进行把关。为了避免填鸭式的教学方式,营造好的教学气氛,我们采用多种灵活的教学手段:开展分子生物学知识竞赛,让学生参与其中,竞赛内容涉及课堂内容、实验原理和方法、分子生物学最新热点、分子生物学发展过程中著名事件等等诸多方面,评委老师对学生答题进行细致点评,激发学生学习热情和对本学科的了解,收到了很好的效果;让学生参与授课,在上课过程中,为了增加学生的参与感,让学生把本次课内容准备一个课件,下节课随机抽选几名学生讲授5分钟的课程,然后老师和学生进行点评并进行回顾复习,通过这种方式,让学生能主动地进行复习,加深对课堂知识的理解;改革考试方式,降低期末考试成绩比重,提高平时成绩比重。平时成绩包括课堂提问、知识竞赛成绩、书面作业、实验课操作考核、实验报告成绩等几方面内容,目的让学生更加积极参与到平时的教学活动中,提高理论认识和实验技能。

虽然分子生物学是一门抽象、逻辑性强的学科,《基因Ⅷ》又是一本难度较大的教材,但我们相信只要在教学中根据学生实际,制定好教学大纲,以此指导对教学内容的取舍和侧重,并综合运用多种教学方法和手段,注重培养和激发学生的学习兴趣,使学生不再觉得分子生物学像“天书”一样枯燥乏味。好的教学模式不仅可以提高分子生物学的教学效果,还可以进一步融会贯通以利于其他相关生命科学课程的学习。

注释

① 武晓英.分子生物学课堂教学体会[J].现代农业科学,2009.16(7):12-15.

对分子生物学的认识范文第5篇

关键词:分子生物学;内容整合;教学方法

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)07-0157-02

21世纪是生命科学的世纪,分子生物学是生物科学专业的一门专业基础课,是生命科学及相关农业、医药科学领域中最具活力的学科之一。是从分子水平阐明生命现象和生物学规律的学科。它是生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞生物学以及信息科学等学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的;同时它又是基因工程、蛋白质工程等学科的基础。掌握分子生物学的基本理论和基本技术成为步入21世纪生物殿堂的一个必备条件。由于分子生物学尚有许多内容未形成定论,仍处于实验阶段,所以要求学生以正确的、客观的、发展的观点来学习,同时也要求教师收集素材,充分利用各种教学手段,讲授新近科学研究取得的成果。使学生获得应用分子生物学方法分析问题和解决问题的能力。为以后生命科学类专业课的学习和未来从事与生命科学相关的教学、科研工作打下坚实的基础。为适应分子生物学飞速发展的新形势,笔者对《分子生物学》的教材选用、教学内容、教学方法与手段、教学考核和成绩评定等方面进行了积极摸索,使这一学科的教学活动有声有色,效果明显。

一、慎选教材

符合学生的认知能力,符合发展趋向的一本好的教材有利于教与学走向成功,教材的选用直接影响教学效果和学生学习的质量。分子生物学作为20世纪后半叶发展起来的一门前沿学科,许多新知识、新技术不断涌现,具有更新快、突飞猛进的势头,国内外新版教材也不断面世,因此,选用教材是实现教与学双赢的重要前提。据此,我们经过反复比较选用了蒋继志编著的《分子生物学》(科学出版社,2011版)一书作为学习课本,这本书的特点是知识结构清楚,内容详细,通俗易懂,使用了简明清晰的图例,对学生的理解很有帮助。与此同时,并推荐朱玉贤等编著的《现代分子生物学》(2002版)、P.C.Turner等编著的《Molecular Biology》(2002版)、R.F.Weaver编著的《Molecular Biology》(2000版)、卢圣栋主编的《现代分子生物学实验技术》(2002版)等教材作为参考。这些教材知识体系编排系统及叙述方法深入浅出,课外参考题灵活多样,有很高的参考价值,可以拓展教材的知识面对教与学十分有利。

二、在确定教材后,我们考虑整合教学内容

如何在有限的时间里向学生传递更多的分子生物学基础理论知识与前沿发展动态,培养创新、实用型人才成为本科教学的重要研究课题。针对这一问题,我们根据几年的教学经验及学生学习的特点,对分子生物学内容进行了整合和补充。在探讨原版教材内容、概念进行讲解的同时,对讲授内容要做到:(1)精泛结合;(2)详略适当。具体做法是:我们将其原理部分分为六大块:核酸的结构与功能、DNA的复制、DNA转录、DNA翻译、DNA表达调控及DNA的损伤、修复、重组与突变。其中第一块内容“核酸的结构与功能”与《生物化学》内容存在交叉,如DNA的结构、核酸的变性等可以略讲,而DNA分子的发夹结构、回文序列、RNA的种类、分子杂交技术、小RNA等新知识点,需详细讲解。其中第二、三、四、五块内容则应该作为重点内容重点介绍,并通过介绍原核生物与真核生物的区别加深学生对其的理解。对重点细讲内容我们将其分为六块进行教学:分别为核酸的提取与纯化、PCR、分子标记、分子杂交、生物芯片技术、基因敲除。其中第一块、第二块内容是分子生物学技术的基础内容,原理必须作为重点进行讲解,而其他四块内容主要结合实例进行讲解。如分子标记在辅助育种、基因定位、遗传图谱中的应用,分子杂交在筛选克隆基因、制作酶切图谱和疾病的诊断中的应用。由于这部分内容比较深奥,学生认知能力有限,因此部分内容可做探究内容组织学生攻关。同时还增添分子水平上的新知识、新进展、新热点进行阐述。如通过中国期刊网、万方数据库、维普及国外的一些知名数据库如Sceience、Nature、Genetics等知名数据库的查阅,为学生讲授肿瘤的基因治疗、DNA指纹法、转基因动物、生物芯片、人类基因组计划、后基因组计划、RNAi和microRNA等的新进展[1]。使教学内容与国际接轨,开阔学生的视野与思路,激发学生学习的热情。

三、改进教学方法

同志曾说过:我们的任务是过河,但是没有桥或没有船就不能过,不解决桥和船的问题,过河就是一句空话。教学方法是完成教学任务、实现教学目标和提高教学质量的关键所在。改进教学方法是教学改革的中心环节。改进教学方法的着眼点就放在如何调动学生的兴趣上,使其积极主动地学,笔者的方法主要有以下几种。

