生物学和生物医学十篇

发布时间:2024-04-29 21:32:48

生物学和生物医学篇1

核酸适体是一种通过结合蛋白质、离子、核酸、细胞等目标分子,并借助配位系统进化技术(SeLeX)经体外筛选的人工合成肤分子。适配体不仅具有分子量小、化学稳定性好等优点,故被称为“化学抗体”,常常被化学工作者用于分子识别和靶标物检测研究的重要工具,从而为生物分析方法和设计传感器提供了新的思路。核酸适体还可以形成发夹、凸环、假结等稳定的空间结构。在分子识别时,通过目标分析物的诱导,单链核酸适体常常会形成或是折叠成特殊的二级结构。单位点结合和双位点结合两种是最常见的适体与靶体之间的相互作用。根据研究,一旦适配体的结构稍有差异,则可能会导致靶分子与其结合的阻碍。而这些特点有助于高灵敏、高选择性和快速高通量的靶标分子的分析检测,逐渐成为了分析化学领域的研究和应用热点。目前研究人员仅仅只是核酸适体的新分析方法(电化学法、荧光、比色法、压电和SpR)。

2压电生物传感器

压电生物传感器是通过使压电晶体表面产生微小的压力变化,引起振动频率的改变而制成的传感器。这种方法不仅充分利用压电石英晶体对表面电极区附着质量的敏感性,同时还结合了生物功能分子抗原和抗体之间的选择特异性。其组成部分为:压电晶体、振荡电路、差频电路、频率计数器及计算机等部分。压电晶体通常具有9mHz的谐振频率。而这种晶体大多是使用石英晶体按照at方式进行切割形成的。振荡电路通常会有两个设置,一个是晶体检测振荡电路,而一个是晶体参比振荡电路。所谓参比电路就是指为了减少或消除一些温度、气压、粘度等的误差影响。通常可以用频率计数器来改变压电晶体的谐振频率和频率的改变,随后在有计算机对其实时数据进行处理。压电生物传感器因其不仅具有装置简单,而且其高灵敏度、快响应速度以及实时动态检测等优点而得到人们的广泛关注。而人们研究的热点正是压电免疫传感器和压电基因传感器。其中压电免疫传感器常常是用于检测微生物、免疫球蛋白等蛋白物质、生物小分子等。压电免疫分析技术和流动注射分析技术两者的结合可以实现对复杂品的分析,进行连续检测。压电免疫传感器常常被用于反应动力学的研究,从而直接检测生物的反应过程。随着液相压电传感技术的逐渐成熟,尽管压电基因传感器的研究还刚刚起步,但目前已经可以用于表面杂交过程的动力学研究,为基因学的优化提供了重要的依据。

生物学和生物医学篇2

【关键词】实验室生物安全学生防护策略

Biosafetyandtheirprotectivestrategiesforstudentsinmedicallaboratories

wanGKe,panJin,ZHaoDong,etal.Laboratoryofbiologicalpathogensandimmunology,CapitalUniversityofmedicalSciences,Beijing100069,China

【abstract】medicalinstitutions'laboratorysafetyisdifferentfromotherinstitutionsinthelaboratory.accordingtoitsprofessionalcharacteristicsshouldbebasedonsecurity,theso-calledlaboratorybiosafety(LBS)referstopathogenicmicroorganismsthatengagedinactivitiesofthelaboratoryexperimentinthepathogenicmicrobestoavoidstaffandassociatedpersonnelhazards.withthenationalsecurityoftheimportanceofbiologicallaboratories,itisnecessaryformedicalstudentstolearnlaboratorybiosafetyknowledgeandskillstrainingagainsttheexistenceofproblemsprotectionstrategies.

【Keywords】Laboratorybiosafety;student;protectionstrategy

实验室生物安全的概念起源于20世纪50~60年代,由于种种原因,我国对生物安全的研究和认识明显落后于西方国家,直到2002年,卫生部颁布了微生物和生物医学实验室生物安全通用准则,该准则对生物医学实验室内的生物安全作了详细的规定,可惜当时并未引起足够重视;2003年传染性非典型肺炎的流行,使得国家相关部门把对实验室生物安全的关注提到一个新的高度,有关法律法规相继面世[1,2]。随着国家经济和社会的飞速发展,医疗卫生与健康问题逐渐成为社会的关注焦点。为此国家加大了对医学教育的重视和投入,随之而来的就是大量先进仪器的进入和现代化实验室的建设,实验室利用率的加大,使大量的不同层次的学生走进了医学实验室,人员流动性增大,给医学实验室的生物安全管理带来了很大难度。在实验过程中发生的差错,轻的会造成实验材料的浪费,结果的错误,重的会导致感染,传播病原微生物,甚至造成人员的死亡。因此学生进入医学实验室应把生物安全放在第一位。首先要进行生物安全知识的教育,使学生在具有自我保护的意识下,克服不良习惯,养成良好习惯,结果受益终生。结合医学实验室的特点,将实验室及学生有序的管理好是非常必要的,通过多年的实验室工作和不断地思考总结归纳以下实验室容易出现的问题和针对问题解决的策略仅供参考。

1医学实验室生物安全存在的问题

主要存在于与病原生物学相关的专业所使用的实验室。

1.1学生上课做实验直接接触病原微生物,存在着因防护不严而病原微生物失控不仅感染实验室人员,甚至还可能传播到社会,引起传染病的流行。

1.2与实验无关的东西随意带进实验室甚至有时将食物、饮料、衣物等摆放在实验台上与实验材料同放。

1.3进实验室前的个人防护问题许多学生很随意的穿着自己的衣服进入实验室,还有的学生穿者凉鞋、拖鞋,更有甚者为肩佩长发一边做实验一边用摸完实验用品的手不断的弄头发。

1.4上实验课准备不足有的同学上实验课慌慌张张的现找实验室,头脑空空,上什么内容也不知道,上课铃声响完还不断地有人进入,内容听不全,实验中就来回走找实验材料问实验方法等,实验室显得十分混乱。

1.5使用酒精灯不注意安全在病原微生物接种时酒精灯是最常用的,它的安全问题往往被忽略,有的同学因某种原因离开自己座位时依然点着酒精灯,酒精灯发生意外致人损伤的事件在学生实验室曾经是有过先例的。

1.6实验后不洗手、隔离衣乱放做完实验离开实验室前有的同学忘记洗手,赶上午饭前直接去饭厅,是十分危险的。再有下课后有的同学不将白大衣反折单放,而是直接塞入书包与其他物品同放。

1.7实验物品的分类使用和存放混乱值日生同学不懂实验后的用品如何分类,经常将污染的与没污染的用品混放,造成污染的范围扩大,更有甚者为乱倒实验垃圾,不知道实验垃圾应该如何分类等。

2医学实验室生物安全管理的重点应放在硬件建设、制度建设和安全的教育上

高等院校实验室的安全事故时有发生,因此现在大家对实验室的安全问题十分重视,基本实行“以人为本”、“预防为主”、谁主管,谁负责的原则,将安全责任落实到每个实验室和个人,逐级签定安全责任书,开展各级培训班。把各项规章制度挂在墙上。这些都是最基本、最起码的安全管理,但未必就能防止安全事故的发生,一旦发生事故,一切原则、责任都于事无补,因此还需要在以下3个方面对安全管理加以支撑和保证。

2.1硬件建设,确保实验室的安全所有实验室门口都应贴有明显的标识牌(例如某某实验室,生物安全几级以及逃生门等必要的内容),实验室内外要有足够量和有效的消防器材,以备火灾时使用。紧急喷淋和洗眼器,以备有害液体不慎飞溅到眼睛或皮肤上时冲淋以减轻伤害。实验室应设置紧急救助药箱,备好基本救助材料,以供紧急需要时使用。

对于利用病原微生物开展教学的医学实验室,必须根据所开展工作的性质、接触的病原微生物的危害和因之所需要的生物安全等级(目前分为4级),使实验室的建筑结构和设施、安全设备、安全操作规程达到相应的要求,否则该实验室不能使用。

2.2严格安全制度,消除安全隐患防患于未然才能从根本上保证实验室的安全,预防措施必须以制度的形式稳固下来。

2.2.1定期检查制度对于实验室的安全条件和设施要做到胸中有数,定期检查,及时发现和杜绝安全隐患问题。一旦发现重大安全隐患问题的实验室,必须立即停止使用,疏散人员,限期整改,确保人身安全。

2.2.2加强教育严格准入制度对进微生物实验室做实验的学生,首先要进行系统的生物安全教育以及防护方法教育,使他们通过教育具有安全意识,做事有条理,遇事不慌,处理得当。与实验无关的人员不得随意进入实验室。

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2.2.3定期演练制度通过组织相关人员对突发事故的模拟演练,来检查人员的安全意识,正确处置和快速反应能力。可定期进行演练,在演练过程中不断发现问题,达到不断提高的目的。

2.2.4危险品保管制度对易燃、易爆、剧毒、致病性病原微生物等危险品,要设专室专柜储存,双人双锁妥善保管。实验人员领用时必须经负责人签署意见,并作好详细领用记录。

2.2.5不断进行安全教育开展定期的、经常的安全教育,不断创造重视安全的氛围,是提高实验人员安全意识、养成良好安全习惯,从而防止安全事故发生的有效途径。安全教育内容包括:学习涉及实验室生物安全通用的要求、病原微生物安全防护、医疗废物及危险品管理等国家和学校的有关法规、制度,学习掌握各种标准化、规范化的实验操作,熟悉实验室环境和安全措施,学习正确使用消防器材,掌握基本的急救知识和逃生技巧等。

3学生重在树立安全意识,养成良好的安全习惯,加强自我保护和防护策略

对于初进医学实验室的学生,为确保实验室和自身安全,必须要高度重视和认真对待实验室安全问题,认真学习和掌握实验室安全教育的内容。树立安全意识,养成良好的安全习惯,加强自我保护和防护策略,对于新开的实验课一定要在课前找好实验室的准确位置,了解其实验特点,要做那些实验内容,千万不要脑子空空,现上课现找实验室,匆忙进入实验室,投入实验,完全依赖带教老师,这样做的结果不但浪费时间和资源,重要的是加大了不可控制因素带来的危害。

3.1做好个人防护,不存侥幸心理进医学实验室前一定要穿好白大衣,实验课前一定要认真预习实验内容,接触有毒有害物品前,必须做好个人防护,不要抱侥幸心理,以为不会出事。课上严格按照带教老师所提的要求去做,对不懂的问题或操作,一定要问带课教师,不可自作主张,莽撞惹祸。一旦出现问题不要私自处理,要立刻报告给老师,在老师的指导下进行处理。

3.2做实验要严肃认真,集中注意力不要闲聊和大声喧哗,以免影响实验进度和实验室整体氛围,使人麻痹大意,引发事故,造成不必要的伤害。

3.3不要将与实验无关的物品随意带入实验室,更不要放在实验台上实验台在实验的整个过程中都应保持清洁有序,对于病原微生物专业常用的酒精灯一定要更加注意它的安全性。

3.4用电设备的使用,要谨慎仪器要在带课教师的指导下正确使用不要用带水的手进行操作,用后需切断电源的一定要切断电源,不需切断电源的千万不要切断电源。例如微生物实验室所用的温箱、冰箱课后不要随意断电。以免造成结果无法观察的后果。

3.5实验完毕后不要随意处理实验所用物品要在带教老师的指导下,分门别类的将其放好送到应该送的地方,洗手或用消毒液浸泡手后,将白大衣反折单放后再离开实验室等。

4结束语

医学实验室的特点,仪器设备多、空间狭窄、实验复杂,涉及的危险因素多。学生进入实验室,如果对安全重视不足,教育不够,养成坏习惯,不仅会成为事故的制造者,造成人身伤害,还可能恶习难改,影响自己长远的职业生涯和将来工作的实验室的安全[3~6]。

学生是医学实验室安全教育的重点,通过认真全面的安全教育,使他们树立安全意识,养成良好的实验室习惯,尽快实习实验室环境,尽快掌握各种规范化实验操作。作好他们的生物安全知识培训,不仅保证其学习期间的安全,还有以下深远意义:受过正规生物安全知识培训并且熟练掌握其知识。有些学生毕业后将继续从事科研工作,或有机会参与实验室设计和建设,可使他们从容应对工作中面对的问题。还有些学生毕业后可能从事教学工作,把所学到和掌握的生物安全知识传授给学生,这样我国的医学实验室生物安全工作将会进入一个良性循环的时代:随着改革开放国际交流的日益增多,有些毕业生走出国门学习深造、或参加各种合作的研究项目,受过正规生物安全知识培训并且熟练掌握其知识,可以在国际交流中体现我国医学生的基本素质;熟练掌握其知识,受益终生。

【参考文献】

1卫生部.wS233-2002微生物和生物医学实验室生物安全通用准则.北京:中国标准出版社,2002.

