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加强教学队伍建设是课程建设的一项最主要的内容,教学队伍建设的质量,直接关系到课程教学的质量和人才培养的水平。动物生物化学课程组现有教授、博士生导师1人,副教授、硕士生导师2人,实验师1人。主讲教师一直坚持在本科教学第一线,教学经验丰富,水平高、质量好。课程组注重青年教师的培养,先后有2名教师被评为云南省学术和技术带头人后备人才;1人获伍达观杰出教师奖,1人获伍达观优秀教师奖;1人在荷兰Wageningen大学进行为期一年的博士后研究;在学校组织的教学比赛中,曾获一等奖2项,二等奖2项,教学成果二等奖1项,三等奖1项。本课程组师资层次清楚、结构合理,形成了以学科带头人领衔、中青年教师为骨干的教师梯队。
二、优化、更新教学内容,构建课程新体系
教学内容的改革是教学改革的核心之一。针对课程特点,结合各专业及其后续课程对动物生物化学的要求,在强调基础理论、基本知识和基本技能培养的基础上,重视前沿知识和相关学科知识的渗透,既做到在有限的时间内讲完所有的基础知识,又做到注重学生能力的培养,这就要求教师根据实际情况对教学内容进行合理整合。我们对教材内容进行分析、讨论,在课程教学内容和教学体系的组织上,紧密结合畜牧生产实际,充分考虑到学科研究的飞速发展,及时补充和更新课程教学内容。适当压缩物质代谢部分的内容,增加分子生物学、基因表达调控以及生物膜等方面的内容;突出动物科学的特点,增加蛋白质组学、蛋白质折叠与解折叠、真核基因调控、后基因组学等前沿知识,重视课程体系的整体优化[4]。在教学过程中,突出动物生物化学的特点与重点,在明确课程的知识结构基础上,处理好与其他相关学科如有机化学、细胞生物学、微生物学、遗传学和分子生物学等的关系,避免课程之间教学内容的相互重复与脱节,达到教学内容的整体优化,使学科体系由相对封闭变为开放学科体系。同时,坚持科研与教学紧密结合,以科研促教学。保证课程教学内容既传授了基础理论知识和实践技能,又反映自身的特色和优势。
三、建设精品课程为契机,改善教学条件
(一)教材建设
教材建设是精品课程建设的重要内容,是教学思想与教学内容的重要载体,也是提高教学质量的重要保证。课程组教师参编《动物生物化学》(第四版),该教材在全国大部分农业院校动物类本科教学中使用,获得广大师生的广泛好评,并于2006年被列为教育部“十一五”国家重点规划教材和农业部“十一五”规划教材,2008年获中华农业科教基金优秀教材奖。副主编的“十一五”规划教材《动物生物化学实验指导》具有较好的系统性和完整性,是一本既适合作为课堂实验指导的教师用书,又适合作为课外自学的学生用书。此外,课程组教师还主编《精编分子生物学实验指导》,副主编《动物生物化学精要•题解•测试》。出版的教材已在教学过程中应用,取得了较好的效果。
(二)教学平台建设
精品课程网站是精品课程的重要组成部分,是为学生提供自主学习的平台,为教师提供教学互动的平台,为学校提供展示课程改革成果的窗口。课程组修订和完善教学大纲、考试大纲,编写教案、教学日历、实验指导、习题集、课件等,所有教学资料均上网开放。进行网络教室建设,并通过QQ与学生进行交流。教学网站的内容既丰富多彩,又方便使用,并且反映课程建设的特色和亮点,真正成为学生喜爱的辅助学习平台。网络教学平台的建立为互动教学提供了条件,充分发挥了师生的互动性。在教学过程中,教师成了学习的组织者、指导者、帮助者。学生在老师的指导下自主学习、主动探究,提高了学习的兴趣,创新能力也得到培养。使学生能更方便更快捷地向老师求教,老师也能更有针对性地对学生进行个性化的指导,从而实现教学相长[5]。精品课程与网络的结合具有深远的意义,通过网络,精品课程的典范作用得到充分发挥。
(三)试题库建设
试题库是课程建设的一个重要环节,是教学质量评估的重要依据之一[6]。课程组教师认真研究教学大纲和考试大纲,确定知识点、重点和难点,注重课程特点,体现专业特色,完成本课程的试题库建设。题型包括单项选择题、名词解释、填空题、判断题、问答题、计算题等。题量适中,优秀学生约需一小时可以完成。经过试用,学生的成绩符合正态分布。随着教学计划的调整和课程体系改革,不断修改、删减或补充试题,逐步完善试题库建设。
四、改革教学方法,优化教学手段
(一)更新教学观念,改以往的以“教”为主向“学教并重”转化
在教学过程中,注重学生的主体地位,除了采取以语言传递为主的传统讲授法如用启发式和提问式等教学方法外,灵活运用讨论式教学法、发现式教学法、范例式教学法等方法以改善和活跃课堂气氛,充分调动学生学习的积极性和独立思考的能力,挖掘学生的主观能动性,发展学生的智力,培养学生的能力,以利于学生智慧的发展。
(二)改善教学手段
动物生物化学抽象概念多、信息量大、重点和难点多、教学难度大。课程组教师根据教学大纲、教学对象、教学内容、教学重点和难点等要素,精心制作课件,并于2012年获云南农业大学多媒体课件比赛二等奖。通过多媒体教学,可使原本抽象、枯燥的数据和学习内容转化成形象的、有趣的、可视的、可听的动感内容,大大提高教学效率和质量,调动了学生的学习兴趣,有利于学生对抽象内容的形象理解,确保教学质量达到预期效果[7]。此外,在实验室安装了多媒体设备,实验教学也实现多媒体教学;完成主讲教师的教学录像及所开设实验视频录制,并实现课件及教学视频上网,增强了学生对知识的感性认识,提高了学习的积极性。(三)教学改革研究积极开展教学研究,主持动物生物化学省级和校级精品课程以及国家农科中心“动物生化实验教学改革探索”和“动物生物化学实验CAI多媒体课件设计与制作”2项教改项目,切实提高教学质量。总结教学经验,在核心期刊发表教改论文2篇。
五、改革实践教学,加强创新和实践能力培养
(一)实验教学内容的优化
实践教学是培养学生实际动手能力、分析和解决实际问题的能力以及创新能力的重要环节。多年来,我们紧随生物化学新技术的发展,不断优化和更新实验教学内容。减少验证性实验,增加综合性实验、设计性实验比例至50%以上,建立了一套与理论教学有机结合、以培养学生创新能力为目标的分层次实验教学体系。实验内容既涵盖生物化学的几大实验基本技术,又包括基础型、综合设计型、研究创新型等不同类型和层次,同时体现实验内容的系统性、连贯性[8]。如核酸系列实验,内容包括DNA或RNA的提取,琼脂糖凝胶电泳鉴定核酸,针对某一个待扩增的目的片段设计引物,用自己提取的DNA为模板,采用PCR扩增上述特定目的片段并作鉴定,包括扩增出来的DN段大小、含量和纯度的鉴定等。另一个是蛋白质系列实验,内容包括盐析法制备免疫球蛋白粗品,凝胶层析除盐,离子交换层析纯化蛋白,纯化样品的鉴定等。这样设置一是使学生通过阶梯式的训练,逐步提升实验技能,形成基本实验思路和设计性实验思维;二是使学生将知识点串联起来,训练学生完整、系统地认识和掌握各项实验操作技能以及综合运用实验知识解决问题的能力[9]。
(二)开放性实验的开展
充分利用实验室优质的教学资源,尝试开展了各种形式的课内和课外开放性实验探索并积极加以实践[10]。针对课内必修实验内容,主要采取以下几种形式的开放实验:一是要求学生必须参加实验准备及对新开设的实验进行预实验;二是因特殊原因缺做或未完成实验的同学,可以补做或重做;三是针对学生的实验预习和复习开放,对常规仪器设备不熟悉的可以反复操作练习。针对课外实验,采取基于不同实验目的的开放,如实验室的综合设计型实训项目的开放,指导学生申报完成的大学生创新基金项目的开放,参与教师科研课题型的开放,毕业论文型开放以及创新活动小组开放等不同的形式。开放性实验的组织形式是由教师提供选题或学生自带课题,学生自行查阅文献并设计实验方案,通过审批后开始实验,教师为其提供技术指导服务,实验完成后学生写出科技论文。这种实验形式更接近于真实的科研环境,能使学生得到更为系统的学术训练,学生的团队合作精神和实验综合能力均得到极大提高。近5年来,本课程组教师指导学生完成“乌金猪背最长背肌中新基因RPS3A的克隆、序列分析及组织表达谱研究”等8项创新基金项目,指导20余名本科生完成毕业论文。
六、以“创新型人才培养”为导向,建立科学合理的考核体系
在理论课方面,根据教学改革要求,建设和完善动物生物化学试题库,采取了统一命题、统一考试(全校统考)、统一阅卷和对考试成绩进行统计分析的质量考评模式,使动物生物化学的考核制度更科学化、规范化。在总评成绩中,期末成绩占50%,期中成绩占20%,平时成绩(考勤、作业、提问、学生转换角色讲课等)占30%。通过考核方式的改革,有效提高了学生自主学习的积极性,保证了教学质量和学习效果。实验重点考核学生的规范操作、科学态度及分析问题和解决问题的能力和创新能力。实验成绩由平时成绩、期末口试、操作考试及设计性实验四部分组成。平时成绩部分占总成绩的50%,主要考核学生的实验预习、实验操作的规范性、实验数据的处理、对实验结果的分析讨论、实验报告撰写等;期末口试成绩占总成绩的15%,主要考察学生对于实验基本概念和基本理论的掌握,对实验原理和实验注意事项的理解,实验的设计原理等;实验操作考试占总成绩的15%,主要考核学生实验操作的规范性和准确性、分析问题和处理问题的能力等综合素质。上述三部分均由个人独立完成。设计性实验考核是由4至5名同学组成一组,由教师给出一个实验题目,小组成员分工合作,设计实验方案,自己配制试剂和准备实验器材、独立操作完成实验、分析处理实验结果后提交完整的实验报告,此部分占总成绩的20%,主要考察学生学以致用的能力和实验创新能力,同时培养学生的团队合作精神及科学的实验态度。这种平时考查与期末考试相结合的考核方式,一方面对学生的实验技能、实践能力等素质的考查更趋全面和严谨公正,另一方面也促使学生重视平时的实验操作并积极利用课余时间到实验室参加开放实验,自觉加强实验技能、实践能力的全面训练,从而在一定程度上调动了学生的实验积极性,促进了学生动手能力的提高和科研意识的培养。
七、教学与科研齐头并进,以科研促进教学内容的更新
【摘要】 白花泡桐[Paulownia. Fortunei (Seem.) Hemsl.]为玄参科泡桐属(Paulownia)植物,落叶乔木,全国几乎均有分布,野生或栽培,是常用的中草药,其花、叶、皮、根、果古时对其就有药用记载,可用于治疗炎症、病毒感染、跌打损伤等多种疾病。白花泡桐花的化学成分除挥发油部分外,未见报道。本文对泡桐属植物化学成分及生物活性进行总结,为开发利用植物资源、研究植物生物活性提供了一定的科学依据。
【关键词】 泡桐属;化学成分;生物活性
玄参科泡桐属Paulownia植物,全属共有7种,分别是白花泡桐[P.fortunei(Seem.)Hemsl.],毛泡桐[P.tomentosa(Thunb.)Steud.],兰考泡桐(P.elongata S.Y.Hu),椒叶泡桐(P.catalpifolia Gong Tong),台湾泡桐(P.kawakamii Ito),川泡桐(P.fargesii Franch.)和南方泡桐(P.australis Gong Tong),光泡桐[P.tomentosa var. tsinlingensis (Pai)Gong Tong]是毛泡桐的变种。除东北北部、内蒙古、新疆北部、西藏等地区外全国均有分布,栽培或野生。白花泡桐在越南、老挝也有分布,有些种类已在世界许多国家引种栽培。作为一种优质木材,它不仅在工农业方面有广泛用途,同时它还是一种常用的中草药,其花、叶、皮、根、果古时就有其药用记载。如《本草纲目》记述:“桐叶……主恶蚀疮著阴,皮主五痔,杀三虫。花主傅猪疮,消肿生发[1]。” 《药性论》也言:“治五淋,沐发去头风,生发滋润。”近年来医学研究发现其主要作用有:抗菌消炎,止咳利尿,降压止血,同时还具有杀虫作用。
1 化学成分
