引言：易發(fā)表網(wǎng)憑借豐富的文秘實(shí)踐，為您精心挑選了九篇生物化學(xué)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用范例。如需獲取更多原創(chuàng)內(nèi)容，可隨時(shí)聯(lián)系我們的客服老師。

第1篇

1臨床案例運(yùn)用的意義

生物化學(xué)理論性強(qiáng),要記的知識(shí)點(diǎn)多且枯燥。很多學(xué)生開始學(xué)還比較有興趣,等進(jìn)入物質(zhì)代謝章節(jié)后,越來越跟不上進(jìn)度,到最后都聽不懂,自暴自棄。其原因是:生化前幾章是關(guān)于生物大分子的內(nèi)容,相對(duì)比較形象,記起來可以聯(lián)系圖,有些內(nèi)容中學(xué)也學(xué)過,但是物質(zhì)代謝內(nèi)容多且抽象,不易理解。此外,醫(yī)學(xué)生對(duì)與自已專業(yè)有關(guān)的醫(yī)學(xué)知識(shí)很感興趣,而很多教師沒有臨床背景,上課多局限于純生化理論知識(shí),學(xué)生學(xué)了總感覺“用處不大”。因此,在教學(xué)中引入臨床案例,不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還將生物化學(xué)理論有機(jī)的結(jié)合臨床,理論聯(lián)系實(shí)際,學(xué)生學(xué)習(xí)也有的放矢,記憶也更加深刻。

2生物化學(xué)教學(xué)如何聯(lián)系臨床案例

2.1對(duì)教師的要求:

教師在課堂中不再是主角,而應(yīng)該起到輔助學(xué)生自主學(xué)習(xí)的作用,幫助學(xué)生解決相關(guān)問題。教師提出案例后可為學(xué)生提煉討論內(nèi)容,在討論中總結(jié)學(xué)生發(fā)言,指出問題。這就要求教師提高自身素質(zhì),不僅具有生化知識(shí)還要有一定的臨床知識(shí),并能把知識(shí)形成連貫的體系,融會(huì)貫通,歸納總結(jié)學(xué)生解決問題的多種方案的可行性。

2.2對(duì)學(xué)生的要求:

學(xué)生要端正學(xué)習(xí)態(tài)度,積極參與,充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性。善于利用和收集各方面的學(xué)習(xí)資料,并學(xué)會(huì)共享和溝通,在遇到問題時(shí)不急于尋求其他人的幫助,學(xué)會(huì)自已想辦法解決問題,在討論的過程中學(xué)會(huì)從中總結(jié)要點(diǎn),最后將知識(shí)內(nèi)化。

2.3教學(xué)的實(shí)施:

課程開始前一兩周時(shí),教師將教材中某基礎(chǔ)知識(shí)相關(guān)的案例提供給學(xué)生,布置討論題目。將本班學(xué)生平分為多個(gè)小組,可自由組合,也可按學(xué)號(hào)分。分組后選好組長(zhǎng),由組長(zhǎng)安排組員對(duì)案例進(jìn)行分析和討論,收集資料。組員積極收集資料,成員之間要經(jīng)常溝通交流,可由組長(zhǎng)安排時(shí)間地點(diǎn)討論個(gè)人的收集成果,這樣既促進(jìn)相互的學(xué)習(xí),且提高了解決問題的能力。經(jīng)多次討論后組長(zhǎng)組織匯總,整理資料,制作成課件用于課堂匯報(bào)。課堂中,各組的組長(zhǎng)進(jìn)行總結(jié)發(fā)言,用課件的形式把各組的討論結(jié)果一一展示。每組匯報(bào)完,其他同學(xué)可對(duì)該組進(jìn)行提問,可由本組成員回答,如回答不了也可由其他同學(xué)回答。最后,教師把學(xué)生的所有方案進(jìn)行總結(jié)性的分析,引導(dǎo)學(xué)生以正確的方法解決問題,評(píng)價(jià)學(xué)生的表現(xiàn),指出不足之處。

2.4生物化學(xué)教學(xué)中涉及的具體臨床案例舉例

(1)例1某患者,男性,40歲,因昏迷緊急入院,家屬提供給醫(yī)生的資料是:患者5年前診斷為肝硬化,病發(fā)前,表現(xiàn)為行為異常、性格突變、易迷失方向,并伴有惡心、嘔血等癥狀;經(jīng)檢查患者定向力減弱,黃染,腹部脹滿、頸部可見蜘蛛痣,雙手震顫、神經(jīng)反射亢進(jìn),血液中氨的水平升高,其他檢測(cè)正常。教師可根據(jù)患者癥狀和化驗(yàn)結(jié)果提問學(xué)生:可能是什么原因引起的以上癥狀？學(xué)生在學(xué)過氨的代謝后,根據(jù)已學(xué)知識(shí),并查閱相關(guān)的資料,得出這是氨中毒。最后教師總結(jié)并引入本章相關(guān)內(nèi)容,說明氨的來源、轉(zhuǎn)運(yùn)和去路,為什么血氨會(huì)升高,氨中毒的發(fā)病機(jī)理----腦中的α-酮酸與過多的氨結(jié)合而導(dǎo)致含量減少,α-酮酸是三羧酸循環(huán)的中間代謝產(chǎn)物,從而三羧酸循環(huán)受抑制,最終腦能量不足而出現(xiàn)昏迷。最后,再探討如何在臨床上治療這類患者。

第2篇

關(guān)鍵詞： PBL教學(xué)法 醫(yī)學(xué)生物化學(xué) 應(yīng)用

基于問題的學(xué)習(xí)（Problem-Based Learning，PBL）教學(xué)法由美國(guó)神經(jīng)病學(xué)教授Barrows于1969年在加拿大的麥克馬斯特大學(xué)創(chuàng)立并引入醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域［1］，是以問題為基礎(chǔ)，以醫(yī)學(xué)生為中心的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生從某一醫(yī)學(xué)專題或具體病例去獨(dú)立自主地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的構(gòu)建［2］。醫(yī)學(xué)生物化學(xué)是醫(yī)學(xué)院校設(shè)置的一門重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程，通過對(duì)醫(yī)學(xué)生化的學(xué)習(xí)，使醫(yī)學(xué)生系統(tǒng)地掌握現(xiàn)代生物化學(xué)的基本理論及實(shí)驗(yàn)技能，從分子水平認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象的本質(zhì)，并為以后從事生命科學(xué)相關(guān)的臨床醫(yī)療、教學(xué)及科研奠定基礎(chǔ)。然而醫(yī)學(xué)生物化學(xué)所涉及的內(nèi)容繁多，理論抽象并且知識(shí)更新快，是學(xué)生學(xué)習(xí)難度較大的課程之一。因此，如何將抽象、枯燥的理論知識(shí)講授好一直是生物化學(xué)教學(xué)中亟待解決的難題。為此，我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中積極改變?cè)瓉韱我坏摹肮噍斒健苯虒W(xué)法，對(duì)PBL教學(xué)法進(jìn)行有益的探索和嘗試，取得了較好的效果。

一、PBL教學(xué)法在醫(yī)學(xué)生物化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的必要性

1.適應(yīng)醫(yī)學(xué)生物化學(xué)學(xué)科發(fā)展的需要。

隨著生命科學(xué)的加速發(fā)展，人們對(duì)生命、生理健康和疾病的認(rèn)識(shí)大大提高，醫(yī)學(xué)生化知識(shí)的內(nèi)容越來越豐富，新理論、新技術(shù)層出不窮。如醫(yī)學(xué)生化教材中的生命信息的傳遞與調(diào)控、分子生物學(xué)技術(shù)的原理及應(yīng)用篇中的內(nèi)容在不斷的更新和擴(kuò)充；沒有寫進(jìn)教科書的前沿性的生化知識(shí)在不斷地被發(fā)現(xiàn)、被創(chuàng)造，這使得師生的負(fù)擔(dān)越來越重。當(dāng)今分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得生命科學(xué)領(lǐng)域各學(xué)科之間的界限變模糊，以學(xué)科為界限的教學(xué)存在大量的重復(fù)，這使得本來就與其他基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課及臨床各學(xué)科有著密切關(guān)系的醫(yī)學(xué)生物化學(xué)不再適合使用單純的傳統(tǒng)教學(xué)法，只有重視、應(yīng)用PBL教學(xué)法，才能適應(yīng)時(shí)代對(duì)醫(yī)學(xué)生化教育提出的挑戰(zhàn)。

