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细胞与分子生物学技术范文1
关键词 动物科学专业；细胞分子生物学；实验教学改革；能力培养
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）11-0270-02
Exploration on Experimental Teaching Reform of Cell Molecular Biology for Animal Science Major
ZHAO Jia-fu 1，2 DUAN Zhi-qiang 1，2 ZHANG Yi-yu 1，2 NI Meng-meng 1，2 RUAN Yong 1，2
（1 Key Laboratory of Animal Genetics Breeding and Reproduction in the Plateau Mountainous Region，Ministry of Education，Guiyang Guizhou 550025； 2 College of Animal Science，Guizhou University）
Abstract As an essential course，cell molecular biology plays an important role in the training of high-quality innovative talents in the field of life science.Along with the rapid development of life science，more and more attention to the cultivation of students′ ability to operate experiments need to be improved，especially as an agricultural subject with extensive application.In order to improve students′ interest in experiment course of molecular biology and promote the students′ ability of experiment operation，this paper discussed the reform of experiment teaching content，experiment teaching methods，teaching evaluation ways of animal science，and put forward the concrete reform plan，based on the experimental teaching experiences of cell molecular biology.In conclusion，this article has important guiding significance to the cultivation of the students′ practical ability and research quality.
Key words animal science major；cell molecular biology；experimental teaching reform；ability training
细胞分子生物学是研究细胞内核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐述它们之间相互作用的关系及基因表达调控机理的学科[1]，现已广泛应用于生物医学、农林牧渔等学科领域。我国是畜牧业生产和消费大国，需要大量基础理论扎实、创新实践能力强的畜牧科技人才。因此，重视畜牧兽医类本科生细胞分子生物学的理论与实践教学工作，引导学生发现问题、分析问题、解决问题，并进一步加强其动手能力和创新能力的培养，对培养畜牧兽医领域的复合型创新人才具有重要意义。动物科学专业作为生命科学领域一门实践性较强的学科，毕业生应具备牢固的专业理论知识和较强的实践动手能力[2]。以贵州大学为例，该校动物科学专业一直以来没有分子生物学这门基础课程，然而为培养学生基本的分子生物学实验操作能力，又区别于生物学相关专业，因而学校增加了细胞分子生物学这门课程供学生选修。P者结合具体实践教学经验，从实验教学内容、教学方法、组织形式、考核方式等方面进行论述。
1 实验教学内容的改革
1.1 增加实验教学课时比例
在贵州大学2016版动物科学专业培养方案中，与分子生物学实验相关的专业课程只有动物分子遗传学和细胞分子生物学2门课程。动物分子遗传学为专业个性选修课，占2学分，共36学时，其中理论课28学时，实验课8学时；细胞分子生物学为学科大类选修课，占4学分，其中理论课72学时，实验课时。从基本的课时设置上不难看出，细胞分子生物学实验课时与理论课时比例严重失调，许多重要的实验难以开设，培养学生分子生物学实践操作能力的效果大大折扣。因此，亟须调整本校动物科学专业教学方案，增加细胞分子生物学实验课时所占比例。
1.2 编写适于动物科学专业的实验教学指导
目前，大部分高校细胞分子生物学课程均采用现成的实验教学指导，实验内容大同小异，并未体现出生物科学、生物技术、生物工程等理学类相关专业和动物科学、动物医学、水产养殖、草业科学等农学类相关专业在教学对象上的区别，均以大肠杆菌这类模式生物为实验对象，没有体现出不同专业研究对象的区别。因此，需要编写适合动物科学专业的细胞分子生物学实验教学指导，将动物组织中RNA的提取、不同组织中mRNA的表达差异检测、细胞中总蛋白的提取与分离鉴定等实用性、针对性强的实验编入教学指导。
