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分子生物学论文大全11篇

时间:2023-03-23 15:14:37

分子生物学论文

分子生物学论文篇(1)

[关键词] 生物化学;论文质量;医学院校研究生

[中图分类号] G642[文献标识码] C [文章编号]1673-7210(2011)08(a)-119-02

Study on the degree thesis quality of biochemistry and molecular biology students in medical couege

FU Xinhua, YANG Xiaoyun, WANG Shouxun*

Department of Biochemistry and Molecular Biology, Weifang Medical College, Shandong Province, Weifang 261053, China

[Abstract] Training graduate students of biochemistry and molecular biology have an important station in biochemistry development. We reflected the practice of biochemistry and molecular biology training in medical graduate students to improve the quality of thesis.

[Key words] Biochemistry; Thesis quality; Medical graduate student

当前我国社会竞争日趋激烈,从而加大了对高学历、高素质人才的需求,高校招生规模的年平均增长率是26.9%。在此形势下,如何调整研究生的培养目标和教育模式,已成为各大高校研究生教育需要解决的当务之急,因此探讨研究生培养目标和教育模式具有重要意义。

医学生物化学与分子生物学研究生的培养和教育是造就高层次人才的渠道之一,如何加强对医学研究生培养全过程的质量监控,保证培养质量,是目前高校值得研究的重要课题。其中,建立医学院校生物化学与分子生物学研究生教学督导制度及对研究生学位论文进行质量监控,是保障培养质量的有效途径[1-2]。

1 我校生物化学与分子生物学研究生培养存在的问题

当前我校生物化学与分子生物学专业研究生实际培养工作中,存在一些问题,主要表现在:

1.1 对研究生培养环节的监控不到位

长期以来,研究生培养多注重对结果的评价,以研究成果、毕业论文和就业状况等来衡量研究生培养的优劣,而对研究生培养过程的监管不足。

1.2 导师对研究生培养过程的指导投入不足

随着研究生招生规模的扩大,每位导师指导的学生数量增多,导师整体负荷增大,师生间的直接互动减少,加之导师工作忙,事务多,时间和精力投入都难以到位,以致出现一些研究生培养“放羊”现象,如课题未经论证、开题报告时间滞后、毕业论文答辩匆忙等,从而制约了研究生的培养质量。

1.3 研究生学位论文质量有下滑趋势

招生规模扩大以后,导师压力增大,难以保证每个学生高质量的完成学位论文,造成同年毕业的研究生论文质量良莠不齐。

2 提高医学院校生物化学与分子生物学研究生学位论文质量的几点思考

研究生阶段的教育重在培养学生的科研能力,而学位论文能全面衡量研究生的综合水平。其中,论文选题和开题的严格把关是学位论文质量管理的一个重要方面,对保证和提高学位论文质量至关重要[3-4]。本文分析了医学院校生物化学与分子生物学硕士学位论文各环节存在的问题,提出了加强其质量监控的具体措施。

2.1 美国研究生教育模式

美国研究生教育在世界研究生教育中占重要地位,19世纪以来,美国以培养大学教师和高水平研究人才为研究生教育目标。研究生教育便担负起培养各学科高级研究人才的任务。从20世纪70年代至今,美国研究生的教育质量不断提高,美国研究生教育始终保持较高的整体质量、宏观质量和体系质量[3]。

目前美国研究生教育的评估力量主要来源于社会和高校自身,且以社会评估为主。内部评估遵循“宽进严出”的原则,从招生、课程学习、科学研究、中期考核、考试、论文写作、答辩等方面进行质量控制[4]。美国通常采用高校(系、科)评分的方法评价高校质量,通过评价高等院校的实际办学水平及在大学群与社会中的相对地位来促进其质量提升。培养过程有规范性要求,并严格按计划和程序实行淘汰[5]。

2.2 提高我国医学院校生物化学与分子生物学研究生论文质量的建议

根据我国的研究生培养目标,研究生应当具备从事科学研究和独立承担专门技术工作的能力。研究生教育规模迅速扩大,质量问题日益凸显,引起教育界及社会各界的关注[6]。质量管理系统的功能是对高校研究生培养质量保障系统的具体组织与执行,它直接决定了研究生培养质量保障系统功能的发挥。

2.2.1 研究生培养中期考核培养过程的督导包括导师遴选、培养条件、培养方案、课程设置等的监督、检查,重点是中期考核。实施中期考核是研究生培养过程的重要环节,中期考核未达标者,可给予一定形式的警示,令其限期达标。

2.2.2 对生物化学与分子生物学培养方案与研究生培养计划的审查与督导审查与督查是督导工作的重点。一方面对其培养方案进行审查,另一方面查阅所选学位点的研究生培养计划,重点审查其培养目标是否合适,课程设置与安排是否合理等。

2.2.3 加强教学与管理研究生部加强学籍管理、宏观管理、质量检查与评估等工作,全面监督课程设置、教学实施、成绩考核、论文评审、学位答辩等工作。

2.2.4 学位论文质量监控是重中之重学位论文监控包括开题报告、论文把关、质量评定、论文质量等级及学位授予。督导的重点是检查毕业论文质量,进一步完善论文“盲审”制度能更好地确保毕业论文质量。①开题报告质量监控:开题报告是提高论文质量的重要环节。开题报告重点检查文献是否满足论文课题的要求、有无书面报告书等。中期的学术报告或阶段总结重点检查论文进展情况、后期计划、存在问题及指导小组人员的评议意见,以促进论文质量的提高。②学位论文质量监控:研究生学位论文水平是评估研究生质量的重要指标之一,必须加强对研究生学位论文的质量监控与督导。学位论文的质量监控重点是检查论文质量,协助研究生部对论文进行质量抽查,将该部分论文送予外校专家进行双盲审查,查阅专家评审意见,并参加论文答辩会,提出意见,供导师、管理部门参考和质量抽查,从而保证论文质量。

2.2.5 开展对生物化学与分子生物学导师的督导工作着重从研究生的课堂、教学、文献综述、开题报告、论文中期检查、学术活动、学术交流、学位论文质量与论文答辩等方面对导师工作进行督导检查。

本文通过对生物化学与分子生物学专业研究生培养过程存在问题的分析,围绕加强研究生培养过程管理、全面提高研究生培养质量,从控制的重点、手段和主体等方面提出了进一步实施研究生培养质量监督控制的相关措施,以期对研究生培养工作有所裨益。

[参考文献]

[1]沈岚,刘新平,药立波.研究生分子生物学实验教学的几点体会[J].山西医科大学学报,2008,10(6):701-702.

[2]蒲云,代宁,王永杰,等.谈创造性拔尖人才成长规律-全国优秀博士学位论文作者调查启示[J].西南交通大学学报,2006,(4):12-15.

[3]郭岩,刘爱华.优化研究生课程评价,保障培养质量[J].高教研究,2005, 29:48-49.

[4]王则温,章丽萍,张君.提高博士生培养质量的关键是建设高水平学科[J].学位与研究生教育,2002,(11):29-31.

[5]汤磊.医学硕士生课程教学质量评价模型实证研究[J].医学教育探索,2004,3(1):47.

分子生物学论文篇(2)

1.利用APAGE、荧光原位杂交技术(FISH)、PCR和RFLP标记,对导入黑麦多小穗等性状创制的小麦新种质‘10-A’进行了分子检测。APAGE分析发现,‘10-A’与其他T1BL.1RS易位系一样,含有黑麦1RS的醇溶蛋白标记位点Gld1B3。用黑麦1RS的特异性PCR引物对‘10-A’的基因组DNA进行扩增,发现其也具有黑麦的1RS染色体。以黑麦基因组总DNA作探针,用中国春基因组DNA做封阻,与‘10-A’根尖细胞有丝分裂染色体进行荧光原位杂交,结果表明黑麦1R染色体的整个短臂(1RS)易位到‘10-A’中。用25个RFLP标记进行Southern分析,进一步发现10-A的1特异性限制片段发生丢失,代之以黑麦1RS的特异性限制片段,而位于其他染色体上的特异性限制片段未发生缺失。FISH和RFLP标记同时表明,‘10-A’中没有小麦4A-黑麦4R染色体易位。据此认为,多小穗小麦新种质‘10-A’属于T1BL.1RS易位系。同时,本研究还对‘10-A’的多小穗改良系进行了分子检测,发现他们均具有T1BL.1RS易位染色体。

2.对几种鉴定小麦背景中的T1BL.1RS易位染色体的常规方法和分子标记方法进行比较发现,APAGE方法是一种快速有效的方法,最易于在小麦育种选择中应用。

3.以来源于多小穗小麦新种质‘10-A’、普通穗型小麦品系88-1643和川育12号组配的三交组合‘10-A’/88-1643//川育12号的重组系为供试材料,选用4个RFLP标记和1个醇溶蛋白标记Gld1B3分析了T1BL.1RS易位染色体对农艺性状和籽粒蛋白质含量、及其性状间的简单相关和偏相关的影响。结果表明,T1BL.1RS易位[文秘站:]染色体对小麦小穗数、每小穗结实粒数、千粒重、穗粒重、株高和籽粒蛋白质含量等几个性状具有显著的影响,而对穗粒数和抽穗期的影响不大。T1BL.1RS易位系的平均小穗数、千粒重、穗粒重、株高和籽粒蛋白质含量分别比非易位系高5.0、4.6、6.4、5.7和6.8,而平均每小穗结实粒数则低6.9。从农艺性状间的简单相关和偏相关系数来看,一些性状间的显著简单或偏相关关系仅T1BL.1RS易位系群体中检测到,而另一些性状间的显著简单或偏相关关系仅在非易位系群体间检测到。同时,一些性状间的简单相关系数在易位系和非易位系群体间的差异性达到显著或极显著水平。这些结果表明,T1BL.1RS易位染色体不仅对小麦农艺性状和籽粒蛋白质含量具有显著的效应,而且对性状间简单相关和偏相关的程度和性质均有一定的影响。

4.利用APAGE和SDS-PAGE技术对四川白麦子地方品种、云南铁壳麦、半野生小麦和新疆稻麦的醇溶蛋白和高分子谷蛋白亚基进行了分析。结果发现,在89份四川白麦子地方品种中,共出现35种醇溶蛋白带型和3种高分子谷蛋白亚基组合,其中2份小麦地方品种的醇溶蛋白带型和87份小麦地方品种的高分子谷蛋白亚基组合与‘中国春’一致。在14份云南铁壳麦中,出现了8种醇溶蛋白带型和3种高分子谷蛋白亚基组合。在9份半野生小麦中,出现了9种醇溶蛋白带型和4种高分子谷蛋白亚基组合。在9份新疆稻麦中,出现9种醇溶蛋白带型和5种高分子谷蛋白亚基,其中1份材料具有Glu-D1编码的新亚基2.1 10.1。从醇溶蛋白和高分子谷蛋白亚基表型来看,新疆稻麦和半野生小麦的醇溶蛋白和高分子谷蛋白亚基变异最高,其次为云南铁壳麦,而四川白麦子小麦地方品种的醇溶蛋白和高分子谷蛋白亚基变异则最低。

5.根据醇溶蛋白APAGE图谱和高分子谷蛋白亚基SDS-PAGE图谱,研究了四川白麦子地方品种、云南铁壳麦、半野生小麦和新疆稻麦的Gli-1、Gli-2和Glu-1位点的等位基因变异频率。在89份四川白麦子地方品种、14份云南铁壳麦、9份半野生小麦和9份新疆稻麦的Gli-1位点上,分别发现14、10、14和11个等位基因;在Gli-2位点上,分别发现15、9、13和12个等位基因;而在Glu-D1位点上,则分别出现了5、5、6和8个等位基因。从等位基因出现的频率来看,新疆稻麦和半野生小麦的等位基因变异频率远远高于云南铁壳麦和四川白麦子。从不同基因位点来看,Glu-1位点的等位变异又低于Gli-1和Gli-2位点的等位变异。