2.與傳統(tǒng)教學(xué)法相比，PBL教學(xué)法具有優(yōu)越性。

與傳統(tǒng)的教學(xué)法比較，PBL教學(xué)法在內(nèi)涵、學(xué)習(xí)目的、教學(xué)形式、評(píng)估體系等方面均具有很大的不同，也表現(xiàn)出傳統(tǒng)教學(xué)法不可比擬的優(yōu)越性，主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)。

（1）促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

PBL教學(xué)法需要學(xué)生主動(dòng)地去查閱文獻(xiàn)資料，積極地與同學(xué)合作交流，不斷地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并通過討論而解決問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，善于捕捉、整合、判斷各種信息價(jià)值的能力，發(fā)現(xiàn)知識(shí)、創(chuàng)造知識(shí)的能力，團(tuán)隊(duì)合作能力，等等，使學(xué)生成為具有個(gè)體發(fā)展優(yōu)勢(shì)的全方位發(fā)展的高素質(zhì)人才。

（2）拓寬教師的知識(shí)面，提高教育能力。

PBL教學(xué)法是跨學(xué)科的教學(xué)方法，需要將各基礎(chǔ)學(xué)科和臨床知識(shí)點(diǎn)貫穿于一個(gè)真實(shí)的病例或某一醫(yī)學(xué)專題，使各學(xué)科知識(shí)相互滲透，培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的發(fā)散思維和橫向思維。因此，它要求教師不但要系統(tǒng)、全面、深入地掌握本專業(yè)的知識(shí)和技術(shù)，而且要掌握相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，拓寬知識(shí)面。此外，教師在不斷地與學(xué)生交流溝通的過程中能提高教學(xué)能力，真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。

二、醫(yī)學(xué)生物化學(xué)教學(xué)中PBL教學(xué)法的應(yīng)用

1.以問題為主軸組織課堂教學(xué)。

在PBL教學(xué)過程中，學(xué)生的一切學(xué)習(xí)內(nèi)容是以問題為起點(diǎn)的，因此，教師在備課時(shí)要根據(jù)教學(xué)大綱要求，在查閱相關(guān)教材、文獻(xiàn)和臨床資料的基礎(chǔ)上精心設(shè)計(jì)一系列相關(guān)問題，有計(jì)劃、分步驟地向?qū)W生提出。比如，第7章“脂類代謝”，要使學(xué)生在課前對(duì)本章內(nèi)容有個(gè)大概的了解，老師可以在課前提出一些相對(duì)比較簡(jiǎn)單的框架性的問題，如脂類的組成與結(jié)構(gòu)有何特征？脂類一般如何分類？脂類有何功能？食物中的脂肪如何被消化吸收？等等。在課堂中，教師應(yīng)該從一些重點(diǎn)、難點(diǎn)或者是一些比較容易混淆的細(xì)節(jié)內(nèi)容中提煉出問題并進(jìn)行討論，以引起學(xué)生的注意和重視。如在講解本章的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容“甘油三酯的代謝”時(shí)，教師可以提出這些問題：貯存的脂肪是如何動(dòng)員的？食物來源的或脂肪動(dòng)員得到的甘油和脂肪酸是如何被機(jī)體利用的？脂肪酸在肝臟中分解代謝時(shí)產(chǎn)生過多的酮體會(huì)有何后果？這些問題往往能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高課堂學(xué)習(xí)效率。課后，可提出一些總結(jié)歸納性的問題，供學(xué)生課后查閱資料、分析思考。例如，在講解“血漿脂蛋白代謝”后，可提出：脂肪肝是如何形成的？最近有何研究進(jìn)展？脂蛋白代謝異常與動(dòng)脈粥樣硬化有何關(guān)系？等等，這些問題往往帶有前言性和發(fā)展性，學(xué)生要想了解這些問題，就必須查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)資料，這樣不僅能夠鞏固課堂所學(xué)知識(shí)，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，主動(dòng)獲取知識(shí)和創(chuàng)造知識(shí)的能力。

2.圍繞問題展開課堂討論。

小組討論是PBL開展的表現(xiàn)形式，而目前在我國(guó)，在沒有相應(yīng)條件的前提下，可以變異為課堂集體討論。在醫(yī)學(xué)生化教學(xué)內(nèi)容中，有些章節(jié)為基本理論及基本技能，內(nèi)容分散，缺乏系統(tǒng)性，不適合進(jìn)行課堂討論；而有些章節(jié)內(nèi)容本身的聯(lián)系性和邏輯性強(qiáng)，或與一些臨床疾病和其它基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)關(guān)系密切，易提出一些真實(shí)的、開放性的問題進(jìn)行課堂討論。比如，第10章“物質(zhì)代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)”，它是對(duì)整個(gè)物質(zhì)代謝篇的概括總結(jié)，并實(shí)現(xiàn)各知識(shí)點(diǎn)的橫向聯(lián)系，老師可以準(zhǔn)備一些開放性的問題供學(xué)生課堂討論。比如：如何在細(xì)胞水平看代謝？如何在整體水平看代謝？等等。在這個(gè)過程中，教師應(yīng)該做好引導(dǎo)工作，使得學(xué)生的討論始終圍繞著問題，并做到不遺漏重要的知識(shí)點(diǎn)。

三、PBL教學(xué)法在我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景

在我國(guó)PBL教學(xué)法還是一個(gè)新鮮事物，還處于一個(gè)剛剛起步的階段，而且由于我國(guó)具有特殊的國(guó)情，完全照搬國(guó)外PBL教學(xué)法的模式是不可行的。因此，現(xiàn)階段在我國(guó)實(shí)施PBL教學(xué)法注定要碰到很多的阻力和困難，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

1.傳統(tǒng)教育觀念根深蒂固。

部分教師對(duì)教學(xué)改革懷有抵觸情緒，從觀念上否定PBL教學(xué)法；而已經(jīng)習(xí)慣了傳統(tǒng)教學(xué)的學(xué)生對(duì)PBL教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)的自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)共同學(xué)習(xí)感到不適應(yīng)，甚至很難接受。

2.缺少相應(yīng)的教學(xué)思路和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

經(jīng)典PBL教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式在知識(shí)體系與結(jié)構(gòu)，教學(xué)目標(biāo)，以及對(duì)學(xué)生和自身的要求等方面存在著很大的差異。這樣原來設(shè)定教學(xué)思路的依據(jù)都發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變，教授也變得靈活多變，這需要重新設(shè)計(jì)一套完備而切實(shí)可行的教學(xué)思路。此外，怎樣借鑒國(guó)外先進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，樹立有中國(guó)特色的PBL教學(xué)形象，構(gòu)建PBL知識(shí)體系是目前需要積極探索和解決的重要問題。

3.師資不足。

經(jīng)典PBL教學(xué)法一般以6―7名學(xué)生為一組，每組配有一位帶教老師，這與我國(guó)傳統(tǒng)大班課教學(xué)（一個(gè)班級(jí)30―50人，有的甚至多達(dá)百人配有一位教師）相比，教師需求量顯著上升。此外，PBL還對(duì)教師的自身素質(zhì)和教學(xué)技能提出了更高的要求。因此，各高校應(yīng)加強(qiáng)對(duì)教師隊(duì)伍的建設(shè)，對(duì)青年教師進(jìn)行PBL教學(xué)培訓(xùn)，并且適度引進(jìn)一些具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師來國(guó)內(nèi)執(zhí)教，為PBL教學(xué)的開展作積極的準(zhǔn)備。

4.教學(xué)條件不足。

實(shí)施PBL需要有不同于傳統(tǒng)大班課教學(xué)的硬件設(shè)施和軟件配套，如適合小組討論和共同學(xué)習(xí)的小教室，能夠靈活移動(dòng)的室內(nèi)課桌椅。為保證教學(xué)效果，必須擴(kuò)大圖書館藏書量，添置必要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、教學(xué)儀器等。在教學(xué)軟件方面，PBL需要有一個(gè)更為透明的教學(xué)環(huán)境，更為和諧的人際關(guān)系，以及能夠支持和鼓勵(lì)學(xué)生投入到各個(gè)管理機(jī)構(gòu)工作實(shí)踐中去的教學(xué)制度［3］。

PBL是一種“授之以漁”的教學(xué)方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思維能力、人際溝通能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和自主學(xué)習(xí)能力，符合培養(yǎng)創(chuàng)造性人才和構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會(huì)的要求，因此，開展PBL教學(xué)是國(guó)內(nèi)大學(xué)教育的必然趨勢(shì)。目前我們的教學(xué)實(shí)踐也證明，在醫(yī)學(xué)生物化學(xué)教學(xué)中，實(shí)行PBL為主的教學(xué)模式是可行的，在這種教學(xué)模式下學(xué)生學(xué)習(xí)生化的積極性和主動(dòng)性得到充分調(diào)動(dòng)，學(xué)習(xí)效率明顯提高。因此，教師要抱以極大的熱情，克服一切困難和阻力，積極做好課前的一切準(zhǔn)備工作，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓PBL教學(xué)發(fā)揮其積極作用，不斷提高教學(xué)效益。

參考文獻(xiàn)：

［1］Barrows HS.A taxonomy of problem2based learning methods［J］.Med Educ，1986，20，（6）：481-486.