泡桐属植物的化学成分研究始于20世纪30年代初。日本学者最先对泡桐属植物的化学成分进行了研究,1931年Masco Kazi等从泡桐叶的树皮和树叶中分离得到糖苷类化合物[2,3] 。1959年,Kazutoru Yoneichi研究了桐木中的木脂素成分,分离得到了丁香苷。随着科学技术的发展,各种色谱分离方法和现代波谱技术应用于天然产物的研究,从泡桐属植物中不断发现新化合物。该属植物中所含化学成分类型主要有环烯醚萜苷、苯丙素、木脂素苷、黄酮、倍半萜、三萜等。其中许多化合物被证明具有一定的生物活性。
1.1 苯丙素类化合物 苯丙素类化合物在泡桐属植物中分布较为广泛。主要有:(1)木脂素(四氢呋喃骈四氢呋喃类):细辛素(d-Asarinin)[4],芝麻素(d-Sesamin)[5],泡桐素(Paulownin)[6],异泡桐素(Isopaulownin)、(+)-Piperitol[7]等。(2)苯丙素酚类:Verbascoside[8],Isoverbascoside[9]。
1.2 环烯醚萜类 富含环烯醚萜类成分是泡桐属植物的一大特征,在该属植物中多以成苷的形式出现,广泛分布于桐木、桐皮、桐叶中,花中还未见文献报道。泡桐属中的环烯醚萜成分具有九碳骨架(即C-4去甲基)的环戊烷型、环戊烯型和7,8环氧戊烷型,显示了其在植物分类学上的意义。其取代基位置比较固定,一般1位羟基与1分子葡萄糖成苷,8位为甲基或羟甲基。另外,Soern等从成年毛泡桐的叶部获得两个5,6位为双键的环烯醚萜苷,同时,他还发现成年和幼年的毛泡桐中环烯醚萜苷成分有所不同[10~14]。
1.3 倍半萜类 李志刚等[15]从毛泡桐的花中分到7个落叶酸型的倍半萜,为首次从该属植物中分到倍半萜类化合物,可能与该类激素促进开花,抑制种子发芽有关, 其他部分未发现。
1.4 甘油酯类 杜欣等[16]从毛泡桐的花中还分到了甘油酯类的化合物及其苷。
1.5 其他成分 从该属植物中还分离出黄酮类、二氢黄酮类、三萜(主要为熊果酸及其苷[17])、生物碱、多酚、单糖、鞣酸、脂肪酸等多种成分。另外,栗原滕三郎和宋永芳等[18]对泡桐花的精油成分作了色谱、质谱分析,研究了其中的蛋白质、氨基酸、微量元素等营养成分,利用GC/MS技术鉴定出许多长链及芳香族化合物。
1.6 植物激素 王文芝等[19]对河南兰考泡桐的根、茎、叶中的植物激素进行了研究,利用HPLC技术分离鉴定出了激动素、反式玉米素、激动素核酸等8种激素。
2 生物活性
2.1 抗菌作用 芝麻素对结核杆菌有抑制作用[20],而泡桐花及其果实的注射液(醇提取后用醋酸铅沉淀去杂质制成),体外实验时对金黄色葡萄球菌及伤寒杆菌、痢疾杆菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、布氏杆菌、革兰菌、酵母菌等均有一定的抑制作用[4]。从泡桐属植物中分到的紫葳新苷Ⅰ对金黄色葡萄球菌和乳链球菌均有抑制作用,最小浓度为150μg/ml,并认为其角甲基是抗菌必要基团[21]。魏希颖等将泡桐花的黄酮提取物作了体外抑菌实验,发现其对金黄色葡萄球菌作用最强,而对黑曲霉、啤酒酵母、产黄青霉无明显的抑制作用[22]。
2.2 治疗气管炎 泡桐果及花治疗慢性气管炎有一定疗效,临床治疗1341例,有效率为81%,其中临床控制率7%,显效25%[23]。
2.3 消炎作用 泡桐花可用于治疗炎症感染,临床报道用其治疗16种疾病计244例,均有一定疗效,其中对上感、支气管肺炎、急性扁桃体炎、菌痢、急性肠炎、急性结膜炎的疗效较好,治疗中未发现不良反应和副作用[4]。实验中通过观察泡桐花浸膏对哮喘豚鼠肺病理组织学的影响发现泡桐花浸膏能明显延长豚鼠诱喘潜伏期,优于地塞米松(P
2.4 止血作用 泡桐属植物中所含丁香苷有明显止血作用。本品注射液用于手术70例,良效(明显止血)30例,占42.9%,有效(出血减少)26例,占37.1%,无效14例[26]。
2.5 毒性研究 小鼠口服泡桐果乙醇提取物半数致死量为21.4g生药/kg。大鼠口服2g/(kg·d),共21天,一般情况及体重均无异常,内脏病理检查未见中毒性病理形态改变。家兔急性、亚急性毒理实验中,泡桐果煎剂对心、肝、肾、脾、胃均无毒性病理改变。家兔灌服泡桐花浸膏或静脉注射,一般情况及食欲、体重、白细胞等均无明显变化,成人口服上述浸膏或肌肉注射,自觉症状、体温、脉搏及白细胞数等均无明显改变,但有轻度血压下降[4]。已有报道苯丙素苷具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、清除自由基、延缓骨骼肌疲劳、DNA碱基修复、抗凝血、抗血小板凝聚等多种生理活性。从泡桐属植物的树皮和茎部分离得到一个新的呋喃醌酮(methyl-5-hydroxy-dinaphtho[1,2-2′,3′]furan-7,12- dione-6-carboxylate),对hela癌细胞有抑制作用,对polio病毒的brunhildeⅠ型EC50为0.1μg/ml对leonⅢ型EC50为0.1μg/ml[27]。另外,咖啡酸的糖酯类化合物被认为与该植物的颜色改变有关[28]。
2.6 杀虫作用 泡桐素、芝麻素可增强杀虫剂除虫菊酯的杀虫作用,可有效杀灭蚊蝇及其幼体[29]。
2.7 其他作用 泡桐属植物还具有止咳、平喘、祛痰、治手足癣与烧伤、消肿、生发等功效[4]。
从以上可知,泡桐属植物化学成分疗效显著且具多样化,但对该属植物的成分研究多集中于毛泡桐种,其他种涉及较少,而对部位的研究则多为桐叶,皮、根,茎次之,花研究的最少。对生物活性的研究则不够深入,其有效部位及有效成分有待进一步确定。
转贴于 参考文献
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【关键词】医学检验技术;生物化学检验;教学改革
随着科学技术的发展,医学检验技术在现代临床疾病诊断、治疗效果和预后判断、疾病预防等方面发挥了极其重要的作用。生物化学检验在临床医学检验工作中占居支柱性的地位,它能在分子水平迅速直观地反映出疾病状态下人体的物质代谢质与量的改变[1]。生物化学检验课程是医学检验专业的专业核心课程之一,是在分析化学、生物化学、分子生物学、免疫学等学科基础上融合而成的学科,也是一门基础理论和专业实践技术紧密结合的学科。当今生物化学检验内容日益增多,技术越来越呈现自动化、模块化、系统化,这对高职医学检验专业人才培养提出了更高的要求,同时促使生物化学检验教学需要面向临床应用进行改革。为此,结合生物化学检验课程特点和我校实际情况,我们对该课程的体系、标准、教学内容和方法、考核体系等方面进行积极的改革与探索。
1基于临床检验需求,积极完善高职生物化学检验课程体系
高职医学检验技术专业人才培养目标是“培养具有基础医学、临床医学、医学检验等方面的基本理论和技能,能在各层次医院、血站、疾病预防控制中心、检验检疫部门从事检验医学的医学高级专业应用型人才”。目前大多数高职医学检验技术专业基本还遵循传统培养模式实行医学基础课、专业课、实验实习课按顺序分段教学,课程体系构建以学科为中心,与现代临床医学检验技术的飞速发展相比,教学内容相对落后,且重理论轻实践。基于以上现状,我们努力构建以学生为主体,结合临床检验岗位实际需求,注重学生职业素养和应用技能提升,符合就业需求的生物化学检验课程体系。高职生物化学检验课程涵盖内容较多,学时有限,因而我们在原有课程标准的基础上,通过与医学检验专业从业人员广泛座谈,与相关平行学科教师充分讨论,充分参考现行医学检验考试大纲的基础上,以岗位技能需求为重点对该课程的标准进行修订和完善。我校目前的生物化学检验课程标准中总学时是94学时,其中理论课54学时,实验课40学时。理论部分主要由以下四大模块组成:首先是生物化学检验基本原理方法、技术和仪器,自动生物化学分析仪的原理与应用技术模块;其次是人体物质能量代谢紊乱的诊断酶学,实验室诊断项目的方法、技术和临床意义模块;再次是重要组织器官病理状态下的生物化学诊断模块;最后是内分泌疾病和体液相关标志物的生物化学检验诊断模块。模块化的课程标准便于随后教学过程中的重难点把握,也符合由易到难的学习规律,更加条理系统化,提高了学生学习的兴趣和效率。实践部分学时比例合理增加,更能保证实践教学,同时加强学生技能的培养,符合人才培养目标。
2注重教学实施,切实提高学生职业能力和素养
2.1优化教学内容,创新教学方法和手段
生物化学检验课程的内容较多,各章内容相对独立,联系不够紧密。比如仪器检测系统的评价、校正、质控等部分基础知识内容因实际教学过程中要求不高而显得“累赘多余”,肝肾的结构和功能、血气分析和酸碱平衡等基础知识又与生物化学课程内容有交叉和重复,而医学检验实际工作中的免疫比浊分析、体液肿瘤标志物测定、糖尿病急性代谢综合征(综合性实验)因为实验条件原因教学开展不到位,部分室内质控应用、实验室相关标准等常用的工作内容缺失,教材内容和检验师考试大纲要求也有一定的差距。因此,需要教师在教学过程中认真备课,大量参考规划教材,积极利用网络查阅中外著作和文献,关注生物化学检验学科的最新动态和技术,进而在教学中不断补充新的内容,并且从中筛选归纳适宜教学讲授的重难点,使教学内容模块化和系统化。针对教学过程中的不同重难点,采取不同的教学方法和手段。在讲述血糖、血脂、血中尿素测定等传统经典知识点时利用归纳讲授法通过多媒体课件展示,可通过“探究法”和病例讨论法来讲授肝肾器官病变检测指标、方法和临床意义,利用PBL教学法开展免疫学临床检测知识的讲授。随着社会的发展,教学手段也要与时俱进,教师应当积极建设优质、高效的学科网站,积极利用网络教学平台开展开放式教学,制作重要章节的精品课程教学多媒体课件和名师讲课录像,供学生课前预习和课后复习巩固。提供师生互动平台,教师预留作业习题,学生能及时网上提问,有效沟通师生,增强教学效果[2]。
2.2教师素质“双师化”,教材实用化
高职医学教育着重定位于技能型人才培养,在实际教学过程中,生物化学检验课程任课教师中具有双师资格的比例相对较少,与教学配套的教材又主要是由高校教师编写,有的教材在检验项目中没有详细讲述操作方法,也没有配套的相关实验教材,现有的实验教材多数落后于实际工作需求,且内容多偏向于基础性实验,使学生不能系统掌握实验原理和方法,这就容易造成学校教学与实际临床检验应用出现脱节,因而需要加大教师的双师化培养,鼓励教师考取执业证书,定期选送教师到医院或检验检疫部门相关检验岗位轮训学习,密切联系临床,切实做到教学相长。积极邀请具有中高级职称的检验医师参与教材的编写和研讨活动,多编写符合高职医学检验专业生物化学检验课程的实用化教材和实验指导用书。通过教材的编写使任课教师自我综合素质和实践能力得到逐步提升,为更好的培养学生打下坚实的基础。
2.3改革实验教学,教学实践一体化
参照生物化学检验课程体系,合理制定教学与实验实践计划并严格执行,积极推行教学实践一体化,在理论课讲授以后安排对应的实践教学,使学生能够“趁热打铁”,避免出现“教与学”与“教与做”的分离。实验教学的工作开展上要积极向医院靠拢,在条件允许的情况下购置新设备,积极开展新检测项目实践教学,增加学生的半自动生化分析仪和全自动生化分析仪的上机实验操作,同时可以借助网络技术进行远程视频教学,进行模拟实践操作。依托我校的三所附属医院优势,定期积极安排学生到医院参观实践,学习临床先进的检验仪器,培养学生对生物化学检验的兴趣,使学生真正做到“见多识广”和“识多智广”。邀请医院的专家走进实验室共同讨论和制定实验项目并亲自指导学生实验。实验教师在教学过程中要先进行正确规范的示教,强调规范操作的重难点,并能对学生的实验结果进行合理分析,积极引导学生组成互助帮教小组,相互监督和学习,在提高学生实验实践能力的同时培养团队协作能力。
2.4合理开展课外拓展,加强职业综合能力培养