2祁国明.病原微生物实验室生物安全(第二版).北京:人民卫生出版社,2006,1-67.

3蒋建利.对生物医学研究生开设生物医学实验安全课程的必要探讨.山西医科大学学报,2004,6(1):69-71.

4周乙华.实验室感染与生物安全.中华预防医学杂志,2005,39(3):215.

生物学和生物医学篇3

分子生物学作为一门新兴学科,从生物学和生物化学中分离出来之后,发展极其迅速,应用前景极为广阔,学科之间彼此的交叉性和融合性越来越强,随着分子生物学新技术不断融入医学研究领域,尤其在癌症治疗与靶基因药物开发、流行性疾病预防、新型疫苗开发和应用、遗传性疾病发病机制探讨等方面都彰显了巨大优势。因此,医学类院校学生对分子生物学知识和技术产生了浓厚兴趣,期待用现代分子生物学技术和理论解决实践中遇到的问题。但对于中医学专业学生来说,现代生物学知识相对欠缺,实际动手能力较差,尤其将分子生物学知识和技能与中医理论进行融合、渗透是教学的一个难点,如何使学生用分子生物学知识联系专业实际,开阔专业视野,提髙解决问题的能力,已经成为中医学专业教学改革探索的重点。我们承担中西医结合临床、中医学、中药学、针灸推拿学、预防医学等专业的分子生物学理论与实验教学任务,根据不同专业的特点,从培养学生的独立分析问题、解决问题和创新能力入手,探索中医学专业分子生物学的教学模式,现介绍如下。

1全面把握教材,认真备课

分子生物学是一门新兴学科,整个教材反映了内容新颖性、理论抽象性和实验条件要求苛刻性。教师在接受教学任务后,要在课前做好充分准备,除“吃透”教材上的主要内容外,还要抓住章节重难点,根据专业特色,找到分子生物学与中医学专业的结合点。翻阅大量与授课内容有关的参考资料,掌握学科发展新动态,写出详细讲稿,制作简单易懂的幻灯片,配备典型的标本,展示典型照片和挂图等,合理安排课件内容和各教学环节时间,在每次上课前列出提纲,使每一次课的内容安排井然有序,突出重点和难点,体现科学性、专业性、生动性和易懂性。

2探索教学规律,讲究教学互动

教学是一个知识综合展现的过程,要不断探索教学规律,教学是一个不断发展的过程,要不断把新的教学手段、思想和理念贯穿到教学中;教学是一个多技巧并用的过程,要以学生为主体,激发学生的兴趣,引导学生学会主动学习,变强制接受为自觉接收,变被动学习为主动学习,变乏味学习为兴趣学习,变灌输为启发,变督促为引导,从“让我学”变为“我要学”。在教学过程中学会当一名演员,用诚恳的态度、饱满的热情投入每一次课,语言要通俗、生动、形象,声音要洪亮,语气要抑扬顿挫;在教学过程中学会当一名指挥官,要统筹全局,精心设计课堂教学,预可能出现的情况,从容驾驭课堂教学进程;在教学过程中学会当一名艺术家,随时洞察学生思维变化的态势,善于激起学生的兴趣和热情,把教学艺术渗透于教学的每个环节;在教学过程中学会当一名引路人,不断把科研中取得的新成果与课程内容衔接起来,使学生在学习中了解科研前沿与所学专业知识之间的联系,感悟出科学创造的技巧和着眼点,激发自身思想创新、知识创新。例如,在分子生物学教学过程中,讲到Dna双螺旋结构时让学生联想麻花,在讲到蛋白无规则卷曲时让学生联想厨房使用的钢丝球。同时,给学生提出问题:中西医结合有什么意义?中医五行理论与基因表达调控的时间性和空间性有什么联系?分子生物学技术与中医诊断技术的互补性在哪里?尽可能让学生结合专业,联系实际,拓宽思路。

3改革教学方法,提高教学效果

打破传统的教学方式,采取多种授课形式。例如,选取合适的内容让学生试讲,其余学生提问,教师点评;让学生根据已学内容写小论文,总结内容之间的联系,并结合专业阐述这些理论的实际应用;围绕授课内容提出热点问题,开展课堂讨论,让学生利用图书馆、网络等资源查找资料,提高学生学习的能力,例如可提出以下问题:转录和翻译的关系?中药对生物信号传递影响的路径和关系?中药多靶点、多路径和多方位作用与信号传递的关系?

讲授过程中密切关注学生的思维变化,用积极的心态精心设计每次课,提高教学效果。

4将科研体会与学术报告融入课堂

分子生物学是一门实验性很强的学科,理论和实验操作之间有密切联系,许多理论来源于实践。结合科研过程中的pCR技术、回收、转化、蓝白斑筛选等,给学生阐述核酸结构、Dna复制、Rna转录、蛋白翻译、细胞信号传递等,会使学生对相应的理论知识掌握得更牢固,理解得更深刻。

在教学过程中抽出几个学时,采用讲座的形式将分子生物学一些前沿知识介绍给学生,如“糖尿病的发生分子机制与中医疗法”、“pCR真的是魔鬼吗?”等,开阔学生的专业视野,激发学生对分子生物学的学习兴趣。

5考核要全面,评估要综合

考试是考查学生学习效果、教师教学质量的重要手段,坚持将考核贯穿于整个教学过程中,充分调动学生在整个学习过程中的积极性。注重平时考核,包括出勤、课堂发言、讨论、作业、讲课、实验操作等多项内容。在教学过程中,教师结合中医学专业的特点布置作业,对学生的每一份作业都认真批改;结合中医学专业和分子生物学知识在课堂提问,对学生课堂发言和讨论发言的情况做详细记录。实验过程中,通过抽查学生的预习报告、随机提问、观察学生的实验操作和查看实验结果等方法对学生的实验打分。制订多种考核方案,在期末考核中,除了闭卷考试,还增加了分子生物学与中医学知识的小论文写作。

生物学和生物医学篇4

关键词医学微生物学;包涵体;失误;病毒;衣原体;解读

关于医学微生物学这一学科构筑当中,包涵体进行内容说明之处是相当广泛的,而人民卫生出版社所出版的《医学微生物学》是我国这一学科领域中是具代表的学科专著,但在查阅最新版本的2005年版《医学微生物学》(2005年出版《医学微生物学》第六版周正任主编人民卫生出版社注:下文简称2005年版《医学微生物学》)有关包涵体内容的阐述时,却发现包涵体存在着不同的含义和指向,但事实上包涵体该名词本身并不是具有多方面意义的概念,并且在该书中已有具体的界定,这说明了2005年版《医学微生物学》里存在着对包涵体失误引用的情况,而这导致了医学微生物学相应概念的混淆不清和自相矛盾。

1关于2005年版《医学微生物学》中包涵体记载节选的说明和问题的发现

1.1有关包涵体内容记载的节选

在2005年版《医学微生物学》里涉及包涵体引用的内容是有许多,如“麻疹病毒、呼吸道合胞病毒、轮状病毒、狂犬病病毒、单纯疱疹病毒、肺炎衣原体、兽类衣原体等许多具体内容里都有包涵体引用的叙述和记载,而且不难从具体的选摘中总结出,其包涵体的内容主要涉及了病毒和衣原体这两大类型的微生物,呼吸道合胞病毒中有关包涵体内容的记载”……“目前发现RSV只有一个血清型。病毒可在多种细胞培养中缓慢增殖”……。“病毒特点是形成融合细胞,内含多个胞核,在胞质内有嗜酸性包涵体。……”[1.1];“轮状病毒中有关包涵体内容的记载”……“病毒侵入人体后,在胃肠道先被部分消化,失去外衣壳,裂解Vp4,产生感染型亚病毒颗粒(iSVp),穿入小肠粘膜绒毛细胞内增殖,感染后8小时就可查见由Rna和病毒蛋白形成的胞质包涵体。……”[1.2];“除此之外狂犬病病毒、单纯疱疹病毒等内容中也有包涵体的引用,这些都是有关具体病毒引用包涵体进行内容说明的记载;衣原体内容中同样有引用包涵体进行内容说明的情况,沙眼衣原体中有关包涵体内容的记载”……“始体在吞噬体内以二分裂的形式进行分裂,繁殖出众多子代,形成致密的包涵体,其形态随发育时期不同而不同。始体在包涵体内逐渐成熟为原体,从易感细胞中释放出来,再重新感染易感细胞。其增殖周期约为48~72小时,……”[1.3];“鹦鹉热衣原体中有关包涵体内容的记载”……“鹦鹉热衣原体为圆形或椭圆形,直径约为0.3um左右,在细胞空泡中增殖,形成疏松包涵体,但不局限于在包涵体内增殖,各个阶段增殖形成的包涵体遍及宿主的细胞质。……”[1.4];另外兽类衣原体的内容中也有包涵体的引用,这些都是有关具体衣原体引用包涵体进行内容说明的记载。并且引用包涵体进行说明的内容,其涉及的疾病、性质、特点、细胞形态特点等各个方面也都是不相同。

1.2包涵体概念、本质等内容的说明和问题的发现

对于包涵体的概念2005年版《医学微生物学》有如下叙述,所谓包涵体就是指某些受病毒感染的细胞内,用普通光学显微镜可看到有与正常细胞结构和着色不同的圆形或椭圆形斑块,称为包涵体(inclusionbody)。[1.5]这对包涵体的形成原因、结构特点等具体情况已有了明确的说明,包涵体是由于机体内的易感细胞在病毒感染后形成,是病毒对机体组织细胞损害的一种表现。而且2005年版《医学微生物学》中还对包涵体的本质也作了具体的阐述“包涵体其本质是:①有些病毒的包涵体就是病毒颗粒的聚集体;②有些是病毒增殖留下的痕迹;③或病毒感染引起的细胞反应物。”[1.6]由此可以确定包涵体的形成是与病毒感染易感细胞很有关系。

另外,在2005年版《医学微生物学》衣原体的许多具体内容之中都引用了包涵体,但一般认为包涵体是衣原体在宿主细胞内繁殖过程中,其独特发育周期在宿主细胞质中形成的一种细胞损害改变。在2005年版《医学微生物学》的衣原体概论中有如下的说明“由原体被吞噬后形成始体,始体分裂成熟为原体的独特发育周期,以二分裂方式繁殖,在宿主胞质内形成包涵体(inclusionbody)。”[1.7]在这段方字叙述之中,仅只对衣原体所形成包涵体的成因、部位作了较为笼统的说明。并且该书在沙眼衣原体、肺炎衣原体、鹦鹉热衣原体等有关衣原体的说明中均有包涵体的引用,结合上述,很明显这些阐述与包涵体的定义和本质都不一致。