第3篇

關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)生物化學(xué)；形成性評(píng)價(jià)；七年制臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)

生物化學(xué)即生命的化學(xué)，是指在分子水平上研究生物體的化學(xué)本質(zhì)及生命活動(dòng)過程中化學(xué)變化規(guī)律的科學(xué)。由于大部分內(nèi)容較抽象，和臨床疾病聯(lián)系較少。學(xué)生學(xué)起來覺得很難，不能將其真正融會(huì)貫通，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)只是為了應(yīng)付考試而死記硬背，而不是真正的去學(xué)習(xí)知識(shí)，也就失去了學(xué)習(xí)生物化學(xué)的意義和目的。目前大學(xué)的教育模式基本沿襲的是“教師—教材—學(xué)生—考試”的教學(xué)模式，潛移默化地引導(dǎo)著學(xué)生的學(xué)習(xí)方向，影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，可現(xiàn)在這種模式也越來越受到人們的質(zhì)疑。為了進(jìn)一步提高醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)質(zhì)量，充分調(diào)動(dòng)教師在教學(xué)中的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，和學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維。而教學(xué)評(píng)價(jià)方式的選擇有著重要的導(dǎo)向作用。師生利用評(píng)價(jià)活動(dòng)所提供的反饋信息來調(diào)整自己的教學(xué)或?qū)W習(xí)活動(dòng)，因此高效的教學(xué)依賴于高質(zhì)量的評(píng)價(jià)。

形成性評(píng)價(jià)也稱稱過程性評(píng)價(jià)，是指在教學(xué)過程中進(jìn)行的過程性和發(fā)展性評(píng)估，采用多種評(píng)估手段和形式，跟蹤教學(xué)過程，反饋教學(xué)信息，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。特別有利于對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程進(jìn)行有效監(jiān)控。鑒于形成性評(píng)價(jià)在教學(xué)過程中的作用，因此，我們將其引入了七年制臨床醫(yī)學(xué)生的生物化學(xué)的教學(xué)過程中，獲得有關(guān)教學(xué)的反饋信息，為學(xué)生提供及時(shí)的信息反饋，增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)，促進(jìn)其全面發(fā)展；同時(shí)有助于教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的問題，提出改進(jìn)措施，修正教學(xué)計(jì)劃，提高教學(xué)質(zhì)量。

1 生物化學(xué)理論課程考核項(xiàng)目構(gòu)成

課程考核由平時(shí)考核與期末考核組成。平時(shí)考核由出勤情況、互動(dòng)問答、隨堂測(cè)驗(yàn)、課堂提問、階段性測(cè)驗(yàn)、專題討論、小論文和小組學(xué)習(xí)等組成。期末考核采用閉卷筆試的考核方式。平時(shí)考核成績(jī)占課程總成績(jī)的60%。根據(jù)專業(yè)班級(jí)情況不同，從以上常用考核項(xiàng)目中任選幾項(xiàng)或自選其它考核方式，形成性評(píng)價(jià)的成績(jī)不是由教師單方面決定，而是師生合作共同完成。期末進(jìn)行的筆試屬于終結(jié)性評(píng)價(jià)，成績(jī)占課程總成績(jī)的40%。

2 形成性評(píng)價(jià)常用考核項(xiàng)目的實(shí)施

2.1 課堂提問

課堂提問是一種實(shí)用的評(píng)價(jià)手段。在理論課教學(xué)過程中，堅(jiān)持每次課將前一節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行課堂提問。保證每個(gè)同學(xué)本學(xué)期都有2-3次的課堂回答問題的機(jī)會(huì)。這樣既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和獨(dú)立思考能力，同時(shí)，還有助于教師及時(shí)獲取教學(xué)信息，有效調(diào)控教學(xué)過程，從而提高課堂教學(xué)質(zhì)量。課堂提問要注意設(shè)計(jì)合適的問題，把握適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)。如講解“物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)和聯(lián)系”時(shí)，向?qū)W生提出問題“為什么高糖飲食會(huì)引起肥胖？”引導(dǎo)他們深入思考，啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)生活的問題。

2.2 階段性小測(cè)驗(yàn)

測(cè)驗(yàn)的范圍可以是一個(gè)章節(jié)或者一個(gè)教學(xué)模塊，我們現(xiàn)在采用的是一個(gè)教學(xué)模塊教學(xué)結(jié)束后，將需要掌握及熟悉的知識(shí)點(diǎn)，并突出重點(diǎn)和難點(diǎn)。以選擇題（單選為主，加入少量的多項(xiàng)選擇）和填空題的形式，以筆試的方式完成。并批改和記錄結(jié)果，對(duì)測(cè)驗(yàn)成績(jī)進(jìn)行分析，下次課抽出一定時(shí)間把測(cè)試結(jié)果及時(shí)反饋給學(xué)生，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和指導(dǎo)。通過一定數(shù)量的測(cè)驗(yàn)及時(shí)了解學(xué)生對(duì)掌握所學(xué)知識(shí)的動(dòng)態(tài)，對(duì)學(xué)生及時(shí)鞏固課堂知識(shí)及教師了解教學(xué)效果具有積極的意義，及時(shí)查漏補(bǔ)缺。

2.3 專題討論

教師根據(jù)本學(xué)期的教學(xué)重點(diǎn)布置一兩個(gè)專題供學(xué)生研究討論，從學(xué)生的研討情況可以考察學(xué)生學(xué)習(xí)過程的學(xué)習(xí)態(tài)度、創(chuàng)新精神、分析和解決問題的綜合學(xué)習(xí)能力。如給學(xué)生提出以下討論題目：根據(jù)你所學(xué)的知識(shí)”談?wù)勀銓?duì)轉(zhuǎn)基因食品的看法”。這個(gè)論題以整個(gè)基因表達(dá)過程為解釋主線，需要學(xué)生綜合分析與總結(jié)。在這個(gè)過程中，教師要不斷關(guān)注學(xué)生的研討情況，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮主動(dòng)性、表現(xiàn)自我，同時(shí)組織學(xué)生進(jìn)行自我講解與評(píng)價(jià)。

2.4 撰寫小論文

由于課堂的時(shí)間有限，我們?cè)诮虒W(xué)過程中有選擇性的給學(xué)生出一些較為感興趣的論文題目，或?qū)W生自擬題目，內(nèi)容不限，范圍可涉及生物化學(xué)所學(xué)理論知識(shí)的各個(gè)方面，可以讓學(xué)生充分發(fā)揮自主學(xué)習(xí)的能動(dòng)性。學(xué)生在撰寫論文過程中，可以上網(wǎng)或去圖書館查閱文獻(xiàn)、整理資料和歸納總結(jié)，同時(shí)可以結(jié)合自己已學(xué)的生物化學(xué)理論知識(shí)提出自己的觀點(diǎn)，寫出小論文。通過撰寫小論文，學(xué)生不僅加深了對(duì)已學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，而且也增長(zhǎng)了學(xué)生獨(dú)立獲取知識(shí)的能力，提高了學(xué)生創(chuàng)新思維能力。論文完成后教師負(fù)責(zé)仔細(xì)閱讀每篇論文并給出“等級(jí)+評(píng)語(yǔ)”的評(píng)價(jià)。

2.5 互動(dòng)問答

在每次課結(jié)束前5～10分鐘，讓同學(xué)對(duì)本節(jié)課內(nèi)容和已學(xué)內(nèi)容不懂的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行提問，并讓其他同學(xué)給出答案，對(duì)于主動(dòng)回答問題和提出問題的同學(xué)老師都予以評(píng)價(jià)，作為形成性成績(jī)?cè)u(píng)定的依據(jù)之一。采用這種方式可以考察學(xué)生提出和解決問題的能力，學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)造性也因此得以充分發(fā)揮。

