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分子生物学技术精选(九篇)

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分子生物学技术

第1篇:分子生物学技术范文

生物技术专业 分子生物学 实验教学 改革

分子生物学实验,是分子生物学理论的实践环节,也是培养创新型人才的重要途径,不仅在研究生教学中受到普遍重视,在本科生教学中也受到高度重视。但由于客观条件的限制,生物技术专业的分子生物学实验教学还存在诸多问题,比如现有教材不适合于本科教学、实验缺乏设计性和综合性等,严重影响了实验教学的效果。因此,分子生物学实验教学的改革势在必行。

一、完善实验教材建设

近年来,随着分子生物学技术的发展和出版业的发展,市场上涌现出大量相关的实验教材,但往往偏重于对实验步骤的编写,或者所选的实验项目过于专业化,不适合在本科教学中运用。实验指导教师应不断完善实验教材的建设,使之既适应于本科生实验教学平台,又注重与基因工程、酶工程、发酵工程等课程的实验项目的衔接,充分体现生物技术专业核心课程的关联性。在编写教材时,还要尽量做到图文并茂,通俗易懂,特别是要注重对实验原理的阐述。

二、加强实验的设计性和综合性

设计性实验和综合性实验有利于培养学生的创新能力。分子生物学实验课程主要围绕“DNA重组技术”展开,各个实验项目既具有一定的独立性,又具有很强的连贯性,这种连贯性表明,这一系列的实验在操作之前就带有较强的设计性,在学生进入实验教程之前,可以此作为范例,介绍DNA重组实验的设计思路和关键问题,积极引导学生查阅资料,独立设计全部或部分实验方案,并对这些设计进行剖析和点评。实验室网络的开通,能够更好地发挥计算机辅助实验教学的功能,为设计性实验的教学提供了极大的便利。比如,可以利用在线软件分析目的基因的酶切位点,或利用相关软件设计PCR引物等。综合性实验是培养学生独立操作能力和综合应用能力的重要环节。通过“质粒DNA的提取和检测”、“质粒的酶切分析”等实验,学生已基本掌握了相关原理和技术,而随后的“重组子的筛选与鉴定”实验,仍然需要使用质粒DNA提取、酶切、电泳等技术,带有很强的综合性,可借以培养和考核学生独立操作、综合应用的能力。此外,筛选和鉴定重组子又有多种方法,可设计不同的实验方案。因此,该实验在教学中又可作为一个设计性实验,只要学生设计的方案具有可行性,就应当尽量提供条件,让学生按照自己设计的方案完成实验。

三、优化实验教学方法

“教无定法,贵在得法”,但这“法”首先因立足于学科特点,并在教学实践中不断探索和优化。笔者结合实际工作经验,对分子生物学实验的教学方法作初步探讨。

1.集中时间,小班开课

“DNA重组技术”的各项实验相对独立,但无论在逻辑上还是在时间上,前后都是紧密关联的,如果像其他课程的实验那样每周做一个的话,很难取得理想的结果。因此,较为合理的安排就是集中时间授课,在两周内完成整个DNA重组实验。这种安排既使学生在操作时目标明确,也因其符合科研的节奏而使学生能更好地体验科研的氛围和乐趣。在本科生的分子生物学实验教学中,普遍面临着仪器台套数有限、指导教师少、学生人数多等突出问题,小班开课可有效缓解众多学生与有限的教学资源之间的矛盾,提高实验教学的质量。小班开课时,每批以10个左右学生为宜。

2.集中讲解,个别指导

在每次实验前,应集中讲解实验原理,把本质问题讲解透彻,也应分析实验步骤,并针对关键操作、技术难点或容易误解之处进行演示,使学生能更好地掌握实验原理和技术,并在实验前做到“胸有成竹”。尽管按照同样的实验手册操作,但每个学生可能会遇到不同的问题,这时指导教师应随时关注每个学生的状态,及时解答学生的疑问,或及时指出其错误的或不规范的操作,并予以纠正。上文所说的小班开课,可保证指导教师有足够的时间和精力来实现个别指导。

3.落实预习,及时总结

如果不作强调,学生很容易忽视实验课程的预习,在动手操作时看一步做一步,这样既容易出错,又看不到各个步骤之间的衔接,看不到实验的整体和精髓,致使实验结果和教学效果均不理想。因此,在每次实验前,应布置具体的预习任务,包括实验原理、实验步骤、注意事项等,并在实验讲解时随时提问,以检查预习效果,确保学生在进入实验室之前就熟悉相关内容,特别是应明确本次实验要做什么,明确本次实验在整个实验教程中所处的地位。在重视实验预习的同时,也要重视实验总结。实验的总结可安排在实验间隙,也可安排在实验结束之后,宜采用讨论的方式。可先由学生自己总结经验,提出实验中遇到的问题并进行分析,在此基础上再由指导教师进行概括和补充,分析实验中存在的普遍问题、特殊问题及其成因,以促进学生分析和解决问题能力的提高。此外,指导教师还应及时评价实验教学的效果,以期在下次开课时进一步完善。

4.拓宽思路,广开渠道

Southern杂交、DNA测序等技术,对设备要求高,实验流程长,难以作为本科生实验教学的内容,但是作为生物技术专业的学生,又有必要对这些重要技术有较为深刻的认识。因此,在实验教学中应拓宽思路,综合利用多种渠道,直接或间接地传授这些技术。多媒体是拓宽实验教学的重要手段,可用于演示那些重要的但不能开设的实验,拓宽学生的知识面。如果能参观本校或兄弟院校的实验室,并在现场讲解或演示实验,则可使学生形成更为直观的认识。此外,对于学有余力的学生,还需因材施教,积极引导,重点提拔,鼓励他们参与预实验,观摩教师的科研工作,或指导他们参与大学生科研立项,也即引导他们从课堂实验走向科学研究,为培养创新型人才打下坚实基础。

四、完善实验考核体系

实验教学的考核是客观评价学生所掌握的理论和技能的重要手段,也是提高实验教学质量的有效措施。分子生物学实验应注重全面考查学生的素质,不仅要考查学生所掌握的基本知识和技能,还要考查学生独立思考和综合运用的能力,以及在实验操作中表现出来的认真的态度,实事求是的科学作风和团队合作精神等。因此,在教学中应以“公平、公正”为原则,不断探索和完善实验考核体系。

参考文献:

[1]杨清玲,陈昌杰等.本科生分子生物学实验教学改革的实践和体会[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2007.

[2]曹华,裴鹏等.分子生物学实验教学中创新能力的培养[J].医学教育探索,2006.