6.根据Gli-1、Gli-2和Glu-1位点的等位变异频率计算四种小麦地方品种群体内的Nei’s遗传变异系数。在四川白麦子、云南铁壳麦、半野生小麦和新疆稻麦的平均Nei’s遗传变异系数分别为0.3706、0.3798、0.5543和0.5693,表明半野生小麦和新疆稻麦的种子贮藏蛋白基因的遗传多样性高于四川白麦子和云南铁壳麦。从醇溶蛋白位点和高分子谷蛋白位点的遗传多样性来看,这4种小麦地方品种的Gli-1和Gli-2位点的平均遗传变异系数分别为0.5486、0.6632、0.7161和0.6770,而Glu-1位点的平均遗传变异系数则分别为0.0148、0.1777、0.2305和0.3540,远远低于前者,说明醇溶蛋白位点的遗传多样性远远高于高分子谷蛋白位点的遗传多样性。从染色体组来看,位于B染色体组的Gli-B1、Gli-B2和Glu-B1位点的遗传变异系数又高于A、D染色体组相应位点的遗传变异系数,表明B染色体组的遗传变异高于A、D染色体组。

7.利用Glu-Ax、Glu-Bx、Glu-A3、Glu-B3和Glu-1Dx5的特异性PCR引物,和位于1染色体上的γ-醇溶蛋白和低分子谷蛋白2对R标记,通过PCR的方法研究了8份四川白麦子、14份云南铁壳麦、9份半野生小麦和9份新疆稻麦贮藏蛋白基因的遗传多样性。结果表明,Glu-Ax、Glu-Bx、Glu-A3和Glu-B3等4个位点的遗传多样性较低,而γ-醇溶蛋白和低分子谷蛋白2个R位点的遗传多样性较高。所有40份供试材料均未扩增出Glu-1Dx5基因的特异DN段,说明这些小麦地方品种不含5亚基的编码基因。

8.利用14个STS-PCR的28种引物-酶组合和24个R标记对四川白麦子、云南铁壳麦、半野生小麦和新疆稻等4种中国特有小麦地方品种群体间和群体内的遗传多样性进行了研究。在供试的40份材料中,11对STS-PCR引物(78.6)的16种引物-酶组合(57.1)能揭示材料间的遗传多样性。在28种STS引物-酶组合中,共获得121条扩增DN段,其中32.7的片段具有多态性。在24个R位点上,21个位点(87.5 )能够揭示材料间的多态性。在40份材料中,共检测到83个R等位变异,平均每个位点为3.46个等位变异。

9.根据STS-PCR和R标记的多态性,计算了材料间的Nei’s遗传相似系数,并采用UPGMA方法对其进行遗传聚类。结果发现,STS-PCR和R标记揭示的4种特有小麦地方品种群体内的遗传相似性均一致地表明四川白麦子和云南铁壳麦的群体内遗传相似性较高,而半野生小麦和新疆稻麦群体内的遗传相似性较低。这说明新疆稻麦和半野生小麦群体内的遗传多样性较高,而四川白麦子和云南铁壳麦群体内的遗传多样性较低。同时,STS-PCR和R标记均能将所有40份材料相互区分开。从4种小麦地方品种间的遗传关系来看,新疆稻麦与其它3种小麦地方品种间遗传分化较大,单独聚为1类;而四川白麦子和云南铁壳麦间的遗传关系较近,但部分半野生小麦也与云南铁壳麦间具有较近的遗传关系。从R标记和STS-PCR标记揭示的群体间和群体内遗传相似系数的大小来看,与STS-PCR标记相比,R标记在材料间的多态性更高,能够揭示更多的遗传差异。

10.在本研究中,从种子贮藏蛋白来看,‘中国春’与‘成都光头’的醇溶蛋白带型和高分子谷蛋白亚基组合完全一致。从STS-PCR和R标记揭示的遗传关系来看,‘中国春’与‘成都光头’间的遗传相似性最高。这些结果进一步证实‘中国春’是‘成都光头’的一个选系。

11.利用R标记对来源于贵州、云南和四川的8份高抗赤霉病小麦地方品种和4份高感赤霉病小麦材料间的遗传多样性进行了研究。在小麦21条染色体的25个R位点上,共检测到74个等位变异,平均2.96个;其中21个位点(84)能够揭示材料间的多态性。根据R标记揭示的遗传相似性来看,虽然高抗赤霉病小麦地方品种间以及它们与高感材料‘中国春’间的遗传相似性较高、遗传多样性低,但是它们与高感赤霉病的人工合成双二倍体‘R’和意大利小麦品种‘阿勃’间具有相当高的遗传多样性。这些结果表明,可利用高抗赤霉病的小麦地方品种与高感赤霉病的人工合成双二倍体‘R’或意大利小麦品种‘阿勃’之间杂交,构建分子标记遗传分析群体,以标记其中的抗赤霉病基因。

关键词:小麦,黑麦,地方品种,赤霉病,多小穗,农艺性状,蛋白质,遗传多样性,APAGE,SDS-PAGE,FISH,RFLP,STS-PCR,R

TheMolecularBiologyofSomeecialWheatGermplasms

Atract

Wheat(TriticumasetivumL.)isoneofthemostimportantcroinworld.Astheothercrop,thegeneticdiversityofcultivatedwheathasbeengreatlyerodedbythefrequentuseofsameparentalgenotypesforbreedingcultivars.Geneticerosionnotonlylimitsthefurtherimprovementofyieldandqualitybutalsomakeswheatincreasinglyvulnerabletobiologicalandenvironmentalstre.Althoughtherearemanygoodgenesfortheimprovementofwheatintherelatedwildecies,theintroductionofthesegenesfromwildicestocultivatedwheatneedsomeecialcytogeneticmanipulatio.Themoderncultivarsandlandracesaretheprimarygenepoolofcultivatedwheat.Therealsohadmanygoodgenesforwheatimprovementintheprimarygenepool,andnoecialcytogeneticmanipulationwasnecearytotrafergenesfromtheprimarygenepooltocultivatedwheat.Thus,itisanimportantworktoevaluatethegeneticdiversityoftheseresources.Themolecularbiologytechniquesmakeitispoibletoevaluatethegeneticdiversityamongthewheatgermplsmsindetail.Theobjectivesofthisstudyweretodetecttheryechromatininthebackgroundofanewmultiikeletwheatgermplasm10-Aandtheeffectsofthisryechromatinontheperformanceofagronomiccharacters,todescribethegeneticvariatioofseedstorageproteingenesintheChineseendemicwheatlandraces,toevaluatethegeneticdiversityandgeneticrelatiohiamongtheChineseendemicwheatlandraces,andtoinvestigatethegeneticdiversityamongsomeChineselandraceshighlyresistanttoheadscabbyusingAPAGE,SDS-PAGE,FISH,RFLP,STS-PCRandRmarkers.Themainresultsweredescribedasfollowings:

1.UsingAPAGE,FISH,PCRandRFLPmarkers,theryechromatininthebackgroundofanewmultiikeletwheatgermplasm10-Awasdetected.APAGEanalysisindicatedthatthe10-ApoeedthegliadinmarkersGld1B3of1RS.PCRanalysisindicatedthatthe10-Aalsopoeedthe1RSofrye.UsingfluorescencelabeledtotalgenomicDNAofryeasprobesandcommonwheatgenomicDNAofChineseringforblocking,insituhybridizationshowedthatthe1RSofryewastraferredtomultisikeletwheatline10-A.Therestrictionfragmentslocatedontheshortarmofchromosome1Bweremiingandtherestrictionfragmentsof1RSwerepresentwhentheprobes,whichhavebeenidentifiedontheshortarmofthehomologousgroup1,wereusedinRFLPanalysis.FISHandRFLPanalysisindicatedthe10-Adidnotpoethe4A-4Rwheat-ryetralocationchromosome.Theseresultssuggestedthatthemultiikeletwheatline10-AcarriedtheT1BL.1RSwheat-ryetralocationchromosome.Inthisstudy,somerecombinantswithmultiikeletderivedfromatriplecro,10-A/88-1643//Chuanyu12,werealsodetected.AllofthemalsopoetheT1Bl.1RStralocationchromosome.

2.AcomparisonofsomenormalandmolecularmethodsforidentifyingandsurveyingthepresenceofT1BL.1RStralocationinwheatwasconducted.TheresultindicatedthatAPAGEistheeasiestan doftenfasterforscreeningpurposesinwheatbreeding.

3.TheeffectsofT1BL.1RStralocationchromosomeontheperformanceofagronomiccharacters,thegrainproteincontent,andthesimpleandpartialcorrelationcoefficientsamongcharacterswereinvestigatedwith4RFLPmarkersand1gliadinlocusGld1B3inrecombinantsderivedfromatriplecro,10-A/88-1643//Chanyu12.TheT1BL.1RStralocationchromosomehadsignificenteffectsonikeletnumberperike,graiperikelet,1000-grainweight,graiweightperike,plantheightandgrainproteincontent,whilenosignificenteffectsongraiperikeandheadingdatewasdetected.TheT1BL.1RStralocationlinesresultedin5.0,4.6,6.4,5.7and6.8increaseinikeletnumber,1000-grainweight,graiweightperike,plantheightandgrainproteincontentthanthenon-T1BL.1RStralocationlines,reectively.AndtheT1BL.1RStralocationlinesresultedina6.9decreaseingraiperikeletthan1Bgenotypes.SomesignificentsimpleandpartialcorrelationcoefficientswereonlydetectedwithintheT1BL.1RStralocationgrou,whilesomesignificentrelatiohiwereonlydetectedwithinthenon-T1BL.1RStralocationgrou.AndthesignificantdifferencesofsomesimplecoefficientsweredetectedbetweentheT1BL.1RSand1Bclaes.TheseresultssuggestedthattheT1BL.1RStralocationchromosomenotonlyhadeffectsontheperformanceofagronomiccharactersandgrainproteincontentbutalsohadimpactonthesimpleandpartialcorrelationcoefficientsamongcharacters.

4.UsingAPAGEandSDS-PAGEmethods,thegliadinandHMW-gluteninsubunitsvariatiowereevaluatedinSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheat,TibetanWeedraceandXinjiangRiceWheat.In89landracesofSichuanWhiteWheat,atotalof35gliadinpatterand3HMW-gluteninsubunitscombinatiowerefounded.Intheselandraces,2landraceshadidenticalgliadinpartternwith’Chinesering’,and87outof89landraceshadthesameHMW-gluteninsubunitscombinationwith’Chinesering’.In14acceioofYuanHulledWheat,8gliadinpatterand3HMW-gluteninsubunitscombinatiowereaeared.In9acceioofTibetanWeedrace,eachacceionhaduniquegliadinpattern,and4HMW-gluteninsubunitscombinatiowerefoundedintheseacceio.Atotalof9gliadinpatterand5HMW-gluteninsubunitscombinatioweredetectedin9XinjiangRiceWheat.TheseresultsindicatedthatmoregliadinandHMW-gluteninvariatiopresentedinTibatanWeedraceandXinjiangRiceWheatthanSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat.

5.TheallelicvariatioatGli-1,Gli-2andGlu-1lociin89SichuanWhiteWheatlandraces,14YuanHulledWheatacceio,9TibetanWeedraceand9XinjiangRiceWheatacceiowerestudiedbasedontheAPAGEandSDS-PAGEpatter.Therewere14,10,14and11allelesatGli-1inSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheat,TibetanWeedraceandXinjiangRiceWheat,reectively.Intotal,15,9,13and12alleleswereidentifiedatGli-2inabovegrou,reectively.Only5,5,6and8alleleswerecharacterizedatGlu-1inabovegrou,reectively.Fromthefrequencyofaparticularalleleateachlocus,itindicatedthatmoreallelicvariatiopresentedinTibatanWeedraceandXinjiangRiceWheatthanSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat.AndtheallelicvariatioatGlu-1werelowerthanGli-1andGli-2.