目前社会的发展对医学从业人员提出了更高的要求,学海无涯,高职医学检验专业学生经过3年的学习,无论是走向工作岗位,还是继续向高层次深造都需要有持续性的学习能力和科研能力,因而在教学之外需要重视学生综合素质的发展。在课外引导学生积极参与专题讲座,邀请相关医学课程的教授开展分子生物学在生物化学检验技术中的最新应用,邀请医院的专家有针对性的进行实际病例讨论,分享经验和技术,讲述职业发展和实际工作中的问题。面向医学检验技术专业学生积极组织实践技能竞赛加强职业能力培养,同时选派有兴趣的学生参与综合性科研实验课题研究,教会学生利用检索技术查阅文献,并指导学生逐步进行实验操作,处理实验结果,在合理拓宽学生专业知识的同时增强独立分析和解决问题、创新能力的培养,全面促进并提高学生的职业素质,真正做到不仅授学生以“鱼”而且授学生以“渔”。
3构建综合、有效的考核评价体系
目前高职医学生物化学检验课程考核主要是通过闭卷的理论考核、平时实验报告和出勤率、实际操作的实验考核进行总体评价,而且多在学期期末进行集中考核,这样容易造成学生临时抱佛脚,没有全面真实反映学生的学习效果和能力,同时因为考试主要围绕课本所学内容,容易与实际职业需求脱节,造成学生就业过程中的眼高手低。因而我们要改革考核评价体系,优化理论考核内容,改革闭卷考试方式,增加平时、期中阶段性考核,增加实验考核的比重,引入医院专家指导实践技能考核,构建综合性考核评价,真正做到能够提高学生的理论水平和实践操作能力[3]。
3.1优化课程题库,理论考核阶段化和网络化
针对资格考试和职业需求,根据课程标准要求结合实际教材不断优化生物化学检验课程专业试题库。题库中涵盖名词解释、填空题、选择题(单选题和X型题)、简答题、论述题等多种标准试题,每一题都标示有难度系数、题型、章节等信息。教师可以进行灵活选题组卷,系统也可以进行随机组卷。教师可以分章节或是在期中阶段性选题组卷进行平时考核测试,将同样知识点试题打乱顺序利用数字化教室进行快速考核和成绩汇总,既避免了试卷考试作弊,又能及时反映学生的真实学习效果[4]。
3.2实验考核的仿真化
生物化学检验是一门对实践操作能力要求较高的学科。实践操作能力既展示学生对理论知识的掌握和理解,又客观反映学生实际动手能力,同时是学生职业素养的体现。该课程的实验考核就显得尤为重要,必须对考核方式和手段积极改革,设置仿真化的实验考核场景,邀请医学专家同行、专职理论教师和实验教师共同组成评分小组,考核内容也以临床检验中的常规测试项目为主,学生抽取题目,进行操作和答辩,评分小组给出综合评分[5]。这样,实验考核才能更加客观、公正地反映学生的真实水平。随着现代医学的发展,生物化学检验技术也越来越先进,这就要求对生物化学检验课程理论教学和实验教学要进行不断地完善和优化。高职医学教育的根本目标是服务于医学卫生事业,同时医学卫生职业的发展又为高职医学的人才培养提供了积极的方向,因此坚持“以职业为导向,能力为本位”的人才培养理念,才能适应新形势的变化,才能培养出合格的医学检验人才。
参考文献
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关键词:生物化学及检验技术 教学方法 教学手段 改革
中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0203-01为进一步提高《生物化学及检验技术》课程建设水平,全面提高教学质量,根据教育部《关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》、湖北省教育厅《关于评选高等学校省级精品课程的通知》等文件精神,结合我校1233办学模式,我们对医学检验技术专业的骨干课程之一《生物化学及检验技术》的教学方法和教学手段进行了改革并取得一定的成效。
1 教学方法改革
《生物化学及检验技术》课程以项目为载体实施教学,在教学过程中采用多种教学方法,旨在突出以学生为主体、教师为主导作用的宗旨。一改过去理论加实验的教学模式,把过去验证性实验贯穿到完成具体项目的过程中,使学生的学习目的性更明确,彻底改变了理论与实验两张皮的现象,不同生化检验技能的训练也尽量采用临床常用的真实检验项目,把临床真实的案例引入教学过程,使学生学以至用的目的性更为明确,以期提高同学们的学习兴趣。在课程教学过程中所采用的具体教学方法如下。
1.1?项目教学法
项目教学法是一种典型的以学生为中心的教学方法,该教学方法的显著特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”。《生物化学及检验技术》课程以职业能力培养为核心,依据临床生物化学检验工作过程和典型工作任务将该课程设计为15个典型项目,如生物化学检验技术的标本采集、处理与保存、临床生物化学检验质量控制、血脂测定、肝功能检验等。在项目学习过程中,学生在教师的指导下完成教学计划规定的教学内容,理解和把握课程要求的知识和技能,培养分析问题和解决问题的思想和方法,提高了学习兴趣,调动了学习了积极性。
1.2?PBL(以问题为中心)教学法
PBL教学法强调以问题为中心,由学生自己发现问题或由老师提出问题,学生带着问题学,针对性强,目的明确,效率高。PBL的教学效果取决于教师和学生双方的合作,因此双方评价能客观反映教师和学生对PBL教学效果。首先是学生对自己掌握的知识,应用及各种技能的发展进行自评,组内成员之间互评。其次是指导教师在学生的自评和互评的基础上,对学生的发言次数,发言内容和质量,复习资料和书面报告、以及小组学习,相互合作等进行评价,结合试卷成绩对学生进行综合评价。第三是学生对教师的知识含量,教学态度,教学方法,语言表达,引导交流等方面进行评价。还要通过调查问卷对学生所学内容理解和记忆,分析问题和解决问题能力,自主学习,学习兴趣以及合作精神进行主观评价。
1.3?以现代教育技术为手段的网络教学方法
该课程充分利用现代教育技术手段和学校丰富的网络资源开展教学。课程组每位教师都配置有一台电脑,中青年教师均通过《现代教育技术应用》培训,掌握了常规教学媒体的使用、网络辅助教学平台及多媒体课件制作等现代教育基本技术。教学课件均采用多媒体技术制作,部分实验操作技术也以视频形式向学生做标准技术示范。课程标准、教案、课件、课堂录像、自主学习材料等资源均已上网,实现课程的网络化和教学资源的立体化,从而为学生学习提供更加互动、开放的学习空间。
1.4?真实演练法
运用真实的临床标本对生化检验检测项目进行真实演练,在设计的实训教学项目中,除回收试验和干扰试验外,其它项目全部来源于临床常见生化检验项目。
1.5?案例引导法
改变过去以教师“教”为中心的灌输式教学形式的传统教学模式,积极开展采用以案例分析为背景的教学模式,运用真实的临床案例导入项目学习内容,通过启发式教学方式,加强课堂讨论,深得学生喜欢。比如:讲授“糖代谢紊乱”这一章节时,授课教师到医院病案室借用内分泌科糖尿病病人的病历资料,在教学时以实际病例为背景,讲解和分析糖代谢紊乱致糖尿病发生的过程,让学生们理解更深入、透彻,掌握得更扎实。
1.6?仿真实训法
运用临床常用的检查项目为实训内容,实现教学临床零距离。
1.7?现场学习法
运用现有的优秀教学资源襄阳市中心医院、第一人民医院及中医医院(临床教学基地)开展现场教学,有效弥补院内学习的不足。
1.8?以综合能力为目的考核方式
为适应现代人才教育培养目标,我们建立了全新的以综合能力培养为中心的实践考试模式。实践考试与行业接轨,按行业标准,由专任教师及行业专家参与,对常规检测项目进行抽签考核。考核方式分为口试(20%)和实践操作技能考核(80%)两部分。口试主要考核测定项目原理、参考值、临床意义及注意事项的掌握情况;实践考核主要考核实训材料准备的完整性、操作的规范性、加样的准确性、结果计算的正确性及结果报告的规范性等方面,全方位对学生的专业综合技能和职业素质进行评价。
2 教学手段
本课程以教师为主导,学生为主体,运用多种现代教学手段提高教学质量和效率,为学生搭建良好的学习平台。具体采用的教学手段如下几点。
(1)“教-学-做-赛”一体化,在做中学,学中做,在“做”中“知不足”在“学”中“不知足”。“教、学、做、赛”一体化的教学手段是将理论教学与实践训练有机结合,在体现职业真实的学习情境中,教师的教、学生的学、学生的做、实践项目的实施及技能比赛揉合为一体,做中教、做中学、赛中练,教、学、做、赛合一。其实质是将教室、实验室和工作情境融为一体,让学生感受情境教学的氛围,在项目实施中学习技能,获得能力。(2)利用现场教学充分发挥优秀教学资源的作用,紧跟临床发展动向。(3)仿真实训室提供贴近临床真实工作岗位的实训环境。(4)及时对各实训教学项目完成结果进行组内及组间评价,有效促进学生对检测结果质量的重视。
3 成效
经过积极的教学方法和和教学手段改革,《生物化学及检验技术》已成为我院的一门品牌课程。特别是项目教学,深受校内外专家、同事的好评。通过项目教学的运用有力促进学生的学习积极性,自主学习比以前多了,课堂气氛更为活跃,课后利用业余时间做实验、讨论问题的学生也多了,技能考核成绩明显高于以前传统方法学习的班级。具体成效如五点。
(1)实验结果准确率明显提高。(2)技能考核成绩明显提高,由传统教学班级(2009级)的平均82.5分增加到到改革后的(2000级)平均89.3分。(3)见习学生能在一周内顶岗工作的人数大大增加。(4)同学们协作精神得到充分锻炼。(5)学生理论知识掌握总体水平也有明显提高。
生物化学(Biochemistry)是研究生物体的化学组成和生命活动过程中化学变化规律的一门学科。根据《生物化学》在“医学检验技术专业”中的定位,生化课改成为检验专业建设的重要分支。因此,生化课改对高职医学检验专业的进一步建设与完善具有重大的意义。
1 优化教材调整教学内容,适应检验专业岗位需求
本课程根据医学检验技术专业人才培养目标,以后续课程知识需求,以“必须、够用、实用”为原则,重新选取的教材,应加强与检验后续专业课程的联系,突出酶、水盐代谢、酸碱平衡、肝胆生化等部分内容。将教学内容进一步调整、优化,对医学检验上已完全不用的内容给予删除,对医院检验使用率不高的内容给予缩减,对检验专业必须的、使用率高的内容进行优化,将可持续发展能力与医学检验岗位职业能力有机的融合在一起,达到教、学、做相结合的目的,体现课程内容的针对性和实用性。
2 运用多种教学方法,提高理论教学质量
生物化学是医学类专业较难的一门学科,理论教学中,多种教学方法及现代教学技术手段的应用,使抽象的问题形象具体化,复杂的问题简单化、单纯的问题生动化,降低教学难度,提高教学效率。
2.1 CBS教学法在生物化学教学中的应用
CBS(Case-Based Studying)教学法,即基于案例讨论的学习,是“以案例为中心,以学生为主体”的教学方法。在教学过程中,以学生为主体,教师为主导。教师在讲述新课前可在前一节课结束时先提出典型案例或问题,将学生分成小组有针对性地进行讨论,在实际案例或问题分析中引导学生理解和掌握新课程的基本理论和基本知识。例如,在讲述维生素一章时,可提前提出问题“不同种类的维生素缺乏时会导致什么疾病的发生?生活中常见食物分别含有哪种维生素?”,让学生分组进行调研,搜集资料,归纳整理,以学生的调研结果为基础教师进行点评和重难点讲解。
2.2 PBL教学法在生物化学教学中的应用
基于问题的学习(Problem-Based Learning),简称PBL,也称作问题式学习法。起源于20世纪50年代的医学教育,目前已成为国际上较流行的一种教学方法。法要求教师备课时精心设计问题,以问题为导向,组织学生进行调查和探究,从而让学生了解问题、解决问题,学到新知识。法的优点是将复杂的内容具体化,将抽象的内容形象化,将理论的内容实践化。例如,在讲蛋白质结构与功能一章时,可以联系新闻中的“三聚氰胺奶粉事件”提出问题“为什么在奶粉中加人三聚氰胺为提高奶粉中蛋白质的检测量?”通过学生新闻调查、查阅资料、结合教材学会蛋白质元素构成特点:含N量约为16%。
2.3 启发式教学法在生物化学教学中的应用
启发式教学法,即根据教学目标、内容、学情,运用图片、视频、实验、问题等启发诱导的方法传授新知识、培养学生学习主动性和积极性。启发式教学既是教学方法,更是教学思想、教学原则和教学观念。启发式教学,要求教师做到引导转化,把教材的知识转化为学生的具体知识,把学生的具体知识转化为学生的能力。教师的主导作用就表现在这两个转化上。生物化学是医学检验的基础,教学目的在于服务临床。由于生化知识点多且难,与临床联系不紧密,学生兴趣度低,听不懂,因此采用启发式教学可以提升学生的学习兴趣和质量。例如:在讲糖代谢最后一节“血糖”时,教师可结合糖尿病的临床表现“三多一少”症状启发学生逐步学习。
3 改革实践教学内容与方法,提高学生实践技能
近年来,由于实验条件的限制《生物化学》实践课学时远远不足,实践项目满足不了专业需求,急需改革和调整。基于现实条件和学情分析,对生化实践教学改革提出以下思路。
3.1 完成规定实验内容的基础上开发新实验项目
生物化学实验教学现状是实验课时少,实验内容陈旧;学生动手机会少,基本操作技能差。实践技能训练一方面通过实践过程和对实验现象的观察、实验结果的分析,帮助学生深入掌握理论知识;另一方面通过不断操作强化训练,提高学生动手能力。在完成原有实验内容“酶的专一性,血糖的测定”基础上,增加“牛奶中蛋白质的提取(用超市购买的液态奶为原料)”“蛋白质的沉淀和凝固(用鸡蛋清为原料)“血清ALT的测定”等实验。
3.2 校外实践和教学实践进社区
在学生学完生理学的基础上开设生物化学课,学生已经掌握了生理中血压的测量、血型测定的基本方法,在生化学完血糖测定后,教师除了教会学生GOD法测血糖外,还要教会血糖试纸测血糖的方法。然后根据学校具体情况,在临床教师指导下,可择时择优安排学生到社区中进行义诊,将所学内容应用于社会实践,既能提升学生的专业自豪感,又能巩固所学知识,锻炼实践技能。
3.3 微课和慕课在实践教学中的应用
随着多媒体教学的推广应用,将实验内容通过视频、图像、声音和动画等形式录制成微课程或慕课,把实验原理和操作方法形象生动的展现出来,学生可以利用课外时间反复观看,对知识的理解和操作要领的掌握大有裨益,此外,还可以运用现代信息技术开发生物化学虚拟实验平台,对于实验员缺乏或不具备条件开展的生化实验以虚拟的形式进行模拟,可以让学生及时了解生化前沿技术,开拓视野。
4 建立课程评价体系,以评促教,以考促学
课程评价是用于检查课程的培养目标、授课计划和实施是否实现了教育目的,实现的质量如何,根据评价结果,作出改进课程教学内容与方式的决策。建立完善的《生物化学》课程评价体系是必要的,实现“以评促教,以考促学”的目的。
4.1 日常考核
教师的日常考核:在日常教学过程中可以根据学情设计不同内容和形式的调査问卷,发放给学生,以无记名形式进行调査问卷的填写,并形成分析报告,针对学生提出的共性问题召开教研会议进行改革和调整。学生的日常考核:除了传统的考核方式如课堂提问、作业外,可进行趣味性考核,如针对重难点知识举行“手抄报展”学生自行査阅搜集大量资料以图片、绘画、文字等形式表现出来。
4.2 期末考核
期末考核是对该课程任课教师和该专业学生学习效果的最终考评。期末考试成绩可由平时成绩+实践考核+试卷成绩三部分构成。平时成绩包括课堂考勤、作业、趣味考核成绩等;实践考核包括实验报告和期末实践技能考试成绩等。为了提高高职高专生物化学实验教学质量,必须对实验教学考核方式进行改革。激发学习兴趣,培养学生的实验操作技能和综合素质,提高生物化学教学质量。
5 结语
关键词 无公害谷子;渗水地膜;穴播;机械化;栽培技术
中图分类号 S515.048 文献标识码 B 文章编号 1007-5739(2016)13-0053-01
忻府区位于山西省北中部、忻定盆地西半部,地形西高东低,北、西、南三面环山,东部开阔平坦,为忻定盆地的主体部分,是典型的农业大区,也是全国商品粮基地区和全国粮食生产先进区。境内丘陵山区面积大,约占64.6%,土壤贫瘠,气候干旱,昼夜温差大,农业生态立地条件下特别适宜谷子等小杂粮农作物生长及养分积累。谷子栽培历史悠久,且谷子抗旱节水、耐瘠薄低投入、营养平衡、粮饲兼用。前些年由于谷子生产用人工多、产量低、收入差,种植面积逐年减少,近年来,引进了渗水地膜穴播技术,特别是机械化程度的提高,谷子种植效益较好,谷子播种面积有大的回升。
渗水地膜覆盖穴播机械化生产技术主要有以下优点:一是出苗好。穴播是多粒群体顶土,条播是单粒顶土。穴播后出苗好,很少有缺苗断垄现象。二是免间苗。通过精量播种技术,一般不用再间苗,省去了最费人工的环节。三是免除草。地膜覆盖后,不用除草,省去了费人工的除草农活。四是能渗水。渗水地膜覆盖后,雨水能流入膜内为苗子所用,这在干旱的丘陵山区作用是明显的。五是能增产。地膜有增温保墒作用,增量效果显著,可增产20%~30%。现将无公害谷子渗水地膜覆盖穴播机械化生产技术总结如下。
1 选地倒茬与精细整地
无公害谷子栽培要求具有较高有机质含量、农药残留量低、排水良好、保水保肥、地势高燥、阳光充足的砂壤土最好,要远离污染源。应选择土层深厚、结构良好、质地松软的土壤,如壤土、砂质壤土或黏质壤土等。谷子不宜连作重茬,且连茬容易消耗土壤养分,往往引起病害发生。重茬谷子病虫害严重,如白发病、黑穗病、谷瘟及钻心虫等危害严重。因此,谷地应轮作倒茬,前茬最好是绿肥、豆类,其次是高粱、甘薯、马铃薯、玉米等茬口。播种前要精细整地时,要求土地平整,上虚下实,田间无较大的残株、残茬,无大土块和暗坷垃,避免扎破地膜、也利于保墒、防旱、保全苗[1]。
2 品种选择
选择适合当地栽培,具有优质、高产、抗病虫、抗逆性强、适应性广的品种,如张杂谷五号、张杂谷十号、晋谷21号等。要求籽粒饱满,发芽率不低于85%,纯度和净度要达到94%,含水率不高于14%。
3 适期播种
俗话说:“谷收三期”,是指播种期、抽穗期、成熟期。晋谷21号播种时间在5月中旬,留苗约37.5万株/hm2以上;张杂谷5号、张杂谷10号在5月下旬播种,留苗15万株/hm2以上。选用渗水地膜和2MB-1/4铺膜播种机,播种深度约3 cm[2]。地膜谷子采用穴播,是先覆膜后播种,采用平垄种植,一膜4行,行距43 cm,穴距为20 cm,留穴为10.5万穴/hm2。渗水地膜选用宽1 650 mm、厚0.006~0.008 mm,用量45 kg/hm2,垄面要平直,覆膜要拉紧、无皱褶,膜两边用土压实,每边压土不超过10 cm,膜上每隔2~3 m压1个土腰带,以防风揭地膜[3]。
4 田间管理
播前做好整地保墒,播后适时镇压。谷子机械穴播有时会出现下种不匀和鸭嘴下种器堵塞现象,所以出苗后要及时人工补苗,并人工辅助放苗,发现缺苗断垄可补种或移栽[4]。谷子属于耐瘠薄作物,但要获得较高的产量,必须满足谷子对养分需要。一般施有机肥45 t/hm2以上,尿素225 kg/hm2,磷酸二铵150 kg/hm2,硫酸钾45 kg/hm2。有灌溉条件的地区拔节后至抽穗期浇1次水,浇水时顺垄撒施尿素225 kg/hm2。后期管理上,可用尿素2.25 kg/hm2+磷酸二氢钾1.5 kg/hm2+硼酸1.5 kg/hm2,加水750 kg/hm2,在扬花后至灌浆初期,均匀喷于叶面,延长叶片功能期。
5 病虫害防治
主要病虫害有谷瘟病、白发病等真细菌病害以及黏虫、蚜虫、粟凹胫跳甲、粟灰螟等虫害。坚持“绿色防控为主,化学防治为辅”的原则,主要措施有合理轮作倒茬、清理根茬杂草、培育壮苗排除病株、合理化学农药防治。在化学防治方面,谷子白发病、黑穗病要采用种衣剂包衣的种子。地下害虫可用辛硫磷或菊酯类农药于播种前随播种施入土中或播种后地面撒毒铒进行防治。防治粟灰螟、谷跳甲、粟穗螟等于拔节期间可用辛硫磷、敌百虫、溴氰菊酯等进行叶面喷施或叶心撒毒土防治。
6 及时收获
谷子籽粒变硬,颖壳变为黄色时是谷子的收获适期,应及早收获。
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水生植物生物接触氧化池小流域污水处理
一、实地考察与调研分析
(一)实地调研开封市水质情况并进行数据分析
2014年7月5日至15日,采集开封不同种类水样,采样时严格遵循采样规范。每日水样即时分析,需要存放的均按不同分析项目,加入一定的保存剂,并于特定的地方、特定的温度下进行保存。检验时,先往洗净的采样器中注满纯水,经放置24小时后,将纯水作为水样进行检测,若有待测物质检出时,容器重新洗涤。除每日分析所需的水样外,其余水样均作了封存,以备分析出现问题时,重新操作时使用。本次检测包含了饮用水,景观水,井水,农业用水,测得了总氮,总磷,COD,BOD等值。
(二)采集数据调研分析开封市水质情况
开封市工业废水处理率低,仅占全市废水总量的11.5%;工厂排放的废水达标率也低,仅占总量的12.6%,绝大部分废水未经处理直接排入到附近的河道中,造成地面水严重污染。除黑池和柳池作为饮用水源加以保护外,其余的均受到不同程度的污染。开封市地下水也已受到了不同程度的污染,尤其是浅层和中深层。
根据开封市多年平均水资源总量和供水总量的分析结果,计算出全市水资源的开发利用程度,具体分析结果见下表。
二、城镇污水处理厂区内创新改革实践项目
(一)改良污水处理工艺
目前污水处理化学工艺,主要包括预处理装置、混凝气浮池、生物接触氧化池和二次沉淀池。这些反应池对于污水处理成效起着决定性作用,因此,应首先对这些反应池进行改革,提升它们的反应效率和净化效果。
(二)创新污水处理技术
本研究采用了新型气浮系统。该污水处理装置在传统的加压溶气气浮工艺技术的基础上,充分吸收和发展国内外溶气和释气研究的新技术,经过流体力学等理论分析和实践创新,开发出高溶气量新型气浮系统,由该系统已经衍生研发出其他类的产品(专利号:ZL201220694868.2)。新型气浮系统在低压情况下运行,溶气量高、释放效果好,气泡为微纳米级,由于气泡尺寸较小,不受空气在水中饱和溶解度的影响,不受温度、压力等外部条件限制,极大提高了气浮的效率。不需要填料,能耗低,而且占地面积小,其溶气罐体积仅为传统溶气罐体积的20%。
三、创新设计城镇小流域水生植物净化池处理水污染问题
(一)水生植物修复富营养化水体的应用
A/O生物滤池采用SNP特种悬浮型生物填料,系统污泥浓度高,停留时间短;厌氧生物滤池:能耗低,为活性污泥法的十分之一,产泥量很少;好氧生物滤池:停留时间短,保证出水达标;所有设备可以采用利浦罐或拼装钢结构,具有施工周期短,投资低,占地节约,外观美观的特点;处理效果好,运行稳定,占地较小,操作管理简单,运行灵活性强;低投资,低运行费,尤其适合于规模低于2000~10000吨/日以下的小城镇污水处理厂;维修检修工作量低,需要运行操作人员的要求相对也较低。
(二)水生植物的净化效果
(三)优势与不足
利用水生植物净化污水具有以下优点:成本低,能耗小,对环境扰动小,植物资源可回收再利用,并获得一定经济效益,具有较高美化环境价值,利于整体生态环境的改善。对于包括我国在内的发展中国家,
环境污染和生态破坏都很严重,而环保投入又有限,水生植物净化技术将是一种很好的污染治理手段。我国河湖水面宽广,利用水生植物的自然条件比较好。如能因地制宜,发展以水生维管束植物为核心的净化系统,在污水处理过程中利用从污水资源转化而来的生物能源和资源,将是非常有意义的。
但是,它也有很多不足之处:植物系统易遭虫害,应注意防虫;植物的枯枝败叶易造成营养释放,需要及时清理;植物净化系统一般占地面积较大;容易遭受外来物种入侵。
四、结论
根据以上分析来说,改进化学工艺,利用水生植物的吸附和微生物治理污水是新颖的环保的但是目前还未大量普及的治理方法,价格低廉,效果显著,并且环保,是可持续环境友好型的治理方法,在不久的将来在政府的大力支持下,人类的观念改变下,一定可以广泛应用到实际生活中,成为主流的净化水的方法。也许将来这些形成系统的净化理论模型可以被推广到全国范围内的城镇当中,成为每一个利用城市内流河和人工湖改善调节城镇气候行之有效的理论依据。参考文献:
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[3]方芳.缺氧生物滤池处理城市污水模型与仿真.
