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由于不同的生物组织对激光的吸收系数不同,因而他们吸收的光能量大小也不同。在均匀的入射光照射下,不同的生物组织产生的光声信号的强度也是不一样的。这些信号是生物组织内部信息的反映,包含着生物组织内部的成分、结构等信息,基于生物组织内部的光学吸收系数分布,就可以获得组织内部的组织结构、病理信息等。通过一定的方法对光声信号进行采集、处理,并重建出组织结构图形,结合生物组织中光学吸收系数的分布,可以定量分析组织结构的变化情况,即对生物组织进行功能成像,反映了组织内部微小的病变、血红蛋白浓度、血氧浓度等重要参数。
2基于非聚焦单阵元探测器的光声成像系统设计
光声断层成像系统采用非聚焦激光照射样品,并采用非聚焦超声换能器检测被样品照射区域周围的光声信号,从检到的光声信号,反演出成像区域生物组织的光吸收系数的空间分布,并且由此绘制组织被照射区域的光声图像。一般在光声断层成像的实验研究中,为了简化系统的复杂程,减少实验成本,提高实验稳定性,往往采用一个超声换能器对生物组织进行旋转扫描。
美国圣路易斯华盛顿大学的LiHongVWang在2003年时带领研究小组利用非聚焦的单阵元超声换能器对小鼠大脑进行光声断层成像,实现了对老鼠大脑皮层的高对比度成像,对大鼠脑部进行光声断层成像,血管成像结果与脑部解剖结果十分吻合。随后各式各样的单探头扫描实验系统用于小鼠的肿瘤生长、血管变化和关节成像。使用单阵元非聚焦超声换能器采集光声信号,对于每次采集到的距离换能器不同半径弧的光声信号光声信号,需对其求积分。因此不能采集单一方向的光声信号,需要围绕生物组织旋转换能器,采集样品各个方向的光声信号,最终通过数值计算模拟出光声图像。该实验装置由于只需一个超声换能器,信号采集电路比较简单,成本较低。但由于加入了旋转机构旋转超声换能器,实验装置的结构变得相对复杂,采集数据时间稍长,而且引入了机械振动误差,成像结果受机械硬件影响较大。于是发展出阵列圆形扫描系统,采用这种方式的系统采集多个通道的光声数据。可以有效地减少信号采集时间,因此这种采集方式被大多数实验者采用。LihongV•Wang等首次用512个阵列的环形探头实现了高分辨率的大脑血管实时成像,并对小鼠脑中的光声造影剂进行了监控。V•Ntzi-achristos等也用64个阵元组成180°圆弧对小老鼠的腹部、胸部和心脏进成像,它的动态图像帧频能达到10Hz。
3结束语
1.1药物载体
许多药物都有细胞毒性,在杀死病毒细胞的同时,也会对正常细胞造成损伤。因而,理想的药物载体不仅应有较好的生物相容性、较高的载药率,还应具有靶向性,即到达目标病灶部位才释放药物分子。无机纳米材料的大小和表面的电荷等理化性质决定了纳米材料的性能,研究这些可控特性可应用在生物医学领域中。例如,用多孔硅作为药物载体递送柔红霉素,治疗视网膜疾病持续时间从几天延长到3个月。通过调控将纳米粒子孔径从15nm变为95nm,使柔红霉素的释放率增大了63倍,从而调控药物的释放。用介孔二氧化硅纳米粒子运载化疗药物、探针分子向肿瘤细胞进行递送,可用于癌症等疾病的靶向性治疗和早期诊断。介孔二氧化硅在药物传输、靶向给药、基因转染、组织工程、细胞示踪、蛋白质固定与分离等方面有广泛的应用。碳纳米管及其衍生材料可开发用于电敏感的透皮药物释放,又可作药物载体进行持续性释放。比如,用超支化聚合物修饰碳纳米管,可以从复合物的羟基末端聚集活性基团,从而增强溶解性能,作为抗癌的药物载体,也可以用作药物缓释载体。用聚乙烯亚胺修饰多壁碳纳米管,分散性好,能降低对细胞的毒性,进一步结合在壳聚糖/甘油磷酸盐上,能增加凝胶的机械强度。同时,改变溶液的pH值、温度等来构建具有双缓释功能的温敏性凝胶,能减少凝胶的突释现象。纳米钻石(dND)装载化疗药物具有较低的毒性和较高的生物兼容性。将叶酸等靶向分子修饰纳米钻石表面,用于装载抗癌药物,以H2N-PEG-NH2作为桥梁分子,形成纳米靶向载药系统,对C6细胞具有靶向作用,为研制肿瘤靶向治疗提供了参考依据。为了避免被单核细胞、巨噬细胞系统等非特异性吸收,并让药物优先进入肿瘤细胞,用超支化缩水甘油(PG)修饰纳米钻石得到dND-PG,有较好的生物相容性,能避免被正常细胞的巨噬细胞非特异性摄取。加载抗癌药物阿霉素显示出对肿瘤细胞具有选择性的毒性作用,可作为肿瘤药物载体,对肿瘤细胞进行选择性给药。将药物分子插入LDHs的层间形成药物-LDHs的纳米杂化物,药物与LDHs层间的相互作用以及空间位阻效应能有效地控制药物释放,减少药物发生酶解作用。LDHs表面存在大量的羟基,便于进行表面功能化修饰,增强靶向性,避免被巨噬细胞吞噬而从人体内清除,提高药物的输送效率。LDHs适合装载不同类型的药物,将药物插入到LDHs的层间结构,药物以阴离子形式装载并被控释。通过共沉淀法在LDHs层间成功地嵌入维生素C,维生素C的阴离子垂直插于LDHs层间,热稳定性显著增强。通过离子交换反应来释放维生素C,延长释放时间。