6.BasedontheallelicvariatioatGli-1,Gli-2andGlu-1loci,thegeneticdiversityateachlociwasinvestigatedinSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheat,TibetanWeedraceandXinjiangRiceWheat.TheNei’sgeneticvariationindexes(H)amongabove4grouwere0.3706,0.3798,0.5543and0.5693,reectively.ItindicatedthatthegeneticdiversityofstorageproteingenesamongTibatanWeedraceandXinjiangRiceWheatwerehigherthanthatofSichuanWhiteWheatandYuanHulledWheat.AtGli(Gli-1andGli-2)loci,theNei’sgeneticvariationindexes(H)amongabovegrouwere0.5486,0.6632,0.7161and0.6770,reectively.ButatGlu-1loci,theNei’sgeneticvariationindexes(H)were0.0148,0.1777,0.2305and0.3540,reectively.AndtheNei’sgeneticvariationindexes(H)atGli-B1,Gli-B2andGlu-B1locilocatedonB-genomewerehigherthanthoseofrelativelocionA-and D-genomes.TheseresultssuggestedthatthegeneticdiversityatGliwashigherthanthatofGlu-1,andthegeneticdiversityofstorageproteingenesonB-genomewashigherthanthatofA-andD-genomes.

7.FiveecialPCRprimersforGlu-Ax,Glu-Bx,Glu-A3,Glu-B3andGlu-1Dx5,and2Rprimersforγ-gliadinandLMW-gluteninwereusedtoinvestigatedthestorageproteingenevariatioamong8SichuanWhiteWheatlandraces,14YuanHulledWheatacceio,9TibetanWeedraceand9XinjiangRiceWheatacceio.ThePCRanalysisindicatedthatlowlevelgeneticdiversitywerefoundatGlu-Ax,Glu-Bx,Glu-A3andGlu-B3,whilehighlevelgeneticdiversitywerefoundedattheRlociofγ-gliadinandLMW-glutenin.TheecialDNAfragmentofGlu-1Dx5wasnotdetectedamongall40acceio.Itindicatedthattheredidnothavesubunit5encodedbyGlu-D1intheseacceio.

8.Using28primerset-enzymecombinatioof14STS-PCRmarkersand24Rmarkers,thegeneticvariatioamongSichuanWhiteWheat,YuanHulledWheat,TibetanWeedraceandXinjiangRiceWheatwereinvestigated.Elevenoutof14STS-PCRprimersets(78.6)and16outof28primerset-enzymecombinatio(57.1)werepolymorphic,producingatotalof121fragmentswithanaverageof4.3fragmentsperprimerset-enzymecombinatio.At24Rloci,21Rloci(87.5)werepolymorphic,detectingatotalof83alleleswithanaverageof3.5allelesperRloci.

分子生物学论文篇(3)

物理学是一种知识体系,更是一种文化体系,物理文化“是古代哲学家、近现代物理学家和物理工作者,历经数千年逐步创造的物理知识体系、观念形态、价值标准及约定俗成的工作方法的总和,”物理文化跟人类的其他文化一样,可以“分为器物、制度、观念三个层次,”物理文化的器物部分是物理学发展的物质基础,包括观察和测量器具、相关的实验设备等,物理文化的制度部分包括从事物理学活动的各种建制,主要有研究机构、学术团体、出版部门、法规章程等,物理文化的观念层次,是物理文化的内核,包括物理学知识、物理学思想、物理学的方法以及所蕴含的科学精神等。

物理学是一种生动和重要的人类文化活动,德国哲学家恩斯特·卡西尔指出:“科学是人类智力发展中的最后一步,并且可以被看成是人类文化最高最独特的成就,”物理学具有鲜明的文化品格,因此,物理文化本身就是一种教育力量,物理教学要注重对学生物理文化的熏陶,促进学生掌握科学的方法论、建立科学的价值观。

2 原子和原子核的内容概述

人教版高中新课标物理教科书,为了突出人类对原子内部结构的逐步深入地认识过程,将原子结构和原子核的内容分编为两章,其内容包括:电子的发现;原子的核式结构模型;氢原子光谱;玻尔的原子模型;原子核的组成;放射性元素的衰变;探测射线的方法;放射性的应用与防护;核力与结合能;重核的裂变;核聚变;粒子和宇宙等内容,课程标准要求学生在“学习中,注意体会其中的科学方法、科学思想,感受科学的和谐美。”

3 文化视野下原子物理的教学策略

爱因斯坦曾指出,教科书中的科学结论“几乎总是以完成的形式出现在读者面前,读者体会不到探索和发现的喜悦,感觉不到思想形成的生动过程,也很难达到清楚地理解全部情况,”为了让学生感受物理文化的精神和智慧,笔者将“原子和原子核”这部分内容,放在20世纪初到21世纪初这一跨度为100年的背景上进行审视,把教学活动转变为历史上文化创造者与今天学习者之间的对话活动,与此同时,还将其视为一个开放性的系统,在不变更其主体结构的前提下,教学活动中,渗透“科学、技术与社会”的思想,突显这部分内容在方法论上的价值,对“原子和原子核”的教学笔者主要从以下三个方面展开。

3.1强化基础,将凝固的文化激活,引领学生进行探究性学习

“强化基础”是指对重要的基础知识的阐述力求准确清楚、层次分明、严谨扎实,以充分体现高中物理课程的基础性,“将凝固的文化激活”是指让学生置身于历史背景下,经历一次次的“发现”之旅,通过前人的探究活动学习科学探究。

下面以“玻尔的原子模型”教学片断为例,谈谈我们的做法,粒子的散射实验,否定了汤姆孙的原子模型,为原子核式模型的建立奠定了基础,但是经典物理学既无法解释原子的稳定性,又无法解释原子光谱的分裂特征,玻尔把量子概念引入原子系统,提出了三条假设,解决了卢瑟福模型的困难,把原子理论向前推进了一大步,具体教学的线索如下:

为了消除学生的神秘感,教学过程中,笔者强调玻尔原子理论的三个假设,并不只是源自玻尔的灵感进发,而是在玻尔的信念、实验、思考的共同作用下结出的智慧之花,首先,玻尔作为卢瑟福的学生,1912年3月到6月,他曾在卢瑟福的实验室工作过4个月,并参加了粒子散射的实验工作,对卢瑟福的核式结构模型的正确性坚信不疑,其次,1900年,普朗克提出的量子论,1905年,爱因斯坦利用光子说解释光电效应现象,也给玻尔以启迪,第三,1913年2月,哥本哈根大学的H·M·汉森提示玻尔,要注意光谱的实验数据和巴耳末的氢谱线的经验公式,巴耳末公式独特的级差结构,使玻尔茅塞顿开,原子结构的图景一下子清晰地呈现在玻尔的脑海中,这个被称为“二月转变”的事件,使玻尔很快整合了卢瑟福、普朗克、爱因斯坦的思想,写出了被后人称为“伟大的三部曲”的著名论文《原子结构和分子构造》,爱因斯坦为此给予玻尔高度评价,他写道:“当后代人来写我们这个时代在物理学中所取得的进步的历史时,必然会把我们关于原子性质的知识所取得的一个最重要的进展同尼尔斯·玻尔的名字联系在一起。”

经过这样的处理,教材静态的文本就成了活的载体,这时展示在学生面前的物理学“不是一般定律汇编,也不是一本把各种互不相关的论据集合在一起的总目录,它是用来自由地发明观念和概念的人类智力的创造物。”

3.2渗透方法,让学生了解科学源流,在追溯科学嬗变的历史轨迹中,理解科学方法

“渗透方法”是指在展现具体的物理知识的过程中,贯穿着物理研究方法、思维方法这条暗线,“把科学过程和思维方法,引入物理教学,不仅能使学生有身临其境之感,而且能领略前辈大师的研究方法、物理思想及科学精神。”

人们对原子和原子核的研究,为我们展示了一条非常清晰的科学研究的途径:实验(事实)——理论假设——实验(提供新的事实)——修正理论(甚至建立新的假设),人们在不断修正错误的过程中逼近事物的本质,获得真理性的认识。

1895年发现X射线,1896年发现天然放射性现象,1897年发现电子,连续出现的三大发现在科学界和哲学界产生的影响是十分巨大的,给整个物理学界带来了困惑和论争,法国著名物理学家彭加勒、路·乌尔维格、意大利的奥·利希、奥地利的马赫,甚至革命导师列宁也加入了这场讨论,马赫将这称作为“原理的普遍毁灭”(原子的不可分割、不变性被打破了,物质不灭和能量守恒的规律受到新的检验等等),唯心论者认为“原子非物质化,物质消失了”,我们用今天眼光审视这段历史,不难发现,物理学此时显然“进入一个浓雾密布,但已透过微光的领域,而且有幸展望令人激动的新远景”,物理学确实在这些发现后达到了一个新的高度。

人类在认识微观世界的进程中,实验仍然是探索的基础,在对“原子和原子核”探索中就有卢瑟福粒子散射实验、查德威克发现中子的实验、哈恩的裂变实验、费米建立第一个核反应堆……,但是,如果只是实验而缺少思考,实验就没有方向,物理学就不可能有今天的辉煌成就,教学活动中,我们不仅要让学生知道科学家做了什么实验,观察到什么现象,更要突出科学家据此进行的富于想像力的猜想以及大胆的理论构建过程,卢瑟福发现质子后,人们明确了质子是原

子核的组成部分,但是实验数据表明,绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子质量与电荷量之比,据此,卢瑟福猜想,原子核内可能还存在着中子,查德威克在此思想指导下发现了中子,类似的案例还有很多,我们要有意识地加以展示,让学生感悟到科学家为什么要这样去做、为什么会这样去做。

人们认识原子的历程中方法论的因素非常丰富,科学理论的发展并不是新理论毁灭了旧理论的成果,而是新理论既指出了旧理论的优点也指出它的局限性,从而使我们对物质运动规律的认识提高到更高的理论高度,比如,卢瑟福的原子核式结构模型可以很好地解释粒子散射实验,但是无法解释原子的稳定性和原子的分立光谱,玻尔的原子模型,就保留了它的合理内容,即有原子核存在,而摈弃了其他不合理的内容,所以说,玻尔的原子理论和卢瑟福的核式结构模型之间有一种继承和发展的关系,不仅原子和原子核理论如此,任何物理学的变化,无论看起来有怎样的革命性,则都是如此。

若想预见科学的未来,正确的方法是研究它的历史和现状,《美国国家科学教育标准》指出,“历史实例的介绍可以帮助学生看到,科学事业是富有哲理的,是社会性的活动,是充满人性的,”科学活动的成果无论是多么抽象,它的起源和发展的本质却是人性的,是人的满怀激情的活动。

3.3拓宽视野,让学生品味科学成就,体验科学家的心路历程,把握科学精神的精髓

“拓宽视野”主要是拓宽知识面,一方面力图反映一些当代粒子理论的新成果、新应用,另一方面展示新理论建立过程中科学家的心路历程,让学生体验科学家探索未知的信心、勇气及抉择。

教学中,安排一些中学生能够接受又符合课程标准要求的新内容、新知识,如,四种基本相互作用、夸克模型、磁约束和惯性约束、恒星和宇宙的演化以及微观世界规律的统计性等,在“放射性元素的衰变”中,渗透夏商周断代工程和碳14测年技术在其中的重要作用,“重核的裂变”中,介绍当前朝鲜、伊朗核问题的相关资料,引导学生向窗外的世界望一望,不仅可以使高中物理教学呈现当代色彩,更重要的意义在于学生科学素质的培养。

教学中渗透一些相关理论建立过程中科学家的心路历程,有助于培养学生对科学的正确认识,有助于学生理性怀疑意识的建立和批判精神的形成。

分子生物学论文篇(4)

