時間：2023-05-29 18:22:29
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇分子生物學(xué)技術(shù)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：教學(xué)方法；分子生物學(xué)；實驗教學(xué)
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
分子生物學(xué)是生物類本科教育中一門主要的基礎(chǔ)課，它以探究生命過程中生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能為主要內(nèi)容，以解析基因組和蛋白組中生物大分子在各個生命過程中的作用、基因表達(dá)調(diào)控機制以及信號傳遞網(wǎng)絡(luò)為主要研究目標(biāo)[1-3]。生物大分子結(jié)構(gòu)與功能的研究滲透于生理學(xué)、發(fā)育生物學(xué)等各學(xué)科研究中，相關(guān)的知識構(gòu)成了基因組、轉(zhuǎn)錄組和蛋白組研究的重要基礎(chǔ)。掌握分子生物學(xué)的原理和實驗技術(shù)對生物類學(xué)生認(rèn)識生命的本質(zhì)，培養(yǎng)生命科學(xué)研究能力至關(guān)重要，也有助于后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，為將來進(jìn)一步深造奠定堅實的基礎(chǔ)。從學(xué)科特點而言，分子生物學(xué)是一門新興學(xué)科，理論體系處在一個不斷發(fā)展和完善的階段，研究方法也在不斷創(chuàng)新。分子生物學(xué)課程知識點多而分散，實驗涉及的內(nèi)容較為復(fù)雜，要求我們在教學(xué)中一方面要適時地更新教學(xué)內(nèi)容，滿足學(xué)生掌握分子生物學(xué)發(fā)展動向的需要，另一方面要充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和從事科學(xué)研究的能力。我們在多年分子生物學(xué)課程的教學(xué)改革和課程建設(shè)中，針對生物技術(shù)專業(yè)的分子生物學(xué)教學(xué)分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實驗教學(xué)等方面進(jìn)行了探索，具體情況如下。
1 加強新知識點教學(xué)內(nèi)容，深化對生命本質(zhì)的認(rèn)識
知識更新快是分子生物學(xué)一個鮮明的特點，如何將經(jīng)典的基礎(chǔ)知識與新知識點結(jié)合起來是分子生物學(xué)教學(xué)中需要探討和解決的問題。在前期分子生物學(xué)教學(xué)中，我們以經(jīng)典的遺傳信息傳遞過程為主線，側(cè)重對基礎(chǔ)知識的介紹，新知識點雖有涉及，但遠(yuǎn)不能反映學(xué)科的發(fā)展。近年來，隨著生命科學(xué)研究的不斷深化，真核生物基因表達(dá)調(diào)控機制、信號傳遞網(wǎng)絡(luò)、生物大分子在生命過程中的作用等方面科研成果不斷涌現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄調(diào)解因子的組合調(diào)控機制、組蛋白修飾與DNA甲基化、異染色質(zhì)化、轉(zhuǎn)錄后基因沉默、細(xì)胞對環(huán)境信號的感知及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制等已經(jīng)成為發(fā)育生物學(xué)、生理學(xué)及其他學(xué)科研究的熱點[4-9]。了解和掌握這些知識對學(xué)生認(rèn)識生命過程的本質(zhì)具有重要意義。在已往的教學(xué)中，我們用較多的課時講解以中心法為基礎(chǔ)的遺傳信息流的基本原理，但在教學(xué)實踐中我們發(fā)現(xiàn)這部分內(nèi)容與其他課程存在較大的重疊，一個主要的困惑是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中重復(fù)學(xué)習(xí)相同的知識點，這在很大程度上影響了學(xué)習(xí)的積極性。另一方面，在經(jīng)典教材中真核生物組合調(diào)控、表觀遺傳學(xué)、基因轉(zhuǎn)錄后調(diào)控等內(nèi)容篇幅明顯偏低，而這些內(nèi)容正是目前分子生物學(xué)發(fā)展的熱點，對學(xué)生認(rèn)識生命過程的本質(zhì)尤為重要。如何更合理地安排學(xué)時，兼顧基礎(chǔ)知識與科學(xué)發(fā)展新動向，是我們教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)。通過摸索，我們在教學(xué)實踐中適當(dāng)減少遺傳信息傳遞的課時，壓縮與其他學(xué)科重復(fù)的內(nèi)容，增加了對真核生物組合調(diào)控機制、DNA甲基化修飾、組蛋白N端修飾、真核生物信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等內(nèi)容。通過對教學(xué)效果的評估，我們觀察到，教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了他們對課程重要性的認(rèn)識，同時也使學(xué)生對生命過程的本質(zhì)有了更深刻的認(rèn)識，為后續(xù)生理學(xué)和發(fā)育生物學(xué)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。
2 調(diào)整教學(xué)方法，培養(yǎng)創(chuàng)新意識
興趣是學(xué)習(xí)的動力，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性是教好這門課的關(guān)鍵。多年的教學(xué)經(jīng)驗告訴我們，灌輸式教育不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，容易導(dǎo)致學(xué)生形成死記硬背的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣。在灌輸式教育模式下，學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)狀況，學(xué)習(xí)的積極性不高，思考問題的意識和分析問題的能力不強。為改變學(xué)生被動學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，克服灌輸式教育帶來的不利影響，我們需要對教學(xué)方法進(jìn)行改革，為此，我們在課程建設(shè)過程中嘗試了導(dǎo)向性教學(xué)。在教學(xué)過程中，我們指定適量的文獻(xiàn)作為課外閱讀材料，以知識獲得過程為主線，引導(dǎo)學(xué)生分析討論前人發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的過程，并幫助他們分析、總結(jié)相關(guān)實驗方案。通過教學(xué)方法的改革，學(xué)生不僅學(xué)到了相關(guān)的基礎(chǔ)知識，還學(xué)到了科學(xué)家發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思路和方法以及科學(xué)家為科學(xué)獻(xiàn)身的精神。另外，搜集獲取科學(xué)文獻(xiàn)的能力是從事科學(xué)研究能力的重要方面。專業(yè)外語閱讀能力對學(xué)生獲取知識非常重要，我們在導(dǎo)向性教學(xué)中采取了雙語教學(xué)的方式，結(jié)合導(dǎo)向性教學(xué)給學(xué)生布置英語閱讀任務(wù)，讓學(xué)生自己搜集資料，使學(xué)生既培養(yǎng)了創(chuàng)新意識也提升了搜集文獻(xiàn)的能力。通過教學(xué)方法的改進(jìn)，學(xué)生增強了對分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，也提高了他們的綜合分析能力，更重要的是，通過導(dǎo)向性教學(xué)，學(xué)生逐步養(yǎng)成了獨立思考的習(xí)慣并提高了創(chuàng)新意識。
3 強化實驗基礎(chǔ)，注重能力培養(yǎng)
分子生物學(xué)研究策略被廣泛應(yīng)用于當(dāng)今的生物學(xué)研究中，分子生物學(xué)方法在科學(xué)研究創(chuàng)新中扮演著越來越重要的作用，分子生物學(xué)實驗技能的培養(yǎng)對發(fā)展學(xué)生潛能，提高畢業(yè)生質(zhì)量至關(guān)重要，在加強學(xué)生素質(zhì)教育與培養(yǎng)創(chuàng)新能力方面有不可替代的作用。相對于理論教學(xué)，實驗教學(xué)具有實踐性、綜合性和創(chuàng)新性的特點，對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和科研能力的培養(yǎng)有很大幫助。為培養(yǎng)具備較強科研能力的生物科學(xué)專業(yè)和生物技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生，我們在分子生物學(xué)教學(xué)實踐中設(shè)置了開放性實驗，內(nèi)容包括核酸的提取與純化、電泳分離與鑒定、分子克隆、PCR擴增、原核表達(dá)及蛋白質(zhì)親和層析等實驗。這些實驗在當(dāng)今生物學(xué)研究中被廣泛應(yīng)用，掌握這些研究方法對學(xué)生科學(xué)研究能力的培養(yǎng)大有益處，我們期待學(xué)生通過實驗環(huán)節(jié)掌握分子生物學(xué)實驗的基本原理和基本技能。為配合實驗課開展，在教學(xué)中我們用較大篇幅介紹基本實驗的原理和新技術(shù)，包括生物大分子的制備技術(shù)、PCR技術(shù)、雜交技術(shù)、RNAi技術(shù)等。在教學(xué)實踐中我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對分子生物學(xué)實驗表現(xiàn)出濃厚的興趣，參與實驗的積極性很高。通過實驗，學(xué)生對科學(xué)研究過程有了深刻的感性認(rèn)識，這對學(xué)生了解知識獲得的途徑和方法有很大幫助。在實驗教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)，前期的實驗課存在明顯的不足，主要表現(xiàn)為實驗原理的相關(guān)基礎(chǔ)知識不足和實驗準(zhǔn)備環(huán)節(jié)的欠缺。在前期教學(xué)實驗中，實驗準(zhǔn)備由教師完成，學(xué)生用教師配好的緩沖液、培養(yǎng)液進(jìn)行操作，雖然能夠獲得不錯的實驗結(jié)果，但對學(xué)生能力的培養(yǎng)不利，學(xué)生常常不了解緩沖液中各成分的作用，對培養(yǎng)液配制中需要注意的問題也缺乏了解，我們認(rèn)為這些問題涉及學(xué)生的基本素質(zhì)，關(guān)系到能力的培養(yǎng)，為此在教學(xué)中我們采取了一些針對性的措施。一方面在理論課中增加了與實驗技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)知識的介紹，如對核酸提取緩沖液、蛋白提取中的細(xì)胞裂解液等作了詳盡介紹[10-12]，通過講解使學(xué)生對變性劑、抗氧化劑、緩沖劑、離子型與非離子型表面活性劑等成分的作用有了充分的認(rèn)識與了解，對蛋白質(zhì)和核酸純化原理有了全面的掌握。另一方面，在教學(xué)環(huán)節(jié)中，我們將實驗改為開放性實驗，要求學(xué)生自己準(zhǔn)備實驗，教師做必要的指導(dǎo)，通過這些措施使學(xué)生將分子生物學(xué)論課上學(xué)到的知識與實際操作過程相互印證。開放性實驗使學(xué)生分子生物學(xué)實驗技能得到了顯著提高，為學(xué)生獨立操作實驗和培養(yǎng)良好的科研能力打下堅實基礎(chǔ)。
4 結(jié)束語
經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐，我們逐漸摸索出分子生物學(xué)教學(xué)的一些方法和技巧，并通過教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動性，不僅使他們掌握了分子生物學(xué)的基礎(chǔ)理論，更重要的是培養(yǎng)了他們發(fā)現(xiàn)問題的意識和解決問題的能力，養(yǎng)成了獨立思考的習(xí)慣，教學(xué)改革顯示出良好的效果。今后，我們還將繼續(xù)探索，讓分子生物學(xué)理論和實驗教學(xué)在生物科學(xué)與生物技術(shù)本科生培養(yǎng)過程中發(fā)揮更大的作用。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)；技術(shù)；昆蟲生態(tài)學(xué)
中圖分類號：Q968. 1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
分子生態(tài)學(xué)是應(yīng)用分子進(jìn)化和群體遺傳學(xué)的理論、分子生物學(xué)的技術(shù)手段、系統(tǒng)發(fā)生學(xué)和數(shù)學(xué)的分析方法及其他學(xué)科的知識（如地理學(xué)、古氣候?qū)W等）去研究種群、進(jìn)化、生態(tài)、行為、分類、生物地理演化、生物保護(hù)等學(xué)科領(lǐng)域的各種問題。它主要通過大量使用分子生物學(xué)先進(jìn)的技術(shù)和方法，在分子水平上研究生態(tài)現(xiàn)象，闡明生態(tài)現(xiàn)象的分子機制。昆蟲分子生態(tài)學(xué)就是以昆蟲作為研究對象，應(yīng)用分子生態(tài)學(xué)的原理與方法研究昆蟲進(jìn)化和適應(yīng)機制的一門科學(xué)。它主要通過分子生物學(xué)的方法檢查昆蟲種群或個體的遺傳變異，分析和解釋遺傳變異的特點與規(guī)律，揭示遺傳變異所反應(yīng)的規(guī)律性的東西，從而進(jìn)一步闡明昆蟲之間一級昆蟲與環(huán)境之間的相互作用關(guān)系。其研究的最典型特色是運用分子遺傳標(biāo)記來檢測研究對象的遺傳變異特征，揭示昆蟲的演化規(guī)律。
在昆蟲分子生態(tài)學(xué)研究中應(yīng)用較多的分子生物學(xué)標(biāo)記技術(shù)有：同工酶（蛋白質(zhì)電泳）方法、限制性片段長度多態(tài)性（RFLP）方法、隨機擴增DNA多態(tài)性（RAPD）方法、擴增片段長度多態(tài)性（AFLP）及微衛(wèi)星標(biāo)記方法（SSR）及單核苷酸多態(tài)性（SNP）。其中，目前應(yīng)用最多，最簡便的是SSR和SNP技術(shù)。下面我們主要介紹在昆蟲生態(tài)學(xué)研究中幾種常用分子標(biāo)記方法。
1.同工酶方法的應(yīng)用
同工酶是指具有相同或相似催化功能而分子結(jié)構(gòu)不同的一類酶。自從Hunter和Markert創(chuàng)立同工酶酶譜技術(shù)后，同工酶譜的變化即可作為鑒定物種、研究分類與進(jìn)化、遺傳與變異的重要指標(biāo)。在昆蟲分子生態(tài)學(xué)發(fā)展之初，同工酶被廣泛應(yīng)用與昆蟲的分類、種群間抗性的遺傳變異等方面，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，同工酶技術(shù)已慢慢被淘汰。
2.RFLP技術(shù)的應(yīng)用
RFLP又叫作Restriction Fragment Length Polymorphism，即我所說的限制性內(nèi)切酶片段長度多態(tài)性，而且他作為第一代的生物分子類標(biāo)記技術(shù)，這種技術(shù)是指通過已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的限制性內(nèi)切酶來處理不同生物個體的DNA，通過利用限制性內(nèi)切酶的多種特異性來達(dá)到獲得不同的DN段的目的，這種技術(shù)一般是被應(yīng)用于分子雜交，放射性同位素的顯微技術(shù)中，而且也只是主要用于研究生物遺傳的研究中，自問世以來已廣泛運用于多門生物學(xué)科研究中。
在昆蟲生態(tài)學(xué)研究中可以用于昆蟲遺傳譜圖的分析、遺傳連鎖圖的構(gòu)建及數(shù)量遺傳性狀等方面的研究。
3.RAPD技術(shù)的應(yīng)用
RAPD，俗名是隨機擴增多態(tài)性DNA技術(shù)，它是由兩位美國科學(xué)家Wiliams和Welsh在1990年提出的，而且他們并不是研究的合作者，而是分開研究的，這種技術(shù)又被稱作任意引物PCR。對于RAPD來說，它所使用的物質(zhì)是十分不相同的，但是對于現(xiàn)存的所有引發(fā)物來說，他對于在DNA序列堿基序列上的特定結(jié)合位點來說，一旦這些特異性DNA位點達(dá)到了基因組分布的擴增條件，他就會根據(jù)DNA堿基對的配位原則，完成DNA另一條鏈的合成。
4. AFLP技術(shù)的應(yīng)用