第一,丰富教学手段。笔者认为教学过程不仅仅是教师讲、学生听,还要运用一切现代教学手段吸引学生的眼球、调动学生的思维并使其当堂消化教学内容。比如鉴于课程内容复杂、抽象,难以理解的实际,为避免先学后忘的现象,我们利用板书结合多媒体课件、形象的图片并配合动画、模具、挂图等多种教学手段,使教学内容由复杂变简单,由静态的变为动态的,形象直观而具表现力,从而激发学生的创造性思维,调动学习积极性。需要指出的是随着许多院校办学条件的提高以及国家对多媒体使用的大力提倡,有些教师在使用多媒体时存在一些误区,即照着多媒体一字一字的念,一旦离开多媒体就没法继续讲课,这不仅不利于学生的理解,而且还会打消学生学习的兴趣。因此我院提出在使用多媒体课件内容时要避免课件和板书内容重复,并且尽量只在需要用图片、动画或相关流程、例题说明问题时使用。如我们讲到DNA聚合酶III的组成及其各部分功能时,可以通过动画显示出β夹子如何与DNA核心酶作用共同完成DNA复制的动态过程。在讲解southern杂交过程时可以播放相应的动画说明杂交的过程。

第二,灵活教学过程。备课中要备内容、备方法、备学生,在教学中要灵活使用教学方法。(1)提问式教学,可以有效地提高课堂教学质量。提问可以在课前、课中或课后提出。课前提问不仅可以督促学生温习旧的知识,同时也可以促使其预习新的内容,使学生集中注意力,激发其求知欲。如在讲授核酸的提取中,可以先问“高中时所学的DNA提取是怎样的步骤,那么它和现在学的有什么区别呢?”学生带着问题听课,效果会更好一些。在课堂教学中也可以根据学生听课的注意力集中情况随时安排提问,激发学生学习的热情,活跃课堂气氛。如在讲授PCR(聚合酶链式反应)时,可以提问:“DNA复制的过程如何?它们有什么异同点?”。课后提问可以让学生在课后有针对性地反思和探究。如在学习完载体的种类后,可以让学生自己用表格归纳在实际应用中如何选用载体,目前经常用到的有哪些,为什么,等等。学生可以通过查阅资料,加深对载体的认识。(2)类比法教学。如在讲授基因重组时,可以将限制性内切酶比喻为“剪刀”,将连接酶比喻为“针线”,将载体比喻为“交通工具”,将外源基因和载体的连接的过程比喻为补补丁的过程,使学生通过实际生活中的例子更好地理解抽象的概念,感受科学的魅力所在,增加了学习的信念。(3)启发式教学。在介绍著名科学家发现科学理论的思路、过程及验证方法,让学生明白科学其实就在我们的身边,只要勇于动脑、努力探索,一定能有所发现。(4)我们鼓励中青年教师教学中进行双语教学,一些简单的专业英语词汇或句子要求教师用英语描述,为以后专业英语的学习打下坚实的基础。

第三,我们还强调教学与科研互动,将教师已有科研项目、课题及成果引入课堂,吸引和引导学生参加科研创新训练。例如,在讲授克隆时,结合教师承担的科研项目“文冠果代谢酶基因的克隆”进行讲解,告诉学生如何做科学研究等,加深对课本理论的理解及应用。在讲解DNA测序时,教师将科研项目“根瘤固氮的研究”引入进行讲解,试问学生大豆能够固氮,但是固氮能力不同,这是为什么呢,这是由于不同的大豆品种固氮基因不同引起的,这主要体现为基因序列的不同,那么我们怎么才能知道基因序列的不同呢,这需要进行测序,就像人类基因组计划要测出人类的基因序列一样。而测序的方式有很多……这样深入浅出的讲解使学生不仅了解了测序的目的,同时还知道了如何应用所学知识,大大提高了其对分子生物学学习的兴趣。

四、考核方式

传统的《分子生物学》课程考核为闭卷考试,考核内容以课本为本,题型较为局限,不仅满足不了教育改革中培养综合素质人才的要求,而且不能更好地使理论基础与实践前沿结合[1]。造成死读书、读死书的学生大有人在的现象。为了避免这种急功近利的风气并更好地适应时代的要求。我们对课程考核做了如下改革:首先对于理论课采用多种方式进行考核,包括平时出勤占10%的比重、课堂回答问题和课后作业占20%的比重、论文占20%的比重、期末闭卷考试占50%的比重。每次都要批改学生作业,批改后在上下一节课时要针对问题进行讲解;论文要求学生针对最新研究成果进行阐述,题目可以根据自己的心得体会自拟。这样一方面调动了学生自学的积极性,另一方面使教师在一定程度上了解了学生学习的效果,使得考核兼具灵活性和客观公正性。

五、结束语

分子生物学作为一门前沿学科,贯穿在整个生物理论课中,在21世纪新型学科中起着举足重轻的作用,对其课程进行改革也是势在必行的。教师要不断加强自身素质,培养高素质人才,满足社会对生物人才的需求。

对分子生物学的认识范文第6篇

关键词: 分子生物学 双语教案 生物工程 生物技术

2001年教育部首次以文件的形式在《关于加强高等院校本科教学工作提高教学质量的若干意见》中提出了“积极推动使用英语等外语进行教学”、“本科教育要创造条件使用英语等外语进行专业课教学”的要求。全国各高等院校积极响应,纷纷开展基础课和专业课的双语教学实践,并取得了显著的成效。2007年8月,教育部又进一步下发了《关于启动2007年度双语教学示范课程建设的通知》,并指出从2007~2010年间共支持500门双语教学示范课程。为了响应教育部2001年提出的专业课程教学改革的要求,中南大学资源加工与生物工程学院自2002年开始对生物化学、分子生物学等课程采用双语教学。十年来,学生的反映以及课程考核成绩都充分显示了双语教学的优势。2011年底,本人参加了中南大学第六届“三十佳”教学竞赛,《分子生物学》课程双语教案最终入选了“十佳教案”。通过这次比赛,本人对《分子生物学》课程双语教案的编写有了如下一些认识和体会。

一、教案的重要性

教案是课堂的蓝本,但是,随着信息技术的发展和计算机的广泛应用,更多的教师选择计算机、投影仪等一系列的电教设备进行教学。特别是非师范类高校毕业后留校任教的青年教师,他们大多具有良好的专业知识和科研能力,但是教学水平和能力却往往不是很高。由于PPT课件可以更直观地向学生讲授知识,动画和图片还能吸引学生的注意力,这便使得越来越多的教师在备课时,更倾向于精心准备课件,而忽略了教案的编写。这说明了他们还没有认识到教案在课堂教学中的重要性。一些教学专家郑重指出,讲课、课件、教案是提高课堂教学质量的三个“制高点”,一个思路清晰、内容简明、结构合理、要求具体的教案可用做多媒体课件制作的脚本。

首先,教案是实现课本知识转化的必需环节。一般认为,教学活动的逻辑起点是读懂教材,而第二步,也是最重要的一步就是将知识传授给学生。教案就是连接这两个步骤的关键节点。教师读懂教材后,必须将自己领悟的知识点、讲授方法、重点、难点等关键部分归纳总结到教案中来,然后再在课堂上按照教案的记录和描述,将知识点完整有序地讲授给学生。正因如此,授课能力的高低和授课效果的好坏也会直接反映在教案中,这也是我校举办“十佳教案”比赛的评分依据所在。