[中图分类号]G 316[文献标识码]A[文章编号]1005-6432(2013)2-0089-06

1理论物理学家李政道教授简介

李政道1926年11月24日出生于上海市(祖籍江苏省苏州市)一个中产阶级家庭[父亲李骏康是金陵大学(1952年并入南京大学)农业化学系首届毕业生,母亲张明璋毕业于上海启明女子中学,大哥李宏道毕业于上海沪江大学商科,二哥李崇道毕业于广西大学畜牧兽医学系,大弟李达道肄业于上海大同大学航空工程系,二弟李学道和小妹李雅芸均毕业于上海交通大学船舶系[1~2]],曾就读于东吴大学(今苏州大学)附中和抗战时期浙江嘉兴秀州中学内迁江西组建的赣州联合中学,因战乱连小学和中学毕业的正式文凭都未取得,1943年夏在贵阳以同等学力考入国立浙江大学理学院物理系(当时浙江大学本部已从广西宜山县迁至贵州遵义老城,文学院、工学院及师范文科设在遵义,理学院、农学院及师范理科设在湄潭县,一年级新生在湄潭永兴镇上课)。在永兴镇上大学一年级[师从享有“中国雷达之父”美誉的理论物理学家束星北(1907―1983)教授]。1944年夏他因翻车事故受伤休学半年,同年11月日军侵入贵州,浙江大学停办,1945年年初他辗转进入昆明国立西南联合大学物理学系学习(师从物理学家吴大猷教授),1946年9月获政府经费资助和朱光亚(1924.12.25―2011.02.26)一起作为吴大猷教授[Wu Dayou,1907.09.29―2000.03.04,被誉为“中国(近代)物理学之父”]的随行研究生赴美。李政道以大二学历进入美国芝加哥大学深造(因无大学毕业文凭刚开始时是非正式生),1948年春通过芝加哥大学研究生院的博士研究生资格考试并被录取,1950年年初以“有特殊见解和成就”通过博士论文《白矮星内的氢含量(Hydrogen content of white dwarf stars)》的答辩(利用新的星体结构稳定性证明白矮星内的氢含量不大于1%,从而说明白矮星只能是恒星演化的终点。同时证明白矮星的能量并非是其内部核反应的结果,并首次正确地计算出简并物质的电导率。其博士生导师是1938年诺贝尔物理学奖获奖者、意大利物理学家费米),获芝加哥大学物理学哲学博士学位,被誉为“神童博士”。

李政道1950年在威斯康星州约克斯(Yerkes)天文台(创建于1897年,隶属于芝加哥大学天文学和天体物理学系)工作8个月,1950―1951年任加利福尼亚大学伯克利分校物理学系讲师和助理研究员;1951―1953年任职于普林斯顿高等研究院(Institute for Advanced Study,Princeton成立于1930年);1953―1960年任哥伦比亚大学物理学助理教授(1953―1955年)、副教授(1955―1956年)和教授(1956年晋升为教授,创造哥伦比亚大学自1754年建校以来最年轻正教授的纪录);1960―1963年任普林斯顿高等研究院理论物理学教授(其中1960―1962年任哥伦比亚大学兼职教授,1962―1963年任该大学访问教授);1963年回到哥伦比亚大学续任教授,1964年起出任该大学第一任费米讲座物理学教授,同年当选为美国国家科学院院士,1984年起任哥伦比亚大学全校级教授(University Professor)这一最高荣誉教职,2011年年底正式退休。1994年6月8日当选为中国科学院首批外籍院士,1997年5月30日国际编号为3443号的小行星被命名为“李政道星(1979年9月26日由中国科学院南京紫金山天文台发现)”。1997年11月6日李政道捐赠私人储蓄30万美元,以已故夫人秦惠(1928―1996,芝加哥圣玛丽学院毕业)和他自己的名义创立“中国大学生见习进修基金(即政基金)”,资助北京大学、复旦大学、兰州大学、苏州大学和台湾新竹清华大学的本科生(其中至少应有一半女生)从事科研辅助工作。李政道夫妇1950年6月3日在芝加哥注册结婚,他们共育有二子:长子是美籍华裔历史学家和社会学家李中清(James Lee,1952―),次子是美籍华裔化学家李中汉(Stephen Lee,1956―)。李政道教授喜爱国学和艺术,业余时间爱好作画。中国内地的博士后制度始创于1985年,他是其首倡者和积极推动者。自1972年9月起他曾多次回国访问和讲学。

李政道教授的研究领域十分广泛,曾涉猎量子场论(量子力学和经典场论相结合而产生)、粒子物理学(又称高能物理学)、核物理学、统计物理学(又称统计力学)、流体力学、天体物理学和广义相对论等诸多方面,在理论结构和唯象分析方面多有建树,对近代物理学特别是粒子物理学的发展作出杰出贡献。他取得的主要科研成就有:①1949年与美国物理学家罗森布拉斯(Marshall Nicholas Rosenbluth,1927―2003)和杨振宁合作(李杨之间的合作主要因排名和署名先后问题出现争执和怨恨而于1962年5月起中断,自此两人彻底断交并决裂[3~4])提出普适费米弱相互作用理论和中间玻色子(发现传递弱相互作用的中间矢量玻色子W±和Z0粒子是1984年诺贝尔物理学奖的获奖成果)的存在,将费米的β衰变理论推广到μ子(一种轻子),他们与其他人的贡献一起奠定了四种相互作用(强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用)的分类方法,沿用至今。②1951年通过将海森堡湍流模型与实验结果相结合,计算出各向同性湍流的涡流黏滞系数,证明二维空间中不存在湍流,湍流只能在三维空间中发生,这是流体力学和湍流学中的一条重要定理,也是天气预报预报飓风的一个重要理论基础。③1952年与杨振宁合作提出统计物理学中关于一级相变本质的两个定理以及有关巨配分函数之根的“李―杨单位圆定理”。首先给出了不同相(气相、液相、固相)中任一相的热力学函数的严格定义,证明热力学函数能区别不同的相,不同相的这些函数在有相变的情况下一般是彼此不能解析延拓的。将这个新产生的广义相变理论应用到点阵气体中,对后来关于稀有气体(旧称惰性气体)的实验帮助很大。④1952年与美国理论物理学家派尼斯(David Pines,1924―)合作对凝聚态物理学(由量子力学应用于固体物理学而产生)中极化子(polaron)构造作出基本性的理论分析,这直接影响到1957年BCS(Bardeen-Cooper-Schrieffer)超导电性微观理论(1972年诺贝尔物理学奖的获奖成果)的产生。⑤1953年给出场论中盖尔曼―劳(Gell-Mann―Low,美国理论物理学家盖尔曼是1969年诺贝尔物理学家获奖者)重整函数关系方程式的解,此解应用于后来的量子色动力学QCD(Quantum Chromodynamics)或杨─密尔斯规范场方程即可得到强相互作用中夸克禁闭(与夸克禁闭相关联的渐近自由是2004年诺贝尔物理学奖的获奖成果)的结论。⑥1954年提出量子场论中的李模型理论(此模型中的重整化可严格地被推导出来),这是场论中少有的可解模型,对后来的场论和重整化(可重整化的量子电动力学QED(Quantum Electrodynamics)是1965年诺贝尔物理学奖的获奖成果)研究有很大作用和影响。1962年与杨振宁合作研究了带电矢量介子电磁相互作用的不可重整化性。⑦1956年与杨振宁合作提出弱相互作用中的宇称不守恒定律。⑧1957年与美籍德裔理论物理学家奥赫梅(Reinhard Oehme,1928―2010)和杨振宁合作对电荷共轭和时间反演变换作出不守恒的分析,将宇称不守恒推广到电荷共轭和时间反演不守恒,并提出如何通过实验验证,奠定了中性K介子β衰变中C(charge conjugation,电荷共轭)、P(parity reversal,宇称即空间反演)、T(time reversal,时间反演)三种不守恒现象的基础,这与1964年CP不守恒的发现(1980年诺贝尔物理学奖的获奖成果)密切相关。⑨1957年与杨振宁合作《宇称不守恒和中微子二分量理论》,建议用德国数学家和物理学家韦尔(Claus Hugo Hermann Weyl,1885―1955)的1/2自旋粒子的二分量理论(即中微子是左手征的,反中微子是右手征的)来描述中微子,且很快被实验所证实,加速了人们对β衰变基本规律和弱相互作用本质的认识进程。发现第二种中微子――μ子型中微子是1988年诺贝尔物理学奖的获奖成果。⑩1957年与杨振宁合作提出二元碰撞法的一般公式,建立了量子统计物理学中多体问题通用的理论框架。1959年与杨振宁合作研究了量子玻色(印度物理学家,1894―1974)气体硬球系统的分子动理论(即分子运动论),证明通过对级数有选择的求和可消除量子玻色硬球系统的发散性。同时还分析了量子玻色硬球系统的低温特性,发现有相互作用的玻色系统可导致超流现象,对氦Ⅱ的超流性(1962年诺贝尔物理学奖的获奖成果)研究作出贡献。1959年与杨振宁合作分析了高能中微子的散射理论、计算高能中微子束所产生的W粒子的截面、讨论探测大气中中微子的方法等,确定了此后20余年有关方面的大量实验和理论工作的方向。1964年与美国物理学家诺伯格合作对零质量粒子所参与过程中红外发散可以全部抵消的问题作出进一步的分析,引入一套解决该问题的系统办法,其结论后被称为KLN(Kinoshita-Lee-Nauenberg)定理(即木下-李-诺伯格定理,它至今仍是强相互作用实验中不可缺少的定理,为分析夸克―胶子相互作用和用高能喷注(即强子簇射)去发现夸克(通过深度非弹性散射实验首先证明夸克的存在是1990年诺贝尔物理学奖的获奖成果)和胶子奠定了理论基础。1969―1971年与意大利物理学家威克(Gian Carlo Wick,1909―1992)合作提出一个解决量子场论中紫外发散问题的方法:在希尔伯特(David Hilbert,1862―1943)空间引入不定度规。20世纪60年代后期提出场代数理论,70年代初期研究CP自发破缺问题,就色禁闭现象提出真空的“色介常数”和“反常核态”概念。20世纪70年后期至80年代初期,在路径积分问题(即解薛定谔方程的新途径,量子力学的三种有效表达形式是薛定谔方程、狄拉克矩阵和费曼的路径积分,奥地利理论物理学家薛定谔和英国理论物理学家狄拉克共同荣获1933年诺贝尔物理学奖,美国理论物理学家费曼则是1965年诺贝尔物理学奖获奖者)方面作出过贡献。1974年与威克合作开始研究自发破缺的真空是否可能在一定条件下恢复破缺对称性,开创了相对论重离子碰撞RHIC(Relativistic Heavy Ion Collider)这一研究新领域。1976年与美国哥伦比亚大学物理学家弗里德伯格(Richard M. Friedberg)和希林(Alberto Sirlin,1930―)合作找到许多场论中的经典解及其量子化解,他称其为非拓扑孤子(soliton,孤子又称孤立子),1986年他用这些解首创强子结构的孤子袋模型理论(被认为是暗物质和类星体等的理论模型之一),孤子袋(又称孤子星)是非拓扑孤子和广义相对论结合的产物,具有经典意义。为了解决格点规范理论中的费米子谱倍增和平移、转动对称性破坏两大问题,1982年开始与他人合作研究随机格点规范理论,用随机格点规范的方法研究量子场论的非微扰效应,建立了离散时空上的离散力学基础。1983―1985年创造一组新的差分方程,并严格证明这组差分方程能产生所有物理方面(从经典物理到量子物理和广义相对论)应用的、连续性的守恒定律,建立了一套颇具革命性的物理新理论基础。[5]晚年其兴趣转向高温超导波色子特性、空间关联的库柏对、玻色―费米子超导模型(它结合了玻色―爱因斯坦凝聚态和BCS理论,其中玻色―爱因斯坦凝聚态是2001年诺贝尔物理学奖的获奖成果)、中微子映射矩阵、量子色动力学真空和夸克禁闭的关系等方面的研究。李政道教授帮助中国科学院高能物理研究所于1989年建成北京正负电子对撞机BEPC(The Beijing Electron Positron Collider),它主要由直线加速器、束流运输线、储存环、北京谱仪BES(Beijing Spectrometer)和北京同步辐射装置等组成。

李政道教授的主要专著有《场论与粒子物理学》(上册1980年,下册1982年,科学出版社)、《粒子物理和场论简引(Particle Physics and Introduction to Field Theory)》(Harwood Academic Publishers GmbH,1981)、《对称性、非对称性和粒子世界(Symmetries,Asymmetries,and the World of Particles)》(华盛顿大学出版社,1988年)、《科学与艺术》(上海科学技术出版社,2000)和《物理的挑战》(中国经济出版社,2002)等。