2.6 出勤情況

學(xué)生的出勤問題是影響高校教育教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要因素，學(xué)生出勤率不高，會(huì)直接影響到課堂的教學(xué)效果，除了班主任、學(xué)生干部的考勤以外，任課老師隨機(jī)的隨堂考勤，也是形成性評(píng)價(jià)中的一個(gè)方面，在評(píng)價(jià)考核體系占有一定的比例，以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

2.7 期末考核

最后的生物化學(xué)理論期末成績(jī)認(rèn)定=平時(shí)理論評(píng)價(jià)成績(jī)（60%）+期末理論閉卷考試成績(jī)（40%），其中理論評(píng)價(jià)成績(jī)由課堂提問成績(jī)和專題討論成績(jī)，互動(dòng)問答成績(jī)，小論文成績(jī)，階段小測(cè)驗(yàn)成績(jī)以及出勤情況構(gòu)成。

2.8 學(xué)生反饋情況

最后，我們對(duì)學(xué)生做了一次問卷調(diào)查，同學(xué)們都認(rèn)為有很多優(yōu)點(diǎn)：①由一學(xué)期一次的期中期末考試改為多次的形成性評(píng)價(jià)改革很好，避免了一次考核定“終身”的弊端，減輕了學(xué)生期末復(fù)習(xí)的負(fù)擔(dān)。有利于老師及時(shí)檢查教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生們的學(xué)習(xí)掌握情況，促進(jìn)同學(xué)們課后及時(shí)復(fù)習(xí)，發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，對(duì)知識(shí)形成長(zhǎng)期記憶，一定程度上避免了以往考前的臨時(shí)“抱佛腳”。有助于及時(shí)反映老師的教學(xué)質(zhì)量，便于老師調(diào)整教學(xué)策略。②形成性評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)生一段時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)狀況的一個(gè)評(píng)價(jià)和總結(jié)，能夠讓學(xué)生認(rèn)識(shí)自己在學(xué)習(xí)中的遺漏，幫助學(xué)生查遺補(bǔ)缺，改正學(xué)生的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，同時(shí)可以敦促學(xué)生的平時(shí)學(xué)習(xí)，有一個(gè)更好的學(xué)習(xí)氛圍。③小論文有利于學(xué)生開放思維。同時(shí)同學(xué)們也提出了一些小建議：①多種題型考核，多開放性題目，多方向綜合考查；加強(qiáng)專業(yè)英文考查。②最好每一章節(jié)一次測(cè)評(píng)，更好的敦促學(xué)生的學(xué)習(xí)。③老師教學(xué)過程中突出重點(diǎn)，并在形成性評(píng)價(jià)中體現(xiàn)出來。④增加課堂提問、小組討論及小演講。⑤考試形式多樣化，比如采用PPT展示、論文、小組討論等。

在教學(xué)過程中我們也發(fā)現(xiàn)將形成性評(píng)價(jià)納入最終成績(jī)?cè)u(píng)定中，發(fā)現(xiàn)該班學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的主動(dòng)性明顯提高，對(duì)知識(shí)的理解和掌握程度也有所改善。雖然形成性評(píng)價(jià)體系的具體方法仍有待進(jìn)一步探索，但現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)教育模式正在向能力培養(yǎng)方面轉(zhuǎn)變，要求老師采用形成性評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行評(píng)估。期望在今后的教學(xué)中，逐步完善教學(xué)評(píng)價(jià)方式，并將其應(yīng)用于更多的班級(jí)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，提高教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

第4篇

關(guān)鍵詞：TBL教學(xué)法;PBL教學(xué)法;醫(yī)學(xué)

生物化學(xué)是一門理論抽象、概念繁多的學(xué)科。筆者在5年的本科教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學(xué)生反映該門課程學(xué)習(xí)的難度大，對(duì)教師講授的知識(shí)點(diǎn)難以理解和記憶，以至于在學(xué)習(xí)過程中缺乏學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)難以達(dá)到預(yù)期效果。更不要說將其與后續(xù)的基礎(chǔ)課程和臨床專業(yè)課的內(nèi)容進(jìn)行橫向聯(lián)系，由此導(dǎo)致基礎(chǔ)理論課與臨床專業(yè)知識(shí)脫節(jié)，所學(xué)知識(shí)不成體系。

進(jìn)入新世紀(jì)，人們開始致力于教學(xué)方法、教學(xué)手段的改革，多種創(chuàng)新型教學(xué)方法隨之產(chǎn)生并運(yùn)用到了教學(xué)活動(dòng)當(dāng)中，獲得了一定的成效。目前，國(guó)內(nèi)外的醫(yī)學(xué)院校中尤其受到關(guān)注的是以問題為基礎(chǔ)的教學(xué)方法（problem-based learning，PBL）和以團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ)的教學(xué)方法（team-based learning，TBL），其在以往的教學(xué)中已取得較好的效果。但對(duì)于生物化學(xué)這樣一門基礎(chǔ)學(xué)科，在教學(xué)實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)開展PBL、TBL都有一定的局限性，尤其是對(duì)于我院這樣一所新興的本科醫(yī)學(xué)院校，學(xué)生人數(shù)多、資源少、學(xué)生素質(zhì)差異大。由此，我們提出一個(gè)設(shè)想，即將PBL與TBL結(jié)合起來，綜合兩者在教育教學(xué)中的優(yōu)點(diǎn)，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)兩者“弊端最小化”。

一、PBL教學(xué)方法總結(jié)

PBL教學(xué)法于1969年由美國(guó)的神經(jīng)病學(xué)教授Barrows首創(chuàng)，是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主提出問題、分析問題和解決問題。為了提高教學(xué)質(zhì)量，筆者在本科臨床專業(yè)大二學(xué)生的生物化學(xué)教學(xué)中，首先選取了“維生素與微量元素”這一章節(jié)開展PBL教學(xué)法，結(jié)合實(shí)際病例進(jìn)行教學(xué)，取得了一定教學(xué)效果，但也發(fā)現(xiàn)了弊端。

首先，教師圍繞教學(xué)內(nèi)容精心設(shè)計(jì)有關(guān)的問題，學(xué)生帶著問題自行查找資料看書思考，極大地改善了以往教師“滿堂灌”的教學(xué)模式，每個(gè)學(xué)生都需要參與到學(xué)習(xí)中，一起思考討論，有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。通過本次的PBL教學(xué)，筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)生基本都能積極主動(dòng)地參與到課堂中來，或提問或討論，甚至有的還需對(duì)一個(gè)問題進(jìn)行辯論，課堂氣氛活躍，大大改觀了以往死水一潭的課堂。但由于是首次采用PBL教學(xué)，討論的又是一些與臨床病例有關(guān)的問題，而且針對(duì)的是還沒有開始系統(tǒng)學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的大二學(xué)生，要求學(xué)生查找資料解決問題的難度大。通過課后調(diào)查反饋的信息來看，在開展PBL教學(xué)時(shí)，學(xué)生需要花費(fèi)更多的時(shí)間和精力查找資料和自學(xué)總結(jié)。同時(shí)，學(xué)生必須面對(duì)其他學(xué)科的學(xué)習(xí)壓力，難免顧此失彼，不能面面俱到，這也是開展PBL教學(xué)后學(xué)習(xí)效果未能達(dá)到預(yù)期的一個(gè)最主要的原因。

二、TBL與PBL相結(jié)合的教學(xué)設(shè)計(jì)

為了能改變這一現(xiàn)象，筆者在本科臨床專業(yè)平行班中嘗試PBL與TBL相結(jié)合的教學(xué)方法。TBL教學(xué)法是20世紀(jì)70年代末由美國(guó)Oklahoma大學(xué)Michaelsen等正式提出的一種以團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ)的教學(xué)方法，它強(qiáng)調(diào)促進(jìn)學(xué)習(xí)者團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，注重人的創(chuàng)造性、靈活性的培養(yǎng)。

在此教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生可自由組合，每組5～6人，選出組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)方案，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)組員任務(wù)。小組成員利用課余的時(shí)間查閱和整理資料，并制作講解課件。課堂上由每組的代表發(fā)言，闡明本組觀點(diǎn)，在此過程中其他學(xué)生可對(duì)此組成員提出問題，由該組成員共同回答。在學(xué)生討論過程中，教師則起到引導(dǎo)作用，并根據(jù)學(xué)生討論情況了解其學(xué)習(xí)情況，制訂進(jìn)一步的教學(xué)計(jì)劃，這對(duì)于教師也是一個(gè)更高的要求。

