现代分子生物技术范文
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篇1
随着基因克隆技术趋向成熟和基因测序工作逐步完善，后基因时代逐步到来。20世纪末数理科学在生物学领域广泛渗透，在结构基因组学，功能基因组学和环境基因组学逢勃发展形势下，分子诊断学技术将会取得突破性进展，也给检验医学带来了崭新的领域，为学科发展提供了新的机遇。
1 分子生物传感器在医学检验中的应用
分子生物传感器是利用一定的生物或化学的固定技术，将生物识别元件（酶、抗体、抗原、蛋白、核酸、受体、细胞、微生物、动植物组织等）固定在换能器上，当待测物与生物识别元件发生特异性反应后，通过换能器将所产生的反应结果转变为可以输出、检测的电信号和光信号等，以此对待测物质进行定性和定量分析，从而达到检测分析的目的。
分子生物传感器可以广泛地应用于对体液中的微量蛋白、小分子有机物、核酸等多种物质的检测。在现代医学检验中，这些项目是临床诊断和病情分析的重要依据。能够在体内实时监控的生物传感器对于手术中和重症监护的病人很有帮助。
Skladal等用经过寡核苷酸探针修饰的压电传感器检测血清中的丙型肝炎病毒（HCV）并实时监测其DNA的结构转录和聚合酶链式反应（PCR）扩增过程，完成整个监测过程仅需10 min且装置可重复使用。
Petricoin等用压电传感器研究了破骨细胞生成抑制因子（OPG）和几种相应抗体的相互作用，研发出可快速检验血清中OPG的压电免疫传感器。
Dro-sten等报道了检测神经递质的酶电报，将电极放置在神经肌肉接点附近可实时测定并记录邻近的神经元去极化后所释放的递质谷氨酸。
2 分子生物芯片技术在医学检验中的应用
随着分子生物学的发展及人们对疾病过程的认识加深，传统的医学检验技术已不能完全适应微量、快速、准确、全面的要求。
所谓的生物芯片是指将大量探针分子固定于支持物上（通常支持物上的一个点代表一种分子探针），并与标记的样品杂交或反应，通过自动化仪器检测杂交或反应信号的强度而判断样品中靶分子的数量。
在检测病原菌方面，由于大部分细菌、病毒的基因组测序已完成，将许多代表每种微生物的特殊基因制成1张芯片。通过反转录可检测标本中的有无病原体基因的表达及表达的情况，以判断病人感染病原及感染的进程、宿主的反应。由于P53抑癌基因在多数肿瘤中均发生突变，因此其是重要的肿瘤诊断靶基因。
Nam等人将硅基质上合成的寡核苷酸芯片用于血清样品中的丙型肝炎病毒分型。3 分子生物纳米技术在医学检验中的应用生物活性物质的检测有很多种方法，其中，以抗体为基础的技术尤其重要。免疫分析加上磁性修饰已成功地用于各种生物活性物质和异生质（如药物、致癌物等）的检测。将特异性抗体或抗原固定到纳米磁球表面，并以酶、放射性同位素、荧光染料或化学发光物质为基础所产生的检测与传统微量滴定板技术相比具有简单、快速和灵敏的特点。
Van Helden等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，则成功地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。另外，用于人胰岛素检测的全自动夹心法免疫测定技术也已建立，其中亦用到抗体、蛋白纳米磁性微粒复合物和碱性磷酸酶标记二抗。
4 分子蛋白组学在医学检验中的应用
当前有关分子蛋白质组学的大量研究成果喜人，但一大部分结论是众说纷纭、甚至是互相矛盾。一些经典的肿瘤标志物却无法在当前以表面增强激光解析离子化-飞行时间质谱（SELDI-TOF-MS）技术为代表的蛋白质组学技术中体现出来。可能存在以下几方面的问题。一方面是SELDI-TOF-MS技术自身的限制性，包括敏感性、重复性以及使用当前设备对每个峰值蛋白确认的局限性；另一方面是实验设计及对照组选择是否恰当，某个蛋白组模式反映的是肿瘤的特异性，还是炎症反应，或是代谢紊乱等无法定论；另一方面是不同实验室结果可比性、标本处理过程的差异无法探究。只有这些问题得到解决， SELDI-TOF-MS技术在检验医学中才能发挥革命性作用。
5 分子生物学技术在医学检验发展中的趋势
检验医学中的分子生物学技术发展趋势有二：一是定量PCR；二是PCR的全自动化，如应用扩增与检测于一体的一次性试验卡，可较好地解决PCR污染问题。除PCR以外的体外基因扩增技术如连接酶反应（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），QB复制酶扩增系统等技术也将由科研进入临床。分子生物学技术的标准化和质量控制引起了广泛关注，特别是卫生部颁发的PCR实验室管理办法对PCR技术应用的健康发展起到了关键作用。为解决PCR交叉污染问题，从标本制备到检测的全封闭系统及相应的自动化仪器已在国内逐步普及。
结语：通过对现代分子生物学技术在医学检验中的作用的研究，可以证明，不管是从什么角度看待这两门看似毫不相关的学科，其实有着莫大的联系。二者如果能很好的结合运用，将会为医学与生物学带来许多好处，并且可以相互发展，相互进步。
参考文献：
[1] 黄莲芬. 分子生物学在医学检验中的应用[J]. 临床和实验医学杂志. 2011（16）
[2] 张学艳，王军. 分子生物学技术在检验医学中的应用[J]. 中国医学装备. 2008（07）
[3] 王海英. 分子生物学技术在医学检验中的应用进展[J]. 当代医学. 2011（06）
[4] 宫春勇. 浅谈医学检验向检验医学的转变[J]. 华北国防医药. 2010（S1）
篇2
关键词：独立学院；生物技术；课程体系
中图分类号：G642.0 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2016.11.150
现代生物技术的蓬勃发展从1953年弗朗西斯•克里克和詹姆斯•沃森发现DNA双螺旋结构开始，分子生物学、细胞生物学技经过60年的发展把整个生物学带入了崭新的应用领域。生物技术的最大特点是涉及的技术种类多样且复杂，是一门跨领域特性极强的综合性学科，可广泛应用于医学、农业、军事、工业、环境、能源等领域，其研究的深度和广度可以小至分子、细胞乃至纳米层次，也可大到组织、个体、群落甚至整个生态系统。如果没有生物技术的一个公认的定义，就很难区分什么不是生物技术，生物技术学科相对独立的学术体系，相对完整的理论框架将非常难于设置，人才培养课程体系的确立也无据可依。我国自1997年高校批准设立生物技术专业至今，普遍采用以基因工程、细胞工程、蛋白质与酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术对生物技术定义进行界定，在人才培养上主要以理为主，以工为辅。生物技术的定义决定了生物技术专业教学的课程体系，课程体系依赖生物技术定义，并随着定义的发展而调整。
1关于生物技术人才培养目标的确立
