发布时间:2024-01-04 15:21:02
导语:想要提升您的写作水平,创作出令人难忘的文章?我们精心为您整理的13篇分子生物学的研究方向范例,将为您的写作提供有力的支持和灵感!
【中图分类号】R-1 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8801(2014)04-0257-02
当蛋白质和核酸成为科学家科研工具下的研究对象时,可能不会有人会预料到几十年后的今天,临床医学有多种重要检验手段来为患者提供治疗疾病的科学依据。比如,分子蛋白组比对分析为遗传学的亲子鉴定做出了不可磨灭的贡献,现如今,它是唯一主要的检验手段;再如,分子芯片技术被广泛应用到医疗器械上,为医务人员提供便捷而且准确的检验结果。当然,历史的足迹是向前走的,所以我们也不能固步自封的仅仅以此为这就是最完美的检验技术,在全面发展的分子生物技术领域横向扩张,推动博大精深的分子生物学迈向辉煌。
1、临床医学中所运用到的分子生物学技术
1.1 分子生物传感器技术
分子生物学在生物体细胞内以电信号为主要代表形式。对于待检测物质而言,分子生物学通过生化技术将分子鉴别物质贴合在换能器上,这些鉴别物质包括在抗原、活性蛋白酶 、以及抗体核酸等在分子生物领域具有靶向功能的识别元件。当需要检测的物质在分子生物传感器上和鉴别物质融合,产生一些靶向性反应时,传感器上电信号敏感元件就会产生波动,从而输出需要检测物质的检测结果。这种分子生物学传感器技术广泛用于临床医学中,比如,手术室里的多种精密特定功能的医疗设备,还有ICU病房中监控病人生命特征的仪器都是使用分子生物传感器的缩影。
1.2聚合酶链式反应技术(PCR)
对于某些特殊的脱氧核糖核酸(即DNA)的合成,是需要在生物体外环境中通过一系列的合成酶反应,以及在高中低多种不同的温度中产生出变性、延伸、退火等多个周期变化促使待合成DN段快速的增长,这便是分子生物学的聚合酶链式反应技术,也是分子生物学中最重要的核心技术之一。现如今有很多根据聚合酶链式反应技术而衍生发展出来的新技术,比如像原位PCR技术、连接酶反应、实时定量PCR等等。这些新兴的诸多技术相对于传统的检验技术而言,具有很多优势:针对性大大加强、可控性显著提升、节约大量时间和成本等。聚合酶链式反应技术既能够运用在基因分离、RNA序列分析上,对于DNA和RNA病理诊断也有很好的临床经验;现如今仅仅在短短的10分钟就可以监测到待测血样中的的HCV及DNA的转录,这些都是由寡核苷酸完善传感器技术而得来的技术成就。
从人类基因图谱研究计划诞生以来的几十年间,分子生物学技术得到了快速的发展。人类已经弄清楚了很多种动植物的基因序列,虽然弄清楚了这些基因序列,可我们对于这些研究的基因序列在所属的生物体中所具有的重要功能仍然是模糊一片,尚未可知。所以,聚合酶链式反应技术应用的基因生物芯片脱颖而出,检测便捷、效率高能够在短时间内分析出海量的遗传信息。众多的探针分子被集成在支持物上,待与被检测物资融合反应后,由仪器收集到光电信号从而得出待测样品的检验结果。目前,科研人员主要将精力集中在病原菌基因检测的研究方向,很多种微生物的基因样本被集成在一张生物技术芯片上,在反转录基因技术的支持下,临床医护人员就可以观察病人的病原体发展进程、感染状态和病人的反应情况,从而制定出相应的治疗方案。
1.3分子蛋白组学
越来越多的科研工作人员投入到病原体和人类基因序列的科研攻关中来,导致分子蛋白组的研究突飞猛进。对于分子蛋白组学研究为临床医护人员发现了早期诊断和早期检测的生物标志物。在此基础上更加精细的了解了疾病的演化历程,从而也推动了针对该疾病的药物的研发。现如今,人体各个局部的器官的癌细胞发展是摆在科研人员和医护人员面前的一大难题。虽然生物分子蛋白组在此项困难面前小有探索,但由于癌细胞的病原诱因极为繁多复杂,而在早期应对的过程中诊断和治疗都有着这样或那样的缺陷。对于其他的关于生物研究方法而言,生物蛋白组学更贴近生命本源,实用性较强,其便于开展早期的检测和诊断,从而引导治疗。目前很多分子蛋白学组可以在各种各样的条件下取得分子蛋白的数据,这些数据包含分子改变以前以及改变以后,还包括很多经过翻译和修饰后的状态数据。这些都仅仅只是后期的对分子蛋白的研究,最主要的还是从源头上弄清楚,所以医学临床检测蛋白技术也是重点。以此分析在病理状态下的分子蛋白的裂解情况和活性特征。还有就是分子蛋白在不同的疾病和生命体当中所处在的位置和作用。分析分子蛋白复合物和分子蛋白――蛋白相互作用这两种方法已经成为主要的研究手段。
1.4分子生物纳米技术
随着分子纳米技术的逐步深入,临床医学也运用了很多纳米技术的药物,很多纳米装置也被广泛用于控制疾病,可以说纳米技术改变人类的生命系统。纳米技术可以用于检测人体内生化成分的状态数据,判断是否为机体提供其所需的微量元素;纳米技术还可以修整病变的基因,提前消除癌症的可能。分子纳米技术相比于古老的微量滴定板技术,分子纳米技术可以将具有特异性的抗体或者是抗原拴在纳米级别的物质表面,在特定酶或者荧光染料的基础上,对机体或病原做出有效的应对,纳米技术拥有全面的优势。
2、对于分子生物学技术的展望
在未来的研究领域里,在以全自动化为主导的大背景下聚合酶链式反应技术和定量聚合酶链式反应技术必定会是研究的重点项目。关于聚合酶链式反应技术污染问题也是亟需解决的问题,和聚合酶链式反应技术一起衍生出来的LCR也是一个研究方向。临床医学也可以逐步接受SDA和TAS,另外3SR也是一项重点技术,这些新的技术都可以是未来的研究方向。
总结
在分子技术高速发展的今天,有必要解决新的科研技术到临床医学应用的接驳问题上来。新技术发展得再好再高端,如果无法运用到实际领域,也无非是鸡肋一块。所以需要大力获取新技术在临床医学上的经验,在保证新技术安全运用到病患身上的同时,也要及时地记录新技术所收集到的数据,以便未来开发更加实用的技术推广到临床医学上来。
参考文献:
分子生物学中有很多名词会让初学者感到不可理喻,有的学生即使对其有专业感觉也很难把它说清楚,这直接导致学生分子生物学学习障碍的产生。所以老师要做的第一件事就是向学生教授概念,澄清概念和鉴别概念。(1)教授概念如果这个概念是学生在其他科目中没有接触到的全新概念,老师就需要对其给出一个鲜明准确的定义,这点是每个老师都应该做到的,比较常规,此略。(2)澄清概念主要指的是帮助学生理顺概念间的相互关系。例如:染色体,染色质,核小体,螺线管,超螺线管,DNA(RNA),蛋白质这一组名词,我们应该掌握他们的内在联系。染色体是由DNA(RNA)和蛋白质组成的。染色体的基本组成单位是核小体,一个个核小体成串排列在染色质细丝上。核小体是DNA(RNA)缠绕在八聚体蛋白被压缩成1/7的结果,核小体缠绕成螺线管又压缩了1/6,进一步压缩成1/40的超螺线管,超螺线管再压缩到1/5成为染色单体。可以看到染色体,染色质,核小体,螺线管,超螺线管的组成都是DNA(RNA)和蛋白质,只不过在不同情况下存在不同形态而对应不同名称而已。对于很多同学来讲,这种概念的澄清是非常必要的。(3)鉴别概念刚才说的是同一物质不同形态的名称问题,这里指的就是完全一样的内涵对应不同名字的问题。例如:在真核生物基因表达调控内容中,通用型转录因子与一般辅助因子,同源域与同源盒等等,虽然说法不同但表示相同的内容。这些情况如果老师对学生缺乏交待,会造成大部分学生概念认识上的混乱。如果在分子生物学授课过程中能够使学生对基本概念有一个清晰明确地认识,后续的教学任务才有望顺利完成。
2.建立知识体系
以比较权威的分子生物学教材——北京大学教授朱玉贤的《现代分子生物学》——为例,分子生物学的教学内容分以下章节:染色体与DNA;从DNA到RNA;从mRNA到蛋白质;分子生物学研究法;原核基因表达调控模式;真核基因表达调控规律;疾病与人类健康;基因与发育;基因组与比较基因组学。分子生物学的核心基础知识集中体现在前六部分,后面内容更多的是前面知识的综合运用。当课程进行到真核基因表达调控规律一般内容的时候,笔者会帮助学生回首前面的所有内容,并将其纳入到此为止揭示出的理论框架中来,即真核基因表达调控的核心内容是顺式作用元件与反式调控因子之间相互作用的过程。这说明什么呢?DNA经过转录和翻译生成蛋白质,真核基因表达调控是蛋白质因子与DNA序列间作用,原核生物虽以操纵子为模型来讲述其调控过程,但实际上也是通过蛋白质因子与DNA的作用来完成的。虽然真核生物与原核生物各个方面存在很多不同,但我们看到了其大同的一面,这样我们就可以把有关DNA,蛋白质以及一切从不同角度对真原核生物表达调控进行描述或分类的内容都镶嵌到这个框架相应的位置上。如果学生做到了这一点,他会有豁然开朗,别有洞天之感,分子生物学理论学习道路上的一切阴霾就此消散。至于基因治疗,发育生物学,免疫学等是在此基础上结合其他课程内容,对分子生物学知识的综合运用,研究方向相对独立,只要学生有了前面的知识框架基础,再来看这些内容,会多少找到用公式原理解应用题的感觉。在笔者的分子生物学理论教学过程中,一直把知识体系的建立放在重中之重的位置,这比要求学生掌握很多细节知识更重要。
预防兽医学研究生由于对本学科研究领域的基础理论和技术研究及应用认识不充分,他们的研究很大一部分重复国内外最新研究,表现为对国内国际最新研究进展的跟踪性研究很多,①因此预防兽医学研究生研究内容过分集中和单一,很难有创新和突破。国家自然科学基金委项目管理专家们指出:今后预防兽医学研究选题应把预防兽医领域经典的病毒学、细菌学、免疫学和病理学等基础理论同动物实验技术和现代分子生物学技术结合,才能进一步扩展该领域研究的广度和深度,才能最终把病原落实到易感宿主动物,把病原和构成病的易感宿主动物体结合起来,这样才能阐明病原的致病机理,在弄清病原致病机理的基础上,才能研究和开发有效的防制产品,制定恰当的防制措施,减少动物传染病所带来的损失。
预防兽医学研究选题还应立足于当前我国畜牧生产的需求,在今后一段时期内,重视研究畜(禽)群中宿主动物的易感性、病原对不同易感宿主的感染规律,研究病原生态学,阐明病原与宿主的相互作用机制,不同病原在畜(禽)群中的共同存在以及不同病原间的相互作用,在这些相互作用的过程中,病原的变异及重组等对其毒力和致病性的影响等,②这样不仅能把新技术更好地加以运用,同时也能解决我国畜牧生产中亟待解决的预防兽医学问题。预防兽医学研究生导师和研究生应结合国家科技管理政策导向和我国畜牧业生产的实际需求,在研究大方向确定的前提下,合理定位细致的研究方向,开展创新性研究。
2 现代分子生物学技术应作为预防兽医学研究生重要的专业基础课
自20世纪以来,生命科学领域的每一点进步都离不开分子生物学理论和技术的进步,分子生物学在预防兽医学的病原学、免疫学和疫病预防与控制学研究等方面都也起着重要的作用。预防兽医学分子生物学形成和发展以及与预防兽医学其它学科如微生物学和免疫学等的相互融合、相互促进的过程,在整个分子生物学的发展历史中扮演重要的角色。预防兽医学分子生物学技术是分子生物学的重要组成部分,它的形成和发展对其它学科特别是分子生物学本身也具有巨大的推动作用。同时分子生物学的快速发展,为预防兽医学在分子水平阐明疾病病原的生物特征、发病规律、致病机理以及采取有效手段进行预防和控制疾病提供了理论和方法。③因此,作为预防兽医学的研究生,广泛学习分子生物学理论与技术,对提高其研究水平和拓宽其研究领域具有重要作用。在预防兽医学研究生课程设置中,应开设分子生物学理论与技术作为重要的专业基础课程,同时应将其与其他课程密切联系起来。
3 教师在研究生科研能力培养过程中起着主导作用
培养研究生科研能力的教师,不单单是研究生的导师,它还包括了不直接承担指导研究生研究任务只从事研究生课程教学的教师。研究生科研能力的提高离不开教学和指导,教师培养研究生的科研能力是责任,国内外研究生教育的共同做法是导师作为主导指导研究生在其他教师的课堂或实践教学下,完成基础理论和基本技能的学习,在导师指导下独立选题或完成导师承担的课题,不管是独立自主选题还是完成导师的研究课题,都需要研究生以课题为载体,完成课题的理论或实验研究,发表相应的研究论文。
研究生科研能力的培养和提高,虽然是一个非常复杂而且漫长的过程,但在教师有目的、有计划的指导和培养下,以研究生本人在长期学习和训练中掌握的基础知识、基本理论和基本技能为基础,研究生的科研能力是完全可以获得和不断提高的。从总体上讲,取得了很好的成绩。但还存在诸多问题,如课程教学令人堪忧、导师指导不尽人意、学生素质下降和学位论文质量控制不严等,严重影响了教师培养研究生科研能力。究其原因主要是由于国家教育资源的紧缺、教育政策和社会经济发展不平衡等的不利影响,研究生教育从精品化向大众化方向发展,学生素质难免良莠不齐,再加上学校对教师和研究生的管理的松懈,教师和研究生都没有充分重视自己的职责,教师没有严把教学质量关和研究生论文质量,学生停留于应付论文,甚至出现大量的论文抄袭现象等,同时研究生和教师的自身素质亟待提高。与国内教师比较,国外教师在培养研究生科研能力方面的做法值得提倡,他们在研究生生源上严格把关,研究生入学后,在课程教学和导师指导上充分发挥培养研究生科研能力的作用,并通过不断探索和完善导师指导方式,促进对研究生科研能力的培养。④在预防兽医学研究生培养的过程中,要培养研究生的科研能力,兽医学是一门实践性很强的学科,要不断加强对预防兽医学研究生动手能力和接触生产实践环节的培养,在实践中积累大量的一手研究材料,从实践中来,再回到实践中去。
4 实验室是预防兽医学专业研究生培养必要的硬件支撑
随着规模化养殖的发展,疫病的群防群治越来越重要,特别是对经济动物来说,预防兽医学对经济动物养殖业的发展更是起着保驾护航的作用。兽医学实验室特别是预防兽医学实验室是动物疫病防控体系的重要组成部分,是农业院校培养兽医人才的重要基地,同时也是从事兽医科学研究和培养研究人才的基础。⑤加强预防兽医学实验室建设和管理是实现“预防为主”动物疫病防控方针的基础。预防兽医学实验室应合理规划布局,将实验室分为不同的功能区域,比如准备室、病毒室、细菌室、血清学实验室、分子生物学实验室、细胞培养室以及学生教室等功能间。只有实验室功能分区恰当,合理布局,按标准配置实验仪器,这样才能为预防兽医学专业研究生培养提供必要的硬件支持。
综述所述,通过对预防兽医学专业研究方向、课程设置中分子生物学技术在预防兽医学研究中的作用、教师在培养研究生中的作用和预防兽医学实验室建设等软、硬件方面进行的分析,阐明了这些因素对预防兽医学专业研究生培养的影响和其重要作用,为培养具有创新能力、动手能力和适应能力的专业型预防兽医研究人才提出如下建议:准确把握预防兽医学研究生培养方向,并为研究生研究课题的完成提供良好的实验条件,导师作为主导,充分发挥其在培养研究生过程中的指导和引领作用。这样才能不断提高预防兽医学研究生的培养质量。
注释
①②陈越,于振良,杜生明.预防兽医学资助格局及未来研究方向的探讨[J].中国基础科学:58-61.