植物基因組的AFLP中的酶切，連接和pcr問題，只要酶切出來能看到些許彌散，pcr就應(yīng)該能看出結(jié)果才對，AFLP技術(shù)的關(guān)鍵就是把握體系的問題，每一個實驗室應(yīng)該有自己的一套體系，照著做一般沒有問題，分子標(biāo)記，就是純體力勞動，做得很多一般就會有結(jié)果的，這是量變到質(zhì)變的過程。 做AFLP需要用到試劑盒，但試劑盒不如自己做省事，也沒必要。除非你做的量少。但是分子標(biāo)記要的就是大量重復(fù)性的勞動。因此，試劑盒不如自己做省事，也沒必要，并且試劑盒中很重要的酶往往量不夠用，比如T4連接酶和內(nèi)切酶EcoR I，除非你做的量很少，且不需要摸索體系。酶切出來能看到些許彌散，pcr就應(yīng)該能看出結(jié)果，也不一定。接頭制作和連接體系也很重要，連接時間一般影響不是很大。
5.微衛(wèi)星標(biāo)記技術(shù)在昆蟲生態(tài)學(xué)研究中的應(yīng)用
微衛(wèi)星標(biāo)記ms是一類由幾個（多為1-5個）堿基組成的基序串聯(lián)重復(fù)而成的DNA序列，其長度一般較短，廣泛分布于基因組的不同位置，如（CA）n、（AT）n、（GGC）n等重復(fù)。自1981年 Spritz 首先在珠蛋白中發(fā)現(xiàn)微衛(wèi)星序列到今天微衛(wèi)星序列在生物學(xué)中的廣泛應(yīng)用，微衛(wèi)星標(biāo)記技術(shù)走過了近 30 多年的發(fā)展變化。其中，20 世紀(jì) 80、90 年代是微衛(wèi)星技術(shù)從開始到逐漸成熟的關(guān)鍵階段。1982 年Hamada 等在研究真核生物基因組中 Z-DNA 形成時發(fā)現(xiàn)了一種新的重復(fù)因素――選擇性的嘌呤-嘧啶聚合物。Jeffreys 等通過對小衛(wèi)星（minisatellite）的 DNA 指紋圖譜鑒定證明了串聯(lián)重復(fù)的 DNA 具有很高的長度差異性。與此同時，Tautz 等的研究表明，這種“神秘而簡單冶的 DNA 序列是遺傳變異的重要來源。1989 年Tautz 首次應(yīng)用了基于 PCR 的微衛(wèi)星分型技術(shù)。隨著微衛(wèi)星分子標(biāo)記的廣泛使用，科研工作者對其進(jìn)化、功能及在基因組中的分布等研究的了解迅速增加。近年來，微衛(wèi)星分子標(biāo)記也被廣泛應(yīng)用于昆蟲學(xué)研究的各個領(lǐng)域。截至 2012 年 6 月，共有 16396個昆蟲上微衛(wèi)星位點在 NCBI中記錄，其中雙翅目、鱗翅目和膜翅目昆蟲的微衛(wèi)星登錄數(shù)量最多，占75%。 這些微衛(wèi)星被廣泛應(yīng)用于昆蟲遺傳作圖、種群遺傳學(xué)研究、個體親緣關(guān)系鑒定等方面。
6.SNP在昆蟲分子生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用
SNP（Single Nucleotide Polymorphism）即單核苷酸多態(tài)性標(biāo)記，又稱單核苷酸多態(tài)性，指DNA序列中單個堿基的差別，堿基對由于排列方式不同，結(jié)合不同脫氧核苷酸對，這些核苷酸對構(gòu)成密碼子，密碼子則以不同的排列順序編碼蛋白質(zhì)，從而形成自然界多種多樣的生命。SNP在基因組可以劃分為兩種形式：
一是基因編碼區(qū)的功能性突變，主要分布在基因編碼區(qū)，故又稱為cSNP，這類SNP較少，其變異率僅占周圍序列的1/5，但因其在遺傳疾病研究中具有重要意義而備受關(guān)注；
二是遍布于基因組的大量堿基變異。就現(xiàn)在來說，SNP技術(shù)已經(jīng)開始廣泛用于昆蟲分子生態(tài)學(xué)，包括昆蟲種間鑒定，遺傳圖譜的分析、入侵害蟲種群間親緣關(guān)系的區(qū)分等研究。
生態(tài)學(xué)的發(fā)展，SNP技術(shù)的萌芽是古人生態(tài)意識的總和，在古時，古人并不了解整個自然界，但是他們通過長期的打魚，農(nóng)牧以及狩獵積累了大量的樸素的生態(tài)學(xué)知識，比如說農(nóng)作物的生長與季候的關(guān)系、常見的動物有哪些習(xí)性等等，在公園前四世紀(jì)時，希臘學(xué)者亞里士多德就曾經(jīng)粗略的描述了動物有種不同的棲息地，還根據(jù)動物生活棲息地的特點將其分為了水棲和路棲，根據(jù)它的食性分成肉食和草食，還有雜食動物等等。隨著人類社會的發(fā)展，人們對于生態(tài)的認(rèn)識不再僅僅局限于以往的知識積累，人們通過自己的主動探究從而能夠獲得有關(guān)于自然界的種種知識，最后能夠形成一個全面的生態(tài)學(xué)理念極其生態(tài)學(xué)系統(tǒng)的認(rèn)知應(yīng)用。本文通過描述幾種技術(shù)在昆蟲生態(tài)系統(tǒng)的運用從而得到現(xiàn)在科技在生態(tài)系統(tǒng)中的應(yīng)用等等相關(guān)關(guān)系，這種應(yīng)用不僅使各種技術(shù)得到提高，還對我們生態(tài)系統(tǒng)的探索起著極大的作用。
參考文獻(xiàn)
【摘要】 在文獻(xiàn)檢索的基礎(chǔ)上，對近10年來在中藥作用機理中主要應(yīng)用的分子生物學(xué)技術(shù)——核酸分子雜交技術(shù)、反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)、差異顯示PCR技術(shù)和DNA陣列技術(shù)的基本原理、應(yīng)用實例、優(yōu)勢與不足做了概述，并對未來的中藥機理研究技術(shù)、方向和前景做了展望。
【關(guān)鍵詞】 分子生物學(xué)技術(shù)；中藥；作用機理
中藥自古以來就是我國人民防治疾病的主要武器，對中華民族的生存與繁衍起著不可忽視的作用，長期的醫(yī)療實踐累積了寶貴而豐富的經(jīng)驗，并與中醫(yī)學(xué)共同形成了一套完整獨特的理論體系。但如何用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)語言闡釋其作用機理，提供科學(xué)依據(jù)，使其廣為世界接受是一重大難題。近年來，分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不僅根本性地改變了生命科學(xué)的研究方式，也為中藥的作用機理研究提供了有力工具和良好的發(fā)展契機，使得中藥基因轉(zhuǎn)錄水平的機理研究成為可能。筆者對近10年來有關(guān)分子生物學(xué)技術(shù)在中藥基因轉(zhuǎn)錄水平作用機理研究中的應(yīng)用綜述如下。
1 核酸分子雜交技術(shù)
核酸分子雜交技術(shù)是分子生物學(xué)的基本技術(shù)之一，基本原理是具有一定同源性的2條核酸單鏈在一定的條件下按堿基互補原則退火形成雙鏈。雜交的雙方是待測核酸序列及探針。其中將核酸提取分離后在體外與探針雜交的是印跡雜交，直接在組織細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的是原位雜交。
中藥作用機理研究中較早常用的有RNA印跡雜交(Northern blot)，點雜交（dot blot）和原位雜交。二仙湯是治療婦女更年期綜合征、抗衰老的名方，具溫補腎陽、瀉相火、調(diào)沖任功能。廖柏松等［1］采用Northern blot對18月齡雌性大鼠下丘腦內(nèi)阿片肽的基因表達(dá)水平進(jìn)行研究，結(jié)果表明，二仙湯組β內(nèi)啡肽前體阿黑皮素原和腦啡肽原的mRNA水平明顯升高，達(dá)到未衰老前水平。沈小珩等［2］則從衰老過程抗氧化酶活性降低，且酶活性降低與其蛋白質(zhì)基因表達(dá)水平降低平行的現(xiàn)象出發(fā)，采用分子雜交等技術(shù)考察二仙湯及其拆方對超氧化物歧化酶、過氧化氫酶基因表達(dá)水平及其活性的影響。結(jié)果表明，抗氧化酶活性顯著升高，且與其mRNA表達(dá)水平升高呈平行關(guān)系，提示二仙湯抗衰老是通過增強抗氧化酶基因表達(dá)水平而實現(xiàn)的。海風(fēng)藤有祛風(fēng)除濕、通經(jīng)活絡(luò)的功效。韓恩吉等［3］采用Northern blot觀察它對人類神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系列淀粉樣前體蛋白(βamyloid precursor protein ，βAPP) 基因表達(dá)的抑制作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，海風(fēng)藤選擇性地抑制βAPP基因表達(dá)，為其防治阿爾茨海默病提供了一定依據(jù)。鄭欽岳等［4］應(yīng)用dot blot研究了補血和血方四物湯對白細(xì)胞介素6（interleukin6，IL6）mRNA表達(dá)的影響，實驗表明，四物湯在0.01～1.00 ng/mL 濃度內(nèi)可使IL6 mRNA的表達(dá)明顯增加。保心丸具有降脂、降低血漿內(nèi)皮素、抑制血小板聚集等作用。 為進(jìn)一步闡明保心丸抗實驗性動脈粥樣硬化（artherosclerosis，AS）的機理， 樊永平等［5］用原位雜交技術(shù)研究內(nèi)皮素（endothelin，ET）和一氧化氮合酶(Nitric oxide synthase， NOS) 在AS家兔主動脈壁的基因表達(dá)。 結(jié)果證實，保心丸組ET1mRNA 的表達(dá)較模型組低， 而NOS mRNA 較模型組高， 提示保心丸調(diào)節(jié)血管內(nèi)源性NO和ET之間的平衡可能是其抗實驗性AS的機理之一。精制血府膠囊是血府逐瘀湯的化裁精簡方，其抗心肌缺血療效明顯優(yōu)于原方，為揭示其作用機制，證實其療效，王偉等［6，7］分別采用Northern blot和原位雜交等技術(shù)，研究其對于心肌缺血密切相關(guān)基因表達(dá)的影響，前者結(jié)果表明精制血府膠囊顯著提高缺血缺糖心肌細(xì)胞NOS mRNA表達(dá)水平，后者的精制血府膠囊組，ET1和內(nèi)皮素轉(zhuǎn)換酶（endothelinconverting enzyme，ECE）1的mRNA表達(dá)較其它組明顯減少，且心肌細(xì)胞損傷也較其它組顯著減輕。因而推測精制血府膠囊可能是通過提高NOS表達(dá)、促進(jìn)NO生成及抑制ET1、ECE1的基因表達(dá)，減少ET1生成，減輕其對心肌細(xì)胞的直接損傷，發(fā)揮保護(hù)心肌細(xì)胞的作用。
Northern blot 是用來測量真核生物RNA的量和大小及估計其豐度的實驗方法，并可從大量RNA樣本中同時獲得這些信息，但需要大量的材料，受RNA降解影響大，敏感性低。dot blot的不足之處在于點于同一張膜上同樣的樣品雜交信號有時不穩(wěn)定，且一般要用純化的RNA樣品。原位雜交的優(yōu)勢在于可對組織細(xì)胞中的核酸進(jìn)行精確定位。核酸分子雜交是分子生物學(xué)基本技術(shù)，隨著反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（reverse transcription polymerase chain reaction，RTPCR）技術(shù)、差異顯示PCR （differential displayPCR ，DDPCR）、DNA陣列等優(yōu)勢技術(shù)的出現(xiàn)、逐漸成熟而應(yīng)用漸增，近5年應(yīng)用基本的分子雜交技術(shù)研究中藥作用機理的報道已少見。
2 RTPCR技術(shù)
PCR是美國科學(xué)家Mullis于1983年發(fā)明的一種在體外快速擴增特定基因或DNA序列的方法，RTPCR是從RNA擴增cDNA拷貝的方法，即先將RNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA，再用PCR擴增，使其敏感性大大提高，解決了dot blot或Northern blot中目的mRNA含量太低的問題，是目前中藥機理研究中最常用的分子生物學(xué)技術(shù)，從發(fā)表的文獻(xiàn)數(shù)量可以反映出來。
這方面的研究報道包括有Gumiganghwaltang (GMGHT)抗炎機制的研究， KIM S J 等［8］研究其在小鼠腹膜巨噬細(xì)胞中的抗炎機制，結(jié)果顯示，GMGHT以劑量依賴的方式降低了脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor alpha ，TNFα），IL6和環(huán)氧酶2 mRNA表達(dá)水平，推測這是GMGHT減少炎癥的重要分子機制之一。為了闡釋二仙湯治療腎陽虛證的作用機理，鄭小偉等［9］考察了二仙湯不同時間對腎陽虛大鼠垂體促腎上腺皮質(zhì)激素(adrenocortico trophic hormone，ACTH) 基因表達(dá)的影響。結(jié)果是二仙湯可以上調(diào)垂體組織ACTH基因表達(dá)，且表達(dá)量隨用藥時間延長而增加，提示上調(diào)ACTH mRNA表達(dá)是二仙湯治療腎陽虛證的作用機理之一。β地中海貧血是一種遺傳性溶血性貧血病，補腎生血方具有補腎、益髓、生血作用，用于治療雜合子患者療效明顯。為揭示其分子機理，吳志奎等［10］采用RTPCR等技術(shù)考察了用藥者的α、β和γ珠蛋白mRNA轉(zhuǎn)錄水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，補腎生血膠囊能明顯提高β地中海貧血患者血紅蛋白（hemoglobin，Hb）和抗堿血紅蛋白（hemoglobin F），Hb珠蛋白鏈比增加，γ珠蛋白mRNA轉(zhuǎn)錄水平相應(yīng)升高，說明補腎生血藥具有促進(jìn)γ珠蛋白轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，誘導(dǎo)HbF合成作用，代償了β珠蛋白基因的缺陷。益髓生血顆粒是補腎生血方的顆粒劑，易杰等［11］研究了其對β地中海貧血患者造血刺激因子干細(xì)胞因子（Stem cell factor，SCF）及人紅細(xì)胞生成素受體（erythropoietin receptor，EPOR）mRNA表達(dá)的影響。結(jié)果顯示，治療后，外周血EPOR、SCFmRNA表達(dá)明顯增強，因此推測益髓生血顆粒可能是通過影響SCF以及EPOR mBNA表達(dá)來促進(jìn)骨髓造血，提高Hb、紅細(xì)胞的水平，達(dá)到治療β地中海貧血的目的。陳智松等［12-14］從此方的抗衰老及中醫(yī)腎生髓理論的角度出發(fā)，分別研究其對骨髓有核細(xì)胞中誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、促使機體衰老的原癌基因cmyc、抑制細(xì)胞凋亡的原癌基因Bcl2和造血刺激因子粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocytemacrophage colony stimutaing factor，GMCSF)基因表達(dá)的影響。結(jié)果表明，衰老時高表達(dá)的骨髓cmyc，明顯降低的Bcl2 和GMCSF，用藥后，前者表達(dá)水平明顯下降甚至不表達(dá)，后兩者表達(dá)明顯提高。因此認(rèn)為補腎生血方通過抑制cmyc的表達(dá)，促進(jìn)Bcl2表達(dá)，從而抑制骨髓細(xì)胞凋亡，延長細(xì)胞壽命，延緩了衰老，并結(jié)合有關(guān)的醫(yī)學(xué)成果，認(rèn)為Bcl2 和GMCSF是腎生髓的本質(zhì)相關(guān)基因。凌云彪等［15］研究清熱活血補益方(肝纖方)對大鼠肝臟Ⅰ型前膠原mRNA 的表達(dá)和膠原酶活性的影響。結(jié)果表明，以清熱活血補益方制備的含藥血清抑制了Ⅰ型前膠原mRNA 的表達(dá)，膠原酶的活性增加。提示此方抑制Ⅰ型前膠原mRNA 的表達(dá)，減少膠原的合成，同時提高膠原酶的活性促進(jìn)膠原的降解，可能是其抗肝纖維化的部分機制。此外，蔡晶等［16］通過檢測雌激素受體(estrogen receptor，ER)α和βmRNA 表達(dá)量，考察了補腎陽中藥羊藿和補腎陰中藥女貞子對雄性大鼠杏仁核和皮質(zhì)頂葉ER mRNA的調(diào)節(jié)表達(dá)差異，結(jié)果顯示，兩用藥組大鼠杏仁核、皮質(zhì)頂葉ERαmRNA表達(dá)量無明顯變化， ERβmRNA 表達(dá)量都上調(diào)，且羊藿組高于女貞子組，說明補腎中藥可能是通過對ERβ的調(diào)節(jié)來發(fā)揮作用。
轉(zhuǎn)貼于
RTPCR的獨特優(yōu)勢在于RNA純度不必很高，僅少量RNA模板即能滿足實驗所需，盡管實踐中RTPCR還遠(yuǎn)達(dá)不到理論上能檢測到單一拷貝的RNA樣品的敏感度，但遠(yuǎn)高于Northern blot。尤其適用于可獲得的mRNA數(shù)量有限和目的基因表達(dá)水平很低時測定基因表達(dá)的強度。只是擴增步驟中樣品間擴增效率的微小差異將極大地影響信號強度，使用內(nèi)參照可以減少這一問題，但無法徹底排除［17］。總的來說，RTPCR是測量RNA樣品中低豐度mRNA時的最佳方法。
3 DDPCR技術(shù)
1992年，梁鵬等建立了一種對不同來源的mRNA樣品用PCR技術(shù)對其中許多的cDNA基因一起進(jìn)行擴增和顯示的實驗方法，即DDPCR。該方法依賴2套不同類型的合成寡核苷酸引物：一套錨定反義引物與一套隨機正義引物。最后通過比較不同來源的擴增cDNA產(chǎn)物的電泳帶譜，能夠發(fā)現(xiàn)差異表達(dá)的基因。
中藥作用機理研究中應(yīng)用DDPCR的報道有唐發(fā)清等［18］對有抗鼻咽癌作用的益氣解毒片干預(yù)鼻咽癌細(xì)胞基因表達(dá)的研究，旨在從基因選擇性表達(dá)水平探討其抗鼻咽癌的機理。結(jié)果表明， 益氣解毒片在體外能抑制鼻咽癌細(xì)胞基因的表達(dá)， 同時誘導(dǎo)一些特異基因的表達(dá)， 從而抑制鼻咽癌細(xì)胞的增殖。
相比以往的方法，DDPCR技術(shù)提供了幾方面理論上的優(yōu)勢，如理論上能夠靈敏地檢測組織或細(xì)胞中表達(dá)量極低的mRNA樣品的差異表達(dá)，能鑒別特定組織或細(xì)胞來源樣品之間轉(zhuǎn)錄水平的mRNA定性和定量變化。這種優(yōu)勢同樣可體現(xiàn)在中藥機理研究中，可同時顯示中藥作用后對多種基因轉(zhuǎn)錄的不同影響，將有影響的靶基因條帶回收，再擴增、克隆、測序，查詢確定是什么基因，是已知或未知序列，這樣就可以確定中藥起效可能源于影響那些基因轉(zhuǎn)錄。但這些優(yōu)勢目前部分還停留在理論上，還有許多技術(shù)問題有待解決，如經(jīng)DDPCR鑒定出來的超過半數(shù)的cDNA是假陽性條帶，靶細(xì)胞的總mRNA中的一部分不能被高水平擴增、造成丟失等［17］。盡管目前DDPCR應(yīng)用在中藥基因轉(zhuǎn)錄水平的機理研究報道還很少，但毋庸置疑，其潛力巨大。
4 DNA陣列技術(shù)
DNA陣列技術(shù)是新發(fā)展起來的可同時分析數(shù)千個基因表達(dá)譜的技術(shù)。其原理同核酸分子雜交。在不同的文獻(xiàn)中的稱謂不盡相同，如基因芯片、DNA芯片、微陣列等，目前沒有明確區(qū)分，通常混用。
目前有零散的采用商用或自制微陣列研究中藥基因表達(dá)水平的報道。如周聯(lián)等［19］采用含2 048個基因的小鼠基因表達(dá)譜芯片檢測黃連解毒湯及其成分黃芩苷和鹽酸小檗堿對LPS造型的小鼠脾細(xì)胞基因表達(dá)的影響，結(jié)果復(fù)方的作用明顯優(yōu)于有效成分的作用，但對具體基因表達(dá)影響的分析存在一定難度。王廣良等［20］用自制的包含24個細(xì)胞周期相關(guān)基因的cDNA微陣列，對抑制肝癌細(xì)胞增殖的4種中藥烏藥、青蒿、紫草和黃芪的抗腫瘤分子機制研究表明，4種中藥對細(xì)胞周期基因和損傷檢測點基因均有不同程度改變，表現(xiàn)為部分上調(diào)，部分下調(diào)，通過分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)一步驗證了用其治療癌癥的合理性。
在中藥作用機理研究中，DNA陣列技術(shù)可以同時對使用中藥前后的數(shù)千個基因表達(dá)情況進(jìn)行比較和差異分析；且具有所需樣品的用量極少、自動化程度高、被測目標(biāo)DNA密度高的優(yōu)點。但目前微陣列技術(shù)也存在許多問題，如其小型化和高通量的特點使得對外界和內(nèi)部的變動都很敏感，因此宜采用取平均值并標(biāo)準(zhǔn)化操作的辦法，但目前尚無普遍認(rèn)可的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)來指導(dǎo)微陣列實驗，數(shù)據(jù)采集和分析方法及操作系統(tǒng)也存在很大不同［17］。此外，基因表達(dá)與調(diào)控研究的滯后，使得中藥機理研究中獲得的很多信息難于解釋；昂貴的制作費用也是一個限制因素。
5 展望
總體來講，中藥的作用機理研究應(yīng)是多水平的，不僅包括基因轉(zhuǎn)錄水平，也包括轉(zhuǎn)錄后、蛋白質(zhì)翻譯及翻譯后水平的調(diào)控上，對每個特定的中藥/中藥復(fù)方，可能不一定在各水平上都有影響，基因轉(zhuǎn)錄水平的機理研究主要就是考察對相關(guān)靶基因mRNA水平的改變，也是目前分子生物學(xué)技術(shù)在中藥機理研究中的主要應(yīng)用范疇。中藥尤其是中藥復(fù)方的多成分多功效決定了其很可能對基因轉(zhuǎn)錄水平有影響，已完成的研究結(jié)果已證明了這一點。
中藥的機理研究通過應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)已深入到幾乎是最根本的基因轉(zhuǎn)錄水平，并在該水平上對中藥的療效獲得了一定解釋，但整體上還處于探索階段。已有的研究主要是應(yīng)用如核酸分子雜交、RTPCR技術(shù)等考察“單基因”的技術(shù)，應(yīng)用如DDPCR、DNA陣列等研究多基因的技術(shù)的報道較少。中藥調(diào)節(jié)機體平衡的特點決定了對基因轉(zhuǎn)錄的影響很可能是對多基因的協(xié)同影響，如對補腎生血方的系列研究已表明此方的功效與影響EPOR、SCF、cmyc、Bcl2、GMCSF基因表達(dá)有關(guān)。因此，應(yīng)用研究多基因表達(dá)的技術(shù)考察對多基因的協(xié)同影響將是未來中藥基因轉(zhuǎn)錄水平作用機理研究的主要方向。相信隨著現(xiàn)有技術(shù)的不斷發(fā)展和完善、新技術(shù)的出現(xiàn)及多種技術(shù)相結(jié)合加上疾病細(xì)胞分子水平研究的深入，復(fù)雜的中藥作用機理會逐步得到闡釋，中藥的療效和可能發(fā)現(xiàn)的新功效將從機理上獲得科學(xué)依據(jù)，為中藥獲得像西藥一樣的市場準(zhǔn)入權(quán)提供有力的支撐。 參考文獻(xiàn)
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【摘要】隨著分子生物學(xué)、基因組學(xué)和生物信息學(xué)的發(fā)展，微生物的分子水平上的研究也取得了快速發(fā)展，與其他方法相比，其靈敏度高、可重復(fù)好和可靠性好，是目前應(yīng)用最廣泛的方法之一。
【關(guān)鍵詞】分子生物學(xué)；技術(shù)；腸道微生物
【中圖分類號】R446.5【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1005-1074(2009)04-0032-01
人體腸道中寄生著種類繁多和數(shù)量巨大的微生物，構(gòu)成了腸道微生態(tài)體系。這正常情況下，這些微生物對機體無害，或有利于機體的健康，為正常菌群。正常菌群參與宿主對營養(yǎng)素的消化、吸收與合成；刺激其免疫機制。這種與宿主的腸道相互依存又相互影響的關(guān)系形成了動態(tài)的微生物平衡[1]。微生物學(xué)研究表明，環(huán)境條件的輕微變化，均可導(dǎo)致機體微生態(tài)系統(tǒng)的變化，造成菌群的失調(diào)，對宿主的腸道功能產(chǎn)生不良影響[2]。腸道微生態(tài)的破壞，還可引起內(nèi)外源性感染，干擾機體營養(yǎng)代謝和免疫功能，甚至嚴(yán)重影響機體健康，導(dǎo)致一系列疾病的發(fā)生。隨著分子生物學(xué)、基因組學(xué)和生物信息學(xué)的發(fā)展，微生物的分子水平上的研究也取得了快速發(fā)展，與其他方法相比，其靈敏度高、可重復(fù)好和可靠性好，是目前應(yīng)用最廣泛的方法之一。
1腸道微生物總DNA的提取
腸道微生物總DNA的提取是研究胃腸道微生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，只有獲得盡可能完整的DNA模板才能為后續(xù)分析提供可信性。目前獲得腸道菌群總DNA的方法主要有酚/氯仿抽提法、Chelex-100煮沸法、GuSCN/silica法，以及近年來一些大型公司推出的商業(yè)試劑盒。酚/氯仿抽提法間接從樣品中獲取基因組DNA是實驗室常用提取細(xì)菌DNA的方法，金晶等[3]通過對酚/氯仿法提取腸道微生物總DNA進(jìn)行優(yōu)化，得到了基本完整的基因組DNA.這一經(jīng)典的技術(shù)由于其操作過程不需要特殊的儀器設(shè)備，得到的DNA純度相對較高，被廣泛的應(yīng)用。
2腸道微生物基因片段獲取
Sharles等于1990年在E.Coli基因組中發(fā)現(xiàn)的一種基因間重復(fù)保守序列，大小約為126bp。1991年，Hulton等在Salmonella typhimurium，Yersinia pseudo- tuberculosis，Klebsiella pneumoniae和Vibrio cholerae中也發(fā)現(xiàn)這種高度保守的重復(fù)序列，由于該序列主要存在與腸桿菌科，故稱之為腸桿菌基因間的重復(fù)共有序列（Enterobacterial repetitive intergenic，ERIC）。Versalovic等認(rèn)為ERIC-PCR擴增的是兩個相鄰的ERIC保守序列之間的區(qū)域，由于不同的細(xì)菌基因組上的ERIC重復(fù)序列的數(shù)目和分布不同，從而得到由一系列大小不同片段組成的DNA指紋圖譜不同地域和不同年代的同一株菌其指紋圖譜一樣，不同的方法提取基因組DNA，圖譜具有良好的可重復(fù)性。潘莉等[4]為了了解以糞檢有無白細(xì)胞區(qū)分的兩類腹瀉兒童腸道菌群結(jié)構(gòu)的特征及其與健康兒童的差別，應(yīng)用ERIC-PCR對其腸道微生物總DNA進(jìn)行擴增，結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)了一段與腹瀉相關(guān)的未知基因序列。在檢測運動員不同訓(xùn)練強度下腸道菌群結(jié)果變化ERIC-PCR也能取得很好的結(jié)果[5]。
3DNA遺傳指紋圖譜技術(shù)分析
3.1變性梯度凝膠電泳和溫度梯度凝膠電泳變性梯度凝膠電泳(Denaturing GradientGel Electrophoresis，DGGE)是由Fisher和Lerman發(fā)明用于檢測DNA突變的技術(shù)，其原理是利用長度相同的雙鏈DN段解鏈溫度的不同，通過梯度變性膠將DN段分離開來。DGGE可以用來檢測除最高溫度解鏈區(qū)域以外的所有發(fā)生單個堿基變化的DN段。另一個基于相似原理的技術(shù)，稱為溫度梯度凝膠電泳(Temperature Gradient Gel Electrophoresis，TGGE)，與DGGE的不同之處在于不是變性劑呈現(xiàn)線性梯度，而是溫度呈現(xiàn)線性梯度，使得不同的核酸序列停留在凝膠的不同位置從而得以分離。該技術(shù)很突出的優(yōu)點：可以分離具有細(xì)微差異的基因組片段；從凝膠中切下譜帶，然后測序分析來揭示群落成員系統(tǒng)發(fā)育的從屬關(guān)系，檢測出特異細(xì)菌種群的存在；具有同時檢測多個樣品，可以對不同樣品進(jìn)行比較。
3.2限制性片段長度多態(tài)性限制性片段長度多態(tài)性（Restriction Fragment Length Polymorphism，RFLP）技術(shù)于1980年由人類遺傳學(xué)家Bostein提出。該技術(shù)是利用限制性內(nèi)切酶能識別DNA 分子的特異序列，并在特定序列處切開DNA分子，即產(chǎn)生不同長度大小、不同數(shù)量的限制性酶切片段，于是電泳圖譜呈現(xiàn)多態(tài)性。末端限制性片段長度多態(tài)性分析(Terminal Restriction Fragment Length Polymorphisn，T-RFLP)與RFLP相似，只是在 PCR 引物末端標(biāo)記熒光，擴增的基因片段被限制性內(nèi)切酶消化后，那些帶有熒光標(biāo)記的末端限制性片段就可在DNA測序儀上檢測出來。Cecilia等[6]利用T-RFLP技術(shù)分析抗生素治療和服用益生菌產(chǎn)品對人類腸道微生物區(qū)系的影響，結(jié)果表明T-RFLP技術(shù)易于監(jiān)控部分優(yōu)勢菌群，但是利用培養(yǎng)技術(shù)卻很實現(xiàn)對它們的監(jiān)控。
3.3分子雜交技術(shù)-熒光原位雜交熒光原位雜交(Fluorescence In Situ Hybridization, FISH)是在 20 世紀(jì)80 年代末在放射性原位雜交技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種非放射性分子細(xì)胞遺傳技術(shù)，以熒光標(biāo)記取代同位素標(biāo)記而形成的一種新的原位雜交方法。基本原理是：如果被檢測的細(xì)菌基因組DNA纖維切片上的靶 DNA與所用的核酸探針是同源互補的，即可形成靶DNA與核酸探針的雜交體。將核酸探針的某一種核苷酸標(biāo)記上報告分子如生物素、地高辛，經(jīng)熒光檢測體系在鏡下對待測DNA進(jìn)行定性、定量或相對定位分析。該法具有安全、快速、靈敏度高、探針能長期保存、能同時顯示多種顏色等優(yōu)點。人體腸道微生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)平衡對生理、健康有著重要作用，分子生物學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使研究人體腸道微生物各種群的數(shù)量、結(jié)構(gòu)及動態(tài)變化更為直接和精確。當(dāng)然，分子生物學(xué)技術(shù)人目前尚有一些缺陷，在與傳統(tǒng)的培養(yǎng)鑒定方法方法結(jié)合使用，將能夠在人體胃腸道復(fù)雜的微生物生態(tài)研究中發(fā)揮重要的作用。
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關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)；教學(xué)改革；實驗教改
中圖分類號： G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1674-0432（2013）-08-92-2
引言
分子生物學(xué)是在分子水平研究生命現(xiàn)象本質(zhì)及其規(guī)律的一門新興學(xué)科，它是研究核酸等生物大分子功能、形態(tài)結(jié)構(gòu)特征及其重要性和規(guī)律性的學(xué)科，是人類從生物分子水平上真正揭開生物世界奧秘，由被動適應(yīng)自然界轉(zhuǎn)向主動地改造和重組自然界的學(xué)科[1]。近些年來分子生物學(xué)已日益滲透到生物學(xué)的各個領(lǐng)域之中，并產(chǎn)生了巨大的影響。而分子生物學(xué)實驗技術(shù)也已成為生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)等學(xué)科站在新的高度和角度揭示生命奧秘的重要手段。分子生物學(xué)的理論掌握和實驗操作是掌握分子生物學(xué)精髓的重要途徑。因此，從培養(yǎng)學(xué)生能力出發(fā)科學(xué)地創(chuàng)建分子生物學(xué)理論和實驗體系、選擇適當(dāng)?shù)膶嶒灲虒W(xué)方法及客觀地評定學(xué)生實驗課成績，會對分子生物學(xué)理論課理解和實驗教學(xué)的效果產(chǎn)生重要的影響。高等學(xué)校傳統(tǒng)的分子生物學(xué)實驗教學(xué)[2]往往只是結(jié)合各自的實驗室條件開展有局限的分子生物學(xué)實驗教學(xué)，缺乏科學(xué)的實驗體系，忽略合適實驗方法的選擇，缺少對實驗教學(xué)效果全面、客觀、系統(tǒng)的評估，這些都不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而高校是孕育和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的搖籃。實驗教學(xué)作為高校教學(xué)體系的一個重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、創(chuàng)新意識的重要途徑[3]。本文就分子生物學(xué)課程教學(xué)的改革闡述一些觀點和體會，以期為提高分子生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量及培養(yǎng)創(chuàng)新型和素質(zhì)型人才提供一定的參考。
1 分子生物學(xué)教學(xué)改革具體的措施
1.1 教學(xué)體系的優(yōu)化
分子生物學(xué)是在生物化學(xué)和遺傳學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來[4]。隨著分子生物學(xué)研究的快速發(fā)展，分子生物學(xué)已經(jīng)成為一門獨立的學(xué)科。很多分子生物學(xué)教材的內(nèi)容與生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、遺傳學(xué)等課程重復(fù)較多，例如DNA 和染色體的結(jié)構(gòu)，RNA轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)翻譯等課程內(nèi)容在分子生物學(xué)、生物化學(xué)和分子遺傳學(xué)方面都有一定篇幅的介紹，重復(fù)的課程內(nèi)容占用了大量的教學(xué)課時。因此，為了避免課程教學(xué)的重復(fù)，通過與生物化學(xué)、遺傳學(xué)，細(xì)胞生物學(xué)，分子遺傳學(xué)等課程的教師交流與研討，對相關(guān)課程內(nèi)容進(jìn)行了具體而系統(tǒng)的優(yōu)化，明確課程之間的有機銜接，突出了分子生物學(xué)的教學(xué)重點。在“RNA轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)翻譯”這部分的教學(xué)內(nèi)容中進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化，生物化學(xué)注重講述轉(zhuǎn)錄和翻譯的基本過程、而分子生物學(xué)則注重介紹具體的分子機制，又如原核和真核轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成過程及分子機制的教學(xué)內(nèi)容生物化學(xué)和分子生物學(xué)也進(jìn)行了相應(yīng)的側(cè)重。
1.2教材的優(yōu)化選擇
通過多年的教學(xué)實踐過程，選取適合本科生學(xué)習(xí)的分子生物學(xué)教材，對于學(xué)生系統(tǒng)的掌握本課程的理論知識及最新研究動態(tài)至關(guān)重要。課程設(shè)置之初選取閻隆飛主編的《分子生物學(xué)》第二版，之后開始側(cè)重理論課與實驗課的有機結(jié)合，選用朱玉賢等主編的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》，它的知識體系較為完整，內(nèi)容較前沿，尤其是第三版將分子生物學(xué)研究法分為了兩章，分別講述了DNA、RNA及蛋白質(zhì)操作技術(shù)和基因功能研究技術(shù)，突出強調(diào)了分子生物學(xué)實驗技術(shù)和原理，同時對基因組與比較基因組學(xué)也做了較大幅度的修改和充實[5]。這些內(nèi)容均體現(xiàn)分子生物學(xué)的最新技術(shù)和研究成果，同時也滿足學(xué)生了解分子生物學(xué)最新進(jìn)展和考研的需要。為避免教材單一的局限性，還為學(xué)生推薦閻隆飛編著的《分子生物學(xué)》（第二版），LewinB主編的《Gene Ⅷ》，吳乃虎主編的《基因工程原理》（第二版）等書籍作為參考教材，并在教師的指導(dǎo)下有針對性地學(xué)習(xí)，這樣不僅滿足了大多數(shù)學(xué)生考研的需求，同時也加深了學(xué)生對分子生物學(xué)學(xué)習(xí)的興趣及教學(xué)難點和重點的理解，取得了較好的教學(xué)效果。
1.3教學(xué)方法與教學(xué)手段的改善
在教學(xué)方法上，除了采用傳統(tǒng)的教師講授方法之外，為發(fā)揮學(xué)生作為教學(xué)主體的能動性，根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容安排啟發(fā)式，討論式等多種教學(xué)方法，讓學(xué)生參與到教學(xué)過程中。如在講授分子生物學(xué)研究法時，在班級內(nèi)以各個學(xué)習(xí)小組為單位進(jìn)行研究討論會，以學(xué)生為主體討論他們感興趣的分子生物學(xué)實驗技術(shù)，鼓勵學(xué)生主動思考，自由發(fā)表他們的觀點，通過討論的方式測試相應(yīng)的知識，以學(xué)生樂于接受的方式完成對知識的學(xué)習(xí)。本課程通過多種教學(xué)方法的有機結(jié)合，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，分子生物學(xué)課程也因此受到學(xué)生的好評。近幾年來學(xué)生考研選擇生物化學(xué)及分子生物學(xué)作為專業(yè)課的人數(shù)日益增加并且考研專業(yè)課成績逐年上升。
在教學(xué)手段上，采用傳統(tǒng)教學(xué)與計算機輔助教學(xué) CAI相結(jié)合的方法。計算機輔助教學(xué) CAI 應(yīng)用于高等學(xué)校教育已成為主流趨勢，它的優(yōu)勢在于可以通過文本、圖形、動畫、音頻、視頻、仿真軟件等多種媒體最大限度地整合教學(xué)資源，形象直觀地進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)[6]，使學(xué)生通過多種展示方法理解并掌握課程的難點。如在“DNA高級結(jié)構(gòu)” 這部分教學(xué)內(nèi)容中，學(xué)生對DNA的分子結(jié)構(gòu)感覺很抽象，在教學(xué)過程中通過圖片和視頻等手段使學(xué)生對此結(jié)構(gòu)有了具體的感知。又如在“DNA復(fù)制，RNA轉(zhuǎn)錄，翻譯和真核和原核生物的基因表達(dá)調(diào)控”的教學(xué)內(nèi)容中，僅通過傳統(tǒng)課堂講解，學(xué)生無法理解，通過多媒體的方法，利用動畫、視頻和圖片對其涉及的微觀機制進(jìn)行相應(yīng)的演示，使學(xué)生理解其具體過程和分子機制，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
2 分子生物學(xué)實驗教學(xué)的改革措施
2.1加強實驗教學(xué)條件建設(shè)，構(gòu)建良好的實驗教學(xué)平臺
分子生物學(xué)是20世紀(jì)中期隨著核酸的發(fā)現(xiàn)及結(jié)構(gòu)和功能的研究發(fā)展起來的新興學(xué)科，研究基礎(chǔ)較為薄弱。我校前身是師范類院校，對物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機等傳統(tǒng)學(xué)科側(cè)重較多。自2004年我校升級為本科院校，由師范類院校轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合類院校，學(xué)校增加了對各學(xué)科的實驗教學(xué)投入。分子生物學(xué)實驗室先后配備了Eppendorf PCR擴增儀、Eppendorf梯度PCR擴增儀、高效制冰機、UVP凝膠成像系統(tǒng)、Millipore超純水系統(tǒng)、Eppendorf臺式高速離心機、sigma大型高速冷凍離心機、日本三洋超低溫冰箱、分子雜交儀等先進(jìn)儀器，滿足了分子生物學(xué)基礎(chǔ)實驗和綜合性實驗課程的開設(shè)要求，為學(xué)生的實驗教學(xué)與科研構(gòu)建了一個良好的平臺，為我院分子生物學(xué)實驗課教學(xué)改革提供了有力的支持。通過上述平臺由我院學(xué)生參與的分子生物學(xué)方向科研實驗在國家級挑戰(zhàn)杯競賽中取得了良好的成績。
2.2 實驗教學(xué)體系的優(yōu)化
之前由于實驗條件的限制，我院分子生物學(xué)實驗教學(xué)主要以基礎(chǔ)性和驗證性實驗為主。隨著實驗條件的改善，逐步在實驗設(shè)計上加大綜合性、設(shè)計性實驗、所占的比例。實驗內(nèi)容的選取也根據(jù)生物科學(xué)、生物技術(shù)專業(yè)的不同專業(yè)特點設(shè)置相應(yīng)的實驗教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)生物科學(xué)師范類專業(yè)的特點，在注重分子生物學(xué)基礎(chǔ)驗證實驗的同時開設(shè)與分子生物學(xué)快速發(fā)展相結(jié)合的綜合性實驗。在生物技術(shù)專業(yè)的實驗教學(xué)上則注重選取以實踐操作為主的操作性和設(shè)計性實驗。
在實驗教學(xué)體系的優(yōu)化中應(yīng)注意各個實驗內(nèi)容之間的銜接與關(guān)聯(lián)[7]。實驗教學(xué)內(nèi)容中建立好各實驗之間的銜接對學(xué)生系統(tǒng)思維的培養(yǎng)具有重要意義，有利于學(xué)生對所學(xué)實驗操作內(nèi)容的理解和熟練掌握以及實驗技術(shù)邏輯體系的建立。我院在實驗課內(nèi)容開設(shè)的順序為基因組DNA的提取，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)獲得目的片段，電泳檢測，大腸桿菌活化、感受態(tài)細(xì)胞的制備，質(zhì)粒 DNA 提取，DNA 片斷酶切，目的片段與載體的連接，轉(zhuǎn)化等，當(dāng)學(xué)生預(yù)習(xí)實驗時，會注意到各實驗內(nèi)容之間彼此承接與關(guān)聯(lián)。前面實驗效果的好壞直接影響到下一個實驗的正常進(jìn)行，以此來培養(yǎng)學(xué)生在分子生物學(xué)實驗操作過程中的系統(tǒng)性與邏輯性。
2.3分子生物學(xué)實驗教學(xué)方法的探索
合理的實驗教學(xué)方法可以使實驗內(nèi)容取得預(yù)期的實驗效果，在實驗教學(xué)方法上注重深入淺出的闡述原理，重點在實驗環(huán)節(jié)的解析。針對學(xué)生的興趣特點在教學(xué)方法上做了以下幾點改進(jìn)。一、把學(xué)生分成多個實驗小組，每組選出一人輔助實驗教師完成實驗的準(zhǔn)備工作。在學(xué)生準(zhǔn)備實驗的過程中發(fā)現(xiàn)問題。二、發(fā)現(xiàn)問題后，在實驗課講授的過程中，教師對問題有針對的講解與演示，強調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的操作方法及實驗中各環(huán)節(jié)的注意事項。并將實驗過程做成電子課件指導(dǎo)學(xué)生正確操作。三、在實驗過程中注意實驗操作主體的差異性指導(dǎo)。教師在實驗課講授和演示結(jié)束后，注意觀察學(xué)生的操作過程，針對學(xué)生存在的普遍問題，給予及時糾正和指導(dǎo)；對于少數(shù)同學(xué)存在的個別問題個別指導(dǎo)。這樣既保證學(xué)生實驗操作的準(zhǔn)確性，又達(dá)到在有限的時間內(nèi)完成實驗教學(xué)任務(wù)的要求。
2.4分子生物學(xué)實驗課成績評定方式的改進(jìn)
科學(xué)、有效評價學(xué)生實驗理論及操作技能是提高實驗教學(xué)質(zhì)量強有力的措施[8]。在分子生物學(xué)實驗成績評定中采用多樣化考核手段，主要從兩個方面評定：一、實驗理論的評定，主要通過實驗報告考察學(xué)生對實驗原理和步驟的掌握和理解。通過結(jié)果分析考查學(xué)生對整個實驗的理解與掌握。二、實驗操作技能的評定。在實驗過程中，各實驗小組不同學(xué)生實驗態(tài)度以及對實驗教學(xué)內(nèi)容的理解思考差異很大。鼓勵那些大膽對實驗步驟提出疑問的同學(xué)，同時激勵其他的同學(xué)，在成績評定中不同學(xué)生的評定會有所區(qū)別。
3 結(jié)語
如何教好分子生物學(xué)課程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改變學(xué)生為了考試而學(xué)習(xí)的觀念，提高教學(xué)效果，是擺在所有分子生物學(xué)理論及實驗教學(xué)工作者面前的一個共同問題[9-10]。通過以上的改革和探索。無論及教學(xué)，考研，科研還是就業(yè)都取得了一定的成效。為了更好地提高分子生物學(xué)的教學(xué)效果，希望能夠與各高校的分子生物教師進(jìn)行交流和合作，進(jìn)一步優(yōu)化分子生物學(xué)理論和實驗教學(xué)的課程體系及教學(xué)方法和手段。從學(xué)生作為教學(xué)主體出發(fā)，發(fā)揮學(xué)生的主動性和能動性，以期培養(yǎng)出更高質(zhì)量的高校畢業(yè)生。
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關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)；教學(xué)；實效性
中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）28-0204-03
課堂質(zhì)量和課堂效率是提高課堂教學(xué)的實效性的兩大關(guān)鍵因素。課堂質(zhì)量包括教師教的質(zhì)量和學(xué)生學(xué)的質(zhì)量；課堂效率是指教師能否在單位時間里高效完成教學(xué)任務(wù)。“教”主要體現(xiàn)在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)活動等是否能調(diào)動起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性等；“學(xué)”主要體現(xiàn)在學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握情況、學(xué)習(xí)能力的提升狀況、學(xué)科思想、方法與策略的獲得、學(xué)習(xí)樂趣的有無、是否有了探索知識的欲望[1]。因此具有實效性的課堂，講求的是高質(zhì)量的教與學(xué)的過程。
分子生物學(xué)是高等院校生物學(xué)相關(guān)專業(yè)開設(shè)的主干課程之一，也是生物學(xué)科中發(fā)展較快的前沿學(xué)科之一，該課程的理論性很強，所涉及的內(nèi)容都是在分子水平上的研究成果和研究方法。因此，無論是教師還是學(xué)生，對于初學(xué)者來說，確實有一定的難度。筆者根據(jù)自己多年來從事分子生物學(xué)的教學(xué)實踐，對如何提高分子生物學(xué)課堂教學(xué)實效性的一些關(guān)鍵的問題進(jìn)行了歸納和分析。
影響分子生物學(xué)課堂教學(xué)實效性的因素有很多，如教材的選擇、教學(xué)目標(biāo)的確定、教學(xué)手段和方法運用、教師的綜合素質(zhì)以及學(xué)生的自身因素等，但是，最主要的因素是教師的綜合素質(zhì)和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。筆者根據(jù)對分子生物學(xué)教學(xué)的經(jīng)歷，從教材的選擇和利用、教師的素質(zhì)和學(xué)生等方面進(jìn)行簡要闡述。
一、教材的選擇和利用是提高分子生物學(xué)課堂實效性的重要基礎(chǔ)
分子生物學(xué)較難，因此選擇合適的教材很重要，要選擇結(jié)構(gòu)編排清晰的中文教材，這樣會使學(xué)生對分子生物學(xué)有一個整體的清晰地認(rèn)識，不至于對該課程產(chǎn)生厭倦的情緒。選擇主要教材固然很重要，但是選擇合適的參考書也不容忽視，這些參考書要以教材為中心，從不同方面對分子生物學(xué)的某些章節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，這樣可以使學(xué)生對不太清楚的知識點進(jìn)行自學(xué)和更詳細(xì)的把握。
在分子生物學(xué)教學(xué)中，要以教材為中心，通過查閱大量文獻(xiàn)，靈活地使用教材。比如在緒論中介紹分子生物學(xué)發(fā)展史時，里面涉及的許多分子生物學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)，是獲得了諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎或者化學(xué)獎的成果，光講這些理論成果比較枯燥，如果穿插介紹一些科學(xué)家發(fā)現(xiàn)理論的一些有趣的生活小故事等，就可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
一個優(yōu)秀的分子生物學(xué)教師必須能靈活地處理和利用教材，在不打破知識結(jié)構(gòu)順序的前提下，可以打破所選教材的編排順序，按照自己的教學(xué)思路，因材施教。在教材的選擇方面筆者認(rèn)為，以國內(nèi)的優(yōu)秀教材為主，把國外的一些優(yōu)秀教材的相關(guān)內(nèi)容的實驗證據(jù)翻譯成漢語制成課件或動畫，讓學(xué)生通過對實驗證據(jù)的理解更進(jìn)一步鞏固加深。同時給學(xué)生提供一些國內(nèi)外優(yōu)秀的分子生物學(xué)參考書和高校精品課程網(wǎng)站，以利于學(xué)生更好地掌握和鞏固分子生物學(xué)中難理解的知識。
二、教師的知識儲備和綜合素質(zhì)是提高分子生物學(xué)課堂實效性的核心
1.教師的知識儲備與分子生物學(xué)的課堂實效性的提高。分子生物學(xué)是一門綜合性的學(xué)科，它以經(jīng)典遺傳學(xué)為基礎(chǔ)、與微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)相互交叉，與生物化學(xué)同處在一個二級學(xué)科下，所以一個好的分子生物學(xué)教師，應(yīng)該具備生物學(xué)領(lǐng)域中上述四大課程的扎實的理論知識和實踐知識結(jié)構(gòu)，同時還要具備該領(lǐng)域創(chuàng)新活動所必需的知識結(jié)構(gòu)。盡量做到課程之間的聯(lián)系和知識的遷移。
分子生物學(xué)的專業(yè)知識和技術(shù)是分子生物教師知識中的特色部分。當(dāng)然分子生物學(xué)實踐知識在該課程教學(xué)中至關(guān)重要。分子生物學(xué)的一些理論和規(guī)律是通過實驗得出來的，所以教師對相關(guān)實驗證據(jù)的理解和掌握要全面透徹。而分子生物學(xué)的發(fā)展國外要快于國內(nèi)，因此教師掌握英語，使自己具有查閱國際先進(jìn)技術(shù)信息和進(jìn)行信息處理以及國際技術(shù)交流的能力很重要。因此只有儲備廣泛的學(xué)科知識，才能將分子生物學(xué)知識融會貫通，從而達(dá)到較好的教學(xué)效果。除此以外，一個優(yōu)秀的分子生物學(xué)教師還應(yīng)該掌握現(xiàn)代教育理論和技術(shù)，這樣才能將專業(yè)知識的講授和教育技術(shù)的利用有機結(jié)合起來，教學(xué)效果會更好。
2.教師的綜合素質(zhì)與分子生物學(xué)課堂實效性的提高。教師的思維能力直接影響學(xué)生的課堂聯(lián)想能力。教師應(yīng)在分子生物學(xué)課堂教學(xué)中，用聲情并茂的語言傳授知識，對知識進(jìn)行多方位的聯(lián)想、分析，使學(xué)生掌握知識結(jié)構(gòu)的內(nèi)在規(guī)律，激活學(xué)生知識遷移的本領(lǐng)，獲得有價值的活知識。分子生物學(xué)是一門綜合性的學(xué)科，幾乎每一個知識點都涉及幾門學(xué)科的知識，因此以問題的形式啟發(fā)學(xué)生回憶聯(lián)想相關(guān)知識，將不同學(xué)科的知識點加以整合，利于提高學(xué)生的聯(lián)想能力。