1.2蛋白质载体
纳米材料在诊断、药物输送、生物功能材料、生物传感器等方面得到了迅猛的发展,出现了疾病治疗、诊断、造影成像等多种功能的组合。无机纳米材料在生物大分子药物的载体,包括运载蛋白质、多肽、DNA和siRNA等方面的研究较多。纳米多孔硅有较好的生物相容性、生物可降解性和可调控的纳米粒径,可作为药物输送系统。壳聚糖修饰多孔硅后可用于运载口服给药的胰岛素,改善胰岛素的跨细胞渗透,增加与肠道细胞黏液层的表面接触,提高细胞的摄入,可用于口服递送蛋白质和多肽。纳米羟基磷灰石与蛋白质分子有高亲和性,可用作蛋白质药物缓释载体,能提供钙离子,造成肿瘤细胞过度摄入,从而抑制肿瘤细胞活性,诱导肿瘤细胞凋亡。
1.3基因载体
基因治疗是遗传性疾病的临床治疗策略,主要依赖于发展多样性的载体。无机纳米材料用于基因疗法是利用无机粒子和可生物降解的多聚阳离子合成新型的纳米药物载体,如介孔二氧化硅作为基因载体可用于肿瘤治疗,促进体外siRNA的递送。乙醛修饰的胱氨酸具有自身荧光的特点,可对pH值和谷胱甘肽进行响应。通过荧光标记类树状大分子的二氧化硅纳米载体具有分级的孔隙,不仅毒性低、基因装载率高,转染率也较高。引发谷胱甘肽二硫键裂解,可促进质粒DNA(pDNA)释放,并能使用自发荧光来实时示踪。又如,通过π-π共轭、静电作用等非共价键作用力结合,能将DNA、RNA等生物大分子和化学药物固定在氧化石墨烯上。
1.4骨移植
临床上可用自体骨移植来治疗创伤、感染、肿瘤等造成的骨缺损,由于骨移植的来源有限,且手术时间长,易导致失血过多和供骨区并发症等,应用受到限制。将异体骨用作骨移植,则存在免疫排斥反应,且易被感染。而人工骨同自体骨有相近的疗效,人工骨材料可采用钛、生物陶瓷、纳米骨、3D模拟人工骨髓等纳米材料。例如,纳米二氧化硅可替代骨组织,促进人工植入材料与肌肉组织融合。纳米羟基磷灰石与人体内的无机成分相似,其粒子有小尺寸效应、量子效应及表面效应等,可用作牙种植体或作为骨骼材料,能避免产生排斥反应,促进血液循环,促进人体骨组织的修复、整合和骨缺损后的治愈。
1.5临床诊断和治疗
磁性氧化铁纳米粒子可作为造影剂用于肿瘤诊断中,对肿瘤分子产生磁共振分子影像或多模态肿瘤分子影像,也可用于循环肿瘤细胞的分离、富集。免疫磁分离法基于磁性杂化材料可导电,在外部磁场下积累,可用于临床热疗。磁热疗以磁流体形式进入肿瘤组织,利用肿瘤细胞与正常细胞之间不同的热敏感度,将外部磁场产生的磁能转化成热能从而杀死肿瘤细胞。磁性纳米粒子还可用于生物传感器中,利用磁现象和纳米粒子从液相中分离并捕获生物分子。用绿色荧光蛋白标记,形成温敏的磁性纳米固相生物传感器,用磁性材料制成固相生物传感器的支架,在磁场作用下,响应更快,表面易于更新,可用于免疫诊断。磁性纳米氧化铁作为临床应用的磁性纳米材料,受到人们的广泛关注。Fe3O4和γ-Fe2O3的特殊磁性质使其在靶向肿瘤药物载体、磁疗、热疗、核磁共振成像、生物分离等生物医学领域中得以应用。用无机纳米材料制作激发荧光探针进行临床诊断,如用介孔二氧化硅制成的细胞荧光成像探针利用量子点良好的光稳定性、较长的荧光寿命和较高的生物相容性,结合介孔二氧化硅可特异性地识别Ramos细胞的特点,并用激光共聚焦显微镜对Ramos细胞进行荧光成像,实现了对肿瘤细胞的早期诊断、检测成像。富勒烯特殊的结构和性质使其可以广泛地应用于光热治疗、辐射化疗、癌症治疗等医学领域,也可作为核磁共振成像的造影剂用于临床诊断。但富勒烯不溶于水,对生物体存在潜在的毒性,限制了其在临床的应用。富勒烯结合含羟基的亲水性分子可改善其溶解性,羟基化富勒烯无明显毒性,可作为抗氧化剂。