时间:2023-06-25 16:35:38
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生物化学在医学中的应用,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

关键词 虚拟现实;生物化学与分子生物学;实验教学
中图分类号:G642.423 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2013)06-0126-02
虚拟现实(Virtual Reality),简称VR技术,也称灵境技术或人工环境,是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,使其如同身临其境,无限制地观察并感受三度空间内的事物。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术[1]的最新发展成果,是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。虚拟现实技术具有的沉浸、交互、构想三大特征[2],使得虚拟现实技术在教育领域应用有其独特而明显的优势。
虚拟现实作为一种先进的电子信息技术已经深入各行各业中,如在医学领域,虚拟现实方面的研究正在逐步形成,目前相关的研究主要有医学可视化、医学增强现实、医用机器人、手术模拟、图象引导手术、计算机辅助手术等。虽然国内研究者在虚拟现实应用于医学领域中取得大量的成果,但是现有医学虚拟现实方面的研究重点主要在临床诊断、手术等临床应用方面,而在医学教育方面的应用研究尚属少见,已有的研究也多是基于理论方面的探讨或者是只限于针对视觉教学方面的应用。
近年来,生命科学的发展突飞猛进,而生物化学与分子生物学(简称生化)是生命科学的重要基础学科,是医学教育的主干课程,其理论和技术已渗透至基础医学和临床医学的各个领域,是现代生命科学的共同语言[3]。为了使医学生更好地掌握生化内容,本研究主要针对生物化学与分子生物学实验教学理论与实践,在不断摸索过程中探讨利用虚拟技术解决传统实验教学过程中无法解决的难题,进而完善生化分子实验教学模式,为更好的教与学提供参考。
1 虚拟现实技术应用于生化实验教学的原因
1.1 实验教学场地受限的要求
实验教学需要用到的培养室、无菌工作台等因成本问题无法满足教学需求而影响教学质量,这种高成本的实验场地往往少数的学生才能够进入,比如研究生等;本科生的使用几乎少有,除非是特殊情况。如此使我国的本科生实验教学内容限制在只有普通实验可操作的几项内容,而大大影响了本科教育的发展水平。
1.2 实验教学试剂材料的要求
由于某些实验用品,比如氯仿、异丙醇等易挥发且具有毒性,普通的本科教学实验室设备简陋,通风设施不完善,且使用量巨大,如果每一位学生在做实验的时候都用到这些试剂,将会使实验室形成一个有毒气体存在的半封闭环境。这样的环境不利于身体健康,如果教学人员长期接触这种环境,更是对身体有极大伤害。或者是有些实验用品有辐射致癌等,也不利于实验教学使用等。若开发出虚拟现实教学软件,将能够解决这一问题。
1.3 实验教学仪器受限的要求
部分实验内容需使用的仪器非常昂贵,少数的仪器无法满足多数实验学生都会操作的需求,传统的实验教学也因教学经费的限制而对涉及昂贵实验仪器的内容感到无奈,很多教研室的做法是选择忽略不授,严重影响生化教学的质量。这就使学生的知识面得不到扩大,对新技术新知识无法实践和掌握而只停留在了解的层面,从而严重制约我国学生对生化新知识的掌握。
2 虚拟现实技术应用于生化实验教学的优势
沉浸和实时交互要比文字、模型或效果图更形象、完整和生动,它营造了特殊的自主学习环境,由传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过与信息环境的交互以获取知识、技能的学习方式,学习知识的过程变化多端,亲身的体验使学生印象深刻,主动地交互增加了学生的兴趣,使学生能动性提高,容易投入到学习环境中去,并且培养了学生自主探索问题的能力和创新能力。
基于虚拟现实技术的生化实验教学不仅解决了传统实验教学无法满足的场地、实验试剂材料以及仪器等对条件要求高而在现实中做不了的,或是危险性高的难题,发展了课堂教学,弥补了教学中的不足;也为学习主体带来了心理上的愉悦和自我满足,增加了学生学习的信心和动力,与虚拟环境零距离的接触使得学习者能以第一人称方式参与知识的建构。
此外,虚拟现实实验教学拥有传统教学难以比拟的优势――节省成本[4]。
3 虚拟现实技术在生化教学中存在的问题
3.1 专业合作以及技术上的问题
生化实验教学和虚拟现实技术软件开发是两个几乎完全不同的研究方向,如何促进两个不同学科研究与教学人员之间的合作和交流是目前亟需解决的问题。此外,虚拟现实实验教学软件的开发环境和语言没有统一的标准,三维建模软件使用十分复杂,并且它们对运行的计算机性能要求很高等问题也是要解决的。
3.2 生化实验教学虚拟现实系统设计和应用问题
软件设计必须考虑到如何让使用者用起来不迷失方向,让使用者知道如何到达一个特定的位置或角度。同时还要考虑到使用者应用教育软件的能力问题。一方面,从教师的角度看,教师角色已发生转变,教师已不再是传统课堂上的传授知识者,他还必须能够会使用并指导学生去使用实验教学虚拟现实软件;另一方面,从学生的角度看,处在虚拟环境中,他们必须改变学习方式,改变思考问题方式,但是很多学生没找到适合这种环境的学习方式和思维方式,造成学生跟不上教师讲解等问题。
3.3 学生对教学软件的认知问题
当学习主体沉浸在一个高分辨率,全景式的虚拟空间中时,其与虚拟环境的距离感觉就会消失,没有了距离,在虚拟“存在”范围内,人的认知机制受到影响,并导致不可低估的认知问题的出现。因为当一个人长期沉浸在一个虚拟的环境中时,再回到现实中,必然会导致他有种“落差”感觉。
4 虚拟现实生化实验教学应用的对策
4.1 加强学科合作和技术研究
创造多渠道多方式,促进生化与软件开发两个学科之间的合作交流;加强更快更高质量的三维建模语言的研究,同时应该加强价格较低、用户界面良好、对编程依赖少的三维建模软件的研发。综合考虑两个学科的内在联系,建立起一套完整的理论,支持虚拟现实技术教育应用达到理想的效果。
4.2 设计和应用要体现以人为本并加强能力培训
使用者在使用虚拟现实技术开发的生化实验教学软件时要做到适用为先,乐用为上,同时要充分考虑到教师和学生的兴趣。此外,应该加强对使用者的能力培训,以便他们能正确地操作这些软件。
4.3 对学习者进行必要的心理辅导
应该积极引导学生把握虚拟和现实的界限,让他们明白使用这些软件的目的是为了习得知识和建构对知识的理解。
5 结语
生物化学是一门以分子水平和化学变化的深度研究生命的科学,内容比较深奥抽象,是一门比较难学的医学基础课。生物化学这门学科的特点是系统性、抽象性、联系性比较强,难度比较大,发展比较快。基于虚拟现实技术在生化教学领域中的应用必将为学习者提供很多独特的机会,使学习者和授业者都享受到其带来的便利。虚拟现实技术作为新型的教育教学媒体和手段,必将以其强大的优势和潜力受到青睐而发挥其更加重要的作用。
参考文献
[1]李科峰.虚拟现实技术及其在教学中的应用[J].网络安全技术与应用,2007(2):73-74.
[2]张璇.虚拟现实技术在实验教学中应用的探讨[J].邢台职业技术学院学报,2009,26(3):6-8.