其次,教案可以保证教师课堂教学的有序性和计划性。教学经验不能成为授课效果好坏的根本保证,要想使课堂教学有目的、有计划地进行,就需要教师编写教案。课堂教学的全面性要求教师在上课前要博览群书、搜寻最新的教学材料,更需要教师对自己的教学进行精心的设计和规划,要对教学目标的实施有目的性,而这些内容就需要详细地编写在教案上。所以教案设计质量如何,往往是一节课成败的关键。如前所述,特别是青年教师,在上课之前,不可能对设计的教案熟记于心,可以将教案放在讲台之上,偶尔翻阅一下,不仅可以提示教师循序教学,还可以防止教师上课时思维短路导致的时间浪费。

第三,教案是提高教师教学和科研能力的主要途径。编写教案不仅给教师提供课堂教学的蓝本,还可以锻炼教师的写作表达能力。搜寻资料,归纳总结还可以间接地提高教师自身的学术素质。另外,教师的教学质量如何,主要取决于教师的责任心。而教师的责任心,首先表现在是否能够认真备课和编写教案。而且,教案可以积累起来,成为科研第一手材料。编写教案还能为教师改进教学模式,改善教学方法提供一定的参考。

二、《分子生物学》双语教案的特点

“‘双语教学’这个概念出现伊始,教育界就存在两种看法或观点”:狭义的“双语教学”是指学校中使用第二语言或外语讲授学科内容的教育,广义的“双语教学”那就是指使用两种语言的教育,使用两种语言教学是适应新时期的教学体制要求。《分子生物学》课程是高等学校生物类相关专业的主干课程之一,《分子生物学》双语教案是为了配合该课程的双语教学而专门编撰的。但是《分子生物学》课程双语教案的编撰又因课程本身的诸多特征而体现一些独特之处。

(一)双语教案的前瞻性。

《分子生物学》是面向生物工程、生物技术以及生物科学等生物类相关专业开设的主干课程。分子生物学的发展日新月异,很多理论尚在研究阶段,许多重要的结论还需要从更多的,最新的学术论文中总结和挖掘。但一些青年教师对教材的选择存在单一性,在编写双语教案的时候,觉得只选一本英文教材就完全可以满足备课需要了,其实课堂还可以接纳更多重要的新知识。“我所讲授的《分子生物学》课程的双语教案,是在科学出版社出版的国外引进英文教材《分子生物学精要速览》第三版(Instant Notes in Molecular Biology,P.C.Turner著)基础上”,同时摘录《分子生物学精要》第二版(Essentials of Molecular Biology,GeorgeM Mlaacinski等著)、《分子细胞生物学》(Molecular Cell Biology,Lodish等著)、《细胞与分子生物学》(Cell and Molecular Biology,Gerald Karp著)等多部国外优秀教材的重点章节以及在Nature,Science,Cell等世界权威学术期刊上发表的一些最新研究成果编撰而成。为了使双语教案更为完整,教案中所提到的摘录文献中的相关内容都在该教案的下方备注部分注明相应的参考文献。这样不仅有助于教师更详细地查阅新知识,也使得双语教案的编撰更具有系统性和权威性。

(二)双语教案的简明性。

《分子生物学》双语教案不是英语笔记,更不是简单的中文教案的翻译,教案必须要在系统性和整体性的基础上表现出简明性。有些教师的教案一个知识点写了七八页,甚至十多页,这样一来,一学期仅课程教案就是一个不小的工作量。其实,从教案编写的本身来看,它只是教师教学之前设计的一个蓝本,不必要的赘述只会影响教师的教学安排。在本人的《分子生物学》双语教案中,每一节课的教案简单地分成七个部分:教学时间(Time)、具体教学目标(Goal)、教学方法(Method)、教学方式(Teaching aid)、教学大纲(Outline)、重点和难点(Emphasis and Difficulty)以及问题(Questions)等。需要指出的是,重点和难点是课堂的精髓,没有重点和难点也就无法保证教学质量。因此,教案中每一章的重点和难点必须特别列出。此外还要配有课堂讲解重点和难点时所使用的关键图片及相应文字说明,以便备课时反复揣摩,认真准备,力争用朴实的语言阐述重点和难点中包含的深刻理论,深入浅出地将知识要点传授给学生。双语教案不是课堂的讲稿,但是它必须涵盖课堂讲稿的全部内容,这一点不仅体现了双语教案的简明性,还体现了它精炼的特征。

另外,需要指出的是,在各章节教案中,还得根据该章节需要掌握的知识点,列出一些具有点睛意义的问题(Questions),这些问题既可以用做课堂提问以及学术交流,也可用做课后作业题,同时还可以作为期末考核的备选题目,这部分更是该教案对学生进行启发式教学的集中体现。图1为该教案的基本结构图,从中可以看出,教案列出问题部分与重点难点部分相互关联,相辅相成,这样就可以巩固学生对课堂重点难点的掌握程度,对课堂教学的内容进行整体的而有效的把握。

(三)双语教案要以学生为主体。

教案的真正目的是服务于课堂,双语教案固然也不能违背这个原则。双语课堂相对于普通课堂来讲,第二语言的作用显得十分关键。英语是中南大学《分子生物学》双语教学的第二语言,所以,很多学生更希望通过分子生物学这门课程,来提升自己的英语水平,从而一举两得。如果教师要想抓住这一点来调动学生的上课积极性,就必须有一个适应学生的授课方法。而这种方法在双语教案中是必须要体现的,因为备课不是简单的撰写教案,而是将自己将要讲述给学生知识的过程提前用教案记录下来,这更是教案的关键性所在。“本次《分子生物学》双语教案的编撰从教学方法上体现出了以学生为主体的特点。课堂不只是讲,关键是练,更多的是关注学生的接受程度。所以在双语教案的教学方法章节中,以主要的篇幅写出了课堂提问与练习的部分”。

让学生发现问题,让学生自己去寻找答案,给学生讲解问题的机会是该《分子生物学》双语教案的“以学生为中心”的启发式教学特色的体现。在本次教案的编撰中,教学方式的部分简单写出了下一节课所涉及的一些问题,而这些问题是在本节课上通过教师的引导和暗示学生自己提出的。这些问题也是留给学生的课后作业,学生通过查阅相关书籍和文献来解决这些问题。这个部分是整个教案的关键,它不仅将有限的课堂教学拓展到更广阔的课外学生研学之中,还发散了学生的思维,使学生真正掌握了学习主动权。

三、对编写《分子生物学》双语教案的几点思考

(一)取长补短,写好双语教案。

目前高校中的双语教学还存在一定的误区,很多老师认为双语教学就是选一本英文教材,将汉语版教案直接翻译成英语版本,在课堂上用两种语言讲课就可以了。事实上,双语教案的编撰更要具有系统性和整体意义。这就要求教师在编写教案的时候,继承汉语教案的优点,补充双语教学所需的部分。如果双语教学只是为了将汉语换成英语,那么英语基础本来就差的学生会变得成绩更加下滑,因为课堂上原来汉语能懂的课程现在也不能理解了。所以双语教学的目的是“在保证了之前汉语教学质量的前提下,使学生能够自然而然地去接受英文授课(伴有部分的中文解析)和英文教材,同时还能扩大学生的专业英语词汇量,使学生更容易阅读和理解英文文献,为将来的专业和科研工作打下良好的基础”[5]。