聚羟基富勒烯利用近红外光激活体内的纳米材料,用光热对肿瘤细胞定位,避免了金纳米粒子、碳纳米管等在体内造成聚积,利用免疫刺激作用来抑制肿瘤细胞的转移、生长,从而减小肿瘤的尺寸,最终造成肿瘤细胞凋亡。因此,改造碳纳米结构,在成像、吸附、药物装载与靶向运输等生物医学工程方面有潜在的应用价值。银纳米粒子杀菌活性远高于银离子,在杀菌抑菌方面得到广泛的应用,可用于外科手术中的伤口愈合、药学、生命科学等生物和临床医学领域。金纳米粒子有较好的生物相容性,功能化的金纳米粒子可用于生物分析、药物检测、临床诊断等生物医药领域,可作为纳米探针检测重金属离子、三聚氰胺等小分子,也可检测DNA、蛋白质等生物大分子,还可以用于对细胞表面和细胞内部的多糖、核酸、多肽等的精确定位。镍纳米粒子固定在海藻酸水凝胶中,通过热敏感粒子与镍磁纳米粒子交联形成囊状结构,组成热磁双敏感的磁性纳米粒子。在交变磁场下缓慢释放水凝胶中的镍纳米粒子,通过远程调控来激发水凝胶中成纤维细胞的凋亡。无机纳米材料的类别不同,在尺寸、形貌上有很大的变动范围,因其核心材料的量子特性,已日益成为涉及临床诊断、成像和治疗的手段,为纳米材料在生物医学上的应用提供更多的可能。
2展望
纳米技术作为新时代的疾病治疗模式,为未来的临床用药提供了新的可能,在生物医学的应用上有很大的前景。目前,癌症治疗主要包括手术、放疗和化疗等手段,而药物剂量增多会造成副作用。纳米粒子可以作为靶向药物载体、成像造影剂、化疗、热疗、磁疗系统,可通过血脑屏障,在治疗神经系统疾病中有很大的潜力,有望成为攻克癌症的新手段。无机纳米材料在药物载体、临床诊断和治疗等方面有广阔的应用前景,但目前的研究大多处于实验阶段。无机纳米材料在生物医学应用中有待解决的问题包括:
(1)提高疾病治疗的针对性、靶向性和可调控性;
(2)使无机纳米材料相对固定在肿瘤细胞表面,不至于扩散到正常组织,从而提高肿瘤部位的有效浓度,减少毒副作用;
(3)纳米材料有潜在的毒性,可降低纳米材料的毒副作用以达到临床应用的标准;
(4)寻找优质材料,优化结构,提高材料的生物相容性、生物安全性,并针对不同的药物溶解性设计特定的载体和功能材料骨架,增加细胞的摄取和利用;
(5)生物合成方法与其他合成方法相结合,无机与有机材料组合成复合材料,组装成集检测与治疗于一体、多靶点的功能材料;
教师职业道德修养不仅影响医学教师的发展,也影响学生的学习和发展。高校医学教师肩负着培养高级人才的重任,教学效果固然重要,但医学教师的职业态度、思想道德和个人修养都会对学生的知识体系构建、世界观的形成产生重大影响。除了积极参加单位组织的学习外,医学教师更要自觉地了解名人传记和模范事迹,自我鼓励。在教育和教学实践中,在处理师生之间、教师之间、教师与其他成员之间的关系中,才能辨明是非,才能辨别善恶,才能对照、发现和纠正自己的缺点和不足,从而培养自己良好的思想道德水平。目前,我校新聘教师要先后通过教研室、学院及大学不同层面严格的考核,最终选择师德高尚、知识渊博的人才到教师岗位,革除忽视师德、只重学历的弊端。建议:第一,师德的表现应与工资、岗位和职称挂钩。第二,建立监督制度,结合行政与社会监督力量,明察暗访,并设立“师德信箱”,通过各种手段鼓励教师严于律己,以达到较高的思想境界。
2始终重视提高教学能力
教师的首要任务是教学,教学能力的提高是对教师的基本要求。近年来,随着大学招生规模的扩大和师资的新老更替,大批年轻教师被引进。由于缺乏教学经验,知识储备不足,难以厚积薄发,使得教学捉襟见肘,学生感到索然无味,存在青年教师的教学能力不足的现象。例如,本人所在教研室共17名在岗人员,其中35岁以下教师高达70%,因此,对于青年教师教学能力的培养应格外重视。看法如下:第一,现有培训结束后每个人都会颁发一个证书,无关乎你培训表现、出勤等,纯属“走过场”。因此,建议加强培训制度法律化,通过立法的形式,把参加在职培训作为医学教师终身在职教育。第二,由年资高、经验丰富的教师对青年教师进行“一对一”带教,要从最基本的做起,如,针对实验课的“基本操作及标准曲线法测定未知硫酸铜浓度”,不仅要指导青年教师的教学过程,还要“手把手”完成整个实验。课后,青年教师要积极进行教育教学反思,如,写反思日记、观摩教学、讨论教学等,再与带教老师沟通,以便提高自己的教学能力。第三,青年医学教师要努力提高专业水平,做好专业知识积累,保持与专业前沿同步。
3努力提高教师科研能力
比较记忆法就是对相似而又不同的知识进行对比分析,不论哪一种比较方式,都能达到同中求异、异中求同的目的。有比较才有鉴别,其特征、本质就会得到凸现。