2李政道教授和杨振宁教授荣膺1957年诺贝尔物理学奖宇称P(parity)是内禀宇称(又称本征宇称)的简称,它是表征微观粒子运动特性的一个物理量,表达了微观世界中的镜对称原理。微观粒子(或其体系)的运动状态由波函数来描述:当空间坐标反演时,若波函数保持不变,则称该粒子的运动状态具有偶宇称(即其宇称为正);若波函数改变其正负号,则称其具有奇宇称(即其宇称为负)。宇称分为空间宇称(左右对称性)和物质宇称(正反对称性)两类。宇称守恒定律只适用于强相互作用和电磁相互作用。

1946年10月15日英国实验物理学家罗彻斯特(George Dixon Rochester,1908―2001)和巴特勒(Clifford Charles Butler,1922―1999)在曼彻斯特大学实验室研究宇宙射线的云室中偶然发现了第一个奇异粒子(后来被证实为K0介子),科学家们后来陆续又发现了一些奇异粒子。在这些奇异粒子中,最使科学家们大惑不解的是K介子衰变产生的两种奇异粒子――θ介子和τ介子。1956年李政道与杨振宁密切合作,深入研究了当时令人困惑的θ-τ之谜(1954―1956年它是理论物理学界关注的焦点和主流)――即后来所谓的K介子有两种不同的衰变方式:一种衰变为偶宇称态(θπ++π0,即2π衰变模式),另一种衰变为奇宇称态(τπ++π++π0,即3π衰变模式)。如果弱相互作用衰变过程中的宇称守恒,则它们必定是2种宇称状态不同的K介子。但它们却具有相同的质量、寿命、自旋和电荷,应该又是同一种介子。他们通过理论分析认识到很可能在弱相互作用中宇称不守恒,为此于同年10月1日(论文收到日期是6月22日)合作在美国《物理评论》杂志发表了著名的论文《弱相互作用中的宇称守恒质疑》[6],从理论上大胆地提出了李―杨假说(经实验验证后则成为物理学定律):基本粒子在弱相互作用中并不存在宇称守恒,还给出了实验测量离散对称性C、P和T的严格条件,指出已有的弱相互作用实验并未验证过宇称守恒,同时提出包括Co-60核强极化的β衰变和P-μ-e级联衰变在内的5种实验方案,建议通过β衰变、超子衰变和介子衰变时测量极化原子核所放出的电子动量角分布实验来验证他们的预言。宇称不守恒思想的重大突破源自将赝标量(pseudoscalar)概念引入到β衰变的分析和研究中。1957年1月(9日凌晨实验取得成功,15日下午正式对外公开消息)由哥伦比亚大学实验物理学家吴健雄教授(Chien-Shiung Wu,1912.05.31―1997.02.16,享有“中国的居里夫人”或“东方居里夫人”之美誉,1975年出任美国物理学会第一位女会长)领导的5人小组(另4位合作者来自华盛顿国家标准局低温实验室)通过Co-60的β衰变实验精确地证实了在弱相互作用中宇称不守恒[7],从而了过去在物理学界被奉为金科玉律的宇称守恒定律,这一重大发现不仅促进了对β衰变本身的研究,也促进了粒子物理学的发展,被誉为“20世纪物理学中的一次革命”。由于吴健雄小组的实验验证,李政道和杨振宁(1965年当选为美国国家科学院院士)的研究成果迅速得到学术界的公认,李和杨很快就因提出弱相互作用中宇称不守恒定律的贡献而于1957年10月31日共同荣膺当年诺贝尔物理学奖[8]。他们从论文正式发表到荣膺诺贝尔奖,历时仅1年,这是诺贝尔科学奖历史上的第一次,这种情况此后也很少再出现。1957年12月11日李政道和杨振宁在斯德哥尔摩分别发表题为《弱相互作用和宇称不守恒(Weak interactions and nonconservation of parity)》和《物理学中的宇称守恒及其他对称定律(The law of parity conservation and other symmetry laws of physics)》的诺贝尔演讲。

按照诺贝尔奖的评选规则和惯例,弱相互作用中宇称不守恒理论的预言者及其实验验证者应该共同获得诺贝尔物理学奖,显然吴健雄教授受到了明显的不公正对待(1958年美国国家科学院授予其院士称号是对此作出的安抚,也是对她杰出贡献的肯定),她十分遗憾地未能名列其中。笔者分析认为这主要是因为与吴健雄小组几乎同时独立完成的验证实验还有以下2个:①哥伦比亚大学的伽文(Richard Lawrence Garwin,1928―)、莱德曼(Leon Max Lederman,1922―,1988年诺贝尔物理学奖获奖者)及其研究生温里克(Marcel Weinrich)小组[9];②芝加哥大学的杰罗姆・弗里德曼(Jerome Isaac Friedman,1930―,1990年诺贝尔物理学奖获奖者)和泰利格第(Valentine Louis Telegdi,1922―2006)小组[10]。文献[7]和[9]发表于同一期《物理评论》杂志上,且论文收到日期均是1957年1月15日;文献[10]则发表于下一期的同一杂志上,论文收到日期是同年1月17日。尽管这3个验证实验的实验方法和手段不尽相同,但结论却完全一致(其后2~3年之内相继有近百个不同实验得到了同一结论)。因他们对实验验证的优先权存在一些争议,在较短时间内,瑞典皇家科学院物理学奖诺贝尔委员会难以遴选出一个令各方都满意的实验验证优先者,故只好放弃。

迄今诺贝尔生理学或医学奖以及经济学奖获奖者中尚无华裔人士的踪影。

此外,还有几位诺贝尔奖获奖者与中国有些渊源:①1956年物理学奖获奖者、美国实验物理学家布拉顿(Walter Houser Brattain,1902.02.10―1987.10.13)出生于福建省厦门市鼓浪屿,当时他父亲是鼓浪屿岛上一所教会学校的教员,年幼时随双亲返回美国华盛顿。②1992年生理学或医学奖获奖者、瑞士和美国(获奖时是双重国籍)生物化学家费希尔(Edmond Henri Fischer,1920.04.06―)出生于中国上海市的一个瑞士人家庭,其父亲是瑞士籍奥地利裔犹太人,母亲是法国人(非犹太人),1927年离开中国随同2个哥哥一起回到瑞士念书。③2010年化学奖获奖者、日本化学家(获奖时供职于美国普渡大学)根岸英一(Ei-ichi Negishi,1935.07.14―)出生于日据时期的洲国新京(今吉林省长春市),第二次世界大战后离开中国回到日本神奈川县大和市念书[25]。

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[22] 神干,殷春浩,朱姗姗,等. 诺贝尔物理学奖获奖者统计[J]. 现代物理知识,2011,23(2):10-13.

分子生物学论文篇(5)

分子遗传学是在分子水平研究生命现象的学科,已经成为21世纪生命科学前沿学科,它的基础理论已经渗透到生命科学几乎所有的领域,是涵盖面非常广的一门学科,同时也是现代生物科学发展最快的学科之一。从分子遗传学发展以来逐渐从重视形态、代谢功能方面的演变延伸到研究基因和基因的结构和功能等的演变。

分子遗传学目前已成为综合性大学、理工科大学、农林院校等生命科学类各专业研究生的专业学位课,是继本科阶段课程如生物化学、分子生物学、遗传学等课程后的进一步学习,对提高研究生的基本科学素质、提升专业素养和增强科研创新等有着十分密切的联系和重要的影响。以分子遗传学为基础的遗传工程则正在发展成为一个新兴的工业生产领域,许多国家已经把分子遗传学及技术列为优先发展的高科技项目。在这样的发展潮流中,如何使学生能够及时了解快速发展的分子遗传学理论和技术的相关知识,为我国生命科学培养富有开拓精神、创新精神,具有国际竞争力的高层次、高质量的人才,研究生分子遗传学课程的改革必将成为我们探索的一个重要课题。

一、学院特色

生物化学与分子生物学学科是生命科学领域发展最为迅速的前沿学科之一,也是中国计量学院近年来重点建设的学科,2004年入选浙江省重点扶植学科,2005年获硕士学位点授予权。该学科的主要特色包括分子检测和检验技术、重大生物安全和生物入侵问题、植物天然活性产物的提取与利用、环境分子生物学与农产品安全等方面的研究,均从基因或蛋白质等方面来阐明具体的机理,这与分子遗传学存在着密切联系。随着分子遗传学概念的深入人心,为了适应培养基础厚、知识宽、素质高、能力强、面向21世纪开拓创新的生命科学优秀基础性人才的需要,结合我院专业特色和人才培养计划,2011年新增《分子遗传学》课程为本学院生物化学与分子生物学硕士研究生的专业学位课,并于2011-2012年第二学期正式实施教学工作。

二、教材的选择和教学内容的整合优化

本课程选用了以高等教育出版社出版的由路铁刚、丁毅主编的《分子遗传学》为教材。以南京大学出版社出版的由孙乃恩,孙东旭,煦编著的《分子遗传学》和高等教育出版社出版的由朱玉贤等编著的《现代分子生物学》等为参考教材,同时也选择了一些相关的动画网络电子教材。在教材上突出基础性、综合性、前沿性、时代性、创新性和引导性,并且符合相应的课时数,同时避免与其它课程的重复,能够适合应用型人才的教材。

同时,从分子遗传学的特色出发,优化教学内容,注重知识的横向和纵向衔接,删改与生物化学、分子生物学等相关课程间重复交叉内容,同时补充本教材内容的不足,使教学内容体现课程的特色性。课堂教学主要是讲授基因组学与后基因组学、基因组结构与功能、基因表达调控、基因突变与DNA损伤修复、遗传重组与转座、杂交育种与诱变育种、突变体的创制与应用、分子遗传学研究的常用技术介绍等。同时在讲授基础知识的同时也结合相关前沿热点领域的知识和进展,如适当引入学科前沿内容以激发学生的学生兴趣,并将最新的知识理论和科学热点通过文献介绍给学生。不仅达到授课内容国际化、教学理念前瞻化,而且可以培养研究生学习外文文献的能力和思考科学问题的方法和习惯。教学过程全部采用多媒体与动画网络资源的教学方法相结合。在讲授部分内容时,注重启发研究生寻找自己相关课题进一步研究的新切入点,引导其通过科研和实验过程去解决问题。实现在有限的课时中讲授分子遗传学的新发展、新观念,为学生的思维打开一扇通向未来之门。

三、采用启发式、引导式、讨论式的教学方法

研究生教育是我国教育结构中最高层次的教育,培养的研究生不仅要有坚实的理论基础,还要有鲜明的创新性,所以对于这种层次的教学,需要采用多种教学方式如启发式、引导式、讨论式。首先,在授课中进行启发式教学,引导学生积极思考,按照提出问题、分析问题、解决问题的思路进行讲解,而不是简单的背记已有的结论,并在教学过程中增加专业英语词汇,通过课堂上的反复讲授,既能增加学生的专业英语词汇量,帮助学生更好地理解教材内容,又提高了阅读外文文献的能力,为将来的专业及科研工作打下良好的基础。其次,为了进一步巩固理论课堂所学知识,并将理论与将来的研究课题联系起来,设立相关的讨论课,每个学生以分子遗传学技术结合自己的研究方向,写出课题设计思路,可以是目前正在研究的课题,也可以是假想的课题。让学生在课余时间通过文献查找和整理,准备讨论提纲,并分组讨论。鼓励学生积极发言,阐明自己的科研思路,同时教师通过积极正确的引导,使课题设计更加合理,并赋予创新性。最后,进行课堂学术报告竞赛活动,通过设计一些学科发展前沿与动态相关的讨论议题,如突变体创制的应用前景、转基因作物的安全性等。

四、采用综合测评的方式评定成绩

本课程成绩的评定采用综合测评的方式,进行基础理论闭卷考试、综述撰写和课堂讨论表现相结合的方法,让研究生通过查阅文献,撰写综述,课堂讨论等,锻炼研究生的归纳总结,推陈出新,开拓创新的综合能力。也有利于提高研究生的学习热情,并充分调动研究生主动探究的积极性和主动性。这种考试方法的建立,也增加了对学生的学习情况评价的客观性,对创新能力培养和教学评价方式作有益的探索。

综上所述,本次教学改革将全面推进研究生的教学工作,并且使教学内容体现基础性、综合性、前沿性、时代性、创新性和引导性。不仅可以有效地提高分子遗传学的教学效果和处理与其它相关课程的衔接问题,而且还可以增强研究生的自主学习、科研创新等能力,让他们实现科学知识向技术的转化,为研究生独立开展项目研究和申报课题奠定基础,最终产出一定的科研成果,甚至实际的生产力。

参考文献

[1]屈艾,朱必才,潘沈元,李宗芸,高焕,汪承润,王秀琴.提高遗传学课程教学质量有效途径的探讨及体会[J].生物学通报,2002,37(11):44-45.