这可推断然2005年版《医学微生物学》中存在包涵体失误引用的事实,同时使包涵体在2005年版《医学微生物学》中存在“真”“伪”两面的异常情况,这不能不引发人们对该问题的探讨。

2关于2005年版《医学微生物学》“真”“伪”包涵体的辨析、区别

从医学微生物的基本分类而言,病毒属于非细胞型微生物,无典型的细胞结构,仅由核心和蛋白质衣壳组成,是最小的一类微生物。核心中只有Rna或Dna一种核酸,无产生能量的酶系统,只能在活细胞内生长繁殖,病毒在易感细胞内以复制的方式形成子一代病毒;而衣原体虽然也是一类严格寄生于细胞内的微生物,但从属于原核细胞型微生物,有分化程度低的细胞结构,有原始的核质,无核仁和核膜,核质中主要是呈环状裸Dna团块结构,并含有Rna,衣原体在活的易感细胞内以二分裂方式形成子一代衣原体。因此病毒与衣原体在微生物学特性等许多方面是存在明显的差异。

结合前文有关包涵体概念、本质等内容的阐述,在这里有理由认为2005年版《医学微生物学》的有关衣原体(如沙眼衣原体、肺炎衣原体、鹦鹉热衣原体等)相应内容中引用包涵体是不符合包涵体概念界定的,其为“伪”包涵体;而2005年版《医学微生物学》的有关病毒(如麻疹病毒、轮状病毒、单纯疱疹病毒、狂犬病病毒等)相应内容中引用包涵体是符合包涵体界定的,其为“真”包涵体。

3关于2005年版《医学微生物学》包涵体失误引用的原因

2005年版《医学微生物学》中包涵体失误引用的原因,大体归纳有两点:①衣原体在易感细胞内所形成的“伪”包涵体与病毒在易感细胞内形成的“真”包涵体,从细胞形态角度而言十分相似。“真”“伪”包涵体都是位于易感细胞内(细胞核、胞浆)呈圆形、椭圆形,染色相似的斑块(见本文后的附图一、二对照)。[1.8]②2005年版《医学微生物学》衣原体失误引用包涵体是具有其内在深刻历史原因的,从2005年版《医学微生物学》衣原体概论内容中有以下的说明“衣原体是一类严格寄生在细胞内,有独特发育周期,能通过细菌滤器的原核细胞型微生物。在生物学分类的地位处于立克次体与病毒之间。一度曾被认为是病毒,现已归属为细菌类。”[1.9]从这段叙述之中凸显了由于历史沿用的习惯,人们至今仍不能舍弃失误引用包涵体的无奈。

但是在本文中需说明和注意的是,在许多医学学科的专著、教材中都存在失误引用、滥用包涵体这一隐弊的显露,这都确切地反映了这一失误辐射面广,影响程度较深的事实。因此,从辨证唯物观和现实意义的角度而言,是不应再以姑息、敷衍的方法来处理该问题,而应正视和纠正包涵体的失误引用、滥用的问题。

衣原体的“伪”包涵体彩图,通过Giemsa染色后,位于宿主细胞胞浆内的“伪”包涵体呈红色。[2]

麻疹肺炎右:肺泡上皮核内包涵体×1000;左:肺泡上皮胞浆包涵体×1000[3]为肺泡上皮核内及胞浆内包涵体。图右见一肺泡上皮细胞核稍膨大,染色质少,其中有一均质性着伊红色椭圆形的包涵体。包涵体境界清晰,较红细胞略小,包涵体与核膜间有一淡染的环形区域,核膜清楚,内面有数个染色质块。肺泡腔内有小量红细胞渗出。图左为同一病例的另一视野,见肺泡上皮细胞胞浆内有数个包涵体,其大小不甚一致,大者与红细胞相似。包涵体圆形或椭圆形,均质着伊红色,境界清晰。

参考文献

[1]周正任主编、李凡副主编《医学微生物学》第六版,人民卫生出版社,2005年版本文(1~9)节段分别选摘于该版本的265页、266页、268页、280页、315页、330页、248页、254页、48页、48页、1页、247页。

生物学和生物医学篇5

摘要:高校考试改革是提高教育质量,培养创新实践人才的重要环节。作者就高校考试改革的必要性、当前考试制度存在的主要问题做了细致分析,并以生物医药专业生物化学基础必修课为例,就如何深化考试改革这一问题做了深入探讨。

关键词:生物医药;专业考试改革;生物化学必修课程

作者:李红艳(桂林医学院生物化学教研室,广西桂林541004)

高等学校的主要任务是培养人才,培养具备创新意识、创新思维,掌握创新方法,具备创新人格、创新能力的人才[1],这样的创新型人才是符合知识经济社会的要求,适应新时期特点的高素质的综合型人才。为了达到这一目的,在教学改革中应进一步加强知识构成、思维构成、能力构成和培养过程等方面的改革,以期培养的学生基础扎实,知识面宽,适应能力强,能够满足社会的要求。而考试是教学过程中的一个重要组成部分,它是评价和改进教与学,使之有利于培养创新人才的基本途径[2]。但审视当今我国高校课程考核模式,普遍仍保持着传统的单一知识评价模式,不利于高素质创新人才的培养。因此有必要对传统的课程考核方式加以反思,并对其进行改革,充分发挥课程考核的导向作用,促进高等教育培养目标的更好实现。

一、目前高校考试制度存在的主要问题。

1.考试内容重知识轻能力。

考试的根本目的是检验学生的知识掌握情况和培养学生的综合素质与能力。理论知识是素质的一部分,若考试仅限制在对书本理论知识的检测范围之内,就无法达到全面测评个人综合素质的目的。

2.考试方式缺乏多样性,难以准确评价教学效果。

目前高校的课程考核采取以总结性考试为主(即主要以期末考试成绩为标尺),区分和评价学生知识水平、专业能力、职业技能的高低,其他如检测性、形成性等考试类型在教学过程中很少采用,而且教学过程中的平时考核成绩在课程考试的总评成绩中所占的比例较小。大部分课程考试偏重于闭卷笔试。闭卷笔试这种考试形式操作简单、便于管理,但有一定的局限性,试卷所涵盖的内容有限,考核的知识面较窄,考查点代表性有限,学生的实际操作能力无法得到反应。考试题型局限性更加明显,受标准化考试方式的影响,填空、选择、简答、释词客观性题目偏多,综合性思考题、分析论述题、证明题、应用题等主观性试题偏少。这种考试形式束缚了人的思维空间和想象力,扼制了学生运用知识和创造知识的能力,严重制约了学生创造性思维的开发和锻炼[3]。

3.考试管理落后,没有建立科学有效的考评体制。

目前各高校有关课程考试管理随意性较大,即使制定了一些考试管理的规章制度,由于诸多原因执行力度亦差,缺乏有效的监督评价机制,导致有制度也难以得到贯彻和实施。在多数情况下是“教什么、考什么与怎么考”都由任课教师说了算,教研室、院系、职能部门很少过问,更不用说“考教分离,考改分离”的有效实施。而目前又缺乏有效的机制来评价考试管理工作的优劣[4]。

二、改革考试制度,促进生物医药专业创新实践人才的培养。

实践证明,为了把考试真正变成调动学生学习积极性,培养学生综合素质的一个重要环节,成为引导学生主动学习和探究的途径之一,就必须对现行的考试制度进行改革。我作为高校生物化学必修课的专职教师已从教多年,现结合自身多年的教学实践和长期的思考,针对生物化学必修课考试改革提出如下几点建议,以供参考。

1.灵活考试内容,注重能力考查。

生物化学是一门生物医药学专业的基础必修课程,讲述正常人体的生物化学与疾病过程中的生物化学问题,与医药学有着紧密的联系。当代生物化学主要涉及以下三大块内容:(1)生物大分子的结构与功能;(2)物质代谢及其调节;(3)基因信息传递及其调控。随着生物化学研究成果对人体各种代谢过程、代谢调控机制、细胞间信号转导及遗传信息传递规律的深入阐明,人们有可能准确了解各种相应代谢障碍相关疾病、遗传性疾病发病机制,开发治疗药物、研究诊断、治疗的新方法。以往传统单一的生物化学考核模式仅侧重于对书本所涉及的三大块内容基础知识点的考查,局限于考查学生对知识的掌握;我们提倡改革考试内容,不仅要考课堂讲授的书本知识,更要考实际应用能力。实际应用能力的考查要紧扣专业特点,密切联系生物医药学科领域中的实际问题。比如:对于药学专业的学生,可以考查他们在新药研发方面如何灵活运用所学的生物化学基本理论;对于医学专业的学生,可以考查他们如何应用现代生物化学技术手段对疾病(尤其是肿瘤、遗传性疾病)进行早期诊断,提出治疗新方法、新思路等;对于生物技术专业的学生,可以考查他们在天然活性产物的提取、制备方面如何综合运用所学的生物化学基本技术。这样的考试内容的改革,不仅能强化重点的基本理论、基本技术,更能客观评价学生的综合素质和能力。

2.考核方式多样化,综合评定学生成绩。

考试方式由形式单一、时间固定、题型简单向着考试形式多样化、时间灵活化、题型丰富化的方向发展。考试方法应根据考试科目的特点,实现多样化,如闭卷、开卷相结合;口试、笔试与技能操作相结合;论文、设计、制作、撰写调研报告与答辩相结合,等等。既着重考核学生思维方法、考思路、考见解等,检验学生获取知识、信息的能力,又注重考核学生的应用技能、操作技能和水平[5]。我认为,生物化学课程的考核方式可以采用以下四大模块:(1)闭卷考试。闭卷考试的优点是能够准确地检查学生对知识的巩固程度、理解记忆程度和书面表达能力,其缺点是容易造成死记硬背的现象,而忽略学生对知识的灵活运用能力的检测。根据生物化学教学大纲的要求,对于重要的基本理论、基本技术必须理解掌握,我们对这部分基本知识点的考查可以采用闭卷笔试的考核形式,可以安排在期中与期末两次进行,便于学生分阶段复习巩固和提高。(2)开卷考试。实行开卷考试能够引导学生有意识地长时间积累许多专业知识和信息,但这种考试形式如果引导不恰当,就会带来一定的副作用,如学生对课程认真钻研程度不够,等等。因此,任课教师需要深刻理解课程教学大纲,分析学生的实际理解能力和接受能力,将课程中基本原理部分与实际应用有机地结合起来,克服开卷考试带来的弊病,使学生深入地钻研知识,深入理解,培养综合运用知识及创造实践的能力。生物化学是生命科学领域中发展十分迅速的一门前沿学科,因此,我们设置开卷考试内容时,可以布置学生去了解学科研究的某些前沿资讯,鼓励学生写一些科学前沿综述性论文。(3)实践考核。实验教学是培养学生创新实践能力的重要途径[6]。通过实验教学,学生不仅能具有开展实验的基本能力,而且能具备从事某些科学研究的独立工作能力。在实验操作考核方式中,采取现场随机抽签考查学生的实验基本操作技能,并要求学生在操作过程中回答相关的问题。同时,将实验课出勤率、完成课堂实验内容和课堂表现也作为实践考核成绩的一部分,更能够促进学生认真学习实验教材,掌握基本原理,认真做好每一个实验。这样既能够全面、客观地考核学生,又有利于学生实际动手能力的培养和实践操作技能的提高。(4)课题设计及完成。对于应用性较强的课程,为了培养学生应用理论知识进行实际操作的能力,在课程开始时,教师根据课程的性质、内容向学生公布课程设计的方向和要求,供学生参考。随着课程内容的不断深入,学生可以根据自己的兴趣,结合专业知识,进行必要的文献检索与收集。在课程结束考试时,学生可以带着准备的资料,在指定的时间内完成设计题目。这种考试方法是将考试贯穿于课程教与学的整个过程之中,突出了教学与考试的互动作用,有利于培养学生理解分析问题、解决问题的能力,促进综合素质的提高。生物化学是一门应用性非常强的学科,创新实践能力的考核是这门课程考查的核心。在此项考核中,我们可以通过要求学生撰写课题项目申请书、立项答辩、实验方案讨论及课题项目完成情况来综合评定学生在此项考核方式中的成绩。多数情况下,学生关心的是课程考试的结果,而不是课程内容的总结与提高。因此,将平时考核与期中、期末考试相结合,将理论考试与实践考核相结合,增加平时成绩占课程总成绩的比重,加强对平时学习的考查,用教学全程考核来评定学生课程成绩[7]。我认为,以上四种方式的有机组合既是知识与能力考查的统一,又是理论与实践考核的完美结合。根据各项考核方式的侧重点和目的要求,建议按4(闭卷)∶1(开卷)∶2(实践考核)∶3(课题设计及完成)的分值比例来综合评定学生成绩。