這次的教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生能夠較之前更好地完成課程任務(wù)。一方面，通過各種渠道搜集整理了較為完善的學(xué)習(xí)資料，學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)能力得到了培養(yǎng)，學(xué)習(xí)效果也優(yōu)于以往，成績(jī)有了明顯的提高;另一方面，通過相互合作，學(xué)生之間協(xié)作的能力和自我表達(dá)能力也得到了提高。

三、總結(jié)和體會(huì)

實(shí)行教學(xué)改革是時(shí)展的必然，在眾多教學(xué)方法突現(xiàn)的醫(yī)學(xué)院校中，PBL與TBL相結(jié)合的教學(xué)法不僅順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，還可調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，同時(shí)提高教師對(duì)相關(guān)學(xué)科之間的理解。通過自主學(xué)習(xí)，學(xué)生能更好地將基礎(chǔ)知識(shí)與臨床知識(shí)結(jié)合起來，將理論與實(shí)際聯(lián)系起來，為今后臨床專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

總之，隨著學(xué)科分化更細(xì)且學(xué)科間交叉增多，TBL與PBL教學(xué)法相結(jié)合以后在教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)更加明顯，必將成為一種更高效的教學(xué)模式。

參考文獻(xiàn)：

第5篇

點(diǎn)擊化學(xué)法主要由諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者Sharpless于2001年提出，其以組合化學(xué)為基礎(chǔ)，經(jīng)過一系列革命性變化的合成方法，為一種新型的快速合成大量化合物方法。由于其具備反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物收率高、高度選擇性、產(chǎn)物速率快、產(chǎn)物易分離等優(yōu)點(diǎn)，使得其在各種用途的生物醫(yī)用領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，并為其提供較多便利，逐漸受到國(guó)內(nèi)、國(guó)外科學(xué)家的關(guān)注。為更加深入地了解點(diǎn)擊化學(xué)法在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用效果，現(xiàn)綜述如下。

1 點(diǎn)擊化學(xué)概述

點(diǎn)擊化學(xué)被稱作鏈接化學(xué)、動(dòng)態(tài)組合化學(xué)，屬于一個(gè)模塊合成概念，為一種選用易得原料，經(jīng)過可靠性、模塊化、高選擇性、高效率的化學(xué)轉(zhuǎn)變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)碳雜原子連接（C-S-C），通過應(yīng)用低成本快速合成各類新化合物組合化學(xué)方法，突破傳統(tǒng)有機(jī)合成，為目前化學(xué)領(lǐng)域發(fā)展較顯著的一個(gè)趨勢(shì)。

點(diǎn)擊化學(xué)具備的優(yōu)異特征可使應(yīng)用“分子裁剪”手段模塊組合成復(fù)雜化合物，主要包括樹枝狀分子、星形聚合物、梳形聚合物、糖類衍生物及蛋白質(zhì)及生物雜化物等生物醫(yī)學(xué)材料。

2 點(diǎn)擊化學(xué)法及其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用至合成基因載體領(lǐng)域

研究指出，臨床已將點(diǎn)擊化學(xué)法應(yīng)用到合成基因載體領(lǐng)域中，且在高轉(zhuǎn)染效率與低細(xì)胞毒性的基因載體中已經(jīng)獲得一定進(jìn)展。應(yīng)用電極化學(xué)反應(yīng)合成法，主要將聚天冬酰胺作為基礎(chǔ)，成分主要以含有雙硫鍵聚乙烯亞胺衍生物P為主，并以其為載體，作為非病毒基因載體的研究。研究時(shí)，使用已合成的疊氮管能化聚合含有雙硫鍵作為載體，單炔終止予聚乙烯亞胺；點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)合成后，主鏈為聚天冬酰胺，側(cè)鏈為聚亞胺作，有研究顯示，PXSS-PEIs可和質(zhì)粒DNA與濃縮DNA互相結(jié)合，之后形成納米粒子。還有體外試驗(yàn)研究表明，高分子刷被降解后，不僅具備低細(xì)胞毒性，而且具備轉(zhuǎn)染活性，表明在基因載體領(lǐng)域中，這種還原可降解分子刷發(fā)揮著潛在作用。

2.2 應(yīng)用至藥物釋放載體領(lǐng)域

藥物載體不僅在藥物釋放體系中發(fā)揮著重要作用，而且還對(duì)藥效產(chǎn)生決定性作用。點(diǎn)擊化學(xué)法以其獨(dú)特性被制備藥物釋放載體領(lǐng)域的科學(xué)家所重視。臨床研究指出，通過合成一種疊氮修飾嵌段共聚物，阿霉素-葡萄糖酸酸前體藥物與人類β-葡萄糖醛酸酶結(jié)合后可互相產(chǎn)生作用，加快惡性腫瘤細(xì)胞增長(zhǎng)。

與預(yù)先經(jīng)疊氮修飾的嵌段共聚物結(jié)合后，兩者之間耦合率約為95%。結(jié)合后的藥物嵌段共聚物會(huì)自發(fā)性形成膠束，具備單分散、形態(tài)小的特點(diǎn)。將其放置到37℃環(huán)境及存在β-葡萄糖醛酸鎂的環(huán)境下，經(jīng)過5d后，約會(huì)釋放出40%的藥物。置于無酶環(huán)境下，則膠束內(nèi)藥物釋放率不足5%。通過進(jìn)一步探討，結(jié)果顯示膠束載體不會(huì)給細(xì)胞產(chǎn)生毒性，在酶相應(yīng)性癌癥治療領(lǐng)域內(nèi)該一基因運(yùn)輸載體具有潛在性應(yīng)用。

2.3 應(yīng)用至熒光標(biāo)記領(lǐng)域中

在醫(yī)療檢測(cè)、藥物探測(cè)及生物技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，生化分析物熒光標(biāo)記技術(shù)為一種主導(dǎo)分析法，主要具備主導(dǎo)作用。報(bào)道指出，進(jìn)行點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)主要對(duì)3-疊氮香豆素的聚乙二醇和炔基修飾的牛血清白蛋白應(yīng)用端基。經(jīng)過分析后，首先可將其合成一系列端基，主要為3-疊氮香豆素聚乙二醇，蛋白質(zhì)模型主要應(yīng)用炔基修飾的牛血清白蛋白，應(yīng)用點(diǎn)擊化學(xué)法發(fā)生反應(yīng)之后，即可標(biāo)記蛋白質(zhì)原位熒光。將熒光基團(tuán)接入，使用體積排阻色譜，可準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)乙二醇和牛血清白蛋白反應(yīng)程度。

還有研究指出，對(duì)細(xì)胞熒光進(jìn)行檢測(cè)時(shí)應(yīng)用新型免疫熒光標(biāo)記法，最終可合成兩種化合物，其中一種化合物為6-疊氮-乙酸琥珀酰亞胺活性酯；另一種化合物為4-乙炔基-N-乙基-1，8-萘酰亞胺。經(jīng)過點(diǎn)擊化學(xué)熒光顯色反應(yīng)后，可形成一種新型免疫分析法，在細(xì)胞水平方面，表明同時(shí)使用該種方法、傳統(tǒng)抗體標(biāo)記技術(shù)及生物素-鏈霉親和素免疫熒光檢測(cè)系統(tǒng)，信號(hào)不會(huì)互相干擾且檢測(cè)靈敏度相同，在未來免疫研究中，其具備廣闊的發(fā)展?jié)摿蛷V泛的應(yīng)用前景。

2.4 應(yīng)用至藥物設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)

在生物科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，點(diǎn)擊化學(xué)在其中應(yīng)用領(lǐng)域較廣泛。有研究指出，通過應(yīng)用原位點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)，使用高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，能夠找到一種合成乙酰膽堿酯酶抑制劑方法。經(jīng)過分析后，能夠?qū)B氮和炔構(gòu)建塊乙酰膽堿酯酶孵育液，快速找到4個(gè)乙酰膽堿酯酶誘導(dǎo)疊氮和炔構(gòu)建塊形成環(huán)加成反應(yīng)產(chǎn)物，經(jīng)過進(jìn)一步研究證實(shí)，以上4種產(chǎn)物具備較強(qiáng)的乙酰膽堿酯酶抑制活性。

3 展望

第6篇

>> 互文性理論與漢英翻譯教學(xué) 互動(dòng)式教學(xué)模式在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用 無機(jī)化學(xué)雙語(yǔ)教學(xué)中的難題 小學(xué)語(yǔ)文閱讀和寫作的依互關(guān)系探討 多媒體技術(shù)在中醫(yī)藥院校無機(jī)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究 在藥學(xué)專業(yè)無機(jī)化學(xué)教學(xué)中滲透生物無機(jī)化學(xué)的思考 應(yīng)用生物無機(jī)化學(xué)研究探討 雙向知識(shí)流動(dòng)：校企聯(lián)盟互依平衡的基礎(chǔ) 漢英雙語(yǔ)平行語(yǔ)料庫(kù)在高職英語(yǔ)教學(xué)中的應(yīng)用研究 “自探互教模式”在生物課堂教學(xué)中的應(yīng)用 生物無機(jī)化學(xué)課程教學(xué)中的一些探索與嘗試 無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的實(shí)踐研究 無機(jī)化學(xué)教學(xué)中綠色化學(xué)教育的研究 實(shí)驗(yàn)引領(lǐng)教學(xué)模式在職教無機(jī)化學(xué)課程中的運(yùn)用 無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中綠色環(huán)保模式的探索與實(shí)踐 無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)模式探索 大一無機(jī)化學(xué)雙語(yǔ)課程教學(xué)中的問題與教學(xué)方法探索 “多媒體教學(xué)”在無機(jī)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探討 無機(jī)化學(xué)教學(xué)中PBL教學(xué)法的應(yīng)用 試論多媒體在高校無機(jī)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：，2012.

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第7篇

關(guān)鍵詞: 石墨烯；生物傳感器；靶向給藥

中圖分類號(hào):TQ 127.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1672-8513(2011)05-0327-06

Functional Grarhene: A Novel Plateform for Biomedical Applications

YANG Wenrong1，2

（1. Australian Centre for Microscopy & Microanalysis, The University of Sydney, NSW 2006, Australia；2. School of Life and Environmental Sciences, Deakin University,Geelong, Victoria 3217, Australia）

Abstract: Atomically two dimensional thin sheets of carbon known as “graphene” have captured the imagination of much of the scientific world since it was discovered in 2004. The graphene and its related materials have come to the forefront of research in biomedical research due to their unique electronic structures and properties, bolstered by other intriguing properties. This paper summarizes some applications of graphene in the field of biosensors and the targeted drug delivery systems.

Key words: graphene；biosensor；targeted drug delivery

石墨烯為碳單質(zhì)材料，其結(jié)構(gòu)由一層密集的、包裹在蜂巢晶體點(diǎn)陣上的碳原子以sp2雜化連接而成的單原子層組成，具有超大的比表面積，兩面都可以通過共價(jià)、非共價(jià)作用與生物分子、高分子［1-2］及有機(jī)藥物分子結(jié)合［3］，從而對(duì)外嫁接其它分子，并因此擁有超高的電荷負(fù)荷量.由于這些獨(dú)特的性質(zhì)，石墨烯在生物傳感［4］及藥物遞送方面具有極高的研究開發(fā)價(jià)值［5］.本文重點(diǎn)介紹了近5年來石墨烯在這2個(gè)方面的應(yīng)用情況.

1 石墨烯簡(jiǎn)介

1.1 石墨烯簡(jiǎn)史

作為碳材料，金剛石和石墨這2種三維結(jié)構(gòu)為人們所熟知.1985年，美國(guó)和英國(guó)的3位科學(xué)家Kroto、Smalley和Curl率先發(fā)現(xiàn) 了C60［6］.C60是由60 個(gè)碳原子組成20 個(gè)六邊形和12個(gè)五邊形構(gòu)成的足球狀碳單質(zhì)，又稱為富勒烯，屬于零維結(jié)構(gòu)碳材料 （圖1）.1991年，日本科學(xué)家Sumio Iijima使用石墨電弧放電法來制備富勒烯，當(dāng)他用高分辨透射電子顯微鏡觀察產(chǎn)物時(shí)意外地發(fā)現(xiàn)了一種管狀的碳單質(zhì)――碳納米管［7］.碳納米管的出現(xiàn)再一次將碳材料的維度擴(kuò)展到一維空間.當(dāng)零維、一維和三維的碳材料被成功發(fā)現(xiàn)及合成后，人們開始關(guān)注二維晶體碳材料.關(guān)于準(zhǔn)二維晶體――1個(gè)原子層厚度的晶體的存在性，科學(xué)界一直存在爭(zhēng)論.早在1934年P(guān)eierls等認(rèn)為準(zhǔn)二維晶體材料由于其本身的熱力學(xué)不穩(wěn)定性，在室溫環(huán)境下，會(huì)迅速分解或拆解.但是人們對(duì)二維晶體材料的探索與研究一直沒有放棄.2004年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的物理學(xué)教授Geim及Novoselov博士領(lǐng)導(dǎo)下的研究小組用一種極為簡(jiǎn)單的膠帶紙剝離方法觀測(cè)到了單層石墨晶體即石墨烯，并研究了其獨(dú)特的電學(xué)性質(zhì)［8］,引起了科學(xué)界新一輪的先進(jìn)“碳”材料的研究熱潮，他們也因此榮獲2010諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).

1.2 石墨烯的制備方法

目前，研究人員發(fā)現(xiàn)可以有多種方法制備石墨烯（圖2），其主要方法有機(jī)械方法和化學(xué)方法2大類.機(jī)械方法包括微機(jī)械分離法、取向附生法和加熱SiC方法等 ；化學(xué)方法包括化學(xué)還原法與化學(xué)解離法等.

微機(jī)械分離法是最普通分離法，直接將石墨烯薄片從較大的晶體上剪裁下來.2004年Novoselov等用的膠帶紙剝離就屬于這種制備方法.該法制備的單層石墨烯可以在外界環(huán)境下穩(wěn)定存在.取向附生法又稱晶膜生長(zhǎng)法或化學(xué)氣相沉積(CVD)，是利用生長(zhǎng)基質(zhì)原子結(jié)構(gòu)“種”出石墨烯［9］.該法首先讓碳原子在1000℃高溫下滲入釕，然后逐步冷卻，冷卻到850℃后,之前吸收的大量碳原子就會(huì)浮到釕表面，鏡片形狀的單層碳原子布滿了整個(gè)基質(zhì)表面，最終長(zhǎng)成完整的一層石墨烯.除了釕外，也可以用其它金屬作為基底生長(zhǎng)石墨烯［10-11］.加熱 SiC法是通過加熱單晶6H-SiC脫除Si，在單晶(0001) 面上分解出石墨烯片層［12］.具體過程是：將經(jīng)氧氣或氫氣刻蝕處理得到的樣品在高真空下通過電子轟擊加熱除去氧化物.用俄歇電子能譜確定表面的氧化物完全被移除后，將樣品加熱使之溫度升高至1400℃左右后恒溫一段時(shí)間，從而形成極薄的石墨層.采用該方法可以獲得大面積的單層石墨烯, 并且質(zhì)量較高.然而由于 單晶SiC的價(jià)格昂貴,生長(zhǎng)條件苛刻,并且生長(zhǎng)出來的石墨烯難于轉(zhuǎn)移,因此該方法制備的石墨烯主要用于以SiC 為襯底的石墨烯器件的研究.

化學(xué)還原法是將氧化石墨與水以一定比例混合， 用超聲波振蕩至溶液清晰無顆粒狀物質(zhì)，加入適量水合肼在100℃回流一段時(shí)間，產(chǎn)生黑色顆粒狀沉淀，過濾、烘干即得石墨烯.Ruoff 研究組利用化學(xué)分散法制得厚度為1 nm左右的石墨烯［13］.化學(xué)解離法是將氧化石墨通過熱還原的方法制備石墨烯的方法，氧化石墨層間的含氧官能團(tuán)在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)，迅速放出氣體，使得氧化石墨層被還原的同時(shí)解離開，得到石墨烯.這是一種非常有用的制備石墨烯的方法［14］.

1.3 石墨烯的表征

石墨烯的形貌可以通過光學(xué)顯微鏡、原子力顯微鏡、高清晰掃描電鏡、透射電鏡及拉曼光譜進(jìn)行表征［15］ （圖3）.在使用光學(xué)顯微鏡時(shí)， 石墨烯只有當(dāng)沉積在具有特定厚度氧化層的單晶硅片上時(shí)，才能被光學(xué)顯微鏡捕獲.研究發(fā)現(xiàn)，由于石墨烯和襯底對(duì)光線產(chǎn)生干涉，不同層數(shù)的石墨烯會(huì)顯示出特有的顏色和對(duì)比度.原子力顯微鏡（Atomic Force Microscopy，AFM）通過檢測(cè)樣品表面和一個(gè)微型力敏感元件 (探針)之間的作用力來研究物質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，是觀測(cè)石墨烯最有效工具之一，在觀察石墨烯表面形貌、鑒定石墨烯層數(shù)和厚度的過程中發(fā)揮了重大作用.單層石墨烯原子層厚度約為0.34nm，考慮表面吸附雜質(zhì)，實(shí)際厚度約為0.5~1nm.在原子力顯微鏡下可測(cè)量石墨烯的厚度，由此可推算出石墨烯的層數(shù).透射電子顯微鏡（Transmission Electron Microscopy，TEM）采用透過樣品的電子束成像.掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscopy，SEM）采用電子束在樣品表面掃描激發(fā)二次電子成像.通過TEM 和SEM 可直接觀測(cè)石墨烯的表面和層片結(jié)構(gòu).例如，從SEM 圖像可知石墨烯的二維平面是否光滑平整，是否存在褶皺.通過TEM圖像，可以直觀判斷出石墨烯的層數(shù).另外，通過電子衍射圖像可以準(zhǔn)確判斷石墨烯的六邊形排列平面結(jié)構(gòu)以及單層特性.拉曼光譜（Raman Spectroscopy）在研究和表征石墨材料的歷史上曾發(fā)揮了重要的作用.石墨晶體一旦被剝離為單碳層石墨烯，其電子結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯的變化，通過拉曼光譜可以清楚觀測(cè)到其在1580cm-1的G峰和2700cm-1附近D峰的差別.5層以下的石墨層可以用拉曼光譜進(jìn)行判定,尤其是可以利用D峰區(qū)分單層石墨烯片和多層石墨烯片.在過去40 年內(nèi)被廣泛用于檢測(cè)熱解石墨、碳纖維、玻璃碳、瀝青基石墨泡沫、納米石墨帶、富勒烯、碳納米管和石墨烯.目前，拉曼光譜主要作為一種無損檢測(cè)手段，對(duì)石墨層數(shù)和缺陷進(jìn)行鑒別.

1.3 石墨烯的特性

石墨烯之所以能引起科學(xué)家們巨大的研究熱情，首先是因?yàn)樗哂谐５碾妼W(xué)性質(zhì)，如通常材料的電學(xué)性質(zhì)，由具有有限的有效質(zhì)量且遵從薛定鍔（Schrodinger）方程的非相對(duì)論電子描述，而對(duì)單層石墨烯的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)其中的電子輸運(yùn)由狄拉克方程來確定.還有，通常導(dǎo)體在沒有巡游電子的時(shí)候，就會(huì)失去其導(dǎo)電性.然而研究發(fā)現(xiàn)即使在單層石墨薄片中，沒有巡游電子，依舊存在一個(gè)最低導(dǎo)電率.同時(shí)，石墨烯具有的場(chǎng)效應(yīng)特性、超高比表面特性、高強(qiáng)度特性（被認(rèn)為強(qiáng)度超過金剛石）、儲(chǔ)氫特性、催化特性、生物傳感特性以及

越來越多正在被揭示的特性和被預(yù)測(cè)的潛在應(yīng)用吸引著全世界的科學(xué)家們［16］.在未來幾年內(nèi)，石墨烯將在特殊傳感器、高性能復(fù)合材料、催化劑、高性能電池、顯示器材料領(lǐng)域得到突破性的應(yīng)用進(jìn)展.石墨烯分解可以變成零維的富勒烯，卷曲可以形成一維的碳納米管，疊加可以形成三維的石墨，這些功能都為石墨烯的深入應(yīng)用提供了廣闊領(lǐng)域.

2 石墨烯在生物傳感器上的應(yīng)用

由于石墨烯每個(gè)原子都在表面上，對(duì)外界分子的光響應(yīng)與電響應(yīng)極其靈敏，同時(shí)，嵌入生物傳感器界面的石墨烯可增大電極的有效表面積，為石墨烯生物傳感器的研發(fā)提供了非常有利的基礎(chǔ).

2.1 單分子檢測(cè)器

納米尺寸的功能顆粒能夠在單位面積上固定大量的生物分子，形成高效的生物傳感器或生物質(zhì)催化劑.這些材料具有最佳的傳感器性能，而且成本低廉.與目前電子器件中使用的硅及金屬材料不同，石墨烯減小到納米尺度甚至單個(gè)苯環(huán)時(shí)同樣保持很好的穩(wěn)定性和電學(xué)性能，使其應(yīng)用于探索單電子器件成為可能.Schedin等人首先將石墨烯制作成為單分子檢測(cè)器來檢測(cè)NO2［17］.

2.2 基于熒光淬滅作用的生物傳感器

氧化石墨烯具誘導(dǎo)淬滅熒光的性質(zhì)，這種性質(zhì)是由于其不均一的化學(xué)結(jié)構(gòu)及電子性質(zhì).發(fā)揮熒光淬滅作用的是氧化石墨烯中sp2雜化的晶域，因此還原后的氧化石墨烯的淬滅效果可以大幅度提高.研究表明，這種熒光淬滅效應(yīng)源于氧化石墨烯與熒光物質(zhì)間的熒光共振能量轉(zhuǎn)移，與氧化石墨烯結(jié)合后的熒光物質(zhì)將喪失熒光效應(yīng)，利用此性質(zhì)可以研發(fā)出一系列分子生物傳感器.陳國(guó)南研究組通過標(biāo)記熒光染料的單鏈DNA 吸附于氧化石墨烯上制備出一種復(fù)合物用于目標(biāo)單鏈DNA 的檢測(cè)［18］（圖5）.氧化石墨烯對(duì)熒光標(biāo)記的ss-DNA 具有熒光淬滅作用.目標(biāo)ss-DNA通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則與熒光標(biāo)記的單鏈DNA特異結(jié)合形成雙螺旋，改變分子在氧化石墨烯片上的構(gòu)象，從而使得熒光恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)單鏈DNA的高靈敏的選擇性檢測(cè).該方法利用堿基互補(bǔ)配對(duì)原則檢測(cè)目標(biāo)ssDNA，具有高度的選擇性，擁有潛在的實(shí)用價(jià)值.

Cyclin A2是細(xì)胞周期蛋白(Cyclin)家族的一員，它對(duì)于細(xì)胞復(fù)制及翻譯的啟動(dòng)和細(xì)胞周期調(diào)節(jié)起著關(guān)鍵的作用，另外，Cyclin A2在很多類型的癌癥中都能表達(dá)，它已成為早期癌癥的預(yù)警指標(biāo)和抗癌靶點(diǎn).因此，發(fā)展一種可以簡(jiǎn)便、靈敏及高選擇性檢測(cè)Cyclin A2的方法對(duì)于早期癌癥的診斷預(yù)測(cè)及治療具有重要意義.但是，由于大多數(shù)的肽與蛋白結(jié)合而不能產(chǎn)生一個(gè)容易測(cè)量的輸出信號(hào)，這嚴(yán)重阻礙了肽作為檢測(cè)探針對(duì)蛋白的均相檢測(cè).現(xiàn)在，大多數(shù)均相檢測(cè)蛋白的方法都是基于蛋白-抗體之間的相互作用，嚴(yán)重限制了這種方法的推廣使用.曲曉剛課題組使用熒光標(biāo)記的p21 (WAF-1)衍生的Cyclin A2結(jié)合序列，并借助于氧化石墨烯或者單壁碳納米管超強(qiáng)的熒光淬滅能力，發(fā)展了一種簡(jiǎn)便的、高靈敏和選擇性的信號(hào)增強(qiáng)的熒光方法來檢測(cè)早期癌癥的預(yù)警指標(biāo)Cyclin A2［20］.他們通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于Cyclin A2的檢測(cè)，氧化石墨烯（GO）比單壁碳納米管（SWNTs）更具優(yōu)越性.用GO得到的直接檢測(cè)限為0.5 nm，比用SWNTs優(yōu)異10倍；由于其是基于熒光增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的，所以可以用多孔板進(jìn)行高通量的篩選.這種方法也可通過改變相應(yīng)的肽探針擴(kuò)展到其它的非酶蛋白的檢測(cè).通過使用不同染料標(biāo)記的多個(gè)寡聚肽識(shí)別探針，可實(shí)現(xiàn)蛋白的多元檢測(cè).