(二)抛砖引玉,鼓励学生思考。

课堂是一个有机的整体,教师是主导,学生是主体。作为课堂的灵魂——教案更应该体现教师的引导意义。在双语教案的编写过程中,各部分章节必须有所侧重。需要指出的是,教学目标和学习目标是两个完全不同的概念。教学目标是指,从教师输入的角度来描述教师想在这节课中做什么,而学生学习目标则是从学生输出的角度来描述希望学生能获得什么。如果教案像备课笔记一样,只记录教师需要讲什么,讲到哪里,这就完全丧失了教案的含义。那么如何完成教学任务中的学习目标?这也是教案编写的关键。教师的引导作用体现在课堂教学的“抛砖引玉”,如前所述,《分子生物学》双语教案需要列出问题部分,这些问题主要是学生提出的,但是需要教师的引导。具体的引导方式也应该编写在教案上,如将学生分成几组讨论、前期作业布置等等方式。鼓励学生思考是双语教案编写的一条重要思路。

(三)提升自我,丰富教案,升华课堂。

分子生物学是一门不断生长,生命力旺盛的科学。教师是教案的编写人,更是执行人,写好教案不是目的,最主要的是升华课堂内容。在面对分子生物学这门新知识、新概念、新技术和新应用层出不穷的学科时,教师需要随时关注分子生物学领域的最新发展动向,不断充实自己,才能保证分子生物学的课堂上永远充实着新的生命力。教师提升自我应该是多方面的,因为授课方法总是灵活多变的,我们总是希望学生在课堂上能兴致勃勃,精力充沛,但前提是我们教师需要给学生提供这样的条件。所以面对结构简明的教案,教师应能合理地组织自己的语言,尽量做到情感饱满,深入浅出,让学生在轻松愉快的环境下接受新知识,并在教师的引导下进行思考和记忆,这样不仅可以保证学习效果,还可以增进教师和学生的感情交流,活跃课堂。同时可以给学生提供一些他们难以获得的文献,最好是内容新、难度适中的外文文献,这样还开阔学生的视野,加深对课本知识的理解和掌握。同时,教师也可以通过专题培训等方式来提高自己的授课技巧和专业素质,取得优异的教学效果。

四、结语

双语教学的改革是我国为适应全球化趋势,培养具有国际视野的复合型人才而提出的具有划时代意义的举措。这项举措的实施,使得我国各大高校的相关专业课的教学取得了很大的成果。中南大学资源生物院的《分子生物学》课程双语教学的改革的显示了较高的优越性,同时与之相配套的双语教案的编写也是许多青年教师必须重视的问题。教师需要在教学中总结和归纳,教案的编写更应以问题为基础,以学生为主体,同时在教学实践中提升自我,丰富和完善教案,从而升华课堂。

参考文献:

[1]曾志新,刘旺玉,林颖.我国现行双语教材建设模式探索与实践[J].高校教育管理,2007,1(5):85-88.

[2]李煜.关于双语教案设计的几点看法——以国际商务谈判为例[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2010,22:201-204.

[3]杨宇,夏金兰,柳建设,邱冠周.双语教学方式在生物工程专业基础课中的探索[J].药学教育,2006,22(6):21-23.

[4]关玉霞,姜昕,丁家玲.双语教学中存在的制约因素及实施对策[J].高校教育管理,2007,1(5):89-92.

对分子生物学的认识范文第7篇

[关键词]分子生物学 教学方法 自学能力 创新思维 创新能力

分子生物学是前沿性很强的一门专业基础课,是一门在分子层面上研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的科学,它主要研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能,并从分子水平上阐述蛋白质与核酸、蛋白质与蛋白质之间相互作用的关系及其基因表达调控机理。也是目前生命科学领域中发展最为迅速最具活力的学科。它的发展几乎渗透到生命科学的各个领域。其研究成果已在工业、农业、医学以及生物制药等领域得到了广泛应用。由于分子生物学的内容十分丰富而繁杂、知识点多、信息量大,并且发展日新月异,新理论、新技术层出不穷,因此在有限的学时内要更加全面而深入地让学生学习和掌握本门课程的内容,传统的教学方式方法就面临着挑战。这就要求把“重在培养学习能力、创新意识”的教学策略运用于分子生物学教学中,让学生能够积极思考,主动学习。根据几年来的教改实践,我们认为在分子生物学教学中因课程内容,而采用不同教学方式,重视教学方法灵活多样化对于培养学生的分析问题解决问题的能力、创新思维和创新能力十分有益。

一、改革课堂教学模式,重视教学方法灵活多样化

俗话说:“学为定规,教无定法”,目前国内大学应用的教学方式很多,如讲授式教学、讨论式教学、参与式教学、谈话法、读书指导法、自学加课堂讨论法、以问题为导向的 PBL( Problem-Based Learning)教学法等等。在授课过程中,立足本学科特点,以“强化基础知识理论,拓展知识面”为指导思想,我们目前以朱玉贤的《现代分子生物学》作教材。该教材综合了生命科学在分子水平上所取得的研究成果、所发现的基本规律与原理、所提供的新思维、新方法,全面、完整地反映了分子生物学各领域的最新进展,符合本科生物类专业的教学要求。因课程内容,而采用不同教学方式,重视教学方法灵活多样化。比如①最经典的教学模式是以教师为主,教师讲、学生听的“讲授型”模式,是教师运用口头语言向学生描绘情境、叙述事实、解释概念、论证原理和阐明规律的一种教学方法,在“传道、授业、解惑”中起着重要作用,因此其仍是现在的主要教学模式。