[关键词]生物化学与分子生物学;临床医学;学习兴趣
生物化学与分子生物学是医学科学中重要的基础学科之一[1,2]。在多年的教学中,我们发现大部分医科大学学生认为生物化学与分子生物学是医科大学中最难的一门课程,比较难学。经过多年的教学观察和问卷调查,觉得学生之所以对生物化学与分子生物学习的兴趣不高及产生畏难情绪的原因主要有以下几点:
一、学生的相关背景知识薄弱
生物化学与分子生物学是化学与生物学结合的一门交叉学科。医科大学学生的化学和生物学基础一般都较弱,特别是有些专业招生是文理兼收的,如护理专业,卫管专业等。他们的理科基础就更薄弱。而在生物化学与分子生物学代谢章节的学习过程中涉及大量的有机化合物和有机反应。这些化合物和反应的名称是学生很少见到过的,在这种情况下要记住并理解这些化合物及化学反应对学生来说是十分困难的一件事。在遗传信息传递的内容中,不仅涉及复杂的高分子化合物和复杂的反应,也会涉及生物学的内容,比如病毒、线虫、细菌等等,而学生对这些物种都不太熟悉。在生物化学与分子生物学中出现了一系列新的领域,比如:表观遗传学、生物信息学等。尤其是生物信息学更需要一些计算机、数学和统计学等知识。因此,学生在学习中会感到格外的困难。此外还有复杂的生物化学与分子生物学实验技术,都让学生感到生物化学与分子生物学的学习十分困难。
二、学生对生物化学与分子生物学学习的重要性认识不够
我们通过调查发现,部分临床专业的学生认为,生物化学与分子生物学这门课只是基础课。他们将来毕业主要是做医生和护士,而不是从事科学研究,并且生物化学与分子生物学与临床医学的关系不大,不象专业课那么重要,片面的认为只要专业课好就行,把基础课放在一个不重要的位置,因此,对生化学习的积极性不高。
三、教学方法单一,理论与临床脱节
随着招生人数的增加,教师的教学任务繁重,教学课时减少,尤其是实验课时的减少较为明显,这些都使得教师没有时间进行基础知识与临床疾病关系的讨论。结果使学生觉得生化和分子是化学课程或者是生物学科的课程,与医学科学关系不大。长此以往丧失了对生物化学与分子生物学的兴趣。
然而,生物化学与分子生物学是一门重要的医学基础课,教师在教学中应该加强学生对其重要性的认识,并且在教学中结合临床医学培养学生学习该学科的兴趣和动力。如何做好临床和该学科的结合?可以从以下几个方面着手:
一、在回顾历史中激发学生的兴趣
在医学发展史上,生物化学与分子生物学对医学的发展发挥了巨大的作用。从历年来的诺贝尔获奖情况中可以知道,许多重大的医学发现都是与生物化学与分子生物学领域的研究成果。比如:蛋白质、核酸方面的研究、维生素B1、维生素K等的发现、肌肉中氧消耗和乳酸代谢阐述、染色体理论的建立、胰岛素的发现、糖代谢的研究、DNA双螺旋结构的发现、蛋白质测序技术、DNA测序技术、PCR技术、基因定点突变技术、真核基因表达调控的分子机制、RNA干扰现象的发现等等都被授予了诺贝尔生理学医学奖[3]。这些重大发现为医学科学的发展奠定了基础。从而使医学科学进入了一个崭新的一页――分子医学时代。通过这些重大事件的讲解,使学生更清楚地认识到生物化学与分子生物学在医学科学中的重要性,并且激起学生利用生物化学与分子生物学知识探讨生命现象的兴趣。
二、生物化学与分子生物学与疾病的发病机制
几乎所有的疾病发病都能追寻到其发病的分子机制,而这一点正是生物化学与分子生物学研究内容之一。教师可以在授课是结合这一点,利用学科知识来解释一些常见病的发病机制,从而加强学生对课程内容的理解、学科重要性的认识以及培养其学习兴趣。对于学生觉得最难学习的代谢来说,可以用生物化学与分子生物学所学的代谢知识来解释糖尿病的发病机理来激发学生的兴趣。糖尿病是胰岛素缺乏引起的血糖升高,进而导致代谢紊乱,出现多饮、多食、多尿和消瘦为主要临床表现的疾病。那么为什么胰岛素缺乏会出现这些情况呢?我们可以从刚刚学过的胰岛素对糖代谢、脂代谢和蛋白质代谢的调节及三大物质代谢的相互联系来解释其发病。胰岛素缺乏时,机体不能利用葡萄糖供能,只能利用脂肪和蛋白质分解供能。这样就导致血糖水平升高,高血糖导致饥渴感渗透性利尿,因而多饮、多食和多尿;脂肪和蛋白质的分解加强导致消瘦[4]。尽管学生没有学习过糖尿病的知识,但通过简单临床背景知识的介绍,然后运用所学习的物质代谢知识,很容易使学生理解糖尿病的发病机制,这既加强了学生对所学内容的理解,也激发了其学习兴趣。
三、生物化学与分子生物学与疾病的诊断和治疗
生物化学与分子生物学的知识不仅能够解释疾病的发病机制,也在疾病的诊断和治疗中得到体现。在教学中,我们可以通过对一些常见疾病诊断和治疗介绍,使学生能够认识到本学科在医学科学中的重要性及培养其应用本学科知识解决问题的兴趣。比如常见的乙型肝炎诊断,乙型肝炎病毒可以通过本学科最常用的技术荧光定量PCR(real-timePCR)技术来检测乙型肝炎病毒的DNA含量,而血清谷丙转氨酶可以判断患者肝脏是否收到损害。因为谷丙转氨酶在干肝脏细胞中的含量最高,当肝脏细胞受损伤时,该酶就释放入学,从而导致血清谷丙转氨酶升高[3]。这样学生就能够认识到PCR技术及一些基本知识在医学诊断中是非常有用的,同时也加强了学生对这些知识的理解和记忆。生物化学与分子生物学知识还用于理解疾病的治疗措施。随着现代科技的发展,建立了许多新的治疗手段,基因治疗就是最好的例证。基因治疗包括很多种,涉及许多生物化学与分子生物学的知识,包括:基因矫正、基因置入、基因敲除、反义DNA及RNA干扰等许多新技术。
四、通过病例讨论增加和激发学生对生物化学与分子生物学的兴趣
在实验教学或理论教学进行到一个阶段,我们可以采取课堂讨论的形式,利用一个阶段学习的知识来认识一种或一类疾病,这样既能够加强学生对学过知识的理解和记忆,也能够学会如何应用所学的知识来解决问题,同时也激发了学生的学习兴趣和主动性。我们在学期结束曾经讨论癌症这一疾病。从癌症的发病机制、诊断到治疗都涉及到生物化学与分子生物学的知识。目前关于肿瘤发病机制的学说,主要是癌基因和抑癌基因的理论,即癌基因的过度表达或者抑癌基因低表达可能是肿瘤发病的基本原因。这样我们就能够熟悉癌基因和抑癌基因的内容并能够用于实践。再如肿瘤的化学治疗,许多抗肿瘤药物,比如5-氟尿嘧啶、阿糖胞苷等,都是碱基或核苷酸等的类似物。那么这些类似物为什么能够治疗肿瘤或者说杀死肿瘤细胞呢?这些药物结构上与碱基或核苷酸类似可以通过酶的竞争性抑制作用的来抑制核苷酸的合成或干扰DNA和RNA的功能[3]。这样学生就能够了解酶竞争性抑制、核苷酸的合成、DNA的复制和RNA转录以及细胞的生长繁殖等知识很好地运用在疾病的治疗中。所有这些涉及了很多生物化学与分子生物学知识。这样我们能够运用生物化学与分子生物学的知识来认知肿瘤的发病机理及诊断治疗等等。
五、临床医学贯穿生物化学与分子生物学教学始终
从生物化学与分子生物学的发展史到蛋白质与核酸、从物质代谢到遗传信息传递、从分子生物学技术到细胞信号转导都与临床医学有关。比如从乙醇能够是蛋白质变性,认识到临床使75%乙醇消毒的原理;从核酸的代谢,我们认识到核酸没有营养价值;从胆固醇代谢,我们认识到动脉粥样硬化的发病机理;从基因突变认识到遗传性疾病。我们在教学中充分认识到学生的目标是学习医学科学,始终把临床和生物化学与分子生物学联系起来不仅使学生认识到临床医学是一个庞大的知识体系,而且学生的学习兴趣就会越来越浓。
在多年的教学中,学生一直反应生物化学与分子生物学是较为难懂、并且枯燥无味的一门科。通过不断改进教学方法、教学理念及不断实践、总结、提高,我们认识到生物化学与分子生物学的教学中通过与临床医学的形式多样的结合,不仅能够使学生认识到生物化学与分子生物学在医学科学中的重要性,并且培养了学生对本学科的极大兴趣。我们希望在今后的教学中,通过不断的摸索实践提高教学效果、培养学生的兴趣,为我国的医学教学做出贡献。
参考文献:
[1]戴双双,娄桂予,高敏等。临床医学本科生物化学教学的设计与实践[J].西北医学教育,2009;17(2):335-336.
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[3]查锡良主编.生物化学[M].第七版,人民卫生出版社.2008年.
[4]高谷,马建华.代谢组学的研究进展及在糖尿病中的应用.国际内分泌代谢杂志[J].2010;30(2):126-128.
目前传统的医学生物化学理论教学以教师为主体,教师根据个人的想法讲解理论知识,学生在课堂上听课,记笔记。医学生物化学理论教学沿袭了其他专业理论课程的教学模式与方法,内容偏重于对知识点的讲解,忽略了课程整体的逻辑性和学生素质的培养。
1.学生对生物化学理论课程重视不够
我校的医学生物化学授课对象包括护理专业专科学生每年2000多名,临床专业专科生每年1000多名,医学检验专业学生每年100名,中医专业150多名。学生对生物化学理论课程没有引起足够的重视,对于临床医学等专业来说,有些学生甚至认为医学生物化学是一门边缘学科,对毕业后的工作用处不大。
2.教学与教材不统一
在医学生物化学理论教学中出现了教学与教材不统一的现象。每个教师在教学中已经形成了自己习惯的教学模式,如果教材知识安排和教师的教学思路顺序不协调,学生就不能在教材的相应章节中找到学习的知识点。
3.教学模式陈旧,教学内容单一
目前的理论教学习惯于以教师为主体,教师根据个人的想法讲解理论知识,学生在课堂上听课、记笔记。医学生物化学理论教学沿袭了其他专业理论课程的教学模式与方法,内容偏重于对知识点的讲解,忽略了课程整体的逻辑性和学生素质的培养。教学模式陈旧,教学内容单一,缺乏锻炼学生的思考、分析和解决问题的能力。
二、医学生物化学理论教学改革的思路与方案
1.根据医学生物化学特点
合理分配学时医学生物化学偏重于人体医学,具有一定的特殊性。因此要求教师加强与医学的实际联系,合理分配学时。加强专题篇——肝的生物化学血液生化和钙磷代谢等——的学时,同时安排一些当前的食品药品事件,如苏丹红、地沟油、三聚氰胺等进行讨论。
2.结合临床病理讲解
医学生物化学,激发学生的学习兴趣在讲授应列举一些临床例子,加深学生的印象。物质代谢障碍主要引起人类的代谢性疾病,如高血压、高血脂、糖尿病和痛风等。复旦投毒案的毒物N-二甲级亚硝铵的病理表现主要是急性肝、肾损失。授课教师还可以提供一些条件,不定时地安排学生到附属医院观察一些常见疾病的临床表现,或者参观检验科,使学生更好的理解生化检验的原理。例如对肝功能和血液检验等可加强学生对基础知识的理解,同时强调错误诊断临床指标的后果,使学生体会到肩上的重大责任。教师还可定期举办学术讲座,改变传统落后的教学模式,并在课堂上适当讨论、总结。学术讲座采取请进来走出去的方式,首先邀请附属医院各科室的临床医生讲一个专题,然后学生到医院,结合病人请医生讲解疾病的临床表现和治疗原则,使知识融会贯通。这样提高了学生学习医学生物化学的积极性。
3.引入基因工程在医学中的应用
关键词:实验教学;虚拟仿真;生物化学
生物化学是一门对生物大分子的结构及其功能进行研究并阐释生命现象本质的学科,广泛应用于基础医学、临床医学和生命科学等多个领域[1-2]。实验教学是生物化学课程的重要组成部分,有助于学生对理论知识的理解,提高学生的动手能力、创新意识和综合科研能力[3]。随着计算机、互联网的发展,虚拟实验室越来越多地应用于高校的实验教学中,已经成为信息化教学中举足轻重的一部分[4-5]。实验教学中虚拟仿真技术的应用,对学生的学习动力和兴趣的激发有重要意义,利于学生发挥自身的创新能力。虚拟仿真实验室具有良好的交互性,也可以拓宽学生的视野[6]。
一、传统生物化学实验教学的局限性
(一)实验教学形式单一、内容单调
以“教师分析原理→操作示范→学生实验操作”模式开展的教学,即采用了“教师讲—学生做”的实验教学模式,这种单一的实验教学形式导致学生对实验操作的兴趣严重不足。
(二)实验教学互动不够,效果不理想
传统生物化学实验教学程序的既定形式使师生之间缺乏互动,导致在有限时间内学生对实验操作存在疑问往往不能得到及时解答。互动不足使多数学生仅仅按照实验步骤走一遍流程,缺乏思考和对知识的渗透理解。实验过程中学生经常会有操作失误或不当之处,教师不可能全程关注到每位学生的实验操作过程,针对实验操作中的问题常会纠正不及时;再有实验中,教师和学生之间沟通和互动不够,各小组的实验结果校对不及时,导致学生忽视所存在的问题,实验教学效果不理想。
(三)课时有限,实验教学内容受限
笔者通过多年的教学实践发现,生物化学验证性实验设置比例较大,而综合性及设计性实验比例过小,这确与生物化学实验的特点有关。且某些实验的周期较长,但实验课时有限,导致实验效率较低,有些实验所用实验仪器价格昂贵,不宜让学生动手操作。这必然导致生化实验教学内容受到限制,对学生的实验操作技能的培养目标无法实现。
二、临床模拟实验室在生物化学实验教学中的应用实践
(一)临床模拟实验室平台构建
目前,依据山东协和学院现有的虚拟仿真实验室,再结合医学检验专业特点,课题组在充分讨论的基础上,选取了“难操作、耗时长、所需仪器贵重”且对于培养学生的实验操作技能重要的项目。首先,对选取的实验项目分析探讨,课题组成员围绕项目设计了学生实验前的导学案、课前学习任务、线上检测、知识拓展及小组讨论等;其次,充分借助于学校现有的仪器设备及临检实验室,建设成“线上与线下”同步的临检模拟实验室。实验仪器设备的配置、实验室空间布局与医院临床检验科基本一致,设立临检室、生化室、细菌室等,同时在管理和质量控制上也将模拟临床全套流程。
(二)生物化学实验教学设计
在医学检验临床模拟实验室平台构建的基础上,充分利用其中的“生物化学检验”实验模块开展实验教学,这样实现了医学生物化学的实验教学与检验专业的课程-生化检验教学直接对接,实验教学的资源被充分利用,也为后续学习生物化学检验做好铺垫。1.常规生物化学实验教学基于临床模拟实验室的生物化学实验教学基本流程如下:实验课前:教师导学案和任务单→学生明确任务→尝试进行虚拟操作和考核→分组讨论→教师跟踪反馈。实验课中:教师点拨→学生操作→教师随机指导反馈。实验课后:“线上+线下”综合评价→师生讨论、总结→反馈→拓展思路。2.技术性较强的生物化学实验教学对于生物化学实验部分的“质粒DNA提取与鉴定、基因克隆表达、聚合酶链式反应(PCR)”等实验存在周期长、实验技术性强和条件不足等问题,须专门工作人员操作,学生不宜进行实验。而虚拟仿真技术克服了这些不足,在临床模拟实验室学生均可以顺利开展这些实验操作,拓展了生物化学的实验课堂,开阔了学生的视野。虚拟仿真实验采用虚拟现实技术,对试剂配制、实验流程和参数设置等进行可视化演示,模拟整个操作过程,并得出相应的实验模拟结果[7]。参与实验的学生均有机会亲自尝试虚拟实验仪器的操作,且可以进行全过程反复多次的实验模拟操作,借助虚拟仿真实验平台学生可实现全程多次练习PCR技术操作的目的,从而逐渐达到熟练掌握PCR技术操作的方法。3.生物化学实验教学效果评价采取以“线上”和“线下”结合的方式评价学生的实验成绩,具体评价内容有课前任务完成评价、实验设计及操作评价、实验成果评价、“线上”互动情况、小组任务等。通过比对过程性成绩和期末成绩(表1所示),实验班成绩均高于对照班,并且差异有统计学意义(P<0.05)。结果进一步说明基于临床模拟实验室的实验教学,学生在课前即可熟悉实验操作过程和规范,且教师能及时把控学生实验操作情况,实验教学效果较好。
三、临床模拟实验室在生物化学实验教学中的优势
临床模拟实验的环境能给人带来逼真的视觉、听觉感受,通过计算机的简单操控即可实现逼真的实验操作。移动鼠标或敲击键盘操作就可以从不同的角度观察到实验仪器设备的特点,这样的虚拟实验操作对于学生有更强的吸引力,学生借助虚拟实验操作增强了其对真实实验操作的理解。在今天,虚拟仿真技术能将最新的科研资料和技术融入其中,虚拟实验过程中教师的提示和讲解能帮助学生丰富科研知识,增强学生在实验过程中的思考和对专业知识的运用意识,提高实验能力。
(一)优化实验教学模式
临床模拟实验教学平台的构建,使学生实验时间和空间不再受限,学生利用网络平台可根据自身的情况选择相应的生物化学实验进行反复操作训练,增加学生真实实验的感受,提高实验能力。借助虚拟仿真实验,可把生物化学的科研成果转化为实验教学资源,例如质粒DNA提取与鉴定、目的基因克隆表达、聚合酶链式反应(PCR)等实验,拓宽了生物化学实验教学的范围。生物化学实验教学应用临床模拟实验,使实验教学的模式在一定程度更加优化,拓展了生物化学的实验教学的空间和时间。
(二)增强互动
通过模拟实验室教学体系的重新构建,使功能灵活,满足学生实验中的随机答疑要求。选择答疑平台功能模块,学生即可实现与教师或者平台工作人员进行互动,或通过“关键词”搜索获得相关解答,增强了互动。在虚拟仿真实验中,学生可以从多个不同的角度观察实验设备的特点,使实验的效果更加生动形象。临床模拟实验中学生可根据对实验的设想,确定实验项目→设计实验程序→进行实验探索。虚拟仿真实验教学给学生创造了一个崭新的实验“基地”,在这里学生实验的积极主动性被充分调动起来,借助虚拟仿真实验平台使学生实验的基本技能得到提高,同时又间接地帮助学生提高了创新能力。
(三)提高教学资源的利用率
临床模拟实验室的虚拟仿真实验系统通常面对全体师生开放,并提供较全面的临床及基础医学的学习资源,有助于学生开阔视野,随时随地的方便学生对学习资源的获取。虚拟仿真在生物化学实验教学中的应用,将不受时间和空间的限制,随时利用网络即可登录平台开展实验。保障了重要实验教学的顺利进行,克服了学生分组实验中存在的某些弊端。学生可在临床模拟实验室单独进行实验操作,并能获得参与实际实验操作的感受,使教学资源得以充分利用。
(四)完善实验考核体系
传统生物化学实验往往依据学生实验报告和考勤对学生进行考核,不利于教师对学生实验操作等状况的把握。临床模拟实验教学模式不但能增强师生互动,且还能够保存学生实验的操作实录,教师借助于计算机保存的学生操作实录,全方位把握学生的实验状况,给学生公平合理的考核评价,完善了实验考核体系,更有利于教师有针对性地加强实验和理论的指导。
四、结语
根据医学检验专业及虚拟仿真实验的特点,构建以“导学”为目标,以学生“虚拟+真实”实验为主导的医学检验实验教学模式,并在生物化学实验借助虚拟仿真技术,生动、逼真地模拟实验操作过程,增强实验的趣味性,激发学生动手操作的欲望,使教师随时把握学生的实验动态,更有针对性地给他们加强辅导。教学实践表明,在医学检验专业开展的虚拟仿真实验教学,丰富了生物化学实验教学的内容,拓展了实验教学的模式,同时有助于引领学生运用生物化学知识解决实际的问题,有效提高了实验教学的质量。虚拟仿真实验教学能更好地提高学生的实操技能,并一定程度上弥补真实实验所需条件的不足,为学生的后续学习和工作打下坚实的基础。
参考文献
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生物化学是揭示生命基本活动的科学,因此作为临床医学的基本理论与实验的基础,在生物化学教科书中得到了完整的体现[1]。但在教学中表现出的问题也较普遍;一是教学内容纷繁复杂,涉及面广,使得学生难记亿;二是道理比较抽象,分子结构式、反应方程式、信号转导形式等非直观内容妨碍了感知觉,使得学生难理解;三是平淡无奇,缺少临床医学的生动性、兴趣性和感染性,使得学生难应用。其表现为:(1)学生在大量的信息流中分不清主要矛盾与次要矛盾,只能囫囵吞枣;(2)学生在纷繁的认知过程中分不清本质与现象的内在联系;(3)学生在面对复杂的生物学变化中分不清动态与静止的辩证关系。尽管有不少教师也采用了病案教学法,取得了显著的成效[2];并对生物化学与临床学科的联系与相互融合作了深入细致的研讨[3];尝试应用生物化学与临床联系的教学法[4],试图采用临床实践与案例引导学生灵活应用所学的知识;但是,课程设计难度大,选用病案须考虑学生的接受能力,因此课堂应用仍然不够广泛。针对上述问题,作者从教学实践中摸索将辩证思维引入生物化学教学的做法,使得学习变得更加易学好懂实用。
1 抓住主要矛盾与统筹次要矛盾的观点
主要矛盾:人体结构与功能的统一、物质与代谢的统一、基因与调控的统一,结构、物质和基因是基础,而功能、代谢和调控是其矛盾的主要方面。而达到三个统一的本质就是相互联系、相互制约和相互协调的关系,从这个观点出发就比较容易理解各类细胞中的物质、细胞器与酶类、受体等作用;调节的反式作用与顺式作用;可诱导基因与可阻遏基因的协调表达等问题。例如在讲解糖、蛋白和脂代谢时,三大营养物质的代谢链是掌握知识的关键点,其中每个生物链中的限速酶则是其矛盾的主要方面。通过三羧酸循环来将三大物质代谢联系起来,就可以解释为何糖代谢障碍,如糖尿病可以促进脂肪与蛋白质的消耗,导致病人消瘦的问题;食入过量碳水化合物可以导致血脂升高的问题。在讲解酶调节中,还可列举人体饥饿时可以分解脂肪产生ATP,通过ATP/ADP比值增高来抑制6-磷酸果糖激酶,达到减少糖分解的目的。如果学生抓住了生化反应中的主要矛盾及矛盾的主要方面,随后发生的一系列变化就可以顺理成章地推导出来了。
2 透过现象抓本质的观点
现象是事物的表象,而本质才是事物的客观规律性所在,透过现象抓本质的观点能够指导学生完整的理解生物化学所阐述的深刻道理。例如在讲解脂代谢时,随着人们对于胆固醇与动脉硬化关系有了新的认识,胆固醇的结构、代谢与功能引起了广泛的关注;但是进一步的研究发现导致动脉粥样硬化的胆固醇在不同的分子结构中起到了迥然不同的作用,被称之为好的胆固醇与坏的胆固醇,因此在教学中要引导学生理解胆固醇在低密度脂蛋白与高密度脂蛋白中所起的作用是背道而驰的,前者为危险因子,而后者则是保护因子。同样载脂蛋白A与载脂蛋白B在引起动脉粥样硬化中扮演了恰好相反的角色。
3 注重动态变化克服静止的观点
人体内发生的生物化学变化是瞬息万变的过程,诸如基因开与关,酶蛋白合成的诱导与阻遏,酶的激活与抑制等都是动态的,没有一成不变的模式,因此在临床医学中应用此种原理来达到治疗的目的。例如采用PAM(解磷定)可以快速抑制有机磷中毒时活化的羟基酶,用于军用毒剂及民用农药的快速解毒药;应用BAL(二巯基丙醇)有效地抑制重金属(如砷)中毒时活化的巯基酶,对抗其神经毒性;干扰相关基因表达可以影像癌细胞DNA的合成用于肿瘤的治疗。血红蛋白在肝脏代谢最终生成胆红素,无论游离胆红素或结合胆红素升高都会引起黄疸,但是在不同情况下会造成不同类型的黄疸,诸如阻塞性黄疸、溶血性黄疸或肝细胞性黄疸等,理解胆红素肠肝循环后就容易让学生明白其中的道理。通过以上事例不但可以加深对课本知识的理解,而且克服思想方法的孤立、静止与片面的观点。
参考文献:
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[3] 仲其军.从生物化学与临床学科的联系看生物化学教学改革[J].医学理论与实践,2006,19(1):113.