1.3 改单个实验为综合性设计实验
根据贵州大学动物科学专业细胞分子生物学培养方案中实验课时的规定，同时为加强贵州大学动物科学专业细胞分子生物学实验课程的针对性和实用性，目前该实验课程只能安排4 个单个实验项目共时，分别是目的基因的扩增与连接、细胞的培养与冻存、细胞蛋白的提取与鉴定、细胞蛋白的免疫荧光染色。由于每节课只有2 h，所以对于许多实验项目学生只能参与其中的部分内容，有些实验的来龙去脉很多学生还没有搞清楚。为达到开设这门课程的目的，尝试将单个实验全部设计为综合性实验，每个综合性实验融合了多个单个实验[3]，如猪GH基因原核表达载体的构建及表达、猪LPL基因的亚细胞定位研究、猪MSTN基因在不同组织的表达差异研究、猪APOA1基因在HEK-293T细胞中的免疫荧光检测、HEK-293T细胞总蛋白的提取、纯化与鉴定等综合性实验，这些实验学生只要参与完成其中一个项目，就基本上掌握了分子生物学的常用实验操作技能。
2 实验教学方法的改革
2.1 现有实验教学方法的弊端
一是教师课堂上讲授，学生到实验室验证，这种教学方式没有发挥学生的主观能动性，学生处于被动接受的状态，很难引起学生学习的积极性；二是教师准备好实验，学生只完成验证的那部分实验，这种方法无法培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，更难以培养学生基本实验的操作能力；三是针对部分实验，存在教师操作、学生观看的现象，如与细胞培养相关的实验，由于本科教学与研究生教学相比，参加实验人数多，易造成细胞室污染，所以很多实验都由任课教师亲自完成，学生基本上采用观摩的形式参与其中。以上教学方法上的弊端，严重影响了本专业学生实验动手能力的培养，不利于学生自身的发展。
2.2 实验教学方法改革的具体方案
“翻转课堂”是一种新型的教学理念，最早由教育学者萨尔曼・汗创造性地提出，该模式提出了混合使用技术和亲自动手活动的教学环境[4]。它把传统的“灌输式”教学完全翻转，转变成学生课前预习、提前领会知识要点的教学方式，是一种强调自主性和针对性的教学理念[5-6]，对提高实验教学水平，培养出基础知识扎实、具有应用性和开拓性的创新型人才具有重要意义。为达到培养学生实践动手能力的目的，细胞分子生物学实验课程也引进“翻转课堂”的教学理念，转变师生角色，以学生为主体，发掘学生的个人潜力，培养学生的团队协作精神。按照“翻转课堂”的教学模式，在充分发挥学生主观能动性的前提下，制定细胞分子生物学实验教学方法改革具体方案。一是教师设计好综合性实验项目名称，提前供学生选择（至少10个综合性性实验项目名称）；二是按项目分组（每组7～10人），选出组长，分工进行资料查询、方案设计和PPT制作；三是每组20 min进行PPT汇报，任课教师随堂对方案进行点评修改；四是参照实验方案开展研究，学生不必受实验课程时间的限制，在实验教师的参与下，根据各自时间安排完成整个实验项目；五是撰写实验项目报告，并写出个人体会和相关收获。
3 实验教学考核方式的改革
3.1 现有实验教学考核方式的弊端
以往的实验教学考核方式过于简单，且没有统一的标准，只注重是否来上课、是否交了实验报告、实验结果是否合理等方面，忽略了学生在发现问题、主动思考、团队协作、解决问题和语言表达等环节综合能力的考核。因此，实验教学考核方式的改革，应更重视学生综合运用所学知识分析问题和解决问题等方面能力的考察[7]。
3.2 实验教学考核方式改革的具体方案
考核标准和考核方式对教师和学生都具有指挥棒的作用。考核什么、怎么考核直接影响到教师如何教、教什么和学生怎么学、学什么的问题。本实验课本着对学生发现问题、分析问题、解决问题及实验操作等方面能力的培养，特制定如下考核方案：按百分制，其中实验方案设计和PPT报告占40%，实验技能操作和实验报告占30%，实验技术提问和团队协作占20%，考勤和纪律占10%。这样的考核标准不仅可以公正、公平地衡量学生的实验成绩，更重要的是调动了学生学习的积极性和自主性，锻炼了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
4 结语
通过对动物科学专业细胞分子生物学实验内容、教学方法和考核方式的改革，进一步打破了实验教学与科学研究之间的界限，使学生能够根据自己的兴趣开展实验研究，充分体现了学生作为实验教学的主体地位，不仅锻炼了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，还锻炼了学生实验操作、文献检索、PPT制作、团队协作及语言表达等方面的能力，达到了实验教学与科研素质培养的有机结合，为其今后从事相关研究工作或进一步深造奠定了坚实基础。
5 参考文献
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[2] 孙淑霞，闫峰，杨月春，等.动物科学专业实践教学模式研究与实践[J].黑龙江畜牧兽医，2014（10）：188-190.
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细胞与分子生物学技术范文2
关键词：分子生物学；医学检验；蛋白质
20世纪80年代中期，分子生物学技术进入人类的生活，自此之后，分子生物学的发展取得了突飞猛进的成果，已经逐步成为医学领域不可或缺的诊疗手段之一[1]。分子生物学技术作为检验医学的最新方法，已被检验学科的各领域所应用，近年来，分子基因芯片技术、分子蛋白组分析技术等技术都为检验学科提供了新的发展思路，为此，笔者根据自己的一些临床经验，从与检验医学相关的技术与发展进行简单的分析介绍：