第2篇:分子生物学技术范文

【关键词】 分子生物学;相关检查技术;霍乱弧菌

霍乱是由霍乱弧菌感染引发的一种流行广泛的甲类传染病[1]。霍乱弧菌是肠道传染病霍乱的病原体[2]。人类是霍乱弧菌的唯一易感者[3]。被感染者,往往表现为腹泻、剧烈呕吐、脱水、甚至死亡。从1817年至今,人类累计经历了7次大规模流行的霍乱。霍乱,它具有起病急骤、传播迅速、波及广泛、病死率高等特点,霍乱弧菌广泛的分布自然界中,可以通过污染水源及食物而引发疾病。对于霍乱的预防及治疗的关键在于,及时监测疫区外环境标本。对霍乱弧菌做出迅速、准确的检测是霍乱防治的重要方法。传统的分离培养方法费时费力,不能适应疾病的快速发展,将分子生物学的相关检测技术应用于对霍乱弧菌的检测,可精准、快速的进行检测,为疫情的处理,临床诊断提供了及时可靠的依据,同时也可有效追踪传染源,确定霍乱菌株类型,预测霍乱的流行趋势。本文将对几种用于霍乱弧菌分子生物学检测技术,作简单的介绍。

1 PCR

PCR技术主要包括:普通PCR、荧光PCR、套式PCR、多重PCR等。

1.1 普通PCR 普通PCR是通过检测出霍乱弧菌0139和01菌群的ctxA、ctxB基因,继而检测属于霍乱弧菌并检测出其毒力基因的常规方法。Shirai[4]依据LT和CT的高度同源性,建立了基于ctx基因的特异的PCR检测方法,它检测细菌染色体的灵敏度很高,能检出仅含三个活菌的样本。

1.2 荧光PCR 荧光定量PCR,它是通过荧光或者荧光燃料标记的特异探针,对PCR的产物进行跟踪标记。它具有无需电泳、快速定量、无交叉污染等诸多优点,被广泛的应用于临床。应用荧光PCR可快速有效的检测出霍乱弧菌0139群、01群、非0139群、非01群毒素的相关基因。

1.3 套式PCR 套式PCR,也可称为巢式PCR,即使用两对PRC引物来扩增完整的片段。套式PCR中,第一对引物扩增片段的方式与普通PCR极为相似,第二对引物也叫做巢式引物,他们往往结合在第一次PCR产物的内部,这就导致第二次PCR扩增的片段会短于第一次。巢式PCR,它具有非常高的特异性。Susanna等依据0139群O抗原合成相关基因片段建立的套式PCR可用于0139群霍乱弧菌的特异检测[5]。

1.4 多重PCR 多重PCR,也可称为复合PCR或者多重引物PCR,它是在同一个PCR反应体系中加入两对及以上的引物,在同一时段,扩增出许多的核酸片段,它具有高效性、系统性、经济便捷性等诸多优点。

2 AFLP

AFLP(扩增片段长度多态性)是一项新型的分子标记技术,是由荷兰的Pieter Vos 等在1993年发展起来的一种多态性DNA检测新方法,它具分析需要DNA含量少,可重复性好,多态性强,分辨率高,无放射线损害,适用性广,稳定性好等诸多优点。AFLP技术的原理:对基因组酶切后的片段,进行选择性扩增,已获取的扩增片段经电泳检测,继而检测出获得的不同长度的扩增片段。Jiang[6]采用AFLP技术分析不同环境,不同地点的临床分离的霍乱弧菌多态性,结果显示分离的临床0139菌株及01菌株在遗传学关系上要比环境中的0139菌株及01菌株更为紧密。AFLP分析与PFGE、RFLP、RAPD、Rep-PCR等适应范围相似,并兼备以上各种方法的优点,且分辨率极高,稳定性强,可为临床工作提供丰富信息。

3 PFGE

PFGE(脉冲场凝胶电泳)是一种常用的分离大分子核酸的方法。用脉冲场凝胶电泳对霍乱弧菌进行分型,其分辨力更高,可为霍乱弧菌分离株间进行同源性分析、遗传相关性分析、追踪传染源、预测疫情变化、防治措施的制定提供可靠依据。脉冲场凝胶电泳分辨力高,重复性好,即使在不同实验室,所得结果仍具可比性。

4 MLST和MLEE

MLEE(多位点酶电泳法),它以一个基因一种酶学说为依据,通过监测酶电荷及分子量的变化情况,来推算对应位点的多态性,然后进行综合分析,从而获悉细菌的具体分型及遗传学特点。但是,不同实验室间结果不可进行比较。

MLST(多位点序列分析),是一种新型的细菌分型技术,它由MLEE改良而来,它比PFGE的分辨力更高。

5 MLVA

MLVA(多位点可变数目串联重复序列),是在PCR基础上发展起来的新型技术,具有高度多态性的特点。对DNA的纯度要求不高,特异性高,重复性好,可得到数字化的结果,可进行实验室间比对,且可在短时间内大量的处理样品。

6 讨 论

PCR技术具有特异性强、灵敏度高、检测快速、成本低廉等诸多优点,但是,在菌株遗传关系分析及菌株分型方面不如其他的分子生物学检测手段,所以,PCR技术在临床主要被应用于早期对菌株的筛查。AFLP技术是以PCR技术为基础的新型技术,它继承了PCR的优势,但更加的可靠,与PCR相比,它可同时检测出大量不同的核酸片段,一次扩增就能分析比较几十个甚至百个基因位点,且不需制备探针,不需预知基因的序列特点。但,AFLP技术价格昂贵,对DNA纯度,内切酶质量有很高的要求,模板反应往往迟钝,还可能发生缺失或错配的现象。与AFLP技术相比PFGE是一种操作简便、稳定性好、分辨力高的方法。PFGE已经被公认为多种细菌基因分型的标准,是目前较为成熟的基因分型方法。但,PFGE技术也具有一定的局限性,如耗时久,未形成国际同一标准,不利于实验室间比较等。PFGE技术与MLST相比,MLST建立有大型的国际化数据库,可以进行实验室间的比对,也可作为国际流行病研究的依据。但MLST技术费用高,工作量大,技术要求极为严格,设备昂贵,所以并不适用于暴发流行的常规检测。MLVA是以PCR为基础的新型分型方法,它对DNA的纯度要求不高,特异性高,重复性好,可得到数字化的结果,可进行实验室间比对,且可在短时间内大量的处理样品。

综上所述,各种分子生物学检测手法各有千秋,可以互相取长补短,我们可以根据检测的目的以及实验室的现有设备选取合适的方法,用于临床诊断及研究。

参考文献

[1] 巩西玲.两种霍乱弧菌检测技术的应用研究[J].适宜技能,2013,21(12):134-134.

[2] 吴以华,徐景野,李岳良,等.微量培养板不同保存时间对霍乱弧菌培养效果的观察[J].中国卫生检验杂志,2007,27(4):629-630.

[3] 熊长辉.霍乱弧菌分子生物学检测技术介绍[J].现代预防医学,2012,39(17):4536-4537.

[4] Shirai H,NishibuchiM,Ramamurthy T,et al.Polymerase chain reaction for detection of the cholera enterotoxin operon of Vibracularia[J].J Clin Micro bio,1991,(29):2517.

第3篇:分子生物学技术范文

分子生物学技术以核酸生化为前提为临床主治医师提供新型检验措施,使得临床病情分析、诊断工作效率与工作质量得到大幅度提升。

(一)聚合酶链式反应

聚合酶链式反应(PCR)也被称为无细胞克隆技术或者多聚酶链反应。应用PCR技术能获得丰富、全新的样品靶DNA序列缺陷,改变了传统检验诊断以及科学研究。在临床分子生物学中,PCR技术现阶段广泛应用于食品检测、出入境检验检、寄生虫学、免疫学以及基因治疗等工作中。在微生物学、肿瘤学以及免疫学等工作中,PCR技术也得到了非常广泛的应用。等位基因特异性PCR技术、PCR-限制性片段长度多态性分析法等技术是PCR技术的发展延伸,前者能准确鉴定基因型,后者则能检测与特定酶切位点有关的突变手段。此外,还包括实时荧光定量PCR、定量聚合酶链反应,该技术能对定量检测目的DNA,而且检测更加便捷,准确度也更高;而PCT-单链构象多态性技术则能检测产物的序列内多态性。

(二)生物芯片技术

生物芯片技术能一次性检测大量生物分子,也被称为高通量密集型技术,不仅包括组织芯片、蛋白质芯片,还包括基因芯片。生物芯片技术不仅可用于流行病学筛查以及疾病诊断,还可用于科学研究。

(三)分子生物传感器

分子生物传感器的识别元件为固定化生物分子,其完整的分析系统组成包括信号放大器装置、处理换能器装置。在分体体液的一些小分子有机物、生物大分子等多种物质的检验检测中均可使用分子生物传感器。上述检验项目都可以为诊疗病情、环境监测提供依据。

(四)DNA测序技术

在对疾病进行分子诊断时,DNA测序技术能获得精确的数据,第一代测序技术的费用较为昂贵,而且检测效率较低,主要是采用双脱氧末端终止法。不断改良后的第二代测序技术,通量高、规模大、成本低,技术平台包括焦磷酸测序、合成测序和芯片测序。第三代测序的检测效率更加高效,特点主要是单分子实时测序。

(五)联合技术

联合技术包括了色谱技术、抗体工程、蛋白质工程等,在蛋白组学中应用联合技术能获得精准、详细的基因序列编码框架,能为早期诊断和检测提供生物学标志,有助于医生充分、全面地了解疾病进程,加快研究人员药物研究的速度。

第4篇:分子生物学技术范文

【关键词】分子生物学;食品致病菌;PCR;基因芯片;基因探针

doi:103969/jissn1004-7484(x)201309754文章编号:1004-7484(2013)-09-5484-02

近年来,食品安全问题屡屡发生,正日益引起人们的重视,在各种食品安全事件中,多数的病因是由致病菌引起。尽管国家有相应的食品中致病菌的检验方法,但是很多检验方法耗时久(3-5天)、技术滞后(血清学),很难应对突发的食品安全事件。随着国家对食品安全越来越重视,食品检测技术正飞速发展,分子生物学技术以其灵敏度高、特异性强、时效性短为致病菌的快速检测提供了良好的技术平台。

1PCR

PCR(Polymerase Chain Reaction)聚合酶链式反应,是由美国科学家PE(Perkin Elmer)公司遗传部的DrMullis发明。PCR的基本工作原理就是以拟扩增的DNA分子为模板,以一对分别与模板互补的寡核苷酸片段为引物,在DNA聚合酶的作用下,按照半保留复制的机理沿着模板链延伸直至完成新的DNA合成。通过不断重复这一过程,可以使目的DN段得到扩增。另一方面,新合成的DN段也可以作为模板,因而PCR技术可使DNA的合成量呈指数型增长。PCR技术最早应用于基因克隆和转基因检测,但由于其准确、微量的特点,在食品检测中也逐渐显示出其应用前景。在最近几年,利用PCR技术检测食品中病原微生物逐渐兴起。多重PCR是在常规PCR基础上改进并发展起来的一种新型PCR扩增技术,是在同一反应体系中加入多对引物同时扩增目的DN段的方法,采用这一技术可同时检测多种病原微生物。李博、陈福生等人[1]通过对多重PCR条件的优化,增菌培养基的选择,建立了一种多重PCR方法,此种PCR方法能同时检测到金黄色葡萄球菌、志贺菌和沙门菌的存在。当采用75%NaCI肉汤对金黄色葡萄球菌进行增菌,采用GN增菌剂对志贺菌和沙门菌进行增菌后,提取DNA,以志贺菌的ipaH基因、金黄色葡萄球菌的n基因、沙门菌的invA基因设计引物,浓度分别为80、80和40nmol/L时,能特异性地检测志贺菌、金黄色葡萄球菌和沙门菌,检出限为1cfu/ml,整个检测过程少于30h,比传统的细菌学方法简便、快速、经济,具有较好的应用前景。PCR技术虽然灵敏度高、特异性强、时效性短,但其在实际工作中也存在不少问题[2],例如外源性DNA污染、假阳性、引物设计不恰当,必须认真细致分析各种可能出现的情况,避免假阳性,以提高反应的特异性和灵敏性,保证检测结果能够及时准确地做出。

2基因芯片

基因芯片是将核酸探针固定于支持物表面,采用显微打印手段,与已经标记过的样品进行杂交,通过检测杂交信号来对样品进行分析,甚至极低量的信号也能被检测到。基因芯片的技术流程包括准备样品,制作芯片、样品与探针的杂交及信号的检测及分析。基因芯片与传统的检测方法(细菌培养、生化鉴定、血清型分析等)相比,其优越性主要体现在:①基因芯片可以大批量的做检测,一次实验可检测出全部结果;②检测时间短,整个检测过程最短只需4h(而传统方法一般需4-7天);③高度的特异性,极高的敏感性。Wilson等人构建出一种基因芯片,能够识别准确识别l8种致病性病毒、原核生物和真核生物,从而极大地缩短了某些致病菌的检测时长,检测结果也更加准确。

3基因探针

基因探针,即核酸探针,是一段带有检测标记,且顺序已知的,与目的基因互补的核酸序列(DNA或RNA)。基因探针通过分子杂交与目的基因结合,产生杂交信号,能从浩翰的基因组中把目的基因显示出来。DNA探针是以病原微生物DNA或RNA的特异性片段为模板,人工合成的带有放射性或生物素标记的单链DN段,可用来快速检测病原体。目前,多种基因探针已被国内外的研究人员所开发出来用于食品致病微生物的检测。陈倩等[3]设计出rp―z探针,成功地鉴定出了ESIEC大肠杆菌,此探针针对ESIEC大肠杆菌HPI毒力岛基因而设计。

致病微生物能否及时快速的被检测出来是食品安全检测中一个十分重要的内容。传统的微生物致病菌检测方法虽然在目前仍被大量的使用,但存在检测成本高、速度慢、效率低等问题难以满足突发应急事件要快速做出反应的要求并且传统的微生物致病菌检测方法基本上都需要对致病菌进行人工培养,通常需要3-5天。而PCR技术、基因探针术、基因芯片技术等作为现代分子生物学技术应用于食品致病微生物的检测,克服了传统食品安全检测方法的成本高、时效性长的缺点和不足,而且还具有高度的特异性、很短的时效性,低廉的检测成本等优点。随着分子生物学技术的发展,它也不可避免地暴露了一些不足,比如少量外源DNA的污染问题、假阳性问题、引物设计的优化。相信科学技术的飞速发展,这些不足必将得到极大的改善,并且逐渐成为最先进的、最准确的食品微生物检测技术。

参考文献

[1]博,陈福生,王小红,等多重PCR检测食品中的金黄色葡萄球菌、志贺菌和沙门菌[J]卫生研究,2008:38

第5篇:分子生物学技术范文

关键词:高师院校;生物技术;分子生物学

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)27-0269-02

分子生物学是一门由遗传学、生物化学等学科交叉形成的综合学科。为了使地方性师范院校的生物技术专业的分子生物学实验更有效,提高学生的实验动手能力,实施实验课程的改革非常迫切。

一、生物技术专业分子生物学实验教学现状

近年来,分子生物学在人类社会不断进步中已有了很大的发展。但就生物技术这个专业而言,教学改革的力度还不是很大,作为地方师范类高校在分子生物学教学过程中仍存在如下的问题:

1.入学新生在生物基础知识方面特别是实验技能方面的差异性较大。分子生物学实验对操作者有很强的专业技术要求。在高中阶段,不同地方高中在人力、条件、政策导向等方面的差异导致了高中学生在生物基础知识方面特别是实验技能方面出现明显的分化。有的地方高中,对学生基础知识和实验技能较为重视,鼓励学生积极参与国家生物方面各项技能竞赛。有着这种学习背景的学生在大学面对分子生物学,有着浓厚的学习兴趣。此外,这些学生动手能力很强,积极参与并配合教学改革,对创新实验有着浓厚的兴趣。相反,对没有任何实验背景的学生,他们对于实验教学改革不关心,对创新实验兴趣不高。

2.学生参与机会较少。随着教育改革的不断深入,实验课程也逐渐被重视,学生作为学习主体的地位得到广泛认同和落实,学生的动手能力不断得到提高。“一言堂”和“八股文”式的实验讲授模式被逐渐取代。但是,一些冠以“活动式”、“多媒体”、“创新式”等新型教学方式的实验课堂教学改革,本质上仍沿用传统的“填鸭式”教学方法,实验报告仍然沿用“八股文”式的书写方式,实验结果仍然需要标准答案。这种情形下,大部分仍旧是教师演示,学生动手较少,使学生感到缺少生机。

另外,学生动手少的原因可能和硬件条件有限也有很大关系,一人一台PCR仪显然在很多地方高师院校是空中楼阁,在这种条件下,很多实验就成了演示实验,学生只能观摩学习。

3.课程的时间安排上,也同样存在一些问题。地方性高师院校生物技术专业所修学分较多,课程设置相对较紧,而分子生物学实验课程耗时长,过程比较烦琐,平均每次实验都要在3―4小时,甚至更长,所以学生的时间安排大多放在晚上来进行,相对时间安排有些不当。

同时,实验课时设置也不是十分合理,每个实验均按2个课时处理,对分子生物学一些实验,尤其是综合性、设计性实验来说,显然时间是不够的,这样紧凑的时间,发挥学生的主动性、积极性就大大打了折扣。

二、生物技术专业分子生物学实验教学改进措施

生物技术专业分子生物学实验教学改革是一项系统的改革,我国绝大部分高校还处于摸索和实践阶。在实际教学过程,我们结合在课程改革方面取得的一些经验,针对实验过程中出现的问题,对现阶段生物学实验教学改革提出如下措施:

1.加强生物技术专业分子生物学实验技能训练。(1)根据教学内容合理设计实验。为有效解决地方性高师院校生物技术专业本科的分子生物学实验课程所存在的问题。避免实验课程与基因工程、遗传学等实验课程重复,我们根据首先应分子生物学的理论知识,选取重难点,在这些内容的基础上,设计针对生物技术专业的系统实验,来增加学生学习的积极性,提高学生的动手能力,提高教学质量。(2)小组上课、小组考核。学生应进行小组的划分。在小组的基础上,让学生自己完成药品准备、培养基制备等过程,让学生理解和明白实验的原理和完成实验的关键点,做到充分让学生自己动手,加强学生“三基”培养。这样一个全过程综合了微量可调取液器、旋涡振荡器、高压灭菌锅、PCR仪、台式高速离心机及微量离心机的使用、微波炉、电泳槽和电泳仪、凝胶成像仪等仪器设备的操作和溶液制备。(3)增加综合性实验。通过综合性、设计性实验不仅调动起学生学习的主动性和积极性,而且可以培养学生的科学创新精神和实际动手能力,有利于学生个性的发展和素质的提高。此外,指导老师课前认真备课,做好预备实验,明确每个实验的重点和难点,对实验的基本技术、操作要领和注意事项要重点讲解,对关键技术环节和操作要进行示范,使学生做到规范操作,达到提高学生“基本知识、基本理论、基本技能”能力的目的。

2.结合生物技术专业特色优化教学方法。目前,分子生物学实验指导书中的实验内容大都是验证性的,学生按照实验指导书按部就班地操作,实验报告按固定格式填写,极大地限制了学生的能力培养。因此我们在教学方法方面注重动手实操,提前预设实验,激发学生的兴趣,提高教学效果。(1)根据学生爱好,提前预设实验。结合高效课改模式,每次基础课结束前,我们在班级做个统计,让同学根据自己爱好,选择实验。根据统计结果,我们预设几个小的实验。同时,每次实验前要求每位学生进行预习,对实验进行初步了解,实验前对实验中的一些主要内容和一些容易出错的问题进行探讨研究,并记录回答问题情况,便于以后给成绩时作参考。(2)动手操作为主,讲解为辅。实验前根据实验内容进行不同程度的讲解,主要解释实验中出现的关键概念,使学生明确实验目的。同r利用实验间隙对个别同学进行单独辅导,尽量使学生在课堂上产生的疑惑在课堂上解决。这样不仅调动了学生的学习主动性,还培养了学生的独立思维和判断性思维能力。重视实验原理、方法步骤和注意事项的讲解,用简单的比喻来加强学生对抽象理论的理解,做到通俗易懂。对于仪器台套数有限、指导教师少、学生人数多等突出问题,减少每组开课人数可有效缓解众多学生与有限的教学资源之间的矛盾,提高教学质量。

3.对生物技术特色专业,完善实验考核体系。实验教学考核是客观评价学生所掌握的理论和技能的重要手段,也是提高实验教学质量的有效措施。为更好地体现“公平、公正”,逐步改变以传统的实验报告为主的考核模式,不断探索和完善实验考核体系。(1)针对生物技术专业特点我们建立了一套较为完善的实验成绩考核体系。针对平时成绩制定了课堂表现积极性成绩、实验报告成绩、实验结果的考核标准,不仅体现了教师的责任感,还激发了学生的学习热情,调动了学生学习的积极性,提高了实验教学质量。目前,我们的考查方式为:课堂表现积极性成绩(占50%)、实验报告成绩(占15%)、实验结果(占35%)。其中实验报告不再是传统的实验目的、实验原理、仪器试剂、步骤等内容的简单书写,要求学生将综合性实验的实验报告以科研论文的模式进行书写,充分锻炼学生的科技写作能力,为毕业论文的写作打下坚实基础。(2)增加学生互评,提高学生团队意识。2015年结合分子生物课程改革的经验,在实验课程改革中,我们开展了小组教学的方式。1个小组5―7个人,完全按照全国大学生系列科技学术竞赛的流程管理考核学生。实验的题目、方法、结果等都是小组集体完成,最后的考核完全按照大学生挑战杯的答辩方式进行。经过该方式的尝试,我们的实验课改革已经初见成效。

参考文献:

[1]何庆元,吴萍,王松华,李正鹏,祝嫦巍,张晓红.应用型本科院校生物技术专业实践教学体系建设与思考[J].安徽科技学院学报,2014,28(6):80-82.

[2]叶逢福,赖勇强,吕伟.改革师范生实践教学模式,构建以实践能力培养为核心的实践教学体系[J].吉林省教育学院学报,2013,(11):74-76.

[3]谢苗,沙莉,甘纯玑.基于云课程平台的生物化学与分子生物学实验教学改革初探[J].高校生物学教学研究:电子版,2016,6(1):22-25.

[4]王S,柯飞,赵安芳.分子生物学与基因工程实践教学改革探讨[J].教育教学论坛,2016,(46):145-146.

[5]张玉明,王彦芳,曲占良,刘秀华,唐婷.基于翻转课堂理念的分子生物学实验教学改革与探索[J].教育教学论坛,2016,(38):260-262.

第6篇:分子生物学技术范文

【关键词】:分子生物学;蒙药学

【中图分类号】R966【文献标识码】 B【文章编号】1007-8517(2009)01-0042-02

医学分子生物学是从分子水平研究人体和疾病相关性,以及在正常和疾病状态下的生命活动及其规律,从分子水平开展人类疾病的预防,诊断和治疗研究的科学[1]。蒙药学是蒙古族劳动人民长期与疾病作斗争的过程中不断积累经验的总结,以蒙医基础理论为指导,研究蒙药材来源,采集以及性味,功能,应用等研究的一门学科。现已发展有蒙药化学,蒙药药理学,蒙药鉴定学,蒙药制剂学,蒙药炮制学等很多分支学科。蒙药之所以能够生存并发展到今天,就是因为它在与疾病的防治中确实有效。但是现在没有足够的科学手段证明其有效活性成分及其作用机理。利用分子生物学技术研究蒙药是蒙药现代化和走向世界的突破口,如何把分子生物学技术利用与蒙药开发与研究,是待于解决的问题。

对于中药,一些天然动植物药物粗制品,比如水蛭素,蛇毒抗栓酶,类粗制品已经作为我国传统医药的外贸产业,但国外采用了分子生物学技术和生物工程后,生产出的水蛭素、类凝血酶素,不但成本降低了,还提高了质量的稳定性,返销我国,并行销国际市场;对我国传统医药产业形成了巨大竞争压力。这迫使我们采用分子生物学技术研究蒙药。利用分子生物学技术应从以下几个方面研究蒙药:

1 应用分子生物学技术,对蒙药材进行鉴别与质量评价

蒙药材鉴定一般以来源,性状,显微鉴别以及理化方面来检测,这对于植物药,矿物药和大多数整体入药保持其分类学性状特征的动物药,确实是可靠的鉴定方法,但特殊部位入药的药材以及贵重动物药材难度很大。近年来我国运用PCR及由PCR衍生出的RAPD(随机扩增多态性DNA)等分子生物学技术,鉴别药材真伪,具有方便,准确,迅速,简捷等特点。如徐国钧等应用RFLP(限制性内切酶片段长度多态性,又称DNA指纹图)技术鉴定海马类药材,能准确地予以鉴别,结果可靠[2]。麝香,熊胆,牛黄,冬虫夏草等常用蒙药都有严重的造假现象,其仿真极度高,有时用理化手段也难以鉴别其真伪,严重干扰和阻碍蒙药发展,所以我们必须用一种有效准确无误的检测手段,来解决蒙药材造假问题。又如王培训,尚小河等应用RAPD技术对西洋参,附子的栽培种类型及麦冬类药材的居群分类地位进行评判或划分,获得较满意的结果[3]。对于有些蒙药,因各地方长期使用习惯有别,有些药材当地无资源或资源缺乏等,必须从中药市场上购买或代用,导致药材混淆,妨碍治疗疾病的疗效以及蒙药科研,教学,供应,生产,经营等。如蒙药材库页悬钩子,药材名为珍珠杆,有些地方用接骨木代替;土木香有时用青木香代替,青木香含有马蔸铃酸具有肾毒性。香青兰有的地方称枝子花,购买时误认为栀子花,枝子因市场上没有就买栀子。又如冬葵果,有的地方称苘麻子为冬葵子,找不找冬葵子就误买苘麻子。我们运用分子生物学DNA指纹图谱技术来鉴定药材,看DNA吻合率,确认是否可以代用,不可代用的一律禁用。

2 应用分子生物学技术进行蒙药药理研究

蒙药药理学是以蒙医药理论为指导,以现代科学方法研究蒙药与机体相互作用及作用规律的学科。它具有蒙西医结合的特点。通过分子生物学技术进行蒙药药理研究将提高临床用药安全与疗效。姜传仓等应用斑点印迹杂交与Northemblot杂交技术研究并证实中药丹参、大黄可提高高脂血症大鼠LDL(低密度脂蛋白)受体mRNA的水平,从而具有降低血清胆固醇的药理作用[4]。我们可以把这些方法运用到蒙药药理研究中。很多治赫依病的蒙药中都含有挥发油成分,已往的药理试验证明丁香油对小鼠有镇静催眠作用,我们可以用分子生物学技术对这类药进行镇静催眠作用的药理机理研究。

3 应用分子生物学技术改良蒙药品种,提高药材质量

借助遗传工程技术,可以对药理作用显著而天然药材中含量很少的有效成分进行扩增,并去除药物中的有害物质,从而在遗传性状上提高有效成分含量,改良药材品质[5]。胡之璧等应用植物细胞培养技术培养出抗癌活性成分三尖杉脂碱含量占生物碱总含量的70%以上的三尖杉培养细胞,高于原植物的20%~40%[6]。如蒙药玉簪花的产量很少,为了保证满足临床用药,我们可以运用遗传工程技术使有效成分进行扩增,提高有效成分含量。有些药的药用部位为根,有的为树皮,有的只用果仁;有的产量极少,药材供应不足等。能否扩增有效部位,这也会对保护资源起着关键作用。

4 应用分子生物学技术获取有效活性成分

蒙药中的化学成分是十分复杂的。某一种蒙药可能含有几种类型的成分,而每一类型又可能含有少则几种,多则十几种,几十种化学成分。对某一药材经过一系列繁琐而艰辛的分离、提取及测定后得知其所含的有效活性成分,然而有效活性成分往往是微量的。分子生物学技术的发展为这一研究提供了新的方法,如转基因器官培养技术和反义技术等。绞股蓝是一种含有80多皂甙,具有人参样生理活性的药用植物,费厚满等为开发利用绞股蓝皂甙,用发根农杆菌的R1600菌株感染绞股蓝叶外植体,使外植株切口处出现毛状根,毛状根经Southem分析后,证明确已转化,在无激素的MS培养基中,悬浮培养20天,致使毛状根中总皂甙含量约为自然根的2倍,并且在悬浮培养过程中,培养物向培养基中分出一定量的皂甙[7]。

5 分子生物学为药物靶点的发现和新药研究提供理论基础和技术支撑

靶向制剂又称靶向给药系统,是指载体将药物通过局部给药或全身血液循环而选择性的浓集定位于靶组织,靶器官,靶细胞或细胞内结构的给药系统[8]。极大多数药物,不管以什么剂型给药,药物并不是只传送到发挥药理作用的受体部位,而是分布到全身各组织,器官,每个药物都要经过吸收,分布,代谢,排泄的过程,因此少量药物到达靶组织,靶器官,靶细胞。蒙药中分了五脏六腑的药,虽然现在已有的做了药理实验,但仍不知道口服后是否真正到了其作用相对应的器官,蒙药制成能到靶区的制剂,就可以提高药效,降低副作用,提高药品安全性,有效性,可靠性。

现在虽然才始把分子生物学运用于蒙药研究中,随着蒙药研究的不断深入,在不久的将来一定要广泛利用到蒙药研究中。蒙药学与分子生物学的结合,将会使蒙药飞速发展,这是一条创新的捷径。

参考文献

[1]冯作化,药立波,周春燕等.医学分子生物学[M].北京:人民卫生出版社,2005:8

[2]徐国钧.常用中药材品种整理和质量研究-首乌类,白头翁类等50个(类)专题通过鉴定[J].中国药科大学学报,1996,27(4):252

[3]王培训.DNA指纹图技术在中药鉴别的应用[J].中国新药与临床药理,1995,6(3):45-47

[4]姜传仓,蔡海江,范乐明.中药丹参及大黄对试验性高脂血证大鼠LDL受体基因表达的影响[J]中国病理生理杂志,1993,9(1):108

[5]方肇勤.分子生物学技术在中医药研究中的应用[M].上海:上海科学技术出版社,2002.:5

[6]胡之璧,周秀佳,.郭济贤等.三尖杉培养细胞中抗癌活性成分的研究[J].植物学报,1995,37(6):417-424

[7]王明艳,周坤福,.徐力.分子生物学与中医药研究[M].上海:上海中医药大出版社,2000:47

第7篇:分子生物学技术范文

关键字:生物化学检验;发展趋势;常用技术;临床诊断

0引言

在检验医学中临床生物化学检验是重要的组成部分之一,在实验室有主要地位。临床生物化学检验主要是通过现代科学技术,对患者体液中的化学成分进行分析,在临床诊断中有助于医师对患者的病情进行分析、预防、治疗,临床生物化学检验是一门新兴技术,随着医疗技术的不断发展,改线技术也逐渐的完善、成熟,逐渐的成为临床诊断中重要的技术之一。对生物化学检验进行深入的研究与分析,能在一定程度上促进临床医学的发展。

1临床生物化学检验概述

在对临床生物化学检验进行了解前,首先应对生物化学进行简单的认识,生物化学是对生物的化学组成、生物结构与生命中的化学变化进行研究的学科,生物化学的内容包含了激素、核酸、维生素、无机离子、蛋白质、遗传、繁殖、结构、功能以及物质代谢等等[1]。进行研究的目的是对疾病发生过程中生物化学的变化情况进行描述,帮助临床医师对患者病症的生物化学成分进行分析、判断,提供相应的治疗依据。临床生物化学检验主要是通过生化检验对主要化学成分进行分析,对患者的机能、病情进行有效的评估,为临床疾病的治疗与预防提供依据。

2临床生物化学检验技术发展趋势

20世纪末期,随着生物化学、临床医学及分析化学的发展与进步,同时计算机技术与自动化技术的迅猛发展,在一定程度上促进了生物化学的进步,提升了临床生物化学检验技术水平。新世纪以后,随着分子生物学的逐渐成熟与核酸分子杂交技术的推广[2],临床生化试验在一定程度上提高了生物学检验技术水平。另一方面,临床生化检验技术在计算机信息技术与自动化分析技术的支持下迅速发展。目前,临床生物化学检验在电介质平衡、酸碱平衡、糖尿病、精神疾病、肾脏疾病、心肌损伤等多种疾病的检验中得到了广泛的应用,且取得了显著的效果,该项技术的发展也开始从横向发展专为纵向深化。

3临床生物化学检验常用技术

临床生物化学检验技术是在自动化生化仪器的广泛应用的基础上对生物化学检验技术进行推动的一种检验技术,现阶段医学技术中生化检验的频率逐渐的增加,现代科学技术与生化技术不断融合,产生了一些新兴的检验技术,例如:生物传感、光谱分析等,取得了显著的应用效果,其中光谱分析技术与电化学分析技术是临床生物化学检验中最常用的两种技术。

3.1光谱分析

发射光谱分析技术发射光谱分析技术主要包含了火焰光谱与荧光分析两种方法,其中火焰光谱主要是在火化与电弧的作用下,让物质在高温状态离解为离子或者原子后,发射出光谱线,然后根据强度在试样品中的含量为标准,得到具体的含量。荧光分析则是利用荧光强弱对物质的含量进行测定,该种方法具有高灵敏度,能够对复杂组分进行微量分析的应用优势,但是对测定条件与仪器的要求较高。原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法是待测元素灯的特征谱线穿过供试品,经过试原子化产生原子蒸汽以后,将蒸汽中需要测量的元素基态原子吸收,并对辐射光的强度减弱情况进行测定,得到供试品内元素的含量。进行原子吸收测定会受到背景干扰,因此在进行原子吸收分光广度分析时,必须对背景影响进行考虑,同时原子化条件、波长变化也会影响检测的灵敏性与稳定性[3-11],因此在检测时应尽可能的避免影响因素,提高检测质量。可见分光光度法该方法的应用原理是朗柏-比尔定律,比较法、标准曲线法师进行吸收光谱法的定量测量方法。

3.2电化学分析

在实验技术与电化学基本原理的基础上,根据物质的电化学性质,例如:电导、电量、电位计化学含量的多少进行分析的一种方法。电化学分析技术具有高灵敏度、高精确度、高选择性、操作简单等优点。现阶段所应用的例子电位选择分析法,其原理是根据溶液内活性物质与电极电位之间的关系进行分析,具有操作简单、选择性好、分析效率高的优点。

3.3生物传感技术

第8篇:分子生物学技术范文

关键词:双语教学;分子生物学;探索和应用

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)01-0201-02

双语教学是大学教育国际化的一个重要举措,推广双语教学,让我们的学生在21世纪具备更强的竞争力,也是国家发展的需要[1]。国际通行的一般意义的双语教学的基本要求是:在教育过程中,有计划、有系统地使用两种语言作为教学媒体,使学生在整体学识、两种语言能力以及这两种语言所代表的文化学习及成长上,均能达到顺利而自然的发展。分子生物学是当今发展速度最快的学科之一,是生命科学的主干学科和重要理论基础学科[2]。分子生物学衍生的生物技术亦已成为生命科学研究的主导技术,在农业、畜牧业、食品、医学、能源、工业、环保等领域的应用越来越广泛,是生命科学及相关专业学生所应必备的基本技能之一[3]。我校自1996年就已开设具有鲜明海洋与水产特色的分子生物学课程。目前,该课程已成为生物技术专业以及水产养殖、生物科学、水产养殖、水族科学和海洋生物专业不可缺少的专业基础课和专业选修课。《分子生物学》作为一门发展极其迅速的学科,进行双语教学改革相当迫切,我校从2006年起就开始对《分子生物学》这门课程开始了双语教学的探索,也积累了一些经验。主要包括针对不同的专业方向进行了教学内容的选择与编排及教学方法和教学手段以及考核标准的制定等方面。

一、教学内容选择与安排

1.重新编写了分子生物学教学大纲。针对全校学生素质和专业特色,把课程教学分为专业必修课、专业选修课和全校任选课3个类别。第一类别,授课对象为生物技术专业和海洋药物专业学生,这些学生为我校高分录取生,在外语水平和生物学知识方面具有较高基础,我们采取全英语教材,并大量采用海洋生物为研究实例,引导学生从海洋分子生物学与生物技术方面掌握生命起源和生命现象等基本理论知识,并新增分子生物学实验课和生物技术大实验课程,以增强学生动手能力和先进实验仪器使用能力,提高先进实验技能,培养的学生主要面向出国深造、国内考研、研究院所和生物技术公司从事科研开发工作。第二类别,授课对象为生物科学专业和海洋生物专业学生,这些学生从事水生生物和海洋生物学习,我们采取双语教学,采用英语教材和我们编写的分子生物学中文教材,主要以水生生物和海洋生物为实例,引导学生从水产和海洋分子生物学与生物技术方面掌握生命现象基本理论知识,培养的学生主要面向国内考研、公司实体从事技术开发应用工作。第三类别,授课对象为水族科学和水产养殖专业学生,该专业学生肯学勤奋,在水产养殖技能和专业知识方面具有较高基础,我们采取英语教材和中文电子教材,大量采用水产和海洋生物技术、生物工程等成果并以此为例,引导学生掌握生物技术理论基础知识和生物工程等先进技术应用,培养的学生主要面向出国深造、国内考研、水产与海洋养殖公司从事技术开发等工作。

2.编写适合我校专业特色的分子生物学教材。分子生物学涵盖内容繁多,结合学科广泛。为了更紧密地与我校水产特色相结合,在现有教材内容上做适当调整。以“精简理论基础,扩充应用知识,理论与应用相穿插”为原则,自编《分子生物学电子教材》和《现代分子生物学教材》,以便学生了解水产学科相关的分子生物学发展前沿。其中《现代分子生物学教材》是教学课件内容的补充和延伸,而《分子生物学电子教材》是该门课程内容的浓缩和概括。

3.制作了一套生动活拨的《分子生物学》教学课件。其间将整个分子生物学“切蛋糕”式划分为三大块,使内容衔接更合理,并贯穿问题引导式教学法,加强心理认知规律和解决问题的综合能力。蛋糕块一:生物大分子的结构与功能:包括核酸的结构与功能、蛋白质的结构与功能、基因与基因组;可选讲座:功能基因组学、蛋白质组学。蛋糕块二:生物大分子间的相互作用(遗传信息的传递):包括DNA的生物合成、RNA的生物合成、蛋白质的生物合成、基因表达调控;可选讲座:癌基因与抗癌基因、基因诊断和基因治疗、细胞信息传递。蛋糕块三:分子生物学相关技术与应用:包括基因工程技术、PCR技术、分子标记技术、其他生物技术、分子生物学技术在水产方面的应用;可选讲座:干细胞技术、RNA干扰技术、生物芯片。

二、教学方法及手段

1.实行模块教学方式,提高学生综合能力。《分子生物学》共分3个模块进行教学,使学生学习循序渐进,由易到难,由点到面。提高了学生分析问题、解决问题的综合能力。

2.开展课堂讨论,激发学生主动与合作学习热情。开展“大班课讨论”和分组上台讲解知识点或相关热点,开阔了学生视野,调动了学生积极性;自发合作分工,激发了学生学习兴趣和热情,使被动学习变为主动学习。

3.建立《分子生物学》网络辅助教学平台,实现网络辅助教学。通过网络实现资源共享,学生可通过网络与教师进行互动。网络交流提高了学生的学习兴趣,从而使其主动、积极地学习,巩固知识,拓宽了学生的思路。

三、考核(考试)方法

灵活采用多种考核、考试形式,促使学生主动学习,注重双语教学实效。

在比较了国内、外兄弟院校同类课程试卷的基础上,我们分别拟定了不同专业的课程考试内容、方式和题型。以多元化指标进行综合评定。生物技术专业本科(全英语试卷):①专业基础知识:45%(闭卷),考试题型有名词解释、填空、选择、是非、简答或问答题;②应用知识:30%(包括实验报告、实验操作成绩);③第二课堂:15%;④平时表现:出勤、课堂学习态度等10%。生物科学、水产养殖、动物科学、水族科学和海洋制药专业(双语试卷):①专业基础知识:60%;②综述、读书报告或讨论会:30%;③平时表现:出勤、课堂学习态度等10%。本课程已经建立了“单项选择”、“多项选择”、“是非判断”、“填空”、“名词解释”、“问答”等六种题型300多道试题的习题库,可以根据教学进度逐章开放。试题库可以从习题库中分类别自由抽取、组合成卷。随着教学内容的丰富和学科理论的发展,习题库和试题库均能自由拓展。通过双语教学的实践,我们体会到进行双语教学的目的并不在于用外语讲授该门课的基础知识,重要的是给学生提供尽快掌握学科的专业知识和相对应的外语词汇的机会,使他们在本专业的学习和研究实践中提高灵活运用外语技能获取专业新知识、新信息的能力。

参考文献:

[1]王鹏,葛亚东,曹正宇.《分子生物学》专业基础课双语教学模式的构建与实践[J].安徽农学通报,2013,19(09):161-166.

[2]蔡明德,等.语码转换——双语教学新模式[J].教育研究,2007,28(09):90-94.

[3]贾睿,蔡春尔,霍元子,何培民.讨论式教学在分子生物学教学中的应用[J].中国校外教育,2011,(2):110.

第9篇:分子生物学技术范文

20世纪后半叶,物理学在此前建立起来的狭义相对论、量子力学、量子电动力学、统计物理和许多重要物理实验基础上,以前所未有的速度发展着.许多物理学的分支学科,如原子、分子物理、原子核物理、固体物理、等离子体物理以及粒子物理等,都得到极大发展.与此同时,科学发展的另一个重要特征是学科间相互渗透和交叉综合.物理学和其他学科相互渗透,产生了一系列交叉学科和边缘学科,如化学物理、生物物理、大气物理、海洋物理、地球物理等等.物理学的新概念、新理论和新的实验方法向其他学科转移,促成各学科的发展并成为其组成部分.

20世纪后半叶,新技术特别是高新技术发展之快也是前所未有的.高技术包含的科学知识高度密集,综合性极高,如红外和红外成像技术、激光技术、计算技术、信息技术、航天技术、生物技术等等,都无一例外地与物理学等学科的基本概念、基本理论和基本实验方法密切相关,其发展在很大程度上依赖包括物理学在内的各学科的发展.

现代军事科学技术的知识密集性、综合性极高,处于科学技术的前沿,近几年来的局部战争向人们展示,现代战争在相当大程度上是高新技术的较量.现代军事科学技术离不开物理学和物理学的新成就,如红外夜视、激光制导、激光雷达、三相弹等都与物理学原理和物理学实验技术密切相关.

这一切都表明,在科学技术发展的进程中,物理学不但在历史上曾经是处于主导地位的,在20世纪是处于主导地位的,而且毫无疑问,21世纪物理学在科学技术发展中也必将处于主导地位,它的作用将会更加突出.

大学物理课是一门重要基础课,它的作用一方面是为学生较系统地打好必要的物理基础,另一方面是使学生初步学习科学的思维方法和研究方法,这些都起着增强适应能力、开阔刘义洪盈赘大争物双教争敬沮思路、激发探索和创新精神、提高人才素质的重要作用.学好大学物理,不仅对学生在校学习十分重要,而且对学生毕业后的工作和在工作中进一步学习新理论、新知识、新技术、不断更新知识,都将发生深远的影响.物理课的这一作用,特别为许多专家、教授、高级工程技术专家所强调.

我国工科大学物理的学时一直少于理科.因此,目前实施的教学内容,主要是传统物理课内容在给定学时范围内一再精选后形成的.总的来讲,工科大学生的物理基础较薄弱,物理知识面也较窄,特别是近代物理和现代工程技术有关的物理基础和现代工程技术方面的新知识更显薄弱.如我们的课程基本要求中没有物性学、分子、原子核、粒子等内容;没有偏振光干涉、核磁共振、穆斯堡尔效应等内容;量子物理、统计物理等近代物理基础的基本概念、基本理论和知识甚为薄弱.这些内容,工科一般专业在后续课中多不再涉及,而它们恰恰是当今学习新理论、新知识和新技术所要涉及的,有些甚至已成为当今高新技术的组成部分.在这个意义上讲,大学物理课内容“老的多、新的少”.因此,更新内容,加强现代物理和现代工程技术有关知识,特别是有关基础知识,是工科物理教学改革必须面向的首要问题.

二、工科物理课教学改革

工科大学物理课程的教学改革是很复杂的,也是很困难的,不可能一嗽而就.应该坚持以下原则:不应改变物理课作为基础课的地位和作用,应着力研究现代高级工程技术人才应具备什么样的物理基础;要重点研究如何处理好经典物理和近代物理及有关近代内容的关系;应在培养学生科学思维方法和分析问题、解决问题能力上加大力度,与研究教学内容改革的同时,还必须系统地研究教学方法、考试方法等教学环节的改革.

工科大学物理课内容改革的重点在于加强物理学基础(包括经典物理基础和近代物理基础),同时适当地介绍反映现代物理和现代工程技术的新知识,扩大学生的知识面,在整个教学过程中提高学生分析及解决问题的能力和独立获取知识的能力.由于工科物理课程教学时数少,只靠课程内容和体系本身改革回旋余地小,改革要将课内课外、理论教学与实验教学、课与课间关系诸方面综合考虑.(一)课程教学内容改革,应以物理课程教学基本要求为依据.在保证经典的前提下,进一步精选经典物理内容,突出教学内容及能力培养,避免过分强调系统性和严密性等,在整个经典物理教学过程中应贯彻加强近代思想;在近代物理基础的基本要求部分,加强量子力学和统计物理基础知识,以利于学生在校和离校后进一步学习新理论、新知识和新技术;加强现代工程技术物理基础专题,这部分内容应侧重物理原理,而不要停留在科普水平上,上述三部分内容的讲授学时,分别约占总学时的58%、27%和15%.

(二)开设物理类和技术类专题选修课(或讲座).物理类选修课:如现代物理导论、混沌、原子和分子物理、核物理、天体物理、等离子体物理、凝聚态物理、嫡和信息、傅里叶光学、非线性光学、非线性力学等、技术类选修课:如现代工程技术专题、激光技术、光散射技术、全息技术、穆斯堡尔谱学、核磁共振技术、薄膜技术、换能器、红外技术、低温和超导等.选修课应着重物理概念、物理思想和方法,不追求数学严密性,不过分强调系统性和完整性.

(三)教学手段改革是教学改革的重要组成部分.粉笔加教鞭不适应改革的需要已经成为人们的共识.近几年来,有许多院校在多媒体辅助教学上做了大量的工作.实践证明,把多媒体技术应用于教学可以改变信息的包装形式,在计算机上把图、文、声、像集成在一起,提高教学内容的表现力和感染力,能调动学生主动运用多种感观积极参与多媒体的活动,使学生由知识的被动接受转为主动发现.同时,这也为教学研究提供了有力工具,为教学的顺畅实施与高效提供了可靠的技术保障.在提高认识的基础上,加大这方面的资金投人,多媒体辅助教学必将成为21世纪教学手段的主体.而多媒体辅助教学软件也应向智能化方向发展.1997年n月6日,中国物理学会正式宣布中国物理教育网建立.这就为网上教学和科研提供了方便,物理教育工作者应充分利用这一有利条件,从网上获取信息服务于教学.名校、名师更应在网上传播自己的教法和经验,使大家受益.

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