[关键词] 生物化学 课堂教学 教学改革
生物化学是从分子水平探讨生命现象本质的一门学科,是医学专业重要的基础课。它理论性强、概念抽象、反应过程复杂多变,是基础医学课程中最抽象、最难懂的学科之一。由于高职高专学生有较多的文科生,对于生物学、有机化学、物理化学等基础理论知识掌握得相对薄弱。因此,在生物化学的教学中,如何提高学生的学习兴趣,灵活地掌握基本理论知识,是我们在教学实践中一直在研究和探索的课题。在教学实践中,我们从以下几方面进行了尝试并取得了一定的效果。
一、理论联系实际,激发学生学习兴趣
生物化学是一门理论与实际相联系的科学,许多生物化学知识都与日常生活和临床医学存在着密切的关系,联系这些实例进行课堂讲解,可以使学生感到学有所用,从而明确其学习的目的性,提高其学习主动性。例如,在医院打针前需用酒精棉球消毒灭菌,这是众所周知的。但为什么酒精棉球可以消毒灭菌呢?通过用生化知识解释:酒精消毒可使微生物如细菌蛋白变性,从而达到灭菌的目的。这就更能使学生理解蛋白质的理化性质。再比如在介绍蛋白质结构与功能的关系的时候,我们联系临床上的“镰刀型红细胞性贫血”,介绍它的发病机制,强调这是一个典型的分子病,是由于血红蛋白结构异常而导致的疾病,从而使学生对蛋白质结构和功能的关系有了更具体的理解。从而激发学生的学习热情,变被动记忆为主动摄取,教学效果大大提高。
二、教学中将生物化学知识与临床疾病相关知识融会贯通
如何将医学基础知识和临床医学知识融会贯通是医学基础课教学改革的重要内容。在生物化学教学中应密切联系临床,如从高血氨、氨中毒的讲授中可扩展到假神经递质学说,氨基酸代谢不平衡学说,胺、硫醇、短链脂肪酸的协同毒性作用等,HMG-SCOA还原酶与他汀类调脂药的作用机理以及谷丙转氨酶和谷草转氨酶的区域化分布与一些病理现象等的时候,我们给学生一些真实的临床生化检验报告,让学生分析病人可能存在的问题,这样使学生感觉到所学的东西不再是抽象、空洞的理论知识,而是可以实际应用的手段和武器,这样既能增强学生学习生物化学的兴趣,又可让学生对临床知识有所了解,加深学生对生物化学有用性的认识。
三、合理运用多媒体技术,提高教学效率
多媒体技术是把声音、文本、图像、动画、视频等媒体信息通过计算机处理和通信技术结合起来形成的一种综合技术。它具有信息多样化、信息量大、易于操作等特点。
多媒体教学在生物化学教学中的应用,为解决生物化学课程固有的授课难度提供了一系列现代化的有效手段,它在单位时间内传递的信息较传统的教学更丰富、更直观、更形象。
但在运用多媒体课件进行教学时,也应注意方式方法,如果运用不当可能无法达到预期的效果。例如,在教学中,教师若仅仅按照课件内容进行满堂灌,不顾及学生的信息反馈,就会缺乏与学生的交流与互动;若幻灯片的内容过多或教师的语速过快,就会造成学生消化不了,产生厌烦情绪,降低学习效果。因此在制作和使用多媒体课件的时候我们必须注意:(1)在内容的选择时必须围绕教学大纲,同时结合学生特点精炼教学内容,运用多媒体技术形象地展示教学内容的重点及难点;(2)使用多媒体课件教学时仍应发挥教师的主导作用,注意肢体语言,必要时也可用板书等方式来阐明课堂讲授重点,补充多媒体课件制作中的不足和缺陷。
四、提高教师自身素质,保证教学质量
教师是课堂教学工作的组织者和指导者,其良好的专业素质、授课艺术、人格魅力都会对课堂教学效果产生直接的影响。首先,教师对教学内容要有深刻的理解,要能站在一定的高度,把握重难点,反复推敲教材,在头脑中建立起系统知识框架,理清教材知识系统的结构顺序,从而按知识框架展开进行备课。其次,加强集体备课,教师之间取长补短。来自医学院校的生物化学教师临床知识较丰富,而来自其它院校的生物化学教师生物学、化学知识较丰富。因此,要充分利用好这一特点,采取集体备课、研讨教材、互通有无,优势互补的方式,必将取得良好效果。
参考文献:
[1]范月仙.浅议寓智能培养于生物化学教学中.山西高教研究,1996.
[2]王言根.学会学习.北京:教育科学出版社,2003.
【关键词】临床生物化学;生物化学检验;教学改革;教学实践
【中图分类号】R-1 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8801(2014)04-0256-02
临床生物化学和生物化学检验实验是生化基础实践技能,由生物化学、分析化学、临床医学等多种学科相互交叉而形成的一门独立学科,也是一门应用性很强的学科,作为医学检验的主干课程之一,内容与临床医学专业及医学检验专业,如微生物、细胞生物学等有关,其内容较多,具有一定抽象性。我校通过对临床生物化学和生物化学检验实验课的教学进行积极的探索,探讨其改革与实践思路,现报告如下。
一、临床生物化学和生物化学检验课程及应用特点分析
(一)学科交叉,涉及多门学科理论
近几年,随着医学技术的进步与不断发展,临床生物化学和生物化学检验在医学中的地位越来越突出。且与医学检验、微生物学等多门学科相交叉,联系性较强;由于临床生物化学和生物化学检验涉及科目多,教学内容较多,加之近几年微生物、细胞生物学等学科的快速发展,新疾病、新技术、新理论不断出现,使教学内容变得更加丰富,同时还具有一定的抽象性,对教师教学带来了困难大的困难。传统教学在此方面更注重知识性讲解,学科相对独立,缺乏对新仪器、新知识的讲解,不能满足当前对临床生物化学检验的要求。
(二)实践性强,重应用性
由于临床生物化学和生物化学检验是一门视度综合的应用性学科,对学生的实践性及实验操作性要求强交,尤其是这几年,检验仪器的不断向自动化、智能化方向发展,检验项目由过去单一项目的检测发展到现在多项目联合检测,检测内容也由过去简单的基本定性技术,或半定量到现在的微定量、超微量检测,细胞生物工程技术、基因工程技术、分子生物学工程、微生物学工程等在临床已得到广泛应用,其对临床生物化学和生物化学检验专业学生的专业性及仪器操作性,专业知识的应用性要求也越来越高。
二、临床生物化学和生物化学检验教学改革与实践初探
(一)教学观念的改革
临床科学的不断发展,对临床生物化学和生物化学检验专业学生的要求越来越高,学生不仅要求具有较丰富的专业理论知识,还应具有较强的应用实践能力,这为临床生物化学和生物化学检验教学提出了新的挑战,教学的改革须从教学观念改革入手,由传统的知识性传授转为技能性发展。教师的角色由教变为导,学生学习也应由被动接受到主动吸取、运用中来。
(二)保持与专业医学机构的联系,加强教师队伍建设
加强教师队伍建设,首先要提高教师的实践经验,可选拔优秀的教师到医疗条件、技术条件较好的医学院和医院进修,或参加短期培训,增强临床检验经验,尤其是微生物、细胞生物临床研究经验丰富的医学进修,掌握最新临床成果,才能更好地运用到教学实践当中;与本市或省内相关专业医院保持联系,通过与临床检验医师的沟通,了解最新微生物临床信息,及时对课本知识进行更新,这样才能培养出具有高创新性的综合性人才。
(三)教学实验课程的改革
改变传统课堂为主的知识传授性教学,增加更多实验教学课时,使学生有更多机会参与实践操作,提高检验操作技能。对本专业相关检验仪器进行更新,添置新仪器设备,使临床生物化学和生物化学检验教学与临床需求更为贴近。
采用实验室模拟教学方法,在实验课程上模拟临床检验过程,加强学生准确取样、检验、数据处理分析等方面训练。学生须真实、准确记录检验结果,严禁杜撰实验结果,培养学生科学、严谨的工作作风;通过对所得数据进行模拟质控方法进行统计分析,对实验结果进行总结,以丰富学生检验经历。
(四)明确教学要求,完善学生考核管理
改进考核管理办法,将学生期末成绩由理论考试与实验考核两项考核结果组成。日常检验实践成绩根据学生检验报告进行评定。教师在实验考核前宣布考核细则,考核内容包括实验操作的每个步骤,甚至包括实验结束试管的刷洗的评分;学生自行准备实验器材,编写方法学实验设计,教师审核过后自行配置试剂,并进行实验,做出实验结果报告。通过理论成绩与实验成绩相结合的方法,对学生能力进行测评可提高学生理论联系实践的能力,同时对可培养学生严谨的实验态度,扎实的操作基本功。
总之,当前临床检验学的不断发展,为临床生物化学和生物化学检验教学提出了更高的挑战,不断丰富教师学生相关理论知识,提高实验操作能力,才能培养具有高创新性的综合性人才。
参考文献:
[1]罗艳红,邓益斌,黄跃斌等.临床生物化学检验实践教学改革[J].右江民族医学院学报.2011,2(33):100-101.
[关键词]医学生物化学;教学质量;基础医学;临床医学
[中图分类号] R169.1 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2016)08(b)-0155-04
医学生物化学是一门重要的医学基础课程,主要讲述正常人体的生物化学以及疾病过程中的生物化学相关问题,随着生命科学和医学科学的发展,人们逐渐认识到许多重大疾病的发病机制如恶性肿瘤、代谢性疾病、免疫性疾病等要从分子水平上才能解释,同时,生物化学在临床上主要应用于诊断疾病、监测病情、判断药物疗效和疾病预防等方面,因此,对于医学生而言,生物化学这门课程掌握与否不仅关系到其它医学相关课程的学习效果,而且与医学生以后的临床工作密切相关,是联系基础与临床的桥梁。但由于该课程中抽象的概念、复杂的化学结构、繁琐的代谢过程、与临床医学知识的脱节,学生对所学内容难以理解,使之成为医学基础教学的难点课程之一,教学效果不佳,“生化=神话”已经在历届学生中广为流传。关于如何提高医学生物化学的教学质量,本文结合多年来教学经验,进行了以下几点教学探索与反思。
1教学内容的取舍
医学生物化学的主要内容分为四部分:重要生物分子如蛋白质、核酸、酶和维生素等的组成、结构与功能;大分子物质如糖、脂类、氨基酸、核苷酸的代谢与能量代谢以及各种代谢途径间的联系和调节;分子生物学基础即遗传信息的表达;重要器官正常代谢过程以及异常代谢时与临床相关疾病的联系。教师除应全面准确掌握教学内容外,在授课时还要对教学内容进行适当取舍,合理设计和规划教学过程,在有限的课时内,优化教学效果。
与医学不同的其他一些专业比如食品、化工、农学等也开设了生化课程,不同专业的生化课程有其各自的特点,而对于医学生物化学来说,在教学内容上,应加强医学与临床的联系,反映医学特点,适应医学发展。如对于“物质代谢”这部分内容,教学时适当精简大部分物质繁琐的代谢过程,把重点放在讲解反应过程中的关键酶及其调节以及与临床的联系。以酮体代谢为例,只对酮体生成的过程作以简单说明后,重点讲解酮体生成过程中的关键酶及其调节、酮体生成的生理意义以及糖尿病患者为什么会出现酮体酸中毒?另外,以前对“分子生物学基础”这部分内容只做简单了解,但随着对疾病的认识进入分子水平,这部分也要增加教学内容,比如与肿瘤生长相关的癌基因和抑癌基因、某些遗传病的发病机制等这些医学研究热点问题都应让学生掌握。当然,在组织教学内容时精心选择的医学临床实例要与生物化学基本理论知识相关联,不能“牵强附会”,使得学习走向“误区”。
生物化学作为前沿学科,其进展快的特点决定了教师在原有教学内容的基础上,需要不断地充实新内容与新观念,及时摒弃陈旧内容,将临床最新研究介绍给学生。这就要求教师备课时注意前沿新知识的补充,搜集反映最新学术进展的文献资料,精心阅读生物化学原版英文教材,了解本学科的最新发展动态和相关学科知识,例如向学生们介绍阿尔茨海默病的研究新进展、肿瘤标记物的应用、乙肝的最新治疗方法等,紧跟学科发展,及时调整教学内容,让学生及时掌握前沿知识。