3.建立健全科学的考试管理评价体系。

首先,要在调查研究、总结经验教训的基础上,积极探索考试模式的改革,学习国内外先进的考试模式;研究和制定高校考评体系和考试标准。对考试的目的、内容、方法、形式加以规范,科学制定各门课程的考试办法。其次,积极做好试题库建设,真正做到“考教分离、考改分离”。最后,正确评价考试结果。通过考试结果的分析,总结教学经验和教训,及时发现并纠正教学中存在的问题,找出需要改进的地方,达到提高教学质量的目的。通过考试改革促进校内教学的改革,真正做到以考试为指挥棒指导学校教学工作的开展。

总之,创新实践型人才的培养是我国高等教育的根本目的,也是建设创新型国家、提高我国核心竞争力的迫切需要。我们要不断加大考试改革的力度,建立健全一套科学有效的考试制度,使之真正起到“以考带教、以考促学”的作用,只有这样,高校创新实践人才培养的根本目标才能落到实处。

参考文献:

[1]邓锦琳,钟安永,胡常伟.创新素质和创新能力培养中考试方法改革的探究与研究[J].绵阳师范学院学报,2004,23(2):90-94.

[2]郑天虹.深化大学考试改革,促进创新人才培养[J].高等农业教育,2002,(1):32-34.

生物学和生物医学篇6

关键词:临床医学专业学生;生物化学实验课;道德教育

中图分类号:G641文献标志码:a文章编号:1674-9324(2014)48-0121-03

医学院校教育的中心任务是培养对社会有用、医术精湛、医德优秀的医学人才,为国家医疗卫生事业建设服务。在社会和医学高速发展的今天,临床医学专业学生较为关注个人价值的实现,普遍淡漠了集体价值和社会价值的实现[1]。不论是基础医学,还是临床医学课程,实验教学都是临床医学专业学生教学中的重要环节,只有通过实际的操作和操作中获得的理论知识二次习得,才能使临床医学专业学生对复杂抽象的理论知识理解得更加透彻,在实验课中,学生的基础医学技能操作也得到很好锻炼。生物化学是临床医学专业学生所学习的一门重要的基础医学课程,它连接着基础医学和临床医学。生物化学实验具备直观性和客观性,有助于临床医学专业学生理解理论课程中的抽象繁复的知识点及复杂的结构,是生物化学基础教学的重要组成部分。在生物化学实验教学中,创新性地结合道德教育,使学生在掌握生物化学基础知识、培养科学思维能力的同时,形成正确的社会价值观和道德判断力,甚至于初步影响他们未来的医德,这是生物化学实验教学的一项创新,并影响了实验课内容、方式和教学方法的选择。

一、临床医学专业学生道德教育的必要性

社会环境的变迁导致个人思想观念发生了巨大变化。个人主义、多元主义的价值观念被推崇到越来越高的地位,新的价值观念以个人利益和个人权利为核心[2],而且随着社会体制的转变和市场经济的深入推进,原有的就业政策、分配政策等都发生了质的改变,导致目前个别学生因个人利益和道德感缺失而发生社会惨剧,让人惋惜的同时也为造成的严重后果痛心。

国际医学教育专门委员会(instituteforinternationalmedicaleducation,iime)制定的医学本科教育、全球医学教育最低基本要求中,将职业价值、态度、行为和伦理,医学科学基础知识,沟通技能,临床技能,群体健康和卫生系统,信息管理,批判性思维和研究等7方面的要求,确定为全球医学教育最低基本要求[3]。这7个最低要求,可以分为两类,其中职业价值、态度、行为和伦理属于职业道德类别;医学科学基础知识、沟通技能、临床技能、群体健康和卫生系统、信息管理和批判性思维和研究属于专业知识和能力类别。iime的规则说明,只有道德和专业的结合,才能培养出医术精湛、医德优秀的医学人才[4]。

传统的临床医学专业的本科生教育,主要是理论课、实验课及临床实习结合的教学方式,大部分涉及道德伦理的教育仅依靠一门《医学伦理学》理论课程来完成,在实验课及临床实习课中,道德教育却鲜有提及。这使得临床专业学生对职业道德范畴的知识严重缺乏认识,长期以往将会使培养出的人才不符合iime的要求。因此,我们认为,临床医学专业学生的道德和专业素质的养成教育,不仅要体现在理论课教学中,更需要融入到实验课教学中,利用开放、师生对等的实验环境,共同完成培养临床医学专业学生技能教育和道德素质教育的目的。

二、生物化学实验课的道德教育和安全教育

临床医学专业学生对自己将来所从事的职业往往充满向往和好奇,他们渴望尽早了解将来所从事的职业,尽受医院临床一线的气氛,同时却对将来所从事职业的素质和技能懵懂无知。在这个时候,他们接触到的生物化学课程,是一门连接着基础医学和临床医学的重要基础医学课程,它既为学生学习临床检验分析推开了大门,也为他们将来医学研究打下了基础,所以此时对学生进行系统严谨的生物化学实验课的道德教育和安全教育,能为他们建立起最初的临床认识和医德素质。

1.实验课道德教育。道德教育是一项实践性很强的社会活动,学生的道德品质不是从书本上学会的,而是在实际生活中养成的。道德教育,只能通过人与人之间沟通交流和模范示范作用才能实现,在课堂中适时合情地融入道德教育内容,能在学生操作实验和沟通交流中自然地实现道德教育。例如,在学生依次使用仪器和试剂时,提醒他们使用完毕物归原位,便于下一位使用者使用,培养学生为他人着想、换位思考的习惯;在涉及有关核酸性质的知识点时,会提到沃森和克里克共同在实验室辛勤工作和互相支持的故事,让学生明白合作、互助和团结的重要性;在实验涉及到有毒试剂时,向学生反复强调使用方法及禁忌,并引入近期发生的试剂投毒事件,利用事件造成的恶劣影响给学生敲响警钟;在实验中必须使用实验动物时,给学生讲解动物福利相关知识,培养学生的同情心、并建立起尊重生命的概念。在实验课的内容上,为学生详细讲解实验目的方法和设计思路;在学生实验操作过程中,提醒学生操作顺序和细节,使学生认识到不论是思路还是操作,都必须经过认真科学的思考和细心的操作,从而培养学生实验态度和操作的严谨性,进而树立起他们在今后工作中的严谨态度,也为他们将来的科学思维打下基础。学生在实验课开放、师生对等的环境下听课,能快速掌握知识,积极参加讨论交流,主动地认同道德教育、接受道德教育。我们的生物化学实验课,不仅讲授了生化实验的知识和操作技能,而且在避免传统说教的老套形式下,传递了正确的社会价值观并培养学生的道德判断力,这两项共同构成了道德教育的两个核心。

2.实验课安全教育。除了实验课中穿插的道德教育,安全教育也是实验课的重要内容。近年来,学生实验操作不当引发的危险事故频发,不规范操作和欠缺安全意识都是事故原因。因此,我们特别重视实验安全教育。在第一堂生物化学实验课上,我们向学生仔细讲解了实验室安全知识、安全操作规范、实验室守则等规定,对实验试剂和药品的使用特别做出说明,并强调实验试剂和药品严禁带出实验室、严禁用于除实验外的用途等规定。当课程中使用有毒试剂时,每次都反复强调安全操作的知识。课程中涉及的特殊仪器(如高压灭菌锅、水浴锅等),在首次教授示范使用时都规范操作,为学生仔细讲解使用程序和养护要点,为学生树立正确的使用操作规范,避免不规范操作引起的安全事故。

三、实验教材的准备和创新

实验教材是实验课程的重点。本教研室认真研究国内外优秀教材,借鉴其经验,同时结合本学院学生的临床需求,精心编写自己的教材,建设与生物化学基础课程配套的实验系列教材;同时也精心准备合适课程的道德教育素材穿插到教学过程中。实验教材的内容,包括三部分:第一部分为精心挑选的实验,主要包括实验原理与方法技术的介绍,让学生了解和掌握即将要操作的实验的基本原理。我们要求学生在实验课前必须认真预习,通过实验教材掌握实验原理和操作注意事项,并将经典的实验设计原理和思维在课堂中侧重地介绍给学生,使其初步获得实验的概念及目的。例如,我们使用医院生化化验单的幻灯片来引入碱性磷酸酶的生化和临床意义,即病例引导型教学[5](CaseBasedStudy,CBS),让学生有种身临其境的氛围,想象自己已是医生,进入到看到化验单要进行诊断的角色中,在营造出生动的虚拟氛围后,开始讲解碱性磷酸酶比活性测定的实验。在这样一个引导过程中,学生对这些知识的好奇感伴随探究欲被充分调动起来,在解决问题的时候有强烈的成就感,继而升华为身为医生的自豪感,从而明确了学生自身的职业定位。再例如,我们采用p53野生型小鼠和p53突变型小鼠胚胎成纤维细胞(mouseembryofibroblasts,meF)作为实验材料,让学生对这两种不同来源的小鼠胚胎成纤维细胞进行β-半乳糖苷酶衰老染色的实验。从这个实验中,学生能够直接在镜下观察正常细胞与癌化细胞的形态,并通过β-半乳糖苷酶衰老染色操作来观察不同细胞的衰老程度。实验结果是,p53野生型小鼠的细胞在体外培养7代后,衰老染色有明显的阳性现象;而p53突变型小鼠的胚胎成纤维细胞,在同样的7代时,经过衰老染色却没有出现明显的阳性现象。观察到实验结果,并结合染色原理分析结果,可使学生对正常细胞核肿瘤细胞的特性上有直观的认识,在基础实验的过程中,使学生提前接触到临床相关的肿瘤知识,极大地提起了学生的兴趣。第二部分为基本实验操作,主要目的是通过学生自己动手,培养扎实的基本操作技能。在训练基本实验操作中,涉及到仪器使用方法步骤和个人动手操作锻炼,这些基础知识在学习的时候大多是枯燥乏味的,学生在操作过程中连续几次不能获得良好的效果,就会产生厌烦心理。因此,在仪器和操作要点的讲解上,要尤为耐心和细致,在第一次,即树立良好正确的操作规范,预估到学生易犯的错误并提前告知并讲解,降低实际操作训练中的犯错率,让学生练习几次即可获得良好的训练效果,克服学习中的枯燥感和失败带来的厌烦感。在培养学生良好的实验操作技能的同时,灌输仪器药品使用完毕放回原位、贵重仪器细心操作及共享物品正确使用等为他人考虑的实验素质;另外,在操作训练过程中,强调并重复性地为学生树立实验室药品正确使用的观念。第三部分为设计性问题。就实验原理、实验材料或实验思路等方面提出思考题,要求学生在课后利用课堂上观察到的现象、收集到的结果等有用的实验记录,结合简明的语言和图解在实验报告中进行解答,训练学生正规书写实验报告的能力。同时,我们要求实验报告尽量不要和实验教材已有的内容相重复,鼓励学生用自己理解的方法(例如画流程图等形式)重新讲述实验原理及流程,促使学生自己能把实验原理和实验技术吃透,将学到的理论、技术与实际操作融会贯通。

苏格拉底说:“美德即知识,因而道德是可以教授和传播的;但同时,道德还是一种情感、意志或行动。”我们创新性地在生物化学实验课中融入道德教育的内容,为学生传授了团结合作、尊重生命等道德知识,希望这些知识内化为临床医学专业学生的意识和行动,使他们具备道德自觉的能力[1],并在之后的学习过程中,在此基础之上逐渐形成完备的医德,成长为医学道德和专业精神兼具的优秀临床医学专业学生。

参考文献:

[1]平昭,李云霞.临床医学专业学生思想状况与道德教育模式转变的调查[J].中国病案,2010,11(5):8-10.