1、聚合酶链式反应（PCR）的应用
PCR是一种体外酶促合成特异DN段的方法，是分子生物学中最常用的技术。基因的克隆、分离和核苷酸序列分析等都用到PCR技术，也可以应用与突变体和重组体的构建以及基因表达调控的研究，也涉及到基因多态性的分析、肿瘤机制的探索、遗传病和传染病的诊断等诸多方面。PCR的操作步骤分别是高温变形、低温退火、适温延伸，作为一个循环周期，多次循环反应，使目的DNA得以迅速扩增。传统的操作技术与这些衍生出的新PCR技术（定时定量PCR、原位PCR技术等）相比，都具有灵敏度高、操作简单、省时省力等特点。
2、分子生物传感器的应用
现代检验医学中，分子生物传感器被广泛应用于临床，成为了临床诊断和病情分析的重要依据，其应用的主要范围在体液微量蛋白、小分子有机物等多种物质的检测。分子生物传感器的工作原理是利用如酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜、微生物、细胞等生物物质作为识别元件固定在转化器上，当待测物与生物识别元件发生特异性反应后，将生化反应转通过转化器将所产生的反应结果转变成可定量的物理、化学信号等，从而进行生命物质和化学物质检测和监控[2]。这样一来我们可以设想如果分子生物传感器能够在体内实施监控，那么对于患者来说是个很大的福音。
3、分子生物芯片技术的应用
随着医学科学技术的飞速发展，传统的医学检验技术显然已经不能跟上生物学的脚步，对于临床上更微量、更迅速的检验要求已经满足不了。生物芯片技术把传统医学检验技术的复杂、自动化程度低、检测目的分子数量少、低通量等不足都解决了，其原理是把分子间特异性地相互作用，将大量探针分子固定于支持物上，通过缩微技术，实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分的检测。这一技术是通过不同的探针阵列和特定的分析方法，使其应用更加广泛和有价值，如基因表达谱测定、突变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序等均为“后基因组计划”时期基因功能的研究以及现代医学科学及医学诊断学的发展提供了强有力的工具，在基因的发现、基因诊断、药物筛选、给药等个性化方面也同样取得了重大突破[3]。
4、分子生物纳米技术的应用
分子纳米技术的发生和发展，使人们在防治和治疗疾病上又向前迈了一大步，改善了人类的整个生命系统。纳米技术可以探测机体内化学或生物化学成分的变化，适时地释放药物和人体所需的微量物质，及时消灭侵入人体的细菌和病毒，修复畸形的基因，扼杀萌芽的癌细胞。近来有学者将抗体连接的纳米磁性微球与高效率、快速的化学发光免疫测定技术相结合的自动检测系统，成功用于血清中人免疫缺陷病毒1型和2型（HIV-1和HIV-2）抗体的检测[4]。
5、分子蛋白质组学的应用
人类基因组的测序成功为蛋白组学的研究提供了一个很好的平台，但目前仍有很多新发现的基因编码蛋白质功能未知的，比如目前癌基因的发现，虽然在一定程度上得到了很大发展和进步，但癌症的发病原因、诊断和治疗等方面还存在一些未解决的问题。
6、展望
目前检验医学中的发展趋势是定量PCR和PCR的全自动化。体外基因扩增技术除PCR以外，还衍生出LCR，链置换扩增系统（SDA），转录扩增系统（TAS），自限序列扩增系统（3SR）等技术也将由科研逐步进入临床领域[5，6]。所以说现代医学分子生物技术的前景是美好的，各种新技术的应用也在不断涌现，并且成熟的运用到临床医学检验中。
参考文献：
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[4]李向军，郑娜，侯书荣，等.磁性纳米粒子在生物传感器中的应用[A].中国化学会第十四届有机分析及生物分析学术研讨会会议论文摘要集，2007，10-01
细胞与分子生物学技术范文3
关键词：分子生物学；教学；探索
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）10-0094-02
分子生物学创立于20世纪50年代，是从分子水平阐述细胞活动的规律、揭示生命本质的一门新兴学科，是生命科学深入发展到一定阶段的必然产物，是人类了解生命活动规律的必经阶段，对生命科学领域的各分支学科都具有广泛而深远的影响[1]。随着DNA的结构与功能、RNA在蛋白质合成中的作用、蛋白质的结构与功能、遗传密码及基因调控的本质等被相继阐述，几乎所有的生命现象都可以深入到分子水平去寻找本质。所以分子生物学诞生后迅速与细胞学、微生物学、动物遗传育种学、兽医药理学、兽医传染病学、兽医免疫学、动物营养学、人畜共患病学等学科融合，形成了一系列的交叉学科，其研究手段和方法已成为现代畜牧业发展的核心技术[2]。
我国作为畜牧业生产和消费大国，迫切需要具有专业理论知识、创新能力和实践能力强的复合型人才，这就使得高等农业院校教育的使命转移到培养理论和应用并重的复合型人才上。因此，重视和加强畜牧兽医类本科生《分子生物学》的理论及实践教学，对培养在畜牧业领域既有理论又有实验技能的优质毕业生具有重要意义。为了实现这一目标，《分子生物学》理论和实验教学的改革势在必行。下面就结合河南农业大学牧医工程学院《分子生物学》的教学现状，对理论及实践教学的改革问题做一些粗浅的探讨。
一、理论改革