二、改革教学方法,培养大学生快速学习和获取一些新的知识的能力

大学是培养高等人才的重要基地,大学培养的人才将成为社会各领域的主要建设者。面对科技的快速发展和社会竞争的日益激烈,知识的更新越来越快,大学生只掌握课本和老师传授的知识是远远不能适应今后的工作和学习的。他们必须具备较强的学习能力,能够快速学习和获取一些新的知识,掌握学习方法,是提高学生学习能力的重要手段。制约大学生创新能力培养的因素主要有以下几个方面: 第一,目前大多数高校仍采用单一教学模式、统一的教学计划和人才培养模式; 第二,当代大学生普遍具有创新意识,但不善于利用和创造条件; 第三,由于大学生知识面窄,学科之间缺乏合理的整合,虽然思维敏捷,但缺少创新性思维方式; 第四,有创新的热情,但缺乏创新的毅力[1]。因此在分子生物学课程中教学中注意运用不同教学方法和手段,同时还应该注意指导大学生快速学习和获取一些新的知识的能力形成,根据我们的教改实践总结有三点:①归纳--知识体系:分子生物学内容与生物化学、遗传学、细胞生物学有部分重复,它们相互渗透、相互联系。在分子生物学课程的教学中应避免简单的重复,而是在已有知识的基础上进一步深入,教会学生将前后所学的知识进行比较、梳理、归纳,并且融会贯通,保证了课程的完整性与系统性;在讲述原核生物与真核生物的基因组这部分内容时,要求学生将真核生物基因组与原核生物基因组相比;讲PCR技术时,其基本原理大家都比较熟悉,在课堂教学中则重点介绍最新发展,例如反向PCR、锚定PCR、荧光定量PCR等。并启发学生思考通常的PCR与反向PCR、锚定PCR、荧光定量PCR有何异同点,进一步加深学生对PCR反应这一重要技术的理解和认识。②联系--当前科学发展:分子生物学的课程内容丰富而且复杂,信息量大,更新速度快。优化和更新教学内容分子生物学的发展日新月异,按照大纲要求,既要讲解分子生物学的基础知识,又要适时补充最新的科研成果,扩大学生的视野。本课程中有许多内容与实际生活的密切关联,一方面这对授课教师提出了更高的要求,需要广泛收集建议,充分备课,才能取得好的教学效果。另一方面教师要求学生利用网络平台,学生可以根据自己的经验和水平自主进行文献查阅,从而开展个性化学习,由于学生的广泛参与,也有利于教学互动和补充新内容做到与时俱进。 使学生认识到本专业在现阶段和未来对经济建设和社会进步有着深远的影响,认识到当前的一些热点问题都是可以用本课程的原理来解释的,激发学生学习这门课的兴趣。例如:基因工程制药:第一代基因工程药物是针对因缺乏天然内源性蛋白所引起的疾病。应用基因工程技术去扩大这类多肽蛋白质的产量以替代或补充体内对这类活性多肽蛋白质的需要,主要是以蛋白质激素类为代表的,如人胰岛素、胰高血糖素、人生长激素、降钙素、生长激素(somatropin)及α-EPO(Epoetin alfa)等。第二代基因工程药物是根据内源性多肽蛋白的生理活性,应用基因工程技术大量生产这些极为稀有物质,以超正常浓度剂量供给人体,以激发它们的天然活性作为其治疗疾病的药理基础,主要是以细胞生长调节因子为代表的,如G-CSF,GM-CSF,α-IFN,γ-IFN和tPA等[2]。③联想--项目应用:在分子生物学课程的教学过程中确定由浅入深、由点到面、由单元到综合的循序渐进的原则,层层提高。根据学生的水平,布置一些相关的题目,学生可以根据自己的兴趣来选择题目,鼓励学生参加大学生SRTP立项,要求学生从选题、查阅资料、设计方案以及可行性论证,到着手实施方案,都需要自己去实现。以提高学习的积极性和主动性,最大限度地激励学生的学习兴趣、开发学生的学习潜能、培养学生的学习能力和创新能力。学生通过查找资料,了解更多的学科前沿知识,大大地锻炼了学生分析问题和解决问题的能力。指导教师定期检查,对每组学生出现的问题及时纠正。

三、灵活运用多媒体教学手段,激发学生的学习兴趣,培养学生的创新思维

PowerPoint (PPT)课件现在大学教学中已经广泛使用,但是,如果能在下番功夫制成计算机辅助教学课件(ComPute:AssistedInstrUction,CAI),实践证明效果则更好。CAI课件设计一般要经过:总体构思、讲稿组织、脚本设计、素材准备、媒体集成、检测调试等阶段,比制作PPT课件复杂很多,我们也可以选购一些成品的CAI课件效果也很不错。PPT和CAI课件交互使用,则使理论知识的表达更加形象、直观,从而激发学生学习的主动性和积极性,激发学生的学习兴趣和加深学生对这些问题的理解。例如,关于基因工程的安全性与伦理道德问题,一直都是很有争议的问题,通过录像把一个个相关事例播放给学生,根据事实在课堂上来讨论,让学生自己分析,这样等于给了学生一个独立思考的空间,使学生的脑筋都开动起来,对培养学生的创新思维是非常有益的。又例如基因的转座、表达与调控等[3]。这些微观的过程都是肉眼无法观察到的,比较抽象,口头讲述很难细致地描述一个个复杂的连续过程,不容易让学生理解。借助多媒体技术,可以将声音、文本、图片等组合制作成CAI课件,变静态为动态、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,可以提高学生的学习热情,从而有助于提高理论教学效果。便于学生对抽象的知识点、理论、技术的理解和掌握。

四、注重课堂时间分配,留出学生活动余地

分子生物学是生物科学中一门重要基础学科,它学习、理解和掌握对生物学专业和其他相关专业都十分重要,在整个相关学科中具有很强的带动和辐射作用。我们体会到注重课堂时间分配,留出学生活动余地十分重要,通过采取一系列措施,分子生物学教学质量得到明显提高,学生学习本门课程的积极性空前高涨。(1)思考题不仅是各章节的重点和难点,还是理论知识的应用和拓展[5,6],A采用课堂提问,这种提问式教学方式可抓住学生的注意力,调动学生的主动性,活跃课堂气氛,在每次教学完成,本堂小结后,把下一次讲课内容的2~3个要点作为问题提出,让2~3名学生准备,在下次课程讲授时由他们来讲解3~5分钟,这样可以发挥他们表述能力,为将来报考研究生或者找工作时的面试奠定基础,同时也可以让学生主动预习新的内容,变被动学习为主动学习,提高他们的分析、归纳与总结能力。B讨论式教学应用: 以讨论方式最能调动学生的能动性、自主性和创造性,使学生真正成为课堂的主体,而不是被动接受知识,所以在课堂上结合当堂课程内容给学生至少留出5分钟时间,鼓励学生提问、讨论与交流,这样的讨论可激发学生活跃的思维,众多学生中总会发现一些新的见解,这就达到了课堂是点燃学生智慧火把的效果,从而达到培养具有创造性思维人才的培养目的。(2)在讲授某一章节时,由于该章节内容比较简单或知识结构清晰易展开,学生自学就能掌握。这时教师将学生分成几个小组,各小组学生通过课下组内集体学习、讨论后,推荐一名学生作为“临时教师”,给全班讲授这一章节内容,然后其他学生和教师自由提问,最后由教师或其他同学总结,并针对本章节的重点和难点予以强调。这是一种较新的教学模式[4],其核心是引导学生参与教学过程,掌握所学知识并灵活应用.这种方法是一种合作式或协作式的教学法,是以学习者为中心,鼓励学生积极参与教学过程,突出学生在课堂上的主体地位,加强教师与学生之间以及学生与学生之间的信息交流和反馈,营造一种民主、自由、平等、和谐、愉快的教学氛围,从而培养学生独立求知和思考的能力、解决问题的能力,培养学生的团队协作精神和创新精神,促进教学质量和人才培养规格的提高。教育界的很多专家都承认,而且实践也已经证明,参与式教学法是一种十分有效的课堂教学方法。

五、结束语

自学能力、分析问题解决问题的能力、创新思维和创新能力是每个大学生学习和生活中必须具备的能力,同时也是培养面向新时代具有广博知识的复合型人才所必备的能力,教学中逐渐培养学生的学习兴趣,培养和提高大学生各种能力将使他们受益终身。

项目来源:山东大学威海分校教学研究与教学改革立项项目B2012009

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[5]孙维洋,李剑芳.药学分子生物学教学理念的探讨[J].卫生职业教育,2008,5

对分子生物学的认识范文第8篇

[关键词]分子生药学; 中药材; 新形势; 人才培养; 教学

Teaching research of Molecular Pharmacognosy for talent development

in industry of Chinese medicinal materials under new situation

GUO Wanli*, QI Zhechen, ZHANG Xiaodan, SHENG Qing, LIANG Zongsuo*

(Key Laboratory of Plant Secondary Metabolism and Regulation of Zhejiang Province,

College of Life Science, Zhejiang SciTech University, Hangzhou 310018, China)

[Abstract]The industry of Chinese medicinal materials is going through another highlevel development stage with some important files issued by Chinese government in the past months, such as "the protection and development plans of Chinese medicinal materials (20152020)" and "the strategic development plans of Chinese medicine (20162030)" In addition, the effect of "TU Youyou" will not only improve the industry development, but also indicates the increasing international competition intensely Therefore, one of the core problems of the sustainabledevelopment industry is the training of senior talents under the "New Situation" with opportunity and intense competition As one of the forefront courses of Chinese Pharmacology, Molecular Pharmacognosy (MP) is a new interdisciplinary science, which integrates the pharmacognosy and molecular biology, and combines many discipline theories and technological systems MP not only inherits the traditional concepts,but also makes up for the shortages of pharmacognosy, and improves the development of pharmacognosy Thus, these are importance of MP for cultivation of senior talents, and also the difficult teaching points of MP with no unified teaching mode We will, in this paper, discuss the possible teaching modes through several aspects for talent cultivation and meeting the needs of social and industry development, such as teaching state of MP, the education of undergraduate and graduate students, social identity, and self renewal of curriculum theories and practice.

[Key words]Molecular Pharmacognosy; Chinese medicinal material; new situation; talent cultivation; teaching

《中药材保护和发展规划(2015―2020)》中明确中药材是“关系国计民生的战略性资源”,阐述了指导思想、基本原则、主要任务等内容(http://wwwgovcn/zhengce/content/201504/27/content_9662htm)。保障规划顺利实施的关键之一是中药材产业人才的培养,例如中药材相关的分子鉴定、地理资源、次生代谢物及其调控、生物工程、生态等人才的培养和储备。另一方面,随着社会生活条件的改善,“健康”问题显的尤为突出,社会对中药材的需求量逐年上升,如何规范中药材产业,保障中药材的品|和资源保护等都对人才培养提出了更高的要求(http://wwwgovcn/zhengce/content/201505/07/content_9704htm)。另外,科学家屠呦呦获得诺贝尔奖(2015)不仅说明青蒿素的发现是中西医医药理念的有机结合案例之一,也让世界再次认识和接纳中药的神奇,必将促进中药的国际出口规模,国际竞争将更加激烈。在未来中药材产业机遇与挑战共存的国际大环境下,人才的培养显得尤为重要。

1995年,黄璐琦提出分子生药学(Molecular Pharmacognosy)的概念[1],6年后出版专著《分子生药学》第1版,标志着“分子生药学”这门生药学分支学科的诞生,为生药学领域理论和技术的革新提供了系统的框架[2]。2006年和2015年又分别发行第2版和第3版,每一版在内容方面都有非常多的更新,说明分子生药学这门新兴学科发展迅速,并衔接前沿,能快速融入新的知识和理念,逐渐形成自己的特色。该学科主要涵盖濒危中药资源的遗传多样性和保护策略研究、药用植物分子系谱地理研究、道地药材形成的分子机制研究、药用化学成分生物转化及分子机制研究、植物分子育种研究、药材基因组学、合成生物学等内容。2012年,Springer出版社出版的《Molecular Pharmacognosy》标志着分子生药学学科进入国际视野。《分子生药学》高等教育教材也于2008年出版,先后有20多所院校采用该教材开设了本科生和研究生课程[3],并有很多中医类大专院校将其设置为中药学相关专业必修课程,提出了各种教学模式和方法,如PBL教学法(ProblemBased Learning)[4]、启发式教学和参与式教学[5]、开放性实验教学[6]等。然而,这些多基于特定情景下的教学探讨,如何从全局、新“形势”下认识分子生药学教学的重要性是培养高标准人才的关键,即把握全局、具体应对、因材施教和因条件施教等。

因此,本文主要从分子生药学教学的整体现状、优势和不足,本科生和研究生教学的模式、方法,如何加速增进分子生药学的社会认同,分子生药学课程的理论和实践更新等几个方面探讨分子生药学在中药材产业高级人才培养中的作用,以期进一步推动分子生药学和生药学的发展,为未来中药材产业的发展与挑战培养和储蓄人才。

1分子生药学教学现状、问题和建议

1995年以来,我国20多所院校开设了分子生药学课程[3],尝试各种教学模式和方法,众多教师为了分子生药学的发展群策群力,因此,该课程的发展势头强劲,特别是2008年《分子生药学》高等教育教材的出版,为该课程的本科生授课提供了蓝本,包括沈阳药科大学、北京大学、复旦大学、华西医科大学等,2014年,浙江理工大学制药专业设置了该课程。尽管该学科在短时间内取得了巨大的成就,但作为新兴的边缘交叉学科,其学术、教学和社会的影响还不能适应快速发展的中药材产业,导致产业的研发水平、长期经营战略和高级人才的短缺。因此,专业人才的培养是推动学科和产业发展的源动力。