2教师医学知识储备
教师自身知识的储备直接影响教学效果,生物化学与医学有着紧密的联系,作为生物化学教师,应该明确生物化学在医学课程学习中的重要性。一名合格的医学院校的生物化学教师,单一的本学科知识已不能满足教学要求,应该具有全面的医学知识储备,只有掌握深厚的医学知识,在教学过程中才能够将生物化学基础知识与医学其它专业课以及临床医学知识结合起来,指导学生如何对疾病诊断、预防和治疗以及对致病原因和机制进行探讨。如在讲酶原激活和同工酶的生理意义内容时,与解剖学、生理学、病理学、内科学、外科学结合起来,解释急性胰腺炎的发病机制、临床表现和治疗预防。引导学生灵活运用生物化学的基本原理分析解决临床问题,可以为医学生今后开展临床医学课程的学习打下扎实的基础。要使教师具有丰富的医学知识储备,关键是要大量阅读与医学相关学科的书籍,收集与临床实际联系的资料。除必须通读医学教科书外,还应大量翻阅医学期刊及专著,查找与生物化学联系的病例分析以及与医学相关的生化研究的最新进展。只有教师不断地获取知识充实自己,并能灵活应用到教学中去,才能使教学水平不断提高。
3教学方法的运用
针对教学过程中,医学生普遍认为生物化学是难理解、难记忆、难应用的课程,由此所导致的学习兴趣不高的问题,采用灵活正确的教学方法,在生物化学教学中尤为重要。
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。
作者:黄川锋 张冬 单位:南阳医学高等专科学校基础医学部生物化学与分子生物学教研室
参考文献:
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关键词:生物化学 多媒体 教学 高职
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)06(a)-0153-01
生物化学是医学基础理论课中一门难度较大又非常重要的基础课,它具有理论性强,内容抽象,代谢途径相互联系,错综复杂,教学知识表达困难,容易令学生感到枯燥,难以理解记忆的特点。加之高职高专学生理论基础参差不齐,对学习比较情绪化,感兴趣的东西学习积极性较高,而对于枯燥的内容则学习效率较低、学习积极性下降,自控能力不强,更有一些学生沉迷网络,或看小说、休闲杂志打发时间,或本末倒置以社团活动为首位,不愿学习。[1]基于以上两方面都增加了使用传统教学手段进行《生物化学》教学的难度。多媒体辅助教学作为一种全新的教学手段有许多传统教学无法比拟的优势,在生物化学课程教学中可以动态、形象、直观地展现各种复杂结构及其代谢变化过程,有利于学生理解;可以扩大课堂信息容量,随时补充学科新进展,有利于提高教学效率。[2]本文笔者将就PPT在高职生物化学教学中的部分具体应用进行探究。
1 使用“动作按钮”优化概念图
概念图是知识表达所采用的一种方式,是一种用节点代表概念,连线表示概念间关系的图示法。它的内容和概念之间的关系是很丰富的,把每两个概念之间用连线或词语联结起来所形成的知识图可以准确简洁表现出人们心中的概念、知识和理论。在传统教学过程中使用概念图在新课教学及复习中应用均可帮助学生更好地理解繁杂的科学理论知识,还可以培养学生对图表的认知能力、辩证思维能力和对信息的分析能力。是传统生物化学教学过程中常用的辅助教学手段[3]。
传统教学中通常会以板书或挂图的形式展示概念图,板书的优势在于可以一步一步的展示各节点即知识点之间的联系,但高职教学课堂要求信息量较大,使用板书会浪费大量时间;若使用挂图虽然节省时间但是会导致一次性释放的信息量过大,不易被学生理解;使用PPT展示概念图就可以扬长避短,可以设置每个节点的播放顺序,清晰的展示教学内容之间的联系,另外,如果有某些节点是需要深入讲解的就可以将此节点设置为动作按钮,有利于知识的扩展,扩大了课堂信息量,又不破坏概念图的完整性。
2 使用“动作路径、Flash”优化动态过程示意图
生物化学教学内容中会涉及很多动态的连续的过程或是结构发生改变的过程,在传统的教学中,我们通常使用了挂图、模型等一些辅助手段进行动态过程的讲解,但是由于实体教学的局限性,学生无法深刻体会到过程的连续性和动态发展的过程,而在PPT课件制作中可以采用图形、动画的方法使学生生动直观的理解并掌握所学内容。例如,在胆色素的代谢教学时,可以原有示意图为基础将各种胆色素绘制其中,并利用自定义动画中的动作路径使各种胆色素组分在体内的代谢过程动态的展现出来;再如复制、转录、翻译过程均可以此种制作方法用动画形式表现和描述。
通过插入一些已有的Flash也能够提高教学效果,例如,生物氧化过程中的电子传递链是教学内容抽象,学生难以理解。若利用Flash课件形象地展示电子传递链组分在细胞膜上的定位、电子传递过程及与ADP磷酸化的偶联机制,就能够将抽象的知识具体化,帮助学生理解和掌握。这些教学手段的运用可以使抽象的知识具体化,枯燥的知识生动化,乏味的知识兴趣化。既生动又易懂,又使学生记忆深刻。这些内容又多是教学的重点难点问题,通过这些教学手段的应用可以更好的突出重点、突破难点。
3 使用“插入视频、音频、图片”优化文字教学
作为基础学科,生物化学在整体医学教学中起到了承前启后的作用,它需要以医用化学、医用生物学、解剖与组织胚胎学等已学过的学科为基础,所以不可避免的会复习使用到已学过的以上学科的知识,而大部分高职学生基础知识并不牢固,如不进行有效复习将不利于新课的讲授,另外生物化学中的化学符号众多,其中包括大量的化学结构式,在生物化学实验中也会用到的各种仪器,比如烧杯、分析天平、高效液相色谱、分光光度计等。教师在传统方式教学中,根本无法将这些学习内容很形象地展示给学生,使用PPT插入视频、图片即可解决这一难题。生物化学的学习内容中各种营养物质的代谢最终都会涉及一些代谢异常的疾病,此时需进行病例教学,例如:讲到中老年人常患的疾病如高血脂症、肥胖、动脉硬化、冠心病、糖尿病、痛风等时,可适时插入相关疾病病人的病状及变化的视频、音频、图片资料,让学生具体感觉到这些疾病离我们的生活并不远,引起同学们的高度重视,充分利用现实生活中的活生生的事例来吸引学生的眼球,激发学生的学习热情,提的课堂教学效果。以事实说话,不仅能强化学生对知识的理解,还能加深学生对所学知识的认识。除此之外,还可以增加各学科之间的联系。
4 使用“控制工具箱中滚动条”优化病例教学
当一张图文并茂的幻灯片说明文字过多不能全部展示时,若分成几页显示,上翻下翻很不方便,即可使用滚动条,例如,在生物化学教学过程中需进行病例教学,仅仅通过图片、视频并不能完整描述疾病症状及发展过程,辅以文本病历将使教学内容更加丰富,最好的表现方式是文本病历和疾病图片、视频同时显示,这时就可以使用滚动条。
使用PowerPoint中的多项功能,可以优化高职生物化学课堂教学,它图文并茂,将单一的文字转化成生动的语言和多彩的画面,逼真的图像和动画效果可以最大限度的展示生物分子的立体结构和化学变化过程,给予学生多感官刺激,变抽象为直观、复杂为简明、枯燥为生动活泼。可帮助学生形象直观地掌握课程的重点和难点,并激发学生的学习兴趣和想象力。
参考文献
[1] 陈秀兰.高职新生学习状况调查和对策[J].科协论坛,2007(5):85-86.