【关键词】社会服务能力,教学改革,校企合作
黑龙江生物科技职业学院水产养殖技术专业是中央财政支持高等职业学校提升专业服务能力项目建设专业,在通过两年的建设,深化专业教学改革,2013年顺利通过验收,本文对建设内容进行总结。
一、推进校企合作,创新校企合作机制
充分发挥以企业专家为主体(占70%以上)的专业建设委员会作用,与企业共同制订人才培养方案、教学大纲、实训实习指导、成绩考核办法等教学文件的制订,并针对行业发展态势及时对内容做出调整与修改,实现教学要求与企业岗位技能要求的对接。以“养鱼生产全过程实习”为主线,把课堂搬到生产车间,实现教学过程与企业生产过程的紧密结合。企业兼职教师参与实践教学,专任教师参与企业生产经营,专兼教师优势互补,将既保证学生的教学质量,又提升了教学团队的整体素质。学院与知名企业订单培养协议,进一步深化校企合作形式,校企双方以“职业人”的标准共同培养学生,同时促进艰苦行业招生难问题与招考办法的改革,现水产养殖技术专业与15家企业签订订单协议,订单培养人数占在校生的90.5%。
二、课程体系与教学内容改革
以水产养殖生产岗位需求为出发点,以职业综合能力培养为核心,以养鱼生产过程为主线,以培养出高端技能型人才为目标,实现课程内容与职业标准的对接,教学过程与生产过程的对接,中职与高职教育的衔接。以校企合作共建优质核心课程建设内涵,丰富教学资源库、建立课程评价体系。
1.调查职业岗位,确定培养目标。我们采取走访,专业建设委员会研讨等形式到企业对水产养殖岗位进行调查,与行业、企业合作,一起分析典型工作任务,归纳行动领域,构建出学习领域(课程)。以培养出水产养殖技术高技能人才为目标,建立突出方法能力、专业能力、社会能力等职业能力培养的课程标准,规范课程教学的基本要求,提高课程教学质量。
2.确定设计思路,明确教学改革方向。以水产养殖生产岗位需求为出发点,以职业综合能力培养为核心,以鱼类养殖生产过程为导向,以我院“培养态度好、知识新、技能强的实用型人才”的办学理念为指导,以“校企合作、工学结合”为主要途径,以产业发展趋势和行业动态为依托,实现校企共育的人才培养模式。准确定位课程建设与改革方向,以实现课程内容生产任务的系统化,教学实施的教学做一体化,采取灵活多样的教学方法,建立公开立体的课程考核体系,专兼结合的教师队伍结构合理性,使教学条件的功能完善,达到社会认可的教学效果。
3.工作过程为导向,设计课程教学内容。水产养殖技术专业课程教学内容的设计,以养鱼生产过程为主线,根据工作过程所涉及的主要技术点,通过《池塘养鱼》、《海水养殖技术》、《集约化鱼类养殖技术》3项综合技术和《水产动物病防治技术》、《水体化学分析技术》、《生物饵料培养》、《渔用饲料》、《鱼类学》、《鱼类繁育技术》、《捕捞技术》7个专项技术实现培养水产动物疾病防治员、生物饵料培养工、苗种繁育工、成鱼饲养工4个职业工种职业人的水产养殖技术专业课程改造。
三、转变培养方式,学生的角色发生变化
在“养鱼生产全过程实习”工学结合人才培养模式中,学生要进行为期一年的养鱼生产全过程实习,实习中学生的学习角色发生了根本性变化,学生不仅仅是一个学习者,还是一个生产者、管理者、经营者。因此,由原来被动地学习变成了主动地学习;由原来的教师灌输性地学习,变为学生创造性地学习;由原来死记硬背变为操作式学习、讨论式学习、对比式学习、案例式学习。通过培养方式的改变使学生真正地学会了如何学习。
利用现代教学技术手段的应用,培养学生自主学生的能力。采用多媒体技术、网络技术和传统板书相结合的教学手段,展现“立体化”的教学内容,形象生动。建立课程的教学课件教学录像、动画资源、DV库、试题库、水产行业标准、文件法规等网络资源,为教师和学生提供一个网上师生互动,辅助学习课堂,有效激发了学生的学习兴趣,提高教学效果。
四、建设教学团队,合理规划教师职业发展
以鱼类养殖技术国家级教学团队、水产养殖专业省级教学团队为引领,专业带头人、骨干教师、青年教师分层次、分阶段制定培养计划,送专业带头人、骨干教师参加境内外培训学习,学习先进的职业教育理论与办学经验,引领教师进行教学改革,创新办学机制。青年教师加强业务学习,注重双师素质培养,每年至少2个月到企业实践锻炼,提高实践动手能力。现水产养殖技术专业专任教师双师素质达100%。聘请行业专家和企业技术能手担任兼职教师,完成生产实践授课等,兼职教师注意教学理论的培训,提高教学业务水平,形成“校企融合、专兼协作、分工配合、优势互补”的教学团队。
五、社会服务能力建设
在黑龙江生物科技职业学院校园网的基础上,优化网络结构。搭建现代水产业信息和服务平台,提供在线学习、远程培训、在线交流、企业信息、对外宣传、员工培训等服务,提升对外服务能力,促进行业经济发展。学院投入资金加大宽带带宽,设立课程建设独立服务器,购买摄像机、编辑机等实现教学录像的自录及编辑能力,现已完成《池塘养鱼》全部课程授课录像,实现网络学习。
关键词:翻转课堂;生物化学教学;教学模式
引言
现阶段,我国医学高职高专院校的生物化学教学仍然采用的是传统的教学模式,而这一教学模式在经过多年实践应用后已经显示出了较多不足,已经不能较好的满足当前阶段的教学需求,因此必须对其展开深入探究[1]。翻转课堂是近年来新兴发展的一种教学模式,在多个学科的改革发展中得到了重要应用,而在高职高专医药类生物化学学科教学模式的改革与发展中,翻转课堂教学模式也显现出了重要的应用价值,本文就针对这一问题展开了深入研究,希望能够对翻转课堂在医药类生物化学教学中的应用提供一定的参考意见。
一、传统教学模式在医药类生物化学教学中存在的不足
现阶段医学高职高专院校的生物化学教学采用的仍然是传统的教学模式,即教师课堂上教授知识、课堂下学生通过作业与实践操作对知识进行消化的传统教学模式,这种教学方式具有较强的知识传递性,同时在集体化教学中也具有较大优势,因此在高职高专院校教学中得到了广泛应用。但随着现代化教学理念的不断发展,其弊端也逐渐显露出来:首先,高职高专院校对生物化学课时的安排较少,而这类专业理论性较强,因此对于学生而言学习难度较大;其次,教学形式较为单一,不利于学生专业能力的培养;同时传统教学模式对信息化学习资源的利用率较低,师生之间的互动较少,也无法有效提升学生的自主学习与独立思考能力[2]。
二、翻转课堂在高职高专医药类生物化学教学中的应用
(一)翻转课堂教学模式概述
翻转课堂教学模式是一类将知识传授与知识内化过程进行颠倒安排的教学模式,学生能够借助互联网信息技术在课后完成知识的学习过程,学生通过观看网络视频与课件等能够自行完成知识传授,而在课堂上则可以通过小组讨论、案例分析以及师生讨论等方式完成知识的内化过程。这种教学环节的重新安排,能够使学生成为课堂学习的主体,而老师则从原来的知识传授者转化为学生学习的引导者,通过这种教学方式,能够有效提高课堂教学效率,对于学生自主学习能力、信息获取与筛选能力的提升都有着重要意义,因此在近年来在多个学科教学模式的改革与创新中都得到了广泛应用。
(二)高职高专医药类生物化学教学中翻转课堂的构建
在医学高职高专生物化学教学中构建翻转课堂需要从以下几个方面进行:①课前教学设计,首先是进行学习资源的准备,教师在课前教学时可以针对学生的自主学习需求制定合理的导学案,帮助学生更加有效的进行自主学习,而在进行导学案的制作时,教师需要重视将知识体系分解为一系列的知识模块,从而能够帮助学生更加容易理解教学内容;其次从是展开针对性的练习,在每个教学模块结束后,教师都可以根据教学进度制定合理的测试题目,帮助学生进行知识的巩固;同时,教师还应充分重视交流反馈工作,通过微信、QQ等交流平台与同学进行互动交流,从而实现及时的互动解答与信息反馈[3]。②课堂活动设计,具体包括以下三个方面:一是确定教学问题,教师需要根据学生在学习过程中的疑问点列出具有针对性与代表性的题目,让学生通过分组讨论自主找出解决问题的方法;二是PBL教学法,即以问题为基础的学习,由于生物化学课程知识点较多,因此教师需要在课程学习结束后对课程中的重难点进行梳理在于总结,从而作为课堂讨论学习的有益补充,帮助学生构建一个完善的知识体系;三是案例教学法,在知识点梳理结束后,教师可以选取具有代表性的案例在课堂中进行展示与讨论,从而加深学生对于知识点的理解与运用。③教学效果评价,借助翻转课堂教学模式,教师可以对学生展开更加全面的教学效果评价,包括课前自学评价、课堂参与评价以及考试结果评价,这种全方位的评价方式能够有效提高教学效果评价的客观性与真实性。
(三)应用翻转课堂教学模式的注意问题
在应用翻转课堂教学模式时,教师必须充分重视以下几类问题:一是对课前教学的有效管理问题,教师必须重视对学生课前学习的有效管理,通过对学生课前针对性练习进行考核评价等方式,在学习的自主学习中加入一定的强制性,从而有效督促学生根据导学案展开有效的自主学习;二是充分利用信息化平台,在线信息化教学平台为教师与学生提供了一个极为便利的教学互动平台,教师可以借助平台布置学习任务、教学通知以及提供教学资源等,合理利用信息化平台能够显著提高教学效率;三是设计合理的教学活动,在翻转课堂的实践应用过程中,教师必须根据教学目标、学生实际发展水平等因素制定合理的教学导学案、课件以及课堂教学视频等,从而不仅提高教学水平,还能够有效调动学生的学习积极性[4]。
结论
本文首先分析了传统教学模式在医药类生物化学教学中存在的不足,然后对近年来新兴的翻转课堂教学模式进行了概述,并探究了在高职高专医药类生物化学教学中翻转课堂的构建,从课前教学设计、课堂活动设计以及教学效果评价这三个方面进行了分析,同时也对应用翻转课堂教学模式的相关注意问题进行了探究。希望本文对翻转课堂教学模式的分析,能够对提高高职高专医药类生物化学教学水平提供一定的帮助。
参考文献:
[1]梁树才,陈娇,常陆林.翻转课堂在医学高职高专生物化学教学中的应用与评价[J].卫生职业教育,2016,05:45-46.
[2]李庆华,刘玉莲,纪朋艳,方青.在医学生物化学实验教学中应用翻转课堂的探索[J].吉林医药学院学报,2016,03:235-236.
[3]刘小香,孙爱华,王黎芳,杜蓬,陈文虎.翻转课堂教学模式在医学高职高专生物化学教学中的应用探讨[J].教育教学论坛,2015,28:227-228.
P键词:医学生物化学;E-learning平台;辅助教学;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)19-0211-02
医学生物化学是医学专业学生的一门重要的基础课程,在医学教育中起着承前启后的作用,是联系基础与临床的桥梁;目前医学生物化学多采用多媒体教学模式,这种教学模式中,教师多采用灌输式的方法,将基本理论教授给学生;学生始终处于被动的学习地位,缺乏和教师的互动,只能被动地接受讲课内容,而不会想到如何主动的去思考和运用所学的知识;再加上这门学科的相关研究进展更新速度快,相关新理论和新技术也日益更新,仅仅依赖于传统课堂教学不能取得较好的教学效果[1]。
为了提高生物化学的学习效果,我国的医学生物化学教育工作者在教学方法和教学方式上,仍在不断探索;E-learning网络课程平台辅助教学就是其中的一种很有效的方法,它以直观、生动的形式将医学生物化学中抽象、复杂的内容呈现出来,弥补传统课堂教学节奏快、师生互动少、理论与临床脱节等缺憾,E-learning辅助教学已经成为传统教学的重要组成部分,逐渐融入日常教学中[2]。
一、E-learning概述
E-Learning是通过因特网等数字化内容进行学习与教学的活动,是一种全新的“以学习者为中心”的学习方式,它改变了传统教学的教学结构和教育本质,是提高教学质量和效率的有效手段之一[3]。
(一)E-learning的学习模式
E-learning是一个学习管理系统,用来管理学生自主学习的完成情况和提高学习的效率,其基本的学习模式是任何人(anyone)在任何时间(anytime)、任何地点(anywhere)学习任何内容(anything)的个性化的4A学习模式[4]。
(二)E-learning的特点
E-learning是一种全新的教学模式和教学理念,它具有很多自身的特点。
1.灵活自主的学习模式。E-learning教学模式中教与学在时间上是相互独立的、分开的,学习主动权在学生手中,学生可以根据自己的需要选择学习内容、学习进度和学习的时间;实现学生自由、自主、自助式的学习。
2.丰富的教学资源。E-learning网络平台具有丰富的教学资源。E-learning网络平台的资源往往集一个学系或者单位所有老师的资源和智慧,这比传统的教学模式中一个班的学生只面对一个老师所获得的资源和知识多得多;同时E-learning网络平台也可以整合和共享其他医学院校的教学资源,共享优秀的网络课程,进一步地丰富和完备教学资源,这些都为学生提供了丰富的教学资源[5]。
3.较低的教育成本投入。我国的高等教育投入产出比率较低,各种硬件设施的广泛性建设消耗了大量资金,但是对于提高教学效果作用不显著。E-learning网络平台不需要建设大量的教室等硬件设施,相对投入较少,将网络平台建好后,除了后期的更新和维护外,基本上不需要花费额外的人力、财力和物力;同时E-learning网路平台也可以直接共享其他兄弟院校和国外院校的优秀资源,以较少的投入实现与国内外名校的互动互联。
二、E-learning对医学生物化学教学的促进作用
(一)E-learning能极大激发学生的学习兴趣
E-learning教学通过多媒体技术把医学生物化学中的一些比较难以理解的知识通过图片、动画或者视频等形式表现出来,有效克服了传统医学生物化学教学的抽象和枯燥等弊端,使理论教学变得生动、准确、易于理解,有助于提高学生获取知识的兴趣,增强学习的积极性和主动性。同时通过网络平台的互动栏目,学生可以随时向老师提出自己对于知识点的疑问,解决上课时遗留下来的问题,及时解决自己的疑惑。这样一种以教师为主导、学生为主体的教学模式,能够增强学生参与的主动性,积极发挥学生的学习积极性,激发了学生学习医学生物化学的学习兴趣,是提高课堂教学效率的重要途径。
(二)E-learning有利于知识的巩固和加深
知识的牢固掌握在于不断地复习和巩固,E-learning为学习者提供了一种全新的学习模式,学生可以根据自身的特点和自主选择4A的学习模式,有效提高对遗忘知识点重拾的速度和质量。同时E-learning可以建立探索式学习环境,让学生主动参与教学环境,帮助学生系统、连续、反复回顾所学知识点,不断地巩固、加深,最终变成自己的东西。
(三)E-learning可提高学生分析解决问题的能力
医学专业的学生毕业后所从事的职业主要是为患者服务,因此需要培养学生将所学的理论知识应用于临床实际,在E-learning教学中,授课老师可以将理论知识相关的临床疾病资料上传到网络平台上,供大家学习和讨论;同时我们也制做了一些相关的视频来解释理论知识和临床的疾病,比如本学系制作的酶原的激活与急性胰腺炎的视频,就把酶活的概念和临床上急性胰腺炎等病症结合在一起,通过这些资料和视频,学生提升了理论联系实际临床病例的能力,为将来的就业奠定了坚实的基础。
三、展望
E-learning与传统课堂教学相结合是一种全新的尝试,利用课程相关的E-learning平台不仅为学习者提供了一种全新的学习模式,也为医学生的终生学习提供了一个良好的学习平台和环境,基于E-learning的医学生物化学教学改革,有助于学生树立将医学基础知识之间、医学基础学科与临床实践相结合的意识,达到培养高素质临床医师的目的。
参考文献:
[1]涂硕,黄春洪,揭克敏.提高本科医学生物化学教学质量的策略探讨[J].教育教学论坛,2013,(3):71-72.