分子生药学的教学主要存在授课内容和教学模式2部分。从授课内容来看:①分子生药学是高度交叉的综合学科,教师知识面的广度和深度直接影响教学的效果,例如生药学背景的教师,她可能对中药的传统识别、栽培、生化鉴定等比较熟悉,但对分子鉴定、基因组学、代谢调控等相对陌生,这样的教学效果不是很理想。如果多学科老师一起上这门课可能克服这个问题;②师资队伍规模较小,缺乏有效的交流机制。从2012年开始,每年都有“分子生药学暑期研讨会(国家中医药管理局分子生药学继续教育项目)”,至今已经举办5届,参会人数和会议水平逐年快速提升,大大促进了分子生药学学科的迅速发展。美中不足的是其频次、规模和影响力有限,对总体教学水平的提升显的略微不足。建议该会议扩大教改交流的范围,提升交流的水平;③分子生药学授课内容与其他课程交叉,要求具有较好的专业基础。无论是选修课或必修课,学生最好在生药学、分子生物学、遗传学、细胞生物学等基础学科预修后学习分子生药学才能达到最好的效果。从教学模式来看:①教学模式和教法相对单调。该学科发展历史较短,如何有效开展教学是其发展的内动力,吸引学生的兴趣和注意力是关键,这也是教学模式和教法所能起的重要作用之一;②实践课程的缺失。分子生药学是多学科交叉课程,其原理和技术相对复杂,实践课程能提高教学效果,但实践课程方面显的较为薄弱。另一方面,分子生药学大部分实验的周期都比较长,如何设计实验课是一项较大的挑战。

促进分子生药学教学发展的可能建议:① 成立分子生药学学会,下设学术、教学和产业分会,统一全国分子生药学学术、教学和产业交流会或研讨会;设立教学奖教金和教改项目(分子生药学暑期会议已经有教改项目,是否在资金充裕的情况下增加资助力度),在学会层面开展分子生药学教学竞赛、教学模式和教法的研究。推广中国中医科学院中药资源中心开放课题“分子生药学课程建设”的优秀成果;②编纂分子生药学相关的辅助书籍,例如:《分子生药学生物技术原理与应用》提供原理支撑和技术的推广应用,《分子生药学案例解析》为学生或研究人员提供典型案例,拓展成功模式,增强相关原理的理解和应用,以及实验辅助教材等等;③分子生药学开课的高等大专院校或研究机构应根据本单位课程的特色调整分子生药学的授课内容,避免大量重复,学生预修专业基础课程后再授课;④合理安排实践课程,一方面根据具体情况开展实验课程,一方面带领学生参观有一定规模的中药企业的生产和研发部门;⑤加大社会和中药材行业的宣传力度,着重该学科人才培养的就业前景,对社会和产业未来发展的重要作用,特别是一些典型案例,如天士力的人才战略等。

2本科生和研究生教学

全国能开分子生药学课程的机构主要是有生命科学学院的综合类大专院校、医药(含中医药)和农林相关的专业类大专院校,中科院相关的研究机构(表1)。这些单位的教育目的、教师水平、教学资源、办学侧重点等存在较大的差异,从而导致分子生药学的教学模式存在较大的差异,另一方面,学生的学习氛围、基础等也是千差万别的。因此,分子生药学的本科教学最好根据这些实际情况做相应的教学调整。

学校类型学生类型选修学期授课侧重点授课方式综合类大专院校本科生3年级下学期及其后生药学、分子标记等专题和案例研究生(T博)1年级生药学、次生代谢等案例农林类大专院校本科生3年级下学期及其后生药学、分子生物学等专题和案例研究生(硕博)1年级生药学、分子生物学等案例医药类大专院校本科生3年级下学期及其后分子标记、次生代谢等专题和案例研究生(硕博)1年级分子生物学等案例研究机构研究生(硕博)1年级生药学、分子生物学等案例

综合类大专院校生命科学学院已经开设分子生物学、细胞学、生物化学等基础课程,这里重点放在生药学、分子标记、植物化学、植物次生代谢等的学习,授课内容可分为原理、应用2部分,授课形式以专题和案例可能更好,例如人参、长春花、丹参等的系列案例,例如丹参的资源谱系、分子鉴定、亲缘地理、道地性和多样性、次生代谢物合成和调控、转基因和发根生物反应器、生物合成、组学和基因功能等。该类大专院校学生综合专业基础较好,适当增加分子生药学的授课深度为佳,在讲授原理和技术的同时把该学科的研究思路、策略和个案融入授课当中,可提高学生对本学科广度和深度的认知,同时培养学生的科研设计能力。

农林类大专院校的教学重点在种质资源、育种、栽培、畜牧养殖等学科,建议老师们结合这些学科把分子生药学的授课重点放在生药学、分子标记、分子生物学和次生代谢等领域的学习,把分子机制基础与案例分析相结合的授课模式可能更好,拓展学生的知识范围。另一方面,如能把分子生药学的原理和技术与其专业学科结合,则能培养该领域的高级人才。例如中药材的分子标记和代谢谱检测辅助育种(中药材品种选育和定向育种是其种植业的瓶颈)、种源的谱系分析、生物工程育苗、中药材品质鉴定的分子基础等。从而推动中药材产业链上游种植和初加工产业的发展。

医药类大专院校的生药学、药物化学、药理学、医学、临床等专业基础知识较扎实,分子生药学的授课侧重点在药用植物学、分子标记、次生代谢等理论的学习。老师可结合这些特点,培养学生从这几个方面挖掘中药材药效和药理的科研能力显得较为重要。这方面人才的培养不仅能促进中药新药效的挖掘,同时带动该产业链其他产业的发展,如种植业、加工业等。

由于分子生药学是多学科交叉学科,其专业基础课包括植物学、动物学、微生物学、遗传学、细胞生物学、生物化学、分子生物学、组学等,其原理和技术相对复杂,建议学生在大学3年级上学期及其后(修完专业基础课)上这门课。如果学生在学习分子生药学时发现有些基础课缺失,需要自学补充,降低学习的难度。另外,除了非常关键的原理和技术,建议采用专题的方式授课,例如中药材分子鉴定、药材道地性的分子诠释、药材亲缘地理学、中药的组学、中药资源保护和利用、中药次生代谢及其调控等理论学习;筛选出10~20种中药,对其分子生药学相关的知识进行整理,形成案例专题,如人参、长春花、青蒿、红豆杉、丹参、灵芝、甘草、三七、水蛭等。不同高校可以根据所处地区中药的特点进行选择性授课。除了授课,根据具体情况实施实验课程、实地参观和实习;实验最好安排成大实验或综合类实验。

研究生(硕士或博士)具备了相对扎实的理论和技术基础,具有自学和相对独立的实践、创新能力,建议采用案例的方式传授分子生药学课程(表1),根据相关单位的科研案例,特别是分子生药学的前沿课题,如果同时安排某一主题的实验(实验与授课周期一致),则能取得更好的授课效果。例如中国中医科学院中药资源中心可以从丹参酮合成生物学、组学、中药材的分子基原鉴定、DNA条形码[成功案例:博奥晶典蕲蛇和乌梢蛇PCR鉴定试剂盒(QS2015050101)]、中药材的分子鉴别等展开;浙江植物次生代谢调控重点实验室可以以丹参的资源鉴定、丹酚酸和丹参酮生物合成途径及其调控、非编码RNA、组学等开展研究生的授课等等。