1.选择合适教材、优化教学内容。教材是学生获取知识的最直接来源，合适课程教材的选取对于学生入门分子生物学尤为重要。我院的分子生物学课程开设于第三学年第一学期，在此之前已经教授过动物生物化学和动物遗传学，而这两门课程在部分内容上与分子生物学有交叉，学生们对于核酸、蛋白质以及遗传信息的传递等基础知识已经有一定的了解；并且，相当一部分的大三学生已经进入到实验室，开始接触到PCR、质粒构建、蛋白表达等基础的分子实验操作。因此，对于此门课程的学习则应偏重于帮助学生了解分子生物学的研究方法，如：DNA、RNA、蛋白质的操作技术和基因功能的研究技术等，真正满足学生的现实需要，最大限度地避免重复学习和资源浪费。
现代分子生物学发展飞速，各种新知识、新技术不断涌现，国内外教材版本更新极快。虽然我院的分子生物学推荐教材为朱玉贤等主编的第3版《现代分子生物学》，但这个版本出版于1997年，不能满足学生对于新知识的渴求。因此，通过对多种分子生物学教材的分析和比较，我们最终选择了朱玉贤等主编的《现代分子生物学》第4版。该教材除了系统讲解遗传物质的复制、转录、翻译以及调控机制外，还着重介绍了分子生物学常用的研究方法，和当前热门的基因组测序技术，具有内容紧凑、逻辑性强、图文并茂等特点。在此基础上，通过征询学生意见并结合畜牧专业的特点，有针对性地调整授课内容：对学生学过的章节进行简单回顾；详细介绍现代分子生物学的一些新内容、新技术；重点介绍与生产实验相关章节，使整个内容不仅理论联系实际，又紧临当今生物科学发展的前沿。
2.丰富教学形式、调动学生积极性。生物学的研究对象是一个丰富多彩、充满活力的世界，但在表述内容上却稍显抽象、复杂和较难理解。单纯依赖书本的介绍和教师的讲述难以在色彩、形象、质感、尤其是动态上给学生一个准确的印象。现代化多媒体课件的出现很好地解决了这一问题，它能够将文字、图像、声音和动画等信息同时输出，形象化理论的、抽象的东西，具体化空间的、难以想象的内容，还可以在课件中展示自然界的直观现象、重现研究过程并模拟微观反应，创造出愉悦的教学情景，极大地激发学生的学习兴趣，增强学习的积极性[3]。如：先向学生讲述真核生物的DNA通过转录形成mRNA、出细胞核并在核糖体等的协助下翻译出蛋白质的内容，再给学生放映国外专业网站下载的堪比好莱坞大片效果的此过程模拟动画，便很容易在学生脑中留下深刻印象，有助于理解和记忆。
从知识“被动接受者”到“主动介绍者”身份的转变，会最大限度调动学生的学习积极性，鼓励学生动手动脑，发表不同看法，质疑问难，有利于培养学生探索创新精神。因此，在教学中我们抽出两次的授课时间，让学生自主选择分子生物学实验技术、癌症与肿瘤、病毒或基因与发育等不同主题制作PPT，然后每个学生花5～10分钟介绍PPT。整个过程锻炼了学生查找资料、获取信息、制作多媒体课件和演讲的能力，由于知识是由学生自己通过探究获得的，所以理解记忆更加深刻，掌握起来较为容易，不易被遗忘，还锻炼了学生分析问题、解决问题的能力。
二、实践改革
分子生物学是一门实践性极强的学科，实验教学是分子生物学课程非常重要的组成部分，一些实用性很强的技术：核酸的提取与纯化、PCR扩增、电泳分离与鉴定、限制性内切酶切、质粒构建、细菌转化、蛋白质表达等等，这些都是畜牧兽医专业学生在之后的学习、研究和工作中经常用到的基础专业技能。此外，在实际操作过程中同学们可以将学到的理论知识与实践相结合，增强学生的学习兴趣，提高学习效率并促进学生分子生物学理论知识和实验操作技能的全面发展。
1.设计针对性强的实验课程，注重实际应用。高等农业院校的教育宗旨是培养与社会实践接轨、具有实用技能的新型农业人才。为使分子生物学实验课程更有针对性、注重实际应用，建议增加实验课时数并分阶段安排实验课程。首先，掌握最基本的基础性实验，包括：DNA提取、RNA提取及反转录、PCR、酶切连接转化、感受态制备、蛋白质表达纯化等。通过基础性实验的练习，使学生达到理论与实验熟练于心的效果；然后，针对畜牧兽医的专业要求及社会需要，开展具有实际应用的实验项目[4]。例如兽医传染病学，需要学生对病例的实验室诊断具有一定的掌握。在学生熟练掌握基础实验技能的基础上，通过设计病原引物、基因扩增及测序等应用性实验来确诊病原，这样不仅让学生了解分子生物学技术在本学科的应用价值，同时提高学生动手实践能力，将所掌握的基础实验技能应用于实践中[5]。
2.培养扎实操作技能，调动学生积极性。由于分子生物学实验过程长、所用试剂及操作仪器较多，传统实验课模式为：教师做好准备工作、讲解演示、学生实验。这样的授课方式存在学生的参与度不够、基础的操作技能掌握不扎实、良好的实验习惯养不成等弊端。建议将实验的整个准备工作，包括EP管、移液器枪头和玻璃器皿的灭菌，试剂的配制以及实验室规范使用和卫生清理等，全部交由学生在教师的指导下完成。此过程以让学生更好地融入实验，发现问题，深入理解规范实验的重要性。逐渐让学生在循序渐进、潜移默化中养成良好的实验习惯。此外，对于简单的实验步骤，让学生自己设计、讨论并验证，最后对比前人做的工作，得出结论。使学生从被动的接受者转变为主动的学习者，增加了学生对实验课的参与程度，同时也可激发学生对实验科学的探索热情。
三、结语
作为高等农业类院校，搞好教育工作、培养优质专业人才是学校的头等大事，而好的教育模式需要教育工作者们不断地提高自身专业水平、改革高校教育理念、建立科学的教学实验管理模式、不断完善和创新，充分调动学生自主学习分子生物学的兴趣，为国家培育出更多、更优秀的符合现代化畜牧兽医发展需求的高质量毕业生。
参考文献：
[1]朱玉贤，李毅.现代分子生物学[M].北京：高等教育出版社，2012.
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细胞与分子生物学技术范文4