[2]Ruiz,J.G.,M.J.Mintzer,R.M.Leipzig.The impact of e-learning in medical education[J].Academic Medicine,2006,81(3):207-212.
[3]Cross,J.,An informal history of e-Learning[J].On the Horizon,2004,12(3):103-110.
[4]_忠民,陈楚君.E-Learning定义与特征研究[J].外语教学,2005,(03):60-64.
[5]刘倩倩.浅析E-Learning在研究性学习中的应用[J].现代教育科学,2010,(02):64-65,103.
Preliminary Application of E-learning in Biochemistry Teaching of Medical Schools
ZHANG Wei,LIN Hai-yan,CHEN Yuan-yuan,YUAN Li
(Department of Biochemistry and Molecular Biology,School of Basic Medical Sciences,Nanjing Medical University,Nanjing,Jiangsu 211166,China)
关键词:“导学案”教学法;生物化学;护理专业
G642
医学生物化学是基于分子水平探索正常情况下以人体多种生物大分子结构与功能、物质代谢过程及调节规律为主的一门学科。作为后续医学课程的基础必修课,医学生物化学发挥了重要的作用。其内容同时涉及许多临床常见疾病的生化发生机制,如镰刀型红细胞贫血症、糖尿病酮症酸中毒、痛风、黄疸等。这些疾病的发生、发展、诊断及治疗都与生物化学息息相关;此外,临床护理工作中的许多过程也与生物化学知识密切相关,如消毒灭菌、温度计中汞的不可逆抑制作用等,因此掌握必要的生化知识对现代医学生来说具有重要的实际意义。近年来,我校大专护理专业采取文理兼招的方式,且以文科生居多,文理生合班的方式授课。由于医学生物化学本身涉及无机化学、有机化学等化学反应方程式,不仅内容较多,繁琐,抽象,且缺乏直观性,学生不易理解。传统的授课方式使许多学生在学习上出现了严重的分化,甚至使部分学生产生了对生化的厌学情绪。如何紧跟时代的要求,对接护理专业的岗位需求,选择一种或多种适当的教学方法相融合,是目前生化教学过程中亟待解决的问题。现将我校14级护理专业生物化学(何旭辉主编)“第六章生物氧化”教学过程简介如下:
一、学情分析
14级护理专业10班共40人,均为高中起点,其中文科生30人,理科生10人。文科生所占比例为75%,大部分同学不具备相应的有机化学和无机化学基础知识,并且部分学生习惯被动学习,欠缺自主学习及将知识融会贯通的能力。但是同学们的学习热情比较高,对新知识的渴望比较强烈,如果采用传统的教学方法,将会使大部分学生陷入学习枯燥乏味-厌倦学习-成绩下滑的恶性学习链中。正确分析学生情况,抓住学生学习的特点,在课堂教学中加以取长补短,充分发挥学生的优势,培养其积极性等,是以“导学案”为主的课堂教学顺利实施的前提。
二、课前准备
(一)教学目标和教学重难点的确定
结合教学大纲和学情分析,经过教研室老师们的认真分析讨论,确定了本次课的学习目标,包括三个方面,1.专业目标:通过自主学习,能理解并清晰的说出体内水和ATP是如何生成的;2.方法目标:培养学生自主学习和分析处理问题的综合能力;3.社会目标:培养学生良好的沟通交流、组织协调、团结合作解决问题的能力。同时,确定了本次课的教学重难点,其中教学重点包括2个方面,1.生物氧化过程中水是如何生成的?(电子呼吸链)2.生物氧化过程中ATP是如何产生的?(氧化磷酸化);教学难点包括3个方面,1.呼吸链的概念、组成及各成分的排列顺序;2.氧化磷酸化的概念;3.影响氧化磷酸化的因素。
(二)学习材料的准备
确定完学习目标和教学重难点后,我们对教材内容进行了整合,如将水的生成过程和ATP的氧化磷酸化生成方式结合在一起,以思维导图的方式制作成学习材料,符合学生的思维习惯,学生在自主学习时一目了然。我们总共制作了3个学习材料,学习材料1生物氧化的概述,内容包括生物氧化的概念、场所、特点、参加生物氧化的酶或辅助因子及生物氧化的意义;学习材料2呼吸链,包括呼吸链的定义、组成、ATP的生成、影响氧化磷酸化的因素等;学习材料3结合护理专业岗位需求及教学的难点,我们设计了对苦杏仁中毒病人的护理的学材。
(三)微课视频的录制
微课视频能督促学生进行课前预习,更好的熟悉教学相关内容。生物氧化这一章的内容较难,既承接了第五章酶的内容,又是后面糖类、脂类、蛋白质三大营养物质代谢学习的基础,因此为了同学们能更好的掌握相关知识,我们将水的生成过程和ATP的生成过程制作成了微课视l,学生可以利用自己的课余时间随时随地学习,减轻了学生的学习负担,增加了学生学习的兴趣和积极性。
根据“导学案”的五步三查法,本次课分为了三个阶段。
(一)一查:1.教师复习2个与上节课相关的内容,此内容又与本节课密切相关;2.以新闻上某夫妻发生CO中毒的视频导入新课,激发学生对本次课的学习兴趣,在观看视频的同时,教师提出问题,“视频中老夫妻为什么会发生CO中毒?CO中毒的生化原因是什么?”看完视频后学生能很快回答第一个问题,但是对于第二个问题大部分学生却表现出茫然的表情。此时,教师激励大家带着问题进入新课的学习,课堂气氛又随之活跃起来。教师随后展示学习目标和教学重难点;3.教师通过检查基础检测题,及时把握学生完成自主学习的情况。
(三)二查(小展示):考察学生将所学知识灵活运用的能力。教师给出2道任务题,要求组长带领本组成员完成展示前的准备,分配好展示任务;同时,全体组员积极参与,为随机抽查回答问题及角色扮演做好准备。
(三)展示:被随机抽到的小组进行答题展示(使用粘贴板),同时按要求进行角色扮演。通过学生展示,学生互评,学生补充,教师点评,课堂气氛进入。这一过程充分体现了学生的主体作用和教师的主导作用,展示课堂教学中的“学中做,做中学”的教学理念。
以导学案为主,辅以多种教学方法的授课形式有别于传统的授课,充分发挥“以学生为主体,教师为引导”的授课理念,通过这种方式,本堂课取得了良好的效果。主要表现在以下几个方面:(1)通过自主学习、课堂检查纠错、教师归纳总结,同学们很好的达成了专业目标;(2)由“一个人学”过渡到“两两对学”和“小组群学”,不仅提高了同学们自主学习的能力,同时也提高了同学们与他人交流合作共同解决问题的能力;(3)教师真正走进了学生中间,增加了与学生交流沟通的机会,能及时的把握学生易出错的地方。
五、展望
生物化学作为医学课程的重要基础课,起着承前启后的作用。“导学案”教学法只是众多教学方法中的一种,有其优势但也存在一定的不足。如何将多种教学方法融入其中,提高教学质量,增强学生的学习兴趣,是生物化学教师时刻思考的问题。结合护理专业的岗位需求以及学生的特点,不断地改进教学方法和教学内容,更新教育教学观念,培养出综合素质强,动手能力强的应用型人才。
参考文献:
[1] 张海龙.高中数学实施导学案构建高效课堂的实践与研究.理论与实践[J],2016,(3):87.