分子生药学的前沿性和前瞻性为研究生提供了广阔的发展空间。如果能把课程与研究生的选题和研究方向结合起来进行,则能深化课程的教学效果,有针对性地培养高级人才。特别是学生展示自己的选题和研究方向后,老师能给予及时的指导会有更好的教学效果。例如某种中药材定成分生物合成和积累机制的选题,可以从道地性或遗传多样性等角度指导学生分析不同种质资源间该成分的积累差异,推测不同生态因子对该差异的影响;或引导学生通过对该植物不同发育期成分差异的规律推测其合成的最佳季节或发育期。根据这些差异筛选该成分差异最大的株系,进行基因表达普差异分析或基因表达差异显示技术来寻找可能的候选基因。然后引导学生来验证候选基因的正确性,这里包括异源表达(拟南芥、水稻等模式植物的遗传转化)、基因沉默、基因敲除等。如果获得该成分生物合成途径基因,则指导学生采用合成生物学的理念进行人为可控的生物合成,最终达到产业化的目的。该指导过程中一系列的原理和技术指导也是必不可少的。当然,这只是分子生药学中的一隅,应根据学生的选题、实际情况给出具体的指导。

3分子生药学相关人才培训

社会和中药材产业还需要对分子生药学学科的重视度提高到新的层次。目前,国内中药材产业的技术革新、转型升级等的关键是技术、管理和监管的转型升级,其有效支撑是人才的培养,但国内中药材产业的总体特征是“小、多、低”(规模小、企业多、产业水平低),这些导致人才培养的缺失,普遍存在借鸡生蛋,却无力或不愿付出的侥幸氛围。如果分子生药学学会成立,即可在此范围内组织分子生药学原理和技术培训,包括产业培训和技术培训,前者是面对中药材产业技术人员的针对性培训,例如特定药材的分子鉴定原理和技术。技术培训包括高校教师、学生和产业人员的高级别培训,如中药系统生物学和组学的原理技术培训,主要面对分子生药学的前沿理论和技术。建议培训的教学方式是专题与实践并行,这样就能迅速推广某一特定新技术在研究和产业中的应用。在没有学会成立的前提下,该学科的倡导者及积极建设该学科的人员应有意引导相关的原理技术培训,起到宣传该学科和普及分子生药学知识的作用。

4分子生药学教学的社会认同

尽管分子生药学学科在短短20年间得到快速的发展,但存在的主要问题是理论与实践结合的较少,该学科对中药产业的贡献以及对中药种植行业等支撑的相关统计很少,即中药材产业上游栽培产业的应用等还缺乏说服社会的大量案例,指纹图谱的广泛应用是其成功案例之一。如何获得社会的认同可能需要以下几个方面:①专业的就业前景,如何引导社会对分子生药学专业学生的就业充满信心是得到社会认同的关键,《中药材保护和发展规划(2015―2020)》、《中医药健康服务发展规划(2015―2020)》和《中医药发展战略规划纲要(2016―2030年)》等国家发展规划就是分子生药学专业学生未来就业的可靠政策保证。例如浙江省《浙江省健康产业发展规划(2015―2020)》中提到2020年浙江省健康产业实现总值达1万亿元,可以想想能保证就业的空间有多大;②分子生药学引导中药材产业发展的能力,主要包括3方面,技术引导、科学管理和人才储备,这些能力建设是获得社会认同的硬指标;③分子生药学课程建设,人才培养,分子生药学是多学科交叉,很难把握教学的深度和广度,教师开课前一定要对所在单位所有专业课程进行调研,推出自己课程的特色,如果为了开课而开课,则会影响学生对分子生药学的认知,一旦开课,建议做到理论要深入浅出、拓展面要宽(举一反三)、前沿和基础理论为主、应用并重,说教为辅等,尽可能把分子生药学的内容形象生动地展示给学生;④建立“教”、“学”、“研”、“产”结合的学会、高校和研究单位等体系,经过若干年的发展,分子生药学必定深入社会和产业,获得认同。

5分子生药学课程理论和实践需要进一步完善

分子生药学的产生是传统生药学(资源形态气味细胞组织结构光谱分析等)发展极致的必然产物[7],2015年版《中国药典》收载薪蛇和乌梢蛇的聚合酶链式(PCR)鉴别方法[8]说明了生药的分子鉴别开始走向应用。然而,正如黄璐琦先生所言,该学科的理论和实践需要进一步加强和完善[2]。《分子生药学》第3版[9]的修订明显优于第2版,删除了“研究方法及其基本技术”(与分子生物学相关的部分重复)、“药用植物种子资源分子生药学研究”、“药用植物抗性基因工程研究”等章节,增加了“分子生药学的形成与发展历程”、“药用植物分子谱系地理学”、“药用植物功能基因组研究”、“药用植物的转基因研究”和“药用植物的分子育种研究”等章节,丰富了课程内容,增加了前沿热点研究信息。

在整个体系中已出版的分子生药学著作可分为3类:①专著,《分子生药学》第3版,重点在理论前沿;②教材,中国中药出版社本科生规划教材、人卫出版社研究生统编教材中增加了案例、思考题等;③技术原理与操作手册:针对每个领域,陆续出版了《中药DNA条形码分子鉴定》[10]、《中药分子鉴定操作指南》[11]、《中药资源转录组操作指南》[12]等。为了促进分子生药学的发展,建议:①增加对教学、研究、培训都有更高参考价值的案例;②生药学发展若干年,形成系统的理论和技术体系,加强从传统生药学吸收科学合理的理论,推动分子生药学的发展,反过来促进生药学的发展,形成学科相互促进的态势;③加强学术和教学交流,促进学科的科研和教学水平健康发展;④分子生药学的科普拓展;⑤分子生药学期刊的建设;⑥合理吸收西药和中药的理念,也就是西药精确单成分与中药多组分理念等,以及上文中提出的一些可能建议。强调的是,教学和科研走进企业,解决企业发展的问题是直接推动学科发展的原动力,这是分子生药学的理论前瞻性所决定的,即理论源于实践,服务于实践。

6展望

《中药材保护和发展规划(2015―2020)》、《中医药健康服务发展规划(2015―2020)》、《中医药发展战略规划纲要(2016―2030年)》等国家发展规划,地方性规划相继出台都为分子生药学学科的发展提供了肥沃的土壤。2015年屠呦呦因青蒿素的贡献获得诺贝尔奖,即提高了中药的知名度,也加速了中药材产业的剧烈竞争,尤其是国际寡头企业对国内企业的竞争压力与日俱争。很明显,分子生药学学科的发展即将为中药材产业的转型升级提供优质高水平的服务,尤其是人才的培养和储备。例如中药分子鉴定 (如DNA条形码、药用植物有效成分的生物合成、遗传转化等),中药有效成分代谢调控网络、植物育种和生物反应器、生物多样性与濒危药用动植物保护、中药分子谱系地理、中药道地性等研究领域都稀缺分子生药学专业人才。因此,分子生药学的学科交叉、前沿和拓展等特性使其肩负着“新形势”下中药材产业的人才培养重任和产业理论先导的作用。

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[收稿日期]20160720