1引进培养优秀青年博士,推动教师队伍建设
教师队伍建设是课程建设的重要内容,关系到课程教学的质量和人才培养的水平。近几年间,分子生物学课程团队先后引进了来自中科院、“985”、“211”等全国知名科研院所的多名优秀博士。通过“传帮带”,教学指导委员会随机听课、学评教信息反馈,组织讲课竞赛,安排青年教师参加全国性高校生物教学改革研讨会等措施帮助青年教师成长,提高教学水平。
此外,每年课程团队选派1-2位青年教师出国访学,选派1-2位教师在国内外知名高校开展博士后研究。通过人才引进及培养,分子生物学课程主讲教师达8人,现有教授1人、副教授3人、讲师4人,全部具有博士学位。课程团队教师本着以科研带教研、以教研促科研、全员参与,注重实效的原则,积极申报科研项目和教研项目,目前本课程团队教师均承担多项国家级、省市级、校级研究课题和教研课题,为教学工作的不断更新和充实奠定了坚实的基础。
2加强教学内容改革、丰富教学方法和手段,提高教学质量
教材是教学思想与教学内容的重要载体,普通班选用目前生物类应用较为广泛的朱玉贤等主编的第四版《现代分子生物学》作为教学教材,“钱学森实验班”实行双语教学选用Turner等主编教材《Instant notes molecular biology》。因分子生物学章节、知识点多,将教学内容进行了模块划分,围绕中心法则,重点讲解染色体与DNA、转录、翻译、基因表达调控,将分子生物学研究技术与基因工程操作技术有机结合,此外以学术报告的形式结合授课教师的研究方向讲解分子生物学进展及重大事件。
普通本科班的教学,我们主要采用以核心知识为抓手,运用研讨式、思维导图等教学手段设计课堂教学。授课之前教师根据每章节核心知识点设计问题,布置学生预习,课堂上启发学生运用所学知识讨论解决问题的方式方法,教师在研讨过程中只起到调动、协助及课堂控制的作用。“钱学森实验班”采用渗透式混语及计算机多媒体辅助相结合的教学方法进行授课。渗透式混语即先用英文表达,然后用中文讲解、阐述,使学生听懂英文,并理解英文表达的专业知识,最后重复一遍英文表达。计算机多媒体辅助教学能将文字、图形、声音、动画、视频等多种信息加工组合在一起,把抽象难懂的书本知识转换成图文并茂、情景交融的直观形象,降低学习的难度,提高学生的理解程度和能力。
3整合资源,建立优化教学网络平台
教学团队自2012年建立校级分子生物学精品课程网站,使传统教学方式和现代化教学手段相结合,尝试开展网络教学。随着近几年的建设,精品课程网站设立课程介绍、教学大纲、教学课程录像、多媒体课件PPT、习题册、动画视频专区以及网上答疑服务区等自助学习项目,便于学生选择自己喜爱的方式进行预习、自学及复习。现代信息技术的应用,有效地实现多样化的教学互动,扩展教学的时空和教学信息量,实现因材施教的个性化教育,从而显著增强教学效果,提高教学效率。
4建立探究式的实验教学方法,培养学生创新精神
以验证性、综合性和设计性实验整合分子生物学实验课程内容,从DNA、RNA、蛋白三个水平介绍分子生物学常用实验操作技术,使学生较全面和深入理解分子生物学以DNA复制、RNA转录和蛋白质合成为核心的中心法则。此外,为学生创设一种科学研究的情境和途径,以类似科学研究的方式,指导学生查阅文献,设计实验方案,实施实验流程,分析实验结果,撰写实验报告,并整理成实验课程论文。探究式的实验教学方法使整个实验从头至尾大部分工作均由学生完成,明确突出学生的主体地位,培养学生的团队合作精神和创新精神。
关键词:分子生物学;高职;医学检验技术;课程开设
Key words:molecular biology;higher vocational college;medical laboratory technology;course offerings
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)13-0239-02
0 引言
医学教育已经进入了一个新的发展阶段,要求医学检验技术专业人才既要具备扎实的专业基础,也要具备较强的实践和创新能力及一定的科研能力,同时具备丰富的临床检验经验。DNA与蛋白质作为分子生物学检验的特定对象,该方法能快速、准确地对疾病进行确诊,作为一种诊断依据有助于精准医疗,便于对不同患者进行针对性治疗。当前社会很多医院、生物研究所及第三方检测机构都在开展和应用该技术,其已经成为了医学检验的新兴领域。世界上很多大学都将分子生物学设置为必修或选修课供研究生和本科生选择。鉴于科学的发展和高职院校对人才的需求,红河卫生职业学院已经把分子生物学技术列为专业新方向。
1 高职检验专业学生的特点
由于高职院校招收的学生是最后一批录取的学生,大多数学生的基础较差,在高中生物知识非常有限的基础上,学生对化学类课程的学习也比较浅薄。高职学生在校学习时间仅有两年,第三年为临床实习。一年级主要学习的专业必修课,二年级融入所有检验专业课,教学任务较繁重,学生对知识的掌握度很浅。我院已经把理实比例控制在1:1甚至于1:2,保证理论够用为原则,加强学生的实践技能。因此医学检验技术学生的实践操作能力都相应达标。
2 人才培养模式
检验技术人才培养规格:为培养“实用型”、“技能型”检验技术人才,实践能力强、社会适应面宽,作为本专业人才培养规格的指导思想,将培养目标设定在以社会需求为目标、以就业为导向、以能力培养为本位,面向市场、面向职业、面向就业的方向,培养具有临床医学检验及卫生检验的基本能力。
检验技术人才培养模式:主干课理论与实践教学交融结合,以联系实际学理论,在实践中体验和学习理论,在应用中形成技术应用能力;并以贯穿上述理念的培养方案、教师队伍、教材、课程改革为保障的人才培养模式。如图1。
3 就业面向
高职医学检验技术专业毕业生的就业率相对稳定,就红河卫生职业学院医学检验技术专业学生的毕业调查来看:2015年12月通过调研报告显示,70%的毕业生走入县级及乡镇卫生院检验科;20%的毕业生走入县疾控及中心血站;8%的毕业生流向第三方检验及检验仪器公司;2%的业生从事其他行业。2016年12月调研报告显示,50%的毕业生走入县级、乡镇医院的检验科;40%的毕业生流向第三方检验及检验仪器公司;10%的毕业生流向县级疾控及中心血站。两年的就业面向对比,检验学生走入第三方检验、企业及试剂公司的比例突飞猛进。在与学生面谈时,学生告诉我们:他们走入检验试剂、仪器公司或者生物制药及基因诊断企业的人数还在不断增加,大家都是互相推荐,走入企业对于高职检验学生的发展是比较有利的,而且进入企业以后,根据自己的个性特点,很好地发挥自己的特长,同样可以做一些科学研究。
4 分子生物学课程内容安排
教学内容方面,分析生物学教材包括三大重点模块,即分子生物学基本理论、分子生物学技术、分子生物学技术在临床诊断中的应用。第一模块树立的目的是帮助学生建立基本的理论框架,其内容主要包括肿瘤相关基因、蛋白质转录修饰、RNA复制、中心法则等;第二模块的内容主要包括DNA重组技术、聚合酶链技术、核酸分子杂交技术、核酸的分离与纯化等临床检验中常用的基本技术,该模块将教学重点放在了介绍各技术的基本原理及临床应用。此外,为了拓宽学生的视野,也会适当介绍一些新的检测方法和技术;第三模块主要内容是讲分子生物学检验技术的在多方面的应用,比如个体识别、肿瘤及移植配型、遗传性疾病、感染性疾病等,该模块的学习能够让学生更加深入的了解和掌握分子生物学,真正理解分子生物学检验技术的价值。
5 高职检验可开设的分子生物学技术
针对高职医学检验技术专业学生的学制特点及人才培养模式,分子生物学课程的学习主要是为了学习基因诊断的基本技术,因此,理论的学习依旧是够用为原则,为了顺应社会的需求,高职检验把分子生物学课程纳入重点,主要开展的基本技术应该围绕PCR进行。例如:核酸标本的处理、核酸(DNA、RNA)提取、PCR扩增操作技术、PCR扩增产物的检测分析、电泳(琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳)、PCR技术在临床病原体检测中的应用。
6 分子生物学课程在高职医学检验技术专业开设后效果预测
利用暑假调研,报告显示大量高职学生流向企业、第三方检验及基因诊断技术部门工作时,起点低,适应难,因为他们在校期间没有接触过分子生物学的基本理论和技术。近三年,我院检验实习生反应,进入检验科,有半月以上的时间纳入PCR室,他们零起点,带教老师对他们一无所知感到焦];走访各县市级医院,我们的学生已经在PCR实验室工作的也很多,他们期望学弟学妹能够在学校接触分子生物学知识,当今社会是分子的天堂,是医学的前沿。因此,高职检验开设分子生物学课程后满足了广大用人单位的需求,把岗位需求与教学无缝对接就是我们人才培养的最终目的。
7 结束语
通过本次专项调研,对红河州地区医疗卫生单位医学检验技术人才的现状及需求有了全面了解。由于一系列医改政策的出台,以及对岗位人才要求的提升,二甲以上医院及基层医疗机构(含社区卫生服务中心)表示将很少招收高职专科生进入检验科工作。因此,高职毕业生今后主要的就业去向是第三方检验所、生物制药公司、检验仪器试剂公司、基因诊断技术研究部和流通等用人单位,学院在制定医学检验技术专业的培养目标、课程结构、发展趋势都必须顺应社会需求,努力使培养目标与用人单位实际需求相接轨。
参考文献:
基金项目:郑州师范学院校级课题项目(项目批准号:2012076)。
分子生物学技术是我国综合、师范、医药、农林类院校生物专业必修的一门基础课,也是生命科学的带头前沿学科,课程地位十分重要。我校是一所师范类的本科院校,在生物技术与应用专业开设了分子生物学技术课程。本课程内容主要包括分子生物学技术的基础理论、基本技术以及当前分子生物学技术研究的前沿领域。了解或掌握分子生物学技术的基础理论、基本技术及其研究方法对高级人才的培养具有重要的现实意义。然而,分子生物学技术的理论知识抽象、有深度、内容多,而且教学时间短(54学时),教学效果往往不尽人意。如何利用有限的教学时间取得良好的教学效果,是教师们最关心的问题。作为一名分子生物学技术课程的老师,就我院学生的情况在分子生物学技术课程教学方面存在的问题及教学改革的思路及对策谈几点看法。
一、分子生物学技术课程特点及存在的问题
(一)分子生物学课程特点
分子生物学是在生物化学的基础上发展、向生命科学各个领域拓展而形成的,是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构、功能及其相互间作用规律的一门实践性很强的学科。随着这门学科的飞速发展,使人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘,由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界[1]。另外,近年来的诺贝尔医学和生理学奖绝大多数都颁给了分子生物学相关的研究领域,这表明了分子生物学在整个生命科学中的重要地位。
(二)分子生物学技术教学存在的问题
1.过分依赖现代化教学手段
分子生物学技术内容庞杂、抽象,较难理解,并且涉及大量的实验技术和操作,在有限的时间内让学生理解和掌握大量的知识和技术是很难的,导致教学效果很不理想。随着多媒体技术进入课堂,教学效果有明显提升。该技术可将抽象的、理论的东西形象化,将空间的、难以想象的内容具体化,还可以在课件中展示自然界的直观现象、模拟实验过程和再现研究过程,提高了学生学习的兴趣[2]。但这也很容易产生一些负面效果,一是教学过程中教师和学生交流及互动的环节减少;二是学生无法及时消化吸收大量的课堂信息。
2.理论与实验教学比例失调严重
分子生物学技术课程是一门实验技术类课程,在我国师范类高校中分子生物学技术课程实验课时普遍较低,特别是处于本科发展起步阶段的师范院校,实验能力的培养得不到重视,特别是我院开设的这门课程,理论内容在一学期内都很难讲授完,几乎没有时间安排学生实验,更不要说让学生系统的掌握一项分子生物学技术了。由于实验课时很有限,很难保证学生对基本实验技能的掌握,对理论内容的理解也是一知半解,囫囵吞枣,学生的学习兴趣与积极性逐渐丧失。
3.综合型和研究型实验缺乏
综合型实验是将某几个相关的实验内容结合,培养学生运用所学知识和技能进行综合分析、解决问题的能力;研究型实验是学生在教师的指导下分析和解决实际应用问题,培养学生解决问题的能力[3];而知识验证型实验主要是验证知识、帮助学生理解分子生物学技术基本理论和实验技能,仅能够对学生的动手能力以及固定的实验操作进行培训。目前,实验课程的教学以知识验证型实验为主,缺乏综合型、研究型实验,不利于培养学生自主思考、自主设计、自主解决问题等实验能力。
4.实验教学经费匮乏
学校每年都在扩招,我院每次上学生实验课实验室内人数都在25个左右,又由于实验经费很有限,而分子生物学技术实验用的仪器设备、实验耗材和试剂都比较昂贵,根本无法让每一位学生都进行实验操作。结果导致实验课上只有几个学生经常动手操作,其他大多数学生坐等结果,这种现象严重影响了学生对实验课的兴趣,不利于学生动手能力和创新能力的培养。
二、分子生物学技术课程实验能力培养目标
分子生物学技术是一门实践性很强的课程,学生通过学习该课程不仅应掌握重要的理论知识,而且应掌握一些实验技术,更重要的是具备解决实际应用问题的能力。这种能力的培养单靠理论教学无法完成,必须将实验教学纳为课程教学的重要组成部分。通过实验教学可以将理论和实际运用结合起来,使理论内容易于被学生理解和掌握,提高学生的动手实验能力、专业应用能力,逐步建立独立的科研和工作方法,为继续深造发展和将来工作奠定良好的基础。