[2]沈雁霞,刘奇.浅论新时期医学院校道德教育教育的现状及对策[J].中国高等医学教育,2008,(6):39-40.

[3]四川大学医学教育研究与发展中心.全球医学教育最低基本要求[m].北京:高等教育出版社,2002.

生物学和生物医学篇7

一、思维导图和概念图的不同点

概念图与思维导图是不同的图示,因为它们不仅理论基础有差别,而且在组成要素上也有不同,甚至在对于使用者的培养能力方面也有不同的侧重。

1.理论基础的区别

概念图和思维导图共有的理论基础是意义学习和建构主义,但是两者其余的理论基础差异较大。概念图是一种表现概念之间关系的图,具有很强的逻辑性,裴新宁指出:概念图的基础是承认知识的本质是概念和命题。概念图是通过概念与概念之间的连线即命题将知识可视化了,其将人脑中的对于概念之间的逻辑关系通过连线的形式表现出来,从而帮助使用者清晰地明确不同概念间的联系。概念图是基于人脑的思维逻辑建构的图示,而思维导图则不同,思维导图很重要的一个理论基础是脑科学中的左右脑分工理论。人的左右大脑半球在功能分工上有着很大的区别,左脑主要负责逻辑思维,右脑主要负责形象思维。思维导图依据这一理论,通过文字与图像,逻辑与颜色等相结合的方式,充分调动了整个大脑的活动,使得学习者在使用思维导图学习的时候逻辑思维与形象思维相结合,使大脑潜能得到最充分的开发,极大挖掘学习者记忆、创造、想象等方面的能力。

2.组成要素的区别

概念图与思维导图在组成要素上最大的区别在于:思维导图有图像与色彩,而概念图没有。根据美国心理学家mayer对于多媒体学习的定义,我们可以将使用思维导图的学习也归入多媒体学习的范畴。陈铮指出,多媒体信息的呈现方式对学生在多媒体环境中学习科学知识的效果有显著的主效应,最良好的信息呈现方式为在时间和空间上接近的文本加动画。思维导图的形式就恰好是这种文本加图像的形式,可见思维导图的信息呈现方式更有利于学生对于科学知识的学习。

3.评价标准的区别

概念图表示的是概念之间的逻辑关系,是一种严谨的,有明确标准的图示,所以概念图的评价标准是一定的,是有明确的指标的,相同内容的概念图形式可以不同,但是逻辑顺序不能错。而思维导图不光可以表示节点之间的逻辑关系,还可以表示制作者的思维过程,每个学习者的大脑都是不同的,思维方式都是有差异的,所以思维导图的评价不能只注重逻辑的关系,有些节点之间只是一种联想的关系,没有逻辑的关系,这时就需要评价者对于每张思维导图都单独评价,评价制作者的思维过程是否合理。

4.培养能力的区别

概念图和思维导图在培养学生能力方面有着较大的差别,概念图培养的是学生左脑逻辑思维能力,思维导图在培养学生左脑逻辑思维的同时还兼顾了右脑的形象思维。

二、概念图与思维导图的辨析在生物教学中的应用

在教学中如何准确运用概念图或思维导图进行教学,可以从以下方面入手:

1.从教学内容方面选择种类

概念图表示的概念之间的逻辑关系较为清晰,所以适合用于较抽象、概念多且逻辑要求较高的教学内容。思维导图由于包括了图像且表示的是一种学习者的思维过程,适合用于能与图像联系的,知识点零散的,较少有从属关系的教学内容。如细胞内细胞器内容的教学,由于这节内容包含的细胞器较多,且细胞器之间没有从属关系,是有机联系的一个整体,适合用思维导图来教学。以“细胞器”这一大概念为中心概念,向四周发散出线粒体、叶绿体等细胞器,表示这些都属于细胞器这一大概念同时细胞器之间又是平等的,由所有细胞器组成一个有机整体,这些细胞器共同完成了细胞内众多的化学反应。同时,由于细胞器这节内容还要求学生掌握各种细胞器的形态结构,可在思维导图中相应细胞器的旁边画上细胞器的简图,将文字描述的该细胞器的特征用图形表示出来。而如果用概念图来表示这节的内容。细胞器的功能、结构特点等不方便都在一张概念图中表达出来,否则图中文字过多不利于学生的记忆,而不在图上表达则有许多内容遗漏,无法全面覆盖教学的内容,并且由于大部分概念之间是并列的关系,概念图要素之一的箭头无法加入,所以制作的概念图是不正确的。可见,概念图和思维导图的应用应该是严格区分的,某些内容用概念图表述逻辑较为清晰,用思维导图则无法体现逻辑感,某些内容用思维导图表述能很好地体现整体,而用概念图则很难构图甚至无法构图。

2.从制作过程明确组成要素

在教师运用概念图或思维导图进行教学时,许多教师两图运用的不准确主要就体现在组成概念图或思维导图的要素缺少或混用添加,如在概念图的制作过程中概念没有框起、概念之间缺少必要的逻辑连接词、在概念图的制作中加入色彩这一思维导图的要素,在思维导图的制作时,没有图案或加入箭头等。所以教师在使用概念图或思维导图时,应当先明确此图中需要用到哪些要素,这些要素是否是这种图示的,在制作完成之后也要确认没有遗漏或用错的要素。

3.从评价阶段严格区分两图

在评价概念图和思维导图时要严格区分。因为概念图表达的是概念之间的逻辑关系,这种关系的严谨的,是不能颠倒的,所以概念图的评价是有一个“标准答案”的。而思维导图用的是发散思维的方式构图的,想到什么就画到图中,它表达的是绘图者的整个的思维过程,是思维的前后顺序。教师在评价时,对于概念图关注的应该是概念之间的逻辑关系有无颠倒、错误,对于思维导图,由于每个人的思维过程都是不一样的,是独一无二的,所以不能用同一的标准评价思维导图,而应该顺着绘图者的思路进行思考,判断其思维的合理性。

生物学和生物医学篇8

追梦――各具魅力的研究院校

几十年来,为了人类医疗水平的提高,生物医学工程的追梦人坚定地做项目、搞科研,研发出一个个新的医疗技术,更培养了一代代的生物医学人才。国内生物医学工程院校就是这样一个群体,从最初建立院系学科到分专业发展科研,再到如今培育人才做实际项目,每一步都走得精彩。

重点名校

清华大学

作为国内首屈一指的理工科高校,清华大学的教学科研资源得天独厚,生物医学工程系也不例外。该系强大的师资力量不可小觑,教授就包括院士、“长江学者”特聘教授、美国电气和电子工程师协会院士、美国医学和生物工程研究院院士。另一方面,清华大学生物医学工程系硬件设施优越。院系所在的医学科学楼拥有7个科研实验室和4个教学实验室,各实验室设施齐全,更引进了世界最先进的设备供师生研究所用。

清华大学生物医学工程学科自创立以来,在医学信号处理、生理系统建模仿真、超声成像等领域进行了长期系统地研究,在生物芯片、生物信息学、神经工程、分子影像等新兴方向有明显特色。毕业生中既有国际知名大学的教授,也有国内医疗仪器产业的领军人物,更多的是国内教学、科研、国防及产业方面的优秀人才。

清华大学生物医学工程专业每年的硕士研究生总数在30人以内,具体到校内校外是1∶1的比例,考研招生的人数大概在15人左右。

上海交通大学

上海交通大学生物医学工程专业创建于1979年,同样是我国最早建立生物医学工程学科的院校之一。正如“早起的鸟儿有虫吃”,上海交通大学生物医学工程起步早,发展也较为成熟。2011年,上海交通大学生物医学工程学院成立,旨在对接国家重大需求及临床医学发展需要,重点建设生物医学仪器、神经科学工程、医学影像信息、生物纳米材料4个学科领域,致力于培养具有国际竞争力的生物医学工程领域高端研发人才。生物医学工程学院实施精英式教育,从一年级开始就实行导师制,进行全方位的导航。学生入校后,一、二年级夯实数理生基础及专业基础;三、四年级根据领域方向兴趣,在导师的指导下,拓展知识,提升创新能力和实践能力。这一教育方式让该学科的毕业生更出类拔萃。

2010年上海交通大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称报名

人数录取人数报录比

生物学319536.18∶1

化学工程与技术4394.78∶1

生物医学工程(83100)95303.17∶1

生物医学工程(430131)821(含推免)未知

生物工程741.75∶1

西安交通大学

西安交通大学的生物医学工程在业内声名远扬。2000年,在原西安交通大学、西安医科大学、陕西财经学院三校合并及学科交叉融合的基础上,生命科学与技术学院成立。该院下设生物医学工程系、生物科学与工程系两个系,设有生物医学工程研究所、生物医学分析技术与仪器研究所、分子遗传学研究所、癌症研究所、生物医学工程与仪器研究所、线粒体生物医学研究所六个研究所。依托学校的整体实力,学院还设有现代医学电子技术及仪器国家专业实验室、生物医学信息工程教育部重点实验室、生物医学工程陕西省重点实验室三个重点实验室。2011年西安交通大学生命科学与技术学院生物医学工程招收学术型硕士研究生50人,全日制专业学位研究生20人。

复旦大学

复旦大学生命科学学院创立于1986年,是我国最早在大学中成立的生命科学学院,也是国家生命科学和生物技术人才培养基地。生命科学学院由生态与进化生物学系、微生物学和微生物工程系、遗传学和遗传工程系、生理学和生物物理学系、生物化学系五个系级单位组成,拥有遗传工程国家重点实验室、生物多样性与生态工程教育部重点实验室、现代人类学教育部重点实验室三个国家和教育部重点实验室,以及遗传学研究所、发育生物学研究所、植物科学研究所、生物多样性科学研究所、进化生物学研究中心等七个研究机构。学院以科学研究为主导,以争取部级重大项目为抓手,力争在科研成果、科技产业化等方面实现快速发展。

2010年复旦大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称报名人数录取人数报录比

生态与进化生物学1863∶1

微生物学和微生物工程49114.45∶1

遗传学90422.14∶1

生理学和生物物理851.6∶1

生物化学128482.67∶1

实力院校

浙江大学

1977年浙江大学科仪系设立国内第一个生物医学工程专业,并相继建成我国生物医学工程第一个硕士学位授予点、第一个博士学位授予点和第一个博士后科研流动站,现隶属浙江大学信息学部生物医学工程与仪器科学学院。其生物工程系在我国生物医学工程业内享有“黄埔军校”的美誉。学院建有生物传感技术国家专业实验室、生物医学工程教育部重点实验室等学术研究机构。学院与国际一流大学及科研机构的交流和合作广泛,多次举办高质量的国际学术会议。作为实力派院校之一,学院办学条件优越,科研实力强劲,现有科研实验用房6千多平方米,历年来先后获得部级和省部级科技进步奖30余项,多项科研成果居国内外领先地位。