关键词:生物科学;核心课程;逻辑关系
中图分类号:G633.91
文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)21-0130-03
1 引言
生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学是生物科学专业的核心课程,由于它们相互联系,交叉渗透,因此存在逻辑关系不清,课程内容重叠较多等问题,例如原核生物和真核生物基因表达调控在生物化学、细胞生物学、分子生物学都有介绍,基因工程原理在分子生物学、基因工程学中都有介绍,导致教师教学内容难以起舍,课程顺序难以安排。要理顺生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学的逻辑关系,确定各课程教学内容和教学顺序,必须把其定义,研究内容,发展历史动态结合起来。
2 生物科学专业核心课程概述
2.1 生物化学
生物化学是运用化学的理论和方法研究生物分子结构与功能、物质代谢及遗传信息传递与调控规律的科学。
生物化学是生命科学中最古老的学科之一。 随着生命科学的发展,各学科相互渗透。18世纪,一些从事化学研究的科学家转向生物领域,为生物化学的诞生播下了种子。19世纪末,生物化学从生理化学中独立。20世纪中后期又从生物化学分离出部分内容与遗传学部分内容结合为分子生物学,然后,分子生物学基因操作部分独立出来,形成基因工程学。
1920年以前,生物化学研究内容以分析生物体的化学组成、性质和含量为主,称为静态生物化学时期。
1920年-1950年,随着同位素示踪技术、色谱技术等物理学手段的广泛应用,生物化学从单纯的组成分析深入到物质代谢、能量转化,如:光合作用、生物氧化、糖、脂肪、蛋白质代谢等领域。这是生物化学飞速发展的时期,称为动态生物化学时期。
1950年以后,蛋白质化学和和核酸化学进展迅速,生物化学进入了分子生物学时期。分子生物学的发展揭示了生命本质的高度有序性和一致性,是人类在认识的巨大飞跃。根据生物化学的定义和历史,生物化学研究的内容包括以下几个方面。
2.1.1 生物的物质组成
生物是由一定的物质按特定的方式组成的,直到今天,新物质仍不断被发现。如陆续发现的干扰素、环核苷一磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等都具有重要的生物学功能。另一方面,早已熟知的化合物也发现了新的功能,如20世纪50年代才知道肉碱是一种生长因子,而到60年代又发现其是生物氧化的载体。
2.1.2 物质代谢
生物体内绝大部分物质代谢是在酶催化下进行的,具有高度自动调节能力。一个小小的细胞内,有近2000种酶,在同一时间内,催化各种不同的化学反应。这些化学反应互不干扰,有条不紊地进行。表明生物体内的物质代谢有精确的调节控制系统。
2.1.3 结构与功能
生物大分子的功能与其特定的结构有密切关系。如酶的活性中心的结构决定其催化活性及其特异性;变构酶的活性还与其催化的代谢终末产物的结构有关。
核酸中核苷酸排列顺序的不同,其结构就不同,所含遗传信息不同。这些不同的构象对基因的表达具有调控作用。
生物体的糖包括多糖、寡糖和单糖。由于多糖链结构复杂,具有很大的信息容量,对于细胞专一地识别、相互作用具有重要作用。糖类将与蛋白质、核酸并列成为生物化学的主要研究对象。
在生物化学中,有关结构与功能关系的研究才仅仅开始,尚待大力研究的问题很多,其中重大的有:亚细胞结构中生物大分子间的结合,细胞的相互识别、细胞的接触抑制、细胞间的粘合、抗原与抗体的作用、激素、神经介质与其受体的相互作用等。
2.1.4 繁殖与遗传
生物典型特点是具有繁殖与遗传特性。基因是DNA分子中的一段核苷酸序列,现在DNA分子的核苷酸序列已不难测得,不但能在分子水平上研究遗传,而且还可能改变遗传,从而派生出基因工程学。
2.2 细胞生物学
细胞生物学是从显微水平、亚显微水平和分子水平研究细胞的结构及其生命活动规律的科学。
过去,细胞生物学主要是在光学显微镜下对细胞的形态结构和生活史进行研究,称为细胞学。20 世纪 50 年代以来,由于电子显微镜、放射性同位素、细胞结构组分分离技术、细胞培养等技术的广泛应用,特别是分子生物学的兴起,使细胞生物学研究的广度和深度都有迅猛发展,从宏观到微观、从平面到立体、从定性到定量、从分析到综合;从细胞、亚细胞、分子三个水平研究细胞的结构与功能、分裂与分化、衰老与死亡等生命活动规律及其调控机制,细胞与细胞、细胞与环境之间的相互关系。使原来以形态结构研究为主的细胞学转变成以生理功能研究为主、将结构与功能紧密结合起来的细胞生物学。由于细胞生物学在分子水平上的研究工作取得了深入的进展,因此细胞生物学又称为细胞分子生物学。细胞生物学研究内容如下。
2.2.1 细胞社会学
细胞社会学是细胞生物学中的一个新的领域。它是以系统论的观点研究细胞群体中细胞间的相互关系、细胞群体的社会行为;细胞识别、通讯、相互作用;整体和细胞群对细胞的生长、分化、形态发生和器官形成等活动的调控;细胞外环境对细胞的影响。
2.2.2 细胞的增殖、生长、分化与调控
研究细胞增殖、生长、分化及其调控机制,不仅是控制生物生长和发育的基础,而且是研究细胞癌变和逆转的重要途径。
2.2.3 细胞遗传学
细胞遗传学从细胞学角度来研究染色体的结构和行为以及染色体与细胞器的关系,从而探讨遗传与变异的机制等。
2.2.4 细胞化学
细胞化学:用切片或分离细胞成分,对单个细胞或细胞各个部分进行定性和定量的化学分析,研究细胞结构、化学成分的定位、分布及其生理功能。
2.2.5 分子细胞学
分子细胞学:从分子水平研究细胞与细胞器中蛋白质、核酸等大分子的组成、结构与功能及其遗传性状的表现和调控等,探讨细胞生命活动的分子机理。
2.3 遗传学
遗传学是研究生物遗传和变异规律的科学。孟德尔认为生物性状的遗传是受遗传因子控制的,并提出了遗传因子分离和自由组合的基本遗传规律。1900年,孟德尔的成果得到广泛重视,成为遗传学的基石。
20世纪初,利用光学显微镜发现了细胞有丝分裂和减数分裂过程中染色体及其行为,奠定了遗传的染色体理论基础。1910年左右,美国遗传学家摩尔根及其同事根据对普通果蝇的研究,提出了基因的连锁交换规律,并结合当时的细胞学成就,创立了以染色体遗传为核心的细胞遗传学。
遗传信息在分子水平上研究始于20世纪40年代。随着电子显微镜的发明,人们已能够直接观察遗传物质的结构及其在基因表达过程中的特征,使细胞遗传学的研究进入分子水平。
1953年,沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型,为进一步阐明DNA的结构、复制和遗传物质如何保持世代连续的问题奠定了基础,开创了分子遗传学这一新的学科领域。
遗传学研究的领域非常广泛,可划分成经典遗传学、细胞遗传学、分子遗传学和生统遗传学4个分支,各个分支领域相互联系、相互重叠、相互印证,组成了一个不可分割的整体。
经典遗传学研究从亲代到子代的遗传特性,包括遗传的分离规律;独立分配规律;连锁和交换遗传规律及机理;基因互作及其与环境的相互关系;性别决定与伴性遗传;基因及染色体变异;数量性状的特征及其多基因假说,近亲繁殖和杂种优势;细胞质遗传等。
细胞遗传学是通过细胞学手段对遗传物质进行研究。其内容包括细胞的结构和功能;染色体的形态结构;细胞的有丝分裂,减数分裂;配子的形成和受精。
分子遗传学是从分子的水平上研究遗传物质的结构及遗传信息的传递。内容包括DNA复制、转录和翻译,基因突变及修复,原核生物和真核基因表达与调控;基因、基因组及作图,遗传重组。
生统遗传学是用数理统计学方法来研究生物遗传变异规律的学科。根据研究的对象不同,又可分为数量遗传学和群体遗传学。前者研究生物体数量性状即由多基因控制的性状遗传规律,后者是研究基因频率在群体中的变化、群体的遗传结构和物种进化。
2.4 分子生物学
分子生物学是从分子水平研究核酸与蛋白质的结构与功能、遗传信息传递和调控,阐明生命本质的科学。
从19世纪后期到20世纪50年代初,确定了蛋白质是生命的主要物质基础,DNA是生物遗传的物质的载体,是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。
从20世纪50年代初到70年代初,是现代分子生物学的建立和发展阶段,1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型为现代分子生物学诞生的里程碑,确立了核酸作为遗传信息分子的结构基础,提出了硷基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式,为核酸与蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了最重要的基础。
70年代后,基因工程技术出现,人类进入认识生命本质并开始改造生命的发展阶段。
分子生物学原来是生物化学的一部分,因其太重要了,20世纪中后期从生物化学中分离出来并与遗传学结合,独立出来成为单独的学科,是生物化学的发展和延续。涉及的部分内容比生物化学更细致深入,并从整体上考虑。
分子生物学从蛋白质、核酸、基因及基因组结构开始,以中心法则为主线,阐述生物大分子在信息传导、基因表达调控中的相互作用和机理。主要内容包括蛋白质、核酸、基因和基因组的结构、DNA的复制、转录、转录后加工、基因突变与修复、蛋白质生物合成和翻译后加工、原核生物基因表达的调控、真核生物基因表达的调控。基因工程技术的原理和应用等。
2.5 基因工程学
20世纪70年代,随着 DNA的内部结构和遗传机制逐渐呈现在人们眼前,生物学家不再仅仅满足于探索、揭示生物遗传的秘密,而是开始设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。这就像工程设计,按照人类的需要(设计)把这种生物的某个“基因”与那种生物的某个“基因”进行“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物的工程技术被称为“基因工程”。
基因工程包括如下几个主要的内容:①目的基因的合成或提起分离。②载体的构建。③将载体转移到受体细胞并增殖。④重组DNA分子的受体细胞克隆筛选。⑤将目的基因克隆到表达载体上,导入寄主细胞,使之在新的遗传背景下实现功能表达,产生出人类所需要的物质。
3 课程间的逻辑关系,教学内容选择及课程顺序安排
从生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学的定义,研究内容,发展历史动态可知,各学科的逻辑关系是:理解细胞结构及功能需要一定的生物化学基础,理解遗传物质的结构和功能需要一定的细胞生物学基础,而分子生物学是生物化学、遗传学交叉融合的产物,研究核酸和蛋白质分子结构和功能以及相互关系,而各个分子不能孤立发挥作用,必须依赖于一定的细胞结构,因此,生物化学是细胞生物学的基础;细胞生物学是遗传学和分子生物学的基础。基因工程是利用分子生物学的理论和实验技术进行转基因操作的部分独立出来的,因此分子生物学是基因工程学的基础。所以,高校应按生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程的顺序安排课程教学最为合适。
由以上可知,由于历史的原因,生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程学相互联系,交叉渗透,研究内容重复较多。因此,本研究根据其定义、逻辑关系及发展历史,同时为编写教材和教学的方便,建议生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学教学内容如下。
(1)生物化学主要教学内容主要有:蛋白质化学、核酸化学;酶学基础;糖代谢与生物氧化;脂类代谢;蛋白质的分解代谢等内容。而将DNA复制、转录、翻译、突变、修复及原核生物和真核生物基因表达调控留在分子生物学讲授。
(2)细胞生物学的教学内容主要有:细胞的基本结构;细胞生物学研究方法;细胞膜的结构与功能及物质跨膜运输;细胞质基质与细胞内膜系统;细胞通讯与信号传递;线粒体和叶绿体;细胞核与染色体;细胞骨架;细胞增殖及其调控;细胞分化、衰老与凋亡。
(3)遗传学的教学内容主要有:遗传的分离规律;独立分配规律;连锁和交换遗传规律;基因互作及其与环境的关系;基因定位与连锁遗传图;性别决定与伴性遗传;基因及染色体变异;染色体畸变;数量性状的特征及其多基因假说;近亲繁殖和杂种优势;细胞质遗传;遗传重组。
(4)分子生物学的教学内容主要有:DNA的复制、转录、转录后加工、基因突变与修复、蛋白质生物合成和翻译后加工、原核生物基因表达的调控、真核生物基因表达的调控。
(5)基因工程学的主要教学内容有:基因工程技术的原理和应用等。
以上各门课的教学内容相对前述和我国现行教材的教学内容作了较大调整,例如;核酸和蛋白质的组成及结构只在生物化学中讲授,细胞信号传递只在细胞生物学中讲授,基因工程原理只在基因工程学中讲授,避免了课程内容的重复。
参考文献:
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关键词:生物化学;乳糖操纵子;教学设计
生物化学是从分子水平探讨生命现象本质的一门学科,也是医学、生物学、农学等学科科学研究的工具学科。该学科对于培养农林医药院校学生解决问题的能力和创新能力是至关重要的。然而,由于生物化学学科非常抽象,主要是阐述体内蛋白质、DNA和RNA以及其他分子的相互作用过程,导致学生很难理解,使得生物化学课程成为农林医药院校最难学、不及格比例最高的学科之一。尽管在当前的教学改革过程中,以PBL为主导的理学教学方式[1]和以任务驱动型教学为主导的实验教学方式[2]对于实现真正的“以学生为中心”教学理念提供了新的教学方法,但传统的由教师主导的讲授法授课模式仍然是无法替代的。因而如何在教学过程中激发学生学习兴趣,如何能够深入浅出的将复杂的机制通俗化,一直是生化教学老师不懈的追求。本文以较抽象的基因表达调控中的乳糖操纵子为例,从导课、授课、知识拓展、强化训练、小结5个环节阐述如何进行生物化学教学设计。
