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谈分子生药学理论和实验教学方法

时间:2021-10-29 所属分类:医学医疗 点击次数:

谈分子生药学理论和实验教学方法

[关键词]分子生药学;教学方法;教学效果

随着科学技术的发展,分子生物学技术发展日新月异,已渗入到整个生物学领域,其相关分子生物学技术的应用已成为推动学科建设的必要手段[1]。特别是在中药学相关学科的应用,正在不断地帮助加快中药现代化的进程[2]。早在1995年黄璐琦院士就在《中国中药杂志》上发表《展望分子生物技术在生药学中的应用》中提出了“分子生药学”的概念。并对分子生物学技术在生药学中的应用进行了分析和预测。2000年黄璐琦等主编的《分子生药学》第一版在北京医科大学出版社出版,标志着一门崭新的中药学分支学科在国内诞生。2017年,凝聚27家高等教育机构汗水的“十三五”本科规划教材《分子生药学》及研究生规划教材《分子生药学专论》的出版,标志着分子生药学教育体系已逐步建成。在研究内容上,因其融合了现代分子生物学技术,克服了传统中药在鉴定和机理方面的不足,并为道地药材形成的分子机制及其应用方面提供了丰富的技术指导和理论依据,如中国中医科学院中药资源中心起草的蛇类饮片特异性PCR鉴别方法被《中国药典》2010版收载,成为首个被世界药典收载的天然药、中药分子鉴别方法。随着分子生药学优势和潜力越来越得到大家的认可,各高校对加强分子生药学课程的教学建设越来越重视。本文结合我院开展的分子生药学课程及本人在分子生药学方面的研究经验,简述了加强并提高分子生药学理论和实验课程教学的方法。以期通过加强高校分子生药学课程建设,为培养分子生药学的后备力量做好前期的“铺垫”。

1理论教学

1.1多媒体和网络资源结合教学,提高教学效率

分子生药学是生药学与分子生物学交叉融合的学科,其研究内容包括中药的分子鉴定、药用植物有效成分的生物合成与调控机制及药用植物的转基因与分子育种等领域所取得的最新成果和所涉及的理论知识[3]。分子生药学是现代分子生物学技术与传统生药学的有机融合,在进行分子生物学理论教学时会有较多重要的专业性概论,如果仅仅通过传统的教学模式以书本为中心,单向灌输,是很难让学生有生动而深刻地理解。在多媒体已成为大学课堂教学的基本配件设备和网络资源十分丰富的情况下,利用多媒体和网络资源相结合进行分子生药学理论教学,无疑可以大程度上提高学生的积极性和主动性。多媒体不仅可以展示文字和图片等信息,更可以通过音频和视频等感官刺激引起学生的注意力,提高教学效率。如在介绍《分子生物学》中药用植物功能基因组学研究的内容时,可以通过多媒体播放石斛等一些药用植物的取样、保存及进行全基因组测序的讲解视频和资料,例如2020年安徽省皖西学院主导完成了药食同用的植物霍山石斛(DendrobiumHuoshanense)的全基因组测序,为明确霍山石斛的神奇功效、挖掘其功能基因提供有力基因序列支持,通过相关视频的介绍,可以向学生清晰生动的展示如何利用分子生药学技术解决在实际中解决问题。此外还可通过多媒体链接网络资源,可进一步向学生展示和推荐学习资源,如美国国立生物技术信息中心(www.ncbi.nlm.nih.gov),药用植物组学数据库(herbalplant.ynau.edu.cn)和中草药数据库(www.pewiki.net/herbs-data)等网站和学台,使学生可以了解分子生药学相关领域的最新研究进展和前沿技术,拓展学生在该领域的视野,有利于培养学生自主学习能力,在此基础上使教学效率得到有效提高。