[2]余诞年.遗传学的发展与遗传学教学改革谄议[J].遗传,2000,22(6):413-415.

[3]林海萍,张立钦,张昕,胡加付.几种讨论式方式在微生物学教学中的应用[J].微生物学通报,2010,37(7):1054-1057.

[4]赵新民,夏莉,徐玲,彭晓赟,刘石泉.分子生物学教学动画网络资源的利用[J].广东化工,2011,7(38):196-198.

[5]王晓霞,刘志荣,解军,程牛亮.如何在分子生物学教学中培养研究生的科研创新能力[J].西北医学教育,2011,19(1):78-80.

分子生物学论文篇(6)

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)31-0176-02

分子生物学主要研究DNA的复制、转录、蛋白质的翻译及其相关调控规律的学科,它是高等学校生物相关专业开设的核心课程之一。虽然分子生物学是近二十年才被写入高校生物类及相关专业本科及研究生培养大纲,但是分子生物学已成为生物类等很多专业的核心专业课程之一。分子生物学理论和实验结合最紧密的课程之一,不但是生物科学和其他生物技术专业的基础课,而且广泛应用于生命科学实验的各个领域。分子生物学这门课程内容繁杂,微观概念繁多,并且其理论体系演变发展很快,也对其课程教学带来了巨大的挑战。

笔者长期从事分子生物学课程的理论和实验技术的教学工作。在教学过程中,结合该课程微观概念繁多、抽象性强等特点,从教材的选用、内容、以及教学方法等几个方面进行了探索研究,并取得了一些成效。以下对教学改革的几点措施以及体会和认识进行具体的描述。

一、精心选择有关教材和参考书

教材是学生“学”和教师“教”的过程中的基本资料,市面上关于分子生物学的教材十分多。由于分子生物学所包涵的知识面十分广,在编写教材时有不同的侧重点,因此选用一本合适的教材十分重要。通常要求教材既能涵盖分子生物学基本概念与基础知识,同时又能反映学科的发展动态,体现学校的办学特色。分子生物学是我校较早实行双语教学的课程之一,根据学生的实际水平选择了科学出版社影印出版的英国经典分子生物学教材《Molecular Biology》(Turner)。本教材按主题,采用言简意赅的语言和简明清晰的图表,系统概括了分子生物学的核心内容、主要技术及前沿动态。而且,此教材有中文译本,可以帮助学生快速准确获得信息,十分适合作为双语课程的教材。

二、优化教学内容

由于目前大多数生物学课程,如遗传学、生物化学、细胞生物学等都进入了微观分子时代,因此均增加了蛋白质、核酸、基因表达调控等基础知识的讲解。这使得学生对开设在高年级的分子生物学有一些似曾相识的感觉。这虽然有助于学生对分子生物学的理解,但是也会使学生感觉好多内容是对前面的复习,出现厌学情绪。针对这种情况,我们邀请遗传学、生物化学、细胞生物学等可能涉及分子生物学内容课程的主要负责人,认真讨论,优化了各自的教学大纲,在保证课程内容完整性的前提下,尽量压缩分子生物学的相关内容。对于教学过程中,生物化学、遗传学和遗传学中必须出现的分子生物学内容,如蛋白质核酸的结构与组成,采用分组讨论的方式进行自学,调动学生的学习积极性,因势利导,使学生对所学知识能够更加理解,对所学知识的记忆和理解能够进一步加深,为以后对相关知识点的学习打下良好基础。与此同时,这既节约了教学时间,又不会再出现与遗传学和生物化学有相同内容的重复教学问题。这样,一方面对分子生物学的教学重点进行了明确,另一方面又突出了分子生物学的教学特点,即以遗传学和分子生物学为基础,保证了教学课程的系统性和完整性。

三、合理使用多媒体课件

分子生物学理论课教学内容多,而且抽象,因此学生很难熟练掌握和理解。另外,分子生物学又有着很强的技术性。其原理十分复杂、难度高,很难进行试验操作且成本很高,这样可以利用教学课件中的相关图像及动画来进行演示,提高学生的学习兴趣。教师还可根据学生的个性特点以及接受能力来选择合适的多媒体课件配合内容的讲解,文、声、图、像并茂的新闻课件能够从多个角度分层次地展现教学内容,使学生更加容易理解相关知识,从而提高教学质量。美观清晰的多媒体界面,逼真的动画模拟更加方便教师在教学过程中的使用。通过多媒体向学生提供信息,是对学生进行多种感官的综合刺激,在获取信息的过程中,学生通过听觉、视觉等多方面的并用,更加容易使学生在学习中进行想象和创新,提高学生的学习积极性和创新能力。

但是,在教学过程中使用多媒体时,应注意它只是一种教学手段,是为教师的教和学生的学服务的。教师不能一味地让学生时刻跟着多媒体,只是做一个多媒体的操作员。所以,在多媒体教学过程中,教师要把多媒体当一种教学辅助手段,同时要注意给学生思考和讨论的机会和时间,培养学生的创新思维,重视学生的主体地位。

四、剖析经典实验

分子生物学是所有生物学学科相关课程中,最注重实验研究的课程之一。目前,现代分子生物学的理论发展的过程,实际上是前人大量实验发现的科学阐述集合,比如转座子的发现、RNA干扰现象及其机制的发现等。这些设计巧妙的实验,有着严谨的论述,其中的一些研究方法如今仍然在分子生物学的研究中广泛应用,如RNA干扰。这些经典实验过程本身就是一个科学故事,在很大程度上提高学生对相关领域的兴趣,其实验设计可以启发学生寻找解决问题的方法,也可以帮助学生在专业课程的学习中了解研究方法,从而加深对相关理论知识的理解和掌握。

同时,分子生物学本身仍在不断地完善当中。相关的知识内容、发现和研究方式方法日新月异。如对非编码RNA的研究已经成为目前对分子生物学进行研究的特点。将用故事的相识对非编码RNA的研究历史进行讲述,进而采用启发的方式对学生进行引导,讨论在研究中对这一作用的应用。这样的起发过程,可以增加学生对现代生物学研究中理论与技术相互促进发展的理解,激励他们对已学知识的充分思考,建立基础研究与社会应用之间的联系,提高学生的创新能力和学习积极性。

五、利用科研实例剖析重点难点问题

分子生物学虽然理论很高深,但是它却被广泛应用于各种领域。特别值得一提的,如今各高校的教师有着较高的学历和丰富的科研经历,能够在教学过程中融入实际的科研案例。在教学中对书本知识进行传授的同时,为学生讲解讲授一些在实际工作中应用理论知识的实例,对学生知识的灵活运用能力的提高有很大帮助,可以为他们今后的工作和实践奠定基础。从课堂教学效果来说,有助于激发学生的学习积极性,并增强他们对重点知识的掌握理解。除此之外,也有助于提高学生对所学知识的应用能力,为以后的工作和实践奠定基础。

如可能的话,教师可以介绍自己研究团队的一些有趣的研究。比如笔者所在的团队,是搞泌乳调控机制的研究的。首先,向学生简单介绍研究泌乳调控机制的背景(泌乳对母亲和婴儿的重要作用)。我们在研究过程中发现一个小RNA对泌乳调控有重要作用,它可以影响乳蛋白的合成。进一步向学生介绍这个实验的设计思路,研究过程中所采用的试验方法。这种讲解,可以使学生对小RNA有深刻的印象,大大激发他们的科研兴趣。

六、实行双语教学

分子生物学,可以说是发展最快的生物学领域,因此分子生物学课程内容相应地也在迅速更新。大多数分子生物学的新发现,主要以英文论文形式发表在各种期刊杂志及其他媒体上。这要求教师不光要给学生讲授分子生物学的理论内容,同时还要培养学生通过英文杂志媒体了解、掌握分子生物学的前沿进展。双语教学在分子生物学教学过程中体现了很大的优势。我校分子生物学课程组自2004年起开始了双语教学的尝试,积累了一些经验。首先,在教材方面,我们选用了内容简洁的英国经典分子生物学教材《Molecular Biology》(Turner)。该教材涵盖了分子生物学绝大多数的基本知识点,且篇幅较短,特别适合本科生使用。第二,在教学方法方面,采用循序渐进、分步实施的办法。即开始是中英文对照,逐渐改为全英文,让学生逐步适应,减少因畏惧产生厌学。教学过程中,采用多媒体教学手段,教学课件中尽量多选用形象、精美的图片,将高深的抽象概念转变成直观的图像、动画,调动学生的学习积极性。注意搜集国外分子生物学视频,特别是一些标准英文配音的动画视频。这些动画视频形象地把一些分子生物学过程展示给同学,极大引起学生的兴趣。视频所配的标准英文介绍,可以帮助学生纠正一些专业词汇的正确读音,演示后,教师加以中文解释可进一步加深学生对相关知识的理解。

参考文献:

[1]王子健,张超,刘群红.生物化学和分子生物学课程整合的教学探索[J].基础医学教育,2011,13(12):1061-1063.

[2]Weaver.R.F.分子生物学[M].郑用琏,译.北京:科学出版社,2010.

分子生物学论文篇(7)

中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1003-6148(2008)3(S)-0039-2

当前我国正在进行新一轮课程改革,具体目标之一就是“改变课程内容‘难、繁、偏、旧’的现状, 加强课程内容与现代社会和科技发展的联系,课程内容要体现时代性、基础性和选择性”[1]。量子论作为近代物理学的两大支柱理论之一,被广泛应用于物理学的各个领域, 为人类提供了新的科学思想和方法, 对整个科学技术乃至人文社会科学产生了深远影响。据统计,20世纪中叶以来,具有量子论知识背景而获得诺贝尔生理及医学奖的人约占60%[2]。然而有研究者认为,“反映近代物理知识的内容目前在我国的中学物理课程中还较少涉及, 因此建议在中学物理课程中以适当的形式引入这些内容”[3]。因此,根据公众科学素养的需求精选近代物理知识,将量子论引入中学物理课程, 是课程现代化的必然趋势。通过对近代物理知识的渗透,可以给学生在适当的地方开设一些“窗口”,开阔他们的眼界,让学生感到“外面的世界很精彩”[4]。翻开发达国家的高中物理教科书,尽管种类繁多,却没有不讲量子论的[5]。

作为近代物理支柱理论的量子论内容,在建国以来八次课改的八个大纲和新课程标准中都有所涉及,只是数量不同且知识点数量是逐渐增加的。而1996年的物理大纲第一次独立设置了微观世界的量子论现象专题,虽然作为选修内容,但是将其设置在高中物理课程中确实是一个巨大的进步和尝试。由此选择了1996年后三套不同时期的人教版教材,对其在呈现量子论部分内容方面进行比较分析。

通过表2可以看出:

1.根据1996年大纲编写的1997年版教材第一次提出量子论的概念,并将其设置在近代物理讲座部分,供学生选学;其他内容设置在光的本性和原子结构部分;同时专门介绍了量子论的发展、量子论力学的初步概念和量子力学的应用和发展等选学内容;这种按照知识的历史发展、从理论到应用的顺序编排内容,符合学生的接受习惯。但是由于第一次将量子论设置在高中物理课程中,因而对学生的实际接受水平考虑不足,涉及过多、较深的专业术语。

根据2002年修订版大纲编写的2003年版教材除了将激光安排在光的波动性章节外,其他相关内容第一次单独设置在量子论初步中,这种编排使学生对量子论的学习有一个整体的把握,整个知识点的容量在三套教材中是最少的,对比1997年版教材,删除了大量的专业术语,降低了教材难度,只有不确定关系属于选学内容,原子结构部分根本没有涉及。依据新课标编写的2004年版教材在设置体系上变化更大,第一次以模块化形式呈现所要学习的知识点,将量子论部分的知识点第一次以必修内容的形式安排在必修2中;为了进一步学习相关内容,继续安排在选修3-5中的原子结构和波粒二象性章节中,且这套教材的知识点容量是最大的,一旦选择了物理专业,量子论都属于应该学习的内容。