1设疑导课激发学生学习兴趣
由于乳糖操纵子内容非常枯燥,而且比较复杂,所以在教学过程中先给学生讲述一个现象(给出一张细菌生长曲线图):当培养基中同时含有葡萄糖和乳糖时,细菌的生长曲线不是大家熟悉的迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期,而是出现了2个对数生长期,中间有一个迟缓期。那么为什么会出现这种现象呢?接着给出一张细菌培养基中糖消耗曲线图,学生就会分析发现第一个对数生长期主要是培养基中的葡萄糖被消耗了,而第二个对数期是乳糖被消耗了。那么为什么葡萄糖和乳糖分别在第一个和第二个细菌生长对数期会被消耗呢?学生通过前面代谢部分的学习,一般都明白代谢葡萄糖和乳糖都需要酶,而且需要的酶不同,第一个对数期细菌体内有分解葡萄糖的酶,第二个对数期有分解乳糖的酶。也就是说培养基中同时含有葡萄糖和乳糖时,细菌优先利用葡萄糖。那么这是为什么呢?最后给出细菌生长过程中lacmRNA、β半乳糖苷酶和β半乳糖透性酶,此时学生会发现乳糖代谢的基因——lacmRNA并没有表达,而且对应的基因表达产物β半乳糖苷酶和β半乳糖透性酶含量也很低,所以第一对数期不能分解乳糖,只有第二对数期才能分解乳糖。那么细菌体内如何实现这一复杂的基因表达调控过程呢?通过4次层层设疑,抽丝剥茧,引出乳糖操纵子的调控机制,大部分学生会好奇细菌是如何实现这一复杂调控过程的。
2始终围绕培养基中不含葡萄糖、只含有乳糖时乳糖操纵子才开始表达这一现象进行授课
通过前面3张图片的讲解,学生发现当培养基中只含有乳糖时,乳糖代谢相关的2个酶β半乳糖苷酶和β半乳糖透性酶产生了,而且编码这2个酶的lacmRNA也表达了。由此就引入了诱导表达和操纵子这两个概念。诱导表达就是加入代谢物后基因才开始表达;而操纵子就是一个lacmRNA产生2个以上的蛋白质。接着详细讲述乳糖操纵子的结构、操纵子中每个元件的功能。而且指出1961年,Jacob和Monod提出的操纵子模型在原核生物基因表达调控机制中具有普遍性,并于1965年获得诺贝尔生理学或医学奖。然后讲述为什么培养基中含有乳糖时该操纵子才开始表达主要是由于阻遏蛋白的负调控作用被乳糖诱导后解除。同时在讲解过程中要结合蛋白质和酶的变构效应,讲解阻遏蛋白与乳糖结合后结构改变不能与操纵序列结合,这样学生与前面学习到的知识融汇贯通,方便学生理解。乳糖操纵子阻遏蛋白的负调控机制只解释了只有在乳糖存在是乳糖代谢相关酶才开始表达,因而此时接着抛出另外一个疑问:为什么培养基培养基中同时存在葡萄糖和乳糖时,乳糖代谢的酶并没有被诱导呢?是不是还存在其他调控机制呢?由该疑问引出CAP蛋白的正调控机制,同样的CAP蛋白存在与cAMP结合后的变构效应导致功能改变的现象。最后总结过程中强调阻遏蛋白的负调控与CAP蛋白的正调控协调调节乳糖操纵子的表达过程,也解释了为什么“只有在培养基中不含葡萄糖、只含有乳糖时乳糖操纵子才开始表达”这一中心问题。
3侧重创新能力培养,进行知识拓展
知识拓展应该注重于学生分析问题和解决问题的能力培养,更加强调学生创新品质的培养。我们在教学过程中经常强调“授人以鱼,不如授人以渔”,因而在讲解完乳糖操纵子结构后,应当教会学生如何可以从GenBank中查询下载到该序列,如何找到乳糖操纵子结构中的各个调控元件和结构基因。学生一看非常直观,而且会有许多新发现:调控序列实际上很短,只有几十个碱基,而结构基因很长,有几千个碱基;阻遏蛋白结合的操纵序列和RNA聚合酶结合的启动序列实际上是重叠的;lacZ、lacY和lacA基因之间实际上有间隔序列;阻遏蛋白基因不隶属于乳糖操纵子,是独立转录的。通过教会学生如何使用GenBank查询下载序列,既为学生今后从事科研工作奠定了基础,同时学生又可以“做中学”,有不少新发现,而学有余力的同学课后就会查找文献,更深入地了解原核基因表达调控的特点及机制。同时在知识拓展时还要强调新进展,强调这个领域中目前的创新性的成果。如我们讲述了Bhogale等2014年发现在大肠杆菌中,乳糖操纵子有非诱导状态转化为诱导状态,不仅与阻遏蛋白在操纵序列的解聚相关,同时与阻遏蛋白与操纵序列解聚的周期相关。学生会发现这样一个经典的模型,直到今天都在不断发展、不断完善,有力于培养学生学无止境的学习品质和创新精神。
4围绕重点、难点进行强化训练
大学的教学课堂要不要进行强化训练,一直以来都饱受争议,其主要原因就是学生过去在高中阶段长期深受“填鸭式教育”和“应试教育”毒害。但是我们认为课堂上适当的强化训练还是必要的,有利于学生对重点难点内容的理解和掌握。本校教师赴美国犹他大学访学后发现,国外的医学院考试是非常多的,生物化学部分内容每2周考试一次,学生学习基础医学部分内容一年后就参加类似于国内执业医师的全国性统一考试,2次机会,没考过直接退学了。因此,我们针对乳糖操纵子正负调控机制和历年来考试中学生多选题失分较多,安排两道单选题和两道多选题,先让学生通过扫描二维码在问卷网回答,然后教师现场直接在问卷网查询学生答题结果,查看学生掌握情况,与学生一起分析回答错误的原因。
5提纲挈领进行小结,提出问题引发学生思考
小结是对一堂课内容的简要概述,也是对一堂重难点内容的再次强化,有利于学生对所学内容进行整体性掌握。在进行乳糖操纵子讲述过程中可以自己制作一个简单的动画,概述乳糖操纵子结构、阻遏蛋白的负调控和CAP蛋白的正调控作用。这样学生对本节内容有个整体性的认识,不至于“只见树木不见森林”。然后可以提出一道思考题供学生课后研究性学习:“人体中是否有乳糖代谢相关的酶?该基因在东亚人群和欧美人群中的表达调控特点有何差异?为什么不少同学喝牛奶后有轻微的腹泻呢?”这个问题既和本节学习内容密切相关,又与学生的日常生活密切相关,可以解决学生“为什么学?学后有什么用?”的疑惑。
6结语
上好一堂生物化学课,授课教师需要有高度的责任心,查阅大量文献,对课堂进行精心的设计,才能收到良好的教学效果。而传统高校教师教学过程中,由于存在“重科研,轻教学”的思维定式,一般课堂教学设计时以教材中的章为单位进行教学设计,往往涵盖3~5个课时的教学内容。这就导致学生在一节课的学习中感觉非常凌乱、不系统,无法感受到那些内容是重点内容,往往老师在讲课时常常强调这里是重点啊,但是几分钟就讲完了,学生根本没有听明白。因而我们建议在教学过程中要以一节课作为单位进行教学设计,从导课、授课、知识拓展、强化训练、小结5个环节进行“深雕细琢”。同时在教学过程中要层层设疑,激发学生学习兴趣,以本节内容为例,我们先后设计了5个问题引发学生思考,而且问题一环扣一环。此外,要充分利用小结的机会,对一节课的内容进行简单的回顾,让学生对教学内容有整体性的认识。最后,再提出与本教学内容和大家日常生活都密切相关的问题,引发学生思考,让学生明白生物化学和大家的生活其实是密切相关的,而不是抽象的、无用的。
参考文献
[1]李崇奇,张晨岭.PBL教学在生物化学教学中的应用[J].江苏第二师范学院学报,2014(05):22-25.
单元
细目
要点
一、蛋白质的化学
1.蛋白质的分子组成
(1)元素组成
(2)基本单位
2.蛋白质的分子结构
(1)肽键与肽链
(2)一级结构
(3)二级结构
(4)三级和四级结构概念
3.蛋白质的理化性质
(1)等电点
(2)沉淀
(3)变性
二、维生素
1.脂溶性维生素
脂溶性维生素的生理功能
2.水溶性维生素
水溶性维生素的生理功能
三、酶
1.概述
(1)概念
(2)酶促反应的特点
2.酶的结构与功能
(1)分子组成
(2)活性中心与必需基团
(3)酶原与酶原的激活
(4)同工酶
3.影响酶促反应速度的因素
(1)酶浓度
(2)底物浓度
(3)温度
(4)pH
(5)激活剂
(6)抑制剂
四、糖代谢
1.糖的分解代谢
(1)糖酵解的主要过程、医|学教育网整理关键酶和生理意义
(2)糖有氧氧化的基本过程、关键酶和生理意义
(3)磷酸戊糖途径的生理意义
2.糖原的合成与分解
(1)概念
(2)生理意义
3.糖异生
(1)概念
(2)反应途径的关键酶
(3)生理意义
4.血糖
(1)概念
(2)血糖的来源和去路
(3)血糖浓度的调节
(4)高血糖和低血糖
七、氨基酸代谢
1.蛋白质的营养作用
(1)蛋白质的生理功能
(2)营养必需氨基酸
(3)蛋白质的营养互补作用
2.氨基酸的一般代谢
(1)氨基酸的脱氨基作用
(2)氨的代谢
(3)α-酮酸的代谢
3.个别氨基酸的代谢
(1)氨基酸的脱羧基作用
(2)一碳单位的概念
(3)苯丙氨酸和酪氨酸代谢
八、核酸的结构、功能与核苷酸代谢
1.核酸的分子组成
(1)分类
(2)基本成分
(3)基本单位
2.DNA的结构与功能
(1)一级结构
(2)DNA双螺旋结构
(3)DNA的功能
3.RNA的结构与功能
(1)mRNA
(2)tRNA
(3)rRNA
4.核酸的理化性质
(1)核酸的紫外吸收
(2)DNA变性和复性
5.核苷酸的代谢
(1)嘌呤核苷酸的分解产物
(2)嘧啶核苷酸的分解产物
九、肝生物化学
1.生物转化作用
(1)概念
(2)反应类型
(3)生理意义
2.胆色素代谢
(1)胆色素的概念
(2)游离胆红素
(3)结合胆红素
一、生物化学考查目标
生物化学是研究生物体的物质组成和生命过程中的化学变化的一门科学。或者说是研究生命现象及其化学本质的科学,它利用化学的理论和方法作为主要手段研究生物(微生物、植物、动物及人体等)的化学组成、生命物质各组分的结构和性质、及它们在生命过程中的变化规律的一门科学。试图用化学的观点来揭示生命现象。农学考研大纲对该学科的考查目标为:
1、了解生物化学研究的基本内容及发展简史,理解和掌握生物化学有关的基本概念、理论以及实验原理和方法。
2、能够运用辩证的观点正确认识生命现象的生物化学本质和规律,具备分析问题和解决问题的能力。
二、生物化学考点解析
新大纲考查知识点同2013年大纲要求,明确考试内容有糖类、蛋白质、核酸、酶、脂类等各种生命物质物质的结构特点、化学组成和性质及代谢过程。
以下是对大纲中各考点进行的解析及复习要点:
1、生物化学概述
了解生物化学研究的基本内容和发展简史。
2、蛋白质化学
掌握蛋白质的概念和生物学意义;掌握氨基酸的两性性质、等电点和光吸收性质,理解氨基酸酸碱性,熟知20种常见氨基酸的分类及三字简写,尤其是20种常见氨基酸的三字符表示,应引起考生高度重视;掌握肽的概念及理化性质、蛋白质层面结构与功能关系、结构特点;掌握蛋白质相对分子量、两性电离及等电点、蛋白质的胶体性质、紫外光吸收特征、变性与复性;理解和掌握蛋白质抽提原理及方法、蛋白质分离与纯化的主要方法:电泳、层析和离心、蛋白质的定量方法。
3、核酸化学
了解核酸的种类和组成单位;理解DNA的一级结构、二级结构、三级结构和RNA的分子结构:tRNA的结构、mRNA的结构、rRNA的结构,并掌握每种结构的特点;掌握核酸的一般性质、紫外光吸收特征、核酸的变性与复性;重点掌握核酸的分离纯化步骤及方法。
4、酶
了解酶的基本概念和作用特点以及酶的国际分类和命名;理解酶的活性中心、酶的专一行和高效性机制;掌握影响酶促反应速度的主要因素;理解别构酶和共价修饰酶、同工酶、维生素和辅酶的概念;重点掌握酶的分离纯化步骤和常用方法。
5、糖类代谢
了解生物体内的糖种类和名称;掌握单糖分解的糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径;掌握糖异生的反应历程。
6、生物氧化
理解并掌握生物氧化的基本概念;掌握电子传递链的组成和电子传递的抑制剂,尤其是电子传递链的各个组成部分和电子传递的抑制剂以及抑制剂发挥作用的阶段;掌握氧化磷酸化的类型和机制、线粒体穿梭系统。
7、脂质代谢
掌握生物体内的脂质、脂肪的分解代谢方式(酶促水解、甘油的降解和转化、脂肪酸的β-氧化分解);掌握脂肪的生物合成过程:甘油的生物合成、饱和脂肪酸的从头合成、三酰甘油的生物合成;熟悉甘油磷脂代谢历程和固醇的合成历程。
8、氨基酸和核苷酸的代谢
掌握氨基酸的分解代谢和合成代谢过程;掌握核苷酸的分解代谢和核苷酸的合成代谢。
9、核酸的生物合成
掌握中心法则;掌握DNA的生物合成(原核生物DNA的复制、原核与真核生物DNA复制的差异、逆转录、DNA的损伤与修复、DNA一级结构分析与PCR技术);掌握RNA的转录及加工、RNA的复制、RNA的转录调控。
在今年大纲的DNA的生物合成部分,将2013年的"反转录"替换为了"逆转录";返观2012年大纲,也是对"逆转录"做出了要求。反转录和逆转录的过程本质上是一样的,但有一点细微的区别。逆转录是指RNA类病毒形成自己的DNA并整合到宿主细胞的DNA上,以RNA为模板形成DNA的过程,强调的是生物自然发生的过程。反转录是指在进行基因工程过程中,人为地提取出所需要的目的基因的信使RNA,并以之为模板人工合成DNA的过程,强调的是人工进行的过程。从2012年至2014年,考查的重点由自然合成转为人工基因的合成,再转为自然合成,这是一个历年波动幅度较大知识点,也与近年来分子生物学的蓬勃发展紧密相关,大家应引起重视。
10、蛋白质的生物合成
掌握遗传密码的特点,掌握多肽链的合成体系;掌握原核生物多肽链生物合成过程;领会并掌握原核与真核生物多肽链合成的差异,以及肽链合成后的折叠、加工与转运。
通过历年考题特点及以上知识点归纳总结出考点知识为:蛋白质、核酸、酶等生物大分子的化学组成、结构及功能;物质代谢及其调控(糖代谢、三羧酸循环、脂类代谢、氨基酸代谢、核苷酸代谢、生物氧化、物质代谢联系与调节);遗传信息的贮存、传递与表达(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、基因重组与基因工程)。
结合以上各章节知识点详细解析及重难点归纳,对该学科在考试内容及考试要求总结归纳为两个方面:
1:加强基本概念、原理和基础理论的理解和掌握
该学科基础概念理论较多,以对知识点理解记忆的直接考查为主。例如,常考的知识点有:氨基酸、核酸几种物质结构书写、命名、特点;氨基酸两性判断,单糖、二糖、多糖的结构和性质;酶作用机理;糖类代谢、脂类代谢、氨基酸和核苷酸的代谢过程中能量、酶的相关知识点。这就要求考生在复习过程中对基础知识的重视。
2:实验分析论述部分的总结
实验作为必考内容,考生应着重主要实验的复习,同时注意对生理与生化容易结合的实验进行总结复习。