分子生物学技术课程的教学不仅要注重培养学生深厚的专业知识,更要注重培养学生运用专业知识和技术解决实际问题的能力,因此,本课程建设必须紧密结合教学实践。学生综合能力的提高需要通过一系列的实验项目和课程设计分阶段完成,以基础理论、基本方法和基本操作为基础,循序渐进地构建分层次的能力,由浅入深地不断提高。
三、分子生物学技术教学改革的思路与对策
1.充实理论内容,采用互动式教学法
近年来,随着分子生物学技术的迅猛发展,新知识、新理论、新成果不断涌现,这就要求我们教师必须敏锐把握学科发展前沿并及时充实到教学内容中,使学生对分子生物学技术课程有一种开放和发展的心态[4]。另外,只有与人类自身密切相关的知识,才能引起学生更大的兴趣,才能变灌输为启发,同时也才能使该课程为社会科学发展发挥更大的作用。在授课过程中,适当增加一些与疾病发生原理、药物和保健品开发、个体发育、生殖健康、生产生活和生活质量等有关的分子生物学技术研究内容,让学生觉得这门抽象的课程与自己的生活息息相关。进而能提高学生的学习兴趣,激发学生学习的独立性。
更重要的是,在教学方式上可采取课堂讨论、提问的互动式教学方法,同时与讲授教材、新进展专题系列报告的传统教学方法相结合。课堂讨论与课堂提问的互动式教学可以将分子生物学技术理论内容分成几个部分,同时将学生分成相应的组,每组同学准备一部分的内容,也可以让每一位同学准备一章理论内容或者自己感兴趣的专题报告,并选择在课堂上向全体同学讲解该部分内容,其他同学就该部分内容提出问题,所提问题由该组同学回答,不能回答的问题下一次课回答,最后由教师解答疑问并总结。
2.增加实验课时数和教学经费,充实实验内容
增加实验课时数,是进行分子生物学技术实验教学改革的前提条件。分子生物学技术发展迅速,运用广泛,是生物技术类学生进行实验和科研的重要手段。就目前的课时数而言,根本无法满足分子生物学技术实验教学需要。增加课时数,一方面可以适当增加些基础性实验,让学生学会分子生物学技术常规仪器设备的使用、试剂的配制及一些基本的实验方法,例如:基因克隆涉及的核酸提取、PCR、凝胶电泳等;另一方面教师可根据自己科研项目引导学生设置一些探究性实验,让学生查阅文献资料,自拟实验方案,制定技术路线,对实验结果进行分析讨论,撰写实验研究报告,这样有助于学生科技创新实验活动和自主能动性的发挥。
但是,由于分子生物学技术实验所需仪器设备、耗材以及试剂都比较昂贵,目前的实验教学经费不足以满足让每一位学生都能进行实验操作的需求。在这种情况下,一要积极申请实验教学经费,使学校加大对实验教学经费的投入;二每次进行实验准备前,可以通知学生,让无课并且有兴趣的学生参与到实验准备工作中来,使学生既可以熟练掌握仪器使用及试剂配制,又可增强其责任感,使其在进行实验时,能更加珍惜实验仪器和试剂,认真做好实验。
3.科研课题和实验教学紧密结合
高校要进行教学改革、提高教学质量,科研是关键。将科研课题以及科研成果应用于实验教学,能帮助学生及时了解最新科研动态及科研成果,提高学生对科研的兴趣,为其今后的发展方向提供有价值的参考[5]。本院有多位教师承担着校级、省部级及国家级科研项目,可以让有科研课题的教师带领一部分学生做科研,使学生熟练掌握与分子生物学技术课程基本实验方法的同时,建立科研思维。这样,可以真正做到实验教学紧密联系科研,以科研促教学,使学生参与到科研中,既可以让学生了解实验的全过程,又可以发挥其主观能动性,掌握实验技巧以及实验以外的其它知识技能。
4.培养学生阅读文献的习惯
查阅有关分子生物学技术研究新进展的文献,通过对学生进行重点讲解,让学生感受理论知识在实际生活中的应用,同时,也培养学生阅读文献的能力,使其了解当今生命科学发展的进展和热点问题。向学生介绍分子生物学技术研究领域一些重要的期刊,比如英文的期刊Pubmed (http: / / ncbi.nlm.gov/pumbed),Science Direct电子期刊(http: / / sciencedirect. com),Wiley Inter Science电子期刊(http: / / interscience. wiley. com/ journal finder. html)等;还有一些中文的期刊:中国知网、维普中文期刊、万方数据库等,选择代表性的数据库给学生演示一下如何查文献,尤其是自己对某方面研究感兴趣的文献,给学生提供了一个搜集学习资料的手段。通过查阅相关的文献,仔细阅读并逐渐地提炼自己的想法,本身就是一个不断学习和创新的过程,对学生以后毕业论文和进行科学研究论文的写作都是非常有帮助的。
5.构建多元化的考核方式
教师对所讲授课程进行考核是衡量学生对知识内容掌握情况的一种基本方法。考核方式多种多样,但怎样的考核方式才能真正起到衡量学生对一门课程知识的掌握情况,是值得我们每位教师思考的问题。为了减少学生在学习过程中出现平时不努力,考前突击的情况,我们增大了平时成绩的比重(30%)。平时成绩由听讲、回答问题、作业、查阅文献资料的总结报告4个方面组成;由于平时成绩所占总评成绩比重较高,学生上课听讲大都认真专注,每次理论课后学生都按时复习课堂讲授重点并按时完成作业;实验的设置也增进了学生对分子生物学技术部分理论知识的理解,从近5年的考试成绩来看,学生对本课程要求必须掌握的理论知识考试成绩有较大提升,且对基本实验技术理解更加深入。
四、结语
分子生物学技术的快速发展对教师的理论和实验教学都提出了更高的要求,理论教学可以使学生具备基本的知识内容,实验教学可以更有效地提高学生的实践、探究和创新能力,因此加强分子生物学技术实验教学是培养学生扎实的生物技术技能的立足点。本文结合本校实际情况仅对分子生物学技术课程教学改革提出了一些观点和经验,如何顺应分子生物学技术飞速发展的需要,仍需我们教师在教学过程中不断地进行总结和思考。
参考文献:
[1]朱玉贤,李毅.现代分子生物学[M].2版.北京:高等教育出版社,2002:1-3.
[2]王玲,秦永燕.分子生物学课程教学改革探索[J].当代教育论坛,2008(4):99-100.
[3]邓磊,赵文吉,胡德勇.遥感课程实践教学模式探索与教改实践[J].科技创新导报,2012 NO.07,136-137.
(一)实施课堂演讲依托的是“输出式”知识获取理论
目前,我国高校的大部分课程均是单纯的“输入式”教学,而彻底缺失了“输出式”教学。教育家Swain的“输出理论(outputhypothesis)”认为:“输出”可大大提高学习者特别是语言学习者的学习意识,对提高学习者的交际能力起着不可替代的作用;事实上,成功的专业知识和二语习得既需要大量“可理解输入(comprehensiblein-put)”,又需要有效“可理解输出(comprehensibleout-put)”。对学生而言,在农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲正是一种专业知识和英语的双重“强迫性输出(pushedoutput)”,是一种以任务为导向将学生置于真实“输出”环境的“任务型教学”。在完成演讲任务中,学生须经过重构在分子生物学和英语两方面将陈述性知识转化为程序性知识,并以富于情感的演讲来实现分子和英语知识的同时强化。
(二)实施课堂演讲体现的是“研究型学习”理念
“研究型学习”是指学生在教师指导下以类似科研的方法获得知识。农业院校研究生分子生物学双语教学的目标之一就是要强化学生的研究能力,课堂演讲正是磨炼学生研究能力的有效方式。这是因为,课堂演讲过程包括选题、准备、演讲和评价等环节,学生应对每个环节时都可模拟研究来开展。在认定题目时,学生须客观评价自身的知识基础和未来研究需要,这类似于科研中的“选题”;在准备演讲稿时,学生须大量收集、快速甄别资料,这等同于科研中的“文献检索”与“立论”,该过程锤炼的总结与写作技巧还能有效运用到学生的论文写作中;在制作PPT和上台演讲时,学生须理清逻辑、谋篇布局、旁征博引,该过程等同于科研中的“结题汇报”或“论文答辩”。可见,课堂演讲的实施正是契合了研究生课程的“面向研究”的属性,体现的是“研究型学习”理念。
二、我国农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲的主要操作环节
(一)学生动员
在首次课中,教师一方面要向学生说明课程的设计理念,强调课堂演讲的实施是顺应时代的发展,以敦促学生感悟教师的良苦用心,积极应对;另一方面,要说明课堂演讲的实施方案和评价方式(见表1),规定每位学生都要演讲一次,成绩将被纳入其“形成性评价体系”,并占课程总成绩的40%,促使学生高度重视、严肃对待。实践发现,少数分子基础知识扎实、英语口语功底好的学生对课堂演讲的兴趣较高,但大部分学生因分子基础知识薄弱、英语口语能力低下而对演讲产生焦虑感,故动员环节的核心是消除这些学生的畏难情绪,鼓励其勇敢面对。
(二)演讲题目确定
演讲题目按“一人一题”的原则并根据分子生物学内容和学生水平确定。就学科内容而言,题目须立足学生的研究需要,以分子技术的基本操作、新进展为重点,同时兼顾基本概念,做到深与浅、经典与现代的和谐统一。就学生实际而言,首先须照顾学生的知识背景,如学生的分子基础知识极其薄弱,则为其设计基础性的题目,并推荐中文材料;如学生已拥有较扎实的分子基础知识,则鼓励其选择较尖端的新命题。其次,须考虑学生在研究生阶段甚至在就业后的研究方向,如学生在研究中将不涉及或很少涉及分子问题,则让其选择“入门”型的题目;如学生研究涉及大量分子手段,则让其与导师沟通,使所选题目能贴近其研究细节或就是其研究的关键环节,即让演讲成为该学生准备研究的有机组成部分。在长期教学中,笔者已建成了课堂演讲的“题目库”,供每轮教学更新、使用。
(三)演讲PPT制作与审定
学生须提前准备好演讲PPT。演讲内容应紧扣题目,支撑材料可来自指定的原版教材、国际分子生物学相关网站或英语期刊。内容的组织应重点突出、结构严谨、逻辑清晰。PPT须用全英语完成,并讲究科技论文写作的规范和专业词汇翻译的准确度。PPT应长短适宜,背景美观,字体、字号恰当,图、表和视频等精美、合适。学生演讲前,教师及时审阅其PPT,指导其在分子内容和英语运用方面进行反复推敲,特别是要杜绝抄袭与剽窃现象。
(四)正式演讲前的演习
在正式演讲前,教师指导学生利用宿舍、实验室或自习室等场合反复演习,以熟悉PPT、控制时限、推敲演讲中构思与布局的科学性,并设计必要的肢体语言。教师可提供经典英语演讲稿供学生欣赏,让其领略英语演讲中的换气、连续、重音和停顿等用声特征。
(五)“上台”演讲
在规定时间,学生上讲台在10-15min内完成演讲,并预留提问时间1-2min,演讲顺序可按学生学号也可由学生自主决定。学生演讲时须先说或读英语,再汉译关键词或句。教师负责为学生营造一个宽松而庄严的环境,要求学生郑重进入演讲状态,并敦促其他学生尊重演讲者;学生演讲结束后,教师随机请学生对演讲者进行点评或提问。在学生演讲过程中,教师要宽容对待其失误或错误,及时给予总结或鼓励。条件允许时,教师可对演讲过程进行录音或录像,再在课堂上回放点评,这样可大大增加课堂的趣味性与互动效果。
(六)成绩评定与期末试题设计
演讲结束后,教师参考学生对演讲者的点评对演讲者进行评分(表1)。同时,教师在演讲结束后的提问时段,从演讲内容中快速精选部分知识点设计为期末考试题,并当场对全体学生说明,即本课程的期末考题全部来自学生的演讲内容,每个学生的演讲内容都有可能出现在期末试卷中,这样一来每轮课的期末试题均不同,可杜绝“师弟”、“师妹”向“师兄”、“师姐”打探期末考题、弄虚作假应对考试的弊端,从而促使全体学生专心听每一个演讲者的演讲,积极应对期末考试。
三、我国农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲的主要意义
(一)有助于强化研究生的分子生物学知识和综合运用英语的能力
农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲可从“源头”强化学生的分子知识。在学生为演讲做准备的过程中,教师引导学生熟悉国际上分子生物学的主要网站、著名期刊和经典名著,学生从中积累了大量的分子生物学专业词汇。随着阅读量的扩大,学生将逐步掌握分子基础知识、技术方法的英语表达方式,以实现对分子理论和技术的准确认知。同时,学生可熟悉部分分子生物学英语期刊的办刊宗旨和收录范围,从而为今后的英语打下初步基础。另一方面,实施课堂演讲可大大提升学生综合运用英语的能力。课堂演讲实施中,英语文献检索与阅读、英语科技论文的写作和英语口语演练等环节可系统地促使学生自主强化其综合运用英语的能力,教师则引导学生感悟英语的遣词造句、基本语法和科技论文惯用语等诸多细节,使学生运用英语时在词、句、段和篇各层次均力求地道,从而提高英语思维、锤炼英语思辨能力。其中,“上台演讲”环节可在近似正式交流的层次为学生创造说、讲、读和听英语的宝贵平台,可有效帮助学生在英语运用中认识到地道、优美语音语调的魅力和连贯、流畅表达的重要性。
(二)有助于强化研究生的心理素质
农业院校的研究生因英语较差而对演讲产生严重的畏难情绪,但仍被分子生物学双语教学中的课堂演讲“逼”上讲台。教师应正视学生的焦虑情绪,依托完善的演讲内容准备和基本演讲技能指导来帮助学生消除理解恐惧,调整期望值,临场时冷静、自制。实践证明,学生按平等机会轮流上台能有效帮助学生克服怯场心理,后上台者越发镇定自若,台下的提问者也逐渐活跃,在这种充满善意、激情的氛围中,学生运用英语的兴趣被激发,在公众场合展示自我的勇气得以增强,害羞、怯场等不良心理逐渐被克服。
(三)有助于强化研究生以信息收集与甄别为核心的思辨能力
我国长期的“填鸭式”教学使学生思辨能力低下,面对海量信息时,学生们往往无所适从。研究生参与课堂演讲时尝试以语言综合认知和运用为基础的跨文化交际,在应对演讲的各环节时都须调动、运用分析、综合、判断和推理等思辨能力。其中,学生浏览网站和阅读国内外参考文献时,须做到广泛涉猎、海量收集和快速甄别。面对庞大的信息群时,学生须以评判性思维、紧扣自身目标来辨析信息与目标的“关联度”,在有限的时空内快速决定材料的取舍和“取”的程度,该过程与科研项目申报中的立论依据梳理和研究假说凝练过程极其相似。可见,课堂演讲可培养学生良好的以信息收集与甄别为核心的思辨能力,这对学生研究工作的开展具有特别重要的意义。
[中图分类号] G643 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)11-0086-04
近年来,我国各行业日益与国际接轨,迫切需要既精通专业知识又能良好运用外语的高素质人才。研究生的外语运用能力是衡量我国研究生培养是否满足社会需求的标准之一。英语早已是全球语言,我国高校部分研究生专业课程实施汉英双语教学(Chinese-English bilingual teaching)正是高校研究生教育致力于培养具有国际视野的高层次人才的重要举措之一。
分子生物学是现代生命科学中发展最快的前沿学科之一,其理论和技术几乎已渗透到农业的所有领域。因此,在我国农业院校,分子生物学被设计为“生物化学与分子生物学”、“植物学”和“作物遗传育种”等众多学科点的基础课或学位课之一。然而,分子生物学内容多、抽象性强、进展飞速,加上国内高校尤其是农业院校的分子生物学在教学与科研方面均与美、英等发达国家的存在较大差距,这决定了国内师生只有借助英语才能迅捷、精确地掌握该学科知识,追踪其最新进展。因此,我国部分农业院校将研究生的分子生物学设计为汉英双语教学,以帮助学生借助英语更好地掌握分子生物学知识,同时提升学生的英语运用能力。
但是,与国内综合性大学相比,农业院校研究生的生源质量较差,一方面,学生的分子生物学知识薄弱,部分学生以前没学过分子生物学或生化知识,个别跨专业的学生甚至缺乏生物学常识;另一方面,学生的英语基础偏弱,“哑巴英语”是普遍现象。这样一来,农业院校实施研究生分子生物学汉英双语教学面临巨大困难,学生对该课充满期待却又焦虑不堪。因此,如何帮助学生接纳该课程是教师亟须解决的难题。笔者在多年教学中初步证实,“课堂演讲(class presentation)”是实现分子生物学汉英双语课教学目标的有效方法之一。
课堂演讲在国内外高校中均是一个历久弥新的命题。演讲是讲话人处于中心地位在听众面前就某问题发表意见或阐述某事理的交际活动;狭义的课堂演讲是指学生在课堂上就某话题陈述看法、观点。在当今社会,口才是人才的必备素质之一,演讲课是国外许多大学必开的一门课。早在1642年,哈佛大学就将演讲作为必修内容训练学生;在当代美国高校,演讲课被作为通识教育的必修科目,具有不可撼动的地位。在我国,最早为英语专业学生开设演讲辩论课的是北京大学。但是,课堂演讲在我国农业院校研究生的分子生物学汉英双语教学中的系统实践却迄今未见报道。
笔者针对我国农业院校研究生分子生物学双语教学举步维艰、效果欠佳的现状,结合多年教学实践,探讨了将学生课堂演讲引入研究生分子生物学双语教学的主要理论基础、操作环节和实践效果,旨在为我国农业院校研究生分子生物学双语教学的效果优化提供参考。
一、我国农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲的主要理论基础
(一)实施课堂演讲依托的是“输出式”知识获取理论
目前,我国高校的大部分课程均是单纯的“输入式”教学,而彻底缺失了“输出式”教学。教育家Swain的“输出理论(output hypothesis)”认为:“输出”可大大提高学习者特别是语言学习者的学习意识,对提高学习者的交际能力起着不可替代的作用;事实上,成功的专业知识和二语习得既需要大量“可理解输入(comprehensible in?鄄put)”,又需要有效“可理解输出(comprehensible out?鄄put)”。对学生而言,在农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲正是一种专业知识和英语的双重“强迫性输出(pushed output)”,是一种以任务为导向将学生置于真实“输出”环境的“任务型教学”。在完成演讲任务中,学生须经过重构在分子生物学和英语两方面将陈述性知识转化为程序性知识,并以富于情感的演讲来实现分子和英语知识的同时强化。
(二)实施课堂演讲体现的是“研究型学习”理念
“研究型学习”是指学生在教师指导下以类似科研的方法获得知识。农业院校研究生分子生物学双语教学的目标之一就是要强化学生的研究能力,课堂演讲正是磨炼学生研究能力的有效方式。这是因为,课堂演讲过程包括选题、准备、演讲和评价等环节,学生应对每个环节时都可模拟研究来开展。在认定题目时,学生须客观评价自身的知识基础和未来研究需要,这类似于科研中的“选题”;在准备演讲稿时,学生须大量收集、快速甄别资料,这等同于科研中的“文献检索”与“立论”,该过程锤炼的总结与写作技巧还能有效运用到学生的论文写作中;在制作PPT和上台演讲时,学生须理清逻辑、谋篇布局、旁征博引,该过程等同于科研中的“结题汇报”或“论文答辩”。可见,课堂演讲的实施正是契合了研究生课程的“面向研究”的属性,体现的是“研究型学习”理念。
二、我国农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲的主要操作环节
(一)学生动员
在首次课中,教师一方面要向学生说明课程的设计理念,强调课堂演讲的实施是顺应时代的发展,以敦促学生感悟教师的良苦用心,积极应对;另一方面,要说明课堂演讲的实施方案和评价方式(见表1),规定每位学生都要演讲一次,成绩将被纳入其“形成性评价体系”,并占课程总成绩的40%,促使学生高度重视、严肃对待。实践发现,少数分子基础知识扎实、英语口语功底好的学生对课堂演讲的兴趣较高,但大部分学生因分子基础知识薄弱、英语口语能力低下而对演讲产生焦虑感,故动员环节的核心是消除这些学生的畏难情绪,鼓励其勇敢面对。
表1 研究生分子生物学双语教学中课堂演讲的评分体系
■
(二)演讲题目确定
演讲题目按“一人一题”的原则并根据分子生物学内容和学生水平确定。就学科内容而言,题目须立足学生的研究需要,以分子技术的基本操作、新进展为重点,同时兼顾基本概念,做到深与浅、经典与现代的和谐统一。就学生实际而言,首先须照顾学生的知识背景,如学生的分子基础知识极其薄弱,则为其设计基础性的题目,并推荐中文材料;如学生已拥有较扎实的分子基础知识,则鼓励其选择较尖端的新命题。其次,须考虑学生在研究生阶段甚至在就业后的研究方向,如学生在研究中将不涉及或很少涉及分子问题,则让其选择“入门”型的题目;如学生研究涉及大量分子手段,则让其与导师沟通,使所选题目能贴近其研究细节或就是其研究的关键环节,即让演讲成为该学生准备研究的有机组成部分。在长期教学中,笔者已建成了课堂演讲的“题目库”,供每轮教学更新、使用。
(三)演讲PPT制作与审定
学生须提前准备好演讲PPT。演讲内容应紧扣题目,支撑材料可来自指定的原版教材、国际分子生物学相关网站或英语期刊。内容的组织应重点突出、结构严谨、逻辑清晰。PPT须用全英语完成,并讲究科技论文写作的规范和专业词汇翻译的准确度。PPT应长短适宜,背景美观,字体、字号恰当,图、表和视频等精美、合适。学生演讲前,教师及时审阅其PPT,指导其在分子内容和英语运用方面进行反复推敲,特别是要杜绝抄袭与剽窃现象。
(四)正式演讲前的演习
在正式演讲前,教师指导学生利用宿舍、实验室或自习室等场合反复演习,以熟悉PPT、控制时限、推敲演讲中构思与布局的科学性,并设计必要的肢体语言。教师可提供经典英语演讲稿供学生欣赏,让其领略英语演讲中的换气、连续、重音和停顿等用声特征。
(五)“上台”演讲
在规定时间,学生上讲台在10-15min内完成演讲,并预留提问时间1-2min,演讲顺序可按学生学号也可由学生自主决定。学生演讲时须先说或读英语,再汉译关键词或句。教师负责为学生营造一个宽松而庄严的环境,要求学生郑重进入演讲状态,并敦促其他学生尊重演讲者;学生演讲结束后,教师随机请学生对演讲者进行点评或提问。在学生演讲过程中,教师要宽容对待其失误或错误,及时给予总结或鼓励。条件允许时,教师可对演讲过程进行录音或录像,再在课堂上回放点评,这样可大大增加课堂的趣味性与互动效果。
(六)成绩评定与期末试题设计
演讲结束后,教师参考学生对演讲者的点评对演讲者进行评分(表1)。同时,教师在演讲结束后的提问时段,从演讲内容中快速精选部分知识点设计为期末考试题,并当场对全体学生说明,即本课程的期末考题全部来自学生的演讲内容,每个学生的演讲内容都有可能出现在期末试卷中,这样一来每轮课的期末试题均不同,可杜绝“师弟”、“师妹”向“师兄”、“师姐”打探期末考题、弄虚作假应对考试的弊端,从而促使全体学生专心听每一个演讲者的演讲,积极应对期末考试。
三、我国农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲的主要意义
(一)有助于强化研究生的分子生物学知识和综合运用英语的能力
农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲可从“源头”强化学生的分子知识。在学生为演讲做准备的过程中,教师引导学生熟悉国际上分子生物学的主要网站、著名期刊和经典名著,学生从中积累了大量的分子生物学专业词汇。随着阅读量的扩大,学生将逐步掌握分子基础知识、技术方法的英语表达方式,以实现对分子理论和技术的准确认知。同时,学生可熟悉部分分子生物学英语期刊的办刊宗旨和收录范围,从而为今后的英语打下初步基础。
另一方面,实施课堂演讲可大大提升学生综合运用英语的能力。课堂演讲实施中,英语文献检索与阅读、英语科技论文的写作和英语口语演练等环节可系统地促使学生自主强化其综合运用英语的能力,教师则引导学生感悟英语的遣词造句、基本语法和科技论文惯用语等诸多细节,使学生运用英语时在词、句、段和篇各层次均力求地道,从而提高英语思维、锤炼英语思辨能力。其中,“上台演讲”环节可在近似正式交流的层次为学生创造说、讲、读和听英语的宝贵平台,可有效帮助学生在英语运用中认识到地道、优美语音语调的魅力和连贯、流畅表达的重要性。
(二)有助于强化研究生的心理素质
农业院校的研究生因英语较差而对演讲产生严重的畏难情绪,但仍被分子生物学双语教学中的课堂演讲“逼”上讲台。教师应正视学生的焦虑情绪,依托完善的演讲内容准备和基本演讲技能指导来帮助学生消除理解恐惧,调整期望值,临场时冷静、自制。实践证明,学生按平等机会轮流上台能有效帮助学生克服怯场心理,后上台者越发镇定自若,台下的提问者也逐渐活跃,在这种充满善意、激情的氛围中,学生运用英语的兴趣被激发,在公众场合展示自我的勇气得以增强,害羞、怯场等不良心理逐渐被克服。
(三)有助于强化研究生以信息收集与甄别为核心的思辨能力
我国长期的“填鸭式”教学使学生思辨能力低下,面对海量信息时,学生们往往无所适从。研究生参与课堂演讲时尝试以语言综合认知和运用为基础的跨文化交际,在应对演讲的各环节时都须调动、运用分析、综合、判断和推理等思辨能力。其中,学生浏览网站和阅读国内外参考文献时,须做到广泛涉猎、海量收集和快速甄别。面对庞大的信息群时,学生须以评判性思维、紧扣自身目标来辨析信息与目标的“关联度”,在有限的时空内快速决定材料的取舍和“取”的程度,该过程与科研项目申报中的立论依据梳理和研究假说凝练过程极其相似。可见,课堂演讲可培养学生良好的以信息收集与甄别为核心的思辨能力,这对学生研究工作的开展具有特别重要的意义。
四、结束语
我国农业院校研究生分子生物学双语教学中实施课堂演讲并非致力于把学生培养成演说家,而是将课堂演讲作为手段实现学生分子知识水平提升和英语运用能力强化双重目标。[3] [28]实施课堂演讲运用的是“输出式”知识获取理论,体现的是“研究型学习”理念,具体包括学生动员、演讲题目确定、演讲PPT制作与审定、正式演讲前的演习、“上台”演讲和成绩评定与期末试题设计六个环节。实践证明,课堂演讲有助于强化研究生的分子知识和英语综合运用能力、心理素质和以信息收集与甄别为核心的思辨能力。
同时,实施课堂演讲对教师在分子知识、英语能力和工作量等方面提出了新的挑战。教师须时时紧跟分子生物学的发展才能引导学生实现对该学科的即时了解。教师组织课堂演讲既要立足于对普通英语演讲的充分了解,又要从英语学术报告的角度强调课堂演讲的科学性。此外,教师在演讲的各环节都要密切关注、精心组织学生,还需统筹教学任务的圆满完成,故必然付出更多的精力和时间。
[ 注 释 ]
[1] 李春茂,巫跃凤,刘玉.中国高校双语教学的进展研究[J].高校教育管理,2007(5).
[2] 彭月兰.关于普通高校双语教学若干问题的探讨[J].山西财经大学学报(高等教育版),2007(4).
[3] 赵昶灵,萧凤回.农业院校研究生分子生物学双语教学模式与方法探讨[J].云南农业大学学报(社会科学版),2008(2).
[4] 毕丽娟.英语课堂嵌入演讲与学生语言能力的培养――通过英语课堂演讲点击学生的创新思维[J].考试周刊,2009(32).
[5] 宋平锋.高级英语教学中的课堂演讲与研究性学习活动探讨[J].新余学院学报,2013(4).
[6] 顾曰国.西方古典修辞学和西方新修辞学 [J].外语教学与研究,1990(2):13-25.
[7] 孙立恒.美国演讲教育的历史、现状与趋势[J].教育研究,2013(12):136-143.
[8] 许国璋.《中国英语教学史》――一部考订详实的教育史[J].外语教学与研究,1989(2):52-56.
[9] 赵昶灵,萧凤回.农业院校硕士生分子生物学双语教学学生评价体系的探讨[J].云南农业大学学报(社会科学版),2008(5):93-99.
[10] Swain M. Communicative Competence:Some Roles of Comprehensible Input and Comprehensible Output in Its development[A].In:Gass S,Madden C(eds).Input in Second Language Acquisition.Newbury House,1985.
[11] Swain M. Three functions of output in second language learning[A].In:Cook C,Seidlhofer B(eds).Principles and Practice in Applied Linguistics[C].Oxford:Oxford Univer?鄄sity Press,1995.
[12] Henson KT, Eller BF. Educational Psychology for Effective Teaching[M].Beijing:Foreign Language Teaching and Re?鄄search Press,2005:61.
[13] 李振国.演讲嵌入大学英语课堂的可行性――以贵州师范学院为例[J].贵州师范学院学报,2014(5):71-73.
[14] 张民和.英语演讲 [M].北京:机械工业出版社,2006.
[15] 肖娜,洪克强.解读研究性学习的本质[J].教育探索,2005(5):20-21.
[16] 刘毓容.试论英语演讲在大学英语课堂教学中的应用[J].企业家天地,2009(2月中旬刊):84-85.
[17] 嵇志梅.在大学英语课堂中融入英语演讲教学 [J].科教文汇,2009(3,上旬刊):157-159.
[18] 胡旭东,王晓玲,叶杰,等.中医药博士分子生物学进展课程中专题讨论法的应用[J].基础医学教育,2013(2):117-119.
[19] 赵昶灵,李孙文.农业院校硕士生分子生物学双语教学中原版教材的使用[J].高教论坛,2009(10):71-75.
[20] 郭明雅.演讲教学在英语课堂中的设计[J].文学界(理论版),2012(2):95-96.
[21] 方凌云.在大学英语口语课堂中融入英语演讲教学的实训模式研究[J].英语广场(学术研究),2013(8):104.
[22] 任惠平.大学英语教学的语言感知环境研究 [J].中国电力教育,2013(7):233-234.
[23] 吕清娴,何木英.课堂演讲与提高大学生口语能力的探析[J].怀化学院学报,2008(2):174-175.
[24] 常燕,赵琳琳,胡继岳.硕士生英语口语教学实践与调研分析[J].医学教育探索,2010(2):272-275.
[25] 宋玉军,左江南.汉英互依――阶段互动模式在生物无机化学双语教学中的应用研究[J].大学教育,2013(8):83-85.
[关键词] 生物化学;论文质量;医学院校研究生
[中图分类号] G642[文献标识码] C [文章编号]1673-7210(2011)08(a)-119-02
Study on the degree thesis quality of biochemistry and molecular biology students in medical couege
FU Xinhua, YANG Xiaoyun, WANG Shouxun*
Department of Biochemistry and Molecular Biology, Weifang Medical College, Shandong Province, Weifang 261053, China
[Abstract] Training graduate students of biochemistry and molecular biology have an important station in biochemistry development. We reflected the practice of biochemistry and molecular biology training in medical graduate students to improve the quality of thesis.
[Key words] Biochemistry; Thesis quality; Medical graduate student
当前我国社会竞争日趋激烈,从而加大了对高学历、高素质人才的需求,高校招生规模的年平均增长率是26.9%。在此形势下,如何调整研究生的培养目标和教育模式,已成为各大高校研究生教育需要解决的当务之急,因此探讨研究生培养目标和教育模式具有重要意义。
医学生物化学与分子生物学研究生的培养和教育是造就高层次人才的渠道之一,如何加强对医学研究生培养全过程的质量监控,保证培养质量,是目前高校值得研究的重要课题。其中,建立医学院校生物化学与分子生物学研究生教学督导制度及对研究生学位论文进行质量监控,是保障培养质量的有效途径[1-2]。
1 我校生物化学与分子生物学研究生培养存在的问题
当前我校生物化学与分子生物学专业研究生实际培养工作中,存在一些问题,主要表现在:
1.1 对研究生培养环节的监控不到位
长期以来,研究生培养多注重对结果的评价,以研究成果、毕业论文和就业状况等来衡量研究生培养的优劣,而对研究生培养过程的监管不足。
1.2 导师对研究生培养过程的指导投入不足
随着研究生招生规模的扩大,每位导师指导的学生数量增多,导师整体负荷增大,师生间的直接互动减少,加之导师工作忙,事务多,时间和精力投入都难以到位,以致出现一些研究生培养“放羊”现象,如课题未经论证、开题报告时间滞后、毕业论文答辩匆忙等,从而制约了研究生的培养质量。
1.3 研究生学位论文质量有下滑趋势
招生规模扩大以后,导师压力增大,难以保证每个学生高质量的完成学位论文,造成同年毕业的研究生论文质量良莠不齐。
2 提高医学院校生物化学与分子生物学研究生学位论文质量的几点思考
研究生阶段的教育重在培养学生的科研能力,而学位论文能全面衡量研究生的综合水平。其中,论文选题和开题的严格把关是学位论文质量管理的一个重要方面,对保证和提高学位论文质量至关重要[3-4]。本文分析了医学院校生物化学与分子生物学硕士学位论文各环节存在的问题,提出了加强其质量监控的具体措施。
2.1 美国研究生教育模式
美国研究生教育在世界研究生教育中占重要地位,19世纪以来,美国以培养大学教师和高水平研究人才为研究生教育目标。研究生教育便担负起培养各学科高级研究人才的任务。从20世纪70年代至今,美国研究生的教育质量不断提高,美国研究生教育始终保持较高的整体质量、宏观质量和体系质量[3]。
目前美国研究生教育的评估力量主要来源于社会和高校自身,且以社会评估为主。内部评估遵循“宽进严出”的原则,从招生、课程学习、科学研究、中期考核、考试、论文写作、答辩等方面进行质量控制[4]。美国通常采用高校(系、科)评分的方法评价高校质量,通过评价高等院校的实际办学水平及在大学群与社会中的相对地位来促进其质量提升。培养过程有规范性要求,并严格按计划和程序实行淘汰[5]。
2.2 提高我国医学院校生物化学与分子生物学研究生论文质量的建议
根据我国的研究生培养目标,研究生应当具备从事科学研究和独立承担专门技术工作的能力。研究生教育规模迅速扩大,质量问题日益凸显,引起教育界及社会各界的关注[6]。质量管理系统的功能是对高校研究生培养质量保障系统的具体组织与执行,它直接决定了研究生培养质量保障系统功能的发挥。
2.2.1 研究生培养中期考核培养过程的督导包括导师遴选、培养条件、培养方案、课程设置等的监督、检查,重点是中期考核。实施中期考核是研究生培养过程的重要环节,中期考核未达标者,可给予一定形式的警示,令其限期达标。
2.2.2 对生物化学与分子生物学培养方案与研究生培养计划的审查与督导审查与督查是督导工作的重点。一方面对其培养方案进行审查,另一方面查阅所选学位点的研究生培养计划,重点审查其培养目标是否合适,课程设置与安排是否合理等。
2.2.3 加强教学与管理研究生部加强学籍管理、宏观管理、质量检查与评估等工作,全面监督课程设置、教学实施、成绩考核、论文评审、学位答辩等工作。
2.2.4 学位论文质量监控是重中之重学位论文监控包括开题报告、论文把关、质量评定、论文质量等级及学位授予。督导的重点是检查毕业论文质量,进一步完善论文“盲审”制度能更好地确保毕业论文质量。①开题报告质量监控:开题报告是提高论文质量的重要环节。开题报告重点检查文献是否满足论文课题的要求、有无书面报告书等。中期的学术报告或阶段总结重点检查论文进展情况、后期计划、存在问题及指导小组人员的评议意见,以促进论文质量的提高。②学位论文质量监控:研究生学位论文水平是评估研究生质量的重要指标之一,必须加强对研究生学位论文的质量监控与督导。学位论文的质量监控重点是检查论文质量,协助研究生部对论文进行质量抽查,将该部分论文送予外校专家进行双盲审查,查阅专家评审意见,并参加论文答辩会,提出意见,供导师、管理部门参考和质量抽查,从而保证论文质量。
2.2.5 开展对生物化学与分子生物学导师的督导工作着重从研究生的课堂、教学、文献综述、开题报告、论文中期检查、学术活动、学术交流、学位论文质量与论文答辩等方面对导师工作进行督导检查。
本文通过对生物化学与分子生物学专业研究生培养过程存在问题的分析,围绕加强研究生培养过程管理、全面提高研究生培养质量,从控制的重点、手段和主体等方面提出了进一步实施研究生培养质量监督控制的相关措施,以期对研究生培养工作有所裨益。
[参考文献]
[1]沈岚,刘新平,药立波.研究生分子生物学实验教学的几点体会[J].山西医科大学学报,2008,10(6):701-702.
[2]蒲云,代宁,王永杰,等.谈创造性拔尖人才成长规律-全国优秀博士学位论文作者调查启示[J].西南交通大学学报,2006,(4):12-15.
[3]郭岩,刘爱华.优化研究生课程评价,保障培养质量[J].高教研究,2005, 29:48-49.
[4]王则温,章丽萍,张君.提高博士生培养质量的关键是建设高水平学科[J].学位与研究生教育,2002,(11):29-31.
[5]汤磊.医学硕士生课程教学质量评价模型实证研究[J].医学教育探索,2004,3(1):47.
1理论教学
1.1多媒体和网络资源结合教学,提高教学效率
分子生药学是生药学与分子生物学交叉融合的学科,其研究内容包括中药的分子鉴定、药用植物有效成分的生物合成与调控机制及药用植物的转基因与分子育种等领域所取得的最新成果和所涉及的理论知识[3]。分子生药学是现代分子生物学技术与传统生药学的有机融合,在进行分子生物学理论教学时会有较多重要的专业性概论,如果仅仅通过传统的教学模式以书本为中心,单向灌输,是很难让学生有生动而深刻地理解。在多媒体已成为大学课堂教学的基本配件设备和网络资源十分丰富的情况下,利用多媒体和网络资源相结合进行分子生药学理论教学,无疑可以大程度上提高学生的积极性和主动性。多媒体不仅可以展示文字和图片等信息,更可以通过音频和视频等感官刺激引起学生的注意力,提高教学效率。如在介绍《分子生物学》中药用植物功能基因组学研究的内容时,可以通过多媒体播放石斛等一些药用植物的取样、保存及进行全基因组测序的讲解视频和资料,例如2020年安徽省皖西学院主导完成了药食同用的植物霍山石斛(DendrobiumHuoshanense)的全基因组测序,为明确霍山石斛的神奇功效、挖掘其功能基因提供有力基因序列支持,通过相关视频的介绍,可以向学生清晰生动的展示如何利用分子生药学技术解决在实际中解决问题。此外还可通过多媒体链接网络资源,可进一步向学生展示和推荐学习资源,如美国国立生物技术信息中心(ncbi.nlm.nih.gov),药用植物组学数据库(herbalplant.ynau.edu.cn)和中草药数据库(pewiki.net/herbs-data)等网站和学台,使学生可以了解分子生药学相关领域的最新研究进展和前沿技术,拓展学生在该领域的视野,有利于培养学生自主学习能力,在此基础上使教学效率得到有效提高。
1.2引入类比,使复杂问题简单化
类比法是比较研究对象的貌异质同的思维方式,是一种非常重要的逻辑推理方法,由于分子生药学中的道地药材中存在着相似的规律和显著的差别。在教学过程中可以利用类比的方法进行讲解,通过引入类比,将道地药材的异同点进行总结和分类,把复杂问题简单化。在介绍《分子生药学》中,药用植物有效成分的生物合成一章的内容时,在教学上可以引入类比,使学生更容易理解和记忆相关的知识点。如药材麻黄和桂皮功能上异同点是都具有发汗解表的功效,都可用于风寒表证。但二者不同的是麻黄,以宣散为主,发汗力强,适用于外感风寒,恶寒无汗的表实证,适用于肺气壅揭之咳喘证及水肿。桂枝,以温通为主,发汗力较缓,外感风寒,无论有汗的表虚证和无汗的表实证均可用。常用治寒凝血滞诸痛证,痰饮,心悸脉结代等证[4-5]。通过引入类比,可以让学生对知识点留下深刻的印象,有利于学生的理解记忆。此外,在分子生药学教学中可将复杂的药用植物合成途径与简单的模式植物的合成途径进行类比。由于模式植物研究的比较深入,相关的知识点和合成途径比较清楚,二者类比之下,可以形成先易后难得过渡,使比较复杂的,难理解的问题简单化。有利于学生的理解和探索,可以激发学生的主动性和积极性,从而使教学效率得到提高。
1.3文献解读,扩大学生视野
书本教材是依据课程标准编制的、系统反映学科内容的教学用书。所包含的知识往往是对前人研究的总结,其中的经典理论和原理是在不同时期经过反复验证仍然成立的,具有较强的教学和教育性质。但是随着科技的发展,分子生物技术是不断更新和进步的,仅依靠书本教材的讲授,有时候会忽略相关领域最新研究进展和发现。而在当今世界,很多领域的最新研究成果和技术原理,大多时候都会以论文形式发表于各类期刊,以此提高作者在相关领域的知名度。所以,很多学术期刊、论文里包含的知识点、技术和方法等,较课本教材在时间上具有前瞻性。通过在课堂上适宜的引入文献解读,有助于扩大学生在该领域的视野。此外,把文献里作者的研究思路、设计以及运用的技术原理与课本教材上的进行对比,不仅可以加深学生对相应知识点的理解,还可以激发学生的创作力,拓展学生的思维模式,进而激发学生的主观能动性,从而使教学效率得到提高。
2实验教学
2.1设置课前思考题,“预热”实验内容
分子生药学的实验是教学过程中的重要坏节,它是把课堂教学中所获得的理论知识加以验证和巩固,并结合课堂讲授而进行的教学活动。通过对实验中实物的观察、辨别和验证,从而使学生将所学的理论知识和实践联系起来,建立一个既与理论课有一定互补作用,又具有相对独立性的实验体系[6]。但是,实验教学又不同于理论课教学,它要求学生对实验目的、实验原理及仪器设备等实验装置都要有充分的认识。这些内容仅靠老师在实验课前的讲授是难以达到良好的效果的。通过设置课前思考题,在实验课之前必须看完有关的实验讲义。在实验课之前,完成所设置的课前思考题,并按要求写出预习报告。课前思考题的完成,将有助于学生对实验原理的掌握,对将要进行的实验内容起到“预热”的效果。因此通过思考题和实验预习报告不仅能提高教师实验课的效率,还能加深学生对理论课内容的理解,增强学生们做实验的积极性,有利于培养学生的独立思考、综合分析能力,科学思维能力和创新意识。
2.2任务分解,激发学生的协作能力
实验教学中,往往需要将学生分成几个小组来进行,这也是对学生相互协助能力的培养。但是在传统的实验教学下,多名同学围绕一个实验内容展开,难以调动所有同学的积极性和主动性,预期的实验教学效果往往并不是特别理想。但通过将实验内容进行分解,使之形成多个小的任务目标,将其分配到每个小组成员,各成员之间围绕这任务目标存在紧密的联系。如在《分子生药学实验》中的分子鉴定实验部分,可将其拆分为三个小的实验任务:(1)药材DNA的提取,(2)DNA的验证和(3)PCR扩增等3个小任务。每个小组成员负责一个小任务,这些任务彼此之间存在相互依赖和先后顺序的关系。如DNA的验证需要在药材DNA的提取基础上,PCR扩增则需要在药材DNA的提取和DNA的验证的基础上。这样对实验任务进行分解不仅可以在实验教学中极大地调动学生完成实验的积极性,还可以激发学生的团队协作能力。通过对实验内容的设计,形成任务驱动的模式,可以极大地调动每位学生的积极性和主动性,有利于均衡的培养学动手能力和协助能力。
2.3结合认识实习,深化理论知识
认识实习是教学计划的重要组成部分,也是培养学生运用新技术新方法解决实际问题的第二课堂。因此通过合理安排学生参加认识实习,一方面可以提高学生的感性认识,另一方面可在认识实习过程中,将学校获得的知识在生产实践中进行验证,反向检测书本上理论的准确性。将在学校所获得的知识与生产实践融合,进而加强、深化已经学过的理论知识,整体提高对知识的综合运用能力,并激发自己发现问题和解决问题的潜力。通常为了更好地突出教育教学的性质,学校开设的分子生药学实验课程,多数是属于验证性教学实验,实验结果属于已知状态。而生产实践和科学研究中很多属于未知状态,通过合理安排实习,可以更好了解学校教学、社会生产和科学研究之间的差别与联系。为学生将来能更好的融入社会做好充足的准备和理性的认识。此外,认识实习也是培养学生了解和融入社会的一个过渡阶段,通过结合认识实习,深化理论知识,有助于学生了解相关领域发展的方向和趋势,找准自己未来发展的方向,达到学有所用,回报社会的目的。
3结语
分子生药学作为新兴学科,是融合了分子生物学和生药学的交叉学科,随着分子生药学学科的不断发展,其研究方向、技术水平、理论思想和学术影响都得到了专家和学者的广泛认可。特别是在生物合成途径解析以及合成生物学方面发挥了越来越重要的作用,比如著名的青蒿素、止痛的阿片类药物、紫杉醇等都离不开分子生药学理论和实验技术的支撑[7-9]。因其着眼于现代科技发展的前沿,分子生药学科的发展具有强劲的动力和巨大的空间。但是,分子生药学尚处在发展阶段,在教授过程中对学生的专业基础要求较高,因此需要高度重视分子生药学课程建设和教学方法的改革。而教学方法对提高学生对课程的兴趣和教学效率有着至关重要的作用。在教学方法上要注重强化理论与实践紧密结合,做到学生学习目标明确,深入浅出,学以致用。提高学生富有前瞻性和实用性的课堂教学效果,将是分子生药学教学发展的重点。
参考文献
[1]崔浩,霍峥屹,熊薇,等.分子生物学课程双语教学改革研究[J].科教导刊(中旬刊),2020(23):109-110.
[2]张丹,王颖莉,杜晨晖,等.生物学技术在药用植物鉴定中的研究进展[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(01):222-230.
[3]袁媛,黄璐琦.道地药材分子生药学研究进展和发展趋势[J].科学通报,2020,65(12):44-53.
[4]刘志刚,柴程芝.分子生物学课程双语教学改革研究[J].中国中药杂志,2019,44(18):53-59.
[5]侯仙明,张凯,王亚利,等.肉桂镇咳祛痰及平喘作用的药效学研究[J].时珍国医国药,2009,20(04):831-831.
[6]周荣荣,刘娟,袁媛,等.基于科研成果转化促进分子生药学实验课程教学水平[J].中国实验方剂学杂志,2019,25(17):148-151.
作者简介:梁宏伟(1976-),男,蒙古族,内蒙古赤峰人,三峡大学生物技术研究中心,讲师;王玉兵(1977-),男,湖北恩施人,三峡大学生物技术研究中心,讲师。(湖北宜昌443002)
基金项目:本文系“地方综合性高校生物类专业实用创新人才培养模式的构建与实践”项目(项目编号:2009192)资助的研究成果。
中图分类号:G482 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)07-0092-02
随着生命科学的迅速发展,越来越多的科研机构和高校设立分子生物学实验室及进行这方面的研究工作,它已经成为生物、医学等领域的重要实验基地。分子生物学是一门非常强调实验技术和技能的学科,以大量的实验为基础,涉及的贵重仪器设备和有毒有害生化试剂种类繁多。目前,大部分分子生物学实验室都缺乏专职的技术人员进行管理、维护,分子生物学实验室安全问题已经迫切地摆在人们面前。加强分子生物学实验的安全管理以及充分发挥研究生在其中的作用对整个实验室的可持续发展、科研工作的顺利开展都是十分必要和重要的。
一、实验室安全管理的必要性
分子生物学实验室作为高校生命科学人才培养和现代生物技术产业化的孵化器,其安全正常运转与否直接关系到教师、学生的生命安全和学校的公共财产安全。加强实验室安全管理与教育培训是分子生物学学科健康发展的重要保证之一。近年来,随着我国高校办学规模的扩大及生命科学研究的蓬勃发展,分子生物学实验室对外开放力度的加大,实验室的使用、人员流动和内部管理都产生了许多新情况,这些都要求我们认真分析实验室安全管理的新形势,预防安全事故的发生。国外一些著名高校和研究机构在多年前就制定了严格规范的生物安全制度和相应的管理机构。世界卫生组织早在1983年第一版《实验室生物安全手册》,对实验室生物安全、仪器设备安全使用及生化试剂、水电安全进行详细阐述,随后在新版本中不断进行补充和完善更新。为加强我国实验室的生物安全管理,国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会在2009年7月1日开始实施新版《实验室生物安全通用要求》(GB19489-2008),该标准对实验室生物安全设施、设备等硬件和安全管理体系、组织、文件等软件管理做出通用性强制性国家标准。这一法规性文件的实施对实验室生物安全的认可和生物安全管理工作的开展将发挥重要的指导和规范作用。
尽管高校实验室安全管理一直是人们关注的热点,随着一系列政策法规的出台,人们的环保和安全意识也在不断增强,但仍有很多问题存在。如有些师生实验室安全意识薄弱、规章制度未能获得有效执行、实验垃圾和生活垃圾混放、将食物带进实验室等。再者实验室生物安全管理基础建设投入不足,很多高校尚未对分子生物学实验中产生的废弃物进行无害化处理,甚至对于产生的废弃物不知该如何处理而丢入普通垃圾桶或倾倒入下水道。就此我们提出了一些关于分子生物学实验室的安全管理措施来和大家共同探讨,使其能够安全、高效地为生命科学的教学和科研工作提供服务。
二、分子生物实验室存在的安全问题及对策
1.有毒有害生化试剂的使用及废弃处理
分子生物学实验室所用到的生化试剂大多具有挥发性、强毒性、腐蚀性、致癌性等,如氯仿(CHCl3)、十二烷基硫酸钠(SDS)、溴化乙锭(EB)、丙烯酰胺、NN-亚甲双丙烯酰胺、焦碳酸二乙酯(DEPC)、IPTG、Trizol、二甲基亚砜(DMSO)、二硫苏糖醇(DTT)、四甲基乙二胺(TEMED)、苯甲基磺酰氟(PMSF)、过硫酸铵等。这类物品不仅对实验操作人员毒性大、危险性高,而且对环境的危害和影响也极大。在取用这类生化试剂时应佩戴合适的手套、口罩、护目镜等个人防护装备,在化学通风橱内完成相关操作,防止试剂溢洒并接触皮肤,防止挥发性、粉末试剂吸入呼吸道及对眼睛黏膜造成毒害。对用完和废弃的有毒有害试剂要及时进行无害化或净化处理,然后使用专用容器盛放并做醒目标识,防止对他人造成毒害和环境污染。如溴化乙锭(EB)是强诱变剂,具有高致癌性,实验结束后应对含EB的溶液进行净化处理再行弃置。对于EB含量大于0.5mg/ml的溶液,先用水稀释至浓度低于0.5mg/ml,加入一倍体积的0.5mol/L KMnO4,小心混匀后再加入等量的2.5mol/L HCl,混匀后置室温数小时,再加入一倍体积的2.5mol/L NaOH,小心混匀后可丢弃。[1]DMSO存在严重的毒性,使用时要避免其挥发,皮肤沾上之后要用大量的水洗以及1%~5%稀氨水洗涤。丙烯酰胺和NN-亚甲双丙烯酰胺具神经毒性,操作时戴手套在通风橱内进行,聚合后的聚丙烯酰胺凝胶没有毒性,可随普通垃圾一起扔掉。
2.生物安全及其防护
在实验室安全管理中人们通常只关注到有毒有害生化药品、防火及水电安全,往往忽视生物安全的管理。这是因为人们普遍认为实验室不太可能发生感染,即使感染也没有很严重的后果。虽然从事高致病性病原微生物研究的实验室不多,但实验室感染是客观存在的现象。尤其是从事致病性或高致病性病原微生物的实验室和研究人员,本身就存在很大的风险。如2004年4月中国疾病预防控制中心病毒所实验室由SARS冠状病毒引起实验人员的感染;近期报道的2010年东北农业大学28名师生因活体动物实验而被布鲁氏杆菌感染等。从事致病性或高致病性病原微生物研究的实验人员应经专项培训,建立健康监测制度,配备适当水平的个人防护装备;对此类实验室建立相应的生物安全防护等级,配备相应级别的生物安全柜等专用设备,并按照正确的程序和方法进行操作。普通分子生物学实验室中常用的菌株往往具有抗生素抗性,在药物存在的情况下也能正常生长。在微生物相关试验中首先要做好个人的安全防护,实验结束后要及时对菌体进行灭活处理,防止对人身造成感染及环境污染。试验中用到的动植物材料也可能携带致病源,在实验完成后要及时进行妥善处理,否则可能会造成病菌和疾病的传播。对于转基因动植物材料应严格控制其栽培或养殖环境,防止基因飘移扩散对生态环境造成潜在危害。
3.仪器设备的安全使用及水火电的安全
在分子生物学实验室常用到高速离心机、高温高压灭菌容器、紫外光源、烘箱、微波炉、超声波处理器等仪器设备。首先要保证不同规格型号仪器的用电安全性、线路荷载承受能力;其次要经常检查各种仪器的自动控制装置是否运转正常。如对高速离心机的使用一定要确保转子上离心管的配平,否则会导致设备损坏甚至转子飞出伤人;对高温高压灭菌容器应定期检查其压力和温度控制、定时装置是否正常,对非全自动压力灭菌容器在运转时应全程看护;对烘箱除确认自动控温装置是否可靠,同时还需要人工检测温度,以免温度过高,在使用时严禁把易燃易爆溶剂及物品送入烘箱或微波炉中。紫外光或紫外线可损伤眼视网膜,皮肤过度暴露在紫外线下导致损伤及诱发皮肤癌,切勿用裸眼观察和使用没有防护装置的紫外光源,在紫外光下操作时要戴合适的防护性手套。对经常接触有毒有害生化试剂的仪器设备(如凝胶电泳系统)应划定专用操作区,同时还要防止在操作观察中与其他设备的交叉污染。
分子生物学实验室在设立之初应进行严格的规划设计,遵照国际通用及国家对实验室安全管理通用要求进行合理的布局安排。尤其应当注意的是,实验室内严禁乱接电线、电源,动力电源和普通照明电源分开使用。要经常检修、维护线路以及通风、防火设备等;在实验结束时,要及时切断电源、火源、水源等。
4.个人防护装备及求助对象
个人防护装备(Personal protective equipment,PPE)是指用于防止工作人员受到物理、化学和生物等有害因子伤害的器材和用品。在生物安全实验室中,这些器材和用品主要是保护实验人员免于暴露于生物危害物质(气溶胶、喷溅物以及意外接种等),避免实验室相关感染。[2]有毒有害试剂及感染性材料在实验操作过程中难免溢洒,从而可能发生身体接触,此时个人防护就是保证安全的关键所在。需要注意的是,任何物理防护设备的保护功能都有一定限度,都不是绝对的。
需要防护的身体部位主要包括眼睛、头面部、呼吸道、手、躯体、耳(听力)等。对于眼睛的防护采用护目镜,实验室配备的洗眼装置应安装在明显和易取的地方,并保持洗眼水管的通畅,便于工作人员紧急时使用。对头面部及呼吸道保护主要是口罩、防毒面罩及帽子,装有过滤器的防毒面具可以保护佩戴者免受气体、蒸汽、颗粒和微生物以及气溶胶损害的影响。[3]对躯体的保护采用实验服、防护服,对手部的保护需要配备手套等,如取用有毒试剂的一次性手套、高温高压灭菌器及焚烧炉上卸载物品的隔热手套等。对耳的保护主要采用听力保护器,如对超声波处理时产生的分频谐波对听力的伤害。
此外,实验室内应配备国际通用的急救箱和急救手册,在醒目的位置标明就近的急救中心位置及联系方式。
三、研究生在实验安全管理中的作用
分子生物学实验室的安全管理最终要落实到具体的实验操作人员上,而研究生作为实验室的重要组成部分,在实验室安全管理中可以发挥重要的作用。研究生的毕业论文都在实验室完成,日常的学习和科学研究活动当中要使用实验室的各种生化试剂和仪器设备,其对实验室的了解程度和待在实验室的时间在一定程度上都超过了教师。如果他们缺乏高度的安全防范意识和责任意识,不能正确使用仪器设备与生化药品,这些仪器设备与药品的潜在危险性将会被诱发出来,并有可能导致安全事故。因此,实验室应制订合理的研究生安全管理体制,充分调动研究生参与安全管理的积极性,从而确保实验室安全正常运转。
1.安全组织和培训
在分子生物学实验室中应定期举办安全知识和生物防护培训演练,提高师生的安全防范意识。包括对实验室生物安全通用要求、实验室生物安全手册、实验室安全管理的各项规章制度、各类仪器设备操作手册的学习、实验室安全紧急状况的处理和应急程序的演练,如洗眼装置的正确使用、紧急逃生能力等,创建实验室的安全文化。只有师生的安全防护意识得到提高才能更有效地避免实验室安全事故的发生。要确保每一名进入实验室学习和开展科研工作的学生受到良好的安全意识培训。实验室中还应定期组织实验技能的培训、仪器设备的安全正确的操作及有毒有害试剂的取用等方面的培训。熟练的操作技能和正确的操作方法也是避免安全事故发生的有效手段。
2.建立制度约束、利益基础的安全管理制度
研究生可以协助导师对实验室的各种仪器设备、生化试剂及水电暖等设备进行日常管理和隐患排查。针对实验室的具体情况建立切实可行的研究生安全管理制度,根据不同研究生的研究方向侧重点和不同的工作阶段,可以指定一名研究生对特定仪器设备等进行具体的管理和维护,这样将实验室的各种仪器设备、有毒有害试剂以及水火电的安全管理分别委派到具体的研究生。遵循谁主管谁负责的原则,具体的负责人应熟悉该仪器设备或试剂的操作方法及销售维修人员的联系方式,其他研究生在进行相关实验前都必须找该负责人进行登记和咨询。此外,还要充分发挥高年级研究生对低年级研究生的“传帮带”作用,帮助导师指导、监督师弟师妹的学习和科研工作。
研究生参与到实验室的安全管理中无疑增加了他们的学业负担,为使研究生的管理作用得以充分的发挥,激励措施是不可或缺的手段。院系可以在实验室设立研究生助管岗位,提供一定的经费作为其劳动报酬,以充分尊重学生的劳动付出。[4]导师也应对参与实验室安全管理的研究生给予一定的补助,以提高其工作积极性。还应把物质激励和精神激励相结合,对工作出色的研究生在评优过程中予以加分,从而充分调动他们的主观能动性和工作积极性,做好实验室安全管理工作。
四、结束语
总之,实验室的安全管理是高校的一项重要工作,对整个高校的安全和稳定至关重要。要针对分子生物学实验室安全特点和现状来制订切实可行的安全管理制度,并严谨认真地遵照执行,就一定能做好实验室的安全管理工作,确保研究生科研工作的顺利开展。
参考文献:
[1]刘辉.生物实验室常见有害物质处理的初探[J].实验室科学,2009,
(5):140-141.
2课程设置与课程建设要体现培养目标
生物工程课程设置分为公共必修课,专业基础课,专业主干课,选修课(必选课和自修课)。公共课程英语、体育、计算机、数学等外。生物工程专业基础课程群包括生物化学、分子生物学、生化与分子生物学实验技术、微生物学、化工原理、机械制图、基因工程等专业基础课。生物学师资力量雄厚,依托生物化学与分子生物学学位点进行课程建设。生物工程专业主干课程群包括发酵工程、酶工程、生物制药工程、生物分离工程和相应的实践教学等课程。依托生物工程与技术硕士学位点进行课程建设。生物工程专业基础课有深厚的生物学学科作为建设后盾。“生物化学、分子生物学”已建成湖南省精品课程,“细胞工程”以及“基因工程”已建设成校级精品课程;“微生物学”得到学校教学改革课题和多媒体制作经费资助,多媒体制作获得“优秀奖”。
“分子生物学概论”和“生物化学与分子生物学实验技术”已分别成为全校本科生和硕士研究生的热门公选课。生物工程专业主干课程设置我们体现两个模块:以发酵工程为技术核心课程模块和以生物制药为核心的课程模块,以两个模块方向的理论知识要求和技能实践要求制定其他课程,并依托学科建设课程。该课程群是生物工程专业重点建设内容,也是最能体现专业特色的课程群。虽然师资年青,但力量较强、思维活跃,充满创造力,教师大多来自外校,学缘丰富。课程建设卓有成效,专业特色明显。为加强专业特点,专业发挥教师学术特长,根据发酵工程技术和天然产物开发与综合利用两个科学研究分向,建设了专业发酵工程与生物制药工程两个专业方向的课程体系,进行专业实验内容和生产实践内容的建设,将两个方向的理论课程进行整理和更新。以发酵工程为核心的课程群包括发酵工程、酶工程、微生物育种与变异、氨基酸发酵等;以天然产物开发与利用的课程群包括生物工程制药实验技术、药理学、药物分析和天然产物化学。现在发酵工程、酶工程、生物制药工程、微生物实验技术已建成校极精品课程,生物分离工程、药理学同样得到院级的课题资助。围绕发酵工程和生物制药的课程群体系的相应建立,其目的是扩展学生的在微生物应用和药学方面基本知识和技能,扩大其就业范围。延伸功能已扩展到研究生与自考生的教学和实践活动。在选修课的设定中,结合农业学科专业拓展知识面,培养学生的创新能力,主动适应人才市场的需要,鼓励学生选修其他相关专业的选修课。如食品科学院开设的食品营养学、农产品加工与贮藏;资源与环境学院开设的环境工程等课程都添置在生物工程专业选修课内;为了适应部分学生考研要求,我们也将遗传学、细胞生物学、免疫学等设置在选修课内。学生通过自己就业或学业定位,可以有多门课程选择。
3重视实践教学,并围绕两模块课程群实践课程体系建设
我们采用理论教学实习教学生物工程设计教学“三段式”教学模式组织实施实践教学。在此模式中,特别注重后两个环节,按小试验大试验生产实习工程设计教学的循序渐进的办法培养学生的实践能力。小试验设计针对性强,每个试验都有考核技能的重点,旨在规范学生的操作技能培养模式,对学生实践能力和创新能力的培养,取得了实效。通过理论——实践——理论——实践的反复学习过程,可使学生理论掌握扎实,实验操作规范,分析问题和解决问题能力增强。对于综合大实验,根据学科的内在联系,将专业主干课程综合大实验重新组合,将原来零散实践环节组合成相对独立于理论教学体系又与之相衔接的实践教学体系。例如,我们把原来的发酵工程、酶工程、生物制药工程和分离工程四门课程的综合技术课合并在一门生物工程实践课中,集中在4周进行实践训练,例如,发酵工程环节学生自己利用菌种优化条件生产酶制剂,在酶工程环节利用酶制剂催化反应,并同时研究酶的催化特性。分离工程环节通过提取植物功能产物,在生物制药工程环节利用包埋技术等制成药胶囊并研究药理作用。这样,使同学们对实践工艺有直观的感受,同时也综合运用了理论知识。对于一些重要的选修课,适当设计10个小时左右的实验课,例如,把药理学、药物分析实验纳入在生物制药实验中开设。生产实习教学中,以熟悉大规模生产流程和设备为主,将理论与生产实际结合,在实际生产中发现问题和思考解决问题。
2010年,我校生物工程专业得到国家支持,建设生物工程实训基地,基地建设的的模拟生产线仍然根据发酵工程和天然产物提取和药物制造两条工艺路线设计。这样,从课程群到实验基本培顺再到生产实习都可归纳在这两条主线上。专业建立了稳定的校内外实习基地,湖南红鹰翔生物工程有限公司、湖南泰古生物技术有限公司、株洲千金制药有限公司等为校外教学实习提供了良好的条件。毕业实习是学生专业实践的重要环节,根据学生考研要求和就业去向,分别进行毕业论文和毕业设计。专业充分利用校内外良好的科研平台提供毕业生实习机会。除开一些生物技术公司外,湖南作物种质创新与资源利用国家重点实验室培育基地、作物生理与分子生物学省部共建教育部重点实验室、食品科学与生物工程重点实验室、烟草工程技术实验室、国家柑橘改良中心长沙分中心、中国烟草中南农业试验站、湖南省农业生物工程研究所、湖南省棉花科学研究所、湖南省畜牧研究所等研究机构每年提供生物工程专业毕业实习岗位。北京大学生命科学院、华南农业大学生命科学学院、中国科学院亚热带农业研究所、国家杂交水稻工程中心都接纳过我专业学生的毕业实习。