2.三套教材的插图数量是逐渐增加的,2004年版教材增加的幅度最大;2003年版教材虽然知识点容量最小,但是练习题数量却是最多的;1997年版教材的特色栏目最少,只有三个;2003年版教材在1997年版教材的基础上增加了思考与讨论,内容注解以及阅读材料的数量也适当增加;2004年版新教材在2003年版教材的基础上,删除了本章小结,但内容注解数量增加较多,同时增加了演示实验、科学足迹、科学漫步以及STS等栏目,使教材内容呈现更加丰富。这样的教材呈现方式,符合新课程改革的精神,教材的编写渗透了注重探究式教学的主要思想,激发学生思考问题的习惯,大量的阅读材料激发了学生学习物理的兴趣和拓展了学生的视野。

3.从三套教材关于量子论的设置看出,教材的编写从注重知识的完备性到注重基本概念的学习,最后发展到注重量子论发展史和科学思想的渗透。为了提高全体国民素质,将量子论从选修内容变成必修内容,体现了新课改的内容设置思想,通过对依据大纲和课标编写的人教版教材关于量子论知识点的呈现比较,使我们对量子论内容在高中物理课程中的设置有比较清晰的了解,为我们不断改进物理内容的设置以及增加更多的近代物理知识提供有益的启示和借鉴。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.高中物理课程标准解读(实验).湖北教育出版社,2004.1

[2]李自强.浅析近现代物理知识的教学价值[J].现代物理知识,2003(2)

[3]梁国志.郭玉英. 从报刊看我国公众对近现代物理知识的需求[G].学科教育,2002(11)

分子生物学论文篇(8)

中图分类号:B02 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2016)01-0076-02

契诃夫有这样一句名言:“当喉咙发干时,会有连大海都一饮而尽的气概,这便是信仰;等到口渴时至多能喝两杯,这就是科学。”[1]信仰是人的精神食粮,科学是人改造世界的物质基础。物质与精神是人类生存和发展的两大基本要素,所以我们既要发展科学,也要完善与文明相匹配的信仰。在众多信仰之中,影响最为深远的便是,的教义往往是影响者的世界观。爱因斯坦曾在《科学和宗教》一文里这样说过:“科学没有宗教就像瘸子,宗教没有科学就像瞎子。”[2]当今世界范围内,无论是物理学家还是哲学家都广泛的讨论了由现代物理学引起的经典物质观的转变。这种转变似乎都朝着一个方向,那就是现代物理学的众多思想与中国古老的“易道”世界观的一致性。也许,科学与信仰之间并不是矛盾的,它们彼此存在着某种和谐性。

一、“易道”基本世界观

在中国的思想史中,儒学和道家思想占统治地位。而这两个学派的共通点就是都将《周易》作为传播自己思想的教材。《周易》不仅是儒学五经之首,同时也是道家三玄之一。可见,《周易》所蕴含的世界观思想的影响十分强大。《易经》和《易传》合称《周易》。虽然《周易》全文很短,叙事简练,却博大精深,是信息宝库。

1.《易经》象与数的解析

“易道”对于世界观的表述,是通过“卦”以及构成“卦”的“爻”所象事物以及所象事物的位置次序来完成的。

《易传》常以象、数来共同解释《易经》。“象”主要有两种。第一种是“卦象”,包括卦位和六十四卦所象事物的位置关系。第二种是“爻象”,就是构成每一卦的阴、阳两爻所象的事物。“数”主要分两类。第一类是“阴阳数”,《易经》规定“奇阳偶阴”[3];第二类是“爻数”,指的是爻位,用来表示事物的位置关系。

2.阴阳对立与统一

《易经》的最初结构和核心思想就是通过阴阳两类事物的对立与统一来看事物的发展与作用。而每一类事物的内部也有阴阳两种性质,事物是由阴阳相生相克构成,事物的发展是阴阳对立与统一的作用。阴阳是不可分的统一体。庄子认为“易以道阴阳”,《周易》在认识上的意义就是将“道”分为阴与阳两种形式。老子认为的“道可道,非常道”表明“道”是抽象且模糊的,而《周易・系辞上》的“一阴一阳之谓道”[3]却使“道”从不可道的神秘感中走出来,因为“阴与阳”这对矛盾在运动的过程中就反映了发展的必然性和事物的普遍联系原则。

《周易》认为构成事物的基本元素是“阴阳”,根本方法是“阴阳”,本质内容还是“阴阳”[3]。用“阴、阳”这种对立与统一的属性来揭示天、人、地三者的对立与统一,强调“天人和谐”的发展规律。用“对立与统一”的方法对事物的变化发展做出“吉凶悔吝”等判断,以达到劝善惩恶,趋利避害的目的。

3.“天人和谐”的原则

《周易》预测的核心是将“天、人、地”这三才,“春、夏、秋、冬”这四象,“金、木、水、火、土”这五行,用数学方法将这三项代入公式中,来观测所得到的结果。由于人和宇宙世界是不可分割的整体,因而《周易》会利用人与自然的相互作用来做出“吉凶悔吝”的判断,这体现的就是“天人和谐”的思想[3]。

“易道”世界观强调人和自然之间的和谐性,即“天人合一”。《周易》强调人应该顺从自然,顺应天意,人与自然是统一的整体,不能将二者分开而言之。在“天人和谐”之中把握事物发展的规律,趋利避害。只有“天人和谐”才会不断向前发展。

二、“易道”世界观与现代物理学的契合

现代物理学的发展是科学技术最辉煌、最有影响的成就之一。相对论的出现,量子力学的创立以及量子场论的发展,从根本上改变了人们对世界的观念。出人意料的是,随着这些理论的逐步完善和发展,这些科学思想与“易道”世界观越来越呈现出和谐的关系。

1.“阴阳对立与统一”与“波粒二象性”

波粒二象性是指微观粒子既具有波动的性质,又具有粒子的性质,例如,光是以“量子”形式发射或被吸收的,但是当光的粒子在空间里传播时却表现为电场与磁场的振荡,它显示出波行为的所有特点。波粒二象性是一个理论框架,自然界的所有粒子都能用一个微分方程,如薛定谔方程来描述。这个方程的解是波函数,这个波函数是用来描述粒子状态的。波函数也可以看作是描述粒子出现在特定位置的几率幅。这样微观粒子的波动性和粒子性就统一在一个解释中了。就任意一微观粒子而言,它表现究竟是波动性还是粒子性,取决于哪一性质的作用强。而且微观粒子的波粒二象性是可以转化的[4]。

如果用《周易》来解释“波粒二象性”,粒子的波动性和粒子性可以看成是“易道”里的阴性与阳性。二者对立,但是却可以在一定条件时相互转化。“卦”所指的就是量子力学所说的微观粒子。每一粒子所显示的波动性或粒子性,是由微分方程算出来的;尽管“卦”的阴阳没有微分方程那样深奥,但是同样也是通过数学的排列组合变化显现的。无论是量子力学的“波粒二象性”还是《易经》里的“阴阳对立与统一”都是通过数学方法来表述在不同时间、不同次序的粒子所显现的性质。

“易道”并没有波粒二象性这一物理学术语,但是通过其内涵的基本世界观思想,却可发现,在中国古代就可以很巧妙地将相矛盾的思想统一在同一个理论里。

2.“量子纠缠”与“天人和谐”

“易道”之所以可以相对准确地对人事做出“吉凶悔吝”的预测,是因为“易道”是根据天地自然之中存在的规律和必然联系做出的判断。“易道”将人与天地,与万物,乃至与整个宇宙都统一起来,人的发展不仅仅取决于自己,同时也与万事万物都紧密联系着。

在玻尔与爱因斯坦的三次论战之中,最为巅峰的便是爱因斯坦对量子力学的理论基础的不完备性。玻尔的量子纠缠理论是爱因斯坦认为玻尔量子力学最为荒谬的一点。他认为两个独立的粒子怎么可能在超越距离且没有联结的情况下彼此显现出预测好的性质。而且,这是不符合物理体系的可分离性。爱因斯坦与玻尔之争转向了量子力学属于定域性还是非定域性之争。近代美国物理学家约翰・弗朗西斯・克劳泽在他写博士论文时,无意在图书馆里发现了爱尔兰物理学家贝尔关于解决玻尔和爱因斯坦争论的实验论文。他开始着手做这个实验,但是实验结果却让始终坚信爱因斯坦的观点是正确的他十分郁闷。在测量了近百万对的粒子态势后,他发现果真如玻尔的预测一样,两个粒子即使超越了距离且彼此独立却仍然呈现彼此纠缠的态势。贝尔利用反证定域性理论不能重现量子力学的一切语言来证明了量子力学属于非定域性理论,以此说明量子纠缠所体现的整体性。

所谓量子纠缠,是指即使两个粒子在空间上被分开,而这两个粒子组成系统中依然相互影响的现象。就是说,两个粒子A和B,它们分别具有两种性质,这两个粒子的关系是:“只要A显示性质a,B就一定显示性质b”。无论这两个粒子所处什么位置,这个关系都存在。“纠缠态”是一种综合了两种独立情况,纠结而不可分割的状态。

量子纠缠这一理论虽然已被证实其正确性,但是产生这一现象的原因至今没有答案。这也许就说明宇宙是一个整体,宇宙世界冥冥之中都蕴含着某种规律和必然联系。自然的法则和社会的法则是永恒不变的。也许这个法则你讲不出为什么要遵守的原因,但是却必须需要遵守。

3.“量子场论”与“天然场论”

现代物理学与中国古老易学都将“变化”看成是自然界最本质的东西。“易道”对于体现事物内部和谐运动的力所做的描述,在量子场论看来是十分贴切的。粒子间的力被看成是粒子所固有的动态模式的体现。在量子场论中,场被看作一切粒子相互作用的基础。粒子的存在和消失,只是场的运动形式而已。

原先的物理学家把世界想象成物质与能量。物质由粒子构成,能量存在于场。场与粒子的相互运动,引起粒子的运动。量子场论是研究量子场的结构、运动及其相互作用规律的物理理论。量子场论的任务,是描述相对论性粒子之间相互作用和相互转化的规律性。量子场论是量子力学与经典场论的结合。量子场论建立起统一的观点,认为宇宙是量子的大型繁殖场和战场,每个事物都被看成是相互作用的自然统一场,物质实在是由量子组织交换而成。自然法则不是强加在事物之上,而是一种内在的存在。

八卦卦象所描述的宇宙统一天然场框架象征的事物,是由于事物内部相互吸引相互排斥,发生变化所形成的。正如《老子》里的“万物负阴而抱阳,冲气为和。”[5]体现了,在宇宙的天然场中,万物都通过阴阳相互作用产生。“负阴抱阳”才能“冲气”,而冲气的结果就是“和”。“和”才能保证事物的存在与发展永续进行,如果“和”与“阴阳”绝离,事物就不复存在。量子场论中的真空,在《周易》里便是“道”,基本粒子便是由“道”分解衍生出来的阴阳卦象。粒子的运动,就是阴阳相生相克的发展。量子场论中的力,便是“易道”对立统一的联系。在量子场论中,正是通过真空中正“阳”负“阴”能量的涨落,提供能量大“阳”小“阴”来描述粒子的生成、变化和湮灭。《周易》的宇宙天然场论与量子场论之间是彼此相通的。

三、结论

“易道”作为中国,乃至世界古老的,至今看来,它仍有自身的科学价值。它所内涵的世界观与现代物理学的思想存在着一定的和谐性。正如前中共中央宣传部长龚心瀚在《现代易学是中国特色社会主义文化的重要组成部分》一文里这样评述易学:“现代易学文化教人聪明才智,提高人们因变应变的能力,使万物各得其宜,刚柔协调互补,整个宇宙大化在一种最高的富民强国的和谐中生生不已。”

《周易》为中国传统的科学提供了科学观、方法论和宇宙秩序原理,与现代物理学思想的和谐。我们通过“易道”世界观与现代物理学思想的和谐关系似乎能洞察到:科学与信仰往往看似矛盾,但是却和谐相依。

参考文献:

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[2]爱因斯坦.科学和宗教[C]//爱因斯坦文集,北京:商务印书馆,1979.