1.1横向比较例如,基因重组和易位这一对概念的比较,都属于可遗传变异,前者发生在一对同源染色体的非姐妹染色单体之间的部分交叉互换,而易位发生在两条非同源染色体之间的互换,属于染色体的结构变异。
1.2顺序比较在学习新知识时,将其与头脑中已有的旧知识加以比较。例如,在记忆动物细胞培养的条件时,与之前学过的植物细胞与组织培养的条件相比较,除了找出动植物细胞相同的培养条件外,还特别强调要控制一定的渗透压和溶解氧,在培养液中要添加动物血清。
2联想记忆法
根据知识点的特征引导学生进行正确的思维,对不同的知识点赋予不同的联想来加强记忆的方法。例如,由感冒时夜间咳嗽比白天严重,联想到副交感神经有使气管收缩的功能;由寒冷季节人们排尿增多的现象联想到人体内水分的来源和去路,以及体内渗透压的调节。
3图形再现法
俗话说,“一幅画胜过千万言”,由此说明图形记忆的有效性。这是由于图形具有鲜明的形象性、直观性,容易引起记忆。例如,拓展教材中“甘油三酯的代谢过程”图示,清晰呈现了甘油三酯的来源和代谢过程,其来源有外源性和内源性两种,前者是小肠上皮细胞吸收;后者是肝细胞和脂肪细胞的自身合成,去路是在肝细胞和脂肪细胞都能分解为甘油和脂肪酸再转化成葡萄糖,然后被组织细胞的利用,还体现了甘油三酯的平衡受到胰岛素、胰高血糖素和肾上腺素的调节机制。高三教材中还有很多知识点借助图形进行分析和记忆,是非常有效的。
4归纳记忆法
【关键词】生物教学 学生 问题意识
哈佛大学提出:“教育的真正目的就是让人不断提出问题、思考问题。”在我国颁布的生物课程标准中,也提出了提高学生科学素养、倡导探究性学习的课程理念。探究性学习方式的中心是针对问题的探究活动,让学生在面临各种问题的时候,想方设法寻找问题的答案,在解决问题的时候,对问题进行推理、分析,找出问题解决的方向,然后通过观察、实验来收集事实,并对得到的资料进行归纳、比较、统计分析,形成对问题的解释,最后通过讨论和交流,进一步澄清事实、发现新的问题,对问题进行更深入的研究。可见探究发端于问题。能否有效地引导学生发现问题、提出问题,在一定程度上关系到课改的成败。因此,培养学生的问题意识,提高学生质疑问题的能力,具有十分重要的意义。本文对生物教学中如何培养学生的问题意识进行探讨。
1.营造自由氛围,使学生敢问。青少年思想活跃、求知欲旺盛,对事物有着强烈的好奇心,这就是问题意识的种子。然而,这颗种子能否萌芽,取决于是否有一个适宜的环境和气氛。在现实课堂教学中,许多学生还是习惯于让教师提出一个个问题,丝毫不敢越雷池一步,即使有疑也不敢向教师提问。造成这种现象的原因,很大程度上是教师没有真正转变教育观念,对问题的培养意识重视不够,一怕影响自己的权威,二怕打乱教学程序,学生只有接受再接受,于是课堂上便只剩下教师的声音了,久而久之,学生也就没有问题可问了,师生间的心理距离也拉大了。要培养学生的问题意识,首先要破除这种“习惯”和“成效”,营造宽松、自由的教学氛围,建立平等、民主的师生关系,鼓动学生大胆质疑、提问,鼓励学生求新求异,正确对待学生的提问,不讥讽、不嘲弄,挖掘其可贵之处。特别要鼓励学生自己发现问题、提出问题。在教学中“少一些不准,多一些允许”,让学生在课堂上能够“自由地呼吸”,敢想、敢说、敢做,充分发表自己的见解。只有这样,才为问题意识这颗种子的生长提供了充足的阳光、水分、适宜的土壤,利于其生根发芽、开花结果。
2.创设问题情境,使学生想问。学生问题意识的培养还依赖于教师的教学设计:教师通过何种手段呈现问题情境,引发学生的认知冲突,诱发学生的问题意识,使学生确实感到有问题要问。
2.1 原型创设。将问题创设在学生熟悉的现实情境中,特别是学生亲身经历的比较关注的生活原型中,能够极大地激发学生探究的欲望,提高他们学习的积极性和主动性。例如在学习“种子萌发的环境条件”时,提出“大米在适宜的条件下能萌发吗?将蚕豆的种子横向一切为二,在适宜的条件下,它们能萌发吗?”在学习消化和吸收时,提出“早餐没吃,你有什么感觉?为什么?”“早餐吃的是面包和鸡蛋,这些食物在身体内发生怎样的变化?”“麦当劳和中餐,你更爱吃哪个?哪个营养更均衡?”等。