1.2引入类比,使复杂问题简单化

类比法是比较研究对象的貌异质同的思维方式,是一种非常重要的逻辑推理方法,由于分子生药学中的道地药材中存在着相似的规律和显著的差别。在教学过程中可以利用类比的方法进行讲解,通过引入类比,将道地药材的异同点进行总结和分类,把复杂问题简单化。在介绍《分子生药学》中,药用植物有效成分的生物合成一章的内容时,在教学上可以引入类比,使学生更容易理解和记忆相关的知识点。如药材麻黄和桂皮功能上异同点是都具有发汗解表的功效,都可用于风寒表证。但二者不同的是麻黄,以宣散为主,发汗力强,适用于外感风寒,恶寒无汗的表实证,适用于肺气壅揭之咳喘证及水肿。桂枝,以温通为主,发汗力较缓,外感风寒,无论有汗的表虚证和无汗的表实证均可用。常用治寒凝血滞诸痛证,痰饮,心悸脉结代等证[4-5]。通过引入类比,可以让学生对知识点留下深刻的印象,有利于学生的理解记忆。此外,在分子生药学教学中可将复杂的药用植物合成途径与简单的模式植物的合成途径进行类比。由于模式植物研究的比较深入,相关的知识点和合成途径比较清楚,二者类比之下,可以形成先易后难得过渡,使比较复杂的,难理解的问题简单化。有利于学生的理解和探索,可以激发学生的主动性和积极性,从而使教学效率得到提高。

1.3文献解读,扩大学生视野

书本教材是依据课程标准编制的、系统反映学科内容的教学用书。所包含的知识往往是对前人研究的总结,其中的经典理论和原理是在不同时期经过反复验证仍然成立的,具有较强的教学和教育性质。但是随着科技的发展,分子生物技术是不断更新和进步的,仅依靠书本教材的讲授,有时候会忽略相关领域最新研究进展和发现。而在当今世界,很多领域的最新研究成果和技术原理,大多时候都会以论文形式发表于各类期刊,以此提高作者在相关领域的知名度。所以,很多学术期刊、论文里包含的知识点、技术和方法等,较课本教材在时间上具有前瞻性。通过在课堂上适宜的引入文献解读,有助于扩大学生在该领域的视野。此外,把文献里作者的研究思路、设计以及运用的技术原理与课本教材上的进行对比,不仅可以加深学生对相应知识点的理解,还可以激发学生的创作力,拓展学生的思维模式,进而激发学生的主观能动性,从而使教学效率得到提高。

2实验教学

2.1设置课前思考题,“预热”实验内容

分子生药学的实验是教学过程中的重要坏节,它是把课堂教学中所获得的理论知识加以验证和巩固,并结合课堂讲授而进行的教学活动。通过对实验中实物的观察、辨别和验证,从而使学生将所学的理论知识和实践联系起来,建立一个既与理论课有一定互补作用,又具有相对独立性的实验体系[6]。但是,实验教学又不同于理论课教学,它要求学生对实验目的、实验原理及仪器设备等实验装置都要有充分的认识。这些内容仅靠老师在实验课前的讲授是难以达到良好的效果的。通过设置课前思考题,在实验课之前必须看完有关的实验讲义。在实验课之前,完成所设置的课前思考题,并按要求写出预习报告。课前思考题的完成,将有助于学生对实验原理的掌握,对将要进行的实验内容起到“预热”的效果。因此通过思考题和实验预习报告不仅能提高教师实验课的效率,还能加深学生对理论课内容的理解,增强学生们做实验的积极性,有利于培养学生的独立思考、综合分析能力,科学思维能力和创新意识。

2.2任务分解,激发学生的协作能力

实验教学中,往往需要将学生分成几个小组来进行,这也是对学生相互协助能力的培养。但是在传统的实验教学下,多名同学围绕一个实验内容展开,难以调动所有同学的积极性和主动性,预期的实验教学效果往往并不是特别理想。但通过将实验内容进行分解,使之形成多个小的任务目标,将其分配到每个小组成员,各成员之间围绕这任务目标存在紧密的联系。如在《分子生药学实验》中的分子鉴定实验部分,可将其拆分为三个小的实验任务:(1)药材DNA的提取,(2)DNA的验证和(3)PCR扩增等3个小任务。每个小组成员负责一个小任务,这些任务彼此之间存在相互依赖和先后顺序的关系。如DNA的验证需要在药材DNA的提取基础上,PCR扩增则需要在药材DNA的提取和DNA的验证的基础上。这样对实验任务进行分解不仅可以在实验教学中极大地调动学生完成实验的积极性,还可以激发学生的团队协作能力。通过对实验内容的设计,形成任务驱动的模式,可以极大地调动每位学生的积极性和主动性,有利于均衡的培养学动手能力和协助能力。