分子生物学论文篇(9)

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

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

一、教学内容选择与安排

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

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

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

二、教学方法及手段

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

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

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

三、考核(考试)方法

灵活采用多种考核、考试形式,促使学生主动学习,注重双语教学实效。

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

参考文献:

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

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

分子生物学论文篇(10)

一讲授法

讲授法,是一种“填鸭式”的教学模式,即指通过老师系统的讲解,让学生获取知识的一种教学方法。在这种教学模式中,教师是主体,学生是被动接收知识的受体,这在某些情况下也是一种可被接收的教学模式。以分子生态学绪论为例,老师可以充分发挥讲授法的优势,除了讲解分子生态学的学科形成来由,其发展历程及研究范畴外,还要增加学生关心或无法了解的当前分子生态学研究热点的内容,最新发展与动向,使学生对分子生态学有一定的感性认识。在讲述分子生态学中“分子标记在生态学中的应用”这一章之前,首先要补充讲解分子生物学的一些内容,如核酸和蛋白质的结构、PCR技术、测序技术等基本概念,提升学生对分子生态学基础知识的认知水平,充实学生对分子生态学问题解决方法的理解。讲授法老师可以按照自己的方式,在有限的课时条件下传授大量知识,结合这一优势,采用其它教学法,充分调动学生的主动学习性和积极性。

二Seminar教学法

德语“Seminar”,源于早期的德国大学,中文含义为研讨会,又称“研讨式”教学法或文献阅读式教学法,现已成为西方发达国家高校中的一种主要教学方法[1]。Seminar是指导一组学生为某一预设论题与带教老师共同讨论的一种紧密互动交流的教学方法[2]。目前国内对“研讨式”教学法还没有明确定义。文献阅读是分子生态学教学中极为可取的一种教学方法,也是研究生主动获取知识的一条重要途径。旨在以问题为载体,培养学生阅读文献,主动独立思考、分析和解决问题的能力。例如,在“分子标记在生态学中的应用”这一章中,将内容分解如下:什么是分子标记,分子标记如何评价生物遗传多样性,分子标记如何对遗传结构解析,分子标记在生物进化研究中的作用,等等。围绕这些内容,展开独立思考和探索,通过广泛深入的文献研读,研究生可以从中学习到规范的研究方法,严谨的研究设计、完善的知识体系,最终提高学生凝练科学问题的能力、开拓学生的学术视野,提升其科研能力。在“文献研讨式”教学法实施过程中,要注重学生的主体地位,由学生组成研究小组,围绕共同关注的问题,集中讨论,形成分析问题、解决问题的能力。在这种教学模式下,师生“学为主体,教为主导”的角色互换。老师不再是传统的知识灌输者,其主要作用是引导学生掌握文献阅读的方法和提高科研思维能力,旨在培养研究生自主学习的能力。“文献研讨式”教学模式的主要优势表现为,以解决问题为中心,学生为主,教师为辅,师生共同探索问题,通过问题研究和问题探讨,让学生掌握知识。然而在具体实施过程中,这种教学模式也会出现一些问题:比如,学生在文献汇报之前,要花大量时间查阅文献,发现问题、提出问题并解决问题,有些学生不愿花时间做充足的准备,只想获取答案而不愿参与讨论;另外,对老师来说,除了自身要重视文献积累、紧跟学科前沿的学术动态、把握学科发展方向外,还必须加强自己的知识贮备和思辨能力,并能针对学生的汇报即时做出准确的点评和思路拓展,从而不断提出新问题,提高文献研讨质量[1]。

三讨论式教学法

讨论式教学法是是国内外大学常用的一种教学方法。体现的是“教师为主导,学生为主体”的教学思想,通过讨论来解决学习中遇到的问题。该方法强调针对不同的教学目的和任务要求,教师组织和引导学生围绕教学中的重难点问题展开讨论,通过预先的设计与组织,启发学生就特定问题发表自己的见解,以培养学生的独立思考能力和创新精神[3]。在“分子生态学”的课程教学实施过程中确保讨论教学法顺利进行,老师首先对问题要进行精心准确的设计好,学生合理分组,参与度要高;其次,在讨论过程中,老师要适当参与其中,利于讨论顺利进行;再次,学生分工要明确,在讨论之前,学生分析课程相关内容,查阅大量的资料,形成自己的课题分析方案和见解[3]。以“保护生物学”这一内容为例,问题可以是生物多样性的危机,生物多样性的遗传与进化,生物多样性的价值评价等,学生围绕这些问题,主动查阅书本,寻找所学内容,学会独立思考,积极参与讨论,深入理解和掌握保护生物学的知识,取得良好的教学效果。

四Presentation教学法

分子生物学论文篇(11)

中图分类号:G643.2 ?摇文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)03-0046-02

随着生物科学技术的飞速发展,生命科学各学科之间的交叉渗透日益显著,而在生命科学领域的各项核心课程之中,分子生物学已逐渐成为联系其他学科的枢纽性课程和众多新兴学科的基础性课程。生命科学各专业的研究生,对分子生物学知识的理解和掌握程度,直接关系着后续开展研究生课题设计及进行毕业论文实验研究的质量与水平,因此,如何让学生真正做到学以致用,让分子生物学的理论和实践知识为研究生课题设计服务,已成为判断该课程教学效果好坏的关键问题[1]。分子生物学是从生物化学这门课程中独立出来的一门课程,它的核心内容是基因的表达与调控,这构成了整个课程的主干部分,与此相关的众多内容组成了课程的枝叶部分,传统的教学方法往往注重分子生物学理论机制的讲解,而将实验教学独立开来,这种教学模式对即将进入实验室开展课题设计和研究工作的研究生来讲,存在明显的缺陷。原因有以下三点:首先,生命科学相关专业的研究生与本科生相比,已具有一定的分子生物学理论和实验基础,其理解能力也更强;其次,研究生与本科生对于课程的预期不同,研究生马上面临独立地开展学位论文的课题设计,对课程学以致用的要求会更高一些;再次,由于研究生的本科背景及自己所学专业等方面存在着较大的差别,其学习的基础参差不齐,因此每个人对课程的要求也不同。因此,分子生物学的研究生教学工作需要更多地考虑研究生的实际特点,针对性地开展教学模式和教学方法改革。本教学团队,注重从研究生教育的实际需求出发,通过几年的实践探索,已初步构建好研究生分子生物学的课程体系,并在教学工作中不断改进和创新,有力地促进研究生专业能力的培养,下面就已经开展的教学新探索加以介绍。

一、教材的选择与课程内容设置的探索

我们没有指定某一本书作为课堂教材,而是向学生介绍了几本分子生物学领域的经典著作,其中包括《现代分子生物学》、《医学分子生物学》、《基因的分子生物学》、《基因VIII》及《分子克隆实验指南》等,希望学生能尽可能地阅读并参考这些著作来学习。这样有助于学生从不同的专著中获取知识,通过不同作者的讲解与叙述,增加对分子生物学的全面思考和认识。

我们通过深入了解每位学生在本科阶段的相关学习情况,发现由于专业背景差别较大,很多学生即使学过了相关课程内容,对分子生物学知识的理解仍处于较浅水平。因此,在课程内容的设置上我们进行了改革,最终确认了“一条主线,三个基本点”的格局,主线就是分子生物学的核心:基因的表达与调控,三个基本点即三大基本过程:复制、转录及翻译。在课程设置上,我们也分为三大块,即分子生物学基本理论与知识、分子生物学实验技术和分子生物学专题知识,第一部分是课程的重点部分,包含了三个基本点的内容;后两部分是在第一部分内容上的进展和深入,基因的表达与调控成为贯穿三部分的一条主线,每一部分都紧密联系该主题。因此,理论课与实验课的教学内容设计都是围绕主线与基本点展开,使学生通过本课程的学习,在脑海中形成分子生物学的最基本理论体系,奠定良好的分子生物学知识基础。

二、了解学生的学习需求,使教学更加贴近实际

针对本课程结束后,学生马上就要进入实验室开展课题研究的现状,在开课初期给学生布置了一道课外作业题,即“与导师交流,了解自己研究生论文的课题方向和内容,提出你想通过分子生物学课程学习到的内容有哪些”。因为涉及到未来自己的课题及论文,每位学生都积极参与并完成了该项作业,总结学生的作业情况,我们发现不同专业研究生对本课程的需求存在着异同点,例如,基础医学专业的研究生对分子生物学新发现和新知识方面的要求较多,而药学专业的研究生更希望对分子生物学实验技术方面了解更多一些。根据这些反馈回来的情况,我们授课老师了解到了学生以后从事专业课题研究的基本信息,因此在后续的课程设计上根据各专业特点,有选择性地安排一些专题性质的课程内容,例如,增加了RNAi专题讨论课等,这样使我们的教学可以更加贴近学生的实际需求,受到了学生的广泛好评。

三、每节课都要有亮点

分子生物学与其他生物医学类理科课程类似,理论课教学中都涉及到很多比较枯燥的概念和复杂机制过程的讲解,如何保证学生在课堂上的专注力是能否获得好的教学效果的关键因素之一。为解决上述问题,通过集体备课我们对每节课的授课内容进行细致的分析讨论,一致认为除了进行传统的教学讲解以外,每节课都必须在内容上体现出两个以上的能激发学生学习兴趣的亮点内容,这些亮点与当堂课的核心内容有密切关系,在提高学生学习兴趣的同时还能帮助对核心内容的加深理解。例如,在讲DNA复制这节课的内容时,我们选取了发现半保留复制机制和发现冈崎片段两个著名实验的科学家故事作为亮点,教导学生如何激发自我的创造性思维;在讲解PCR技术的理论章节时,选取了授课教师自己做PCR实验中遇到的几个问题作为亮点,将理论课程与实际操作结合起来,通过提出问题、分析问题和解决问题的讲授方式,使学生对该项技术的理解更加深入。

四、实验教学着重锻炼学生的实验设计及实践操作能力

本课程还包括了分子生物学的实验教学工作,本着为研究生提供一个连续性锻炼动手操作机会的目的,我们设计了一个涉及分子生物学最根本也是最重要内容的综合性实验,即目的基因的克隆及鉴定。首先在理论课教学中采用讨论式教学方法,让学生对基因克隆的基本实验设计和操作流程有了初步的认识,然后采用连续不间断的时间安排,利用晚上及周末时间,让学生亲自动手完成样本制备,RNA提取,RT-PCR,目的基因片段的酶切、回收及连接,感受态细胞制备,转化重组子及筛选鉴定的各个实验环节,并对实验过程中及时发现问题进行课堂讨论和分析,进一步加深了学生对该实验的理解和认识,也培养了实验设计的基本思维,对其后续研究生课题的开展起到了很好的促进作用[2]。

五、引导学生培养良好的科研思维能力

锻炼好的科研思维能力是以后从事科研工作的根本所在,在分子生物学的课堂上,我们也采取了形式多样的教学方法努力引导学生培养自己的科研思维能力。例如,老师在讲授完基本理论知识后,提出一些有争议性的专业知识问题,让学生分组讨论,并拿出自己的观点,然后进行课堂辩论会,通过这种方式促使学生开动脑筋运用所学的知识去解决存在的问题,有利于学生科研思维能力的锻炼;我们还开展了课堂seminar活动,让学生根据自己专业及今后课题研究的特点,选取涉及到分子生物课堂知识的高水平SCI文章,通过自己的阅读理解,制作讲演PPT上讲台进行讲解,通过这个活动提高了学生查阅和分析外文文献的能力,对今后的课题设计也是大有裨益的[3]。

本着能让学生能够学以致用的原则,分子生物学课程教学紧紧抓住研究生培养和教育的特点,在教授基本理论和实验技术知识的同时,从研究生未来课题设计的实际出发,对授课内容、课程体系及构架等做了新的探索和尝试,已获得了初步的教学成果,但仍然还有许多地方有待改进和完善,相信通过不断的努力,分子生物学能成为一门助力生命科学各专业研究生教育的必备课程。

参考文献: