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例如,清華大學(xué)070300化學(xué)的8個(gè)研究生方向:
01無機(jī)化學(xué);
02分析化學(xué);
03有機(jī)化學(xué);
04物理化學(xué);
05高分子化學(xué)與物理;
06化學(xué)生物學(xué);
07有機(jī)電子學(xué);
08化學(xué)生物學(xué)(制藥)。
其中01-07的研究方向初試科目相同,都是:101思想政治理論、201英語一、645綜合化學(xué)、843物理化學(xué)(含結(jié)構(gòu)化學(xué))。
1 當(dāng)代大學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀及其存在問題
生物相關(guān)專業(yè)的學(xué)生對生物科學(xué)技術(shù)具有濃厚的興趣,生物科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí),對生物技術(shù)發(fā)展持積極的肯定態(tài)度,具備良好的科技強(qiáng)國的信念。但是,他們對高新生物科學(xué)技術(shù)知識(shí)和先進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)了解較少,生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐技能較差,對生物科學(xué)科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有調(diào)查表明,當(dāng)代大學(xué)生對于當(dāng)前的一些生物熱點(diǎn)問題有一定的了解,但是對于高新技術(shù)的應(yīng)用和新的科學(xué)研究領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)不足。在理性上,有43%的學(xué)生是盲目的懷疑,或者是盲從專家和他人的觀點(diǎn),對事物較少有自己的看法;在探索求知精神上,“科學(xué)功利主義”對學(xué)生的影響最大,使得學(xué)生視野狹窄、目光短淺;在實(shí)證精神上,有62%的學(xué)生缺乏實(shí)驗(yàn)實(shí)證精神,偏重抽象思維,缺乏科學(xué)實(shí)驗(yàn)的精神和價(jià)值眼光。②此外,許多高校只注重生物專業(yè)課的常規(guī)教學(xué),很少舉辦專門的科研活動(dòng),且科學(xué)技能培養(yǎng)與鍛煉的途徑缺乏,這使得大學(xué)缺乏濃郁的科學(xué)素養(yǎng)氛圍,學(xué)生較難形成一定的科學(xué)技能,由此科學(xué)實(shí)踐能力也較差。
2 細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的意義
細(xì)胞生物學(xué)是生物學(xué)類及農(nóng)林醫(yī)藥類本科生一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課,是現(xiàn)代生命科學(xué)的前沿分支學(xué)科之一,它是以細(xì)胞為研究對象,從細(xì)胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個(gè)層研究細(xì)胞和細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞的生活史和各種生命活動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。細(xì)胞生物學(xué)是一門承上啟下的學(xué)科,和分子生物學(xué)一起同是現(xiàn)代生命科學(xué)的基礎(chǔ),并廣泛滲透到遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、生殖生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)和免疫生物學(xué)等的研究中,和農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、生物高新技術(shù)的發(fā)展有密切的關(guān)系,是生命科學(xué)的重要支柱之一,在解決人類面臨的重大問題、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮重要的基礎(chǔ)作用。同時(shí),細(xì)胞生物學(xué)又是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,重要理論與實(shí)踐密切地聯(lián)系著。隨著生命科學(xué)自身和生物產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對生命科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域創(chuàng)新型人才的需求也在不斷增加。由此可見,細(xì)胞生物學(xué)課程中科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)對于建立與其專業(yè)層次、研究方向相符合的細(xì)胞生物學(xué)知識(shí)構(gòu)架體系,培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維能力具有非常重要的作用。
3 細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)
細(xì)胞生物學(xué)作為生物學(xué)類及農(nóng)林醫(yī)藥類的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)方面,具有舉足輕的重要作用。然而,科學(xué)素養(yǎng)的提高不是一朝一夕之功,教師應(yīng)始終將其貫穿于自己的教學(xué)之中。如何在細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),以下是筆者的一些想法和體會(huì)。
3.1 加強(qiáng)課堂教學(xué)中的“生活化”融合
細(xì)胞生物學(xué)的知識(shí)理論性強(qiáng),內(nèi)容抽象深?yuàn)W、難于理解,教師可以試將抽象的內(nèi)容與日常生活相聯(lián)系,使學(xué)生有此聯(lián)想起有趣的、熟悉的生活場景或事物,這不僅使抽象的內(nèi)容具體化和動(dòng)態(tài)化,使其容易理解,而且激發(fā)了學(xué)生的探究欲望和學(xué)習(xí)興趣。例如講解“蛋白質(zhì)的分選”時(shí),引導(dǎo)學(xué)生由細(xì)胞社會(huì)聯(lián)想到人類社會(huì)。細(xì)胞中的各種蛋白質(zhì)發(fā)揮結(jié)構(gòu)或功能作用的部位幾乎遍布細(xì)胞的各種膜區(qū)和組分,只有當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)各就各位并組裝成結(jié)構(gòu)和功能復(fù)合體,才能參與細(xì)胞的各種生命活動(dòng)。這就好比在人類社會(huì)中,各專業(yè)的畢業(yè)生只有找到適合其自身特點(diǎn)的工作崗位才能發(fā)揮所長。總之,運(yùn)用發(fā)散性思維,盡可能地將細(xì)胞生物學(xué)抽象的理論知識(shí)與生活實(shí)際聯(lián)系起來,并配合以多媒體輔助手段,使抽象的內(nèi)容變得形象生動(dòng),易于理解掌握。
3.2 側(cè)重教學(xué)內(nèi)容的前沿性和新穎性
細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展極為迅速,隨著科學(xué)家們研究成果的不斷涌現(xiàn),其內(nèi)容處在不斷更新的動(dòng)態(tài)過程中。因此,教師在教學(xué)過程中,要注重聯(lián)系學(xué)科的前沿和熱點(diǎn),講述較先進(jìn)的科學(xué)結(jié)論,跟蹤國際上最新進(jìn)展。此外,教師在注重教學(xué)的同時(shí),宜以科研并舉,以科研引導(dǎo)和促進(jìn)教學(xué);教學(xué)與培養(yǎng)科學(xué)研究型人才緊密結(jié)合;教學(xué)內(nèi)容與最新科研進(jìn)展同步,使學(xué)生在正確掌握細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)解決與之相關(guān)的科學(xué)研究問題。如將教師的主要科研成果與基礎(chǔ)理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容介紹自己的科研成果,這樣既生動(dòng)又貼切,學(xué)生又很熟悉,使學(xué)生獲得學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力,亦可以啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,培養(yǎng)學(xué)生的科研鉆研精神。
3.3 增加細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例
綜合性實(shí)驗(yàn)注重知識(shí)的綜合運(yùn)用,實(shí)驗(yàn)原理和方法步驟較為復(fù)雜,可以使學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)原理,正確使用儀器設(shè)備,鍛煉學(xué)生綜合分析問題的能力;設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,自主準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料,自主配制實(shí)驗(yàn)所需試劑,根據(jù)自己的時(shí)間自主安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)程,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和勇于探索的精神。由此可見,綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以鍛煉學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。③然而目前許多高校由于實(shí)驗(yàn)條件和課時(shí)安排的限制,細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)主要以基本操作和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少甚至沒有,這在一定程度上限制了學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。④因此,教師應(yīng)根據(jù)科學(xué)性、可行性和實(shí)用性原則增大綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例。如我們精選了真核生物基因組的提取、純化、鑒定、擴(kuò)增、酶切、重組、轉(zhuǎn)化、篩選的大實(shí)驗(yàn),膜蛋白的分離與鑒定等綜合設(shè)計(jì)型大實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn)中的每個(gè)實(shí)驗(yàn)都構(gòu)成了一個(gè)綜合性整體,同時(shí),在實(shí)驗(yàn)材料的選擇上盡量做到由學(xué)生自主選擇。通過每一次的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),使學(xué)生進(jìn)一步鞏固了已學(xué)習(xí)的知識(shí)和已掌握的技術(shù),并能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理的正確的資料采集、整理、分析和歸納,有效地培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)精神、創(chuàng)新思維及分析問題和解決問題的能力。