教材要因人施教。一般农业院校学生学习的一个基本事实是对理论知识的学习动力不足，而对实用性知识的学习，相对更加有动力和兴趣。而目前高校分子生物学教材太过偏重理论知识的介绍，缺乏这些理论知识在农业方面具体应用的阐述。学生不清楚自己学的这些知识到底有什么实用价值。随着分子生物学理论知识在农业方面的应用日益深入，对相关农业科研人员掌握分子生物学理论、技术及应用的知识体系要求越来越高。因此，选择一本符合农林院校学生的教材非常重要。在教学过程中，要力求在分子生物学课程讲授基本理论的同时，还要适当与这些知识在农业实际生产中的应用进行有机地结合、如与品种鉴定相关的分子生物学实验技术、基因工程、分子标记技术等知识体系。因此，我们选择全国高等农林院校“十二五”规划教材，由张桦等主编的《分子生物原理与应用》。该教材分为两部分，第一部分为基础理论篇，主要介绍分子生物学的原理，第二部分为应用篇，介绍分子生物学理论的应用技术，整个教材理论联系实际，教学结合科研和生产应用。因此，比较适合作为农林院校学生的教材[2]。限于篇幅限制，对于有志于科研深造的学生可以同时选读，如朱玉贤等主编的《现代分子生物学》（第四版）等作为参考教材。同时，为大学生推荐一些生物学论坛网站，如丁香园论坛（/bbs）、中国生命科学论坛（），通过论坛讨论激活他们对微观生命世界的好奇心，激发学习分子生物学的兴趣。
二、教学模式改革
分子生物学是一门实践性非常强的学科，没有科研实践，对理论知识是难以真正理解和掌握的。因此，实验教学应该成为分子生物学课程中非常重要的一个教学环节。通过教学实践发现，理论知识反复讲解多遍，不如一次实验实践给学生的印象深刻。因此，对于有条件的学校可以考虑，在教学中进一步凝练理论知识体系，压缩理论学习的时间，延长实验实践的周期，采用边实践边学习理论的模式，用实验引发学习的动力，用理论去指导实验设计，然后再用实验加深理论知识的理解，整个教学模式遵循从感性认识到理性认识，再到感性认识的认知规律，逐步带领学生进入一个良性的认知循环中。对于没有条件的学校，实验实践可以采用视频播放的形式去模拟。在具体操作时，可以主要围绕以现代生物技术的核心“基因工程技术”为主要内容开展实验课，以大肠杆菌为研究对象进行、基因的克隆和转化，载体构建，基因的表达和检测实验，中间贯穿讲解以中心法则为理论主线的各个理论知识点。
三、教学方法改革
分子生物学是一门介绍生命微观分子世界的学科，学生对DNA为何物，以什么形式存在于生命体中，基因转录与蛋白质表达到底是一个怎样的过程？学生几乎没有任何感性认识。由于与学生以往的世界认知体系没有建立联系，如果直接讲解这些微观世界，学生很难理解。因此，有必要在课程教学之前，从学生已有的宏观认知世界出发，先简要讲解宏观的生物个体，然后是系统器官，再次是组织细胞，然后到细胞器，最后展示这门课程所要研究的对象-核酸和蛋白质，逐层次地深入介绍，最终把学生身临其境地带到生命的微观分子世界里，使学生大体了解核酸和蛋白质在生物体中到底是一种什么样的状态，在细胞中大致是怎么活动的，这一过程用视频的方式展示效果最好。在学习具体的理论细节前先给学生一个整体的轮廓印象，这个学习过程就好像直接给一个人看一张校园街景图，一般人不会有什么特别的概念印象，但如果先看一张世界地图，然后逐次放大到中国、新疆、乌鲁木齐、新疆农业大学校园，最后是这张街景图。那么此时人一般就会有清晰的概念了，原来是新疆农业大学校园的一角。在具体的课程教学时，传统的分子生物学教学主要是以教师向学生讲授灌输知识为主，学生只是被动地接受，大脑中没有积极主动学习接受知识的状态，所以造成学习效果差[3]。最后导致学生完全听不懂，彻底放弃。因此，如何增强学生学习知识的积极主动性，对于课程学习的效果非常关键。比如，我们在讲授理论课之前会给学生设置一个场景：你们到一家跨国生物技术公司应聘，公司给你们布置了一个考题，如何创制出一个抗虫的转基因烟草，以Bt基因为例，设计具体详细的工作方案，最终依据你们的方案决定你们的去留，显然这个问题学生是无法回答的，但是你可以告诉他们，答案就在这门课程的学习中。这种方法的目的是通过这样一个场景的假设，给他们一个感同身受的压力，进而激活他们学习相关知识的积极性和主动性。操作时可通过将整个方案分解成多个问题，再从每个问题的回答中去学习相关理论知识。如基因克隆时要用到PCR技术，由此可以引出DNA的复制，进而引出PCR技术原理、从而又引出DNA的变性和复性、DNA合成校正等知识点；构建基因表达载体时可以引出转录、翻译和基因的表达调控等知识点。这样就可以把分散的知识点用一个具体案例串联起来，而且还联系了生产实际，使学生产生学习效能感，不再觉得所学知识离他们的工作遥不可及。通过这种方法，使学生带着问题来学习理论知识，可以大大提高学习的动力和积极性[4]。
四、加强教学师资内涵
应用上述教学模式和方法，要取得较好的教学效果，对教师的科研和理论联系实践的水平提出了很高的要求，因此合格的师资队伍是关键。分子生物学发展日新月异,应用范围广泛而深入。如果一个老师只是单纯地教课，而缺乏科研和生产实践，那么任凭他有多丰富的教学技巧和经验，其教学也将是一潭死水，学生很难从中获得学习热情[5]。所以教师应加强科学素养和科研经验，老师通过申请课题，查阅大量资料，参与课题研究，从而扩充知识体系，提升自己的科学素养，并将它们融入到教学中，从而使应用案例教学更加具体生动，给学生以更多的启迪和思考[6]。另外，学校还应大力引进高素质人才，让更多的老师有常态化的机会能接触和学习到外面先进的教学理念和思想，从而拓宽视野来提高教师专业素养和学术水平。
五、结束语
细胞与分子生物学技术范文5
关键词：生物技术；研究型教学；分子生物学
研究型教学可以培养学生勇于探究问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力，也可以培养学生创新能力与自主学习能力[1]。我校分子生物学课程开设于生物技术专业三年级上学期，在生物技术专业知识体系的构建过程中具有承上启下的作用。分子生物学以细胞生物学、生物化学和遗传学等课程为基础，又可以为基因工程、细胞工程与生物制药等课程教学奠定基础，并且其所涵盖的分子生物学实验技术应用广泛，是医学、农学和环境科学等学科的实验技术工具。在以往的教学中，学生反馈该门课程学习难度大，影响后续课程的学习。为提高学生自主学习能力，为医药生物技术行业培养应用型人才奠定基础，我们在分子生物学课程中进行研究型教学探索。
1在分子生物学教学中应用研究型教学模式的必要性
1.1培养应用型人才需要开展研究型教学
我校生物技术专业以医药生物技术应用型人才为培养目标。生物技术专业学生只有具备较强的分析与解决问题能力、创新能力、自主学习能力和终身学习能力，才能满足社会发展需求，而研究型教学恰恰能够促进学生这些方面能力的培养[2，3]。分子生物学是生物技术专业核心课程，对后续课程的学习和操作技能的培养都有至关重要的作用。因此，在该课程中开展研究型教学，对培养应用型人才起到较好的示范和引导作用。
1.2传统教学方式不利于分子生物学课程教学
分子生物学是一门理论性和实践性很强的课程。以我校分子生物学教学为例，其内容繁杂、知识点多，学生理解、掌握、实验操作难度大。如果沿用传统教学理念进行教学，以教师讲授为主，学生被动接受，分子生物学理论的抽象性和实验操作的复杂性必然影响学生对知识的理解与掌握，导致学生产生厌烦心理，进而影响后续专业课程的学习。
1.3学生自主学习能力需要强力引导
由于学生在高中阶段处于高度紧张的学习状态，进入大学后，学习状态变得较为松懈，加之大学阶段课程开设方式和学习方式等的改变，所有课程的学习主要依赖于学生自己。课上，教师只是结合专业特点把握教学大纲，传授学生知识，培养其创新能力、操作技能，往往讲得多，对学生的要求少。大学阶段随着各种课外活动的增加，互联网、电子产品及网络游戏等的冲击，部分学生形成课前不预习、课上随“心”走、课下人自由、考试靠突击的学习态度。因此，需要探究教学方法，改变学生学习方式，将学生由被动接受知识转变为主动学习知识，培养学生自主学习能力。
2研究型教学模式在分子生物学教学中的应用
鉴于分子生物学在生物技术专业课程体系中的核心地位以及进行研究型教学的必要性，我们从教学资源、教学内容和教学设计等方面进行了研究型教学探究。
2.1构建以教材为主、网络教学平台为辅的研究型教学资源
DNA双螺旋模型的建立成为现代分子生物学研究的开端，而分子生物学作为一门生物类本科专业课程，现行的适用于本科生教学的教材较多。如在构建研究性课程体系时采用的高等教育出版社出版的朱玉贤主编的《现代分子生物学》、Robert•F•Weaver编著的《分子生物学》、戴余军主编的《现代分子生物学辅导与习题集》等教材。中英文教材结合，不仅能使学生更好地学习分子生物学知识，还能通过阅读英文辅助教材提高阅读英文文献能力。此外，要及时将分子生物学理论和技术的新进展资料上传至学校网络教学平台，让学生了解最新的分子生物学知识，激发学习兴趣。
2.2教学内容模块化重组，便于研究型教学设计
以我校分子生物学教学为例，对教学内容进行模块化设计，主要包含3个模块。模块一为“DNA的复制、转录和翻译”，这部分内容是本课程的基础知识，难点不多，以原核生物为例来讲解，穿插真核生物的相关知识点，学生容易理解和记忆。模块二为“基因的表达调控”，该部分内容中有些知识点比较难理解，例如，原核生物基因表达调控中的弱化机制、乳糖操纵子等，真核生物基因表达调控中的DAN甲基化、蛋白质乙酰化等内容，而这些都属于教学重点。模块三是以上述两个模块内容为基本原理衍生来的“分子生物学实验技术及其应用”，这部分内容与前面两个模块的内容互为依托。例如，PCR技术及其衍生技术都是基于DNA复制原理，只要把DNA复制原理理解透彻，这部分内容就会比较容易理解；酵母单杂交、双杂交技术依赖于基因表达调控中的DNA与蛋白质、蛋白质与蛋白质之间的相互作用。此外，该模块还包括相关实验教学内容，通过具体的实验操作训练，提高学生对理论知识的掌握程度和应用能力。教学内容的模块化重组使课程内容更有序，有利于研究型教学设计。
2.3教学过程的设计
在设计教学过程、选择教学方法时，要适应研究型教学需要，调动学生学习主动性，培养学生问题解析能力、自主学习能力、实践能力和创新能力，从单纯的知识传授向带动学生主动探究问题、学习知识和技能并实现学以致用转变，从以教师讲授为主转变为以学生学习为主，重点开展以问题式教学、案例式教学、综合性实验、设计性实验和参与教师科研为主的教学设计。2.3.1问题式教学设计带着问题学习，容易激发学生好奇心。在模块一“DNA的复制、转录和翻译”和模块二“基因的表达调控”教学中，可采用问题式教学方法，针对不同内容设计不同问题。在设计问题时，要注意紧扣教学内容，避免脱离教学目的。例如针对“DNA的复制”内容设计教学：首先，引用1958年Meselson和Stahl利用15N标记大肠杆菌DNA的实验，让学生推导DNA的复制模式；其次，以原核生物主要遗传物质为例阐述DNA复制过程，要求学生掌握蛋白或者酶在复制过程中所起的作用与先后使用顺序，然后观察DNA双链的变化，再以蛋白或者酶的作用为媒介，将DNA复制过程完整描述出来，加深对DNA复制的印象；最后，通过比较原核生物和真核生物主要遗传物质在复制时的异同，进一步加深对该部分内容的理解。将这些问题通过网络平台布置给学生，让学生课下查阅教材和网络资料，养成课下自主学习习惯，从而将课下变成自学场所，将课堂变成基于问题进行讨论的场所，引导学生踊跃参与到课堂中，再根据学生的回答和讨论结果，进行有重点、有目的的讲解和总结，改变传统以教师讲解为主的授课方式，提高教学质量。2.3.2案例式教学设计案例式教学法是一种运用案例进行课程教学的方法，有助于激发学生学习热情，培养学生分析问题和解决问题的能力[4，5]。在模块三“分子生物学实验技术及其应用”教学中，可穿插案例式教学设计，将相关或者相衔接的实验技术整合为一个案例进行教学。授课教师根据教学内容的目标要求确定案例，并规定材料搜集原则和方向。在授课时，不是就某个实验技术进行原理讲授，而是对实际案例从实验角度进行推导，最终归结到该实验技术的原理，并要求学生思考这一实验技术可以归结为模块一或二中的哪一个机制。例如在讲解PCR技术时，确定案例为PCR技术、RT-PCR技术和荧光定量PCR技术，要求学生收集相关技术实验方法、实验注意事项以及这些技术间的区别与联系等资料，并在此基础上推导该技术的基本原理是分子生物学中的哪一个机制。在案例式教学中，授课班级学生以小组形式进行分工合作，由各小组分别汇报收集的材料，最后教师对各小组案例分析内容进行总结与补充，并客观地给予小组成员成绩评定，以调动学生学习积极性。通过案例式教学，学生分析实验现象的能力得到了极大提高，参与实验的积极性也显著提高。2.3.3综合性和设计性实验教学实验教学是培养医药生物技术应用型人才的重要环节[6]。分子生物学是实验性很强的课程，实验课程的设置关系到学生操作技能、创新能力和综合运用知识能力的培养。在研究型教学设计中，首先通过综合性实验项目强化学生的基本实验技能，实验项目包含一般实验室常用的DNA操作技术和蛋白质操作技术，在实验过程中要求学生做到“3个独立”，即独立完成实验操作、独立分析实验现象、独立完成实验报告，培养学生熟练的实验操作技能和独立分析问题、解决问题能力，提高自主完成实验能力。然后加强设计性实验项目的训练，为了防止设计的实验项目过于宽泛而失去设计性实验项目的意义，授课教师根据实验室现有资源，限定可以选择哪些实验技术解决某个问题，要求学生分小组进行实验项目设计，并由指导教师评判项目设计的可行性和实施情况。通过这一过程，培养学生团队合作精神和综合运用知识能力，提高实验教学质量。2.3.4引导学生参与教师的科研课题，提高分子生物学知识的综合运用能力开放实验室，将专业授课教师研究方向和重点研究内容提供给学生，教师根据自己的科研安排提供3～5个名额，让学生参与到科学研究中。本专业教师虽然研究方向不同，但在课题研究过程中都会用到分子生物学知识。学生根据自己的兴趣选择相关的教师，并在教师指导下进行科研课题的研究。如此，能提高学生应用分子生物学实验技术能力、分析问题能力、综合运用知识能力、创新能力和自学能力。总之，应用研究型教学模式，不仅提高了学生学习主动性，还激发了学生积极参与科研的兴趣，不断有学生在各级各类大学生科技创新项目和实验技能大赛中获得较好的成绩，同时也使学生综合运用知识能力得到了锻炼，为培养医药生物技术应用型人才奠定了坚实的基础。
3展望
高等院校要想培养医药生物技术应用型人才，就需要适应生物技术行业的发展需求，探索应用研究型教学模式。应用型人才不仅需要有扎实的理论基础和较强实践操作技能，还要具备自主学习能力与创新能力。通过研究型教学改革，借助教学资源丰富的网络平台，应用问题式教学方法、案例式教学方法等，引导学生积极参与科研课题研究，培养学生成为勤于思考问题、解析问题、尝试创新的人才。研究型教学模式的应用必将在应用型人才培养方面发挥更大的作用，成为应用型专业教学改革中值得探究的模式。
参考文献：
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[2]宋义林，高树枚，陈刚.基于应用型人才培养的研究性教学模式的探索与实践[J].黑龙江高教研究，2014（6）：142-144.
[3]徐守坤，汪英姿，闫玉宝，等.高校研究型教学模式与创新人才培养探究[J].计算机教育，2009（18）：28-31.
细胞与分子生物学技术范文6
关键词：分子生物学；分子影像学；医师；学习
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）41-0186-02
分子生物学的诞生拓展了人们对于疾病的认识，分子生物学的研究内容涉及到生命的本质，它的出现对生命科学有着巨大的冲击，尤其是对医学有着重要的影响[1，2]。现代医学条件下，从分子水平认识疾病并寻找对策已成为医学发展的重要途径之一。分子生物学的方法和技术被广泛的应用于影像医学的基础和临床研究中，与之交叉产生的新兴学科――分子影像学，已然成为影像医学的前沿与热点[3，4]，学习和利用分子生物学的知识对于广大医生，特别是影像科医生来说有重要的意义，有助于我们了解行业研究的前沿和热点，提高科学研究和临床诊疗水平。然而广大医生，特别是影像科医师在实际工作中常常面临知识缺乏或老化的问题，原来掌握的理论和技能在疾病诊断、发病机制的研究、疗效的跟踪和评估等方面越来越受到制约。因此，随着分子影像学的出现和医学分子生物学的交叉与发展，今后的影像临床和科研中要求影像医师能够掌握与其工作相关的理论知识和技能，从而有效地为临床工作及科学研究服务。
一、分子生物学在影像医学发展中的意义
近20年来，分子生物学在理论和应用上都取得了重要进展，其理论与技术已渗透到生命科学的诸多领域，而影像医学与其结合产生的新型学科――分子影像学更是走在影像医学发展的最前沿。分子影像学的出现和发展将从根本上改变未来的医学模式，引领整个医学影像学发展的方向[5]。与传统的影像诊断学不同，分子影像学借助于分子探针应用医学影像成像设备非侵入性地对活体的生理病理过程进行观察，其优点是在器官或组织结构的形态变化之前，从分子水平进行定量或定性的可视化观察[6]。例如通过标记肿瘤产生过程的关键分子然后进行影像学检查，既可以显示出肿瘤发生发展过程中的解剖改变，也可以追踪观察疾病发生、发展过程中的病理生理变化，有助于疾病的早期明确诊断和发生机制等的研究。在药物开发和作用机制研究中，通过标记药物本身或者其作用靶点可以直接显示药物在体内的变化或靶点的改变，从而为药物的筛选和作用机制的研究提供直观的实验依据。分子影像学技术不仅为生命科学相关的基础研究提供了重要方法，而且也在临床研究和转化医学等领域中发挥重要的作用[7]。在未来的个体化医学模式中，分子成像技术可能会同时融合疾病的分子诊断和治疗跟踪系统，在早期诊断疾病的同时进行治疗并跟踪其治疗后的变化，从而实现疾病诊疗的一体化。
二、影像医师学习分子生物学知识的必要性
分子影像学是分子生物学和医学影像技术相结合的产物，分子影像学利用现有的一些医学影像技术，如核医学、核磁共振和光学成像方法等，通过特异性的分子探针的设计和应用，能够对人体内部的生理或病理过程中在分子水平上发生的变化进行在体成像，安全无创，可重复行强，在疾病的诊断、治疗以及疗效评价、发病机制等的方面发挥着不可估量的作用。分子影像学是一门新的交叉学科，作为影像医师要想掌握并应用好，除了原有的影像学知识外，还要学习和掌握分子探针的制备原理和技术、信号通道及相关机制、肿瘤靶点的筛选和定位等相关知识和技术，而这些都属于分子生物学的范畴。分子影像学使影像检查从原来单纯观察解剖结构转向功能性分析，从主观诊断转向客观的定量分析，因此影像医生必然要整合分子生物学、细胞生物学或合成化学等方面的知识，在研发分子探针、筛选基因靶点等方面不断努力，借助于先进的影像学成像手段早期、直观的显示疾病的发生发展、治疗效果及转归等，实现分子影像学的长远发展。而且随着相关技术的兴起，分子影像学越来越注重对个体化表型差异的分析，这也为实现个性化医疗，即精准医疗，提供了重要的条件。未来，分子影像学将推进个体化治疗的发展进程，例如许多肿瘤的诊断靶点，也可作为治疗靶点，通过筛选关键靶点，定制对应的特异性分子探针，应用分子影像的个体化分析为病人“量身定做”最佳治疗方案，并能予以跟踪、评价，从而实现诊断治疗的一体化。总之，掌握分子生物学知识对提高影像科医师综合诊疗水平具有极大的指导意义。目前我国普通高等医学院校都已开设了分子生物学课程及其相关的实验教学，也有相应的规划教材和实验教材，因此毕业于医学院的影像医师大多具备了一定的医学分子生物学知识基础，但分子生物学的理论和技术不断地更新，这就迫使影像医师仍需要不断地学习，以便了解分子生物学的最新进展。而对于没有学校学习基础的高年资医师而言，分子生物学是个崭新的领域，需在重新学习[8]。
三、影像医师加强分子生物学知识学习的途径
影像医师应认识到加强分子生物学知识学习的重要性，并积极主动地加强分子生物学知识的学习。除了医院、学科或科室有组织的进行学习外，更重要的方法还是自主学习，通过有效地继续教育获取必要的理论及技能。在继续教育的过程中，影像医师应根据自身的需要选择学习的深度和广度。如实际工作中需要对疾病的发病机制、药物作用机制、疗效评估等研究较多，还必须全面地学习医学分子生物学的最新理论和相关技术，才能更好服务于实际工作中。影像医师获取分子生物学知识的途径有很多：
1.全面系统的学习基础知识。影像医师应根据自身的基础选择相应的教科书或参考资料，可以优先选择国家规划教材，以便由浅入深的掌握分子生物学的理论，明晰各种常用名词、术语，了解分子生物学涉及的研究领域。近年来大学的网络公开课程建设日趋完善，还可以通过慕课等进行在线的视听学习[9]，有助于知识的理解与掌握。在有一定基础的前提下，再通过专业杂志和文献，了解最新的进展和研究动态。
2.明确方向，学习相关的专业技术。分子影像学的研究涉及到多个学科的知识，因此在学习中，影像医师应明确自身的研究方向，有针对性的学习。应用互联网学习操作简单、便捷，易于被广大医生接受，而且其内容全面、检索便捷等优势也已在医学继续教育中发挥着不可替代的重要作用。可以通过维普、知网、同方等专业网站，有针对性的筛选文献和资源进行学习。另外和可以进入到分子生物学的网站、论坛等进行浏览、搜索等，既能紧跟前沿动态，还可以与他人互动交流、进行讨论。
3.注重学术交流与合作研究。参加专题学术讲座或会议，尤其是国家级或国际性学术交流活动是十分必要的。通过学术交流，可以较快的了解分子生物学在影像医学中的应用和最新动态，而且在交流过程中，可以与同行及专家进行直接的沟通，交流并获得必要的指导和帮助[10]。在科学技术飞速发展的今天，单单依靠影像科医师无法发展分子影像学，唯有与分子生物学等交叉学科的专家精诚合作，才能更好的推动分子影像学的发展和临床应用。哈佛大学分子影像中心Weissleder教授曾指出影像医师应该切实肩负起开展分子影像研究工作的任务，要与基础学科相互沟通，发挥各自的优势，协同合作。因此加强合作与交流能够更好地解决分子影像学发展中所涉及的问题，有效的促进影像医师分子生物学的学习和研究。
总之，分子生物学是目前公认的最具活力的医学带头学科。分子影像学的出现是分子生物学的理论和技术推动影像医学发展的直接表现。作为新时代的影像医师，必须重视分子影像学的研究，学习和应用好与之相关的分子生物学等基础知识和技术，才能适应现代医学发展的需要，更好的服务于科研与临床医疗工作。
参考文献：
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[5]申宝忠.无限潜能魅力彰显――分子影像学研究的回顾与展望[J].中华放射学杂志，2014，（5）：353-357.
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