2.3结合认识实习,深化理论知识

认识实习是教学计划的重要组成部分,也是培养学生运用新技术新方法解决实际问题的第二课堂。因此通过合理安排学生参加认识实习,一方面可以提高学生的感性认识,另一方面可在认识实习过程中,将学校获得的知识在生产实践中进行验证,反向检测书本上理论的准确性。将在学校所获得的知识与生产实践融合,进而加强、深化已经学过的理论知识,整体提高对知识的综合运用能力,并激发自己发现问题和解决问题的潜力。通常为了更好地突出教育教学的性质,学校开设的分子生药学实验课程,多数是属于验证性教学实验,实验结果属于已知状态。而生产实践和科学研究中很多属于未知状态,通过合理安排实习,可以更好了解学校教学、社会生产和科学研究之间的差别与联系。为学生将来能更好的融入社会做好充足的准备和理性的认识。此外,认识实习也是培养学生了解和融入社会的一个过渡阶段,通过结合认识实习,深化理论知识,有助于学生了解相关领域发展的方向和趋势,找准自己未来发展的方向,达到学有所用,回报社会的目的。

3结语

分子生药学作为新兴学科,是融合了分子生物学和生药学的交叉学科,随着分子生药学学科的不断发展,其研究方向、技术水平、理论思想和学术影响都得到了专家和学者的广泛认可。特别是在生物合成途径解析以及合成生物学方面发挥了越来越重要的作用,比如著名的青蒿素、止痛的阿片类药物、紫杉醇等都离不开分子生药学理论和实验技术的支撑[7-9]。因其着眼于现代科技发展的前沿,分子生药学科的发展具有强劲的动力和巨大的空间。但是,分子生药学尚处在发展阶段,在教授过程中对学生的专业基础要求较高,因此需要高度重视分子生药学课程建设和教学方法的改革。而教学方法对提高学生对课程的兴趣和教学效率有着至关重要的作用。在教学方法上要注重强化理论与实践紧密结合,做到学生学习目标明确,深入浅出,学以致用。提高学生富有前瞻性和实用性的课堂教学效果,将是分子生药学教学发展的重点。

参考文献

[1]崔浩,霍峥屹,熊薇,等.分子生物学课程双语教学改革研究[J].科教导刊(中旬刊),2020(23):109-110.

[2]张丹,王颖莉,杜晨晖,等.生物学技术在药用植物鉴定中的研究进展[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(01):222-230.

[3]袁媛,黄璐琦.道地药材分子生药学研究进展和发展趋势[J].科学通报,2020,65(12):44-53.

[4]刘志刚,柴程芝.分子生物学课程双语教学改革研究[J].中国中药杂志,2019,44(18):53-59.

[5]侯仙明,张凯,王亚利,等.肉桂镇咳祛痰及平喘作用的药效学研究[J].时珍国医国药,2009,20(04):831-831.

[6]周荣荣,刘娟,袁媛,等.基于科研成果转化促进分子生药学实验课程教学水平[J].中国实验方剂学杂志,2019,25(17):148-151.

[7]王继刚,徐承超,王彦钧,等.青蒿素:一种从中药中发现的神奇药物[J].Engineering,2019,05(01):72-88.

[8]洪蕾,乔世刚,王琛,等.药物基因组学与阿片类镇痛药物需求个体化的研究进展[J].国际麻醉学与复苏杂志,2020,41(10):1012-1016.

[9]赵丽娟,陈祥娥,杨敏,等.紫杉醇口服给药系统的研究进展[J].药物生物技术,2020,27(02):79-82.

作者:卫培培 赵汀单位: 皖西学院

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