学院硕士招生按生物医学信息处理、医学成像与图像处理、医学仪器、生物传感技术、定量与系统生理等方向进行,按下表中的小专业录取。其中免试研究生比例约50%。

2010年浙江大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称报名

人数录取

人数推免人数

电子信息技术及仪器11024未知

生物医学工程(083100)8646未知

仪器仪表工程165

生物医学工程(430131)6148

东南大学

作为国内生物医学行业的佼佼者,东南大学生物科学与医学工程学院以强大的实验平台和严谨的治学态度见长。该学科设有生物电子学国家重点实验室、江苏省生物材料与器件重点实验室。另外,在苏州、无锡等地开设科研基地,给学生提供了优良的实践平台,更方便学院与校外公司合作。在教学治学方面,全院师生在韦钰院士的带领下,在追求知识和理想中求实进取,勇于创新,创造了很多卓越的科研成果。

依托强大的学科优势,生物科学与医学工程学院学生学术思想活跃,专业基础扎实,具有较强的创新意识,大受用人单位欢迎。毕业生可到生物医学工程和电子信息工程领域的企业、高校、科研院所、医院等单位从事研究、设计、管理等方面的工作。

在考研招生时,学科分两个方向来录取。对于初试,考卷一般都不会设置太难,主要是对基础知识部分的考查。

2010年东南大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称报名人数录取人数推免人数

生物物理学1540

生物医学工程1066113

华中科技大学

华中科技大学生命科学与技术学院拥有生物医学工程和生物物理学两个国家重点学科。学院科研实力雄厚,依托学院建立的科研基地包括:国家纳米药物工程技术中心、科技部基因工程“国际科技合作基地”、武汉国家生物产业基地、生物医学光子学教育部重点实验室、中英基因工程和基因组学联合实验室、中德马普生物物理与生物化学合作实验室等。近三年承担国家和省(市)研究课题234项,其中国家自然科学基金108项,获得省部级以上奖励5项,获得授权发明专利23项,发表SCi收录论文418篇。

学院研究方向包括医学图像处理与分析、医学成像技术与应用、生物医学信号检测与处理、纳米生物光子学与生物传感技术、人工器官等。近两年的考研报录情况未公开,但历年报考人数一直在全国高校内居多。

逐梦――与时俱进的研究分支

近年来,随着生物医学工程学科的发展,生物医学工程技术也日趋成熟,各分支方向的发展也日益明晰。那么,经过几十年的科学探索与研究,生物医学工程的发展现状如何?生物医学工程研究包括生物力学、人工器官、生物医学信号检测处理、生物医学仪器、生物医学成像、生物医学超声、生物材料与微纳米生物技术、分子电子学以及远程医疗与社区保健工程等分支。现今,各分支的发展与研究进行得如火如荼,研制出一系列辅助医疗仪器与关键技术,并在人类医疗诊断中发挥了很大作用。一般来说,我们可以将这些分支简分为四个方向:医学影像学、医学信息工程、医学仪器和分子生物学。

那么,对生物医学工程怀有憧憬的你,应该如何选择自己的努力方向呢?古人云:“知己知彼,百战不殆。”我们需要了解生物医学工程,明白自己对哪方面感兴趣。

医学影像学

影像学诊断是20世纪医学诊断最重要、发展最快的领域之一。20世纪50年代x光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法,而由于X线、Ct技术的出现和应用,影像学诊断水平发生了飞跃,极大提高了临床诊断水平。核磁共振计算机断层成像系统,不仅可分辨病理解剖结构形态的变化,还能做到早期识别组织生化功能变化的信息,有利于临床早期诊断。医学影像学由此而生。

不同于医学专业的影像学注重使用影像来诊断病情,生物医学工程医学影像学注重研究如何给医生提供更好的图像信息,如何将人体成像的信息更加可视化。近年来,各相关研究机构研发了许多新型的医学影像技术,包括人体各大脏器、血液乃至皮肤的成像技术,提取出更加有效的医学特征辅助医生治疗。

医学影像的研究对于研究人员的计算机水平有很高的要求,如在本科阶段学习的matlab/c++等软件是较为常用的编程软件。该方向研究生阶段的学习科目有《医学影像学》《多维信号处理与分析》《信号处理的小波变换》等,主要介绍医学成像的基本原理与关键技术,是本科阶段《大学物理》《高等数学》《数字信号处理》等课程的深度延续。

这一方向的研究在生物医学工程专业中较为普遍,很多大学都开设相应的课程或实验室。由于各院校发展情况不同,研究方向的名称也略有不同,感兴趣的考生可以利用网络资源加深了解。典型的院校有:清华大学、上海交通大学、华中科技大学、东南大学等。

医学信息工程

医学信息工程研究方向包括神经功能工程、生物医学信号的检测与处理、生物信息获取以及传感生物信息系统和应用等分支。其主要工作目标一方面是为神经科学研究建立交叉的技术平台,另一方面是为临床神经疾病的诊断和治疗提供新的解决方案。生物医学信号是人体生命信息的集中体现,是窥视生命现象的一个窗口。通过检测心电、脑电、肌电和细胞电活动、体温、血压、呼吸、心音、肌肉收缩等生物信号,提供给医生最好的诊疗信息。

该方向研究生阶段的课程设置主要包括《电路》《信号与系统》《数字信号处理》《数据结构》《生物系统及建模》《生物医学模式识别》等。各院校的课程设置基本相同,或者是相关课程的拓展。同样,该方向对学生的计算机编程能力有一定要求,在学习或实验中需要熟练应用计算机处理实验数据。毕业生的就业去向主要是电子信息和医学信息类的科研院所、医药卫生单位、生物医学电子信息企业等,从事科研、开发、应用设计制造及设备管理等方面的工作。国内开设该方向的院校有:四川大学、电子科技大学、西安交通大学、浙江大学、东南大学等。

医学仪器

医学电子仪器是生物医学工程学科的一个重要分支。19世纪末20世纪初,人类研制成功的各种治疗仪器大量进入临床,最具代表意义的有可植入式心脏起搏器、高频电刀、激光刀等。伴随微电子技术和计算机技术的发展,各种物理治疗类仪器发挥了越来越显著的作用。目前的研究课题包括:面向肿瘤诊断治疗的新型设备的研究开发、基于物理方法的热治疗技术、大功率驱动技术及医学仪器的设计与制造、面向家庭和社区医疗的数字化仪器的研发等方面。

该方向研究生阶段的课程主要有《智能仪器设计》《高级医疗仪器》《医学仪器原理》等,是本科阶段《微机原理与接口技术》《传感器技术》《信号处理技术》等课程的延续。国内开设该方向的院校有:上海交通大学、清华大学、浙江大学、四川大学等。

分子生物学

分子生物学是以分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科,它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象,是当前生命科学中发展最快,并正在与其他学科广泛交叉和渗透的重要前沿领域。由于分子生物学的不断发展,现代生物医学工程中人工关节、人工心脏起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床上得到应用,使千千万万的患者恢复了健康。随着社会多样性发展,市场需求的不断变化,该方向也会研发出新的生物能源、保健、护理产品,甚至是化妆品相关的技术。

生物学和生物医学篇9

医学涉及生物物理学知识非常广泛。为便于学习、掌握可把临床医学常涉及的生物物理学知识归纳为三类。其一,解释各种生物物理现象的知识,包括阐明现象的实质、变化过程、规律和成因或机理等。其二,分析各种物理(严格讲应是生物物理)检测结果的知识,包括所检测的生物物理信息的产生、产生机理、变化规律和采集方法,检测手段及图象形成的生物物理原理,检测图象的分析、归纳而获取结论。其三,阐明各种物理因素的生物效应的知识,包括物理因素的性质、所激发的生物效应及其变化规律,生物效应产生的机理,对疾病的治疗作用,对机体的危害缘由和防护等。

2要求知其所以然必须开物理课

科学知识可分为理论知识和经验知识两大类。生物物理学也不例外。常说对事物不仅要知其然,还要知其所以然。其实前者就是只要求掌握其经验知识,而后者则要求掌握其理论知识,从理论上把握事物。亦即不仅能认识其表象,还能阐明产生表象的内在实质,揭示表象运动、变化规律的机理。要求医生能从理论上把握临床医学中常涉及的生物物理问题,就必须开设物理课,否则是不可能的。要求医生从理论上解决医学中涉及物理的问题越多越深,所需具备的物理相关知识越广越深,自然物理课学时应越多。一直以来只讲授纯物理知识,不结合讲授在医学中的应用,即不结合阐明医学中的生物物理问题,要学生自学解决是很困难的。应该既讲授物理理论也讲授必要的生物物理知识,才能做到学以致用。学生掌握临床医学常涉及的生物物理知识能适应如下四个方面的需要。其一,行医需要。有了相关生物物理知识才能从理论上全面、准确、深刻分析、理解、掌握行医过程中涉及物理问题的医学理论、技能和方法,才能高屋建瓴,在理论指导下,以清晰的思路,全面思考,准确诊断、有效治疗。其二,科研需要。临床各学科多有涉及生物物理的课题。没有相应的生物物理知识只能望而兴叹。反之则如虎添翼,可以在更宽的知识领域开展科研,为医学科学发展作更多贡献,提升人生价值。例如秦任甲教授就发现长期以来人们只从血流动力学角度分析和利用超声多普勒血流频谱图,这里存在个缺陷。可能是有关人员不具备血液流变学知识所致。他率先提出,应该加上血液流变学才能全面、准确分析和充分利用频谱图的丰富内涵,可以把频谱图作为有效手段来研究在体血管红细胞向轴集中的规律,并指导同行开展合作研究取得成果。其三,提高需要。工作中必然会遇到许多尚未掌握的涉及物理的医学问题。这就得靠自学更宽更深的物理、生物物理知识才能解决这些问题,提高自己的理论水平和技能。在校所学将成为自学习提高的基础。其四,思维需要。人的思维不外乎逻辑(抽象)思维和形象思维,都是人在各成长阶段学习积累起来的。大学是人的思维知识和能力形成的十分重要的阶段。在学习、运用物理学、生物物理学过程中,在知识拓展的同时使物理的形象思维和数理逻辑思维得到尤其强的培养提高。数理逻辑思维是逻辑思维的十分重要的组成部分。物理的这些思维能力的增强,使之在学医、行医和医学研究中终身受益。一流名校能安排物理课近百学时,甚至还结合讲授生物物理知识就是认同上述观点的佐证。其决策者和努力学习物理的学生都是有远见的。这正是一流名校要求学生从理论上掌握物理、生物物理,培养高水平医学人才的体现。