教師的觀察能力是教師在分子生物學(xué)教學(xué)過程中必須具備的能力。教師能否有效地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入知識的殿堂，主要取決于教師是否具有準(zhǔn)確的洞察力和及時反饋獲取瞬間信息的能力。在分子生物學(xué)教學(xué)過程中，遇到難理解的問題時，學(xué)生會皺眉頭或者瞪大眼睛，這時教師應(yīng)該將該知識點所涉及的內(nèi)容清楚講解，便于學(xué)生消化吸收后面的內(nèi)容。
教師的科研能力也是教師教育所必備的能力。一名優(yōu)秀的大學(xué)教師除了具備以上所談到的能力外，還要具備較強的科研能力。分子生物學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域里發(fā)展較快的一門學(xué)科，新的技術(shù)和方法層出不窮。分子生物學(xué)教師必須以研究者的姿態(tài)進(jìn)行教育教學(xué)，并在不斷的研究與探索中，有所發(fā)現(xiàn)，有所創(chuàng)造，才能緊跟分子生物學(xué)的發(fā)展，把新的發(fā)現(xiàn)貫穿到教學(xué)當(dāng)中，使學(xué)生了解分子生物學(xué)的發(fā)展熱點和趨勢，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，教學(xué)過程中，將自己的科研成果與教材上的知識相結(jié)合講解，更能激發(fā)學(xué)生的積極性。
教師的溝通能力有助于分子生物學(xué)課堂實效性的提高。教師的教育對象是學(xué)生，課堂上，需要教師與學(xué)生之間進(jìn)行精神的溝通，情感的交流，引導(dǎo)學(xué)生積極上好每一節(jié)課，教師由教學(xué)活動的主角轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者和配合者。課堂上，教師的視線不要離開學(xué)生，一定要捕捉學(xué)生對所講內(nèi)容的反應(yīng)，哪怕是一點點細(xì)微的表情，比如眼神、皺眉、點頭、搖頭以及微笑和迷惑的表情，隨時靈活改變教學(xué)方法和表達(dá)的方式，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人而不是知識的奴隸。在課堂教學(xué)中，給學(xué)生提供一些學(xué)習(xí)資源，告訴學(xué)生如何利用這些資源，要善于捕捉和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的靈感，發(fā)現(xiàn)和挖掘?qū)W生發(fā)展的潛能。同時對自己的教學(xué)過程，不定期進(jìn)行問卷調(diào)查或者讓學(xué)生以匿名的方式寫出自己的意見和見解，從而不斷提高和改進(jìn)教師的教學(xué)技能和教學(xué)方法。
三、教學(xué)方法和手段是提高分子生物課堂實效性的關(guān)鍵
1.教學(xué)方法的靈活運用可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在分子生物學(xué)理論課程的教學(xué)上，采用啟發(fā)式、互動式、對比式、小結(jié)式、開放式和研究式等多種教學(xué)方法的靈活使用，有利于提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，活躍教學(xué)氣氛，增進(jìn)師生交流。
分子生物學(xué)是一門很難的課程，必須采用豐富多樣的課堂教學(xué)模式，活躍課堂氣氛，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，即在分子生物學(xué)的教學(xué)中鼓勵學(xué)生提問、討論與交流，采用啟發(fā)提問、討論的方式，努力去創(chuàng)造有利于學(xué)生獨立思考問題的情境，激發(fā)學(xué)生活躍的思維。引導(dǎo)學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)，鼓勵學(xué)生全方位、多角度獨立思考，大膽提問，使其學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，這樣才能把學(xué)生的思維引入到活躍的課堂氛圍中，以此培養(yǎng)學(xué)生的課堂積極性和激發(fā)創(chuàng)造性思維能力。
2.適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段可有效提高課堂教學(xué)質(zhì)量。在教學(xué)手段方面，目前我們的分子生物學(xué)教學(xué)主要應(yīng)用多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)利用動態(tài)畫面展示知識點，利用它的圖畫特性將抽象的、理論的東西形象化，將空間、難以想象的內(nèi)容具體化，還可以在課件中展示自然界的直觀現(xiàn)象、模擬實踐過程和再現(xiàn)研究過程，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中感受到樂趣[2，3]。在多媒體教學(xué)中，我們應(yīng)用了大量的動畫來展示分子生物學(xué)核心內(nèi)容，比如PCR原理，可以從網(wǎng)上下載動畫素材，讓學(xué)生從感官上認(rèn)識PCR反應(yīng)的具體過程，生動、形象、直觀，節(jié)省時間，很容易接受，還可以進(jìn)一步加深學(xué)生對理論的理解。
教學(xué)語言最好用漢語（母語），一些名詞術(shù)語可以標(biāo)注英語，因為我們的學(xué)生英語水平有限，分子生物學(xué)的知識本身就很難理解，如果用英語講課無形中又增加了難度。所以用漢語講效果會更好。
四、學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)興趣是提高分子生物學(xué)課堂效率的主要因素
教固然是影響課堂實效性的主要因素，但學(xué)也同樣是一個非常關(guān)鍵的因素。學(xué)生首先要學(xué)會在做好預(yù)習(xí)，教師課前布置預(yù)習(xí)任務(wù)，以問題的形式讓學(xué)生去預(yù)習(xí)下一次課的內(nèi)容，這樣學(xué)生聽課就容易多了，接受知識也就輕松多了，只要能聽懂，興趣自然也就有了。于是，聽課的過程中，學(xué)生就會提出一些問題，在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生自己分析問題和解決問題，自然課堂效率會得到提高。
其次，在課堂上要聚精會神地聽課，而不要光盲目地記筆記，最好提前把老師的課件拷貝打印出來，在聽課的過程當(dāng)中把難點記下來，以便課后向老師求教。分子生物學(xué)比較難，如果沒有教師的細(xì)心講授和指導(dǎo)，學(xué)生學(xué)起來也很吃力，所以每講完一節(jié)課，教師要有目的地布置作業(yè)，對于記憶性的知識，讓學(xué)生課后復(fù)習(xí)即可，而一些難理解的知識點，布置一些查閱文獻(xiàn)的作業(yè)，讓學(xué)生通過大量查閱文獻(xiàn)對這些知識加以理解和掌握，這樣理解更深刻透徹，就更容易掌握。
再者，我們可以找一些難度適中的章節(jié)讓學(xué)生自己設(shè)計編寫教案，然后講給大家聽，這樣也可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和探索的興趣。
綜上所述，要提高分子生物學(xué)課堂效率和教學(xué)質(zhì)量，教師必須具備扎實雄厚的分子生物學(xué)知識、較強的學(xué)習(xí)能力和巧妙運用教育技術(shù)的能力。除此以外，一名優(yōu)秀的分子生物學(xué)教師在走上講臺前，一定要旁聽相關(guān)課程教師的課，尤其是旁聽有經(jīng)驗的教師的課，這樣從中可以細(xì)致地品味怎樣才能讓學(xué)生喜歡這門課。筆者在講分子生物學(xué)課之前，曾經(jīng)在不同的學(xué)校旁聽了分子生物學(xué)及相關(guān)課程的不同優(yōu)秀教師的課程達(dá)三年，既有研究生的課也有本科生的課，發(fā)現(xiàn)不同的教師在講課時具備不同的風(fēng)格，有的由淺入深娓娓道來，有的旁征博引激情活潑，有的邊講邊討論互動，無論哪種形式，都是主次分明層次清晰，最后高度概括和歸納，由點到面，再由面到點，學(xué)生的課堂積極性很高，因此課堂效率也很高。由此看來，總結(jié)經(jīng)驗取長補短，先當(dāng)好“學(xué)生”，而后再當(dāng)教師，這樣才能勝任該課程。
因此，在分子生物學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)該以雄厚的分子生物學(xué)理論和教育技術(shù)為指導(dǎo)，建立一個以學(xué)生為中心的動態(tài)課堂教學(xué)模式，即實行教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，互相交流，共同參與的“雙向溝通”教學(xué)模式，從而提高教師的課堂教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效率。
參考文獻(xiàn)：
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[2]劉新光.多方位改進(jìn)研究生的分子生物學(xué)技術(shù)理論與實驗教學(xué)[J].廣州醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2001，19（1）：75-76.
【關(guān)鍵詞】醫(yī)學(xué)碩士研究生 實驗教學(xué) 改革 實踐
分子生物學(xué)是研究核酸等生物大分子的功能、形態(tài)結(jié)構(gòu)特征及其重要性和規(guī)律性的科學(xué)，是人類從分子水平真正揭開生物世界的奧秘，由被動地適應(yīng)自然界轉(zhuǎn)向主動地改造和重組自然界的基礎(chǔ)學(xué)科[1]。分子生物學(xué)技術(shù)被認(rèn)為是20世紀(jì)生物學(xué)一項最偉大的成就，也是當(dāng)今新技術(shù)革命的重要組成部分。目前這項新技術(shù)已經(jīng)滲透到生命科學(xué)的各個領(lǐng)域，尤其是在醫(yī)學(xué)科學(xué)中已廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)研究、疾病診斷與臨床治療中。一位醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)的碩士研究生學(xué)好、學(xué)通、學(xué)精分子生物學(xué)，是作為碩士研究生必須走好的一個階段，才能把本科階段學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識與臨床研究和科學(xué)研究的最新進(jìn)展聯(lián)系好[2]。
分子生物學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科，但相對于其他學(xué)科的實驗而言，分子生物學(xué)實驗復(fù)雜而理論難以理解，技術(shù)性很強，是理論和實踐相結(jié)合的典型課程，而且要求學(xué)生在實驗中感受、理解知識的產(chǎn)生和發(fā)展過程，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力和創(chuàng)新精神[3]。這就對實驗教學(xué)提出了更高的要求和目標(biāo)，因此建立科學(xué)合理的分子生物學(xué)實驗教學(xué)體系，將對生命科學(xué)研究的思維方法帶進(jìn)課堂，激發(fā)學(xué)生對分子生物學(xué)及科學(xué)研究的興趣和潛能，并可提高學(xué)生實驗的主動性和積極性，提升研究生實際操作能力，發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。
研究生的培養(yǎng)更應(yīng)側(cè)重于獨立從事科學(xué)研究工作能力的培養(yǎng)，為使研究生一年級的學(xué)生盡快轉(zhuǎn)換角色，逐漸順利地進(jìn)入真正的研究領(lǐng)域，并為了與現(xiàn)代技術(shù)接軌，提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的能力。我們結(jié)合本實驗室的實驗條件、實驗設(shè)備以及實驗教學(xué)人員的素質(zhì)能力，對分子生物學(xué)實驗進(jìn)行了改革與探索。
（一）結(jié)合實驗內(nèi)容編寫相關(guān)的實驗教材
我們對醫(yī)學(xué)碩士研究生的分子生物學(xué)理論部分選用的教材是朱玉賢《現(xiàn)代分子生物學(xué)》（第三版），本版教材有二章介紹分子生物學(xué)技術(shù)，但不能作為實驗教材。我們根據(jù)實驗課教學(xué)目的進(jìn)行合理組合，力求使該實驗體系內(nèi)容新穎、實用、注重創(chuàng)新、體現(xiàn)素質(zhì)教育和能力培養(yǎng)。編寫教材的主要參考書為薩姆布魯克《分子克隆實驗指南》，是分子生物學(xué)實驗教學(xué)比較好的教材和參考書[4]。我們在教材中主要介紹常見的各種分子生物學(xué)技術(shù)及其原理， 并精心挑選了相關(guān)實驗。其中重點介紹了基因工程技術(shù)的常用到的質(zhì)粒提取、核酸電泳、技術(shù)、酶切、轉(zhuǎn)化、重組體的篩選、蛋白電泳等實驗。
（二）合理按排分子生物學(xué)理論與實驗課教學(xué)
我們將分子生物學(xué)分為理論和實驗，分別采用的教材為《現(xiàn)代分子生物學(xué)》和自編的《分子生物學(xué)技術(shù)》，學(xué)時都為36學(xué)時。理論課在實驗課之前進(jìn)行，讓學(xué)生先了解部分基礎(chǔ)理論。在上實驗課時，還須講解實驗的基本原理，這部分知識尤其重要。它是實驗內(nèi)容的理論基礎(chǔ)，有利于指導(dǎo)學(xué)生更好地理解實驗內(nèi)容、了解實驗?zāi)康模兄谠黾訉W(xué)生對分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生的實驗思維。只有理論與實踐相結(jié)合，才能使學(xué)生真正掌握理論中抽象的知識。 靈活按排實驗課時間，并控制班級規(guī)模。
我們將2010級180名碩士研究分為6個班，每班30個學(xué)生。根據(jù)分子生物學(xué)實驗的特點將實驗集中安排在一段時間里，保證實驗的連續(xù)性，將實驗課全部按排在周末2天時內(nèi)。這樣，改變了傳統(tǒng)實驗教學(xué)時間安排過于死板，時間過少且不連貫的現(xiàn)象。我們在實驗授課上主要是以基因工程的內(nèi)容為主線，順序是基因分離克隆，載體選擇、酶切，片段與載體的連接，重組質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化，重組子的鑒定、表達(dá)。這樣的安排有助于增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生主動探索未知的知識，最重要的一點是有利于培養(yǎng)學(xué)生的科研思維。課程周期為3個星期，每周完成一項實驗內(nèi)容，在這3個星期里，學(xué)生剛好能完成一個基因工程的流程，形成一個完整的實驗概念，同時又有充足的時間讓學(xué)生思考和解決問題，加深了對實驗的印象。
充分做好實驗前的準(zhǔn)備工作，以二人為1小組，精心準(zhǔn)備每組使用的器材，如槍頭、離心管、鑷子、一次性手套，微量離心機、電泳儀、電泳槽、染色缸等。為了保證實驗結(jié)果的真實穩(wěn)定，實驗課老師和實驗人員反復(fù)對實驗進(jìn)行了多次預(yù)實驗，并取得較理想的實驗結(jié)果。
錄像是良好的視聽媒體，其直觀性好，不受實驗條件和實驗材料的限制。在學(xué)生進(jìn)行實驗之前，觀看我們實驗教師親自錄制的實驗演示。演示的內(nèi)容不僅所有的同學(xué)都能看清楚，而且能給同學(xué)們實驗過程的真實感受。同時還具有很強的表現(xiàn)力和感染力，能激發(fā)學(xué)生們的興趣，集中他們的注意力。
（三）雙語教學(xué)
在實際科研中，由于目前商品化的試劑盒應(yīng)用廣泛以及大部分使用的儀器、藥品、試劑都是進(jìn)口的，其說明書以英文多見，實驗步驟也多是采用英文。而剛?cè)雽W(xué)的研究生們掌握的專業(yè)詞匯少，不能準(zhǔn)確翻譯與實驗相關(guān)的英文資料和說明書，更不用說閱讀專業(yè)文獻(xiàn)。我們精心組織備課，用英文制作課件、書寫教案和講稿，同時要求學(xué)生用英文寫實驗報告。
（四）實踐總結(jié)
本次實驗課改革探索，使分子生物學(xué)實驗課環(huán)環(huán)相扣，而且全部操作由學(xué)生自己完成，每一部分實驗都承上啟下，要求學(xué)生態(tài)度認(rèn)真、思路清楚、操作仔細(xì)、相互協(xié)作才能完成。這樣的實驗課過程完整、結(jié)果明顯、教學(xué)效果良好。不僅使學(xué)生得到了分子生物學(xué)技術(shù)操作的訓(xùn)練，也提高了教師的實驗技術(shù)能力，對相關(guān)技術(shù)和知識有了更深入的了解和認(rèn)識。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]朱玉賢，李毅，鄭曉峰.現(xiàn)代分子生物學(xué).高等教育出版社. 2007.
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分子生物學(xué)是一門在分子水平研究核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、遺傳信息傳遞規(guī)律及基因表達(dá)調(diào)控的科學(xué)。它是21世紀(jì)生命科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最迅速的學(xué)科之一，極大地推動著整個生命科學(xué)的發(fā)展[1]。目前，分子生物學(xué)是我國高等院校生物、醫(yī)學(xué)類學(xué)生的專業(yè)必修課，也是化學(xué)、物理、材料等專業(yè)的選修課。
然而，從中國西部高校—塔里木大學(xué)生物類專業(yè)學(xué)生的分子生物學(xué)成績，以及每年報考研究生的考試科目選擇看，學(xué)生對分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)效果和質(zhì)量并不好。該校生物類專業(yè)學(xué)生每年分子生物學(xué)平均成績均在70分左右，在他們報考研究生時，無論是否選擇分子生物學(xué)相關(guān)專業(yè)，常常避開分子生物學(xué)考試科目。這對學(xué)生今后無論是在生物領(lǐng)域進(jìn)一步深造，或在工作崗位應(yīng)用分子生物學(xué)知識解決實際問題，都帶來了極大的問題和困難。
因此，為了解導(dǎo)致塔里木大學(xué)本科生物類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)分子生物學(xué)效果差的原因，也為今后教師更好地開展分子生物學(xué)教學(xué)工作和提高教學(xué)質(zhì)量，本論文采用調(diào)查問卷的形式，對學(xué)生分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)動機、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)主動性、學(xué)習(xí)方式以及教學(xué)內(nèi)容和方式等問題進(jìn)行調(diào)查，在分析調(diào)查結(jié)果的基礎(chǔ)上，為更好地進(jìn)行分子生物學(xué)課程的教育教學(xué)改革提供有益思路和借鑒。
塔里木大學(xué)是一所偏重農(nóng)業(yè)的綜合性大學(xué)，分子生物學(xué)是該校生物技術(shù)和應(yīng)用生物科學(xué)本科專業(yè)學(xué)生的必修課程，在第三學(xué)年第一學(xué)期開設(shè)，總學(xué)時為60學(xué)時，教學(xué)周期為16周，每周上4節(jié)課。此前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了分子生物學(xué)的先導(dǎo)課程—生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué)，對核酸和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)具備一定的知識基礎(chǔ)。本次問卷調(diào)查采用不記名方式，對象為塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)(簡稱生技)和應(yīng)用生物科學(xué)專業(yè)(簡稱生科)2014屆本科生，共4個班級97人。其中生技2個班，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個班，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、學(xué)習(xí)動機
學(xué)習(xí)動機作為一種非智力因素，是引發(fā)和維持個體學(xué)習(xí)活動，并將學(xué)習(xí)活動引向一定學(xué)習(xí)目標(biāo)的動力機制，通過學(xué)習(xí)興趣和態(tài)度等間接地影響學(xué)習(xí)效果和學(xué)業(yè)成就[2]。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在對分子生物學(xué)重要性的認(rèn)識方面，分別有97.1%和95.6%生技和生科的學(xué)生認(rèn)為該課程對本專業(yè)重要或非常重要，分別只有2.9%和4.4%認(rèn)為不重要。可以看出，這兩個專業(yè)的絕大多數(shù)學(xué)生在學(xué)完分子生物學(xué)的先導(dǎo)課程后，對開設(shè)分子生物學(xué)的重要性有足夠認(rèn)識，說明他們具備學(xué)好分子生物學(xué)的潛質(zhì)和基礎(chǔ)，這為他們提供潛在的學(xué)習(xí)動力，只是由于其他因素這種動力尚未被激發(fā)出來。此外，個別學(xué)生對分子生物學(xué)的重要性認(rèn)識尚有不足，這必然會導(dǎo)致他們學(xué)習(xí)動力的缺乏。因此，需要教師在開始講授分子生物學(xué)緒論時，通過課程介紹以及列舉實例等形式，詳細(xì)講述這門學(xué)科對整個生命科學(xué)的發(fā)展、生命奧秘的揭示、前沿技術(shù)的研發(fā)以及現(xiàn)代社會的影響，提高學(xué)生對分子生物學(xué)重要性的認(rèn)識。由此看來，絕大多數(shù)生技和生科專業(yè)的學(xué)生雖然肯定了分子生物學(xué)課程的重要性，但總體成績?nèi)匀惠^差，或不愿選擇其作為自己喜好學(xué)科，說明對分子生物學(xué)重要性的認(rèn)識并不是導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效果差的主要原因。
二、學(xué)習(xí)興趣
興趣是最好的導(dǎo)師，是一種積極探究的傾向，也是創(chuàng)新能力的源泉[3]。學(xué)生對某一學(xué)科感興趣，就會持之以恒地專心致志鉆研它，也會提高學(xué)習(xí)效果。調(diào)查顯示，生技和生科對分子生物學(xué)感興趣的學(xué)生分別占44.1%和42.3%，而超過一半的學(xué)生則沒興趣或不喜歡。進(jìn)一步探究其不感興趣的原因，兩個專業(yè)分別有21.7%和22.1%的學(xué)生認(rèn)為內(nèi)容枯燥，28.3%和25.2%認(rèn)為記憶內(nèi)容多，21.7%和23.3%不知道如何學(xué)習(xí)，還有28.3%和29.4%覺得自己基礎(chǔ)差，學(xué)不會。由此看出，沒有興趣是塔里木大學(xué)生技和生科專業(yè)學(xué)生對分子生物學(xué)學(xué)習(xí)效果差的主要原因，而該課程本身的內(nèi)容枯燥、理論抽象、龐雜、不易記憶等特點是導(dǎo)致學(xué)生喪失學(xué)習(xí)興趣的一個主要因素。興趣是學(xué)習(xí)過程中最積極的因素，也是學(xué)生走向成才之路的最有效方法。然而分子生物學(xué)除上述特點外，隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，其新理論和新技術(shù)還在層出不窮，容易使學(xué)生產(chǎn)生畏懼心理，難以接受和掌握微觀和抽象知識。另外，這門課程不但自身邏輯性很強，而且與其先導(dǎo)課程的連貫性也很強。若其先導(dǎo)課程沒有學(xué)好，直接影響后續(xù)課程知識的理解和掌握。例如，如果對生物化學(xué)中DNA和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)沒有理解的話，學(xué)生就很難掌握分子生物學(xué)中生物體如何通過DNA-蛋白質(zhì)互作方式調(diào)控基因的表達(dá)，并由此產(chǎn)生惡性循環(huán)，久而久之最終導(dǎo)致學(xué)生對該課程喪失學(xué)習(xí)興趣，甚至達(dá)到放任自流的程度。因此，想要學(xué)生學(xué)好分子生物學(xué)，就要充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，建立其自信心是關(guān)鍵，這也是提高分子生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。教師可在講好緒論、采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和注重理論與實踐等方面，在今后的教學(xué)中充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)分子生物學(xué)的興趣和積極性。
三、學(xué)習(xí)主動性
學(xué)習(xí)主動性是影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教師教學(xué)質(zhì)量的另一關(guān)鍵因素[4]。本次調(diào)查學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性包括學(xué)習(xí)習(xí)慣和作業(yè)處理兩個方面。在學(xué)習(xí)習(xí)慣調(diào)查中，生技有22.8%的學(xué)生能主動自學(xué)(其中17.1%為看書學(xué)習(xí)，5.7%為上網(wǎng)學(xué)習(xí))，40%是自學(xué)結(jié)合教師授課，37.1%只聽教師授課;生科有19.9%能主動自學(xué)(其中15.7%為看書學(xué)習(xí)，4.2%為上網(wǎng)學(xué)習(xí))，37.3%為自學(xué)結(jié)合教師授課，42.8%只聽教師授課。
調(diào)查結(jié)果說明這兩個專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣均較差，大部分學(xué)生的主動學(xué)習(xí)意識不強，仍然依賴中學(xué)階段教師授課為主的學(xué)習(xí)習(xí)慣，其中生科的學(xué)生主動學(xué)習(xí)意識更差。在對待不會做的作業(yè)時，生技有27.8%的學(xué)生通過自己看書解決，52.8%是向其他同學(xué)請教和討論，13.9%則是抄襲他人的作業(yè)，5.6%是請教老師;生科專業(yè)學(xué)生的上述比例依次為25.2%、48.1%、23.4%和3.3%。顯然，當(dāng)遇到不會的作業(yè)時，兩個專業(yè)的大多數(shù)學(xué)生主要是與同學(xué)討論甚至抄襲作業(yè)方式解決，只有少數(shù)是通過自己看書或請教老師方式解決，說明大多數(shù)學(xué)生對待作業(yè)抱著消極和應(yīng)付的態(tài)度，沒有很好地利用作業(yè)對知識進(jìn)行及時復(fù)習(xí)和鞏固，日積月累，不會的問題越積越多，最終導(dǎo)致學(xué)生對該課程喪失信心、興趣和學(xué)好的勇氣，這是導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)成績差的一個重要因素。
一般來講，如果學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容感興趣，就會興致勃勃地學(xué)習(xí)，當(dāng)遇到困難時表現(xiàn)出頑強的鉆研精神。否則，只是表面地、形式地去應(yīng)付所學(xué)知識，一旦遇到困難則往往會喪失信心，不能堅持學(xué)習(xí)。因此，要使學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，就必須激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改變學(xué)習(xí)習(xí)慣，這是學(xué)好分子生物學(xué)和提高學(xué)習(xí)成績的可靠保障。
四、學(xué)習(xí)方式
學(xué)習(xí)方式是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中為完成學(xué)習(xí)任務(wù)，達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)采取的方法、策略和途徑的總稱，直接影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和成績[5]。本次調(diào)查學(xué)生的學(xué)習(xí)方式包括課堂筆記、課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)三個方面。在課堂筆記調(diào)查中，生技和生科分別有73.5%和70.2%的學(xué)生能主動記下教師授課要點，11.8%和12.7%是記下教師授課的部分內(nèi)容，14.7%和17.1%是教師讓記就記或從不記筆記。說明兩個專業(yè)的大部分學(xué)生在課堂中均能做好筆記，其中生技學(xué)生記筆記的主動性高于生科專業(yè)學(xué)生。在對課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的調(diào)查中，生技和生科分別有7.4%和6.1%的學(xué)生能進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，60.3%和57.2%偶爾會進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，26.5和31.8%%則從不預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，5.9%和4.9%在教師要求時會進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。表明兩個專業(yè)僅有少數(shù)學(xué)生能夠積極進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，而絕大多數(shù)學(xué)生則缺乏這種學(xué)習(xí)方式。
然而進(jìn)一步調(diào)查顯示，兩個專業(yè)都又有超過53%的學(xué)生認(rèn)為“課前預(yù)習(xí)—課堂學(xué)習(xí)—課后復(fù)習(xí)”的學(xué)習(xí)方式更有利于對知識的掌握，學(xué)生在課前進(jìn)行預(yù)習(xí)，帶著問題課堂聽教師講解，逐漸使問題得到解決，再通過課后復(fù)習(xí)來鞏固學(xué)習(xí)成果。但這與學(xué)生實際在分子生物學(xué)學(xué)習(xí)中的做法自相矛盾，原因可能由于學(xué)生對本課程不感興趣，不愿意或不主動以這種方式學(xué)習(xí)。因此，培養(yǎng)和增強學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣或許是提高學(xué)習(xí)成績和學(xué)習(xí)效果的根本途徑。
五、教學(xué)內(nèi)容
分子生物學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科，除理論教學(xué)外，實驗課程也占有重要的地位。在教學(xué)內(nèi)容調(diào)查中，生技和生科都有超過68%的學(xué)生認(rèn)為分子生物學(xué)的理論課和實驗課應(yīng)緊密結(jié)合，希望通過實際動手操作來驗證和鞏固理論知識。而塔里木大學(xué)分子生物學(xué)的理論課和實驗課被安排在不同學(xué)期進(jìn)行，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識后，不能及時通過實驗課的實踐環(huán)節(jié)進(jìn)行驗證和鞏固，只能靠死記硬背來記憶枯燥的概念和原理，學(xué)習(xí)效果自然不好。
因此，在制定教學(xué)大綱時，應(yīng)盡可能安排分子生物學(xué)的理論課和實驗課同步進(jìn)行，或使學(xué)生進(jìn)入實驗室進(jìn)行科研鍛煉，這樣不僅使其從枯燥的理論學(xué)習(xí)中解脫出來，在實驗中的新發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新大大提高他們對本課程的學(xué)習(xí)興趣，而且學(xué)生在獲得一定技能后也能增強其將來走上社會的自信心，這種措施不失為提高學(xué)生對分子生物學(xué)學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果的最簡單途徑。另外，目前國內(nèi)大多數(shù)高校所使用的分子生物學(xué)教材內(nèi)容與其先導(dǎo)課程重復(fù)性較大，如DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)翻譯等，這些重復(fù)內(nèi)容占用了分子生物學(xué)很多教學(xué)課時，導(dǎo)致其最精華和最核心的內(nèi)容(如基因表達(dá)調(diào)控等)課時較少。因此，在教學(xué)大綱修訂時，還應(yīng)對課程體系進(jìn)行優(yōu)化[6]，強調(diào)重復(fù)內(nèi)容在分子生物學(xué)和其先導(dǎo)課程各自的教學(xué)重點，這樣既可有效避免課程間內(nèi)容的重復(fù)，又可使課程體系間建立有機銜接，從而有效地突出了分子生物學(xué)的教學(xué)重點。
六、教學(xué)方式
合理的教學(xué)方式有利于促進(jìn)學(xué)生的良好發(fā)展，是提高課堂實效性的關(guān)鍵，在學(xué)生獲得知識、提高能力、獲取學(xué)習(xí)方法的過程中，教師采用的教學(xué)方式直接影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果[7]。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，生技和生科分別有67.6%和72.5%的學(xué)生希望每章講完后教師能幫其進(jìn)行歸納和總結(jié)，便于他們理解和記憶。表明學(xué)生對教師的依賴很強，對所學(xué)知識梳理和總結(jié)的主動性和積極性不高。為此，教師在今后教學(xué)過程中應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生自己及時對知識進(jìn)行歸納和總結(jié)，必要時應(yīng)教會他們歸納和總結(jié)的方法，如思維導(dǎo)圖法[8]，這樣一方面使學(xué)生對所學(xué)知識加深記憶和鞏固，另一方面他們養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，成為走上社會的一項潛在本領(lǐng)。另外，生技和生科分別有47%和41.6%的學(xué)生希望教師上課時引入課堂討論。
課堂討論是一種很好的教學(xué)組織形式，學(xué)生可以在輕松的氛圍中達(dá)到對知識的理解和掌握[9]。對此，教師在今后的教學(xué)中可采用恰當(dāng)?shù)挠懻摲绞剑纭叭髦巍苯虒W(xué)模式[10]，這樣一方面可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效果，另一方面使學(xué)生在討論中不但可以鍛煉自己的口才，發(fā)揮個人魅力，而且學(xué)會尊重別人意見，接受別人批評，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊合作精神。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，生技和生科分別有50.1%和69.3%的學(xué)生希望能結(jié)合生產(chǎn)生活，多舉實例。說明多數(shù)學(xué)生希望通過實際生活的例子形象地理解和掌握抽象的分子生物學(xué)知識，特別是生科專業(yè)的學(xué)生，由于這部分學(xué)生大多來自于新疆本地，更希望通過聯(lián)系當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活的實際，以便將來應(yīng)用分子生物學(xué)知識和技術(shù)為本地發(fā)展服務(wù)。
總之，上述調(diào)查問卷說明，處于我國西部邊陲的塔里木大學(xué)的分子生物學(xué)教學(xué)目前仍然面臨著許多問題，如學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高、主動性積和極性較低、學(xué)習(xí)方式不當(dāng)?shù)取Ｔ斐蛇@些問題的原因一方面是分子生物學(xué)本身知識枯燥難懂，學(xué)生難以理解和掌握，另一方面也可能與生源有關(guān)，生技和生科兩個專業(yè)的學(xué)生大部分來自于新疆本地，中學(xué)階段的整體教育水平低于疆外地區(qū)，造成學(xué)生的知識基礎(chǔ)較差，這對需要具備雄厚知識基礎(chǔ)的分子生物學(xué)來說更為困難。如何教好分子生物學(xué)，如何提高學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果，是擺在所有分子生物學(xué)課程教師面前的一個共同問題[11]。
針對這種現(xiàn)狀，必需進(jìn)行分子生物學(xué)教學(xué)改革，教師在實際教學(xué)工作中，針對學(xué)生的特點和興趣，結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活實際，運用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生及時總結(jié)和整理知識，同步配以相應(yīng)的實驗課，相信這樣不僅能極大提高學(xué)生對分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)熱情和興趣，而且也能使學(xué)生把該課程真正運用到以后的科研、生產(chǎn)和生活實際，為國家和新疆地方發(fā)展培養(yǎng)更多、更高素質(zhì)的高級應(yīng)用型人才。
【關(guān)鍵詞】本科醫(yī)學(xué)生 分子生物學(xué) 開放型實驗室 建設(shè)
【中圖分類號】R34 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）28-0038-02
現(xiàn)代高等教育越來越重視培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、多學(xué)科、適應(yīng)性強、有創(chuàng)新意識的人才，教育部也明確提出“積極推動研究性教學(xué)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力”。因此，建立開放型實驗室并向廣大學(xué)生開放成為評估學(xué)校教學(xué)水平、科研水平的重要標(biāo)志，也是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵平臺。課題組依托為“省高校重點實驗室”，通過借鑒其豐富的實驗室建設(shè)管理經(jīng)驗，進(jìn)行了本科醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)開放型實驗室建設(shè)并應(yīng)用到了本科醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)的實驗教學(xué)。現(xiàn)將相關(guān)經(jīng)驗介紹如下：
一 本科醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)開放型實驗室建設(shè)的必要性
醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)教學(xué)中，實驗教學(xué)是人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)是從分子水平研究疾病的學(xué)科，涉及的生物大分子不能直接觀察，僅有課堂理論教學(xué)不能給予學(xué)生形象直觀的認(rèn)識。且醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)在理論課教學(xué)中涉及大量先進(jìn)分子生物學(xué)技術(shù)，學(xué)生需要通過具體操作才能掌握這些技術(shù)，所以這是一門實踐性很強的學(xué)科。
傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實驗教學(xué)由于教學(xué)時間和實驗室場地的局限，大部分實驗內(nèi)容由教師與實驗員事先準(zhǔn)備好，學(xué)生按照書本內(nèi)容機械模仿或者由老師示教。這種方式束縛了學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
建立開放型實驗室是實現(xiàn)資源共享、增強學(xué)生實踐能力、培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力、提高教學(xué)質(zhì)量的重要措施之一。實行開放型實驗教學(xué)是實驗教學(xué)方式的創(chuàng)新，是課內(nèi)實驗內(nèi)容補充的重要手段之一。通過對已有的實驗室資源實行開放式使用，利于設(shè)備資源的充分利用；利于組織和引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)地開展課外實驗活動，培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、思考問題、分析問題和解決問題的能力，特別是能夠增強學(xué)生的實際動手能力和創(chuàng)新能力。對全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，促進(jìn)實踐教學(xué)的改革，具有重要的現(xiàn)實意義。
二 本科醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)開放型實驗室建設(shè)要點
1.場地規(guī)劃
開放型實驗室不同于普通實驗教學(xué)實驗室，需要全工作日開放，學(xué)生科研實驗也需要一個相對集中的場地完成。為了便于管理、統(tǒng)籌安排，本實驗室從已有的場地中專門劃分了一間實驗室面向本科生開放。在該實驗室中劃分如下區(qū)域，中間放置實驗臺和試劑架作為公共實驗區(qū)，四周邊臺劃分為常規(guī)儀器使用區(qū)、精密儀器使用區(qū)以及污染實驗隔離區(qū)。學(xué)生在該實驗室中能完成分子生物學(xué)實驗的大多數(shù)操作，既合理利用了場地，又方便了人員和設(shè)備的管理。
2.儀器配置
在開放型實驗室中，儀器使用頻率高，常規(guī)儀器設(shè)備需求量大。因此實驗室配置有足量的常規(guī)耗材如EP管、玻璃試管、離心管等，對于經(jīng)常使用的普通設(shè)備如電泳儀、電泳槽、普通離心機等基本配置為2～3臺，對于一些較為貴重設(shè)備，如電子天平、轉(zhuǎn)膜儀、PCR等至少配置一臺。上述儀器配置能完成大多數(shù)常規(guī)分子生物學(xué)科研實驗。
3.人員配備
開放型實驗室的工作人員的合理配置，對于培養(yǎng)合格人才，提高教學(xué)質(zhì)量，合理規(guī)范使用儀器設(shè)備等具有重要作用。人員配備包括管理人員、專職指導(dǎo)教師、實驗技術(shù)人員。其中，管理人員主要進(jìn)行實驗室設(shè)備、實驗室工作人員和入室本科生的統(tǒng)籌管理，由具有多年工作經(jīng)驗、責(zé)任心強且具有較強統(tǒng)籌協(xié)調(diào)能力的高級職稱專職科研人員擔(dān)當(dāng)。指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)帶領(lǐng)入室本科實驗小組設(shè)計并完成分子生物學(xué)科研實驗，需由具有較豐富的理論和實驗教學(xué)經(jīng)驗，具有一定科研工作經(jīng)驗的專職教學(xué)或科研人員擔(dān)任。實驗技術(shù)人員負(fù)責(zé)常規(guī)儀器的使用指導(dǎo)和日常維護(hù)，應(yīng)由具有多年儀器使用經(jīng)驗且具有分子生物學(xué)基礎(chǔ)理論的實驗技術(shù)人員擔(dān)任。各成員明確分工，各盡其職，共同完成入室本科生的培養(yǎng)工作。
4.制度建設(shè)
一個實驗室的正常安全運行，離不開合理健全的規(guī)章制度。作為一個面向本科生的開放型實驗室，制度建設(shè)更是重中之重。開放型實驗室人員流動大、開放時間長，學(xué)生科研工作能力參差不齊，儀器數(shù)量多，儀器使用頻率高，這些都加大了實驗室管理的難度。因此，本實驗室制定了實驗室入室管理制度和儀器使用制度，包括《入室申請及承諾書》《本科醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)實驗室開放管理規(guī)程》《儀器使用及管理制度》《儀器使用申請及預(yù)約申請制度》等。對于常用儀器均編寫了標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程，高級貴重儀器采取專人專管制度。通過制度的制定、試行和進(jìn)一步修改，使實驗室的各項管理機制逐步完善，形成一個統(tǒng)一規(guī)范的體系。
三 本科醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)開放型實驗室在實驗教學(xué)中的應(yīng)用
本科醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)開放型實驗室成立之后，通過在課堂上大力宣傳，學(xué)生入室進(jìn)行科研實驗學(xué)習(xí)的積極性高漲。學(xué)生首先填寫《入室申請書和承諾書》，提交實驗室主任審查批準(zhǔn)后，組織學(xué)生學(xué)習(xí)實驗室管理制度和儀器使用制度，對常規(guī)儀器的使用進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn)，按學(xué)生需求將他們分為多個興趣小組，每個興趣小組安排一名專職指導(dǎo)教師進(jìn)行指導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、設(shè)計實驗，并以小組為單位共同完成實驗課題。目前，本實驗室已接納本科興趣小組十余組，本科入室學(xué)生56人次，其中由興趣小組設(shè)計并申請的“香樟揮發(fā)油對人胚肺細(xì)胞基因表達(dá)的影響”課題獲學(xué)院院級課題立項資助，相關(guān)文章也在正式省級刊物上發(fā)表。
綜上所述，通過本科醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)開放型實驗室的建設(shè)和開放，為本科分子生物學(xué)實驗教學(xué)和本科生進(jìn)行科學(xué)研究提供了場地，通過入室進(jìn)行實驗或科研，可大大提高學(xué)生獨立思考、分析問題、解決問題的能力，在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、科技型人才的過程中發(fā)揮了重要作用。
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一、“分子生物學(xué)”教學(xué)內(nèi)容
“分子生物學(xué)”(Molecular Biology)是從分子水平研究生命現(xiàn)象、生命本質(zhì)、生命活動及其規(guī)律的科學(xué)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，知識與信息日新月異，分子生物學(xué)的發(fā)展也隨之突飛猛進(jìn)，各種新技術(shù)不斷被建立、各種新理論不斷被提出。分子生物學(xué)涵蓋面也非常廣，與生物化學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)等生命科學(xué)主干課程有一些交叉。為了避免重復(fù)，我們將學(xué)習(xí)內(nèi)容主要集中在從生物大分子的水平來闡述從DNA到RNA到蛋白質(zhì)的基因表達(dá)的重要生命過程，以及研究這些重要生命過程所使用的最基本最常用的分子生物學(xué)技術(shù)。
二、選擇《分子生物學(xué)》教材
目前，國內(nèi)高校《分子生物學(xué)》教材包括英文原版教材和各類醫(yī)學(xué)院所使用的教材在內(nèi)共有幾十種之多，各高校因地制宜，因人制宜選擇適合自己的教材。武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院分子生物學(xué)課程自1986年開設(shè)，1990年成為武漢大學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課主干課程，自1995年開始實行雙語教學(xué)至2001年，其間所使用的教材為郜金榮、葉林柏主編的《分子生物學(xué)》。
從2001年開始，我們組織了新的分子生物學(xué)教學(xué)小組，以創(chuàng)新教育理念為指導(dǎo)思想，充分考慮到學(xué)生們所面臨的國際競爭形勢，對“分子生物學(xué)”教學(xué)進(jìn)行大膽改革。因此，2002年采用全英文教學(xué)法來講授“分子生物學(xué)”本科課程，選用了英國利物浦大學(xué)的英文教材Instant Notes in Molecular Biology(Turner etal．)《分子生物學(xué)》精要速覽。該教材具有條理清晰，非常簡明，容易理解的特點，而且該教材有中文譯本，可以幫助學(xué)生快速準(zhǔn)確獲得生字信息而省去了翻字典的麻煩，這對英文功底一般的學(xué)生無疑是一個極大的幫助。中文譯本也是目前為止七校聯(lián)合班所使用的主要教材。2005年，我們分子生物學(xué)教學(xué)組對教材進(jìn)行又一次更新，選用了英文原版教材Molecular Biologyof the Gene(Watson et al)基因的分子生物學(xué)。此教材也有中文譯本。該教材內(nèi)容豐富全面，編入了當(dāng)代分子生物學(xué)研究的最新研究成果，而且附有光盤，用彩色動畫的方式細(xì)致地描述了每一章節(jié)中的學(xué)習(xí)重點和難點。是一本重點大學(xué)生命科學(xué)院較為理想的教材。
三、七校聯(lián)合班教學(xué)的特殊性與挑戰(zhàn)
武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的“分子生物學(xué)”課程除了針對生命科學(xué)學(xué)院的本科生英文教學(xué)外，還有針對其他學(xué)院和大學(xué)的雙語教學(xué)。如武漢大學(xué)藥學(xué)院、武漢大學(xué)東湖分校，七校聯(lián)合班包括來自華中科技大學(xué)、武漢理工大學(xué)、中南財經(jīng)大學(xué)、華中師范大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，武漢大學(xué)化學(xué)與分子學(xué)院、醫(yī)學(xué)院、水電學(xué)院等雙學(xué)位本科生，影響范圍覆蓋整個武漢地區(qū)的高校，每年有400多人接受教育。
在七校聯(lián)合班教學(xué)過程中，由于各校學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和綜合實力相差甚遠(yuǎn)，專業(yè)背景也各不相同，因此，給教學(xué)工作帶來了極大的困難和挑戰(zhàn)，所選的教材既不能太難，又不能過于簡單，太難，很大一部分學(xué)生學(xué)習(xí)會跟不上，過于簡單往往不能覆蓋學(xué)科前沿知識。我們的解決辦法是以《分子生物學(xué)》精要速覽為主，以《基因的分子生物學(xué)》為輔。這樣能兼顧大多數(shù)同學(xué)的需要。新教材中有許多知識點是其他教材所沒有的，如介紹小分子干擾RNA(SiRNA)產(chǎn)生的原理和應(yīng)用；描述mRNA的結(jié)構(gòu)，新研究發(fā)現(xiàn)mRNA在細(xì)胞中大部分時間應(yīng)該是環(huán)狀的，而大多數(shù)教材將其錯誤地描述成線性結(jié)構(gòu)。此外，我們也為七校聯(lián)合班制定了一套行之有效的教學(xué)方法。
四、七校聯(lián)合班教學(xué)方法
1．多媒體教學(xué)。因多媒體教學(xué)內(nèi)容豐富、信息量大、有課堂教學(xué)中圖文聲并茂等優(yōu)勢，是目前高校教學(xué)所使用的主要方式，也是“分子生物學(xué)”多年來一直使用的主要教學(xué)手段。多媒體教學(xué)中所播放的動畫和小電影能取得很好的教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的聽課興趣和注意力，所學(xué)知識容易記得牢。
2．為七校聯(lián)合班開辟專用《分子生物學(xué)》網(wǎng)盤。由于學(xué)生分別來自七個不同的學(xué)校，課件傳遞和課外交流不如本校學(xué)生方便，開辟專用網(wǎng)盤是目前為止比較有效的方法，網(wǎng)盤與網(wǎng)頁不同，不需要人制作和維護(hù)，只要輸入密碼，老師和學(xué)生都可以登陸。老師將課件上傳，學(xué)生能方便地下載。網(wǎng)盤也可以用于通知和不同學(xué)校間學(xué)生的交流。
3．教學(xué)互動。新教材帶有電腦使用光盤，以彩色動畫的方式細(xì)致地描述了每一章節(jié)中的學(xué)習(xí)重點和難點，緊接著有兩種類型的知識應(yīng)用題(Apply yourknowledge)，用于考查學(xué)生對所學(xué)知識的理解程度和應(yīng)用。共有兩種題型：傳統(tǒng)問答題(Questions)，和游戲題(Games)，都是由文字和圖畫組成，寓教于樂，學(xué)生們都很喜歡。每次下課前，預(yù)留10分鐘請兩位同學(xué)上臺作應(yīng)用題，一位負(fù)責(zé)講解，一位負(fù)責(zé)電腦操作。這樣可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
關(guān)鍵詞：生物工程專業(yè)；分子生物學(xué)；雙語教學(xué)
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）38-0181-02
在生物學(xué)領(lǐng)域推廣雙語教學(xué)，這是面對日趨激烈的國際競爭和教育全球化趨勢、提高我國高等教育競爭力和全面提升素質(zhì)教育的必然要求，也是貫徹科教興國戰(zhàn)略和培養(yǎng)具有國際競爭力的創(chuàng)新性生物學(xué)人才的客觀需要。為了適應(yīng)這一新形勢的需要，我們近年來在生物工程專業(yè)開展了分子生物學(xué)雙語教學(xué)的探索，取得了一些成績，并積累了一定的雙語教學(xué)經(jīng)驗。
一、分子生物學(xué)適合開展雙語教學(xué)
目前，普通院校的多媒體等教學(xué)條件有了較大改善，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源也變得日漸豐富，這些都為分子生物學(xué)的雙語教學(xué)提供了有力的硬件支持。同時，隨著生物學(xué)的快速發(fā)展，越來越多的高層次生物學(xué)人才走上了普通院校的講臺，一定程度上為普通院校分子生物學(xué)的雙語教學(xué)提供了師資保障。
根據(jù)教學(xué)大綱的要求，我校《分子生物學(xué)》課程的雙語教學(xué)開設(shè)時間為大三第二學(xué)期，但統(tǒng)計表明此前僅50%的學(xué)生通過國家大學(xué)英語四級考試，學(xué)生總體英語水平偏低，尚未滿足全英文教學(xué)的要求。如果這時對《分子生物學(xué)》課程進(jìn)行全英文教學(xué)，會讓相當(dāng)一部分學(xué)生難以接受復(fù)雜的分子生物學(xué)知識，使得學(xué)生不僅英語沒長進(jìn)，專業(yè)知識也是一知半解，最終導(dǎo)致全英文課堂教學(xué)流于形式而達(dá)不到應(yīng)有的教學(xué)效果。
采用全中文講授分子生物學(xué)課程顯然不能滿足當(dāng)今社會對分子生物學(xué)尖端人才的要求。試想，在分子生物學(xué)飛速發(fā)展的今天，如果學(xué)習(xí)者只懂母語而不懂英語報道的學(xué)科發(fā)展、學(xué)術(shù)成果等，又如何跟蹤學(xué)科的最新進(jìn)展呢？總的來說，教學(xué)師資、學(xué)生的英語水平以及分子生物學(xué)發(fā)展的需要，都決定了《分子生物學(xué)》課程符合開展雙語教學(xué)的學(xué)科和課程特征。
二、分子生物學(xué)雙語教學(xué)的初步實踐
我校生物工程專業(yè)是湖南省重點資助專業(yè)，筆者自2012年開始對本專業(yè)的分子生物學(xué)進(jìn)行了雙語教學(xué)嘗試，現(xiàn)將初步教學(xué)實踐分述如下：
1.教學(xué)大綱的調(diào)整和教材的選用。鑒于分子生物學(xué)雙語教學(xué)與全中文授課的差異，我們首先重新修訂了《分子生物學(xué)》雙語教學(xué)大綱，并對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度做了適當(dāng)調(diào)整。在緒論中增加了分子生物學(xué)常用專業(yè)英語詞匯介紹，以彌補學(xué)生專業(yè)英語詞匯量的不足。同時，分子生物學(xué)雙語教學(xué)的關(guān)鍵問題之一是要選用一本合適的英文版教材，因為原版英文分子生物學(xué)教材常常令學(xué)生感到晦澀難懂。因此，筆者編寫了對原版教材加以注釋的講義，以保持英文的“原汁原味”，兼容中英文教材的優(yōu)點，對分子生物學(xué)專業(yè)術(shù)語和詞匯增加中文注釋，書后輔以中英文詞匯對照表，每章開始部分增加中文概要，以方便學(xué)生理解和掌握教學(xué)要點。從多年的分子生物學(xué)雙語教學(xué)實踐來看，使用效果比較理想。
2.循序漸進(jìn)的教學(xué)過程和多樣化的教學(xué)方法相結(jié)合。在進(jìn)行分子生物學(xué)雙語教學(xué)過程中，鑒于剛開始時大部分學(xué)生都感覺有一定的難度，我們在最先常采用英文板書與中文講授為主相結(jié)合的方法，用英文講授那些較為淺顯易懂的內(nèi)容，而重點和難點以及那些用英語解釋太復(fù)雜而漢語解釋又顯得簡潔明了的內(nèi)容，則用中文講解。當(dāng)學(xué)生的專業(yè)詞匯量逐漸擴大和英語水平慢慢提高，尤其是待學(xué)生逐步適應(yīng)以后，再不斷提高英語講授的比重，最后過渡到以英文教學(xué)為主。對于分子生物學(xué)的一些實驗技術(shù)等案例教學(xué)一般也采用中文的方式。通過循序漸進(jìn)的教學(xué)過程和多樣化的教學(xué)方法，能有效提高分子生物學(xué)雙語教學(xué)的實際效果，進(jìn)而避免雙語教學(xué)流于形式。
3.運用多媒體等現(xiàn)代教學(xué)手段加大課堂信息量。我校《分子生物學(xué)》總共56學(xué)時，采用雙語教學(xué)后并沒有增加學(xué)時，全英文版的書面材料和中英文雙語講授使得教學(xué)進(jìn)度緩慢，不僅讓教師的課堂授課量受到影響，難以按時完成教學(xué)任務(wù)，也常常讓學(xué)生接受的信息量偏少。對此，本人在鉆研教材和相關(guān)教學(xué)參考資料的基礎(chǔ)上，精心制作好多媒體英文課件，課堂上借助于PPT的使用，不僅讓課堂教學(xué)內(nèi)容變得豐富與生動，也可大大增加課堂教學(xué)的信息量；同時，還可以節(jié)省大量的板書時間，適當(dāng)加快課堂教學(xué)節(jié)奏，保證按時完成教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)任務(wù)。課后將PPT課件及時傳到班級QQ群共享，以方便學(xué)生課后學(xué)習(xí)使用。
4.注重課后雙語練習(xí)，改革考核方式。分子生物學(xué)雙語教學(xué)實踐既是對教師的挑戰(zhàn)，要敢于擔(dān)當(dāng)，同樣對學(xué)生亦是一種挑戰(zhàn)，要勇于面對。由于受教學(xué)大綱的要求限制了雙語教學(xué)的課堂教學(xué)時數(shù)，這必然要求師生在課內(nèi)外都要多花時間和精力。一方面教師課后要精心備課答疑，構(gòu)建習(xí)題庫上傳到班級QQ群，供學(xué)生課后復(fù)習(xí)交流使用；另一方面學(xué)生課后要及時預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)鞏固課堂所學(xué)知識。我們經(jīng)常要求學(xué)生課后閱讀或翻譯教師指定的英文參考資料來鞏固復(fù)習(xí)專業(yè)術(shù)語以及一些相關(guān)的專業(yè)知識。每次上課前，教師安排一定時間對上次作業(yè)情況進(jìn)行檢查點評，由復(fù)習(xí)舊課要點導(dǎo)入新課的教學(xué)內(nèi)容。我們不僅注重課內(nèi)外的雙語練習(xí)，還結(jié)合分子生物學(xué)雙語教學(xué)的特點調(diào)整了課程考試形式，如采用中英文結(jié)合制定期考試卷（英文占40%以上），其中，填空、名詞解釋及選擇等題型部分用英文制卷，并要求部分題目用英文解答。
三、加強分子生物學(xué)雙語教學(xué)的有效措施
綜上所述，目前分子生物學(xué)雙語教學(xué)中普遍存在的問題主要表現(xiàn)在：高素質(zhì)雙語教學(xué)師資隊伍欠缺，教學(xué)方法陳舊；學(xué)生對雙語教學(xué)方式的興趣不濃厚，不及時熟悉英文教材；雙語教學(xué)管理欠科學(xué)、教學(xué)考核手段傳統(tǒng)單一。總之，分子生物學(xué)雙語教學(xué)的質(zhì)量有待進(jìn)一步提高，具體措施如下：
1.加強分子生物學(xué)雙語教學(xué)師資隊伍建設(shè)，不斷提高授課教師英語水平。要想取得分子生物學(xué)雙語教學(xué)的預(yù)期教學(xué)效果，首先就要有一支專業(yè)能力和英語水平都較強的教師隊伍。為了分子生物學(xué)雙語教學(xué)教師的英語水平，一方面現(xiàn)有雙語教學(xué)主講教師要積極主動參與外語培訓(xùn)，可以由學(xué)校有計劃地安排相關(guān)教師到雙語教學(xué)經(jīng)驗豐富的學(xué)校參加教學(xué)觀摩，或分批選派雙語教學(xué)教師到相關(guān)外語學(xué)院進(jìn)修，或聘請教學(xué)經(jīng)驗豐富的外語教師進(jìn)行口語訓(xùn)練，有條件的學(xué)校還可以把教師送到國外培訓(xùn)，以提高其英語授課水平。另一方面學(xué)校要積極創(chuàng)造條件引進(jìn)雙語教學(xué)師資，如采取相對優(yōu)惠的政策以吸引國外留學(xué)人員來校任教，或邀請相關(guān)國外專家學(xué)者承擔(dān)部分雙語教學(xué)課程，如我校在2013年邀請湖南省海外名師、美國衛(wèi)生研究院研究員肖調(diào)江教授為生物工程專業(yè)2010級本科生講授遺傳學(xué)課程，相關(guān)雙語教學(xué)教師通過全程觀摩教學(xué)，較大地提高了雙語教學(xué)能力。
2.加強分子生物學(xué)雙語教學(xué)用教材的管理，保障雙語教學(xué)因材施教。針對普通院校目前雙語教學(xué)存在的主要問題，分子生物學(xué)主講教師應(yīng)該盡可能選擇通俗易懂與國際同步的最新教材，條件允許的盡可能結(jié)合學(xué)生實際編寫雙語配套教材，如與原版英文教材配套的講義，輔以相應(yīng)習(xí)題講解，并上傳至班級QQ群以及教師教學(xué)空間，以方便學(xué)生課后隨時參考和學(xué)習(xí)。同時，針對地方本科院校學(xué)生英語基礎(chǔ)普遍較差的現(xiàn)象，主講教師還可以制作授課視頻和收集相關(guān)音像資料等輔助教學(xué)材料，并將課題組成員的上課過程進(jìn)行錄像，方便學(xué)生課后自學(xué)，進(jìn)一步提高學(xué)生的英語聽說能力。
3.改革傳統(tǒng)教學(xué)方法，實現(xiàn)分子生物學(xué)雙語教學(xué)手段的多樣化。同母語教學(xué)一樣，教學(xué)方法和手段也是實現(xiàn)分子生物學(xué)雙語教學(xué)教學(xué)目的的重要保障。教學(xué)方法的發(fā)展變化主要體現(xiàn)在教學(xué)方法的綜合化、教學(xué)手段的媒體化和主體化。鑒于目前分子生物學(xué)雙語教學(xué)的課時嚴(yán)重不足，一方面，雙語教學(xué)的主講老師要努力提高傳統(tǒng)課堂教學(xué)的效果，如及時與學(xué)生交流、溝通，了解他們的學(xué)習(xí)興趣、效果以及學(xué)習(xí)過程中所遇到的主要困難和相關(guān)要求，以提高雙語教學(xué)效果。另一方面，主講老師還應(yīng)該充分利用QQ、微信等網(wǎng)絡(luò)資源，與學(xué)生及時開展網(wǎng)絡(luò)答疑等教學(xué)互動，這樣既可以及時掌握學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效果，也有利于教師及時把握教學(xué)方法，對于教學(xué)過程中的共性問題進(jìn)行分析總結(jié)，進(jìn)一步提高雙語教學(xué)效果。
4.加強分子生物學(xué)雙語教學(xué)的管理與支持，為雙語教學(xué)提供制度保障。為有效提高分子生物學(xué)雙語教學(xué)的教學(xué)效果，普通院校盡管師資等多方面條件受到一定限制，也應(yīng)該創(chuàng)造條件保障雙語教學(xué)的順利開展。首先，加強雙語教學(xué)管理，制定切實可行的教學(xué)制度，及時檢查督促雙語教學(xué)主講教師按雙語教學(xué)大綱完成相關(guān)教學(xué)任務(wù)，教學(xué)過程不“縮水”，不流于形式；其次，適當(dāng)加大雙語教學(xué)課程學(xué)時，保障雙語教學(xué)主講教師有相對充裕的時間完成教學(xué)任務(wù)；再次，建立激勵機制，如適當(dāng)提高雙語教學(xué)的工作量、支持和鼓勵制作雙語教學(xué)多媒體英文課件、在業(yè)績考核等方面給予政策傾斜、加強對雙語教學(xué)教師的調(diào)查評估與溝通，以充分調(diào)動雙語教學(xué)教師的積極性。
提高普通院校生物工程專業(yè)分子生物學(xué)雙語教學(xué)任重而道遠(yuǎn)，我們將通過不斷學(xué)習(xí)提高自身的理論認(rèn)知水平、掌握新的知識和教學(xué)方法，為學(xué)生提供更好的教材，在學(xué)校與系部的大力支持和鼓勵下，在教學(xué)實踐中不斷改進(jìn)課程教學(xué)體系，進(jìn)一步提高分子生物學(xué)雙語教學(xué)質(zhì)量。
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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.
關(guān)鍵詞： 分子生物學(xué)；網(wǎng)絡(luò)平臺；教學(xué)質(zhì)量
Key words： molecular biology；network education platform；teaching quality
中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）09-0199-02
0 引言
分子生物學(xué)（Molecular biology）是從分子水平研究生命本質(zhì)的一門新興學(xué)科。分子生物學(xué)研究的內(nèi)容主要包括DNA重組技術(shù)（即基因工程）、基因表達(dá)調(diào)控和生物大分子的結(jié)構(gòu)功能研究。分子生物學(xué)課程一方面簡明闡述分子生物學(xué)的基本概念，另一方面重點講述生命運動各個過程中基因表達(dá)調(diào)控的分子機制，特別是真核基因結(jié)構(gòu)，表達(dá)和調(diào)控等方面的新理論、新成果，是當(dāng)前生命科學(xué)中發(fā)展最快并正在與其它學(xué)科廣泛交叉與滲透的重要前沿領(lǐng)域。同時，分子生物學(xué)課程是生命科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域如醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、農(nóng)學(xué)等方面的重要基礎(chǔ)課程，學(xué)好分子生物學(xué)對于培養(yǎng)與生命科學(xué)相關(guān)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)具有重要作用[1]。
隨著分子生物學(xué)發(fā)展的突飛猛進(jìn)，其新理論、新技術(shù)層出不窮，很多內(nèi)容不能及時體現(xiàn)在教材中，不容易貫徹落實到教學(xué)中，這就給分子生物學(xué)教學(xué)帶來了很大挑戰(zhàn)；同時，分子生物學(xué)課程內(nèi)容理抽象且理論性很強，在分子生物學(xué)理論教學(xué)中，課時少而內(nèi)容多，同時教學(xué)內(nèi)容和很多學(xué)科的內(nèi)容相互聯(lián)系、互相滲透；在傳統(tǒng)教學(xué)中通常以教師為中心、以課堂為中心，以書本為中心，忽略教學(xué)的主體學(xué)生，容易出現(xiàn)教師“一人言”的現(xiàn)象[2-3]。這樣的教學(xué)方式雖然可以確保教學(xué)任務(wù)的如期完成，但課堂氣氛沉悶，學(xué)生容易分心，不利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，束縛了學(xué)生的全面發(fā)展，學(xué)生很難在有限的學(xué)時內(nèi)有效的掌握課程知識。
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺（Network Education Platform）因為其具有操作簡便、管理便利、統(tǒng)計系統(tǒng)完善、有利于課程開發(fā)和師生交流等眾多優(yōu)勢，在教學(xué)過程中對于加強師生進(jìn)行網(wǎng)上互動、提供豐富的教學(xué)資源、開拓教學(xué)空間、拓展學(xué)生視野等方面發(fā)揮重要作用，為學(xué)生進(jìn)行有效課程提供了良好的條件。2010年起，筆者開始探索，利用大學(xué)提供的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與交流平臺進(jìn)行網(wǎng)上互動式教學(xué)活動，主要從“分子生物學(xué)”課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的構(gòu)建、平臺使用后的教學(xué)效果評價等方面進(jìn)行了分析研究，根本目的在于探討如何構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺并進(jìn)行有效管理，如何利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺輔助課堂教學(xué)，不斷提升課程教學(xué)質(zhì)量。
1 分子生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的構(gòu)建
現(xiàn)代信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展和普遍使用，促進(jìn)了教育、教學(xué)方式的改革，推進(jìn)了教育信息化的進(jìn)程，為教育資源的共享提供了有利條件，基于分子生物學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，采用網(wǎng)絡(luò)平臺開展課程教學(xué)顯得尤為重要。“分子生物學(xué)”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的構(gòu)建，其主要作用是對傳統(tǒng)教學(xué)模式教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行輔助教學(xué)，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的利用，達(dá)到拓展教學(xué)空間、豐富教學(xué)資源、有效管理學(xué)生的教學(xué)過程等目的，建立一個教師作為主導(dǎo)作用下學(xué)生作為主體的自主學(xué)習(xí)模式。
1.1 豐富教學(xué)資源 分子生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源包括圖片、動畫、視頻、聲音等多種形式，符合大學(xué)生的思維特點和學(xué)習(xí)習(xí)慣，能夠激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。通過動畫模擬，圖文并茂、有聲有色的演示，能生動形象地將抽象的原理和概念變得形象。這種方式讓學(xué)生在輕松愉快的氣氛中學(xué)到了知識，既減輕了學(xué)生的負(fù)擔(dān)，又提高了學(xué)生的興趣。現(xiàn)今，在網(wǎng)絡(luò)上可搜索到幾乎所有的有關(guān)分子生物學(xué)原理的動畫，如DNA轉(zhuǎn)錄和復(fù)制、蛋白質(zhì)的翻譯和轉(zhuǎn)運、RNAi等等[4-5]。