新的工程技术的出现，经常是在学科的边缘或交叉点上。由于一个专业要求多种学科的综合，而一个学科是在不同领域的应用[1]，在我国高校现行体制中，生物技术专业往往被等同于一个二级学科，以学科的定义成为高校教学、科研的功能单位，对教师教学、科研及为社会服务进行了界定。在这种模式下，生物技术面对大量的学科交叉应用，在教学上却固步自封，本科专业方向设置狭隘，闭门造车，教育教学和产业应用脱节严重，在医学、农业、军事、工业、环境、能源等领域甘当配角，失去了生物技术专业在学科交叉领域的大好发展机遇。生物技术专业课程体系中的专业方向课程体现的应该是专业在多种学科的综合后在某个领域的应用，是具体的人才培养应用方向。在生物技术强国美国[2]，斯坦福大学的生物学专业包括生物物理、海洋生物、分子与细胞生物学、神经生物学、生态与进化生物学方向；哈佛大学直接将生命科学划成了生物学和生物化学两个专业，生物学从遗传学和分子生物学跨越到生态学和古生物学，而生物化学专业则主要关注的是分子和细胞的结构和功能；加利福尼亚大学伯克利分校含有综合生物学与分子和细胞生物学两个专业，后者包括生物化学和分子生物学方向、细胞和发育生物学方向、遗传学和发育方向、免疫学方向以及神经生物学方向。美国一流高校在生物技术人才培养上的显著特点是：将生物学的二级学科作为本科人才培养的方向（又称为课程方案）。在我国只有“985”，“211”大学才具备将生命科学的专业分支建设为生物技术的专业培养方向的能力，其原因主要是生物技术为实验性科学、需要大量的高端生物技术相关设备以及相应的研究型学者师资。国内独立学院受师资、设备和资金的局限性，2013年办学较好的前十个独立院校中只有华中科技大学武昌分校、燕山大学里仁学院、北京师范大学珠海分校举办生物类专业，而且在传统意义上，独立学院生物技术学科布局非常不完善，不可能看齐国内外一流大学，将生物学的二级学科建设为多个人才专业方向。因此，将生物技术人才培养与产业应用相结合，跨学科建设专业方向，延展学科资源共享效益，建立特色课程体系并付诸实践是独立学院举办特色生物技术相关专业的关键步骤。珠海市食品、医药和医疗机械制造产业发达，社会对跨学科的生物技术专业体现出的能力要求表现为食品安全领域的生物技术应用需求、制药领域的生物技术应用需求以及医疗器械领域对生物技术的应用需求。北京师范大学珠海分校在学科布局上对生物技术在专业方向设置上提供了很好的跨专业资源共享平台。我们结合泛珠三角经济发展需求、依据自身实际条件首先确立如下专业培养目标：培养拥有扎实的现代生物技术基础理论，系统掌握生物技术的应用实践技能，富有利用生物技术研发生物制品的科学思维与实践能力，可从事生物制造与生物制品安全以及食品检验检疫等领域中生物技术应用的相关研发与管理工作的高素质专门化应用型人才。同时，在未来5-10年内逐步规划制药领域、医疗器械领域的应用型人才培养方向，服务珠海市生物技术跨学科应用型人才需求。
2关于课程模块的优化实践
生物技术课程模块式优化有利于适用于社会对人才培养的需求，也有利于课程设置的稳定性，容易总结经验提高教学质量。经过7年的改革实践，我校生物技术课程模块优化主要分为三个部分：一是精准勾勒专业知识模块。模块优化主要使学生清楚哪些是生物技术专业的核心课程，哪些是自己必须了解的生物基础知识。生物技术专业课程体系包括微生物学、细胞生物学、遗传学、动物学、植物学、生态学、植物生理学、动物生理学、生物化学、分子生物学、工业微生物学育种学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备、酶工程等专业内容。受限于160学分的总限制，生物技术专业不可能将所有的内容都开设成单独的课程，而且各类课程中重复性内容较多，不利于学生综合掌握专业基础知识，因此在专业课程内容设置上，必须做到“有基础，有专业”。有基础，用12个学分构建生物技术的专业基础知识结构，共5门理论课程，知识点覆盖微生物学、细胞生物学、遗传学、动物学、植物学、生态学、植物生理学、动物生理学、生物化学、分子生物学、微生物学、人体结构与生理等上游生物技术基础知识；有专业，用20个学分构建五个核心专业课程，含基因工程与分子生物学，细胞工程，发酵工程，蛋白质工程原理及应用，酶学原理与酶工程。二是构筑适应社会需求的专业应用模块。专业方向课程的设置要具备一定的灵活性，以应用性、实用性为准则，必修和选修互补，模块上除设置食品安全检验检疫生物技术必修模块外，充分考虑学生就业、升学、留学需求，尽可能提供适应学生需求的选修课程模块，满足个性发展需求。专业方向必修模块包括：现代仪器分析、HACCP原理与应用、分子生物学检测技术、食品安全控制技术、食品卫生毒理学、现代食品分析技术。专业方向选修模块包括：生物化学和分子生物学、细胞和发育生物学、遗传学、发育生物学、免疫学、神经生物学、药物设计与药物研究、生物物理学、生物仪器分析、工程制图、电工电子学等。总之，专业方向课程模块优化的方向是甩开传统学科分类包袱，以实际应用为导向，以现实资源为依托，开展交叉学科人才培养适应社会需求。三是夯实提高学生实践能力的实践模块。人才培养要做到实效性，必须用实验课程来培养学生。我们逐步取消了一课一实验配套的办法，将所有实验课整合成独立规划的实践课程，综合后分为4个阶段：第一阶段主要在各专业实验课里完成，实行课堂化管理（分为四个技能训练课程，每周4-6学时），最后考察评价，夯实基本生物技术实验能力；第二阶段在专题研究课程内完成，教师单独辅导，以开题报告，研究报告作为评价标准，获得相应学分；第三阶段主要在国内外实践基地统一组织、自由安排时间进行专业技能培训，以大量的实践、见习、参观为主要手段，融入部分毕业实习内容，独立撰写实习报告；第四阶段主要在校内外实验室完成，根据毕业论文具体要求，在相应实验结果前提下，独立撰写毕业论文，并参加答辩。
3关于保障生物技术课程体系实施的实验条件
生物技术在学科划分上理工不分，即可以发理学学位，也可以发工学学位，实验科学的特性决定了生物技术人才培养的高成本，高投入。独立学院自筹经费的特点决定了学校在举办生物类专业上与公办高校在人才、资金投入上相去甚远的现状。我校作为高等教育改革试验区，举办生物技术专业同样面临资金、人才匮乏局面。只有通过社会资源的整合，协同创新办学体制才能解决生物技术专业对高端设备的需求，同时实践基地的建设要从人才培养的角度出发，设备应符合现代生物技术人才培养以及特色专业培养目标的需求。经过文献搜索和对珠海300家企业的调研发现：与用人单位共同培养食品安全领域的生物技术应用人才符合国家和珠海地区发展的需要。2007年我校与国家进出口检验检疫局珠海局正式签署协议协同培养生物技术专业人才。通过办学模式的创新，“平等自愿、产权不变、协同建设、资源共享”的方针使得双方能够大胆持续投入，共建共享实验室，至今我校已经建立了分子生物学、卫生检验检疫两个国家级实验室，部分生物实验室达到生物安全二级水平，实验条件满足生物技术课程体系的教学实践要求。另外，在实践课程经费投入方面，生均实验材料费为750元/人，学院预算仪器购置费为2857元/生，年度生均实践环节总投入为3607元/生，将教育部2004年2号文件“学费20%直接用于教学”的规定不打折扣落到实处。
4生物技术课程体系改革实践效果
学生服务社会的能力是课程体系改革成功与否的试金石。首先，实验条件是实现生物技术专业课程体系规划的重要保障，“检学”协同创建高水平的、可持续发展的专业实验室体系为执行生物技术课程体系，进行人才培养、创造了先进的实验室基础，学生实验训练得到有力的保障；其次，通过实验室共建、资源共享，协同管理，把直接为企业提供食品安全检测的国家级区域性中心实验室对学生开放，作为学生通过高层次技术服务学习的平台，对学生具有深远的“学有所用”的意义，学生能够用自己的专业知识直接服务于社会，并作为切身利益方对课程体系设置的反馈能够直接基于社会的实际需求，这优于任何第三方去评价课程体系改革效果；最后，摸索出了适应特殊机制大学应用型生物技术人才培养课程体系，取得了明显效果，学生升学率达20%，就业率高于地区平均水平，学生得到了实实在在的收获。
参考文献：
[1]刘春惠.论“学科”与“专业”的关系[J].北京邮电大学学报(社会科学版),2006,(2):66-71.