3只求知其然则可开可不开物理课

3.1可凭生物物理经验知识行医

大量事实表明,一般医生都是凭借物理、生物物理经验知识而非理论知识来理解、阐明、处置医学中涉及物理的问题。其在三类生物物理知识上的表现为:其一,对医学中涉及物理的现象即生物物理现象不理解,无从解释或者粗略地,含糊地理解或解释。也有以打比方的方式来认识或阐明。例如用粥的浓稀来说明血液黏度大小,流阻大小,而导致血压高低,极少见有医生能用泊肃叶定律等相关知识做出理论解释。其二,当用生物物理检测进行诊断时:对他人的检测,一般只凭检测医生的文字结论做出诊断,有时查看检测图象也只机械地与自己记忆中的正常图象对比而作诊断,并不理解图象是怎样形成的,甚至不理解结论是怎样依据图象分析而获得的;对自己的检测,一般都凭借自己对检测到的生物物理信息与记忆中的正常信息对比而作诊断,至于为什么能产生这样的信息未必明了。其三,利用物理因素进行治疗时,一般只知道某种因素或方法有疗效或只会治疗操作,对其疗效产生的物理机理或不知或不全知。这些表明:一般临床医生的物理知识还只是经验性的,并未上升到理论。但一直以来临床医生就依赖这样的经验知识不也诊治好许许多多疾病?其中许许多多不也成为专家、主任和教授等高级医生?这只能说要求不高时,医生不一定非要多么宽深扎实的物理和生物物理理论功底才能行医。事实上临床教师,甚至生理学教师课堂讲授和相关医学书籍对许多涉及物理的问题也只讲现象,并未从物理、生物物理理论上把产生现象的缘由阐明清楚,仍然只停留在经验知识层面上。学生也只能承认如此,达不到理论认识的高度。这样行医必然缺乏物理、生物物理理论指导,对诊治涉及物理问题的疾病往往思维明晰不起来,只能凭经验了。按以上所述,医生所需物理、生物物理知识的宽深程度伸缩性很大,高则要求具有较宽深扎实的功底,能适应前面提及的四个需要,成为物理理论型医生;低则只要求具备中学物理基础,对行医过程中遇到涉及物理的问题能有所了解,成为物理经验型医生。

3.2对学生的物理要求依培养目标而定

就原则而言,对物理课的要求和学时安排都是由决策者根据各自专业培养目标的需要而确定的。但实际决定时必然受到决策者对物理、生物物理在专业中的作用和地位;医生所需物理、生物物理宽窄深浅的认识程度的影响。鉴于各院校决策者的这种认识难免差异,医生应具备的物理、生物物理的宽深程度伸缩性又很大,不同档次院校培养目标显然不同,导致其物理课学时明显不同。一流名校为八九十学时以上。二流省(市区)属医科大学为六七十学时。三四十学时以下的出自三流学院,除去10来学时的实验课,还能比高中物理加深拓宽多少内容呢?据悉,还有学院把这门课改为任意选修课,选修者不到5%,等同于取消。不排除有些院校对物理、生物物理在专业中到底能发挥怎样的作用,需要安排多少学时为宜,并未作深入的调查研究,其学时数是随意或参照同档次院校而确定的,带有一定盲目性。巧的是各院校安排学时多少与其在人们心目中的地位高低是相吻合的。总之,鉴于医生所需物理、生物物理的宽深程度伸缩性很大,对各院校的学时安排不必厚非。

4改革临床医学专业物理教学内容

4.1改革目标

无论培养物理理论型还是物理经验型医生,只要开设物理课就应该改革纯物理的教学内容。一直以来绝大多数院校都只开物理课,讲授纯物理知识,丝毫不结合讲授医学所涉及的物理问题———医学物理学问题。其结果必然导致:无的放矢,所学纯物理知识不会应用,学而用不上等于不学;不仅使学生得不到把物理知识应用于阐明医学物理学问题的训练,还会造成医学物理学知识断层,很难适应前面提及的四个需要;使学生看不到所学知识的应用情境,使历届学生产生“物理无用论”,求知欲望低,学习不使劲,所学知识似懂非懂,很难用于理解学医和行医过程中遇到的物理问题。改革目的:必须破除思想上长期形成的只讲授纯物理知识,丝毫不与医学中的应用相结合,改革也只增删纯物理知识,丝毫不纳入最为实用的医学物理内容的定势思维,克服过去教学内容脱离医学实际的现象。安排适当的学时数,以临床常涉及的医学物理学内容为主,辅以必要的物理学基础,形成新的教学内容体系,以适应临床医学较高要求的需要,较好发挥物理、医学物理在临床医学中应有的作用。

4.2改革途径之一

没有医学物理学解决不了医学中涉及物理的问题。不开这门课就如同过河断了桥或知识断了层,物理学很难跨越断桥或断层直接阐明医学中涉及物理的问题。开物理课主要为学习、运用医学物理学打基础。只开前者而不开后者就是无的放矢。物理学与化学,医学物理学与生物化学在医学中的作用与地位十分相似。设想只讲授化学知识而不讲授生物化学知识,学生能掌握医学中涉及化学的知识吗?有条件的应该开设物理和医学物理两门课,实现基础知识与应用知识较完美的结合。这应该是物理教学内容改革的首选途径。

4.3改革途径之二

对于不便把物理课和医学物理课分开开设的院校可以把两者合拼开出。以临床常涉及的医学物理知识为主,辅以相关物理基础。这门教材也可称为医学物理学。学时多少都可以开。这样就把基础理论与医学应用有机结合起来,做到有的放矢,学以致用,使学生学习积极性增强,学习效果提高,知识结构改善,增进其解决实际问题的能力。

5改革困难所在

5.1缺乏阐明医学物理问题的知识

要把临床医学常涉及的物理问题纳入教材并非易事。这些问题许多尚未能从理论上获得阐明或者透彻阐明,还有待研究解决,构建起这些问题的较完整的理论知识,否则无多少临床常涉及的物理问题可讲授。不信,可从三个方面考察:其一,查阅生理学、心血管内科学等医学基础和临床书籍;其二,听听医学基础和临床教师讲课。书中所写,教师所讲,涉及物理的许多问题都只陈述现象,或借实验数据、图表阐明,或笼统、粗略交代,或打比喻解释,甚至含糊讲授。这些充其量说也不过是医学物理学的经验层面上的知识,未能从本质上,机理上,亦即理论层面上阐明问题,回答不了为什么?其三,查阅期刊论文,可发现生物物理学的研究火热得很,很多,但属于临床医学常涉及的物理问题却很少。总不能教材所写,课堂所授结合医学的内容尽是经验知识吧?这就必须对寓于人体各脏器的临床医学常涉及的物理问题逐个加以研究,构建起阐明逐个问题的一系列理论,形成丰富的临床医学常涉及的医学物理学知识体系,可供选择讲授。要达到如此,要经历很长时间,付出许多艰辛劳作。秦任甲自上世纪80年代就开始这方面的研究,取得一系列论著成果。这还不够,得依靠同行广泛参与才能构建起这个知识体系。

5.2医学物理问题如何通俗化

科研构建起的医学物理的一系列论文形式的理论知识,还只是具备了课堂讲授的素材。必须按照教材而非一般参考书的要求,使复杂、繁琐、深奥、数学表达太深、医学基础要求太多等等而造成教师难以讲授,学生难以理解的内容尽可能通俗、简明、浅显、形象、直观,做到教师好教,学生好学。这些讲起来容易,面对一个个具体问题要加以处理好时一定会遇到不少具体困难的。只要充分发挥群体的智慧,不断深入探索,总有一天人们会造就一本内容丰富,基础和应用知识恰当结合,适用的开创性教材。

5.3教师缺少医学物理知识

生物学和生物医学篇10

理工类院校生物医学工程专业的教育,主要体现于理学、工学及二者有机结合的特色和优势,如理工类院校在数学、生物、材料、机械、电子、计算机、自动控制、组织工程等学科,具有坚实的教学基础、丰富的教学经验、良好的教学资源与条件。研究和解决生命科学及医学中的重要问题,是生物医学工程学科教育与发展的宗旨,因此,利用理工科院校的教学资源优势,培养能利用工程学手段,解决人类生命及健康问题的研究和应用型人才,是理工科院校生物医学工程专业教育的重要目标。因教学资源与条件的不同,理工科院校与医科院校、综合性大学的人才培养目标亦相异。理工科院校侧重于培养学生具备扎实的基础知识,包括数学、物理、电子、机械、生物等学科;熟悉医学电子仪器、生物医学信息、计算机、生物材料等相关学科专业知识;善于利用工程学方法与手段,解决专业相关领域的问题。培养目标具有准确的定位与时代性,即一方面能充分利用理工科院校的优势,体现其在工程学科方面的特色,另一方面,根据学科的交叉性与涉及领域的广泛性,密切跟踪学科的发展与社会需求变化,从而培养高素质的复合型高级专业科技人才。

根据教学与科研条件、研究方向的不同,国内理工类院校关于生物医学工程专业人才的培养目标既具有上述共性,又各有侧重与特色。如清华大学提出旨在培养能将现代电子、信息技术、物理、化学、数学和其它工程学原理,应用于研究生命科学的基本问题,能利用工程技术方法解决疾病预防、诊治及改善健康、提高生活质量等的高级专业人才;浙江大学则明确培养具有生命科学、电子技术、计算机技术及信息科学等理论知识、医学知识和工程技术紧密结合的科学研究和技术开发能力,能在生物医学电子、医疗仪器、计算机技术、信息产业等部门从事研究、开发、教学及管理的高层次创新型人才;东南大学强调以电子、信息技术生物学、化学和材料学为知识基础,使学生具备开展与人类健康相关的科学研究及应用开发能力,重点培养学生的研究能力和创新能力,培养具备宽阔视野、思维活跃的精英人才和领军人才;上海交通大学依托其强大且基础雄厚的工科和医学背景,重点培养在生物、医学和工程技术领域中具有开展交叉研究能力的有创新精神的,能应用物理、化学、材料、电子信息和工程等领域的技术解决生命科学问题的创新型交叉学科人才。华中科技大学生物医学工程专业培养具备生命科学与光、电、计算机等信息科学有关的基础理论知识,以及医学与工程技术相结合的科学研究能力,能在医疗器械、电子技术、计算机技术、信息等产业部门从事研究、开发、教学及管理的高级工程技术人才。

华南理工大学生物医学工程专业,始于从硕士研究生人才的培养,我校于1993年获生物力学硕士学位授予权,1998年,将生物力学硕士点(生物科学与工程学院)与生物电子学硕士点(电子与信息学院)整合为生物医学工程一级学科专业硕士学位授权点,并开始正式招收硕士生,2002年招收生物医学工程专业本科生,2004成立生物医学工程系,2006年获生物医学工程一级学科博士点。根据我校生物、电子、材料等学科在科研教学方面的多年积累的与优势,结合广东省生物医学工程产业的发展与需求,将生物医学工程专业本科培养目标,按要求掌握的知识与具体的能力确定为:

目标1(扎实的基础知识):培养掌握扎实的专业基本原理、方法和手段等方面的基础知识,包括生物医学、电子技术、信息科学、计算机技术、生物材料、生物信息等相关学科基本知识、基本理论和基本技能的复合型高级科技人才。

目标2(解决问题能力):培养学生能够创造性地利用生物医学与工程技术相结合的研究开发能力,以服务于国内外生物医学工程产业快速发展的需求。

目标3(团队合作与领导能力):培养学生在团队中的沟通和合作能力,学会按分工要求在团队中从事具体工作,完成指定任务,进行组织协调,进而能够具备生物医学工程领域的领导能力。

目标4(工程系统认知能力):让学生认识生物医学工程的多学科交叉特性,从系统的角度认识与领会生物医学工程学科的核心与特点。要求从工程系统的角度,运用多种工程技术手段与方法,寻求解决实际问题的方案。

目标5(专业的社会影响评价能力):培养学生正确理解生物医学工程对人们日常生活、人类健康所产生的重要影响。

目标6(全球意识能力):培养学生能够在全球化的环境里保持清晰意识,积极跟踪新理论方法、技术的发展,在全球化的背景下认识与把握生物医学工程学科的现状与发展。

目标7(终身学习能力):生物医学工程毕业生在职业生涯中,需要根据学科、行业发展与岗位要求,不断更新知识,提升自己的综合素质,并具备终身学习的能力。

综观理工科院校生物医学工程专业本科生的培养目标,既反映了各校的学科优势、特色与定位,又具明显的共性,即强调学科的交叉复合特性,培养能将工程技术和医学、生物等基础理论相结合,解决人类生命健康中的问题、提高生活质量的综合性人才,尤其注重学生的实践能力与创新能力。