3.4 組織各種“科學(xué)小組”,布置學(xué)科發(fā)展前沿的討論,與全程科研訓(xùn)練對接,以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神
周教授介紹,胸部腫瘤主要包括肺癌、食管癌和縱隔癌。其中肺癌發(fā)病率為40/10萬,居我國惡性腫瘤發(fā)病率和死亡率之首。食管癌也是常見惡性腫瘤之一,我國發(fā)病率為20/10萬,是世界上發(fā)病率和死亡率最高的國家。目前,國內(nèi)外普遍認(rèn)為,規(guī)范、循證、個(gè)體化的綜合治療是胸部腫瘤治療的趨勢和方向。
天津市胸部腫瘤中心是在我國胸外科先驅(qū)張?zhí)旎萁淌诤蛥怯鸾淌趧?chuàng)建的天津醫(yī)大總醫(yī)院胸外科基礎(chǔ)上建立的,技術(shù)力量雄厚,由天津市肺癌研究所、總醫(yī)院肺部腫瘤外科、胸腔及食管腫瘤外科、胸部腫瘤內(nèi)科、腫瘤放射治療中心、胸部腫瘤生物治療科、PET中心、影像中心和腫瘤病理室組成。該中心目前已獨(dú)創(chuàng)10余種肺癌外科術(shù)式,在肺癌外科治療方面具世界先進(jìn)水平。
談及肺癌,周教授說,目前醫(yī)學(xué)界面臨的最大問題是沒有有效的篩查和早期診斷的方法,絕大多數(shù)肺癌在就診時(shí)已經(jīng)是晚期。此外,有很多肺癌并沒有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,但是局部侵犯,累及心臟大血管,這是對肺癌外科的巨大挑戰(zhàn)。對這類肺癌如果能施行完全性切除,再加上手術(shù)前后的多學(xué)科綜合治療,許多病人可以獲得長期生存。但是,目前大多數(shù)醫(yī)院都未開展這樣的手術(shù)。我從1988年開始做這類手術(shù),目前可以說是一種常規(guī)手術(shù)了。當(dāng)然,所有的手術(shù)都有嚴(yán)格的適應(yīng)癥。這個(gè)“適應(yīng)癥”包括了患者、病情、醫(yī)生和醫(yī)院的統(tǒng)一。目前,肺癌早期診斷方面,臨床上主要是應(yīng)用CT或X線檢查加痰的細(xì)胞學(xué)檢查(也叫脫落細(xì)胞檢查),但是它只能夠檢查出大約5%~7%的早期肺癌。用現(xiàn)有方法篩查出的“早期肺癌”,有30%~40%術(shù)后分期為IIIA期,其中30%~40%死于遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,實(shí)際上真正的早期肺癌不到5%。
在基礎(chǔ)研究方面,周教授講了在肺癌篩查新方法和新技術(shù)方面的有關(guān)進(jìn)展。周教授說,隨著人類基因組計(jì)劃的完成,現(xiàn)代分子生物學(xué)理論和技術(shù)的發(fā)展,使我們有可能從分子水平對肺癌進(jìn)行篩查和早期分子診斷,使我們有可能篩查出早期原位癌、浸潤癌,甚至篩查出人群/個(gè)體的肺癌遺傳易感性,人群/個(gè)體的肺癌易感基因。正常支氣管上皮細(xì)胞從轉(zhuǎn)化、癌前病變、原位癌、進(jìn)展癌,到肺癌侵襲轉(zhuǎn)移直到導(dǎo)致患者死亡,其自然歷史為20~30年。在這個(gè)漫長的過程中,會(huì)發(fā)生一系列細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)的改變,并可能反映在人體的體液、血液系統(tǒng)中。因此,我們完全可以應(yīng)用現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué),分子生物學(xué)的技術(shù)和成果開發(fā)肺癌篩查,這是早期診斷的新技術(shù)、新方法。美國科學(xué)家近日發(fā)表研究報(bào)告說,利用納米技術(shù),通過對比癌變細(xì)胞與正常細(xì)胞的彈性差別,能幫助醫(yī)生提高癌癥診斷準(zhǔn)確率。我們研究了代謝酶基因的多態(tài)性與肺癌遺傳易感性的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),同樣吸煙的人,攜帶某些代謝酶基因的人群與不攜帶這種代謝酶基因的人群相比較,他們得肺癌的機(jī)會(huì)增加20多倍。這些結(jié)果也解釋了為什么同樣吸煙,有些人得了肺癌,而另一些人不得肺癌。
該中心在肺癌篩查和早診的研究方向方面集中在這樣幾個(gè)領(lǐng)域:肺癌高危人群的篩查;肺癌人群和個(gè)體肺癌遺傳易感性或易感基因的篩查;肺癌癌前病變、原位癌的篩查;肺癌遺傳易感性相關(guān)分子標(biāo)志物的篩查;肺癌遺傳易感性相關(guān)“整合分子標(biāo)志物”的篩查;肺癌篩查和早期診斷等。估計(jì)研究成果可在10年內(nèi)應(yīng)用于臨床。
生物醫(yī)學(xué)工程(biomedicalengineering,BME)是20世紀(jì)50年代形成的一門獨(dú)立的邊緣科學(xué),現(xiàn)代醫(yī)療器械則是這一新興學(xué)科的產(chǎn)品形式。它是工程技術(shù)向醫(yī)學(xué)科學(xué)滲透的必然結(jié)果。20世紀(jì)50年代以來,心腦血管疾病、癌癥、糖尿病等現(xiàn)代文明流行病開始威脅人類健康。因此,醫(yī)學(xué)科學(xué)的進(jìn)一步完善和發(fā)展不是以定性觀察、現(xiàn)象歸納為方法學(xué)特征的醫(yī)學(xué)本身所能解決的,它必須和以定量觀測、系統(tǒng)分析為方法學(xué)特征的工程科學(xué)相結(jié)合,并綜合運(yùn)用各種已有的和正在發(fā)展的高新技術(shù),才有可能逐步解決這些問題。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)工程已成為生命科學(xué)的重要支柱,是21世紀(jì)最具有潛在發(fā)展優(yōu)勢的領(lǐng)先科技之一[1]。
1、什么是生物醫(yī)學(xué)工程?
1.1含義
生物醫(yī)學(xué)工程是一個(gè)新興的多學(xué)科交叉領(lǐng)域,其內(nèi)涵是:工程科學(xué)的原理和方法與生命科學(xué)的原理和方法相結(jié)合以認(rèn)識(shí)生命運(yùn)動(dòng)的“定量”規(guī)律,并用以維持、改善、促進(jìn)人的健康。“生物醫(yī)學(xué)工程”這個(gè)詞匯蘊(yùn)含了三個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的相互影響:生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)。生物醫(yī)學(xué)工程是綜合生命科學(xué)和工程技術(shù)的理論、方法、手段,研究人類及其他生命現(xiàn)象結(jié)構(gòu)功能的理、工、醫(yī)相結(jié)合的新興交叉學(xué)科,是多種工程技術(shù)學(xué)科向生命科學(xué)滲透和相互交叉的結(jié)果,并已成為生命科學(xué)的重要支柱。生物醫(yī)學(xué)工程是應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué),主要服務(wù)于人類疾病的診斷、預(yù)防、監(jiān)護(hù)、治療及保健、康復(fù)等方面;生物醫(yī)學(xué)工程的主要研究任務(wù)是利用工程技術(shù)手段解決醫(yī)學(xué)診斷、治療和信息化管理等問題,為醫(yī)學(xué)提供高技術(shù)含量的現(xiàn)代醫(yī)療裝備。
1.2內(nèi)容與領(lǐng)域
生物醫(yī)學(xué)工程的研究內(nèi)容可分為基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究兩個(gè)方面。基礎(chǔ)研究,包括生物力學(xué)、生物控制、生物效應(yīng)、生物系統(tǒng)的質(zhì)量和能量傳遞、生物醫(yī)學(xué)信息的提取與處理、生物材料學(xué)、生物系統(tǒng)的建模與仿真、各種物理因子的生物效應(yīng)等;應(yīng)用研究,直接為醫(yī)學(xué)服務(wù),包括生物醫(yī)學(xué)信號檢測與傳感技術(shù),生物醫(yī)學(xué)信息處理技術(shù),醫(yī)學(xué)成像與圖像處理技術(shù),人工器官、醫(yī)用制品和儀器,康復(fù)與治療工程技術(shù)等。后者是醫(yī)學(xué)工程研究領(lǐng)域中最主要的內(nèi)容之一,它的成果直接推動(dòng)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展,效果最明顯、最迅速,所以特別受醫(yī)學(xué)工程人員和醫(yī)生的重視。
2課程安排
根據(jù)我國《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃》,生物醫(yī)學(xué)工程高技術(shù)專項(xiàng)將按照當(dāng)代生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向,重點(diǎn)發(fā)展醫(yī)療影像設(shè)備、醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)及設(shè)備、腫瘤物理治療設(shè)備等11大類產(chǎn)品,強(qiáng)化新型醫(yī)用植入器械和人工器官、數(shù)字化與智能化醫(yī)療裝備、可生物降解醫(yī)用高分子及藥物控釋載體、醫(yī)療監(jiān)護(hù)和遠(yuǎn)程診療系統(tǒng)等領(lǐng)域的創(chuàng)新能力。針對這一方向,我們將設(shè)定14次課,分別介紹各項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)品或領(lǐng)域的現(xiàn)狀和發(fā)展,讓學(xué)生對生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科有個(gè)整體的了解和認(rèn)識(shí)。課程設(shè)置如下[2]:
1.生物醫(yī)學(xué)工程概況:介紹生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科概況、發(fā)展歷程、學(xué)科內(nèi)容、工程分支,以及國內(nèi)外高校建設(shè)發(fā)展生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的情況。
2.組織工程學(xué):應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和工程學(xué)的原理,吸收現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、材料與工程學(xué)等學(xué)科的科研精華,在體內(nèi)或體外構(gòu)建組織和器官,以維持、修復(fù)、再生或改善損傷組織和器官功能,是繼細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)之后,生命科學(xué)發(fā)展史上又一新的里程碑,標(biāo)志著醫(yī)學(xué)將走出器官移植的范疇,步入制造組織和器官的新時(shí)代。目前組織工程已經(jīng)成為再生醫(yī)學(xué)研究和發(fā)展的核心與主要方向。
3.生物材料學(xué):研究與生物體(特別是人體)組織、血液、體液相接觸或作用時(shí),不凝血、不溶血、不引起細(xì)胞突變、畸變和癌變,不引起免疫排異和過敏反應(yīng),無毒、無不良反應(yīng)的特殊功能材料。許多重點(diǎn)院校和科研單位都成立了相應(yīng)的研究機(jī)構(gòu),從事生物材料及制品的開發(fā)研究,在天然高分子和合成高分子、無機(jī)和金屬生物材料研究方面均取得了舉世公認(rèn)的成果。
4.人工器官:主要研究人體組織與器官的再生、修復(fù)與替代。人工器官在臨床上的應(yīng)用,挽救了不少垂危的生命,為臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展開拓了新途徑。目前人工器官的研究和應(yīng)用已基本遍及人體全身。
5.生物傳感器技術(shù):使用固定化的生物分子結(jié)合換能器,用來偵測生物體內(nèi)或體外的環(huán)境化學(xué)物質(zhì)或與之起特異互作用后產(chǎn)生響應(yīng)的技術(shù)。目前,生物傳感器正朝著以下幾個(gè)方面發(fā)展:①向高性能、微型化、一體化方向發(fā)展;②生化檢測的智能化系統(tǒng);③仿生生物學(xué)的發(fā)展。
6.生物系統(tǒng)的建模與仿真:對生物體在細(xì)胞、器官和整體等各層面的參數(shù)及其相互關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型,并用計(jì)算機(jī)求解該模型以分析和預(yù)測各種條件下生物系統(tǒng)運(yùn)行的機(jī)制和狀態(tài)。研究領(lǐng)域涵蓋生物力學(xué)、復(fù)雜生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)的建模與仿真等領(lǐng)域,主要采用計(jì)算力學(xué)、圖形圖像分析和數(shù)學(xué)建模等方法,對生物醫(yī)學(xué)中的科學(xué)問題進(jìn)行計(jì)算機(jī)建模和分析。
7.生物醫(yī)學(xué)信號檢測與處理技術(shù):生物醫(yī)學(xué)信號的檢測與處理幾乎成為了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科共同的研究方向。從生物體中獲取各種生物醫(yī)學(xué)信息,并將其轉(zhuǎn)換為易于檢測和處理的電信號。
8.醫(yī)學(xué)成像與圖像處理技術(shù):研究如何將人體有關(guān)生理、病理的信息提取出來并顯示為直觀的圖像、圖形方式,或?qū)σ延械尼t(yī)學(xué)圖像進(jìn)行分析處理,為疾病的早期診斷和治療提供了可能性,也為臨床診斷引入了新的概念。
9.數(shù)字化X射線影像技術(shù)及設(shè)備:數(shù)字化X射線影像技術(shù)現(xiàn)已成為臨床診斷的最主要手段。涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括:直接數(shù)字化平面X射線影像技術(shù);數(shù)字化X射線三維影像技術(shù);低劑量CT、容積CT等。
10.磁共振影像技術(shù)及設(shè)備:磁共振影像是檢測人體解剖、生理和心理信息的多因素、多層面和多對比度成像設(shè)備。
11.核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)及設(shè)備:核醫(yī)學(xué)成像是對放射性核素標(biāo)記化合物的體內(nèi)生化過程成像的裝備,是目前能夠在臨床應(yīng)用的最主要的分子成像手段。涉及的關(guān)鍵技術(shù):單光子斷層成像(SPECT)技術(shù)和系統(tǒng)、正電子發(fā)射(PET)影像技術(shù)和系統(tǒng)、PET與CT融合技術(shù)等。
12.數(shù)字化超聲波成像技術(shù)及設(shè)備:超聲成像設(shè)備在四大影像設(shè)備中使用最為廣泛。目前重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)包括:多波束成像技術(shù)、諧波成像技術(shù)、多角度復(fù)合成像技術(shù)、三維成像技術(shù)、電容式微機(jī)械超聲換能器、彩色超聲成像設(shè)備系統(tǒng)、數(shù)字黑白超聲影像設(shè)備等。#p#分頁標(biāo)題#e#
13.醫(yī)學(xué)納米技術(shù)和納米材料:可運(yùn)載腫瘤標(biāo)志物分子的特異性抗體、腫瘤治療藥物以及造影劑等新的高效藥物(基因)載體;發(fā)展納米尺度的顯微探針成像技術(shù);發(fā)展用于組織再生修復(fù)的納米生物材料;建立用于納米材料健康與安全評價(jià)的技術(shù)與方法,都是當(dāng)前重點(diǎn)發(fā)展方向。
14.康復(fù)工程技術(shù):重點(diǎn)發(fā)展假肢仿生智能控制技術(shù)、低成本假肢矯形、適應(yīng)不同功能障礙者工作和學(xué)習(xí)的環(huán)境控制系統(tǒng)與遠(yuǎn)程交流、認(rèn)知功能康復(fù)、人工電子耳蝸漢語識(shí)別、電子助視、老年人室內(nèi)安全監(jiān)護(hù)等技術(shù)。
3教學(xué)模式的探索
針對課程本身的特點(diǎn)和學(xué)生認(rèn)知的特點(diǎn),設(shè)想從以下幾個(gè)方面探索課程的教學(xué):
3.1多媒體教學(xué)
多媒體教學(xué)具有直觀、生動(dòng)、易于理解的特點(diǎn),并可節(jié)約教學(xué)時(shí)間,提高效率。由于每次課針對的是某項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)理論知識(shí)和行業(yè)動(dòng)態(tài)的介紹,涉及的知識(shí)點(diǎn)多且泛,采用多媒體教學(xué)課件進(jìn)行教學(xué),形象直觀,趣味性強(qiáng),可以使學(xué)生印象深刻,降低了抽象知識(shí)的理解難度和記憶難度,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3.2優(yōu)化課程內(nèi)容,加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)
在教學(xué)中注意把握課程的整體體系,強(qiáng)調(diào)課程知識(shí)點(diǎn)和適用性。教學(xué)重點(diǎn)清晰,適當(dāng)補(bǔ)充行業(yè)最新動(dòng)態(tài)作為課外知識(shí)。課堂授課的重點(diǎn)應(yīng)放在概念的理解和相關(guān)模型的建立。同時(shí),應(yīng)創(chuàng)造條件充實(shí)參觀和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,讓復(fù)雜的理論實(shí)物化、形象化、簡單化。跟有教學(xué)合作基礎(chǔ)的醫(yī)院聯(lián)系,安排學(xué)生到相應(yīng)科室參觀相關(guān)設(shè)備和操作系統(tǒng),開展現(xiàn)場教學(xué)和盡可能多的實(shí)驗(yàn)課,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如果條件允許,還可以讓學(xué)生參與到實(shí)際操作中。通過這種實(shí)踐教學(xué),使學(xué)生覺得取得臨床上的應(yīng)用成就并不是遙不可及,從而增強(qiáng)他們對理論知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣。
[關(guān)鍵詞] 醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心;實(shí)驗(yàn)室;儀器設(shè)備;建設(shè);管理
[中圖分類號]G482 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B [文章編號]1673-7210(2008)01(c)-087-02
Research on the construction and management of medical experimental center
FENG Dai-rong,XIE Mei-na
(Medical Research Center of Weifang Medical College,Weifang 261042,China)
[Abstract] Medical experimental center has undertaken the duty of teaching and scientific research.Perfect construction and management of medical experiment center is important in improving technical level and service level.The article discussed the purpose and significance,the requirements of construction and the management of medical experimental center.