篇3
【关键词】《食品生物技术导论》课程；教材；多媒体；实践教学
生物技术已成为当今高科技领域发展最具生命力、最引人注目的前沿学科之一。当前以及未来数十年，利用现代生物技术对食品生产进行技术改造升级，生产出新型的食品添加剂、保健食品甚至是全新的食品原料，将成为食品产业克服产品成本逐年增加、增强核心竞争力和转变经济增长方式的必由之路。因此，要培养二十一世纪新型食品专业人才，学习和掌握生物技术的基本原理和技术是非常有必要的。我校于2009年对生命科学学院食品科学与工程系开设了《食品生物技术导论》这门课程，立足于培养出不仅能够将食品科学与工程的理论和技术应用于食品生产、食品安全与检测，也能够结合现代生物技术的理论和技术，尤其是分子生物学的理论和技术应用于实际的学习和工作中的名副其实的“复合型”人才。本人根据近几年《食品生物技术导论》教学经验，提出《食品生物技术导论》理论教学和教材建设综合优化方案，从多媒体、教材以及实践教学的角度优化《食品生物技术导论》教学。
一、教材编写更贴近食品科学与工程专业学生的知识水平
目前我国高校绝大多数的食品科学与工程专业都开设了《食品生物技术导论》这门课程，也陆续有一些《食品生物技术导论》教材的出版。但是作为一门比较新的课程，教材内容上有许多需要改进的地方。目前的《食品生物技术导论》教材内容大多都是从以往的《生物技术》该门课程的教材照搬而来，只是额外加入了一些生物技术在食品工业中具体应用的实例，并没有从头到尾的针对食品行业来介绍生物技术的各种原理和技术。同时，食品科学与工程专业的学生在学习《食品生物技术导论》课程前，仅仅有必修的《生物化学》课程作为基础，最重要的基础课《分子生物学》仅为选修课。因此食品科学与工程专业的学生在学习《食品生物技术导论》这门课程，尤其是课程中的基因工程部分内容的时候会显得很吃力。
因此，对《食品生物技术导论》课程教材进行整理和修改显得尤为必要。例如，现在已出版的《食品生物技术导论》教材中都分别设有“酶工程及其在食品工业中的应用”和“发酵工程在食品工业中的应用”这两个章节，这两章内容与本专业的《酶工程》、《发酵工程》以及《发酵食品工艺学》三门内容基本重复，可以考虑删掉。针对食品科学与工程专业学生分子生物学基础薄弱出发，在基因工程与食品工业章节中，多讲授一些分子生物学的基础知识，以利于学生理解。同时，教材还应在讲授生物技术基本原理和技术的时候，多以食品工业中的具体应用举例，而不是在章节的末尾集中举例，这样能够更利于加深学生的理解。
二、多媒体教学作为辅助，让枯燥的课程鲜活起来
《食品生物技术导论》大部分属于理论讲解，如果采用传统的板书方式教学，学生对于课程中复杂的原理、绕口的概念和抽象的方法难免觉得枯燥乏味。在教学课程中采用计算机多媒体教学，让学生以更直观、生动的方式了解食品生物技术的各项内容。利用计算机辅助教学（CAI，Computer Aided Instruction），在教学课件中添加生动的图片、动画、视频，把传统教学手段下很难表达的教学内容、知识重点、难点直观的表达出来，从而使学习内容变得容易理解和掌握。
例如，在第二章基因工程的内容，通过多媒体课件以动画的形式轻松的理解转录、翻译、PCR等原理，让学生快速的理解并掌握。此外，定期给学生播放最近与视频生物技术有关的国际论坛视频（如TED），了解最新最尖端的生物技术、开阔学生们的眼界、激发学生的学习兴趣。但如果单纯采用多媒体教学又容易产生学生过于依赖多媒体课件从而不积极思考和记录课堂笔记，教师和学生之间互动减少以及课件放映速度快内容多学生来不及思考等问题。因此在《食品生物技术导论》中将多媒体教学和传统的板书教学相结合，既能够抓住学生的注意力，也能够以生动的形势促进学生理解课程内容。
三、增加实践教学内容
食品生物技术是一门实践性很强的学科，无论多么晦涩的概念或是多么复杂的原理最终都要以实验实践的形式进行应用。然而目前我校《食品生物技术导论》课程并未开展任何的实验教学内容。因此，作为主讲教师可以通过让学生亲自参与到教师的科学研究试验中，让学生进一步的了解基因工程以及免疫检测技术等等原理。并且在教学过程中将科研课题研究与学生的教学实践相结合，开展我校独具特色的开放实验室、创新实验室等实践活动。同时，可以带领学生参观本院国家级、省级重点实验室以及我校的呼兰校区的博士后工作站，让学生了解与课程相关的超净工作台、PCR扩增仪、电泳仪、凝胶成像仪、流式细胞仪、超低温冰箱等高尖端仪器设备，或到一些食品企业（如哈肉联）、药品企业（如哈药集团）进行实地参观，使学生对食品生物技术这门学科产生更浓厚的兴趣。这种以科研、实践促进教学，不仅能使学生接触到本学科最前沿的内容，而且能提高学生的学习兴趣，并引领学生参与教师的科研项目之中，使学生参加课外科研活动形成风气，为进一步提高学生毕业论文质量也起到积极的推动作用。
参考文献：
[1]陆兆新.现代食品生物技术[M].北京:中国农业出版社，2002.
篇4
【关键词】分子生物技术；基因技术；中药鉴定
近年来分子生物技术与植物学、动物学研究的结合，使中药品种研究进入了一个新的高度。中药材（不含矿物药）所依赖的生物资源的多样性是基于其基因的多态性结果，而基因多态性可在分子水平上检测，它是比在形态、组织、化学水平上的检测更能代表其变异类型的遗传标记。目前，用于中药鉴别的分子生物学方法主要有：随机扩增多态性DNA、DNA直接测序法、限制性片断长度多态性分析技术、多聚酶链反应测序技术、生物芯片技术、DNA指纹技术等。
1基因技术
1.1DNA分子遗传标记技术［1］
这是一种根据不同生物个体遗传物质DNA的差异来鉴别生物物种的方法。生物的外观性状、细胞形态、组织结构、化学成分、蛋白质等不仅受遗传因素的影响，还与生物的生长环境、发育阶段、生理状态有关。而DNA作为遗传信息的直接载体，不受上述因素的影响，因此DNA分子遗传标记鉴别药材的方法具有高度的准确性与可靠性。（1）限制性片段多态性（RFLP）是依据不同植物个体来源的DNA所形成的不同的谱带模型与低拷贝的DNA探针杂交得到DNA的限制性片段多态性，它代表的是基因组DNA在限制性内切酶消化后产生的片段在长度上的差异。（2）随机扩增多态性DNA（RAPD）原理是根据DNA聚合酶链反应技术（PCR），采用人工合成的随机引物，以植物组织分离的基因组DNA为模板，进行多态性DN段的随机合成反应，从而根据DN段，将植物不同基因组予以区别。（3）扩增片段长度多态性（AFLP）是RFLP和RAPD两种技术相结合的一种分子标记技术，既有RFLP的专一性、可靠性，又有RAPD技术的随机性、方便性。如：用AFLP技术构建人参和西洋参的指纹图谱，具有丰富的多态性，对鉴别真假人参、人参品种提供了非常有效的工具。用AFLP技术对石斛属植物进行了鉴定，具有快捷、准确、可信度高的特点。（4）DNA测序法以PCR扩增产物作为测序引物，提高了DNA序列分析的效率。直接对某基因片段PCR扩增产物测序，找出其种属特异性来鉴别中药其中常用的基因片段包括线粒体细胞色素和rRNA基因等。如龟甲的鉴定［2］。
1.2mRNA差异显示技术
该法旨在找出不同组织或细胞在基因表达上的差异，是通过将RNA反转录成单链cDNA，然后PCR扩增，最后分离不同分子大小的DNA，挑选出有差异表达的基因进行序列分析，这样既可以制备探针用于稳定灵敏的检测实验，亦可制备其蛋白产物及其抗体进行免疫检测［3］。借助该技术可以将种植与野生的植物药、道地药材与普通药材之间的差异鉴别出来。
2DNA序列标记技术
基于PCR的DNA直接测序技术是以PCR扩增产物作为测序引物，极大地提高了DNA序列分析的效率。目前用于DNA测序的基因，主要有植物类叶绿体基因组的rbcL，matKy与核基因组的rRNA，ITS等，动物类线粒体基因组的cytb［13］。利用特异性引物对当归、大黄种子中rRNA基因内转录间隔区进行套式PCR扩增，并将其碱基序列测定，结果显示当归、大黄种子rRNA基因内转录间隔区的碱基序列具有明显的差异和可对比性，不同植物中药材种子rRNA基因内转录间隔区碱基序列可作为从分子水平进行鉴定的标记。如测定分析了8种24个麻黄样品的ITS序列，8个种被分成3个群体，分类结果与地理关系相一致，显示出了地理差异性，同时依此结果设计了一套引物用于不同产地麻黄的鉴别［3］。但常规PCR所需的引物对必须是在已知靶DNA序列的前提下才能设计、合成，这大大限制了未知序列的基因组DNA扩增的应用范围。
3生物芯片技术
基因芯片技术是指采用原位合成或显微打印手段，将数以万计的DNA探针固定于支持物表面上，产生二维DNA探针阵列，然后与标记样本杂交，通过检测杂交信号来实现对生物样品的快速、并行、高效检测或医学检测。基因芯片鉴别中药材这一技术的前提是获取不同的中药样本的特异性基因序列，即基因分型。研究者找出某种中药品种的特定基因或DNA序列后，将这些特定序列作为探针固定于玻片上制成基因芯。当一个来自植物或动物的中药样本中含有与之互补的特定基因片段时，基因芯片可将其测试出来，由单片芯片就可用于多种中药样品鉴别［4］。生物芯片在中药研究中的应用，目前还处在摸索阶段，其理论与方法还不成熟。随着生物芯片技术研发的进行，生物芯片技术在药物研究与开发领域的应用也将更广泛更深入。
总之，利用分子生物技术鉴别中药的方法与传统的中药鉴别方法相比具有准确性高、重现性好、真实、稳定、可靠的优点。分子生物技术在中药鉴定实践中的不断应用和日臻完善，利用现代化分析技术鉴别中药的真伪，创建更为先进的中药质量评价体系，发展现代中药质量控制技术，已经成为保证中药安全、有效、可控，实现中药现代化的关键。新晨：
【参考文献】
［1］方和桂.基因技术在中药鉴定中的应用［J］.中草药，2006，37（2）：315.
［2］StudyonPCRidentificationoftheChinesecrudedrOviductusRanae［J］.ApplEnvironmBiol，2000，6（2）：166167.
篇5
（甘肃农业大学 生命科学技术学院，甘肃 兰州 730070）
摘 要：本文提出基于创新能力培养的分子生物学课程教学改革的实践和思考，重点针对系统性、先进性和科学合理的理论教学体系和合理的教学评价体系.着重对大学生进行创新意识和创新能力的培养，从而塑造具有一定实践操作能力，具有独立思考、独立解决问题能力的专业型生物技术人才.
关键词 ：创新能力；分子生物学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2015）04-0239-02
现今，分子生物学作为生命科学发展的领军学科迅猛发展，为人类认识生命现象以及利用改造生物带来了前所未有的机会.当今高校的人才培养和教育目标能够归结为一点，即如何充分体现大学教育的内在价值和培养导向，将培养具有创新思维、学识素养、人格品质的高级生物学人才作为高校生物技术人才培养的主要目标和改革方向[1].在这一指导方向下，“分子生物学”课程的教学过程应着重对大学生进行创新意识和创新能力的培养，塑造具有独立思考、独立解决问题能力的专业型生物技术人才.
目前，大多数高校的分子生物学课程教学中普遍存在以下问题：（1）分子生物学课程高深莫测、专业词汇多且与实际联系不够紧密；（2）分子生物学课程具有的微观特征，使得学生对生物体内发生的生物学过程无法形成立体的感官印象；（3）课程知识内容更新快，实验技术发展速度快[2].笔者通过近年的教学研究和实践，结合生物技术类专业分子生物学教学存在的上述问题，同时也是分子生物学教学工作者为之头痛且急需解决的问题，探索出基于创新能力培养的“分子生物学”课程教学改革经验，现分析如下（图1）.
1 更新教学内容，紧跟学科发展前沿，为创新型人才培养奠定理论基础
1.1 系统性的课堂教学设计
高校创新人才培养是一项复杂的系统工程，创新教育的实施则需要通过课程教学来体现，而高质量的课程教学主要取决于课程设计和实施质量.由于生物学学科发展迅速，分子生物学理论体系持续处于一个不断发展和完善的阶段，新知识和新技术层出不穷.对学生而言，这种知识体系的更新往往使其感觉力不从心，然而创新比知识追赶更为重要，构建完整的知识体系才能是创新成为可能，而创新的前提则是学生对这门课程的兴趣度和认知指数.因此如何从课程开始授课就激发学生学习的兴趣是教师解决的首要问题.以课程绪论的讲述为例，可以提及一年一度的诺贝尔生理或医学奖以及化学奖，这些杰出的研究成果几乎都与分子生物学领域有关，而年代的由远及近，就是一部很好的分子生物学发展简史，尤其强调近三年的诺贝尔成果，这样在课程学习的开始就激起了学生学习的热情，让学生们感悟到学习这门课程有着极其重要的意义.同时在讲述分子生物学的授课内容时，按照“中心法则”这一知识主线展开，让学生一开始就感觉到课程的条理性.最后应用类似Nature和Science的国际性刊物上发表的一些有趣的研究结果或者一些生物学网站上有趣的研究报道，如“在电脑芯片上孕育生命”，“science—蚂蚁通过声音进行交谈“，“基因决定我们的身材是梨型还是苹果型”等，这些教学设计都能够极大的激发学生学习的积极性和热情度，从一开始就预防学生对这门课程有”晦涩难懂“这一先入为主的认识.同时在理论学习过程中应重视原理的发现和证明过程，如遗传密码这一知识点，不仅仅掌握密码子的基本特性和概念，更应该让学生了解在当时的分子生物学发展背景下，科学家是如何巧妙的设计实验思路和试验方法，解决了密码子的破译问题.使学生在学习的同时也了解了科学思维的创造过程.
1.2 多元化的知识获取途径
在知识输送的过程中更注重多元化的方式，如采用小组讨论的形式开展专题汇报，每小组8人，最终通过个人在专题研讨活动中的贡献对学生进行评价.这种方式为学生提供了一个通过集体知识体系完善和学习交流的学习方式，例如对“原核生物基因表达调控”这一部分的讲授，可以选自国际顶尖期刊Science、Nature或Cell的研究论文，进行集体阅读，提炼论文精要和基于理论知识的新的实验方法和原理，促使学生形成对不断发展的分子生物学知识多方位和丰富的理解，自主建构可持续发展的知识体系.此外，课程论文的撰写也是学生科研能力和创新能力培养的重要途径，例如课程讲授至“RNAi技术”，进行简单的课堂讲授后让学生进行“RNAi技术的应用及发展展望”，学生通过查阅大量的文献资料，结合自己专业特点总结近年来本专业通过RNAi技术产生的新成果，这种以“课程综述”的形式使学生对分子生物学学科的意义有了新的诠释，有效激发学生的学习积极性.同时需要将课堂讲授知识进行课后拓展，鼓励学生阅读多种课外资料，介绍一些专业的生物学网站如“丁香园“、“小木虫”、“生物秀”等，鼓励学生进入网站论坛和其他高校同学多交流专业问题，此外我们选取一些优秀的国外学术期刊供学生课外阅读，并要求学生总结阅读过程中的专业词汇、撰写阅读心得，在增加知识积累的同时，给学生提供尽快掌握学科专业知识及其相对应外语词汇的机会（图2）.
1.3 优化教学手段，传统与现代教学相结合
针对分子生物学课程的微观特征，教学团队的教师在课程讲授过程中充分利用现代多媒体技术尽量多的引入一些视频，来增加学生对生物体内发生的生物学过程的感官印象，并上传至网络教学平台，便于学生理解抽象问题；如“DNA的复制、RNA的转录合成过程和蛋白质的生物合成过程“都可以利用生动形象的动画让学生直观了解起始、延伸以及终止的全过程，通过观看动画让学生观察基因表达发生的空间位置、各种蛋白质因子与起始位点相结合的顺序，以及起始复合物的形成过程.然后将视频中转录的发生过程作为主线与理论教学内容紧密结合起来，突出重点，层层深入.又如对于“原核生物基因表达调控的基本单位——操纵子“，通过动画了解乳糖操纵子的作用机制等.最后本章内容讲授完毕后，要求学生再一次根据视频对本章进行一次回顾，找出相应的知识点并及时解决有疑问的地方.
网络教学平台是课程授课的第二“阵地”，本课程已获得甘肃省精品课程，因此对课程网站的建设持续进行（jwjpkc.gsau.edu.cn/2013/fzswx/index.html）.鼓励学生参与提出问题并解决问题，或展开进一步的讨论.学生实在不能解决的问题由老师在网页上或课堂上解决.通过这种途径使真正优秀的学生有自己的发展空间并培养所有学生主动学习的热情，培养学生相互帮助的优秀品格并享受帮助别人的喜悦.
2 建立健全教学评价方式
创新性培养成效的体现需通过科学的评价方式进行，一方面是对教师教学效果的评估，更重要的是为创新性能力培养的学生起到激励的导向作用.因此，合理的教学评价体系也是创新性教学体系的重要组成部分，是实现教学质量监控的重要手段.Bloom.A.认为教育认识目标应概括为一门好的课程应该覆盖到记忆、分析、综合、判断和运用，并对以上各层次目标发展起促进作用[3].因此，我们改变传统“平时+期末”的评价模式，学生的总成绩由四部分组成：基础知识占50%（考核方式为期中考试+期末闭卷+测试小考），学术前沿认知占15%（小组专题汇报和个人在专题研讨活动中的贡献），独立研究和实践能力占25%（实践操作），探究学习能力占10%（课程论文）（表1）.通过采取上述过程化的评价体系，我们有重点的对2009-2012级学生进行调研发现，学生的学习积极性、实践操作和创新能力有了较大的提高，在近年硕士研究生的分子生物学专业课考试中通过率高达83%，学生普遍反映在复试环节的表达更加可圈可点.
3 结束语
综上所述，通过我们近年的教学实践发现：系统性、先进性和科学合理的理论教学体系是创新型人才培养的前提条件，探究性的课后学术能力拓展是创新型人才培养的重要途径，合理的教学评价体系是创新型人才培养的客观体现，最后教师对课程各环节的职业素质和修养则是促进创新型人才成长的重要保证.然而，我们也深知甘肃农业大学作为西北地区一所农业院校，在科研条件、办学力量和学生素质方面与发达地区尚存在较大差距，因此如何学习先进院校优秀的教学手段和方法，并力争缩小这一差距仍需要我们做出更大的努力.
参考文献：
〔1〕胡剑.营造生态型教学平台激活“创新基因”——以“分子生物学”教学设计为例[J].中国大学教学,2013（1）:60-63.
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摘 要：分子生物学是生物技术专业的必修课，分子生物学实验课是将理论转化为实践的桥梁，而实验准备是这座桥的支柱， 做好充分的实验准备是上好实验课的前提。该文从如何做好实验准备进行思考，有望为教学质量的提高提供更好的参考。
关键词：生物技术专业 分子生物学 实验准备
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（b）-0223-02
分子生物W是一门理论与技术并重的学科，特别是对于生物技术专业的学生来说。在分子生物学教学中实验教学占有举足轻重的地位[1]，学生每次实验能否成功，以及对相关知识的掌握程度，主要与课堂教与学有关，但实验准备也是一个重要影响的因素。我们在多年从事《分子生物学实验》的准备过程中逐步认识到实验准备的重要性，做好实验准备工作，这对提升教学质量和提高学生的创新意识和学习主动性具有重要作用[2]。笔者站在教辅工作者的位置上，对如何做好实验准备也有一些自己的看法和理解。
1 分子生物学实验准备的重要性
充分的实验准备是实验能够顺利高效进行的保障，通过预实验能够提前发现问题，对实验设计方案进行改进和调整，同时，让学生参与预实验，有利于调动学生的积极性，增强学生对理论知识的掌握，提升学生的操作能力，使他们养成良好的科研态度和习惯。实验准备不仅让学生受益，相关教师也能在此过程中站在学生的角度思考实验，从而提升教学水平，提高教学质量。
2 怎样做好分子生物学实验准备工作
实验材料的准备是否充分与完善，直接影响到实验的进程和效果[3]；而详细周全的实验计划能确保实验顺利高效的进行；认真做好预实验可以保证实验材料准备充分及实验方案的可行性；良好的实验室环境和秩序也是实验得以顺利开展的保障；实验准备教师能够熟练掌握相关操作技术，提升自身理论水平和业务能力对实验教学质量的提升也具有重要作用。
2.1 实验材料的准备
分子生物学实验材料的准备工作中，制定详细周密的计划是十分必要的。根据实验内容计划，实验材料应提前清点，如有缺少应及时补充齐全，实验仪器如有损坏应及时维修或购置。根据分子生物学实验的连贯性特点，准备材料的品种和数量要保证整个实验流程所需，例如质粒DNA的提取与鉴定、质粒DNA的转化、质粒DNA的酶切等，对于这些实验必须做好每一步实验的准备工作，否则将影响整个实验的结果。有些物品需要提前几天准备，切不可按常规的只在实验前1 d准备，否则影响整个实验进程。除了一些药品和耗材以外，对于一些有特殊要求的实验材料，包括培养基的制备（LB培养基）、高压灭菌、玻璃器皿的清洗等，应该严格按照要求准备。
2.2 预实验模拟学生实验过程
生物技术专业学生要求理论与实践并重，在学好理论课的基础上，对实验课的要求也提高，让学生参与预实验有利于培养学生的独立操作能力和实践能力。学生刚接触分子生物学的实验时，常常出现一些失误，主要表现为样品取错、样品混淆、样品意外丢失、加错试剂、实验顺序颠倒、看错实验条件等等。因此，认真严格地做好预实验，是提高实验教学质量的保障，学生参与预实验不仅能够降低学生实验的盲从性，而且学生可以提前发现问题，对正式的实验能够得心应手。实验员也可以通过预实验对实验准备的试剂药品用量进行提前评估，对实验仪器设备进行调试，在预实验中发现的问题，可以及时反馈给任课教师，从而在课堂中对学生进行有针对性的指导，实现高质量高效率的教学。
2.3 加强实验室管理工作
实验能顺利高效进行的基本保障是良好的实验室环境和秩序[4]。因此，我们应该从以下几个方面做好工作。
保障实验室安全。包括生物安全、药品安全和操作规程的安全。对人体有害的菌种、细胞、挥发性药品应妥善保存，学生实验过程中戴手套口罩防护，避免进入口腔鼻腔，应向学生交代清楚有毒有害试剂及特殊试剂的保管和处理原则，避免实验过程中打翻药品等事件的发生。
管理实验材料。确保实验正常开展，实验材料需要及时补给和更新，实验员应列出详细实验材料清单，课前和课后让每组同学按清单一一清点，确保材料齐全，不影响下次实验。让学生参与管理，不仅可以减轻实验员的工作量，提高工作效率，而且可以增强学生的责任感和对实验更清晰的认识。如有实验过程中损坏的材料，正常损毁的登记好补齐；由于学生操作不当或故意损毁的，登记入册要求学生照价赔偿。
维护实验仪器。实验员做好仪器使用辅导工作，避免因学生盲目操作而造成的仪器损害。若仪器出现故障，应及时请专业维修人员进行检修，不能让学生强行进行操作。实验结束后实验员记录仪器使用情况，对相关仪器进行维护。
规范要求学生。实验前，要求学生了解实验室管理规范，必须对实验的目的、原理、方法、预期结果有明确的认识，认识本次实验所涉及的药品特性，特别是对人体有害、易燃易爆易挥发特殊保存的药品，熟知仪器的操作规范；实验过程中，要求学生认真实验，规范操作，如实记录；实验结束后，要求学生恢复台面、地面的整洁卫生，安排专门的值日生负责实验教室的卫生。
2.4 提高自身专业素质
随着实验课程占据越来越重要的位置，实验员既是技术人员，又是管理员同时也是实验教学教师之一，做好实验员的工作至关重要，应从以下几个方面提升自身的专业素质。
锤炼精湛的实验技术。实验员的基本工作是进行实验前的物品准备和预实验，实验中的技术辅助指导，实验后的清洗整理以及日常仪器设备的维护等管理工作[5]。实验员想要更好地完成工作，就需在储备一定理论知识的前提下，重点抓实验技能，而技能的提高不是一日之功，需要经过刻苦训练反复实践。可以通过参加仪器设备的培训，到兄弟院校参观学习，开展实验室内部的互教互学等这一系列的措施，掌握多门专业实验操作技术，使实验技术人员的专业素质得到显著提高。
培养良好的组织管理能力。实验室管理是高校实验室建设的重要组成部分，实验室的日常管理是实验技术人员的一项主要任务[5]。它包括实验室安全管理、实验材料仪器的管理及对实验教师和学生的组织协调管理。这就要求实验员掌握现代科学管理知识，按照科学管理原则，强化实验室的科学管理[6]。实验室管理水平的提升对于提高仪器设备利用率，提高教学质量，培养合格人才等具有重要作用。
适量进行教学和科研工作。实验员的工作范围不仅仅是实验准备，同时还兼有实验教师和科学研究人员之职。实验员利用自身得天独厚的条件，在教学上，向任课教师学习并承担一部分教学工作，在科研上，利用现有实验室优越的条件进行科学研究，包括实验条件和实验技术的优化研究，立足于本门学科的基础探索，带领学生完成创新性实验及毕业论文设计等。实验技术人员通过多方面的培养锻炼，努力成为综合素质高的综合性人才。
3 结语
通过实验技术人员精心的课前准备、课中指导、课后管理的一整套实验教学服务体系，相信本校的生物技术专业的本科生能够在实验中积极思考，增强动手能力，成为综合素质强、有创新精神的生物技术高级人才。
参考文献
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关键词：分子生物学；农学学科；分子育种
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）16-0201-02
分子生物学是21世纪最具创新性和活力的学科，它主要讲授生物学领域的基础知识和最新研究进展，如：核酸、RNA和蛋白质的结构和功能、遗传信息的表达与调控、转基因等[1]。通过本课程的学习，可以促使农科学生从分子水平上认知生命现象的本质，增强同学们探索生命现象本质的兴趣。更为重要的是，本课程能让同学们掌握现代分子生物学的基本理论和技术，为其他专业课的学习和今后的发展奠定基础。生物技术是推动现代农业向前发展的重要引擎，掌握基本的生物学理论和技术能促进农科学生的就业，并为他们将来从事生命科学的相关研究打下坚实的基础。同时，我们也应该看到，分子生物学在实际的教学过程中存在众多的问题，如基础知识点量大、新知识涌现快、课时严重不足等，以上种种问题直接导致分子生物学的教学工作困难重重。仅凭借传统的教学手段和方法已经很难适应市场对新时代毕业生的要求，教学改革势在必行[2]。本文将结合本人学习和教授分子生物学中的经历和经验，对如何提高和改进分子生物学的教学工作提出以下四方面的观点。
一、优化章节教学内容、突出基础性
传统的分子生物学课本通常会包括：核酸结构与功能、DNA到RNA、mRNA到蛋白质、分子生物学研究技术和方法、原核基因的表达调控、真核基因的表达调控、疾病与人类健康、基因与发育、基因组与比较基因组学等章节。要想在32个课堂教学的学时内完成这些内容的教学，几乎是不可能的，即使能够讲完这些章节，上课效果也会大打折扣，因此需要对全部讲授内容进行有目的精简和优化。
《生物化学》和《遗传学》也是农科本科生的必修课程，且这两门课程与《分子生物学》课程的教学内容有交叉，例如核酸和蛋白质的结构等。因此在有限的学时内讲授《分子生物学》课时，就需要根据农学专业的前修课程，进行相关调整和整合。根据内容的基础性和重要性，将全部内容整合成如下章节：核酸的结构与功能、DNA的表达与调控、RNA的翻g与调控、基因组与比较基因组学。其中“核酸的结构与功能”在《生物化学》课程中有大量讲解，因此，此章节可以降低为6个学时；“DNA的表达与调控”章节的内容涉及mRNA水平上的调控、真核生物的表达调控、原核生物的表达调控等内容，内容较多，涉及基础知识点较多，对后续专业课和学生继续深造有较大影响，应分配12个学时；“RNA的翻译与调控”涉及mRNA的翻译过程、翻译过程调控机理、原核生物和真核生物的翻译调控，本章节也是本课程的重要章节，对后续专业课和继续深造有较大影响，涉及较多前沿知识点，应分配10个学时；“基因组与比较基因组学”涉及测序等现代技术，是大多数同学们从未涉及到的知识，起到承前启后的作用，所以应选取此章节进行讲解，并分配4个学时。
二、合理化实验教学、突出实用性
实验设计的原则是：突出基础性、与课堂知识的关联性、不同实验间的连续性，最重要的是要有实用性，且是目前农学专业研究生所用的主流实验技术。只有实用的实验技术才能满足农学本科毕业生将来的工作和进一步深造的需求，只有基础性的实验才能加深同学们对于基础理论的理解，并为他们自主设计实验提供技术支撑。基于以上原则，我们设计了以下分子生物学实验内容及学时分配：重组质粒的构建（2学时）、质粒转化（3学时）、大肠杆菌培养（2学时）、质粒提取（2学时）、质粒酶切（2学时）、目的基因的琼脂糖分离（3学时）、分离目的基因的处理及测序（2学时）。这个系列的实验包括了生物工程的质粒重组、转化、菌培养、质粒提取、酶切、电泳、测序，基本涵盖了分子生物学知识获取的全部重要实验和分析技术，有助于加深同学们对相关知识点的理解，并为同学们的自主实验设计提供技术支撑。
三、应用微信、QQ等社交软件传授知识、突出趣味性
同学们都是新世纪成长起来的年轻人，对待新鲜事物容易接受，因此能否借助现代社交软件（如微信、QQ等）传授知识，是能否真正将知识灌输给同学们的关键。“微信”和“QQ”软件是目前中国最流行的社交软件，而智能手机的普及推动了利用这些软件进行信息交流的全天候化。教授一门课程时要求全体同学们加为“微信”和“QQ”好友，然后就可以利用“微信”里的“朋友圈”和“QQ”里的“好友动态”全天候的给同学们灌输知识。
当然利用社交软件灌输知识不能采取和课堂授课同样的内容，只有的信息有“趣味性”，才能引起同学们的兴趣，才最终起到辅助课堂教学并推动本门课程学习的目的。例如转发以下话题：“一个细胞引发的惨剧（2016-07-26，丁香园）”；“红杏出墙――肥胖易感基因FTO的家丑（2014-03-14，丁香园）”；“清华大学一实验室发生爆炸，博士后不幸死亡（2015-12-18，澎湃新闻）”警醒同学们的安全意识。
四、结合就业市场需求、突出前瞻性
农学专业学生未来的工作去向主要有以下几种：（1）考研；（2）本专业企事业单位；（3）本专业私人企业；（4）非本专业工作。对于从事本专业工作的同学，《分子生物学》的学习可能帮助他们考研和更快的开展相关工作；对于从事非本专业工作的同学，本课程的学习能拓宽他们的视野和眼界。因此，农学本科专业的《分子生物学》教学应立足于本专业未来的就业市场，而必须区别于其他专业的课程内容，并且突出前瞻性。
总之，《分子生物学》是高等学校农学专业重要的基础性课程，是很多后续课程的基石，授课效果的好坏对农学专业学生后续的发展至关重要。因此，我们在该课程的教授过程中，要不断探索和总结，以授课内容能否适应现代社会的发展和需求为评价标准。通过对教学内容的不断优化、实用性建设、新传授方法应用及接近市场需求，能培养出基础扎实、适应性强、能快速适应社会需求的新世纪人才。我将始终以“生以求知为乐，师以从教为荣”[3]作为自己的座右铭，时刻“自省吾身”并不断学习和求索，在高等教育的舞台上散发出自身的光芒。
参考文献：
[1]朱玉贤.现代分子生物学[M].第4版.北京：高等教育出版社，2012.
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关键词：分子生物学 双语教学 全英型 中英混合型
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0172-02
随着我国改革开放的不断深入，既懂专业又通英语的人才需求越来越大，英语作为目前世界上最通用的语言，在国际政治、经济贸易、文化、学术交流中广泛使用英语。为应对这个时展对教育提出的新要求，为了更好地培养面向现代化、面向世界、面向未来的人才，教育部在《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》（教高[2001]4号）中的第八条专门谈到了在高等学校推进双语教学[1]，该文件指出：“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学。对高新技术领域的生物技术、信息技术等专业，以及为适应我国加入WTO后需要的金融、法律等专业，更要先行一步，力争在3年内，外语教学课程达到所开课程的5%～10%。”2005年，教育部在《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》（教高[2005]1号）文件中，再次强调继续深入进行双语教学改革[2]。所谓双语教学就是在一些非语言类课程教学中采用两种语言进行教学的教学形式，在我国现阶段的高等教育体系中，双语教学实际上是指用汉语与英语交替进行的教学模式。
分子生物学是从分子水平研究生物大分子（核酸、蛋白质）的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。这是一门生物学和化学之间跨学科的研究，其研究领域涵盖了遗传学、生物化学和生物物理学等学科。自20世纪50年代以来，分子生物学成为生物学的前沿与生长点，分子生物学及其相关技术被世界各国列为重点发展的高新技术领域[3]，因此，从研究内容、课程特点以及在生命科学中的地位来看，分子生物学显然适合开展双语教学。根据笔者参与生物技术专业分子生物学双语教学工作的经验，下面谈谈自己在双语教学中积累的体会和认识。
1 《分子生物学》双语教学的必要性和可行性
1.1 必要性
如上所述，双语教学是我国高等教育国际化，应对经济全球化和科技发展的挑战、培养具有国际竞争力人才的必然要求。在《分子生物学》教学中采用双语教学能够让学生掌握获取最新分子生物学知识的能力，使学生在掌握学科前沿进展的同时，有效地提高他们实际应用英语的能力，便于学生能更有效地进行学术研究和国际交流。
1.2 可行性
《分子生物学》的语言表述和词义相对比较固定，各种语言对它们的理解、诊释比较一致。实践证明，双语教育不仅在加拿大、新西兰、美国等双语国家或多语国家获得了成功，而且在澳大利亚、日本、韩国等单语国家也获得了成功。我国近10来年的实践也有一些成功例子[4]。
1.3 《分子生物学》双语教学的目标
《分子生物学》双语教学目标是双重的，英语语言目标与专业知识目标是辩证统一的，而不是对立的。笔者认为《分子生物学》双语教学的目标，首先是以能力和素质培养为主，让学生掌握分子生物学的基础知识和基本研究方法；其次是培养学生培养学生自学，主动学习和自主解决问题的良好习惯和能力。学习国外先进的理念、思维方式和前沿的最新的科研成果；再次是让学生学习专业知识的英文表述方式，培养他们在本专业领域进行国际学术交流的能力。
2 《分子生物学》双语教学的体会
2.1 教材选择
我们选择了《Instant Notes in Molecular Biology》（第二版）及刘进元等翻译的中文版作为教材，该教材是国外优秀教材畅销榜的上榜教材，其结构新颖、重点明确；图表简练便于记忆；英文语句自然、易懂，是提高专业外语水平的较好读本，这两本教材中英对照便于提高学生的学习效率。此外，我们还选用James D.Watson等编写的《Molecular Biology of the Gene》（第六版）和朱玉贤主编的《现代分子生物学》中文教材作为参考教材。
2.2 教师
在教与学的矛盾中，教是矛盾的主要方面。选拔和培养合格的双语教师，是双语教学可持续发展的核心问题，双语教师必须具备合格教师的基本素质，比如师德高尚、学业精湛对这门课程有充分的理解与掌握等等，此外还要具备较高的外语水平，才能在教学上灵活自如，因此从事双语教学的教师在课前应该认真备课，做好每堂课的教学组织计划，不断提高自身的学术水平，吃透课程所有的知识点。这样才能在课堂上游刃有余。此外，由于双语教学需要花费教师大量精力，部分教师不愿意参与双语教学课程，为使双语教学改革能够顺利进行，各学校应完善相应政策和激励机制，重视选拔和培养合格的双语教师。
2.3 学生
学生的外语水平和接受双语教学的能力直接影响双语教学实施的效果，一个教学过程是教师和学生共同完成的，要使教学有成效，除了教师努力，还离不开学生的积极参与，否则很难保证教学活动的顺利进行。学生能否在双语课堂学到东西，直接影响其参与双语教学的热情。反过来学生参与热情的高低，也必将会影响双语教师的教学积极性。面对不同的教学对象，因材施教才能收到良好的教学效果。由于大学生已经是一个比较有自己思想的群体，不少双语教学模式还提倡要充分发挥学生学习主体的作用，让学生自主学习[5]。
2.4 教学组织
2.4.1 教学模式
卢维奇把双语教学模式分成四个等级：（1）超高级，即全英型，采用英文教材，教学过程全部在英语环境中进行；（2）高级，即中英混合型，以英文讲授为主，辅以中文，使用英文原版教材为主；（3）中级，即半英型，以中文讲授为主，穿插英语教学；（4）初级，即术语引导型，专业术语和章节标题用英文板书，其他内容用中文讲授[6]。有时人们错误地认为授课过程中英文讲授的比例越高越好。比如教学刚开始时学生的听说能力较差，如果教师一开始就用全英文讲授，学生会因听不懂而产生厌学情绪，使教学效果大打折扣。因此，首先我们应该摸清学生的实际英语水平，据此来确定初期中英文讲授的适宜比例，然后随着教学时间推移，视学生的学习情况再逐步加大英文讲授比例。我们在一学期的教学过程中根据学生学习情况和课堂教学内容的难易程度，主要采用了中英混合型及半英型两种教学模式。
2.4.2 重视安排预习与复习
分子生物学因比较抽象被学生认为是较为难学的一门课程，为了提高双语教学的效果，我们会将精心制作的PPT提前转发给学生，每次课后，在安排下一节课的教学内容和学习任务时，要求学生课后复习已学的知识点并预习相应的中文和英文内容，将整理的新内容中会涉及到的专业英语词汇发给学生，上网查询相关资料，充分发挥学生在学习中的主体作用。每次课前都会以提问讨论的形式，检查复习和预习的效果，这样还可了解学生预习时遇到的难点并有针对性的调整教学内容。
2.4.3 课堂活动的组织
在教学过程中，我们根据学习内容，组织学生进行小组讨论、论文阅读讨论，针对知识点的Presentation等课堂活动，小组讨论主要讨论学生学习过程中遇到的难点和教师点出的重要知识点，论文阅读讨论的是阅读论文的收获及教师针对论文提出的一些问题，针对知识点的Presentation是安排学生以3～5人为一个小组，针对教师列出的一些知识点选择感兴趣的内容在课堂上的演讲，让学生自己当老师，发挥学生作为学习主体的能动性，教师从中也可以换位思考，了解学生学习过程中的一些思维方式，改进教学方法。
2.4.4 教学工具的运用
由于实际教学学时的限制和分子生物学内容的繁多，我们应用丰富的网络资源，参考国外多种原版教科书及电子图书，非常系统地制作了全部教学内容的多媒体课件和模拟动画等。制作的多媒体课件信息量大、形象生动，教学内容尽可能包含分子生物学教学大纲所有知识点，并根据自己的科研及查阅最新文献的情况将分子生物学相关的前沿知识融合在其中。这些课件提高了教学效率，提高了课时利用率，解决了内容多而课时少的矛盾。在教学过程中还辅以参观分子生物学实验室和动手实验等多种方式，从而激发学生学习分子生物学的主动性和积极性。
2.5 采用多种方式考核双语教学效果
我们一致认为分子生物学双语教学最重要的目的是教会学生如何主动学习，形成自己的知识体系，因此在学生学习成绩的考核方面，我们采用多元化的考核方式，注重能力培养，考核中平时成绩占10%，小组讨论10%，论文阅读讨论占10%，听学术报告汇报5%，Presentation占15%，期末考试占50%，期末试题命题中英文形式的命题考试占50%～80%，考虑到学生英语表达及写作能力有限没有要求学生只能用英文进行回答，但是对用英文回答的学生适当加分给予鼓励。
3 结语
双语教学是我国高校教学改革的重要内容，是高校应对经济全球化和科技发展的挑战、适应现代社会发展的需要的需要，也是贯彻科教兴国战略和建设创新型国家、培养具有国际竞争力的高素质人才的客观需求。因此，高校、高校教师、大学生应该从战略的高度来认识双语教学改革的重要性。这项教学改革，高校必须有全面长期的规划，建立完善各项政策和激励机制，教师积极参与，探索更好的教学模式和方法，努力成为合格的双语教师，学生克服畏难心理，主动参与到这项对自身有利的教学改革中。
参考文献
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篇9
关键词 分子影像学 教学体系 复合型人才
中图分类号：G424 文献标识码：A
On Molecular Imaging Teaching System Construction
CHEN Duofang
（School of Life Science and Technology， Xidian University， Xi'an， Shaanxi 710071）
Abstract Molecular imaging is an emerging interdisciplinary， has become one of the most important techniques of modern life sciences， medical imaging represents the direction of future development. In this paper， molecular imaging features， combined with research in Life Science and Technology in the field of molecular imaging as well as the basis for cooperation with our university hospital， a study in teaching content， teaching models and evaluation methods， the life science and information science and clinical cross， build molecular imaging teaching system， laying the foundation for training medical complex polytechnic molecular imaging professionals.
Key words molecular imaging; teaching system; complex talent
0 引言
分子影像学（molecular imaging）是运用影像技术显示组织、细胞和亚细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其生物学行为在进行定性和定量研究的科学。①分子影像学是将分子生物学技术和现代医学影像学相结合的产物，最早由美国哈佛大学Weissleder等学者于1999年提出，经过10余年的飞速发展，取得一系列成就，已经成为现代生命科学研究最重要的技术手段之一，受到世界各国的高度重视。①②随着分子影像学技术研究工作在我国的迅速开展，具有分子影像技术背景的人才更显缺乏。医药企业、医疗设备企业、生命科学研究机构等单位对分子影像专业人才需求日趋增加，尚没有专门学科进行分子影像学人才培养。我校生命科学技术学院依托生物医学工程与生物技术专业，定位为研究型学院，分子影像为主要研究方向之一。经过几年的发展，学院在分子影像研究领域取得一定进展。学院教工由来自不同专业背景，包括生物、信息、计算机和医学等学科的人员构成，但由于当前研究成员各自的专业背景单一，成员之间尚未有机融合和深度交叉，很大程度上限制了在分子影像领域取得重大突破。而目前国内，分子影像学教材较少，分子影像学课程主要面向研究生开设，极少高校面向本科生开设分子影像学课程。③④⑤本文探讨如何借助我校信息学科与计算机学科的优势，结合我校在分子影像学的研究成果以及与医院的合作基础，将生命科学与信息学科和临床医学交叉，开展针对本科生的分子影像学教学工作，建立分子影像学教学体系，为培养理工医复合型分子影像学人才奠定基础。
1 分子影像学教学体系构建
分子影像学起源于现代医学影像学，在现代医学影像学基础上融入分子生物学，其教学体系不同于传统的工学学科和生物学学科体系。我们将从分子影像学教学内容，分子影像学教学模式和分子影像学考评方式进行分子影像学教学体系构建，目的在于建立包括基础理论―验证实验―应用实践三个层次的多学科深度交叉、理工医有机融合的综合型分子影像学教学体系，为培养基础理论扎实、实验技能过硬、应用实践广泛的理工医复合型分子影像学人才打下坚实基础。
1.1 分子影像学教学内容
分子影像学属于前沿科学，知识更新日新月异，相关资料主要来自世界各国研究小组的公开文献，缺乏全面、系统的参考教材;而且分子影像学属于典型的多学科交叉，涉及信息、生物、医学等多个学科，需要掌握各种影像原理与理论，熟悉核酸、蛋白质等大分子的形态、结构与操作，并应用影像技术进行分子生物学相关研究，课程内容繁杂，信息量庞大。分子影像学是分子生物学与先进医学影像技术结合的产物，属于典型的多学科交叉，涉及信息、生物、医学等多个学科。分子影像学内容覆盖面广、跨度大，教学内容包括：分子生物学中核酸等大分子的功能、形态结构特征并在分子水平上阐明细胞活动的规律;超声成像、CT成像、MRI成像、核素成像等临床中成熟的医学影像技术，以及光学分子断层成像、光声断层成像等新兴的医学影像技术;分子影像技术在肿瘤、神经系统、心脑血管研究以及新药研发等领域的应用。学生不仅需要掌握基本理论知识，了解最新研究进展，更要学会利用影像技术进行基础研究以及临床应用。考虑到分子影像学信息量大，教学内容以生命学院优势研究方向即光学分子影像及其在肿瘤细胞学中的应用为主线，其余内容为辅助展开。教学过程中，力争做到重点突出、内容全面和有的放矢。
1.2 分子影像学教学模式
分子影像学涉及多个学科，涵盖现代影像成像理论，分子生物学与细胞生物学以及分子影像技术在基础和临床实验研究中的应用。为了系统地学习掌握分子影像学知识，成为合格的分子影像专业人才，学生不仅需要了解分子生物学相关知识，而且需要知道靶向分子在临床中的应用前景;不仅需要了解分子结构修饰、分子标记等专业知识，而且也需要知道生物信息、医学影像等相关知识。传统的单一学科的教学模式难以满足上述需求，需要探讨新的有效的教学模式。对于多学科交叉产生的分子影像学，采用传统的单一学科教学模式难以满足要求。我院分子影像学教师来自不同专业背景，采用不同的教学模式进行协同合作教学。借助我校生命科学技术学院在分子影像学领域的研究成果以及与医院的合作基础，可以将生命科学与信息学科和临床医学进行深度交叉，开展目标明确和特色鲜明的分子影像学教学工作。对于分子生物学部分，由生命学院生物技术专业教师任教，主要采取课堂讲授以及实验演示教学方式，指导学生掌握生物基本操作技能，包括：核酸凝胶电泳、PCR、DNA测序、RNA提取与纯化、基因敲除、基因克隆等技术。对于医学影像部分，由生命学院信息专业教师任教，主要采取课堂讲授、理论推导和计算机模拟仿真等教学手段，使学生掌握医学影像的基本物理原理以及数学理论。对于应用部分，由外聘的第四军医大学第一附属医院教师承担，引导学生使用分子影像技术进行肿瘤早期诊断、心脑血管疾病诊断以及新药研发等应用研究。上述教职人员由生命科学技术学院自然基金委重大项目参与人员构成，经过前期合作研究，已进行一定程度的多学科交叉，可进行协同教学工作。
1.3 分子影像学考评方式
传统教学考评中，多注重考核学生掌握知识的多少，而不是学习知识能力的大小;注重考核学生技能掌握的多少，而不是学习技能能力的高低。这种考核体系只能反映一定时间内的学习结果，不能反映学生学习新知识、新技能的本领，难以适应分子影像快速发展的需要，这不仅使教师的教学方法陷于陈旧古板，而且使一些再学习能力、发展潜力大、动手能力强的学生长期得不到有效锻炼和培养。因此，如何将传统的考核知识与技能与考核学生掌握新知识、新技能的本领相结合，是我们需要关注的问题。分子影像学涵盖学科领域广，知识更新速度快，学生学习任务重，我们需要站在发展的角度，从学校培养学生的近期和远期效果建立合理的考评方式。对于学生学习考核，我们采用知识与能力兼顾的评价标准。该评价标准主要包括四大模块：基本理论知识、实验操作技能、进展跟踪和科研创新能力。对于基本理论知识考核，采用试卷笔答形式;对于实验操作技能，考核学生对刻度吸量管、分光光度计、离心机、电泳仪等常规仪器的操作，此外还考核学生对microCT、光学分子断层成像等学院研制的医疗影像设备的操作，以实验报告形式答题;对于进展跟踪考核，则要求学生根据教师给定的主题词，进行文献查阅及总结，以文献综述形式答题;对于科研创新，则根据教师课题或学生自主选题进行相关科研活动，以小论文或专利形式答题。总之，将采用形式多样的考评方式，对学生的综合能力进行测评。
2 总结
分子影像学是一门新兴的交叉学科，已经成为现代生命科学研究最重要的技术手段之一，代表了未来医学影像发展的方向。我校生命科学技术学院为国内最早进行分子影像学研究的单位之一，学院教师来自不同的专业背景，包括信息、生物和数学等专业，在多学科交叉方面已经积累了一定的经验。基于学院在分子影像领域的研究基础，结合我校信息学科优势，融合生命科学相关专业，本文提出建立包括基础理论――验证实验――应用实践三个层次的多学科深度交叉、理工医有机融合的创新型分子影像学教学体系。通过建立该体系，我们将使不同学科背景教师协同工作，讲授成熟的基础成像理论、分子生物学基础知识;实时跟踪分子影像学研究动向，向学生传递最新进展;指导学生进行验证实验，引导学生得出结论，从实验中引申理论知识;此外，基于理论知识以及实验操作训练，锻炼学生使用分子影像设备进行生命科学领域相关研究的科研能力。通过分子影像学综合体系的构建与实施，最终培养基础理论扎实、实验技能过硬、应用实践广泛的理工医复合型分子影像学人才。
基金项目名称：1. 西安电子科技大学新实验开发项目（项目编号：SY1359）
2. 西安电子科技大学本科教育质量提升计划教改项目
注释
① 申宝忠.分子影像学（第二版）[M].人民卫生出版社，2010.
② 申宝忠，王维.分子影像学2011年度进展报告[J].中国继续医学教育，2011（8）：132-157.
③ 朱宏，董鹏，李耀武.分子影像学教学中的哲学思考[J].中国科教创新导刊，2010（2）：82-84.
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成都市委十一届九次全会提出了“产业倍增”的目标，明确指出要重点发展高端种业。国家现代农业科技城良种创制中心西南分中心及产业转化基地的落户，将为彭州蔬菜产业发展注入新活力，进一步提升成都市种业国际竞争力，实现主要作物由“经验育种“向“精确育种”的战略性转变，创新生物物种产业化发展模式，培育农业战略性新兴产业，加快该市现代都市农业的发展步伐。
投资12亿元建西南产学研种业基地
种业是战略性和基础性核心产业，是保障农业长期稳定发展和粮食及菜篮子安全的根本。“将把西南分中心和产业转化基地建设成为西南最重要的农业生物技术研发、作物新品种培育和产业化基地。”国家现代农业科技城良种创制中心西南分中心及产业转化基地相关负责人王志坚告诉笔者，西南分中心及产业转化基地预计总投资12亿元，分三期，用3～5年时间全部建成，主要由中心园区、辅助园区、种子种苗生产基地和种子加工物流中心组成。
根据规划，中心园区占地6.7万平方米，主要用于种苗培育、基因筛选试验、生物技术试验圃、生物技术释放基地、作物原种研究基地、基本分子生物学分析、组织培养、植物培养和考种分析等；占地60.3万平方米的辅助园区用于新品种（组合）表证示范、作物原原种生产、新品种原种生产等。同时，力争用2～5年时间，在彭州及周边地区，以土地流转、专业合作社、制种大户等形式建立0.67亿～2.68亿平方米种子种苗生产基地，建立具备年生产加工及储备种子10万～20万吨的加工物流中心、质量控制与培训中心。
依托新制种技术开辟蔬菜高端市场
种苗若是农业的塔顶，种子研发就是塔尖。据了解，国家作物分子设计工程技术研究中心是目前国内一家已经掌握了新一代分子育种技术的机构，并且已经在作物育种中获得成功。良种创制中心西南分中心的建立正是为相关核心技术转化和产业化提供服务。
