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關鍵詞:功能基因組;高通量數據;生物信息學
中圖分類號:Q933 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)10-0190-01
功能基因組學(后基因組學),是在結構基因組所提供的豐富的高通量信息資源以及大量各類生成產物的基礎上發展起來的基因組學的子學科。其通過在功能基因組水平或功能系統水平上全面地分析基因的功能,發展和提出了多種實驗手段和分析方法,使得生物學的研究對象由單一基因或蛋白質轉為多個基因或蛋白質組成的系統,進而得到關于基因表達、調控、功能以及生物的生長、發育的相關規律。
1 差異顯示反轉錄PCR技術
差異顯示反轉錄PCR(DDRT―PCR)技術是由Liang和Pardee等提出的,以PCR和聚丙烯酞胺凝z電泳為基礎的功能基因組學的傳統方法。該方法的基本原理是:以1對細胞(或組織) 的總RNA反轉錄而成的cDNA為模板,利用PCR的高效擴增,通過5’端和3’端引物的合理設計和組合,將細胞(或組織) 中表達的基因片段直接顯示在DNA測序膠上,從而找出1對細胞(或組織)中表達有差異的cDN斷。DDRT―PCR具有周期短,功能多,靈敏度高,所需RNA的量較少并且重復性較高等優點。但是,在實際施行過程中, DDRT―PCR技術存在著假陽性率高、凝膠中單條cDNA帶成分不均一、所獲cDNA僅代表mRNA 3’UTR(非翻譯區)、一些低拷貝數mRNA不能有效呈現等問題。[1]
2 基因表達序列分析
基因表達序列分析(SAGE)是Velculescu等人建立的一種快速高效地分析轉錄物的實驗方法。其理論依據是:基因組中95%的基因可以由來自cDNA 3’端特定位置的一段9―11bp長的序列加以區分。這一段特異的基因序列被記作SAGE標簽。基因表達序列分析通過對cDNA制備SAGE標簽,然后將這些標簽串聯起來并對其進行測定,可以顯示出各SAGE標簽所代表的基因在特定的組織中是否有表達,同時還可以將SAGE標簽所出現的頻率作為其所代表的基因表達程度的指標。但是,應用SAGE技術有一個重要前提條件:GenBank中必須有某一物種足夠多的DNA序列的資料(特別是EST序列的資料)。[2]
3 微陣列分析
DNA微陣列(microarray assay)技術包括cDNA微陣列和DNA芯片(DNA chip)兩種方法,這兩種方法的原理相同。首先是在固相表面合成成千上萬個寡核苷酸“探針”(cDNA、EST或基因特異的寡核苷酸),該過程會用到光導化學合成、照相平版印刷和固相表面化學合成等技術。接著將寡核苷酸“探針”與來自不同細胞、組織或整個器官的用放射性同位素或熒光物標記的DNA或mRNA反轉錄生成的第一鏈cDNA進行雜交。最后對每個雜交點進行定量分析。定量分析的結果可以用于DNA測序、DNA突變和多態性分析以及對同一組織細胞在不同狀態下或在同一狀態下多種組織細胞基因表達水平的差異的檢測,還可以發現新的致病基因或疾病相關基因等。微陣列分析的優點是可以同時對大量的基因,甚至是整個基因組的基因表達進行對比分析,并且在核苷酸雜交技術的各個方面應用。其在同時比較同一組織在不同狀態下或各組織之間DNA序列分析以及基因的表達狀況等方面具有極大的優越性。
4 反義RNA分析
反義RNA是能與靶RNA互補配對的,用來定點分析某一段DN段(基因)功能的小分子RNA。反義RNA分析即是利用反義RNA來進行功能基因組分析的方法。該方法首先分離基因片段的mRNA,合成其mRNA的互補RNA(反RNA)。然后給反RNA加上基因表達必需的元件(如啟動子等),接著插入T-DNA。將其轉化到植株中,那么合成的基因就會在植株中表達,并表現出相應性狀。因為反義RNA與靶RNA堿基配對的結合方式,反義RNA可以在DNA復制、轉錄和翻譯水平上對基因表達加以調控。
5 蛋白質組分析
蛋白質組分析方法主要涉及兩個步驟:蛋白質的分離和蛋白質的鑒定。用于蛋白質分離的技術主要是雙向凝膠電泳(2-dimensional gel electrophoresis,2-DE),其原理是細胞抽提物在電泳過程中蛋白質個體首先依據所帶電荷然后依據分子大小被分離。這種方法的最大缺點是重復性差,使得幾乎不能同來自其他實驗室的資料進行比較。
6 生物信息學
生物信息學將DNA和蛋白質作為研究對象,以計算機等計算工具為基礎,發展更新各種軟件,收集、整理和儲存DNA和蛋白質的序列和結構數據,并加以分析進而發現藏在基因序列中的規律。應用生物信息學可以對功能基因組研究過程中產生的高通量,高維度的數據進行處理,應用數理統計的方法,以計算機的快速運算能力,找到功能基因組的相關信息。常應用生物信息學將未知DNA序列與數據庫中收集的DNA序列進行同源性比較,或應用相關軟件進行核苷酸及氨基酸序列的同源性比較,以此來獲得未知DNA序列的功能信息。[3]
