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分子生物学的研究方法精选(九篇)

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分子生物学的研究方法

第1篇:分子生物学的研究方法范文

关键词 研究生;分子生物学;实验教学;教学改革;师范院校

中图分类号 G40-056 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)22-0336-01

分子生物学是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的一门科学[1]。自20世纪50年代以来,分子生物学已发展成为当前生命科学发展的主流,是目前最具潜力、最迅速的生命学科之一,成为研究生物学及相关科学的一个有力工具[2-3]。加强分子生物学实验教学,不仅有利于培养学生掌握分子生物学的理论基础知识和实验操作技能,而且有利于培养学生形成正确的科学研究素养和创造思维精神,让学生更好地进入科学研究领域[4]。

1 面临的问题

师范院校研究生的分子生物学基础较为薄弱,学生大部分来源于省市级师范院校,“985”和“211”高校生源较少。师范类院校本科教育以培养中学教师为目的,更注重培养学生的理论知识,对学生的实验动手能力、创造性思维能力、科研素养等重视不够。同时,所读本科师范院校为省市级院校,学校师资、实验条件、资金等条件一般,较难进行系统规范的分子生物学实验教学。

当前师范院校硕士研究生培养时间为3年,学生进校第1年要进行文化课程学习,第3年要提前写毕业论文,做科研的时间相对较短。分子生物学是一门实践操作性很强的课程,大部分研究生的课题研究都需要用到。如何在较短的时间里提高学生的分子生物学理论知识水平,培养学生扎实的实验操作能力,增强分子生物学的科研素养,让学生更好地进入科学研究领域是分子生物学实验教学面临的最主要问题。

2 改革的主要内容

2.1 师资队伍

师资队伍是分子生物学实验教学首要环节。教师必须具备较强的科研素养,具有较长的分子生物学研究经历及不断获取国际先进技术和经验的能力。由于分子生物学的特殊性,教师最好具有在国外较有影响的分子生物学实验室学习工作的经历;同时,要承担有国家、省部级的科研课题。做为师范院校的学生,实验操作能力的提高是目前最为迫切的任务。分子生物学实验是非常细致的操作,因此具有较好的操作技能、未离开科研实验工作第一线的老师的实验演示对学生实验技能的掌握具有重要作用。同时,兴趣是最好的老师,教师对科研工作特别是对分子生物学的精到理解,对学生科研兴趣的培养尤为重要。具有较高造诣的分子生物学专任教师任教,有利于培养学生形成正确的科研精神和创新思维。要加大师资队伍建设,要让优秀的分子生物学专业且仍在科研实验工作第一线的教师投入到分子生物学实验教学的工作中。

2.2 实验平台

实验平台是分子生物学实验教学的重要保障。分子生物学实验要用到较多大型的实验仪器,如PCR仪、分光光度计、冷冻高速离心机、凝胶成像系统等,需要投入大量的资金购买必备的实验仪器。另外,分子生物学实验对实验场地的要求较高,为保证教学效果,每位学生基本要做到每人独立实验。因此,在加强实验平台的建设上,要加大资金投入,建立独立专门的研究生分子生物学实验室;要让实验仪器公开化、常态化,提高实验仪器的使用率;要让每一个学生都有足够的机会操作实验仪器,让每个学生都能熟练掌握常用的分子生物学实验仪器。

2.3 教材教学

教材教学是分子生物学实验教学的核心内容。师范院校研究生的生源不一,分子生物学基础差异较大,学生在研究生期间开展的课题对分子生物学掌握程度的要求又一样。因此,教材教学显得尤为重要。

2.3.1 科学研究与实验教学相结合。打破传统的固定化的教学模式,更新陈旧的教学内容,把科研素质培养放在实验教学的第一位。教师要把科学研究的思维灌注于整个分子生物学实验教学过程中,适时将任课老师的科研项目引入到实验课程中来。研究生进入学校后,都会较早地了解自己在研究生阶段即将开展的课题的大致方向,因此要把实验教学与科研项目和研究生各自的课题联系起来。教师要以科学研究的指导思想来引领和统筹开展实验教学。

2.3.2 教材讲授与专题讲座相结合。在教学内容上,教材讲授与新进展专题讲座相结合,注重科学研究的新发展,要适时邀请相关领域较有造诣的教授就某些专题进行报告。分子生物学是一门发展中的学科,注重科学研究的前沿讲授,让学生及时了解分子生物学的最新发展尤为重要。专题讲座有利于拓宽学生的科研视野,提高学生的科研思维能力,增强学生的科研素养,培养学生的科研兴趣,让学生及早由本科生的教材学习向研究生的科学研究过渡。

2.3.3 基础实验与研究实验相结合。基础实验包括质粒DNA的提取、琼脂糖凝胶电泳、酶切鉴定、PCR技术、DNA的纯化、载体的构建、感受态细胞的制备、细胞转化、重组子鉴定、RNA提取等常规分子生物学实验。同时,让学生根据自己的课题科研需要,自主查阅资料设计实验,利用基础实验的常规技术进行研究实验。在实验过程中,任课老师可以定期组织学生汇报,也可附以邮件等方式及时解决实验问题。研究实验以上交毕业论文的形式进行考核,学生均要按照课题研究背景、研究目标、研究意义、实验方法、实验结果、分析讨论进行撰写论文,同时以小型答辩的形式让学生进行汇报,让学生参与讨论相互学习。基础实验培养学生的基本操作能力,研究实验提高学生运用分子生物学技术进行科学研究的能力和学生的科研创造力。

3 结语

分子生物学是研究生课程教学中一门重要而又相对难学的课程。随着分子生物学在生命科学领域的应用不断深入,分子生物学实验技能的熟练掌握、运用分子生物学技术的能力对学生科学研究越来越重要。只有通过分子生物学实验教学的不断改革,才能迅速提高学生的分子生物学实验操作能力、有效增强学生的科研素质,为研究生科学研究工作的迅速开展奠定基础。

4 参考文献

[1] 郑用琏.基础分子生物学[M].北京:高等教育出版社,2007.

[2] 陈启龙,杨和建.分子生物学实验教学的探讨[J].黄山学院学报,2009,11(3):136-138.

第2篇:分子生物学的研究方法范文

关键词:药学分子生物学;生物学技术;课堂教学;教学方法

药学分子生物学是在药学、遗传学和生物化学等学科的基础上发展融合形成的新学科;它是将分子生物学的新理论、新技术渗入药学研究领域,从而使药物学研究由化学、药学的培养模式转化成为生命科学、药学和化学相结合的新药模式;同时它还是当代生物科学发展的引擎,是现代生物技术的基石。[1]近年来随着分子生物技术的发展,它的应用领域也在不断拓宽,它与医学和药学方面的交叉也越来越多,因此,分子生物学在今后已经不再只是生物技术专业的必修课,它也成为药学院学生的重要必修的基础课之一。

分子生物学主要是从分子水平上阐述生命现象和本质的科学,是现代生命科学的“共同语言”。分子生物学技术把研究技术提高到了基因分子水平,可应用于遗传性疾病的研究和病原体的检测及肿瘤的病因学、发病学、诊断和治疗,新药开发等方面的研究。所以,常用分子生物学技术是现代分子生物学研究的重要核心内容之一。掌握了常用分子生物学技术,并能将理论和实际操作结合,也就相当于掌握了一把从微观世界揭示生物学奥秘的钥匙。经过多年教学,笔者将对此章节的教学体会总结如下。

一、介绍本学科最新前沿动态,提高学生兴趣

分子生物学是一门发展快速的前沿学科,由其发展带来的成果和研究进展日新月异。由于教材跟不上分子生物学发展速度,在授课时我们及时将最新的分子生物学进展补充到教学内容之中。以基因敲除技术为例,教材主要介绍传统第一代同源重组方法,这种方法是经典基因敲除方法,但效率低(1 per 106 cells),实验周期长,可以说基本被淘汰的方法。随后又出现了锌指核酸酶(ZFN)[2]、TALEN、CRISPR/Cas9等方法。尤其是2012年出现最新CRISPR/Cas9方法,以能够实现任意敲除、成功率高、打靶效率很高、脱靶率高、周期非常快等优点著称。这种方法构建的基因突变动物具有显著高于传统方法的生殖系转移能力,是一种高效、快速、可靠的构建敲除动物模型的新方法,所以在动物模型构建的应用前景将非常广阔。