2.2 实验创设。通过演示实验或学生实验操作创设问题情境,具有真实、直观的特点,这种问题情境创设在生物学教学中具有较为广泛的应用。例如,探究“馒头在口腔中的变化”,可以通过设立对照实验:馒头碎屑+唾液+搅拌,馒头碎屑+清水+搅拌,馒头块+唾液+不搅拌;全部37℃恒温水浴,加碘液检验。然后学生观察、记录和分析实验现象。
2.3 多媒体创设。多媒体教学手段能通过丰富的图、文、声、动画等鲜活的情境,多渠道地对学生展示生物的奥秘,学生的多个感官受到刺激,思维活跃,问题火花由此迸发。
2.4 生物学史创设。生物学史大量的史料闪烁着前人智慧的光芒,把这些史实作为问题情境,可以激发学生热爱自然、献身科学的热情。例如在“光合作用”一节的教学中,以普里斯特利、萨克斯、恩吉尔曼和卡门、希尔等人的有关研究过程作为问题情境而展开,学生通过思考一系列问题,最后得出光合作用的概念和实质。
2.5 热点创设。当前科学技术突飞猛进,尤其是生物科学技术更是一马当先,如克隆技术、转基因食品、干细胞移植、生物芯片等,都是人们关注的热点,另外国际重大事件中如炭疽、生化武器等等,也是人们关心的焦点。将这些内容进行加工,创设问题情境,一方面可以激发学生的学习兴趣,另一方面可以培养学生放眼世界、关心社会的责任感。
3.教给质疑方法,使学生会问。要培养学生的问题意识,除了要让学生敢问、想问,还要让学生会问。教师应当教给学生一些提问的技巧,提高学生的思维品质。首先,教师要让学生明确提问的种类。按照布卢姆目标分类法,可以分为两个层次的提问,低层次的提问包括知识提问、理解提问、运用提问,高层次的提问包括分析提问、综合提问、评价提问。低层次的提问有利于知识的巩固,高层次的提问有利于创新思维的培养。其次,教师要适时诱导点拨,教给学生发现问题的方法。可以在文字上、方法上、矛盾中教给学生质疑的方法。例如探究“光对鼠妇生活的影响”时,让学生先设计实验方案,然后与教材中的方案比较,产生矛盾和疑问,使学生对实验的单一因素与对比实验有深刻的理解。
教师在组织教学活动时,把握好教学的客观规律,将重点放在引导学生主动学习知识点上,这样的启发式教学方法,注重的就是把握生物化学的整体知识结构。例如,临床和医学检验专业的学生就必须掌握人体的代谢特点,还要将由于代谢而导致的疾病产生与生物化学上的知识点进行结合分析,制定出合理的治疗手段,在启发式教学中,学生理解疾病的发生过程就比较简单,启发学生的诊断疾病的思维,锻炼学生的思维能力。在教授医学检验专业的学生时,主要是关于生物化学中与疾病相关的检测项目和指标的讲解,比如糖尿病患者的检测项目,像这样的临床医学生化教学中,注重实验教学内容的强化,这样才能培育出高素质的临床专业人才。通过启发式教学法,能够帮助学生加强对新知识的理解程度,从而巩固旧知识体系,加强两者间的联系,提高学生对理论知识的掌握能力。
二、在生物化学教学中应用病例式教学法
医学生物化学是一切临床学科的基础专业源头,但是,在传统的教学方法下,学生们对知识的掌握是在完全的脱离临床实验的基础上进行的,在有了一定的理论知识基础后,才能够进行临床实验,虽然这样的教学方法能够提高学生临床的熟练度,但是却降低了学生学习生物化学的兴趣,在知识点的死记硬背中,消磨了对医学生物化学学习的热情。而病例式教学法就是通过病例来吸引学生的注意力,用其中的问题来激发学生学习的热情。教师主要是通过将病例的分析加入到教学当中,从而更加全面的对当时病例发生的情景进行描述,学生就要融入到当时的医生的角色中,对病人进行诊断和治疗,教师也要进行一定的引导,师生间和生生间进行激烈的讨论。例如,在发生糖尿病的过程中,血液中的葡萄糖含量增加,由于其中的葡萄糖分子不能及时的进入细胞内,发生氧化分解,而导致了血糖增加,胰岛素细胞功能发生障碍。学生在得知问题后,提出有效的解决措施,最为简单的就是让患者不适用高糖分的食品,控制饮食;而也有学生认为胰岛素是治疗糖尿病的最佳方法,由于胰岛细胞功能障碍,就可以通过基因工程技术来改造胰岛细胞基因,恢复其功能,这样就能够有效的治疗糖尿病。在学生们进行交流探讨的过程中,不断地发现和解决问题,提高自身的学习能力,最终达到了教学的目的。
三、在生物化学教学中应用多媒体教学法
在新课改出台后,各个教育层次的教学方法都有了一定的改进,多媒体教学法作为最为先进的教学手段,受到各个阶段的教育工作者的喜爱。在医学生物化学的教学中,多媒体教学法的作用更为突出。就现阶段的生物化学技术发展速度来看,生物化学作为高等专科学校中的必修专业课程,若是仍然使用原有的传统医学生物化学教学方法,是无法满足教师和学生的需求的,在课本、粉笔加黑板的教学辅助用具的教学下,教学的效率无法得到提高,在面对生物化学中繁杂的知识体系,这种教学的方式不利于营造出和谐的学习氛围。多媒体教学法的应用就有效的解决了这个问题,在教师进行教学时,应用多媒体能够节省大部分的板书时间,更拓宽了课堂教学的知识点深度和广度,帮助激发学生的创造性思维。高等专科的医学生在日常的学习中还要进行忙碌的临床实验操作,若是在高度的精神集中后再进行枯燥的知识点学习的话,无法最大限度的吸收知识,起不到事半功倍的效果。因此,教师可以利用课前准备的多媒体课件,进行实验操作模拟,局部细节放大等方式来记忆学生的注意力,将文字难以表述的细节运用动画展示出来,使得知识点不再抽象化,培养学生的创造性,提高学生主动学习的兴趣,发展创造性思维。
四、结束语
传统的生物化学实验教学内容相对陈旧,很多的实验方法和实验手段都已经逐渐被淘汰,很少再应用于当今的科研领域,已经不再适用当今对医学生的培养和教学。而且传统的生物化学实验项目单一,枯燥乏味,并且大多数实验仅仅只侧重于加深学生对基本理论知识的理解,而忽略了对学生动手能力、研究兴趣和科研能力的培养,因此,学生对实验课程缺乏主动性和积极性。并且传统的生物化学实验安排缺乏系统性以及理论教学重于实验教学,这不利于学生系统地掌握各种实验技能,更谈不上培养学生的创新能力。因此我们重新编写了《生命科学基础实验讲义》,对实验内容进行了较大幅度的调整和改变,将沿用多年的比较陈旧实验方法删除,更换为更适应现在医学生科研综合能力培养的实验方法和技术。这些问题表现在以下几方面。
(一)实验设备不足原来的实验室设备远远跟不上现在生物化学技术的发展,现代生物化学实验设备多简单易用,极大地节省了实验者的时间,提高了工作效率。而传统的很多生物化学实验方法,还局限于用简单落后的实验设备完成基本的生化实验。如蛋白浓度的测定,现在大多科研机构已经改用更精确更节省样品的酶标仪方法,而传统的生化实验还在使用老式分光光度计来测量蛋白浓度。
(二)教学内容单一陈旧教学内容主要集中在基础的验证性实验,如考马斯亮染色法测定蛋白质的含量、紫外吸收测定核酸的含量等。缺少对学生科研思维和独立解决问题的能力的培养和锻炼。
二、生物化学实验的改革
(一)加强实验室建设,促进实验教学现代生命医学的研究发展必须要依赖现代化的实验室为基础。目前,现代化的实验室既是科学技术研究的基地,同时也是培养医学生实验技能、综合创新能力以及卓越科研素质的主要实践基地。实验室作为课堂理论教学的延伸,承担着将理论联系实际的重要作用,让医学生能够把课堂上的理论知识应用于实践,同时,通过在实验室的实践进一步加深理论知识学习。因此,现代化的实验室建设是生物化学教学的重要组成部分。所以,应当进一步加大对现代化实验室建设经费的投入,建设一个实验设备先进、实验条件完善的生物化学实验教学中心。目前,我校生化实验中心已经投入使用,大量较为先进的实验仪器如酶标仪、凝胶成像仪、实时定量PCR仪等已经投入实验。这些实验设备既符合目前生物化学实验技术的发展,同时又能满足生物化学实验教学的需求。另外,我们还努力培养了一支专业化的实验教学队伍,将生物化学师资培养、优秀实验技术人员培养和现代化实验设备结合起来,为生物化学实验教学和学生自主实验创造有利条件。
(二)提高学生实验基本技能的同时注重学生对新的实验手段和技术的了解生物化学实验既是对医学生物化学理论知识的验证,同时也是创新性实验和综合性实验的基础。在教学过程中,为了让学生系统有效地了解和掌握比色、电泳、色谱、离心及生物大分子物质的分离提取等五类基本的生物化学实验技术,我们分别选择既具有代表性又符合现在科研需求的实验:BCA法测定蛋白浓度、免疫印迹、层析法分离蛋白质和氨基酸等。学生通过这些实验掌握了电泳仪、离心机、酶标仪、恒温水浴锅等生化仪器的使用方法,学会了生物大分子物质的分离纯化方法和物质含量的分析方法。此外,我们还结合医学生的培养需求,设立了“饮食和激素对大鼠血糖和血浆脂蛋白的影响”这个临床生化实验,结合临床,让学生认识到生物化学实验与临床结合的紧密型和重要性。另外,我们还会提前告知学生每次实验的具体内容,并要求学生提前预习,实验过程中每两个同学一组,既让每位同学都有动手的机会,又培养他们的团队合作精神。允许学生根据具体的实验内容和各组的实际情况合理安排实验,如在蛋白测定的实验内容中,我们要求同学们分别用考马斯亮蓝法、双缩脲法和BCA三种方法测定同一种蛋白的浓度,每组同学可自己安排三种方法测定蛋白的先后顺序,并比较三种方法的优缺点,在实际应用中如何根据自己的实际情况选择合适的蛋白浓度测定方法,总结实验中的注意事项和经验,对实验中的实验现象和实验结果做出合理的分析,培养学生分析问题和解决问题的能力。让同学们通过实验课不仅仅学会了某种实验方法,还要学会把这些方法应用到具体的科研问题中。
(三)设立综合性实验,加强学生综合研究素质培养综合性实验的教学能够有效地提高学生动手能力,同时还能够加强对学生分析问题、解决问题等综合能力的培养。生物化学综合性实验选择当前科研领域广泛使用的microRNA方法,主要运用生物化学手段检测microRNA对靶基因转录和蛋白水平的影响。让学生运用已掌握的理论知识去分析、思考,并通过自己查阅相关文献,了解当前科研的最新进展。通过自己动手动脑并在老师的引导和指导下总结和分析实验结果,着重培养他们的动手能力和创新能力,并且让他们学会分析和解决实验中遇到的问题。通过综合实验的设立,学生可以巩固已经掌握的实验操作技能,并学会如何运用这些技能来解决科学问题。并且,综合实验可以有效地激发学生的生物化学学习和研究兴趣,引导学生积极主动获取知识的愿望,培养运用学习的知识解决实际问题的能力,不断提高学生的综合素质和实践能力。
(四)优化实验成绩考核制度以往的教学过程中,对生物化学实验课程的考核往往侧重于实验报告的成绩和最后的实验考试成绩,这种考核方式的不足之处在于个别同学可能忽略了实验操作的重要性,而把更多的精力用在写出让老师满意的实验报告上面,从而忽略了实验过程,忽略对自己动手能力的培养。因此,为了提高学生对实验操作的重视,我们将实验考核的内容分为以下几部分:实验课考勤(15%)、实验报告(25%)、实验操作(30%)、实验课理论考试(30%)。将实验课考勤、实验报告和实验操作归为平时成绩,最后的实验课理论考试为考试成绩,将平时实验成绩和实验考试成绩相结合。老师判定平时实验成绩时可以根据学生的实验态度是否认真、实验报告书写是否规范、能否如实记录自己的实验结果并对结果进行合理的分析和解释、实验操作的规范性等内容综合评定给出。实验考试成绩则主要是通过笔试考查学生对平时教师在生物化学实验授课中讲解的生物化学基本理论知识、实验原理的掌握情况以及对特定的实验现象、实验中遇到的问题的分析、解释等。综合性实验主要考察学生独立查阅文献并进行汇总、解决问题和设计实验能力、团队合作意识和创新精神。
三、结论
想挑战超人类主义所提出的概念,此概念试图补全那件仍只是半成品的人类改造工程。作为回应,笔者简单概括了一下《赫西奥德和埃斯库罗斯》中关于普罗米修斯神话的两种解释,它可以帮助我们正确地了解运动医学的道德局限。以此总结为一条平淡无奇的提示:人类是凡胎俗骨的,面对疾病和死亡的脆弱无助是远非人类自身可以克服或消除的,这代表了在道德以及普通医学,特别是运动医学这两方面的自然局限。
二、生物医学技术与体育科学的发展
把现代社会实践归结为科学问题很容易,同样,设想一种特定的科学技术,例如电脑技术来举个范例也不难。将技术与工具制造联系在一起,使我们又开始怀念起那些被闲置的工具。“技术”一词有一个古老的过去,它来源于两个希腊字技艺和徽标。技艺是指那种技巧——“实用知识”参与决策的事情,而通过标识恐怕只是推理的一种形式,旨在了解其性质或从事物中得到我们所认可的东西,它实际上是由亚里士多德创造出来的,“技术”的意义最初指修辞学的技术技能——标志字面上的技艺。但是,在日常生活中把科学和技术的概念混为一谈的做法并不少见。事实上,至少在英国,体育科学家就经常把他们的研究活动和本来该称作体育技术的事物混为一谈。目前,哲学领域的科学家早就明确区分了理论(科学)和应用(技术),但这一区分并没应用到在对体育的自然研究中。在日常交谈中,把科学和技术这两个概念区分开来是比较困难的。事实上,体育科学家经常把他们的体育项目和确切的应该称为“运动技术”的概念混为一谈。当今的科学哲学家已经可以把理论学(即科学)和应用学(即技术)明确区分开来了,尽管在体育运动的理论科学领域,这两个概念依旧难以区分。在此可以想象一下,如果医药领域和体育科技可以很简单的获得运用,通过理论知识到实践性知识再到设备与材料的步骤,分别得出医药和体育的目的。如果以上都可以获得实现的话,那么他们的显著特征就应该是一个“目的--结果”的结构。科技就可以被认为是利用目的去得到一个被选择好的结果。
三、小结
教学对象基本上是临床一线的工作者,工作经验丰富,有一定生化理论基础。教学上不能按照全日制学生的教学方法一样,照本宣科,完全按以往的教学大纲按部就班地讲解,这样就很容易使学生感觉像是重复上一次生化课,没有新鲜的东西,就根本无法提高学生的兴趣。加上生化又是一门相对难学的医学基础学科,因此,针对成人教育学生,在教学方法上也要作出调整。
1.1了解学生,因材施教和学生做一定的交流和沟通,了解他们在临床上碰到的与生化相关的知识,提出问题,分析问题,由此引申出生化相关的知识点。既可以提高学生的积极性,同时也可以让学生更好地理解生化的难点。比如黄疸的分类是根据实验室检查进行的,分别是阻塞性黄疸、溶血性黄疸、肝细胞性黄疸。临床工作者大都可以根据尿三胆实验、粪便及血清的胆素(原)等的检查,结合病者病情做出诊断。但对于为什么要检查尿、血清、粪便,为什么要检查胆素、胆素原,为什么有些实验室阳性,有些是阴性,有些学生似是而非的,懂一点,但又不是很透彻。这时候,需要老师循循善诱的引导,结合临床案例分析,可以让学生更好地理解其中的难点,事半功倍。
1.2注重知识的更新需要补充更多的前沿知识,而不是仅仅停留在教材的书本知识。因为大多数成人学生都是学过一次生化的,对生化的知识有一定的理论基础。因此,如果只按照书本上的照本宣科,学生肯定觉得索然无味。因此,作为教师,也必须不断地学习充电,不断丰富自己的知识。比如在讲到基因这章的时候,我们可以结合临床,介绍基因诊断的新技术,基因治疗的新方向,从而激发学生的求知欲。
1.3重视实验教学作为抽象难懂的生化,必要的实验教学不但可以让学生更好地理解,而且还能锻炼学生的动手和分析能力,提高学生的兴趣。比如,对于酶的竞争性抑制与非竞争性抑制来说,很多学生在学习的时候觉得很抽象,但在临床上解释用药机理却是十分重要的。所以,可以结合有效的实验来让学生充分理解,更好地应用于临床。当然实验的选择应该不同于全日制学生,应该有所侧重。比如可以选择前沿点的基因提取及表达的实验,还可以选择些综合性实验,让学生自己参与分析的过程,或者选择些与临床相关的实验。
1.4综合应用多种教学方法以往的教学多以老师讲授为主,学生也主要以听为主。而生化这门课程知识量大,难点多,抽象难懂,作为教师必须改进教学方法,让学生更容易理解。
1.4.1PBL教学法PBL(Problem-BasedLearning)教学法也称为基于问题的教学。在PBL教学中,以问题为导向,倡导学生通过以自主学习、小组讨论等学习方式获得解决问题的相关知识,培养合作意识和用比较系统的方法去分析和解决一些实际问题的能力。成人学生已经有很丰富的临床经验和学习经验,通过布置作业启发学生自学并回答问题,并组织小组成员讨论,在讨论中由老师来解惑答疑,这样不仅调动了学生的自主学习能力和积极性,同时也可以锻炼学生的合作精神。
1.4.2案例分析法由于成人学生大多有一线临床工作经验,这是他们的优势。如何更好地利用这个优势来教学,需要花更多的心思。作为教师,如果从头到尾都只是在讲授生化这些抽象难懂的知识,学生听起来寡然无味。而如果我们直接来一个真实的病案分析,通过病案再溯源到生化的基础知识,这样学生肯定兴趣大增。比如,用一个黄疸病人的病例,列出其在医院所作出的血清胆红素、尿胆红素、尿胆原、粪便颜色等检查数据,让学生自己来分析黄疸的种类,发病原因及治疗原则,这样一来,难学的知识点不仅学生能听懂,而且兴趣也很大。
1.5搭建网络平台最后,还需要借助当今网络平台,即时反馈问题,在线作答。在当今这个信息时代,借助网络这个快捷方便的载体,可以更有效地节省时间,提高效率。这对于上班的成人学生来说,是最受欢迎的。所以,在教学中,我们有必要构建一个优良的网络平台,可以通过网络授课,在线问答,实验视频观看等多种方式,既可以及时了解学生的困惑,也节约了资源。
2教学评价
以往的教学评价都只通过卷面考试作为考量学生的成绩,这样不仅单一,而且对于成人学生来说,他们虽然经验丰富,但是记忆力有所下降。所以,对于成人学生不能完全依托考试这样的评价体系。笔者认为,在成人教育上面,可以通过查阅资料撰写综述的方式作为辅助评价。查阅文献不仅可以知晓更多的前沿知识,而且可以锻炼学生综合总结的能力,并且开拓了学生的视野。另外,也可以选择一些案例分析,来考察学生的生化分析能力。
3教学管理