4积极推进“产学研”联合开发,大力提升生物工程本科教学创新平台,促进教学质量的提高
本专业在本校建立了与企业合作的产学研型“湖南农业生物工程研究所”,还与科研单位合作联合培养研究生,这些措施为培养学生专业能力、提高实践水平、优化人才培养环境提供了良好的条件。通过“产学研”合作,有大批的企业横向课题与生物工程本科教学直接相连,在专业教师指导下,在大三学生中成立了“酶制剂研究小组、抗生素研究小组、天然产物研究小组、酿酒小组”等课外兴趣小组。另外,专业建设还通过湖南农业大学校级平台、以及生物科学技术学院院级平台资助生物工程专业学生广泛进行创新项目研究;从2006级以来,每年立项6~10项创新项目。学生都有机会参加工程实践训练和工程项目课题研究,提高了实践教学水平和科研能力,根据学生在科研活动中的表现,从根据创新能力、实验技术、书写研究报告或情况,给与学生以学选修课学分。
5以学科建设带动专业建设
我校生物工程所依托的学科为生物学一级学科博士点下自主设置的生物技术与工程博士点和硕士点。根据国内外该学科现状和发展趋势,结合我校多年来建设生物技术、生物工程专业的经验以及生物工程技术领域相关产业发展对人才的需求,我校生物技术与工程博士点设置三个研究方向:(1)转基因与生物反应器工程方向;(2)细胞培养、酶与发酵工程方向;(3)生物转化与生物分离工程方向。科学研究从师资队伍、教材建设、教学模式、教学内容改革和教学实践等多层面带动了专业建设。专业建设水平提高,学生质量优秀,也促进了学科研究的进步和教师从事科学研究的积极性。
几十年来,为了人类医疗水平的提高,生物医学工程的追梦人坚定地做项目、搞科研,研发出一个个新的医疗技术,更培养了一代代的生物医学人才。国内生物医学工程院校就是这样一个群体,从最初建立院系学科到分专业发展科研,再到如今培育人才做实际项目,每一步都走得精彩。
重点名校
清华大学
作为国内首屈一指的理工科高校,清华大学的教学科研资源得天独厚,生物医学工程系也不例外。该系强大的师资力量不可小觑,教授就包括院士、“长江学者”特聘教授、美国电气和电子工程师协会院士、美国医学和生物工程研究院院士。另一方面,清华大学生物医学工程系硬件设施优越。院系所在的医学科学楼拥有7个科研实验室和4个教学实验室,各实验室设施齐全,更引进了世界最先进的设备供师生研究所用。
清华大学生物医学工程学科自创立以来,在医学信号处理、生理系统建模仿真、超声成像等领域进行了长期系统地研究,在生物芯片、生物信息学、神经工程、分子影像等新兴方向有明显特色。毕业生中既有国际知名大学的教授,也有国内医疗仪器产业的领军人物,更多的是国内教学、科研、国防及产业方面的优秀人才。
清华大学生物医学工程专业每年的硕士研究生总数在30人以内,具体到校内校外是1∶1的比例,考研招生的人数大概在15人左右。
上海交通大学
上海交通大学生物医学工程专业创建于1979 年,同样是我国最早建立生物医学工程学科的院校之一。正如“早起的鸟儿有虫吃”,上海交通大学生物医学工程起步早,发展也较为成熟。2011年,上海交通大学生物医学工程学院成立,旨在对接国家重大需求及临床医学发展需要,重点建设生物医学仪器、神经科学工程、医学影像信息、生物纳米材料4个学科领域,致力于培养具有国际竞争力的生物医学工程领域高端研发人才。生物医学工程学院实施精英式教育,从一年级开始就实行导师制,进行全方位的导航。学生入校后,一、二年级夯实数理生基础及专业基础;三、四年级根据领域方向兴趣,在导师的指导下,拓展知识,提升创新能力和实践能力。这一教育方式让该学科的毕业生更出类拔萃。
2010年上海交通大学生物医学工程各专业研究生报考录取表
专业名称 报名
人数 录取人数 报录比
生物学 319 53 6.18∶1
化学工程与技术 43 9 4.78∶1
生物医学工程(83100) 95 30 3.17∶1
生物医学工程(430131) 8 21(含推免) 未知
生物工程 7 4 1.75∶1
西安交通大学
西安交通大学的生物医学工程在业内声名远扬。2000年,在原西安交通大学、西安医科大学、陕西财经学院三校合并及学科交叉融合的基础上,生命科学与技术学院成立。该院下设生物医学工程系、生物科学与工程系两个系,设有生物医学工程研究所、生物医学分析技术与仪器研究所、分子遗传学研究所、癌症研究所、生物医学工程与仪器研究所、线粒体生物医学研究所六个研究所。依托学校的整体实力,学院还设有现代医学电子技术及仪器国家专业实验室、生物医学信息工程教育部重点实验室、生物医学工程陕西省重点实验室三个重点实验室。2011年西安交通大学生命科学与技术学院生物医学工程招收学术型硕士研究生50人,全日制专业学位研究生20人。
复旦大学
复旦大学生命科学学院创立于1986年,是我国最早在大学中成立的生命科学学院,也是国家生命科学和生物技术人才培养基地。生命科学学院由生态与进化生物学系、微生物学和微生物工程系、遗传学和遗传工程系、生理学和生物物理学系、生物化学系五个系级单位组成,拥有遗传工程国家重点实验室、生物多样性与生态工程教育部重点实验室、现代人类学教育部重点实验室三个国家和教育部重点实验室,以及遗传学研究所、发育生物学研究所、植物科学研究所、生物多样性科学研究所、进化生物学研究中心等七个研究机构。学院以科学研究为主导,以争取国家级重大项目为抓手,力争在科研成果、科技产业化等方面实现快速发展。
2010年复旦大学生物医学工程各专业研究生报考录取表
专业名称 报名人数 录取人数 报录比
生态与进化生物学 18 6 3∶1
微生物学和微生物工程 49 11 4.45∶1
遗传学 90 42 2.14∶1
生理学和生物物理 8 5 1.6∶1
生物化学 128 48 2.67∶1
实力院校
浙江大学
1977年浙江大学科仪系设立国内第一个生物医学工程专业,并相继建成我国生物医学工程第一个硕士学位授予点、第一个博士学位授予点和第一个博士后科研流动站,现隶属浙江大学信息学部生物医学工程与仪器科学学院。其生物工程系在我国生物医学工程业内享有“黄埔军校”的美誉。学院建有生物传感技术国家专业实验室、生物医学工程教育部重点实验室等学术研究机构。学院与国际一流大学及科研机构的交流和合作广泛,多次举办高质量的国际学术会议。作为实力派院校之一,学院办学条件优越,科研实力强劲,现有科研实验用房6千多平方米,历年来先后获得国家级和省部级科技进步奖30余项,多项科研成果居国内外领先地位。
学院硕士招生按生物医学信息处理、医学成像与图像处理、医学仪器、生物传感技术、定量与系统生理等方向进行,按下表中的小专业录取。其中免试研究生比例约50%。
2010年浙江大学生物医学工程各专业研究生报考录取表
专业名称 报名
人数 录取
人数 推免人数
电子信息技术及仪器 110 24 未知
生物医学工程(083100) 86 46 未知
仪器仪表工程 1 6 5
生物医学工程(430131) 6 14 8
东南大学
作为国内生物医学行业的佼佼者,东南大学生物科学与医学工程学院以强大的实验平台和严谨的治学态度见长。该学科设有生物电子学国家重点实验室、江苏省生物材料与器件重点实验室。另外,在苏州、无锡等地开设科研基地,给学生提供了优良的实践平台,更方便学院与校外公司合作。在教学治学方面,全院师生在韦钰院士的带领下,在追求知识和理想中求实进取,勇于创新,创造了很多卓越的科研成果。
依托强大的学科优势,生物科学与医学工程学院学生学术思想活跃,专业基础扎实,具有较强的创新意识,大受用人单位欢迎。毕业生可到生物医学工程和电子信息工程领域的企业、高校、科研院所、医院等单位从事研究、设计、管理等方面的工作。
在考研招生时,学科分两个方向来录取。对于初试,考卷一般都不会设置太难,主要是对基础知识部分的考查。
2010年东南大学生物医学工程各专业研究生报考录取表
专业名称 报名人数 录取人数 推免人数
生物物理学 15 4 0
生物医学工程 106 61 13
华中科技大学
华中科技大学生命科学与技术学院拥有生物医学工程和生物物理学两个国家重点学科。学院科研实力雄厚,依托学院建立的科研基地包括:国家纳米药物工程技术中心、科技部基因工程“国际科技合作基地”、武汉国家生物产业基地、生物医学光子学教育部重点实验室、中英基因工程和基因组学联合实验室、中德马普生物物理与生物化学合作实验室等。近三年承担国家和省(市)研究课题234 项,其中国家自然科学基金108项,获得省部级以上奖励5项,获得授权发明专利23 项,发表SCI收录论文418篇。
学院研究方向包括医学图像处理与分析、医学成像技术与应用、生物医学信号检测与处理、纳米生物光子学与生物传感技术、人工器官等。近两年的考研报录情况未公开,但历年报考人数一直在全国高校内居多。
逐梦――与时俱进的研究分支
近年来,随着生物医学工程学科的发展,生物医学工程技术也日趋成熟,各分支方向的发展也日益明晰。那么,经过几十年的科学探索与研究,生物医学工程的发展现状如何?生物医学工程研究包括生物力学、人工器官、生物医学信号检测处理、生物医学仪器、生物医学成像、生物医学超声、生物材料与微纳米生物技术、分子电子学以及远程医疗与社区保健工程等分支。现今,各分支的发展与研究进行得如火如荼,研制出一系列辅助医疗仪器与关键技术,并在人类医疗诊断中发挥了很大作用。一般来说,我们可以将这些分支简分为四个方向:医学影像学、医学信息工程、医学仪器和分子生物学。
那么,对生物医学工程怀有憧憬的你,应该如何选择自己的努力方向呢?古人云:“知己知彼,百战不殆。”我们需要了解生物医学工程,明白自己对哪方面感兴趣。
医学影像学
影像学诊断是20世纪医学诊断最重要、发展最快的领域之一。20世纪50年代x光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法,而由于X线、CT技术的出现和应用,影像学诊断水平发生了飞跃,极大提高了临床诊断水平。核磁共振计算机断层成像系统,不仅可分辨病理解剖结构形态的变化,还能做到早期识别组织生化功能变化的信息,有利于临床早期诊断。医学影像学由此而生。
不同于医学专业的影像学注重使用影像来诊断病情,生物医学工程医学影像学注重研究如何给医生提供更好的图像信息,如何将人体成像的信息更加可视化。近年来,各相关研究机构研发了许多新型的医学影像技术,包括人体各大脏器、血液乃至皮肤的成像技术,提取出更加有效的医学特征辅助医生治疗。
医学影像的研究对于研究人员的计算机水平有很高的要求,如在本科阶段学习的matlab/c++等软件是较为常用的编程软件。该方向研究生阶段的学习科目有《医学影像学》《多维信号处理与分析》《信号处理的小波变换》等,主要介绍医学成像的基本原理与关键技术,是本科阶段《大学物理》《高等数学》《数字信号处理》等课程的深度延续。
这一方向的研究在生物医学工程专业中较为普遍,很多大学都开设相应的课程或实验室。由于各院校发展情况不同,研究方向的名称也略有不同,感兴趣的考生可以利用网络资源加深了解。典型的院校有:清华大学、上海交通大学、华中科技大学、东南大学等。
医学信息工程
医学信息工程研究方向包括神经功能工程、生物医学信号的检测与处理、生物信息获取以及传感生物信息系统和应用等分支。其主要工作目标一方面是为神经科学研究建立交叉的技术平台,另一方面是为临床神经疾病的诊断和治疗提供新的解决方案。生物医学信号是人体生命信息的集中体现,是窥视生命现象的一个窗口。通过检测心电、脑电、肌电和细胞电活动、体温、血压、呼吸、心音、肌肉收缩等生物信号,提供给医生最好的诊疗信息。
该方向研究生阶段的课程设置主要包括《电路》《信号与系统》《数字信号处理》《数据结构》《生物系统及建模》《生物医学模式识别》等。各院校的课程设置基本相同,或者是相关课程的拓展。同样,该方向对学生的计算机编程能力有一定要求,在学习或实验中需要熟练应用计算机处理实验数据。毕业生的就业去向主要是电子信息和医学信息类的科研院所、医药卫生单位、生物医学电子信息企业等,从事科研、开发、应用设计制造及设备管理等方面的工作。国内开设该方向的院校有:四川大学、电子科技大学、西安交通大学、浙江大学、东南大学等。
医学仪器
医学电子仪器是生物医学工程学科的一个重要分支。19世纪末20世纪初,人类研制成功的各种治疗仪器大量进入临床,最具代表意义的有可植入式心脏起搏器、高频电刀、激光刀等。伴随微电子技术和计算机技术的发展,各种物理治疗类仪器发挥了越来越显著的作用。目前的研究课题包括:面向肿瘤诊断治疗的新型设备的研究开发、基于物理方法的热治疗技术、大功率驱动技术及医学仪器的设计与制造、面向家庭和社区医疗的数字化仪器的研发等方面。
该方向研究生阶段的课程主要有《智能仪器设计》《高级医疗仪器》《医学仪器原理》等,是本科阶段《微机原理与接口技术》《传感器技术》《信号处理技术》等课程的延续。国内开设该方向的院校有:上海交通大学、清华大学、浙江大学、四川大学等。
分子生物学