将这些最新的分子生物学科学进展补充到教学内容之中,一方面可以提高学生学习兴趣,另一方面使学生了解本学科最近发展动态,从动态中学习,而非死记硬背书本内容,有助于大学生的能力和素质培养。

二、注重融会贯通,重点突出,便于学生掌握重难点

以分子杂交技术为例,该技术可分为核酸分子杂交、蛋白质分子杂交、原位杂交、生物芯片等,所涉及的概念、原理、方法操作较多。如何将这些纷繁复杂的内容在一次理论教学中完成,我们进行了深入的思考和探索,在授课时注意淡化概念,注重联系实际和实验操作,使学生对整体分子杂交技术有感性的、总体上的认识,然后记忆各个方法概念、知识点,这样使各个知识点不是孤立存在,而是统一形成网络,使学生学到的不是一个个孤立的知识点。将分子杂交技术与前面学到的基因、复制、转录、翻译衔接紧密,介绍每种方法应用及其临床意义,在教学中注意融会贯通和启发式教学。以核酸分子杂交为例,核酸分子杂交又可分为Southern印迹和Northern 印迹,通过启发式教学方法,学生通过短暂的回忆和思考,使思维进入到“基因复制和转录”的空间中,再介绍两种方法的原理和应用范围,从而学生能很好理解Southern印迹主要应用于DNA检测,而Northern 印迹用于分析mRNA的转录或mRNA分子大小,此时再进行讲授每种方法的操作流程,突出重点,便于学生掌握重难点,会取得更好的效果。

三、应用多媒体教学,对学生进行启发式教学

多媒体资源已经广泛应用于教学中,它可以使课堂教学内容生动活泼、丰富多彩,并彻底改变传统的教学模式和学生的认知过程。俗话说好钢要用在刀刃上。多媒体在教学中的应用也是同样需要用在“刀刃上”,这样才能发挥其关键的作用。教学的“刀刃上”是指教学中的重难点以及衔接点、导入点、启发点、思维盲点等,所以只有处理好这些关键点,才能上好这门课程。笔者通过网上查阅资料、Flash 动画和自制彩色图片等方式,使复杂的分子生物学操作流程变得形象直观、易记忆和理解,初步取得了较好的教学效果。每节课程结束前还进行小结,将重难点内容和图片回放,并提出思考题让学生思考,这样既有助于理解和掌握本节课的内容,又可排除学生对新知识的畏难和对学习的抵触情绪,逐步养成起学生对分子生物学学习的兴趣和信心。另外,每节课程结束后还进行习题讲解和课后答疑,利用QQ或邮件等手段与学生交流和互动解答问题,这样可及时巩固课堂知识和建立师生之间互信。因此,将多媒体应用于教学中,可以使授课过程更加丰富多彩和灵活多样,同时可使课堂教学更具有创新性。

四、将自身科研经验运用到教学中,让教学内容更丰富多彩

作为高校教师,我们在承担教学任务的同时还从事一些科研工作,科研工作是将自己所学理论知识运用于实践。在教学过程中,为了丰富教学内容,笔者将自己的科研成果和经验穿插于教学中,这样从实际出发可以使授课效果更生动、具体和形象,让学生更容易理解并加深印象。这种教学方式既可帮助学生更容易理解本课程内容,并且还可将抽象的书本知识具体形象化,还开拓了学生的视野,激发学生学习兴趣和动力,使其不再认为科学遥不可及。另外,利用课堂时间向学生介绍常用的科学文献检索方法和常用网址,让学生在课余时间可以通过这些方式摄取相关知识,了解本学科最新研究动态,扩展视野,逐步培养学生自发地阅读国内外文献,增强对科学研究的兴趣,为以后研究生的学习打下基础。

总之,针对常用分子生物学技术这章内容在药学分子生物学的重要性,以及其内容的抽象性和复杂性的特点,我们通过不断地实践和探索,建立了高效的教学方法,并得到学生广泛的好评。

参考文献:

[1]苏 娇.药学分子生物学教学语言艺术的探索[J].吉林医学,2010,31(21).

第3篇:分子生物学的研究方法范文

关键词:分子生物学实验;生物科学师范专业;实践周教学;教学改革

中图分类号:G642.423文献标志码:A文章编号:1674-9324(2018)12-0268-03

生物科学是21世纪的领先学科,大多数高校都设有生物科学学科,该学科的基本理论是在实验基础上建构起来的,理论与实践紧密结合。而作为生命科学的基础学科,《分子生物学实验》是一门应用广泛的学科,涵盖生物学、医学、农学乃至药学,是从事生命科学研究的必备研究技能。分子生物学是在分子水平上研究生命现象的科学,通过研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。《分子生物学实验》是生命科学研究领域中融技术前沿性、创新性、挑战性于一体的大型专业实验课程,是学生直接接受分子生物学基本技能和前沿技术训练,培养学生科研技能、科研思维,进而提升学生研究素质。《分子生物学实验》是生物科学专业的一门重要专业能力实践课,为必修课程。为了使生物科学专业人才能够更好地掌握分子生物学的理论知识和实验操作能力,长江师范学院生物科学专业在很早就开展了《分子生物学实验》课程,教学内容也随着学科发展不断进行改进,但随着分子生物学的快速发展以及硬件设施的不断改进,传统的《分子生物学实验》课程教学产生了不少问题急需解决。为此,本文以长江师范学院生物科学师范专业为例,针对《分子生物学实验》教学实践中存在的不足,根据学生培养目标和课时要求,对高校《分子生物学实验》教学进行改革,将课程教学改为实践教学周,以提高分子生物学实验教学质量,增强师范生的综合素质。

一、生物科学师范专业《分子生物学实验》实践周教学特色

生物科学师范专业《分子生物学实验》课程特色。分子生物实验技术自开设以来,成为当今研究生命科学各学科和医学领域中重要的研究工具,紧跟科学前沿,在分子生物学教学中,实验教学占有举足轻重的地位。为了使生物科学专业人才能够更好地掌握分子生物学的理论知识和实验操作能力,我校生物科学专业在很早就开展了“分子生物学实验”课程,教学内容也随着生物科学的发展而进行创新与改革。实验内容从起初的几个相互独立的简单实验项目,逐步演变成综合性分子生物学实验。目前的课程内容是依据遗传信息传递的规律及教师的科研内容进行设置,并进一步整合成为系统的综合性实验,实验内容包括基因克隆、遗传多样性检测、分子标记、DNA指纹图谱构建、基因功能验证等实验项目。因此课程实验所需仪器比较昂贵,实验周期也相对较长。通过本课程实验教学的学习,使学生获得核酸物质的提取、分离、纯化与鉴定、电泳技术、引物设计、PCR扩增、分子标记、基因克隆等方面的独立实验能力或职业技能。强化学生创新思维、独立解决问题的能力和分子生物学领域基本操作技能,提高学生在分子生物学领域综合运用实验技能或职业技能分析和解決问题的能力,培养学生发现问题、分析和解决问题的创新精神。通过学习本课程使学生从分子水平认识生命现象和生物学规律,能够对学生的毕业课题研究设计和今后的科研生涯提供极大的帮助,为今后从事相关专业的研究、教学工作奠定坚实的基础。

二、生物科学师范专业《分子生物学实验》教学中存在的主要问题

(一)实验条件差,实验经费不足

由于《分子生物学实验》相关仪器和药品都较昂贵,仪器设备往往有限。而经费是限制《分子生物学实验》课程教学的重要因素,缺乏经费直接导致设备套数、药品、耗材数量不足,学生动手机会减少。上课人数较多,但仪器设备等有限,必定影响预期的实验教学效果,如多组学生共用一套移液器,有的学生上完《分子生物学实验》,连移液器都不能正确使用。另外,由于缺乏计算机机房,《分子生物学实验》中生物信息学方面的实验无法开展。

(二)教学方式单一、学生学习积极性不高

传统的教学老师讲原理和步骤,学生按老师指导进行操作,学生思考和主动参与的过程就被省略了,动手完全与动脑脱节。动手能力的培养是实验教学的一个重要内容,但不经思考地完成实验根本谈不上能力的培养。另外,实验室缺乏多媒体设备,许多教学图片及视频无法展示。由于被动参与实验、为了混学分或对分子生物学较陌生,多数学生参与实验的积极性不高,甚至有的在一旁观看别人操作自己根本就不动手,最后照抄别人的实验结果。

(三)实验教学安排、管理不合理

一是,课时安排少,随着课程改革及新培养方案的实施,长江师范学院《分子生物学实验》课程只有18个学时,如此少的课时要学生学习分子生物学实验技术,给课程教学带来了新的挑战。二是,《分子生物学实验》项目所需实验时间较长,有时需要较长时间的等待,如PCR扩增,需要3—4小时,而许多实验可以连续做完。传统《分子生物学实验》教学按周和学时划分实验,使实验连贯性差,学生在实验中不知道做的实验有什么用。而老师为了在规定时间或更短时间完成实验,往往选择简单的实验,或一些实验过程老师只向学生进行讲解,不要求学生进行操作,学生不参与实验的全部过程,导致学生只知其一、不知其二。三是,实验分组不合理,一般4—5个人一组共同完成一个实验,而实验仪器相对较少,有些仪器或实验只有部分同学进行操作,其他学生只能观望,严重影响实验的效果。

(四)课程考核单一

教师对实验教学要求较低,考核方式一般是通过学生的平时成绩结合期末实验理论及操作考试进行考核。其中,平时成绩包括:验预习报告、原始记录和实验态度;实验技能;实验报告。各部分成绩的比例如下:实验预习报告、原始记录、实验态度和实验技能占20%,实验报告占40%,实验理论及操作考试占40%。这种单一的考核方式不易调动学生的学习积极性,靠抄取他人实验结果和实验报告、临时反复操作仪器和背诵实验原理,一样可以取得较好的实验成绩,使实验课程在促进学生能力发展方面的作用有限。

三、生物科学师范专业《分子生物学实验》实践周教学建设与改革

(一)加强实验室建设,增加实验经费

实验室依托中央与地方共建特色优势学科实验室——作物遗传育种实验室、武陵山特色植物资源保护与利用重庆市重点实验室以及武陵山片区绿色发展协同创新中心的建设,购置了大量分子生物学仪器设备,教学与科研共用相关仪器设备,以科研促进教学的提升,如购置50套移液器,保证上课时每位学生人手一套移液器。建立生物科学专用机房、在实验室安装多媒体设备,可以进行生物信息学相关实验及实验课多媒体教学。同时向学校申请《分子生物学实验》实践周专用经费,保证实验相关药品的购置。

(二)多元化教学,提高学生学习积极性

实验教学以大组单位,每大组人数不超过30人,将学生分成1人1小组,独立完成实验内容。实验教学采用实验现场操作、多媒体课件教学、专题讲座、专题讨论及机房上机的方式。第一次上课时可以组织学生观看相关科幻电影或进行专题讲座,以提起学生的学习兴趣,实验中等待的过程可以组织学生就大家关心的分子生物学技术进行讨论,如转基因及安全性、你能否接受克隆人和生物武器等。“任务驱动和问题导向”,鼓励学生自主进行课前学习、独立思考,发现问题,积极解决问题,再通过课堂与教师交流,完成知识的内化。并且全天候开放实验室,作为实验教学的课外延伸,增加学生实验训练的机会,实验结果不理想时,也有机会利用课外时间快速重做,提升学生学习积极性,增强学生的动手能力,提高教学质量。实施教学科研一体化,将教师最新的课题研究内容引入实验教学。同时鼓励部分优秀学生参与教师科研项目,教师指导学生开展分子生物学方面的创新创业训练项目和科研项目。

(三)实践周教学,提升实验的连贯性

实验教学改为实践周,实验共40个学时,在一周之内完成一个综合性实验,如“玉米rDNAITS序列克隆及分析”、“胭脂萝卜花青素生物合成结构基因克隆”、“榨菜种质资源遗传多样性的SSR分子标记检测”、“胭脂萝卜新品种DNA指纹图谱构建”、“胭脂萝卜DFR基因过量表达效应分析”和“参与调控胭脂萝卜花青素生物合成转录因子MYB的筛选”等来源于教师科研的实验,提高实验的连贯性和教学质量。每学期开学之前相关老师必须讨论制定好详细的分子生物学综合实验实践周的实施方案。

(四)加强教师指导和课程考核,提高教学质量

教学需要4—5名相关教师,将学生分成两大组交叉进行相关教学。1人一个小组进行实验,多环节评价学生实验操作的过程,注重实验基本操作能力的评价。考核内容包括实验预习及原始记录、实验操作、实验报告、实验态度和学术报告5个部分,其中实验预习及原始记录占10%,实验操作占30%,实验报告占30%,实验结果占20%,学术报告占10%,实验成绩总分100分。新的考核方式更注重实验过程的考核,能有效地保证教学的质量。

四、结语

第4篇:分子生物学的研究方法范文

关键词生物技术;分子生物学;教学改革

分子生物学是从分子水平上研究生命现象、生命本质及其规律的的科学,主要研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,是21世纪最具活力的生命科学之一。[1]目前,分子生物学是生物技术专业学生一门重要的专业必修课。因此,确定合理、科学的教学改革方案,优化、重组教学内容,精心设计教学方法和教学手段,对保证生物技术专业分子生物学课程教学质量具有重要意义。[2]

1分子生物学教学现状

(1)分子生物学是生物技术专业的一门主要课程,教学单位往往会根据教师上课需求以及市场需求来选择教材,然而,却有可能忽略了对学生的接受能力以及理解程度的考虑。部分分子生物学教材内容高深莫测、专业词汇多且与实际联系不够紧密,造成学生在学习过程中困难重重,严重降低了学生对该学科学习的积极性。(2)教学条件限制。在分子生物学课堂中,使用多媒体设备等教学手段对提高学生的学习积极性以及学习效果有明显的促进作用。然而,部分教学单位由于教育资源分布不均匀,难以利用先进的教学手段。(3)分子生物学课程所涉及的知识点以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受。(4)理论知识更新快,实验技术发展快。分子生物学作为生命科学的前沿学科,其发展日新月异,这也对教学提出了更高的要求。授课老师需及时接纳最新知识,充分备课。

2分子生物学教学改革的主要措施

2.1PBL教学法的合理运用

PBL(problem-basedlearning,问题式学习)教学法于1969年由美国Barrows教授创立,并引入高等教育,很快在高校中广泛应用。是一种以问题为导向,以学生为中心的教学方法。其主要流程是:老师提出问题,学生作为主体进行分组讨论,学生解决问题。[3]在PBL教学过程中,学生是主体,老师则主要起到辅导的作用。分子生物学课程内容复杂,用传统的教学方式不易调动学生的学习积极性,而且课堂效率不高。在课堂中适当引入PBL教学法,可改善教师唱独角戏,学生被动接受的状况。在进行PBL教学前的备课过程中,任课老师应查阅大量的文献,充分考虑在讨论案例过程中可能出现的问题,内容涉及分子生物学以及其他学科如生物化学、细胞生物学等。在课堂上,教师应寓教于乐,充分调动学生积极性,控制好课堂节奏,同时应根据教学大纲的安排,强调学习过程中应掌握的知识要点。[4]在分子生物学的教学过程中,PBL教学可分为四个阶段:(1)提出问题。开展PBL教学的时间不宜在课程开始的阶段,而应在课程中后期,学生具有一定的分子生物学基础后再开展。PBL教学讨论的主要题目应该是分子生物学教学过程中的重点或者难点,并且结合生活实际的讨论内容。教师在这个过程中是组织者的身份。(2)人员组成。为调动学生参与的积极性,同时考虑到团队的高效性,将每个班级分成4~6组,每组包括4~6名同学。分组结束后,要求各组成员选拔出该组的组长并选定拟解决的问题,然后进行人员的分工,明确每个成员应完成的内容和时间节点。老师负责全程把控,掌握教学的整体节奏与进展,及时了解各组的情况,包括进程、主要观点、存在问题、后续进展等。鼓励各组结合自己的研究、思考提出自己的想法。对成效较好的小组,给予肯定和表扬;对存在问题较多或进展较慢的小组有针对性的指导,帮助小组找到解决问题的核心路径。(3)成果展示。学生展示自己的研究成果,并开展充分讨论。主讲老师在学生讨论完毕后,对学生的成果、讨论的主题、各组的亮点、学生关注点较集中或争议较大的问题、学生未掌握到的知识点、研究时未关注的部分、下一步学习或研究中需要改进的研究方法进行总结、归纳,并提出改进意见。[5](4)考核评分。考核评分是对PBL学生成果的集中体现,评分体系主要包括三部分:一是课件制作,占比30%,评价标准主要是内容正确、重点突出、课件美观、清晰易懂,能综合运用图片、音频、视频、动画等表达自己的观点;二是课件展示,占比40%,准备充分、逻辑正确、条理分明、落落大分,能清晰的阐述自己的研究成果、观点等;三是课堂讨论:占比30%,主动思考,积极参与,能够抛出富有启发意义的论点,回答问题时中肯全面。

2.2提倡分组讨论,开展小班教学

在讨论课开始前2周,老师将要讨论的内容告知学生。以小组为单位进行学习,各小组成员间可以进行分工协作,分头寻找资料、讨论并汇总;课堂上以小组形式提出问题,介绍小组观点、结论,老师也会对该小组的汇报进行点评;课后以小组为单位进行复习,增强学习效果。小组学习活动的意义既体现个人的价值和责任,更强调成员间彼此赋予信心和力量,通过体验团队的智慧和协作,培养了学生间可贵的团队合作精神。分子生物学的课堂提倡小班教学。一方面,可以增加师生间互动的频率。由于分子生物学课程所涉及的知识点以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受,这就增加了学生学习该课程的难度。小班教学有助于老师关注每一个学生对相关知识的把握;另一方面,小班教学易于实施多种教学形式,灵活掌握教学要求和进度,便于及时调整教学内容。

2.3利用网络资源,提升自主学习能力

自主学习强调的学生作为知识的主动构造者自己进行学习的意愿和能力,反映了教学向个性化、创新化、自主化、多元化过渡的趋势。分子生物学作为前沿科学,信息量大、更新快,要积极利用互联网信息资源,提升学生学习和借鉴优秀研究成果、自主学习的能力。教师要由照着教材讲变成开放式、启发式教学,最大限度调动学生学习的积极性、思考的主动性、课堂的参与性。鼓励学生自主学习,主动去学习和研究当前科研的最前沿知识,在研究的过程中敢于提出自己不同的看法,培养学生探索创新精神。[6]让学生由被动受教变成自主学习,主动参与到课堂学习中,形成教学工作“教”与“学”相辅相成、相互促进。教师要积极拓展教学内容的外延,主动介绍国内外优秀的生物网站、资源库、期刊、论坛等,鼓励学生积极开展课外阅读,丰富学科专业知识、前沿信息、专业词汇等知识,激发学生探索新知识的热情,也不断培养学生自主学习、发现问题、解决问题的能力。[7]

2.4建立形成性评价体系

“形成性评价”的概念是由斯克里文1967年所著《评价方法论》中首先提出来的,与传统的“终结性评价”不同,它是对学生的学习过程进行的评价,旨在确认学生的潜力,改进和发展学生的学习。因此,形成性评价方式更能体现出学生的学习效果。[8]分子生物学课程的目的在于培养学生形成良好的分子生物学学习习惯和实验习惯,提高他们的科学素养和创新能力。期中或期末考试不能全面真实地反映出学生的真实学习情况,采取形成性评价的方式显得更加科学和必要。具体如下:一是平时成绩,占课程总成绩60%,包括课堂考勤,占总成绩5%、课堂作业,占总成绩10%、课堂提问,占总成绩5%、PBL讨论会,占总成绩10%、实验考评,占总成绩30%。二是期末考试,占课程总成绩40%。由于形成性评价是强调过程的评价方式,引导学生重视平时的学习情况,大大减少了学生考前突击的可能,也更能真实地反映出学生的真实水平。

2.5优化实验教学体系

分子生物学实验技术是生物技术专业学生必须掌握的重要基本技能之一。其研究方法及策略已被广泛应用于生命科学的研究当中。[9]通过对学生实验技能的培养,一方面有利于将理论教学与实践教学相结合,丰富教学内容,提升教学的实践性、实用性、综合性,便于学生理解和掌握;另一方面,在提升学生综合素质、学习兴趣、创新能力、思考能力等方面也有十分重要的作用。[10]因此,增加分子生物学实验学时数,开展综合实验也是课程改进的一个重要方向。在实验教学中,教师要结合分子生物学快速发展的特点,选取与教学内容相适应的操作性、设计性实验,并做好不同实验之间的关联与衔接,建立实验的逻辑体系。一是分组分工,辅助实验老师提前做好实验准备工,并提前观察、发现问题及时记录。二是教师针对前期准备工作中发现的问题有针对性的阐述,并对实验流程、操作方法、各环节中注意事项进行讲解与演示,指导学生开展实验。三是讲解与演示结束后,学生动手实验,教师应注意注意观察过程和细节,对共性问题,要及时统一纠正,对个别同学的个性问题,要个别指导。既确保操作的准确性、严谨性,也要保证实验质量,通过实验检验教学情况。

3结语

生物技术专业应用人才培养是一个综合性、系统性的工程,涉及到教育环节的方方面面。课程教学是其重要的一环,分子生物学课程教师要积极发挥作用,不断提升专业能力、教学能力,教学理念与时俱进、教学手段丰富灵活,激发学生学习的主动性、创造性,提升学习内容掌握能力及应用效果,为国家培养知识、能力、素质协调统一的应用性、复合型人才。

参考文献

[1]朱玉贤,李毅,郑晓峰等.现代分子生物学(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2013.

第5篇:分子生物学的研究方法范文

 

进入21世纪后,分子生物学的发展迅猛,新技术新手段层出不穷并已渗透到各个学科;分子生物学理论与技术已经成为人们认识生命本质和改造生物特性的有力武器。

 

然而,我们在指导大学生科技创新活动中发现:大多数学生(即使考试成绩很好的学生)很难能应用所学的分子生物学理论与技术设计出科学研究的实验方案;我们调查也发现:很多硕士研究生在利用分子生物学理论与技术设计科学研究实验方案时仍困难重重,这说明我们传统的“老师讲、学生听、再考试”按部就班的生物化学与分子生物学教学模式已经很难实现“培养高素质创新性人才”的目标。那么,如何在教学中引导学生进行科技创新?

 

随着近年来分子生物学的飞速发展,给生物化学与分子生物学教学带来一些问题,主要体现为:教学学时的不足与教学内容的扩增;学生理论知识的学习与科学研究实验环节的严重脱离,这是造成分子生物学知识在应用中“困难重重”的主要原因。

 

研究型教学也称主题研究,是在美国布鲁纳的“发现式学习模式”和瑞士皮杰的“认知发展学说”基础上构建的教学模式[1],是在老师指导下有目的地相对独立地对教学内容相关的实际问题进行探索研究,从而提高学生运用知识解决实际问题的能力,从而培养出具有独立思考研究能力的创新型及应用型人才。

 

“开展大学生创新教育、培养高素质创新性人才”是高等教育改革与持续发展的一个重要主题。为坚持“教学以学生为本”的原则,以培养“实践能力强、综合素质高”的创新型医学人才为中心,我们以“肿瘤微环境与免疫治疗湖北省重点实验室”为平台,以教师承担的科研项目为引导,在生物化学与分子生物学理论及实验教学中探索并实践“研究型教学”模式。

 

1.优化和整合理论教学内容,夯实学生创新基础。生物化学与分子生物学发展快速,新技术、新方法、新成果不断涌现。我们根据教学大纲要求,优化、整合教学内容:删除淘汰的内容,合并重复的内容,增加新出现的内容。在课堂讲授中,将国内外一些最新分子生物学研究成果、发展动态及科学前沿知识充实到教学内容中;介绍分子生物学新技术在疾病诊断、治疗、预防中的最新进展,使学生明白生物化学与分子生物学在医学中的重要性。

 

2.利用多种现代化教学方法和手段,激发学生科技创新兴趣。生物化学与分子生物学课堂内容丰富、信息量大,而教学课时少。因此,我们在理论教学中将教学内容分为讲授和自学两部分:在讲授中,利用多媒体等多种现代化教学手段,将难点和抽象的内容以动画的形式反应出来,使教学内容直观化,增加学生对知识的掌握;在自学中,充分利用网络教学平台实现师生之间、生生之间的交流互动;同时将教师承担的科研课题设置成科研专题,让学生带着科研专题的问题开展学习。

 

3.加强实践教学,培养学生科技创新能力。我们在重视理论知识教学的基础上,加强实践教学与理论教学相结合。我们重新组合实验内容,实行“三型实验原则”(即将实验分为验证型实验、综合型实验、研究型实验):减少基础性验证型实验、增加设计性综合型实验、开展创新性研究型实验。

 

在课堂内的基础性实验部分:减少传统的验证性及临床生化指标测定的实验项目及学时数,使实验项目主要集中于基本操作、比色技术、离心技术、层析技术及电泳技术等方面的实验;对基本的规范化实验操作方法及常规实验技术(如比色、离心、层析、电泳等技术)操作流程录像后上传到课程网站中以便学生对照学习。

 

在课堂内的设计性综合型实验部分:我们组织学生针对教学中遇到的问题设计研究方案。例如,在肝脏生物化学中提到:白蛋白主要是由肝脏合成,而白蛋白又是临床医疗和科研中常用制剂,如何提取出有活性的白蛋白?如何利用生物技术大量生产白蛋白?通过讨论,使学生了解解决这一问题所依据的蛋白质理化性质和分离纯化、基因表达、基因重组、PCR等理论知识。通过设计白蛋白分离纯化与鉴定实验,在对蛋白质理化性质加深理解的同时,使学生掌握合理运用盐析沉淀、离子交换层析等技术操作流程;在此基础上,启发学生运用基因重组、RT-PCR等分子生物学技术设计重组表达白蛋白的实验方案。指导教师对学生设计的研究方案可行性和合理性进行点评及修改,学生在老师指导下,在课堂内开展上述设计性综合型实验。

 

4.在课堂外的创新性研究型实验部分:学生组成多个研究小组(3~5人/组)对教师承担的科研课题(已设置成多个科研专题)查阅文献和资料后进行创新性科研专题申请书的撰写;指导老师根据申请书质量及个人兴趣爱好挑选部分研究小组开展科研专题的实验研究;在此过程中,学生利用课余时间在老师指导下开展创新性实验研究,从而进一步培养科技创新能力。

 

5.研究型教学模式在生物化学与分子生物学教学中的效果:通过研究型教学模式在三峡大学医学院临床医学专业的生物化学与分子生物学教学中的探索与实践,我们发现学生的考试成绩显著高于未经过研究型教学模式的班级;学生的动手操作能力也显著高于未经过研究型教学模式训练的学生。通过研究型教学模式,学生的科研素质和创新能力得到提高,激发了学生对生物化学与分子生物学的学习兴趣,极大调动了学生的学习积极性。通过学生课外完成的科研专题研究,学生以第一作者在CSCD核心期刊发表研究论文7篇;指导老师在指导大学生科研专题的同时,圆满完成了自己所承担的科研课题的研究;同时老师通过完成科研课题,促进自己的教学水平。

 

总之,通过上述一系列的探索与实践,能充分调动学生学习积极性,开阔视野,增加学生对生物化学与分子生物学及科技创新活动的兴趣;更重要的是能提高学生的实践动手能力,培养学生的科技创新能力;同时,老师通过完成科研课题,带动人才培养;能使教师把教学与科研有机结合起来,以科研促进教学;使教师不断更新教学内容,不断改善教学框架,形成囊括最新知识框架的教学体系,从而使《生物化学与分子生物学》教学质量得以进一步提高;即充分证明研究型教学模式在生物化学与分子生物学教学实践中是有效和可行的。

第6篇:分子生物学的研究方法范文

分子生物学作为农业院校生物专业的基础课之一,是一门实践性和应用性都很强的学科,在课程教学体系中处于承前启后的地位,它以遗传学、生物化学、微生物学等为基础,同时又为学习育种学、基因工程等课程奠定了基础。分子生物学主要研究生物大分子之间相互关系和作用,并从分子水平阐明生命现象和生物学规律,是目前生命科学的最前沿领域,克隆羊、抗虫棉、转基因玉米无一不是分子生物学发展的结果。同时,分子生物学又是技术性强的学科,实验教学则是分子生物学理论联系实际的重要环节,通过实验教学可提升学生的实践能力、创新能力和综合分析解决问题的能力。

2《分子生物学》实验教学中存在的问题

自安徽农业大学1998年开办生物专业本科教育以来,分子生物学已开展了实验教学,但是仍显露出一些不足与亟待解决的问题,主要表现在以下4个方面。

2.1课时缩短自实行教学改革以来,该课程的理论教学和实验教学时数大为缩减,要在有限课时内完成教学任务并保障教学质量稳中有进,则必须精选教学内容,达到整体优化的目的。

2.2教学内容缺乏连贯性传统的分子生物学实验课教学中,每个实验都是相对独立的,所以一段时间后学生就可能将所学的实验遗忘,因此,分子生物学实验内容的安排应该打破这种格局,让学生所学的每个实验技术既不一样,又存在某种联系,有利于加深印象,又能激起学生学习的兴趣。

2.3学生的综合能力得不到锻炼传统的实验教学中验证型实验较多,学生被动地按照老师的思路和步骤来完成实验,缺乏设计性和创造性,实验结果基本上都完全相同,不利于学生创新思维和创新能力的培养。

2.4教学内容滞后,分子生物学发展缓慢不断涌现新知识和新技术[2],像RNA的提取、分子标记等新方法都没有安排在实验内容上。鉴于以上几点,传统实验教学必须进行相应地调整,以开拓学生的视野,提高学生综合运用知识的能力。

3改进《分子生物学》实验教学方法的对策与建议

3.1合理确定课程内容根据教学大纲和教学目标要求,该校设置了“植物基因组DNA的提取与DNA定量”、“植物RNA的提取与鉴定”、“PCR技术进行基因克隆”、“DN段的纯化”、“随机引物PCR”、“连接及酶切鉴定”、“RNA的反转录和RT-PCR”等7个实验。通过精选安排实验内容,既保障了实验课与理论课、教学与实习的有机衔接,又避免了教学内容上不必要的重复,从而有效地利用了教学课时,增大了教学信息量,提高了实验课的效率。

3.2培养学生创新能力,训练扎实的基本功传统的实验教学一般由教师讲解实验内容和方法,学生再根据实验指导书按部就班地进行实验,这种教学方法中,学生被动地按照老师或教科书的思路和步骤来完成实验,缺乏设计性和创造性,培养学生创新思维和创新能力有限,学生对实验课的兴趣也不大。近年来,生命科学学院在实验教学改革中,相应减少验证性实验所占比例,适当增加了RNA的反转录和RT-PCR等环节。RNA的反转录和RT-PCR包含了RNA提取、反转录反应、PCR、引物设计等基本技能,因此,可将之前所学的验证性实验有机地结合起来。通过综合性实验,使学生可以对感兴趣的片段进行克隆和分析,既培养了学生独立地提出、分析和解决问题的创新能力,也培养学生团结协作、共同进取的精神,使学生初步建立了科学研究的意识,培养了对科研的兴趣。

3.3利用现代化教学手段,使实验内容变得更加生动形象、丰富多彩在分子生物学理论学习中,概念和技术都十分抽象,而分子生物学实验课教学中,多媒体教学能解决教学中的可视化和动态过程。大量实拍的逼真和直观的图片(图1),以及多媒体教学中可使用的动画、音频和视频效果,使教学内容更加直观、生动、形象[3],有助于学生加深对分子生物学抽象内容的理解,可以极大地丰富了实验课内容,提高实验课的质量,使实验课内容变得更加生动、形象、引人入胜。

3.4严格要求,保障教学质量分子生物学实验教学中会涉及到溴化乙淀、氯仿等有机试剂的使用,此类试剂如果使用不当会对人身安全产生较大的威胁。因此,实验中要求学生要严格按照实验要求动手操作,完成各项观察和操作内容,并且建立溴化乙淀的回收处理制度,防止污染物扩散到环境中去。另外,按时按质按量地完成实验报告,在实验教学中建立起“引导—实验—掌握—思考”的实验教学模式[4-5]。

4实践成效

4.1提高了学生的理解能力,激发了学生的学习兴趣在实验教学中通过多媒体应用、学生独立设计实验等多种教学方法的合理运用,提高了实验效果,不仅使学生对分子生物学原理和技术有了深层认识,而且使学生初步建立了科学研究的意识,培养了对科研的兴趣,特别表现在近几年毕业实习和研究生报考中,选择分子生物学及其相关专业的学生人数逐年递增。

4.2增强了学生的动手能力,培养了学生的科学态度在实验教学中强调“多问多做”、“独立操作”、“独立设计”、“团队合作”,学生的相关基本技能(如RNA提取、引物设计等)得到了强化训练,动手能力得到增强;同时,该校在实验教学过程中,始终坚持实事求是、一丝不苟、理论联系实际的科学态度,对学生严格要求,学生在该过程中受到潜移默化的影响,从而逐步确立了严谨的科学态度。

4.3培养了协作精神,提高了道德素质在分子生物学实验教学中,有许多实验仪器是多人共用,如离心机、凝胶成像系统、PCR等,而且有的实验(如综合性实验)则需要几个人做同一个实验题目,因此大学生只有互相协调、合理分工、积极配合才能顺利完成实验项目。通过合作这种方式,不仅使学生熟练了实验技能,而且培养了学生的团队协作能力。

第7篇:分子生物学的研究方法范文

关键词:分子生物学;教学内容;手段和方法;知识拓展;教学效果

中图分类号:G642.4文献标志码:A文章编号:1674-9324(2018)09-0174-03

分子生物学是自然科学中发展最迅速、最具活力的前沿学科,已经发展成为一门独立的新兴学科,又是诸多相关领域强有力的研究工具,是普通高等院校生物类专业必修的专业基础课程。分子生物学课程内容千头万绪,内容难懂。如何顺利完成教学任务,并能收到良好的教学效果,确实是一个需要认真思考的问题。本文从教学内容、手段和方法以及知识的拓展方面进行了一些探索和分析。

一、教学内容的合理组织

经典的分子生物学教材通常包括核酸的结构与功能、DNA复制与突变、RNA的转录和加工、蛋白质的生物合成、基因的表达与调控等内容。该课程内容如果安排不当,容易让学生觉得枯燥无味、抽象,容易引起学生失去自主学习的兴趣。如何通过深入浅出地讲授,让学生喜欢这门课程并主动琢磨课程内容,需要花些心思去引导。

(一)分子生物学课程的基本理论与技术

要努力讲透分子生物学的基本理论和技术,抓住学生的注意力,需注意以下几个方面。

1.前人研究的故事。在讲解重要的理论时注重介绍这些理论发现背后的人物故事等,不但能提升学生学习兴趣,还能培养科学创新精神。如以诺贝尔生理学或医学奖和化学奖为主线来讲解分子生物学的发展简史;讲DNA的双螺旋结构时,可讲述沃森、克里克和威尔金斯获得1962年诺贝尔生理学或医学奖的故事,以及无名英雄富兰克林所做的贡献;讲到转座子时,可讲述钟情科学的“玉米皇后”麦克林托克提出转座子时到获得诺贝尔奖间隔30年时间,她在此期间所受的冷遇、嘲笑以及她的坚持。

2.前人研究的理论基础。分子生物学中有许多理论十分难懂,如mRNA的发现、遗传密码的破译和操纵子理论等。在教学过程中要想将分子生物学的理论讲透,对老师具有较高的要求。因为在当时的知识背景、实验和科研条件下,研究所采用的方法与现代分子生物技术有很大的不同,需要老师学习前人的研究论文来理解研究者如何设计实验、如何对获得结果进行理性分析等。如在讲授乳糖操纵子时,教材中列举了在培养基中添加乳糖后β-半乳糖苷酶活性及其mRNA含量的变化规律图。但如何得到此图,书中只给予简单的介绍,给老师上课和学生的理解造成了较大的困难。为讲清乳糖操纵子的调控机理,给学生连续提出了2个问题:(1)如果让你设计实验如何得到此图的问题。在备课时,我给学生们列举了测定酶活性的方法,如比色法或酶联免疫法,并下载比色法检测β-半乳糖苷酶的专业论文[1]和公司检测β-半乳糖苷酶活性相关的试剂盒。对于如何测定β-半乳糖苷酶mRNA含量的变化,我列举了检测基因表达量的几种方法。这些检测mRNA表达量的前提是获得了β-半乳糖苷酶基因,于是又产生了第2个问题。(2)如何获得β-半乳糖苷酶的基因?介绍获得基因的方法后,但当时没有这些技术,于是我将当时条件下有关基因表达量检测的相关论文下载[2],并讲解了如何通过转导噬菌体获得β-半乳糖苷酶基因,通过杂交检测β-半乳糖苷酶基因mRNA含量的变化。这样引领学生沿着这些大师们的足迹,重温当年的研究过程,学习其中的科学思维和研究方法。这样的教学方式能够改变照本宣科、填鸭式教学的单一和枯燥。提升学生的学习兴趣,培养学生的科研素质。

3.社会关注的热点及日常生活常识。为了抓住学生的注意力,将分子生物学的专业知识与日常生活联系到一起。在讲到转基因植物时会与学生一起讨论转基因植物的安全性,并下载网上正反两方面的观点,引用2016年百位诺贝尔奖得主联名支持转基因,并解释转基因植物是安全的理由,让学生对转基因植物的安全性有正确的认识,并希望通过分子生物学的学习,用自己的专业知识对轉基因植物的安全性做出正确的评价。讲到微卫星DNA(SSR)时,提及利用SSR标记进行亲子鉴定,并将2016年侦破在社会上造成重大轰动的白银市连环杀人案的过程中使用人Y染色体上SSR标记,引起学生广泛的兴趣。

讲到乳糖代谢过程中,大肠杆菌要将乳糖运输到细胞中需要用透过酶。这时我又给学生提出了一个日常生活中的问题,如含胶原蛋白和超氧化物歧化酶化妆品问题。化妆品中的胶原蛋白或超氧化物歧化酶进入人体后具有抗衰老的效果,与学生讨论这些化妆品能否让人年轻,通过分子生物学的学习我们知道一个小分子的乳糖进入细胞需要一种运输酶,那么这些蛋白如何进入人体细胞?其结果是显而易见的。

4.分子生物学重点、难点解读。有些时候,书本上对有关的理论或技术介绍并不全面,学生在学习过程中难于理解。如DNA的复制原点位于遗传图谱84分钟处,这些涉及到细菌基因定位的中断杂交试验,需要讲解相关知识,帮助学生理解。又如SangerDNA测序原理,如用不同颜色的荧光物质标记ddNTP,从而实现测序的自动化。书上并没有讲到用什么作荧光标记物,如何标记等问题。下载荧光标记相关的文章[3],并将测序人员编写的测序步骤下载,与学生一起学习每一步反应的作用,有助于学生理解该技术。

(二)分子生物学前沿

分子生物学知识更新可以说是日新月异。因此在教学中老师必须关注学科的研究热点和前沿领域。在教学中可讲述一些应用相关理论开发的技术或相关技术的进一步发展。如讲到噬菌体的滚环机理时,下载利用噬菌体DNA聚合酶开发的滚环扩增试剂盒说明书,并介绍试剂盒在动植物病原物检测中的应用。讲到测序技术时,就可以向学生介绍最新发展的二代测序技术;讲到酵母双杂交系统,可以向学生介绍将荧光蛋白折分后的杂交系统以及依赖泛素(ubiquitin)的细胞质杂交系统[4]。让学生感受到分子生物学技术发展日新月异,也培养他们跟踪学科发展前沿的方法和学习习惯。

二、教学手段和方法的改进

(一)多媒体教学

多媒体技术具有信息量大、声像俱佳、动静皆宜的特点[5]。多年来我们不断补充和完善教学资料,逐渐形成了独具特色的多媒体教学课件。多媒体中大量使用图像、文字表述简洁明朗、主题突出。在多媒体教学中使用分子生物学动画,如DNA复制、转录、翻译、分子生物学技术和基因表达调控动画等。这些动画能将声、光、色结合,从而增加学生的感官刺激,能有效提高学生的注意力,激发课堂活力,从而提高教学效果。这些动画都是用英文讲解,需要老师给学生翻译。让学生掌握一些英文专业词汇,有助于提高用英文交流与阅读专业文章的能力。

(二)教学方法

为发挥学生作为教学主体的能动性,根据具体的教学内容设置了启发式、联想式、探究式等多种教学方法[6],让学生参与到教学过程中,不仅活跃了课堂气氛,而且在分享知识的同时,更注重教会学生灵活掌握学习的方法。

1.启发式教学。启发的目的在于举一反三,触类旁通。针对每一次的课堂教学,设计一些抛砖引玉的问题,供学生思考与讨论,这成为了分子生物学理论教学的重要组成部分。如前面讲到的乳糖操纵子时,所提出的两个问题就是很好的启发式教学的例子。这一系列的互动教学活动,充分调动了学生课堂学习的主动性和积极性,在不断的讨论分析中通过展示不同的思维、发表各自的观点,不但有利于促进学生在学习中发现问题、解决问题,而且有利于学生通过对基础知识的消化、理解来达到理论的升华、拓展。

2.比较法教学。在比较法方面,注重横向比较与纵向比较的结合。DNA的复制、转录和翻译以及基因表达的调控等内容均是从原核生物和真核生物两方面论述的。因此,在教学中充分利用横向比较法,对原核和真核生物DNA的DNA聚合酶、RNA聚合酶的种类和组成、mRNA的结构进行对比分析,能更好地帮助学生理解和记忆。而对DNA复制、RNA的转录、蛋白质的翻译等过程、不同操纵子的调控机制等内容的教学可以采取纵向比较法,如DNA复制、RNA的转录、蛋白质的翻译各需要一些什么样的酶,它们的过程有什么不同。以达到加强记忆的目的。

三、知识拓展

生物信息技术已经发展成为分子生物学研究方法中不可分割的一部分,必须特别强调互联网资源运用的重要性。在整个分子生物学的教学中,要求学生查阅和组织各种文献资料。因此,在教学中要逐渐向学生介绍中国知网和NCBI等常用资源库,使学生了解如何利用资源库进行查询,培养了学生的自学能力。在教學中还要介绍一些常规的生物信息技术软件,如Primer6.0、DNAMAN和DNAStar等,使学生对这些软件有一个初步的认识。如讲到rDNA为中度重复序列时,要求学生从NCBI网站上下载原核和真核的基因组序列,查找其中的rDNA的数量,并明确rDNA的结构。下载动、植物病毒的基因组序列,用DNAStar作出其结构,观察病毒的重叠基因。用DNAStar作出四膜虫rDNA的结构,并比较与其他rDNA的差异,弄清核酶的特殊性。

第8篇:分子生物学的研究方法范文

分子生物学是研究蛋白质、核酸等生物大分子的结构与功能、遗传信息传递规律及调控方式和分子生物学研究方法的一门学科,涉及到动植物功能基因的挖掘、基因调控、基因工程、人类疾病的基因诊断与生物治疗等生物相关领域。它使人类从分子水平上真正揭开了生物世界的奥秘,由被动转向主动地改造生物世界迈出了一大步。分子生物学同时也是生命科学领域产生的一门重要的新兴学科[1]。现今分子生物学的成就说明了生命活动的根本规律在各种各样的生物体中都是统一的。例如,在自然界的各种生物体中,都是由同样的氨基酸和核苷酸分别组成其蛋白质和核酸。同时,除某些病毒外,各种生物体的遗传物质均为DNA,并且在所有的细胞中都以同样的机制进行复制。分子遗传学的中心法则和遗传密码,除少数例外,在绝大多数情况下也都是通用的。

二、实验教学

近年来,随着分子生物学突飞猛进的发展,其新理论、新技术也层出不穷。分子生物学基本理论的建立以大量的实验为基础,是一门实验性非常强的学科。分子生物学教学如果不做实验,只学习理论,往往会事倍功半。分子生物学实验技术亦成为高素质生物类人才必须掌握的基本技能[2]。分子生物学实验的开设是让学生从课堂单纯的学习理论转换到实践操作和科学研究的一项重要举措,不仅培养学生真正掌握基本理论、基本知识和基本技能的能力,还培养学生的科研能力、综合素质和科学作风,对建立用科学的方法研究问题及唤起学生们的求知欲均具有十分重要的作用。因此,开设分子生物学实验课程对培养高素质生物类专业人才非常重要。而基于现实条件,多数高校在现有的实验教学中,存在一些问题:

1.试剂的浪费和仪器的损耗:生物实验多综合性实验,由于这类实验是开放性的,实验开展过程中经常存在试剂浪费、仪器损耗大等问题;同时分子生物学实验所用的一些仪器与材料往往是精细的、昂贵的,对实验条件、操作技能的要求非常高[3]。而学生们在做实验时,往往会忽略这些细节,造成试剂浪费或仪器损坏等问题。

2.实验室的环境卫生的保持:保持良好的实验环境对于实验来说是至关重要的。在实验期间,由于学生多,极易造成仪器、设备、试剂等摆放不合理,环境条件差的情况。因此,要对实验合理安排,及时清理,同事提高同学们的实验意识。

三、改革措施

1.建设综合的评价体系。实验课程评价体系是保证教学质量的关键之一,构建科学的实验考核体系,可以提高实验教学质量和学生对实验课的关注度与兴趣度。比如按照平时成绩(平时成绩包括出勤、实验报告、课堂态度、操作规范程度等)占60%、操作考试占20%、理论考试占20%等划分。

2.运用现代化的教学手段。分子生物学知识具有高度的抽象性和微观性,学生对这些知识几乎没有任何感性认识。但同时,分子生物学实验课程是一门对操作要求极为严格的实验,而多媒体设备具有非常丰富的表现力,不仅能够对微观过程进行形象模拟,还可以对抽象事物进行直接的表现,对复杂过程进行精简和重现,这一点恰恰在分子生物学实验教学中显得尤为重要。在教学过程中运用多媒体和网络技术对于实验的进行有极大的帮助。多媒体技术可以让学生们对实验又最直观的认识,还可以给同学们示范规范操作;网络技术可以让学生们了解更多资讯及科研的前言进展,对激发同学们的兴趣有极大帮助。随着IT行业的发展,生物学软件的出现极大的便利了同学们的独立学习。

3.开展双语教学。随着全球化发展,许多生物院校都非常重视双语课程的教学,尤其是分子生物学。双语教学不仅会帮助学生学习专业英语,而且可以很好使科学研究和国际接轨,了解更为前沿的学科发展,掌握最新的文献资料等。在日常学习中,鼓励学生多阅读英文文献、做英文报告对双语教学的开展大有裨益。

4.培养学生的工程创新意识。创新是科技进步和经济发展的源泉,工程类人才更要具有很强的创新意识和宽广的知识面。这就更加要求教师在教学过程中加强对学生创新意识的培养,工程创新意识来源于扎实的基础理论知识和宽广的知识面。在教学过程中,要求学生学好基础理论知识的同时不断拓宽知识面。在分子生物学实验教学的过程中,我们留意分子生物学发展过程中的重大事件,并将其与当时的科学发展背景和重大发现经历等加以介绍。同时将实践教学与理论课程有机结合,并纳入到研究性教学方案中,并且鼓励学生参与分子生物学课程相关的大学生研究性学习和创新性实验项目。

四、结语

第9篇:分子生物学的研究方法范文

关键词:分子生物学;教研一体化;创新;综合能力

2015年5月4日,国务:颁布了叶关于深化高等学校创新创业教育的实施意见曳,明确了以素质教育为核心,以创新人才培养为导向的高校创新创业教育工作。在创新教育改革的大趋势下,高等教育的首要任务是培养具有创新精神和实践能力的高级人才,为完成这一任务,学生专业理论知识的掌握和实践能力的加强要实现高度的平衡。然而如何提高学生的实践能力,加强专业课课程的学习呢钥根据分子生物学教学过程中遇到的问题,探索和分析了通过教师科研与专业课教学相结合的方式,改革专业课教学模式及考核方式对培养学生综合能力、提高分子生物学教学效果,促进学校发展的作用。

1传统分子生物学教学方法的弊端

分子生物学是在分子水平上研究生命活动及其规律的科学,主要研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构、功能及其相互作用,内容繁多、抽象,不易理解[1]。传统的分子生物学教学只注重知识的传授,习惯于以灌注的方式增加学生的知识。这种满堂灌的教学方式不仅使学生思路闭塞,缺乏独立思考的能力和创造性,而且容易使学生产生枯燥厌烦情绪。很多情况下学习仅仅是为了应付考试,在很大程度上影响了这门课程的教学效果。分子生物学是一门实验科学,任何理论的提出都必须以实验依据为基础[2]。要加深学生对分子生物学理论的理解,增加对理论知识的感性认识,最有效的途径是让学生把所学理论知识运用到实践中解决实际问题[3]。因此,分子生物学的实验教学就显得尤为重要。为适应分子生物学日新月异的发展,早在20世纪90年代初期各大高校就对生物专业的本科生开设了分子生物学实验课程,但是传统的分子生物学实验课教学却存在很多不足:一是实验课的配套教材多年不变、实验设备老化、实验内容陈旧,与飞速发展的前沿理论和技术严重脱节,导致教学脱离实际;二是对实验课程的设置而言,由于需要较高的经费投入和师资不足等原因,很多实验只停留在实验理论的讲授和实验演示阶段;三是学时安排使得上课时间较为分散,实验内容的设置不具有连贯性和完整性。总之,当前的分子生物学实验教学已经不能满足大学本科生对实验理论与实际操作的需求。为紧跟生命科学发展的步伐,分子生物学在理论教学和实验教学模式上都需要进行改革。最简单有效的办法就是利用教师的科研平台,让学生在学习专业课的同时参与相关教师的科研项目,通过理论与实践的结合,提高专业课的教学效果和学生实践创新的能力。

2实现教研一体化教学模式的措施

为了有效开展教研一体化,提高学生的综合能力和专业课的教学效果,为大学生提供一个从事基础科研活动的锻炼机会,应该采取以下一些符合教学实际、适于大学生参与的支持性和保障性措施:一是做好宣传工作,鼓励、吸纳对分子生物学理论知识有一定基础并对本学科实验技术感兴趣的本科生参与,组建科研创新团队,营造良好的科研学术氛围,打造研究型、开放式的教学新模式。二是利用现有的教学资源和科研环境,将教学与教师的科研项目相结合,设置教学科研一体的教学体系。教师在讲授专业课的同时,把本专业最新的研究动态和研究成果渗透到分子生物学的理论教学中,使学生及时感受世界前沿知识的变化和魅力,大大提高学生的科研意识与专业兴趣,为以后从事分子生物学方面的相关工作奠定基础。三是教师结合学生在课堂上所学的知识及其所具备的能力,把握难度适宜、有利于理论知识掌握和培养能力的原则将课题进行合理划分,并对学生做出明确的分工[4]。四是设计课题研究方案前,要求学生认真地收集归纳与课题有关的文献资料,自己动手设计实验方案,分析实验方案在理论上的优缺点、可行性和科学性。通过这样的形式,锻炼学生提出问题、分析问题和解决问题的科学方法,为学生营造一个严谨、求真、创新、充满挑战、充满活力的学术氛围,将繁重枯燥的科研活动转变为学生展现自我创新能力的舞台。五是改革分子生物学专业课课程考核方式,不再采取单一的平时成绩加期末考试成绩的形式,而是把平时成绩、考试成绩,并结合学生参与教师科研项目的情况、科研活动的成果、科研论文的撰写情况等都作为考核的内容。如此全面系统的考核,一方面有利于对学生进行客观的评价;另一方面可以肯定学生进行科研活动所付出的努力和取得的成果,从而激励学生理论课学习的热情,提升专业课教学质量,增加学生从事科研活动的积极性。

3教学科研一体化教学模式的优势

3.1有助于提高学生对理论知识学习的热情

科学研究的过程需要丰富的理论知识作为支撑,同时科学研究的顺利开展,要求学生必须学好学精理论知识,从而充分调动学生对理论知识学习的积极性和热情,强化理论课教学的效果。

3.2弥补了实验课教学的不足

创新精神和创新能力是对大学生素质评价的重要指标。长期以来,分子生物学实验教学中开设的多数为验证性实验,学生仅仅是根据教材上的方法按部就班地进行操作,撰写报告,既不能从实验数据中发现问题、提出问题,也不能从实验过程中找到解决问题的方法,缺乏创新能力的锻炼。教师对于实验教学的要求也仅限于实验数据处理和实验报告的完成[5],这种教学方式压抑了学生的创新意识,扼杀了学生的创新能力,违背了野培养造就具有创新精神、创新能力的高素质人才冶[6-7]这一高等教育改革和发展的主题。教学科研一体化,不仅可以培养学生的自学、观察、分析、查阅文献的能力,还能训练其写作与语言表达能力,使学生从单一型向复合型、从封闭型向开放型、从知识简单型向综合创新能力型转变[8],促进其创新能力的发展。同时,学生参与科研活动的过程不仅是对勇于克服困难、吃苦耐劳、无私奉献等个人品质方面的一种锻炼,亦是对他们在研究团队中相互配合、资源共享的大局意识和协作精神的培养。国外学者万科特和奥雷维克孜(PhilipWankatandFrankReovicz)指出:野大学生参与科研项目,可以培养他们的实验技能、计算机技能、时间管理技能以及项目设计和按时完成任务的技能。每周例会的课题报告,可以培养学生非正式的口头表达能力,撰写科研报告是练习写作能力的好机会,参加学术会议则有助于交流技巧的提高冶[9],这些更是传统的实验教学所不能达到的高度。

3.3不仅直接关系到学生的切身利益,对学校和高校教师而言也是必不可少的

通过科研与教学的结合,一方面高校教师可以充分利用学生资源保证在繁重的教学压力之下进行个人学术的开展;另一方面也使教师的授课不再是一个单调的、乏味的过程,而是有着许多实例的、生动的、有深度和广度的教学过程。学生普遍反映,这种将科研渗入到教学中的方式,十分容易接受,对所学理论知识的理解也更加深刻。另外,教研一体化模式符合国家的教育改革方针,也进一步提升了大学的教学质量和科研水平。

4结语

教学和科研是高等:校的2种基本职能,都是培养高级人才的重要途径。它们之间是密切相关、相辅相成、缺一不可的。教研一体化模式不仅仅适用于分子生物学课程,它是普适性的。在高等:校的教育工作中,应该把科研与教学有机地结合起来,坚持以教学传授知识,以科研创新意识,形成教学科研一体化模式,使教学科研实现良性互动,相得益彰,最终实现大学的可持续发展。

5参考文献

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