[Key words] Medical experimental center;Laboratory;Equipment;Construction;Management
為了加強(qiáng)大型精密儀器設(shè)備的資源共享,提高儀器設(shè)備利用率及投資效益,全國各高等院校和科研院所大都成立了實(shí)驗(yàn)中心。我院的實(shí)驗(yàn)中心(醫(yī)學(xué)研究實(shí)驗(yàn)中心)成立于2002年,是依據(jù)學(xué)校中長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃,以提高我院整體科技水平及研究生后期教學(xué)質(zhì)量為出發(fā)點(diǎn),并與省級重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)和創(chuàng)新性學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)建設(shè)相銜接,形成了有利于培養(yǎng)、穩(wěn)定與引進(jìn)高層次人才,有利于學(xué)科優(yōu)勢研究方向的形成和學(xué)科間交叉滲透,有利于提高大型儀器設(shè)備利用率的開放式教學(xué)科研基地。
1 醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)的目的和意義
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,各學(xué)科間相互交叉,相互融合,新的理論與技術(shù)層出不窮,知識(shí)更新日新月異。實(shí)驗(yàn)研究在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科中占有舉足輕重的地位,而學(xué)科的發(fā)展對實(shí)驗(yàn)室建設(shè)也提出了更高的要求。在傳統(tǒng)體制下,主要是各個(gè)教研室設(shè)立并管理實(shí)驗(yàn)室,致使實(shí)驗(yàn)資源配置條塊分割,難以融通,容易造成資源的重復(fù)配置、閑置,導(dǎo)致資源浪費(fèi)。儀器設(shè)備分散,資金不集中,使得資源共享性差,利用率低。此外,單一的實(shí)驗(yàn)室設(shè)置也不利于實(shí)現(xiàn)學(xué)科的交叉融合[1]。因此,應(yīng)建立醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心,構(gòu)建一種新型的管理體制和運(yùn)行機(jī)制,集中有限的資金,完善實(shí)驗(yàn)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)資源共享,以滿足教學(xué)與科研的需要。同時(shí),醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)也有利于提升學(xué)校在同類院校中的競爭力,擴(kuò)大學(xué)校的社會(huì)影響。
2 醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)
2.1 醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)的長遠(yuǎn)規(guī)劃
醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)是一項(xiàng)長期而復(fù)雜的任務(wù),為此,我院將其列為學(xué)校總體規(guī)劃的重要組成部分,學(xué)校多次組織人員到各高校和醫(yī)療機(jī)構(gòu)參觀調(diào)研,學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。在大量調(diào)研工作的基礎(chǔ)上,組織相關(guān)專家商討實(shí)驗(yàn)室的設(shè)置、實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的水平等,依據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況,制訂了醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)的具體規(guī)劃。
2.2合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)室
醫(yī)學(xué)院校和科研院所實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)要立足本單位實(shí)際,全面考慮到教學(xué)與科研的需要。我校根據(jù)自身實(shí)際情況,按照實(shí)驗(yàn)室的功能將醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)驗(yàn)室分為四大類。
分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室:配有電轉(zhuǎn)化儀、原位 PCR 儀、溫度梯度 PCR 儀、實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀、DNA測序儀、高速冷凍離心機(jī)、凝膠成像分析系統(tǒng)、紫外可見分光光度計(jì)、培養(yǎng)箱、酶標(biāo)儀等,為核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能等的研究提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室:設(shè)有細(xì)胞培養(yǎng)凈化間,配有生物安全柜、超凈工作臺(tái)、熒光倒置相差顯微鏡、倒置相差顯微鏡、CO2培養(yǎng)箱、離心機(jī)、水浴搖床及其他配套儀器設(shè)備,可進(jìn)行動(dòng)物、植物細(xì)胞的培養(yǎng),為細(xì)胞生物學(xué)以及腫瘤細(xì)胞生物學(xué)的研究提供平臺(tái)。
組織形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室:配備有相關(guān)的石蠟包埋機(jī)、自動(dòng)脫水機(jī) 、石蠟切片機(jī)、冰凍切片機(jī)、透射電子顯微鏡、激光掃描共聚焦顯微鏡、流式細(xì)胞儀、圖像處理系統(tǒng)等設(shè)備,為組織學(xué)、病理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、寄生蟲學(xué)、微生物學(xué)與免疫學(xué)的研究提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
機(jī)能實(shí)驗(yàn)室:配有Neuroscan 64 Channel System、4通道肌電圖誘發(fā)電位儀、PowerLab科研系統(tǒng)、Morris水迷宮等設(shè)備,為心理學(xué)、生理學(xué)、藥理學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、行為生物學(xué)的研究提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
3 醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的管理
3.1實(shí)驗(yàn)場所的管理
按照各實(shí)驗(yàn)室的功能制訂了切實(shí)可行的管理規(guī)章,使進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的科研人員有章可循,做到正確使用和維護(hù)實(shí)驗(yàn)室,提高實(shí)驗(yàn)室的利用率。管理人員定期檢查各實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的水、電、暖、通風(fēng)設(shè)備、網(wǎng)線、通訊設(shè)備等情況,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理,保證實(shí)驗(yàn)室工作運(yùn)轉(zhuǎn)順暢。
3.2 儀器設(shè)備的管理
3.2.1做好購買儀器設(shè)備的前期論證工作多方征求科研一線人員的意見,對所購設(shè)備的性能、價(jià)格、主要技術(shù)指標(biāo)、預(yù)計(jì)使用效率、經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備輔助條件、使用和管理方面的技術(shù)力量等情況作出全面評估,由學(xué)校主管部門組織有關(guān)專家進(jìn)行評審、論證,報(bào)主管領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)后,實(shí)施采購計(jì)劃。
3.2.2做好儀器設(shè)備的日常管理儀器設(shè)備到貨后,做好安裝、調(diào)試、驗(yàn)收工作,在驗(yàn)收期內(nèi),使設(shè)備充分運(yùn)轉(zhuǎn)以考核其性能。在儀器設(shè)備的日常管理階段,中心指派有一定業(yè)務(wù)水平,經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的人員進(jìn)行專項(xiàng)管理,及時(shí)準(zhǔn)確地記錄儀器設(shè)備的使用情況,做好技術(shù)歸檔工作。
3.2.3做好儀器設(shè)備的維護(hù)工作為確保大型儀器設(shè)備的完好率,中心努力爭取建立自己的維修隊(duì)伍,對常用儀器設(shè)備能做到合理、及時(shí)地維護(hù)和維修,確保儀器設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.3 外來科研人員的管理
所有入駐醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的科研人員必須提前提交課題研究申請表和課題研究計(jì)劃書,中心為科研人員統(tǒng)籌安排實(shí)驗(yàn)場所,提供常規(guī)儀器設(shè)備、技術(shù)指導(dǎo)。因新進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的科研人員層次和能力各不相同,應(yīng)先進(jìn)行必要的入駐前培訓(xùn),使其熟悉實(shí)驗(yàn)室的管理制度和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作流程和日常保養(yǎng)維護(hù)方法,了解與自己實(shí)驗(yàn)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)平臺(tái),考核合格后方可入駐實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究[2]。科研人員在入駐實(shí)驗(yàn)室期間必須嚴(yán)格遵守各項(xiàng)規(guī)章制度,并負(fù)責(zé)管理好所用的實(shí)驗(yàn)室及儀器設(shè)備,做好使用記錄,使用完畢再移交實(shí)驗(yàn)中心。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)束后,科研人員須提交結(jié)題報(bào)告和離開實(shí)驗(yàn)室申請表,待中心工作人員驗(yàn)收完畢即可撤出實(shí)驗(yàn)室。
3.4實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的培訓(xùn)
現(xiàn)代化、高效率的實(shí)驗(yàn)室,必須擁有優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員,才能使儀器設(shè)備得到充分有效的利用,才能優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室的管理和利用,實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員應(yīng)該不斷學(xué)習(xí),提高自身的理論水平及實(shí)踐能力。因此,中心有計(jì)劃地對在崗實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)和大型儀器的操作培訓(xùn),以滿足實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)與科研的需要,使每位實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員做到科研服務(wù)與自身提高并重[3]。
3.5 制訂合理的收費(fèi)制度
合理的收費(fèi)制度是保證資源共享的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)[4]。制訂一套行之有效的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)有助于改善大型精密儀器設(shè)備的使用率,提高社會(huì)效益。對校內(nèi)科研人員采取一定的優(yōu)惠措施,以鼓勵(lì)他們的科研積極性。中心考察了同類院校及科研院所的收費(fèi)情況,依據(jù)自身實(shí)際制訂了一套切實(shí)可行的收費(fèi)管理制度。
總之,醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)要依據(jù)學(xué)校的發(fā)展規(guī)劃,管理要服從學(xué)校管理的大局,為學(xué)校的教學(xué)與科研服務(wù),最大程度地優(yōu)化實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)和管理。醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)與管理是一項(xiàng)長期、復(fù)雜、艱巨的工作,隨著科研、教學(xué)水平的不斷進(jìn)步,對實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)和管理必將提出更高的要求。
[參考文獻(xiàn)]
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作者:龍石銀 張彩平 喬新惠 田英 馬云 黃春林 單位:南華大學(xué)生物技術(shù)系
謝紅艷構(gòu)建生物基礎(chǔ)與醫(yī)藥融合的課程體系
課程體系是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)、構(gòu)建學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的中心環(huán)節(jié)。我校生物技術(shù)專業(yè)的課程體系分3個(gè)平臺(tái),即公共基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課,每個(gè)平臺(tái)均設(shè)有必修與選修課。為使生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)課能適應(yīng)21世紀(jì)生命科學(xué)學(xué)科的發(fā)展和人才培養(yǎng)的需要,并在生物群體、個(gè)體、組織、細(xì)胞、分子不同水平上全面準(zhǔn)確地反映生命科學(xué)內(nèi)涵與進(jìn)展,生物技術(shù)專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃、課程設(shè)置及運(yùn)行過程都充分利用學(xué)校已有的醫(yī)學(xué)教育資源優(yōu)勢,體現(xiàn)了依托醫(yī)藥的特色。教學(xué)計(jì)劃體現(xiàn)了醫(yī)藥特色從2005年版、2007年版到2009年版的專業(yè)人才培養(yǎng)方案及教學(xué)計(jì)劃修訂中,均結(jié)合我校實(shí)際確定了以生物科學(xué)為基礎(chǔ),以醫(yī)學(xué)、藥學(xué)為依托,以培養(yǎng)生物技術(shù)實(shí)踐能力為主要環(huán)節(jié)的生物技術(shù)專業(yè)教學(xué)計(jì)劃,培養(yǎng)方案與課程體系逐步優(yōu)化[7,8]。在課程設(shè)置上,合理安排必修及選修課程,在專業(yè)課程設(shè)置中以生物科學(xué)為基礎(chǔ),把六大工程課即基因工程、細(xì)胞工程、微生物工程、蛋白質(zhì)工程、酶工程、組織工程列入生物技術(shù)的專業(yè)必修課,圍繞六個(gè)工程主干課開設(shè)專業(yè)平臺(tái)基礎(chǔ)課和限制性選修課。這種課程結(jié)構(gòu)強(qiáng)化了學(xué)生扎實(shí)的生物科學(xué)的基礎(chǔ)理論和基本實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)。目前總課程為44門,其中涉及醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)和藥學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)的課程有20余門,需較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)人體解剖學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)、醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)、醫(yī)學(xué)免疫學(xué)、組織胚胎學(xué)、生物制藥工藝及設(shè)備、化學(xué)制藥技術(shù)、制劑學(xué)、生命科學(xué)進(jìn)展、病理學(xué)、藥理學(xué)、生物安全等課程。該計(jì)劃符合國家教育部關(guān)于本科教學(xué)計(jì)劃的原則規(guī)定,能保證學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)培養(yǎng)的要求,也能充分利用學(xué)校已有的醫(yī)學(xué)教育資源優(yōu)勢,辦出有醫(yī)藥特色的生物技術(shù)專業(yè),體現(xiàn)出生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)、藥學(xué)的緊密結(jié)合。教學(xué)計(jì)劃執(zhí)行過程反映了醫(yī)藥特色在教學(xué)過程中,交叉學(xué)科實(shí)現(xiàn)內(nèi)容整合。由于生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)、醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)四門課程是生物學(xué)科的前沿內(nèi)容,也是生物學(xué)中發(fā)展最快的領(lǐng)域,要求這幾門課的任課教師在課堂上要及時(shí)向?qū)W生介紹學(xué)科的新發(fā)展和新內(nèi)容。另外這幾門課的內(nèi)容交叉重復(fù)較多,經(jīng)過學(xué)科群的多次討論,強(qiáng)調(diào)了各門課應(yīng)重點(diǎn)講授的部分和內(nèi)容的取舍分工,較好地處理課程間相關(guān)內(nèi)容重復(fù)和滲透的關(guān)系,著重培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的生物科學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本實(shí)驗(yàn)技能和在醫(yī)學(xué)、藥學(xué)方面的應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容上也體現(xiàn)了生命科學(xué)與醫(yī)藥科學(xué)的緊密結(jié)合,如學(xué)習(xí)基因工程時(shí),結(jié)合臨床常用的基因工程產(chǎn)品如胰島素、乙肝疫苗等實(shí)例介紹分切接轉(zhuǎn)篩基本原理。同時(shí)回顧這些疾病發(fā)病的生化機(jī)理,介紹治療進(jìn)展,學(xué)生的學(xué)習(xí)效果非常好。
強(qiáng)化生物基礎(chǔ)與醫(yī)藥特色的實(shí)踐環(huán)節(jié)
教學(xué)體系生物技術(shù)是由多學(xué)科交叉形成的理論與實(shí)踐并重的一門學(xué)科,為提高學(xué)生動(dòng)手能力,培養(yǎng)出創(chuàng)新性應(yīng)用型生物技術(shù)類專業(yè)人才,突出實(shí)踐性教學(xué)也是本專業(yè)的主要特色。我校生物技術(shù)專業(yè)的實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)體系由實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)習(xí)課程、畢業(yè)論文組成,目前已形成了有特色的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)課程體系和穩(wěn)定的實(shí)習(xí)基地。實(shí)驗(yàn)課程體系不斷強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室教學(xué),按基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)兩個(gè)層次組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)。把基礎(chǔ)類課程如生理學(xué)、動(dòng)物學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)等的實(shí)驗(yàn)與專業(yè)類課程如基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、酶工程、微生物工程等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合,將開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為幾個(gè)系列,避免了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的交叉重復(fù),使其更加系統(tǒng)和符合客觀規(guī)律,知識(shí)結(jié)構(gòu)更趨合理。教學(xué)過程中,要求學(xué)生從試劑配置開始,自己動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)操作全過程,大大提高了學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力和獨(dú)立分析與解決問題的實(shí)際工作能力。通過學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn),學(xué)生掌握了一系列基本生物實(shí)驗(yàn)技術(shù),如離心、電泳、層析及分光光度法等。結(jié)合這些技術(shù),開展具有醫(yī)藥特色的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,如人血清醋酸纖維薄膜電泳、谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性測定等,根據(jù)電泳分離出的條帶、酶活性等結(jié)合臨床分析該血清樣本的特點(diǎn)和臨床意義,又如在激素對家兔血糖濃度的影響實(shí)驗(yàn)中。通過該綜合性實(shí)驗(yàn),學(xué)生對血糖濃度及其代謝調(diào)節(jié)有了更清晰的理解。在此基礎(chǔ)上,開展的專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)的如微量核酸和蛋白質(zhì)的分離純化、PCR技術(shù)、基因重組技術(shù)、電泳圖譜的成像分析技術(shù)、雜交技術(shù)、菌株擴(kuò)大培養(yǎng)技術(shù),發(fā)酵產(chǎn)物的分析、提純技術(shù)等基本上都與其在醫(yī)學(xué)、藥學(xué)方面的應(yīng)用密切相關(guān)。專業(yè)和專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)共計(jì)652學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)開出率達(dá)到教學(xué)大綱要求,專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課中設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目超過40%,其中依托生物基礎(chǔ)技術(shù)并具有醫(yī)藥特色的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目達(dá)到60%以上。實(shí)習(xí)課程體系實(shí)習(xí)課程分階段性的相關(guān)課程實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)深入與升華的重要過程。不斷加強(qiáng)校內(nèi)外實(shí)踐教學(xué)基地與生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地建設(shè),尤其是以雙贏實(shí)習(xí)基地為平臺(tái)創(chuàng)新生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)。階段性相關(guān)課程實(shí)習(xí)分別到學(xué)校附屬醫(yī)院的檢驗(yàn)科、藥劑科了解相關(guān)技術(shù)在醫(yī)藥上的應(yīng)用,同時(shí)以湖南南岳衡山、福建泉州市崇武鎮(zhèn)海濱作為我校生物技術(shù)專業(yè)植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)野外實(shí)習(xí)基地。這兩個(gè)實(shí)習(xí)基地的動(dòng)物、植物物種豐富,數(shù)目繁多,具有生物多樣性的鮮明特點(diǎn),能為生物科學(xué)的野外實(shí)習(xí)提供資源保障,拓寬學(xué)生對自然界中生物多樣性、生態(tài)學(xué)等的知識(shí)面,完善知識(shí)結(jié)構(gòu)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)更是突出生物技術(shù)和醫(yī)藥應(yīng)用特色,實(shí)習(xí)基地有清華紫光古漢生物制藥股份有限公司衡陽南岳制藥廠、衡陽中藥廠、湖南金健藥業(yè)、湘潭一格藥業(yè)和瀏陽生物科技園等生物制藥和生物技術(shù)企業(yè)單位,廠方指派專人指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)內(nèi)容包括藥品生產(chǎn)的GMP知識(shí)、血液制品生產(chǎn)技術(shù)、生物制品生產(chǎn)技術(shù)等專題講座,并通過在人血白蛋白分離車間、免疫球蛋白分離車間、凍干粉針車間以及中心化驗(yàn)室的實(shí)習(xí),了解血漿白蛋白、免疫球蛋白分離純化的工藝流程和技術(shù)要求,生物制品的凍干干燥、成形、封裝、滅菌等工藝流程,藥品、生物制品的檢測與質(zhì)量控制等技術(shù)。通過實(shí)踐,使學(xué)生觀察能力、動(dòng)手能力、實(shí)踐能力以及思維能力、綜合分析能力和解決問題能力得到了全面培養(yǎng),學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)的微生物學(xué)、生物化學(xué)、發(fā)酵工程、生物工業(yè)下游技術(shù)等原理解決生產(chǎn)中存在的問題,鞏固和加深對基礎(chǔ)理論的理解,并初步了解了生物技術(shù)和現(xiàn)代化生產(chǎn)的關(guān)系、生物技術(shù)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)地位和市場營銷狀況等信息,學(xué)研產(chǎn)用結(jié)合取得初步成效,其中湖南金健藥業(yè)有限公司因在指導(dǎo)我校生物技術(shù)專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)時(shí)取得了很好的成績,被評為湖南省高校優(yōu)秀實(shí)習(xí)基地。畢業(yè)論文體系由于推行本科生導(dǎo)師制,成立了科技活動(dòng)小組,在一至三年級時(shí)就引導(dǎo)部分學(xué)生參加教師申報(bào)的科研項(xiàng)目,并分別在我校生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究所、藥物藥理研究所、心血管疾病研究所等與生物技術(shù)、醫(yī)藥相關(guān)的開放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,以科研促教學(xué),增強(qiáng)了學(xué)生的研究能力,培養(yǎng)了創(chuàng)新人才。學(xué)生在第四學(xué)年時(shí)必須進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做畢業(yè)論文,畢業(yè)論文的選題主要結(jié)合導(dǎo)師的研究方向,所完成的畢業(yè)論文幾乎都涉及醫(yī)學(xué)、藥學(xué)研究和應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域,如研究糖尿病、心血管疾病、遺傳性疾病、腫瘤等的相關(guān)發(fā)病分子機(jī)制、藥物防治及機(jī)理探討等,較好地反映了所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用,也充分顯示了我校生物技術(shù)專業(yè)的辦學(xué)特色。在導(dǎo)師指導(dǎo)下,其中“戒煙牙膏”榮獲第八屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外活動(dòng)學(xué)術(shù)科技作品大賽二等獎(jiǎng);觀賞兼實(shí)驗(yàn)紅鯽魚新品系的選育株、觀察新藥N0-1886對巨噬細(xì)胞內(nèi)膽固醇流出的影響以及無明礬米粉的制作等獲湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目資助。從畢業(yè)生就業(yè)情況看,大部分是在醫(yī)藥公司、生物科技公司、生物工程公司、制藥公司、學(xué)校或科研院所等從事醫(yī)藥和生命科學(xué)相關(guān)的技術(shù)工作和科學(xué)研究。經(jīng)過十余年的實(shí)踐,我系對生物技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的途徑和方法進(jìn)行了積極探討,目前已形成了具有醫(yī)藥特色的培養(yǎng)創(chuàng)新人才和應(yīng)用型人才的課程體系。通過對學(xué)生、用人單位問卷調(diào)查和校內(nèi)外教學(xué)督導(dǎo)評價(jià)等分析表明:專業(yè)+醫(yī)藥的人才培養(yǎng)模式獨(dú)具特色,學(xué)生不僅掌握了系統(tǒng)的生物技術(shù)的基本理論和基本技能,而且得到了與醫(yī)藥相關(guān)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用的實(shí)踐,生物技術(shù)專業(yè)建設(shè)也取得了突出的效果,體現(xiàn)了堅(jiān)持社會(huì)導(dǎo)向、改革創(chuàng)新和示范帶動(dòng)的原則,培養(yǎng)了適應(yīng)社會(huì)需求的高素質(zhì)人才,突出了生物技術(shù)理論和方法與醫(yī)學(xué)、藥學(xué)相互滲透的辦學(xué)特色。
[關(guān)鍵詞] miR-34a;人骨肉瘤;細(xì)胞生長
[中圖分類號] R738.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B [文章編號] 1673-9701(2013)21-0023-02
眾所周知,miRNA成為分子生物學(xué)研究熱點(diǎn),人類miRNA充當(dāng)癌基因或抑癌基因的作用調(diào)控其靶基因的表達(dá)及相關(guān)信號通路,在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸過程中發(fā)揮重要作用[1,2]。miRNA參與個(gè)體發(fā)育、造血、脂肪代謝、器官生成以及細(xì)胞的增殖、分化、凋亡等活動(dòng),絕大多數(shù)癌基因或抑癌基因受到miRNAs分子的調(diào)控[3-6]。本文采用MTT技術(shù)探討miR-34a在骨肉瘤中生物學(xué)功能和分子機(jī)制,為進(jìn)一步闡明成骨肉瘤發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
1.1.1 細(xì)胞株 人成骨肉瘤MG-63細(xì)胞購自上海細(xì)胞生物學(xué)研究所。
1.1.2 試劑 MTT為Sigma產(chǎn)品,購自北京鼎國生物技術(shù)有限公司;miR-34a mimics與inhibitors購自上海吉瑪生物技術(shù)有限公司;脂質(zhì)體Lipo2000購自Invitrogen公司。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 細(xì)胞培養(yǎng) MG-63細(xì)胞用DMEM培養(yǎng)基常規(guī)培養(yǎng),取對數(shù)生長期細(xì)胞用于實(shí)驗(yàn)。
1.2.2 MTT比色法 為檢測miR-34a對MG-63細(xì)胞生長增殖的影響,設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)組與對照組,每組設(shè)計(jì)重復(fù)孔3個(gè),分別在轉(zhuǎn)染各時(shí)間點(diǎn)后每孔加入配置好的MTT溶液20 μL,37℃培養(yǎng)4 h后倒掉培養(yǎng)基,每孔加150 μL二甲亞砜,靜置或輕搖10 min,然后檢測各孔的吸光度值。
1.2.3細(xì)胞轉(zhuǎn)染 消化傳代待細(xì)胞增長到70%~80%左右。準(zhǔn)備好2.5 μL的脂質(zhì)體Lipo2000與100 μL無血清MEM培養(yǎng)基充分混勻,然后靜置15~20 min,分別用PBS與無血清MEM培養(yǎng)基洗滌細(xì)胞;一起加入96孔板中,然后按說明書操作。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
所有數(shù)據(jù)均由SPSS 13.0軟件進(jìn)行處理,兩組間比較采用t檢驗(yàn),P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 miR-34a inhibitors對人成骨肉瘤細(xì)胞MG-63生長增殖的影響
人成骨肉瘤MG-63細(xì)胞經(jīng)miR-34a inhibitors處理后,細(xì)胞生長明顯比未處理細(xì)胞的生長迅速;處理1 d、2 d、3 d后經(jīng)MTT檢測其吸光值,對照組分別為(0.33±0.02)、(0.55±0.03)、(0.75±0.06),處理組分別為(0.41±0.05)、(0.71±0.08)、(0.94±0.08),miR-34a inhibitors處理后均顯著上調(diào),兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=12.38,P < 0.01)。提示干擾miR-34a可促進(jìn)人成骨肉瘤細(xì)胞MG-63生長增殖的作用。
2.2 miR-34a mimics對人成骨肉瘤細(xì)胞MG-63生長增殖的影響
MG-63細(xì)胞經(jīng)miR-34a mimics處理后,MG-63細(xì)胞生長明顯比未處理細(xì)胞的生長減緩;處理1 d、2 d、3 d后經(jīng)MTT檢測其吸光值,對照組分別為(0.33±0.02)、(0.55±0.03)、(0.75±0.06),處理組分別為(0.21±0.02)、(0.26±0.03)、(0.31±0.04),處理后均顯著下調(diào),二組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t = 9.69,P < 0.01)。提示過表達(dá)miR-34a可抑制人成骨肉瘤細(xì)胞MG-63生長增殖的作用。
3 討論
骨肉瘤是最常見的惡性骨原發(fā)腫瘤,發(fā)病率約為1/1 000 000~1/100 000,絕大部分的骨肉瘤好發(fā)于10~30歲[7]。近年來,隨著影像學(xué)的進(jìn)步,保肢手術(shù)、新輔助化療、肺轉(zhuǎn)移瘤清掃術(shù)的綜合應(yīng)用,骨肉瘤的臨床預(yù)后得到了較大的改善[8]。但我們對骨肉瘤生物學(xué)功能及發(fā)病機(jī)制的掌握十分有限,缺乏針對骨肉瘤的特異性治療措施。尤其骨肉瘤的轉(zhuǎn)移機(jī)制不清楚。因此,深入研究骨肉瘤的發(fā)生發(fā)展具有重要意義。
目前miR-34a在腫瘤中研究如火如荼,是一個(gè)“明星miRNA分子”。研究顯示,miR-34a在結(jié)直腸癌、前列腺癌、肝癌、肺癌、膠質(zhì)瘤等腫瘤組織和細(xì)胞中表達(dá)下調(diào),且過表達(dá)miR-34a抑制多種腫瘤的生長、侵襲與轉(zhuǎn)移,在腫瘤的發(fā)生發(fā)展發(fā)揮重要作用[9-12]。本研究顯示miR-34a的mimics及inhibitors分別可抑制和促進(jìn)人成骨肉瘤MG-63細(xì)胞生長增殖活性,提示miR-34a可能作為抑癌基因miRNA參與成骨肉瘤的發(fā)生發(fā)展。同其他腫瘤一樣,骨肉瘤的發(fā)生與轉(zhuǎn)移是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)問題,是多基因、多因素、環(huán)境與遺傳因素相互作用的結(jié)果。惡性腫瘤一個(gè)重要的生物學(xué)特征是其對周圍組織的侵襲和破壞,并在遠(yuǎn)隔器官形成轉(zhuǎn)移灶,腫瘤細(xì)胞發(fā)展到一定階段,便向周圍傳播,侵蝕正常組織,這種細(xì)胞浸潤能力的獲得是腫瘤細(xì)胞變成惡性過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。miR-34a有調(diào)控骨肉瘤細(xì)胞的增殖能力,利用miRNA可能成為基因治療骨肉瘤的一個(gè)新的研究方向。將有利于闡明miR-34a在骨肉瘤發(fā)生、發(fā)展中的作用機(jī)制,發(fā)現(xiàn)潛在的治療靶標(biāo)和診斷的生物標(biāo)志物,有望為骨肉瘤的臨床診斷和治療提供新的策略和方法。
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關(guān)鍵詞:醫(yī)學(xué)遺傳學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);改革;探索
醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)是醫(yī)學(xué)和遺傳學(xué)結(jié)合的學(xué)科,是高等醫(yī)學(xué)教育的必修課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程。該學(xué)科涉及數(shù)千種疾病的基礎(chǔ)理論和臨床實(shí)踐,已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中十分活躍的學(xué)科。醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)理論教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)較少,我國目前沒有專門的臨床遺傳學(xué)學(xué)科,對于各種遺傳病例,學(xué)生沒有實(shí)踐機(jī)會(huì),實(shí)驗(yàn)課就顯得尤為重要。在醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我們采用多種方式,結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改進(jìn),不僅完成了教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容,還引導(dǎo)學(xué)生參加大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了其自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力,為他們將來的繼續(xù)深造和實(shí)踐工作奠定了良好的基礎(chǔ)。
一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革
實(shí)驗(yàn)課是教學(xué)中的重要環(huán)節(jié),是理論聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題能力的重要途徑。醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容以基因病、染色體病為主,對于單基因遺傳病可以進(jìn)行基因診斷,但我校實(shí)驗(yàn)室不具備基因診斷的實(shí)驗(yàn)條件,因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)放在染色體的觀察上。首先,安排正常人類染色體的核型分析,讓學(xué)生對遺傳物質(zhì)有直觀的認(rèn)識(shí),通過對染色體帶型、核型的識(shí)別,對理論課講授的染色體相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證,同時(shí)也為后續(xù)實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。了解了正常染色體,再在顯微鏡下觀察染色體病患者的染色體標(biāo)本,學(xué)生能夠在顯微鏡下找到細(xì)胞分裂相,觀察病人的染色體發(fā)生了怎樣的畸變,理論和實(shí)踐結(jié)合,對染色體病的診斷加深了認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)也要結(jié)合不同專業(yè)對教學(xué)內(nèi)容合理安排。對臨床專業(yè)的學(xué)生,重點(diǎn)引導(dǎo)其結(jié)合實(shí)驗(yàn)理解染色體病的發(fā)病機(jī)制;對于檢驗(yàn)專業(yè)的學(xué)生,側(cè)重點(diǎn)在細(xì)胞遺傳學(xué)診斷染色體病,識(shí)別染色體的帶型特征,進(jìn)行染色體核型分析。除了完成教學(xué)大綱規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,我們還計(jì)劃開展開放式實(shí)驗(yàn),在學(xué)生的課余時(shí)間開放實(shí)驗(yàn)室,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,完成實(shí)驗(yàn)流程,進(jìn)行多學(xué)科綜合實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
二、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力和獨(dú)立能力,要求教師講課不能超過20分鐘,把時(shí)間留給學(xué)生完成實(shí)驗(yàn),并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,找出失敗的原因,思考如何改進(jìn)。對于醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容單基因遺傳病,學(xué)生對具體病例很有興趣。教師可以把學(xué)生分成小組,讓他們通過各種途徑查找遺傳病例;也可以讓學(xué)生做家族遺傳性狀的調(diào)查,做出多媒體課件,在實(shí)驗(yàn)課上展示。這種實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革深受學(xué)生的歡迎,大家的學(xué)習(xí)興趣和積極性明顯提高。在這一過程中,大家學(xué)到了很多理論課上無法學(xué)到的內(nèi)容,拓展了知識(shí)面,對單基因病有了更深刻的認(rèn)識(shí),同時(shí)還增強(qiáng)了制作多媒體課件、匯報(bào)表達(dá)以及團(tuán)隊(duì)合作能力。
三、結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生參加科研訓(xùn)練
實(shí)驗(yàn)教學(xué)新增了人類皮紋分析,皮膚紋理是真皮向表皮突出,形成許多整齊的線,稱為嵴紋。在突起的嵴紋之間形成凹陷的溝,這些凹凸的紋理構(gòu)成了人體的指/趾紋和掌紋。皮紋在胚胎發(fā)育第13周開始出現(xiàn),第19周左右形成,出生后終生不變,每個(gè)人都有其特定的皮紋。人體的皮紋既有個(gè)體的特異性,又有高度的穩(wěn)定性。大量的研究表明,某些遺傳病患者的皮紋發(fā)生變異,可作為遺傳病診斷的輔助指標(biāo)。目前,皮紋學(xué)的知識(shí)和技術(shù)廣泛應(yīng)用于人類學(xué)、遺傳學(xué)、法醫(yī)學(xué)以及作為臨床某些疾病的輔助診斷。學(xué)生對這一部分內(nèi)容很感興趣,通過實(shí)驗(yàn)課掌握了皮紋分析的內(nèi)容和方法。我們還引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與科研相結(jié)合,指導(dǎo)學(xué)生參與我校大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃,對新疆醫(yī)科大學(xué)513名維吾爾族與漢族學(xué)生皮膚紋理進(jìn)行分析,研究維吾爾族與漢族學(xué)生皮膚紋理的差異與特異性,最后匯總資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,最終。
綜上所述,通過醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革和探索,不僅學(xué)生的獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂蒲袆?chuàng)新能力得到了培養(yǎng)和提高,教師在教學(xué)中經(jīng)過學(xué)習(xí)、思考、探索,也更新了知識(shí),改革了教學(xué)方法,培養(yǎng)出了更多優(yōu)秀的醫(yī)學(xué)人才。
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關(guān)鍵詞:工科院校;生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè);生物實(shí)踐教學(xué);教學(xué)改革
生物醫(yī)學(xué)工程(BiologyMedicalEngineering,BMI)是綜合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的理論和方法而發(fā)展起來的,其主要是運(yùn)用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理和方法,從工程學(xué)的角度,在多層次上研究人體的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系,揭示生命現(xiàn)象,為防病、治病提供新的技術(shù)手段的一門綜合性、高技術(shù)的學(xué)科,多學(xué)科的高度綜合交叉是生物醫(yī)學(xué)工程的特點(diǎn)[1]。自上世紀(jì)70年代末以來,國內(nèi)許多醫(yī)學(xué)院校、綜合性大學(xué)、理工科大學(xué)及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)都設(shè)立了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),涵蓋了生物信息、醫(yī)療儀器、生物材料、生物工程等多個(gè)專業(yè)方向,課程設(shè)置主要包括工程類課程和醫(yī)學(xué)類課程,旨在培養(yǎng)具有各方面能力的復(fù)合型人才[2]。在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的培養(yǎng)體系中,實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神、提高整體教學(xué)質(zhì)量的根本保證和有效途徑[3]。南京郵電大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是在學(xué)校原來的信號與信息處理等優(yōu)勢學(xué)科的支撐下發(fā)展起來的,因此在醫(yī)學(xué)信號處理、醫(yī)學(xué)圖像處理、生物傳感和生物信息學(xué)等領(lǐng)域積累了雄厚的師資和科研力量,上述領(lǐng)域的實(shí)踐教學(xué)體系完善、教學(xué)平備。比較而言,學(xué)校在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)和科研上相對薄弱,特別是在生物醫(yī)學(xué)方面的實(shí)踐教學(xué)有明顯的不足,存在著師資力量缺乏、教學(xué)平臺(tái)薄弱、課時(shí)有限等問題。針對上述問題,我們從師資隊(duì)伍建設(shè)、資源優(yōu)化配置、教學(xué)內(nèi)容改革和教學(xué)方式更新等方面入手,對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)提出一系列改革措施,取得一定的效果。
一、生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)存在的問題
南京郵電大學(xué)是傳統(tǒng)的工科院校,信息學(xué)科是學(xué)校的辦學(xué)特色。在工學(xué)為主體,以及“大信息”的背景下,學(xué)校的通信、電子、圖像和計(jì)算機(jī)等學(xué)科的科研氛圍濃厚、師資力量較強(qiáng),相關(guān)課程的教學(xué)體系成熟、教學(xué)特點(diǎn)鮮明。上述相關(guān)學(xué)科的實(shí)踐教學(xué)已經(jīng)構(gòu)建了包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、專題實(shí)驗(yàn)、綜合訓(xùn)練和生產(chǎn)實(shí)習(xí)一系列完善的實(shí)踐教學(xué)體系結(jié)構(gòu)。但隨著我國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科建設(shè)工作的開展,以及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究和應(yīng)用的快速發(fā)展,迫切的需要將更多的生物醫(yī)學(xué)知識(shí)融入到工程學(xué)知識(shí)中。為了擴(kuò)展生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的知識(shí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在生物學(xué)教學(xué)方面,我校目前開設(shè)了幾門生物學(xué)領(lǐng)域的課程,包括現(xiàn)代生物學(xué)、定量生理學(xué)和解剖生理學(xué)等。由于學(xué)校在生物醫(yī)學(xué)相關(guān)學(xué)科的科研和教學(xué)缺乏基礎(chǔ),因此這些課程的師資力量較為缺乏,實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)也比較薄弱。此外,生物醫(yī)學(xué)課程多屬于理論加上實(shí)驗(yàn)的課程,要求課時(shí)較多。以解剖與生理為例,理論課要講51個(gè)學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)課也需要51個(gè)學(xué)時(shí)[4,5]。但我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)大綱,對解剖與生理課程只設(shè)置了36個(gè)學(xué)時(shí)的理論課以及4個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課。因此,在這些課程的理論課教學(xué)上,需要大幅的調(diào)整以適應(yīng)本專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)要求[4,5]。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上,由于課時(shí)的限制,大多為演示實(shí)驗(yàn)或參觀,學(xué)生缺乏動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)[6]。筆者在調(diào)研學(xué)生對解剖與生理課程興趣、期望和要求時(shí),有68.1%的同學(xué)表示對這門課程感興趣或非常感興趣,并且有30%的同學(xué)希望能有動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)(表2)。但我校目前現(xiàn)有的師資力量、實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)和課時(shí)設(shè)置都不能滿足學(xué)生的這一要求,因此,必須采取有效的改進(jìn)措施提高教學(xué)平水,滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。
二、生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)辦法
1.培養(yǎng)專任教師隊(duì)伍。為了提高我校生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)和科研水平,近幾年來,已引進(jìn)多個(gè)生物醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)的博士和高級人才,構(gòu)建了一個(gè)高學(xué)歷的教師隊(duì)伍。教師的專業(yè)和研究方向包括了分子生物學(xué)、蛋白質(zhì)工程以及納米材料毒理等,這些教師的專業(yè)背景和知識(shí)體系完全滿足了現(xiàn)有的生物課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。
2.完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件。為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平,同時(shí)為了滿足學(xué)校科研項(xiàng)目發(fā)展的需要,我校已于近幾年建設(shè)完成了生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)目標(biāo)是建立一個(gè)以生物技術(shù)為核心,結(jié)合醫(yī)學(xué)診斷以及生物信息處理的多層次性和綜合性實(shí)驗(yàn)基地,使學(xué)生系統(tǒng)化地學(xué)習(xí)和掌握全面的生命科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)技能,以培養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域創(chuàng)新性人才,同時(shí)為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的師生提供一個(gè)高水平的細(xì)胞、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái),以加強(qiáng)不同學(xué)科間的合作交流,做出一流的科研工作。目前已建立了分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)操作平臺(tái)和蛋白結(jié)構(gòu)測試和信息處理的表征平臺(tái)。在此平臺(tái)上,我們?yōu)閷W(xué)生設(shè)立了核酸分離和檢測,核黃素、丙二醛和超氧化物歧化酶等生化指標(biāo)測定等一系列的實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,觀看并親自動(dòng)手操作,極大激發(fā)了學(xué)生的對生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣。
3.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法。除了加強(qiáng)教師隊(duì)伍和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè),我們還通過多種教學(xué)方法和途徑改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。針對生物類課程實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足的問題,許多教師針對生物領(lǐng)域的熱點(diǎn)方向開設(shè)了一系列的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,通過開放性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室和動(dòng)物房,讓學(xué)生跟著老師學(xué)習(xí)一些基本的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)以及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的操作技能和方法[7-9]。在教學(xué)中,教師積極鼓勵(lì)對生物醫(yī)學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)有興趣并且有能力的本科生申報(bào)創(chuàng)新項(xiàng)目,鼓勵(lì)教師和學(xué)生并將畢業(yè)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新項(xiàng)目相結(jié)合,以教師的科研項(xiàng)目為載體,讓學(xué)生在實(shí)踐中創(chuàng)新[10]。實(shí)踐以學(xué)生為主體,讓學(xué)生獨(dú)立查閱中外文獻(xiàn),了解項(xiàng)目最新的國內(nèi)外研究進(jìn)展,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,學(xué)習(xí)各種新的實(shí)驗(yàn)技術(shù),掌握科學(xué)研究方法,這不僅有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)、解決問題的能力,培養(yǎng)創(chuàng)新思維,同時(shí)還加深例如學(xué)生對各種專業(yè)課程的理解以及對生物工程專業(yè)的認(rèn)識(shí)。實(shí)踐證明,上述教學(xué)方法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和操作能力,并培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神,取得了良好的教學(xué)效果。同時(shí)學(xué)校還積極與南京大學(xué)、南京中醫(yī)藥大學(xué)、江蘇省中醫(yī)院等單位建立合作關(guān)系,帶領(lǐng)學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室,讓學(xué)生對生物醫(yī)學(xué)各領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室構(gòu)成、具體運(yùn)作有更直觀的認(rèn)識(shí)。通過在大學(xué)和醫(yī)院等實(shí)習(xí)基地的參觀和關(guān)系,讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)習(xí)目的和專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)作為一門為生物學(xué)和醫(yī)學(xué)服務(wù)的交叉學(xué)科,生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課對生物醫(yī)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解掌握領(lǐng)域非常重要。針對我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題,我們開展一系列的教學(xué)改革與實(shí)踐,取得了很好的效果。極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的參與熱情,提高學(xué)生的實(shí)踐能力,并且為學(xué)生今后的工作和科研奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。希望能在此基礎(chǔ)上,繼續(xù)完善現(xiàn)有的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和教學(xué)方法,從而更好地促進(jìn)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)和發(fā)展。
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榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
級別:CSCD期刊
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