[关键词]生物化学;实验;综合教学体系;复合型;药学人才
生物化学是以化学原理和化学方法,对生命物质化学组成与结构中化学变化开展研究的基础科学。生物化学具有极强实践性,可以使药科学生根据分子水平了解生物组成,为药学课程学习和知识扩展打好基础。培养复合型人才是我国对药学人才培养的要求,也是培养学生创新意识、实践能力的基础。生物化学实验综合教学体系以科学的教学方法、模式,加强学生的实践能力教学,进一步优化实践的教学内容,提高学生动手能力。
1生物化学实验综合教学体系的结构
医药工业为高新技术产业,是核心知识密集型产业,医药工业发展需要大量药学复合型人才的努力。培养复合型人才既要有综合课程、教学计划,还要有配套教材、教学大纲。要科学设置教学体系,才能做好复合型人才培养,设计不同课程组合,才能实现最佳课程体系设计[1]。培养学生的实践能力要秩序渐进,也要分步骤完成,只有这样,才能实现实践教学,药学教学中把生物化学与实验结合在一起,把生物化学教学科学计划,将生物化学中的细胞生物、分子生物、遗传、生理等学科的研究方法和结果结合到实践教学之中,由不同层次与不同分支、不同内容结合在一起,反映出生物化学学科研究成果,为药科学生建立起生物分子结构和功能的思想方法,指导学生学会运用发展性的思维,循序渐进把生物化学实践从基础、提高、综合到最后的创新性研究等层次学习。指导教学过程中,把不同实践的教学内容在不同教学时期安排,把综合实习和科研究实践、化学实验等时期综合在一起,而低年级学生要先掌握周实验基础生物实验技能,了解生物化学基本方法与技能,逐渐鼓励学生提高科研兴趣。通过综合性实验来提高学生实验技能与设计、思考能力。高年级学生要由实验把理论和实践结合在一起,通过学生自主性的设计,通过导师指导,完成药学研究,培养科研究的创新意识与创新能力[2]。
2生物化学实验综合教学的教学内容
培养学生专业基础知识与思考能力,就要改进教学内容,培养学生学习理论基础时,加强思维与创新能力培养。药学专业与医学、理学、工学等多种学科相关,包涵了很大的知识量,所以,大多学习都要靠学生自学完成,教学主要是将各学科进行综合,指导学生掌握学习方法,培养学习的主观能动性,通过药物案例学习,掌握分析问题与解决问题的方法,由被动向主动学习转变[3]。生物化学教学以实践为主,在实践教学中既要提高学生主动学习的积极性,也要注意增强理论教学。注意扩展学科动态知识,使学生能了解更完整的生物化学理论知识,实验多以验证实验和提高实验为目的,加强学生实验的基本技能,这些都是生物化学实验教学重要内容。通过分光光度、电泳、色谱及离心等技术的指导应用,实现学生操作能力的培养[4]。加强学生的科研思维导入、创新研究实验性教学等来培养学生的创新能力。在教师指导下,学生自主性进行实验,教师提出问题,学生思考和查资料,通过自主实验来设计和准备,安排好实验时间,教师只给予适当的帮助与指导,学生通过自主实验掌握分析与解决问题的能力。例如:教师可以提出“茯苓价值与提取工艺”这一研究课题,限时1个月时间,学生自己查找关于茯苓的资料,与教师讨论选择实验方案。在实验室实验后,教师为学生提供药品与实验仪器,学生自己独立实验,找出实验结果,最后上交实验报告。通过实验的过程,学生掌握了基础知识,培养了实验的能力和分析问题,解决问题的能力[5]。
3生物化学实验综合教学的过程和结果
药学人才培养要把理论和实践结合在一起,既要重视知识传授,也要重视学生能力的培养,把生产实践与科学研究结合在一起,实现产、学、研为一体的教学模式,使我国传统知识培养发生改变,加强了实践能力、素质能力与创新能力的培养[6]。将想法变为行动,由行动取得结果,这些都需要科学合理的教学和考核,教师为学生讲解实验的原理和实验的过程,检查学生对实验过程中的重点问题掌握情况,指导学生培养预习习惯和自学的能力。在学生实验过程中,教师要不断巡视,与学生主动积极的交流,为学生讲解实验现象,纠正学生不良操作习惯,提高学生对实验的兴趣,以此,提高教学效果[7]。实验考核具有重要的作用,对学生实验能力的考核也要进行综合评定。既包括生物化学实验,也有对实验原理、操作、实验步骤的考核,考查学生的实验报告,确定报告书写和结果、讨论等部分的质量。还要注意考核学生平时的成绩,例如:出勤、课堂表现等方面[8]。总之,我国药学人才培养要制定生物化学实验综合教学体系,师生共同努力,才能达到最佳教学效果,培养复合型药学人才,实现医药行业的良性发展。
参考文献
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[2]郭恒俊,高峥,李菡,等.深化生物化学实验教学改革,培养创新型应用人才[J].实验室科学,2011,14(3):32-34.
[3]黄儒强,李娘辉,尤蓉,等.生物工程本科专业创新型人才培养模式的初步探索[J].华南师范大学学报:自然科学版,2011(4):19-21.
[4]徐文俊,谭茂玲,谢贞建,等.生物化学实验综合能力量化考核实践与探讨[J].教育与教学研究,2014,28(8):89-92.
[5]魏春华,苏燕,闫巧梅.医学生物化学与分子生物学实验技术独立设课的实践[J].当代医学,2015,21(2):163-164.
[6]夏金鑫,丁启龙.高校实验室建设与管理中的一些问题与解决思路[J].当代医学,2012,18(10):29-30.
[7]王玉琨,辛春艳,何炜,等.复合型药学专业人才培养的几点举措[J].基础医学教育,2014,16(10):819-821.
关键词:医学生物化学;自主学习;学习效果
医学生物化学是一门重要的医学基础课,医师资格考试及研究生入学考试的基础医学综合部分都涉及该课程的主要内容。医学生物化学的知识点繁多、概念抽象难懂,学生普遍反映该课程难学、难懂、难记忆。而现如今,大多数院校仍采用传统的教学模式,学生的自学能力得不到培养,学习积极性不高。因此,将自主学习引入医学生物化学教学成为当务之急。
在实施自主学习的过程中,笔者发现了许多问题。本文围绕这些问题,探讨相应的解决方法。
一、学习内容、学习资料的选择
在医学生物化学课程中实施自主学习,必须慎重选择教学内容。对于医学生物化学来说,并不是所有的课程内容都适合自主学习,有的内容复杂,难以理解,如生物氧化部分呼吸链的组成与传递、糖代谢中三羧酸循环、脂酸的β氧化、蛋白质生物合成的过程等。自主学习应选取难度小、学生感兴趣且容易理解的内容,同时要提供合适的参考教材或网站资源。教师首先需要了解每个学生的基础及学习情况,再根据实际情况提供相应的参考资料。教师要因材施教,对基础相对一般的学生,可以提供简明的生物化学类资料或是容易理解的内容。
二、教师和学生明确各自的角色
课堂讲授与自主学习存在很大的差异。在自主学习过程中,教师成为学习的引导者,而学生则转变为学习的主体。学生对学习方式、学习时间享有充分的自由,这很容易使教师和学生忘记自己的责任。教师很容易放弃自己应尽的义务和责任,让学生自由活动。学生脱离了应试教育的束缚,会以为自主学习所给予的“自由”是对他们的一种放纵;还有一部分学生可能会由于基础不牢固、学习方法不正确,无法适应新的学习方式,最终对学习失去信心。为了确立教师的角色和学生的地位,首先,教师应创建一个舒适的学习环境,创建一个适合学生自主学习的氛围,有针对性地进行辅导。而学生是学习的主体,虽然享有充分的自由,但不代表毫无约束的放任。因此,让学生和教师明确各自的职责是非常必要的。
三、自主学习不可替代其他教学
任何教学方法都有优点和缺点,自主学习也不例外。只有正确处理自主学习与其他教学方法的关系,才能保证教学质量的提升。传统教学的作用是不能否定的,而且医学生物化学中的许多内容都需要借助传统教学方式进行讲授。自主学习要与小组合作学习搭配进行。教师要为自主学习提供良好的课堂环境,避免学生之间过度的竞争,一方面,可以帮助那些基础相对一般的学生建立自信;另一方面,合作学习可以为自主学习提供帮助,让先进带动后进,这样可以保证所有学生都能完成自主学习任务。自主学习中往往贯穿有探究式学习环节,学生可以借此机会提出问题、思考问题、解决问题,培养思维能力。
总之,自主学习是一个复杂的过程,需要教师不断进行摸索、总结、改进。在这个学习^程中会出现各种问题,有的甚至是教师预料不到的,这都需要我们及时发现并加以解决。自主学习的主体虽然是学生,但教师在自主学习中发挥了非常重要的作用。教师必须积累教学经验,使自身具备出色的协调、组织及引导能力,以确保自主学习顺利进行。
(通信作者:汪茗)
参考文献:
[1]屈波,程哲,马忠.基于自主性学习和研究性教学的本科教学模式的研究与实践[J].中国高教研究,2011(4):85-87.