理工类院校的生物医学工程专业培养特色

在专业特色建设方面,各高校依托各自的学科建设与教学资源优势,逐渐形成自己的办学特色。如清华大学持之以恒地进行教学建设与改革,形成了"注重质量,强调实践,紧密结合科研"的教学特色,清华大学生物医学工程学科2001年被评为全国重点学科,2006年被评为国家重点一级学科;浙江大学则强调系统掌握计算机技术、信息处理技术、电子技术、仪器技术和生命科学相关的基础理论知识具有多学科交叉应用能力和国际竞争力的复合型人才培养,为部级生物医学工程特色专业建设点;东南大学从1988年开始与南京医科大学合作,进行7年制工医双学位人才培养,2000年开始进行生物医学工程专业(七年制)本硕连读人才培养。2007年建立医工结合生物医学工程长学制创新人才培养国家人才培养模式创新实验区,2008年成为生物医学工程国家特色专业建设点,形成了工医复合型人才培养的特色,并形成了生物医学电子学和现代生物技术两个重要的特色方向;上海交通大学则充分利用附属医院的临床资源,建立与基础课程相适应的实践教学体系,强化学生实践训练,培养动手操作与创新研发能力,大力推进医工(理)交叉学科人才培养,积极推进国际合作与交流;华中科技大学华中科技大学自1997年起系统地开展了生物医学光子学特色方向本科教学体系建设的探索与实践。基于生物医学工程学科的特点,借鉴国内外最新教学成果,建立了一套具有生物医学光子学特色方向的本科教学体系。2011年开始招收“医疗器械”卓越工程师实验班,按照全新的教育大纲和创新的实验模式培养面向医疗器械产业发展需要的高端领军型人才。

华南理工大学生物医学工程专业经过近10年的本科教育实践,以电子技术为基础,以生物医学电子仪器与生物医学信息为主,兼顾生物医学材料、分子生物学及生物信息学,基本形成了多学科方向交叉的知识体系。尤其注重学生基础知识、实践能力和创新能力的培养,根据广东地区生物医学工程产业的优势与市场需求,着力培养具有生物医学工程专业基本素养、基础扎实、专业知识面广的复合型高级技术和专业管理人才。近年来,积极与广东省生物医学工程领域领军企业、医疗、科研机构开展联合培养人才的改革,如自2009年开始,华南理工大学与深圳华大基因研究院共同成立了华南理工大学-深圳华大基因研究院,并开设基因组科学创新班,生物医学工程专业部分优秀学生从大学三年级开始,即有机会进入深圳华大基因研究院从事生命学科的学习与科学研究;2011年,华南理工大学携手中国科学院广州生物医药与健康研究院,共建“华南干细胞与再生医学英才班”,实行“2.5+1.5”的培养模式,“英才班”将根据学生所属专业本科培养计划和干细胞与再生医学的专业培养要求,为学生制订个性化的培养方案,将专业理论知识与实践、学习和科学研究相结合。此外,生物医学工程专业与深圳迈瑞电子有限公司、汕头超声仪器研究所、广州总院、南方医院、广东省人民医院、中山大学附属肿瘤医院和广州医学院附属肿瘤医院等单位建立了密切的联系,为学生的实践、实习提供优越的资源和条件,同时,为学生的就业不断开拓新的渠道;从大学二年级开始,学生即有机会加入“学生研究计划SRp(StudentResearchproject)”,参与老师指导的科研实践,进入实验室与研究生共同学习研究。学习、研究期间,取得优异成绩或成果的学生,推荐参加“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛。华南理工大学生物医学工程专业,近年来进行各种新的人才培养模式的有益探索与实践,进一步扩宽学生的知识面,显著提高学生的实践能力,激发学生学习热情,培养学生的创新能力。

生物医学工程专业人才培养模式

我国高等工程教育强化主动服务国家战略需求、主动服务行业企业需求的意识,确立以德为先、能力为重、全面发展的人才培养观念,创新高校与行业企业联合培养人才的机制,改革工程教育人才培养模式,提升学生的工程实践能力、创新能力和国际竞争力。主要体现于四个方面:(1)工程教育服务国家发展战略;(2)加强与工业界的密切合作;(2)重视学生综合素质和社会责任感的培养;(4)注重工程人才培养国际化。近年来,各高校都在进行专业人才培养模式的改革、探索和实践,主要包括(1)重基础、宽口径、强能力、高素质的大类培养模式。如上海交通大学实行按院系招生、学生入校两年后再分专业的培养模式,从而有利于学生根据个性、特长选择专业,增强学生的竞争意识,有利于资源的优化整合;中国科技大学秉承“基础与创新并重”的办学理念,实行重基础、“轻”专业,注重基础“宽、厚、实”,专业“精、新、活”的宽口径个性化培养模式。浙江大学提出“以人为本、整合培养、求实创新、追求卓越”的教育理念,确立的人才培养模式是以3m(多规格、多通道、模块化)和“宽、专、交”为特征的KaQ(知识、能力、素质)并重,将本科专业分成若干学科大类,实行前期按大类培养,实施通识教育,后期实行宽口径专业教育的新模式。华南理工大学的培养模式与浙江大学既具相似性,又各有侧重。华南理工大学以注重精英人才与个性化人才的创新能力培养为特色,如按大类分电子、机械、化工、材料、经贸等各大类专业精英班,“基因组科学创新班”和"华南干细胞与再生医学英才班"等。

(2)注重创新与实践能力培养,如卓越人才培养、产学研相结合人才培养、交叉复合型人才培养。近几年,各高校均十分注重学生的创新能力和实践能力的培养,通过卓越人才计划旨在提高学生的科研能力与解决实际问题的能力。卓越工程师教育培养计划的遵循“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样”的原则,其特点包括:行业企业深度参与培养过程;学校按通用标准和行业标准培养工程人才;强化培养学生的工程能力和创新能力。其中,首批“卓越工程师教育培养计划”高校包括清华大学、浙江大学、上海交通大学、华中科技大学、东南大学和华南理工大学等61所高校,第二批共有133所年高校加入“卓越工程师教育培养计划”。

(3)国际化人才培养,通过与国外知名高校建立人才培养合作项目,进行联合培养。如教育部中国教育国际交流协会(Ceaie),中教国际教育交流中心(CCiee)和美国州立大学与学院协会(aaSCU)共同合作的“1+2+1中美人才培养计划”,积极推动中美高校学分学历互认,促进中美高校师生双向交流、共同制定大学本科专业教学计划等。此外,近年来,各校纷纷与欧美、澳洲著名大学建立了各种灵活的本科人才联合培养机制,推进教师双向交流,专业课程实行双语教学或全英教学等。

(4)个性化人才培养,华南理工大学生物医学工程专业培养学生过程中,根据学生知识结构与特长,注重个性化培养,如,一方面鼓励生物医学工程专业学生修读“双学位”,另一方面,也接受其它专业学生修读生物医学工程专业“双学位”;通过“学生研究计划(SRp)”,“百步梯攀登计划”、“挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛和创业计划大赛”等,培养学生的创新、创业、科研能力。

课程建设

生物医学工程专业教学指导委员会,为生物医学工程学科人才培养的规范化提供重要的指导性意见。根据生物医学工程学科的发展趋势与社会需求、以及各高校的教学和科研优势,理工科院校设置的生物医学工程专业本科的课程体系,既存在共性,又各具特色。其中,理论教学部分,主要包括公共基础课、学科基础课和专业领域课,实践部分,包括实验课程、课程设计、认识实习、工程实习、生产实习和毕业实习等。各理工院校生物医学工程专业本科培养计划中的公共基础课颇为相似,主要有政治类课程、大学英语、大学物理、大学化学、数学(微积分、线性代数、概率论与数理统计)、工程制图、大学体育,以及人文、社会和技术类通识教育课程;学科基础课程,大多数高校以生物医学电子与信息为主,包括电路、数字电子技术、模拟电子技术、信号与系统、数字信号处理等主干课程,并设置解剖生理学、临床医学概论、普通生物学、生物化学与分子生物学等重要基础课程;各校的生物医学工程专业本科课程的差别,主要体现在专业领域课,同时也最能体现其专业特色。一般以其优势学科方向开设不同的专业必修或选修课程,如浙江大学按数字医学信息、生物传感器与医学仪器、定量与系统生理学三个方向设置专业课程,东南大学则分生物传感与生物电子学、生物信息学、生物医学材料与纳米技术、医学信息工程等四个方向,上海交通大学包括生物医疗仪器、神经科学与神经工程、医学成像与图像处理、生物材料与纳米生物医学等几个方向课程;清华大学按学科方向分为医疗仪器、神经工程、医学影像和微纳医学等四个主要方向,分别设置不同的专业课程。

华中科技大学则包括按生物医学光子学、医学影像学、生物信息学、纳米生物材料和组织工程等方向的专业课程;华南理工大学生物医学工程专业的本科课程,主要涵盖了医学电子仪器、医学影像、医学信息、生物力学和生物医学材料等五个方向,分别开设了医学传感器、医疗仪器设计、生物医学测量、医学超声学、生物医学信号处理、医学成像技术、医学图像处理、医院信息系统、远程医疗、生理系统仿真建模、生物力学、生物医学材料等重要课程。

实践环节主要包括综合实验、课程设计、临床实习、金工实习、电子工艺实习和毕业实习等。其中综实验包括工程生理学、生物医学工程、医学仪器与信息工程3门综合实验课程,设置了数字电路、微机原理与应用、医学仪器等3门课程设计。由于广东省医学资源和生物医学工程产业具有较强的特色和优势,尤其在医疗仪器行业拥有一批实力雄厚的企业,华南理工大学充分利用这种地域的产业优势,知名企业联合建立了本科实习基地,和具优越医疗资源的医院建立了良好合作关系,为本科生的临床实习与毕业实习提供强有力的支持。此外,华南理工大学积极鼓励学生参与“暑期实习计划”,即由老师或学生自行联系实习单位,经院系和老师推荐,学生有机会在暑期到相关高校或科研院所实验室、企事业单位实习。

在双语课程、全英语课程、新型课程和特色课程方面,华南理工大学生物医学工程专业也正在积极进行建设,如《医学图像处理》和《医院信息系统》已经实行双语教学,正在为全英文授课做准备;不定期地邀请国内外有影响的专家和企业负责人进行专题讲座或创业教育;为新生开设《生物医学工程概论》课程,计划进一步开展新生研讨课、系列专题研讨课。

总结

生物医学工程学科具有鲜明的交叉与复合特性,它对解决人类生命与健康中的问题具有十分重要的作用,生物医学工程学科与相关产业发展亦极为迅速,如何培养适应学科发展需求和符合社会需要的专业人才,是各高校生物医学专业面临的重要问题。理工科院校在电子、计算机、信息、生物、材料、制造等学科具有一定的优势,充分利用理工科的资源优势,培养研究与应用兼顾的高级专业人才,亦是理工科院校本科教学的重要目标。

华南理工大学生物医学工程本科专业,经过近十年的教学实践,逐渐形成以生物医学电子、医学信息工程、生物力学为主导的培养体系,十分注重学生的实验能力和创新能力的培养,并充分利用广东省的医学资源和生物医学工程产业的地域优势,努力培养适应社会需求的专业人才。近年来,华南理工大学生物医学材料方向发展迅速,先后成立了国家人体组织工程重建工程中心、特种功能材料教育部重点实验室、广东省生物医学工程实验室,在生物医学材料方面取得了一系列成果。为此,华南理工大学正在为利用生物医学材料方面的优势,加强生物医学材料方向的本科专业人才的培养,积极地进行探索。