7 小結與展望
隨著發展,基因組學由結構基因組學向功能基因組學發展,由此也產生了大量應用于功能基因組研究的工具和方法。這些方法從不同的角度和方向挖掘基因本身蘊含的豐富信息資源。功能基因組學無論是應用于獲取大量基因功能信息,亦或是針對特定基因的研究都取得了突破性的進展,發展速度迅速。但隨著各類研究的不斷深入進行,這些方法的精確性和準確性會漸漸不再滿足條件,同時各項技術尚未解決的一些問題也會被放大,單個方法或技術可能難以對新的問題有較好的應用。結合各種方法,揚長避短,綜合應用各種技術可以對功能基因組有更全面、深入的研究。[4]
功能基因組學的應用十分廣泛,從動物、植物到微生物群落分析都可以取得較好的研究成果,也可以應用于醫藥、毒理等領域。隨著計算機技術的發展,將生物信息學應用于功能基因組學,借助計算機強大的計算能力,功能基因組學將能取得更大的突破。
參考文獻
[1]趙錦榮,閻小君,蘇成芝.差異顯示反轉錄PCR 技術研究進展[J].生物化學與生物物理進展,2000,27(1):28-32.
[2]常青山,余增亮.基因表達分析方法及其研究進展[J].生物技術通報,2002,(6):27-31.
【關鍵詞】
緒論;藥學類專業;微生物學;教學方法
Excellent introduction teaching to improve effectiveness of pharmaceutical Microbiology
CAI Rui, LI Shan, TAN Zhou-jin,et al.School of Preclinical Medicine,TCM University of Hunan,Hunan Changsha 410208,China
【Abstract】 Microbiology is one of important subjects in life sciences. Introduction lesson is the beginning of Microbiology. Combining the characteristics of Pharmacy in Traditional Chinese MedicineUniversity with Microbiology, excellent introduction lesson can mobilize the enthusiasm of students and improve microbiological teaching effectiveness.
【Key words】
Introduction; Pharmacy specialty; Microbiology; Teaching methods
在中醫藥院校西醫基礎課程的理論教學中,教學方法因課程內容、教師、授課對象等不同而有所差異,即使是同一門課程,在不同的講授階段調整教學方法也是相當必要的。適時地選擇一種恰當的教學方法,能高效地幫助學生對所學知識充分消化和吸收,培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力,極大地提高學生學習的積極性、主動性和自覺性。微生物學是生命科學中至關重要的學科,是一門基礎理論與應用性都很強的學科,是藥學專業學生的必修課程之一。但一直以來,在中醫藥院校,本課程面臨著內容多(涵蓋了病原微生物學與免疫學),而課時較少(我校有60理論課時和42理論課時兩個層次)的窘境。因此,合理安排與取舍教學內容是教師們面臨的一大難題,采取適當的教學方法是提高教學效果的重要手段。
每門課程教學的第一章即為緒論,有的教師認為緒論中沒有實質內容[1],而且看上去淺顯易懂,因此,為了趕進度,緒論往往不會被重視,只是一帶而過,甚至只讓學生課后自學[2]。然而,筆者在教學中深刻體會到,能否吸引學生對新課程的注意力、培養學生對這門學科的興趣,關鍵在于能否給學生呈上精彩的第一課-緒論。緒論課講授的成敗直接影響到本課程的教學效果。
1 緒論在課程教學中的地位和作用
1.1 緒論在課程教學中的第一印象作用
緒論是一門課的開端,也是第一節課的開始。它包括該學科的定義、內容及任務,并介紹其發展簡史,學習目的及方法等。它使學生懂得“什么是微生物學”,“為什么要學微生物學”以及“怎樣學好微生物學”。緒論課是給學生上的第一堂課,好比我們認識一個人,第一印象非常重要。俗話說,良好的開始是成功的一半。如果緒論課教學條理清晰,說理透徹,具有吸引力,能提起學生的興趣,那么這門課就有了一個良好的開端。如果一個教師上緒論課使學生感到枯燥乏味,在語言和內容上不能吸引學生,這無疑將使學生喪失學習本門課的興趣和動力[3]。因此,緒論部分教學效果的優劣,直接影響著學生對該課程后續內容的學習興趣和學習效果。
1.2 緒論對課程內容的概括作用
緒論是一門課的縮影。教材的緒論是本門學科的綜述,通常是對課程內容的概括性的介紹,它的任務是表明課程的性質、學科的研究方向、大致的內容結構,以及對其他需要說明的問題作一個概述,起統領全教材和整個課程教學的作用。緒論課是各門課程正式教學開始前的前言課、簡介課、概論課、導入課,是為了使學生明確學習本門課程的目的和基本內容,對這門課程有一個總體的、大概的認識,同時,初步了解該學科的教學特點、學習方法和教學的總體安排,為以后教學中師生的溝通與配合打下良好的基礎[3]。
2 藥學微生物學緒論教學中要注意的問題
2.1 藥學微生物學的內涵
在緒論的教學過程中,我們就要讓學生知道“藥學微生物學”與“醫學微生物學”的區別,雖然“藥學微生物學”與“醫學微生物學”同樣屬于應用微生物學的范疇,但是,“醫學微生物學”主要是講授微生物在疾病防治中的應用,包括病原微生物的生物學性狀、致病特點及其防控措施,而“藥學微生物學”應該主要講授微生物在藥物研發中的應用,包括利用微生物學基本原理研究中醫藥的療效及其作用機理、藥品質量控制的微生物學理論與技術、藥用微生物資源及其產品的開發,等。
我們知道,藥學專業主要培養具備藥學學科基本理論、基本知識和實驗技能,能在藥品生產、檢驗、流通、使用和研究與開發領域從事鑒定、藥物設計、一般藥物制劑及臨床合理用藥等方面工作的高級科學技術人才。藥學微生物學是藥學專業必修課程之一。微生物學采用微生物作為研究材料,往往會加速生物學基本問題研究的進展,進而使之與藥學息息相關,在抗生素、維生素、酶制劑、有機酸、生物制品生產以及藥物的微生物學控制等方面有著廣闊的應用領域,構成了現代藥物生產、檢驗技術的基礎,還在基因工程工作中起著十分重要的作用[4]。但在中醫藥院校的教學中,本課程一直以病原微生物學和免疫學內容為主,微生物學在藥學中的應用部分極少。這一現象已經受到了廣大教學工作者的重視,藥學專業微生物學的教學模式與內容也在進一步改革和完善之中。
2.2 藥學微生物學緒論教學中要突出的內容
緒論教學中,我們往往通過介紹本課程的大致內容來激發學生的學習熱情,在藥學微生物學緒論教學中就要告訴學生為什么要學習微生物學,也就是學習微生物學后,在藥學專業中有些什么用。但由于中醫藥院校藥學專業臨床相關知識涉及不深,在舉例介紹病原微生物時應淡化其與臨床診斷密切相關的內容,而突出強調其與藥學有關的內容,從側面引導學生尋找抗微生物藥物研究的切入點,提高學生學習的自信心。
緒論講授中還應突出微生物學在藥學領域中的重要地位和應用,如微生物的藥用資源、微生物對藥物的污染與控制、微生物在制藥工程中的作用、藥物的微生物檢驗及抗微生物作用的檢測方法等,引導學生在以后的學習中能將微生物學的知識與所學專業緊密結合,使學生更深刻認識到本課程的重要性,并把這種認識轉化成自覺學習的推動力,并且帶著目的來學習這門課程。另外,恰當地補充國內外本學科的最新信息和動態,對拓寬學生的知識面,鼓勵學生不拘泥于課本,發揮自己的創造力等方面也是相當必要的。
緒論教學的最后,老師要為自己在后續內容的備課和講解中注重理論聯系專業實踐設好藍圖,應該直截了當地讓學生明確學習這門課程必須達到的基本目的,向學生們提出要求,通過微生物學的學習,藥學類專業學生主要應該具備以下三個方面的素質:1)利用微生物學基本原理研究中醫藥的療效及其作用機理:要求學生掌握相關的基本理論與原理;2)藥品質量控制的微生物學理論與技術:要求學生熟悉藥品質量控制的微生物學指標、相關的病原微生物,掌握藥品微生物質量控制的基本技術;3)藥用微生物資源及其產品的開發:要求學生掌握微生物藥物的主要種類,了解微生物在新藥開發與改造中的作用。這樣,可以使學生進一步明確學習微生物學的方向和目的。
3 結語
緒論教學是引導學生步入新課程的關鍵一步,處理得當會給教學帶來事半功倍的效果。講授中給學生以正確的引導,不僅要告訴學生本學科的主要研究內容和發展情況,還要端正學生的學習態度、提出良好的學習方法、激發學生的學習興趣。但教學過程是由多環節和內容,各種教學方法和手段構成的有機整體,只有合理配合才能收到好的教學效果[5]。
參 考 文 獻
[1] 賈淑平.淺談緒論在《免疫學基礎與病原生物學》教學中的作用.醫學理論與實踐,2005,18(9):1113-1114.
[2] 于艷紅.淺談“緒論”教學的重要性.中國科教創新導刊,2008,11:157.
[3] 蔡立紅.關于緒論課教學的思考.廣西教育學院學報,2007,6:87-88.
關鍵詞:環境微生物學;教學改革;主動性學習;探索
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)38-0087-02
環境微生物學是揚州大學環境科學與工程學院的重要專業基礎課之一,要求學生具有一定的普通化學和生物化學的基礎,該課程也為后續的應用微生物學和微生物資源的教學提供一定的幫助。教學面向本院的農業資源與環境、環境工程、環境科學及給水排水等四個專業二年級的所有學生。本課程分兩部分:微生物學基礎;微生物生態學,微生物在環境物質循環中的作用,污、廢水深度處理和微污染源水預處理中的微生物原理,水環境污染控制與治理的生態工程及微生物原理等內容。本課程要求學生掌握環境微生物學的基本原理,掌握環境科學和環境工程中經常使用的微生物技術并且具有較強的動手能力和解決問題的能力。
由于本課程具有較強的理論性和實踐性,其教學效果對整個學院的課程體系起著很重要的作用。目前,多數高校對各門學科的課時安排普遍較緊,本校環境微生物學課程也不例外,因此,就如何在有限的課時內完成教學大綱的教學內容,并在保證教學內容的系統性和完整性的同時培養學生的創新能力,給教師提出了新的挑戰。為此,我們在過去幾年的教學實踐中,從教學方法,教材選擇以及教學效果評估等方面都做了一些有益的嘗試。
一、教材與教學內容的合理選擇
教材是體現教學要求和包含教學內容的知識載體,是學生學習的主要途徑,所以合適的教材選擇尤其重要。市場上有關環境微生物學的教材琳瑯滿目,環境科學專業基礎特色的教材包括王國惠教授主編的《環境微生物學》、王家玲教授主編的《環境微生物學(第2版)》、任南琪教授主編的《污染控制微生物學》等,注重突出微生物的獨特性和微生物學在工業發酵生產中應用的教材以楊汝德教授主編的《現代工業微生物學教程》為代表,突出微生物基礎理論和技能,同時符合生物工程課程體系的教材以諸葛健教授主編的《微生物學》為代表。但是核心內容大都一致,考慮本院學生的專業偏向工科和農學方面,因此選擇了王家玲主編的《環境微生物學(第二版)》作為課程授課的主要參考教材,很多高校如山東大學,研究生入學考試的制定參考書就是選用該教材。該教材知識點簡潔凝練,條理明晰,在每章節后有相應的思考題,可以幫助學生系統地學習,完全符合本科教學要求[1]。
在具體的教學過程中,根據本課程和其他學科的內容是否交叉,對所講授的內容進行增刪。針對大部分學生在高中階段已經選修過生物學,適當減少中學生物中已經講授過的一些基本內容;適當減少與遺傳學、生物化學等課程內容重復的部分,如微生物的遺傳變異部分、微生物的糖代謝途徑等內容不再作為新知識講解。適量增加與本課程密切相關的科學研究進展的知識點,如微生物學在環境領域的具體應用,微生物在污水處理中的機理,微生物相關的肥料、農藥等;適當增加學生感興趣的知識點,如分子生物學技術進展,比如說16SrDNA在細菌分類鑒定方面的應用、序列分析、數據庫檢索方法及其在微生物分類學和系統進化研究中的重要意義等。教學內容合理調整后進一步提高了課堂教學的效果,使學生增加了對知識的好奇心和學習興趣。
二、教學方法的適當選擇
1.多種教學手段的綜合運用。傳統的教學方法如以板書、掛圖或板圖等形式介紹各類微生物的形態,在教學中發揮了很好的作用,給教師提供了一個很大的自由發揮的空間,但是教學信息量有限,特別是一些圖像資料難以展示,而且教學過程往往都是填鴨式的,學生并未真正參與到學習當中。多媒體教學手段則運用文字、聲音、圖像、動畫的綜合效果,具有清晰、美觀、生動活潑、信息量大的優勢,但是課堂信息量增大后,學生出現跟不上記筆記、昏昏欲睡等現象,課堂氣氛沉悶。基于每種教學方法優缺點明顯,將其合理運用,比如每節課的脈絡知識點,可以用板書的形式在黑板上呈現,幫助學生從整體上掌握,從而使知識完整化、脈絡化;講授具體內容時,特別是重難點的知識點,如細菌的生長曲線、微生物細胞的分裂、蛋白質的合成,充分利用多媒體的影像資料,使抽象知識具體化[2]。
2.理論和實驗相結合。環境微生物學課程理論知識內容豐富,微生物實驗課具有很強的技術性和實踐性,是理論課的一個很好的延伸。理論課上大量的教學內容使得學生在課堂上被動地聽,越聽越疲勞、越聽越厭倦;實驗課上則完全相反,積極動手,對不懂的知識勇于提問。如講授原核微生物的特點“肉眼不可見”,通過實驗課上顯微鏡的放大得以“可見”;再比如霉菌的菌絲形態、菌落特點,理論課只能以圖片形式出現,而實驗課上觀察到固體培養基上黑根霉、黃曲霉等菌落菌絲的具體形態。實驗課不但有課堂理論知識的驗證性基礎實驗,也有綜合設計性實驗內容,充分培養學生的動手能力,促進學生知識結構的完善和綜合專業技能的培養。將理論與實驗緊密地結合起來,會增加對所學理論知識的感性認識,讓學生門加深了理論知識的理解,從而提高了學習的興趣,改變了傳統的被動的學習狀態,進而調動起他們學習的積極性和主動性,促進學生對該門課程理論知識的學習和掌握[3-4]。
3.組織專題討論,提高學生創新能力。為了進一步提高教學效果,我們嘗試用專題討論的形式來引導學生學習。老師的正確引導是一個組織專題討論的非常重要的方面。主要從以下幾方面實施:(1)準備階段,及時了解每個小組的討論課題和具體準備情況,對學生遇到的困難,老師要及時充分進行指導。(2)注意理論聯系實際,當教學內容涉及到某個小組專題討論的相關內容時,要有針對性地向學生介紹國內外相關領域的研究進展,這樣不僅可以提高學生的學習興趣,而且使學生容易理解和牢記相關的知識點。(3)安排學生到教師研究室參觀,讓學生零距離地接觸和了解教師的科研活動,并介紹教師在科研實踐中的經驗教訓,激發學生的學習興趣。(4)做好歷年的學生專題討論的整理和總結,并將好的作品向學生重點介紹并點評。
通過以上措施,達到了一定的效果:(1)通過全班學生的積極參與,集思廣益,所涵蓋的內容廣泛,豐富了課堂教學內容。(2)開闊思路,提高了學生學習的積極性,每個小組在廣泛地查閱相關文獻的基礎上,根據自己感興趣的問題確定專題討論題目,使學生積極性高漲。(3)提高了學生的動手能力和獨立思考能力,每個小組確定題目后,通過認真思考、廣泛查閱相關資料、總結概括至撰寫專題討論稿的過程中,學生不僅參與教學活動,而且還能培養動手、歸納總結和獨立思考的能力。(4)培養了學生的團結合作能力和語言表達能力。由于專題的選題、收集資料、撰寫、報告、答疑的整個過程需要每個小組全體成員的通力合作,通過此過程培養學生的團結合作能力和語言表達能力。最重要的是通過專題討論挖掘出學生的學習潛力,使學生變被動為主動,由要我學變為我要學。不斷激勵學生學習的興趣,進而使學生更認識地對待課程的學習[5]。
三、考試方式的改革
期末考試一張試卷定成績是傳統的課程考試方式,這種方式強調地學生的課本理論知識的考查,其弊端在于很多學生學習態度不端正,在思想上“唯成績論,為考而學”,平時上課不認真,期末考試臨時突擊,投機心理和功利主義嚴重,不能充分調動學生學習的主動性和積極性,不利于綜合能力的提高,也不利于體現學生對整個課程的理解和掌握程度,老師無從改進教學質量。因此考試方式也要隨著教學方法的改變而改變,教學效果的最終評價改革為:成績包括兩個部分:平時成績(30%)、期末成績(70%),根據課程的具體情況可以調整平時成績的比重。平時成績由若干部分組成,主要包括網絡教育平臺的課程學習、文獻資料檢索、綜述、課堂討論、實驗報告、實驗作業、上課出勤、課堂提問等方面。如果考試方式不當,就會直接影響學生的學和教師的教,而且,還會間接制約高等教育改革措施的推進以及高校素質教育的實施,所以,必要的課程改革是十分重要的。通過改革考試的方式之后,學生的學習的主動性和學習效果大大提高。
四、結語
通過環境微生物學的教學改革,一定程度上激發了學生的學習興趣,調動了學習的主觀能動性,提高了學生的學習能力,但是,教學改革的探索是無止境的,在環境微生物學的研究性教學方面,還有很多問題有待進一步探索。在以后的教學工作中,還要不斷地總結經驗,為培養合格的環境類人才而努力。
參考文獻:
[1]許燕濱,許巍.環境生物技術“微生物學”課程教材分析與建設[J].廣東工業大學學報:社會科學版,2006,(12):112-113.
[2]王君,于智勇.多媒體手段在“環境微生物學”教學中的應用評價[J].揚州教育學院學報,2009,27(3):67-69.
[3]周開勝.環境微生物學教學方法探討[J].科技信息,2010,(10):424-426.
關鍵詞 微生物學檢驗 綜合性實驗 教學實踐
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.02.018
Teaching Practice of Vocational Medical Laboratory Technology
Microbiology Examination Comprehensive Experiments
DONG Qing
(Jiangxi Nursing Vocational and Technical College, Nanchang, Jiangxi 330201)
Abstract To explore the role of a comprehensive examination of the experiments in microbiology teaching, our vocational medical laboratory technology professional teaching microbiology tests, carried out a comprehensive experimental teaching. Through the guidance of teachers, students yourself access to the relevant literature, design their own good experimental program and implemented, and achieved good teaching results. Comprehensive experiment teaching is better than traditional teaching, which not only improves the students' professional skills, but also enhances the students' comprehensive ability.
Key words Microbiology Examination; comprehensive experiments; teaching practice
隨著職業教育研究及改革的深入發展,衛生職業教育理念也不斷更新。教育的目的是使學生成為知識結構的設計者,使學生善于學習,培養學生的創新能力,實驗教學方式也在由傳統的驗證性實驗教學向綜合性實驗教學轉變。綜合性實驗是指學習者在掌握一定的基礎知識和基本操作技能的基礎上,運用某一課程或多門課程知識,對實驗方法和技能進行綜合訓練的復合性實驗。①綜合性實驗教學作為近年來的新型教學方法,其在激發學習者的學習興趣、培養動手操作能力,尤其是在培養學習者創造性思維能力方面發揮良好的作用。
微生物檢驗是醫學檢驗技術專業一門重要專業課程,也是一門實踐性很強的學科,該課程實驗的比例大,內容較多。為了突出實驗教學環節,提高實驗實訓課的課堂教學質量,我們在微生物檢驗實驗實訓教學過程中,開展了綜合性實驗教學的探索與實踐,教學效果良好,報告如下。
1 綜合性實驗教學措施
1.1 實驗教學內容
臨床膿汁標本細菌鑒定,臨床血液標本細菌檢驗,臨床糞便標本細菌鑒,臨床尿液標本細菌分離鑒定。
1.2 實驗教學方法
在醫學檢驗技術專業學生學習細菌檢驗基本的技能后,如學習細菌形態檢查、接種技術、培養方法、生化反應、藥物敏感試驗、抗原抗體反應等技能后,將學生分成若干個實驗小組,每組4人,開展綜合性實驗教學。在實訓指導老師的指導下,學生自己動手查閱有關文獻資料,設計好實驗方案,主要包括實驗的程序、材料、方法與步驟。每小組學生討論各個實驗方案的可行性及其優缺點,最后確定實驗方案。
實驗方案確定后,各小組學生準備實驗材料,指導老師下發臨床標本,學生實施操作,對臨床標本進行微生物學檢驗,并記錄每一次的試驗結果。對實驗結果進行歸納分析,書寫臨床微生物學檢驗報告。
2 結果
開展綜合性實驗教學后,學生學習成績明顯提高。學生所在實習醫院檢驗科反映,近年來我院醫學檢驗技術專業實習學生動手能力增強,操作更熟練、更規范、更正確,適應臨床檢驗崗位能力強。
3 討論
不斷深化教學改,努力提高課堂教學質,以適應醫學檢驗發展需,培養高素質醫學檢驗人才。②通過綜合性實驗在微生物檢驗教學中的探索與實踐,我們認為,綜合性實驗教學不但可提高教學效果,也受到學生喜愛,是微生物學檢驗教學改革的一次成功實踐,提升了學生綜合素質。
3.1 提高了學生的學習興趣和熱情
興趣是學習知識的動力,有了興趣學生才會主動學習。在綜合性實驗教學過程中,我們結合臨床檢驗的實際,選擇醫院常見的檢驗項目來進行專題實驗,使學生了解到所做實驗在臨床領域中的實際應用,從而激發學生的好奇心,使學生對所做實驗產生興趣。同時,我們改變過去實驗抱著走、照著做的方式,③解除束搏手腳的條條框框,讓學習者自行設計實驗方案,自己組織實施操作,使學生真實感受到自己在進行實驗。故在實驗過程中,學生有了自己發揮想象的空間,有了自己創造的機會和動力。
在進行臨床標本細菌鑒定過程中,以往傳統的做法就是給學生己分離純化的細菌,要求學生做驗證性的鑒定。而綜合性實驗給學生提供的是臨床膿汁等標本,將4人學生分成一組,讓學生參考教材和己經學習過的基礎知識,經過小組討論后,自行設計可行性實驗方案,包括實驗原理、實驗方法、實驗材料以及實驗當中可能遇到的問題和解決問題的方法等。并在課堂上討論可行性方案,最后在老師的指導下實施方案。這極大地激發了學生的求知欲,由以往的“讓我做實驗”變成了“我要做實驗”,④學生的學習由被動變成主動,極大地提高了學生的學習興趣和熱情。
3.2 學生職業技能得到提高,所學知識得到鞏固
綜合性實驗許多過程都由學生自己準備,自己完成,這大大增加了學生的操作機會。經過系列操作訓練,提高了學生的動手能力。學生的微生物學檢驗操作技能不斷強化,臨床檢驗職業技能得到了提高。⑤
在進行綜合性實驗過程中,學生要自己動手查閱文獻資料,并設計好實驗方案,就必須應用所學微生物檢驗基本知識、基本原理、基本技能,并將所學知識應用在實驗過程中,把知識學好、用好、用活,鍛煉了學生自學的能力,使所學知識得到鞏固和提高。
3.3 培養了學生的觀察能力和思維能力
臨床檢驗醫學要求檢驗人員不但要有扎實的理論知識,還要求有觀察能力及思維能力。綜合性實驗能初步培養學生嚴格的科學態度和作風。以往的實驗課中,學生往往忽視實驗的目的,忽視實驗的結果,只盲目地進行操作,隨意書寫實驗報告。綜合性實驗讓學生綜合設計并進行進行操作,在操作過程中,指導老師加強指導,學生及時總結,不斷提高。這培養了學生的觀察能力及思維能力。
3.4 提高了學生分析問題和解決問題的能力
學生在選擇綜合性實驗項目后,必須查閱有關資,設計出實驗方案并實施,對臨床檢驗標本作出微生物學檢驗時,必須綜合運用微生物學形態檢查法、微生物分離培養技術、無菌操作技術、細菌的生化反應及血清學反應等基本操作技能。并對微生物學檢驗結果進行綜合分,最后寫出檢驗報告。此過程提高了學生綜合運用所學知識的能力,收集和處理信息的能力。使學生在實現自我探索及自我拓展的樂趣中,鍛煉分析問題和解決問題的能力。⑥同時也培養了學生嚴謹求實的科學精神和團結協作的團隊精神。
3.5 培養了學生的團隊意識
微生物學檢驗綜合性實驗的完成是多種因素和復雜操作規程的綜合產物,這就要求在實驗過程中,參加實驗的學生須要相互配合、團結協作來完成,學生要有互助團結的精神。綜合性實驗中,學生為了及時完成臨床標本微生物檢驗任務,提高效率,就必須對檢驗任務進行分工,并各自獨立進行。而在操作過程中,有的項目操作必須同時進行,這又需要相互幫助。相反,在實驗過程中,如果大家互不關心,則會使整個實驗脫節,致使整個臨床標本檢驗不能連貫。另外,由于每項標本微生物檢驗的時間集中緊湊,并要求在較短時間內完成,發出檢驗報告。這就需要實驗小組的成員要有團結協作的精神,在實驗過程中,既要充分發揮各自的優點,又要相互幫助相互支持,共同發揮團隊效應。
3.6 培養了學生的寫作能力
微生物檢驗綜合實驗的方案及總結均由學生討論、歸納、答辯等形式用語言的方式表達完成。良好的文字及語言表達能力,不但可以及時捕捉專業知識的信息,還可把自己置身于學習和科研的陣地,并通過討論交流及時找到自己的不足,從而不斷地修改及完善小組的實驗方案和計劃。因而要求學生在進行實驗方案設計和總結時,必須用準確的詞語、規范的語言、結構嚴謹的段落對實驗方案或結果進行概括和總結。因此,在整個綜合性實驗中,通過討論、撰寫方案和總結報告,培養了學生的文字和語言表達能力。
總之,通過微生物學檢驗綜合性實驗教學的探索與實踐,我們有序地綜合了微生物學檢驗實驗課的教學內容,建立了一個由學生主動設計、獨立實施操作、自己對臨床檢驗結果進行綜合分析、得出結果并寫出臨床檢驗報告的平臺。建立了一個以學生為主體,教師為主導的新的教學模式,極大地激發了學生的主動性及創造性的學習熱情,學生對微生物學檢驗方法有了較全面的認識,培養了學生的動手操作能力、職業素養、科研素養及創新能力。使學生真正成為符合現代檢驗醫學要求的高素質高技能型醫學檢驗人才。
注釋
① 李劍平.綜合性與設計性實驗在微生物檢驗教學中的實踐與探索.中國高等醫學教育,2007.11:39-40.
② 賀秋麗等.綜合性實驗教學對學生綜合素質提高的作用.廣西大學學報,2006.32.
③④周俊英等.開展臨床微生物學檢驗綜合性實驗的體會.檢驗醫學教育,2008.3:32-33.
“興趣是最好的老師”。在教學中,教師如何激發學生的學習興趣,培養其對醫學微生物學的興趣和熱愛,是學好醫學微生物學的動力源泉。在對教學工作的不斷探索和改革中我們發現,首次的緒論課會給學生帶來先入為主的影響,關系到學生對教師及課程的評價,直接影響學生對課程的學習積極性和主觀能動性。通過緒論課可以啟發學生的學習動機,激發他們的學習興趣。同時,在緒論課上可以設置一些問題(如人體自身腸道中的微生物與機體組織之間存在怎樣的相互作用?微生物的耐藥性是怎么產生的,我們應該怎樣解決耐藥現象日益嚴重這一問題?曾經一度被控制的傳染病又開始死灰復燃,原因是什么,我們應該如何應對?),在后續的授課過程中逐漸揭開謎底。這樣帶著問題開展學習,可以較好地啟發學生的學習積極性,讓學生主動開啟微生物知識的大門。近年來由病原微生物引起的傳染病嚴重威脅著人類的健康,大量的新聞報道使學生對這些病原微生物有了一些粗淺的認識,將這些內容加入課堂教學內容中不僅可以增強學生學習的興趣,使內容變得更加生動,而且使學生充分認識到微生物原來距離我們如此之近,使理論知識找到實際落腳點。比如2010年8月,美國雞蛋因受沙門氏菌污染從而導致至少1300人受到沙門氏菌的感染。2011年,德國下薩克森州的豆芽被腸出血性大腸桿菌EHEC污染,從而造成22人因生食豆芽死亡,2200人住院治療。此外,還有近來流行的H7N9病毒、埃博拉病毒等。我們通過這些公共衛生事件的引入,講解相關病原微生物的生物學性狀、致病性及免疫性、微生物學檢查法及防治原則,使學生有強烈的探索欲望,有效提高了課堂學習效率。
2靈活多樣,結合臨床,增強學生的主觀能動性
教學方法的選擇應根據不同的認知對象、不同的學科、同一學科的不同內容從而選擇不同的方法,但不管采取何種教學方法,關鍵在于把課上活,充分調動學生參與教學的積極性。因而根據教學內容的不同,我們采取了多種教學方法。如對于細菌的形態和結構這一章節內容,采用直觀的多媒體教學可以讓學生形象地看到各種細菌的形態、基本結構及特殊結構;在細菌各論部分,選取部分教學單元由學生自主教學。教師事先根據教學目的、教學內容提出授課提綱、學習重點及難點并確定人員分組。小組成員細致分工、相互協作,在課后完成資料素材收集及教學課件的準備。在此期間,教師與學生進行充分溝通,及時為學生排疑解惑,引導學生在教學大綱的框架下安排課堂講授內容,并傳授講課技巧及注意事項。同時設計《學生自主學習實踐評價標準》,由學生從教學內容安排、課件制作、語言表達等多方面互相進行評議、分析和總結,教師最后進行點評總結。這種教學方式一方面活躍了課堂氣氛,加深學生對所學知識的理解,增強了學生的團隊意識,另一方面也可以讓教師在與學生的互動中、從學生獨特的視角中發現許多平時不會思索的問題;在學習引起人類疾病的常見病毒這一部分內容時,采取專題討論方式進行學習。專題討論式學習由教師提出專題,分組學生在本專題內提出應深入討論的問題,查資料,作綜述,課堂進行討論。例如“人類免疫缺陷病毒”的討論式教學,學生提出一系列問題,如HIV-1感染的分子機制及免疫反應、T細胞功能受損的疾病、HIV疫苗的研究等,經過討論,不僅全面完成了教學內容,而且為學生提供了一次“綜述訓練”的機會,教學效果令人滿意。此外,作為一門與臨床學科關系十分緊密的基礎課程,我們在教學過程中十分注重微生物學知識的臨床應用,采用PBL教學法將臨床病例分析引入課堂討論教學,由病引入菌,菌中解析病,菌病結合,解除病菌。如此,在整個講授過程中就將病原微生物的生物學特性、致病物質與致病機制、檢查及防治原則講解清楚。
3反映前沿,開闊視野,培養學生創新能力
在教學過程中,既要將教材中最基本、最核心的理論知識傳授給學生,為學生自主學習打下堅實的基礎,同時要補充一些開拓性、時代性和應用性較強的學科前沿內容。如微生物的耐藥性這一章節,我們為學生播放與耐藥機制相關的視頻和短片,引導學生就微生物耐藥機制的產生及防控進行積極的討論,鼓勵學生查閱耐藥機制最新的高質量學術論文并就學習心得進行討論交流,取得了良好的效果。此外,在授課過程中結合教研室老師的科研方向,為學生講授該領域的研究進展,如人體微生態學與免疫性疾病的相關性研究進展、新出現的傳染病病原體、流行性感冒病毒的研究進展等教材中鮮有介紹的前沿動態,從而啟迪學生思維,拓寬學生的知識面。同時鼓勵學生積極參與教師的科研課題,通過進行科學實驗研究進一步激發學生學習微生物學的興趣及愛好,培養學生發現問題、解決問題的能力和創新能力,全面提高學生綜合素質。
4利用網絡,練習鞏固,搭建師生交流的良好平臺