2.3 其他功能性傳感器

哈佛大學(xué)和美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員研究發(fā)現(xiàn)石墨烯――僅1個(gè)原子厚度的非晶體碳復(fù)合薄膜有可能制成人工膜用于DNA測(cè)序［19-20］.研究人員在石墨烯上鉆出納米孔，通過檢測(cè)孔隙的離子交換證實(shí)長(zhǎng)DNA分子能像線穿過針眼一樣地通過石墨烯納米孔.石墨烯上的納米孔是一個(gè)小到足以分辨2個(gè)近鄰核苷堿基對(duì)的納米孔，當(dāng)DNA鏈通過納米孔時(shí)，就可對(duì)核苷堿基對(duì)進(jìn)行鑒定.目前利用納米孔進(jìn)行測(cè)序仍存在一些困難，包括控制DNA穿過納米孔的速度，如果這些技術(shù)難題被攻克，納米孔測(cè)序?qū)⒊蔀榉浅Ａ畠r(jià)和快速的DNA測(cè)序方法，并有可能推動(dòng)個(gè)體化的衛(wèi)生保健于預(yù)防.

董紹俊課題組利用化學(xué)法，通過血紅素與石墨烯之間π-π相互作用合成了血紅素功能化的石墨烯納米雜化材料(H-GNs)［21］.這種新的納米材料在水溶液中具有很好的穩(wěn)定性，并且具有血紅素和石墨烯的優(yōu)良特質(zhì).石墨烯表面上附著的血紅素使得H-GNs具有過氧化氫酶的性質(zhì)，能夠催化過氧化氫氧化過氧化氫酶底物的反應(yīng)；H-GNs在水溶液中的分散符合2D的Schulze-Hardy規(guī)則，當(dāng)電解質(zhì)的濃度超過臨界聚沉濃度后，H-GNs溶液就會(huì)由于電荷屏蔽效應(yīng)發(fā)生聚集；單鏈DNA（ss-DNA）和雙鏈DNA（ds-DNA）與H-GNs之間的親和力不同，可以在最佳鹽濃度下利用H-GNs的不同聚集狀態(tài)區(qū)分ss-DNA和ds-DNA.

3 藥物的靶向遞送

石墨烯為單原子層結(jié)構(gòu)，具有超大的比表面積，其兩面都可以于對(duì)外嫁接其它分子，例如它可以通過共價(jià)、非共價(jià)作用與高分子及藥物結(jié)合，因此擁有超高的藥物負(fù)荷量.它可通過較強(qiáng)的物理吸附作用與芳香環(huán)類藥物非共價(jià)結(jié)合，遞送一些難溶性藥物［3］（圖6），尤其是一些抗癌藥，這對(duì)于大部分非水溶性藥物的體內(nèi)遞送具有重要的意義.另外，氧化石墨烯為親水性物質(zhì)，具有較好的生物相容性.有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在細(xì)胞水平氧化石墨烯是一種相當(dāng)安全的材料，沒有明顯的細(xì)胞毒作用，因此氧化石墨烯作為藥物靶向輸送的載體最近受到科研人員的高度重視.

戴宏杰課題組首先研發(fā)了星狀聚乙二醇(Polyethylene glycol, PEG)功能化的納米級(jí)氧化石墨烯（NGO-PEG）［5］，增強(qiáng)了氧化石墨烯在鹽溶液和胞漿中的溶解性和穩(wěn)定性.研究表明，只有當(dāng)細(xì)胞在極高濃度的NGO-PEG溶液中時(shí)，其生存能力才會(huì)出現(xiàn)輕度下降.在此復(fù)合物的基礎(chǔ)上，他們引入了B 細(xì)胞單克隆抗體(Rituxan)生成NGO-PEG-Rituxan，增強(qiáng)了靶向性，使其能特定作用于CD20+的癌細(xì)胞.NGO-PEG-Rituxan 溶液中通過π-π堆積作用將阿霉素負(fù)載到NGO上， 生成NGO-PEG-Rituxan/DOX復(fù)合物 .腫瘤細(xì)胞外的組織為酸性，NGO-PEG-Rituxan/DOX 在此酸性微環(huán)境中可緩慢釋放出阿霉素，從而發(fā)揮抗癌作用.該方法利用了抗原抗體特異結(jié)合的原理，加強(qiáng)了阿霉素遞送的靶向作用，提高了藥物作用部位的選擇性，具有非常重要的臨床應(yīng)用價(jià)值.

張智軍研究組首先報(bào)道了將氧化石墨烯用于多種抗癌藥的混合轉(zhuǎn)運(yùn)［22］，從而增加了其抗癌活性，降低了癌細(xì)胞耐藥性的產(chǎn)生.他們將功能化氧化石墨烯通過π-π 堆積和疏水作用， 依次與喜樹堿(Camptothecin, CPT, DNA 拓?fù)洚悩?gòu)酶Ι 抑制劑)、阿霉素(DOX, DNA 拓?fù)洚悩?gòu)酶ΙΙ 抑制劑) 相互結(jié)合， 生成復(fù)合物.在腫瘤組織細(xì)胞外酸性微環(huán)境中，DOX 和CPT 轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性，溶于組織液中.復(fù)合物可通過受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)吞作用，將抗癌藥轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi)，從而發(fā)揮毒性作用.抗癌藥的聯(lián)合運(yùn)用降低了癌細(xì)胞耐藥性的產(chǎn)生，增強(qiáng)了藥物的抗癌活性，提高了臨床療效，與單個(gè)藥物的靶向轉(zhuǎn)運(yùn)相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì).最近同一課題組研究了氧化石墨烯用于siRNA與化學(xué)藥物貫序輸運(yùn)及其協(xié)同抗癌作用［24］.他們將陽(yáng)離子聚合物聚乙烯亞胺（PEI）與氧化石墨烯（GO）共價(jià)交聯(lián)，制備出帶正電的PEI-GO復(fù)合物，其可以通過靜電作用將siRNA裝載到PEI-GO上.研究表明，PEI-GO納米載體輸運(yùn)對(duì)Bcl-2靶標(biāo)的siRNA進(jìn)入HeLa細(xì)胞后，產(chǎn)生的基因沉默效果明顯高于PEI 25K，但細(xì)胞毒性卻低于后者.在此基礎(chǔ)上，他們進(jìn)一步研究了該體系用于siRNA 和抗腫瘤藥物阿霉素的貫序輸運(yùn).結(jié)果發(fā)現(xiàn)，貫序輸運(yùn)對(duì)Bcl-2靶標(biāo)的siRNA與阿霉素對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用是對(duì)照組（scrambled-siRNA和阿霉素）的2.6倍，表現(xiàn)出明顯的協(xié)同抗癌效應(yīng).

4 結(jié)語(yǔ)與展望

石墨烯及其衍生物由于其獨(dú)特二維結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的物理化學(xué)性能、制備方法多樣化，成本低廉，適于規(guī)?；苽涞忍攸c(diǎn)，自2004年它被發(fā)現(xiàn)以來，在短短幾年的時(shí)間內(nèi)相關(guān)研究就取得了很大的進(jìn)展.目前，石墨烯優(yōu)缺點(diǎn)并存，如何大規(guī)模制備結(jié)構(gòu)完整、尺寸和層數(shù)可控的高質(zhì)量石墨烯依然是值得繼續(xù)研究和探討的課題.新的化學(xué)修飾方法、共價(jià)鍵合與非共價(jià)鍵合到石墨烯表面上的有機(jī)高分子及生物分子可控［24］石墨烯及其衍生物的作為獨(dú)特的軟物質(zhì)的研究及開發(fā)還需要進(jìn)一步深入研究.摻雜的石墨烯的制備和分子水平功能修飾，基于功能化的石墨烯在生物傳感，新型核酸/藥物輸運(yùn)體系以及在腫瘤等重大疾病診斷與治療中更具有潛在的應(yīng)用前景［25］.總之，石墨烯其功能材料在生物醫(yī)學(xué)的探索方興未艾，是非常有實(shí)用價(jià)值的先進(jìn)碳材料.

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收稿日期:2011-05-06.

第8篇

關(guān)鍵詞 仿真動(dòng)畫；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；病原生物與免疫學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2016）03-0150-02

1 引言

病原生物與免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)是病原生物與免疫學(xué)課程的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、科研能力、實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。高職院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革是整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的核心內(nèi)容之一。因此，在病原生物與免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中融入仿真動(dòng)畫，利用仿真動(dòng)畫有利于教師有序地組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，也便于學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)和掌握實(shí)驗(yàn)操作技能。只有充分發(fā)揮多媒體技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行病原生物與免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最優(yōu)化和高效性。

本文主要介紹了在病原生物與免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中融入仿真動(dòng)畫的教學(xué)方法、教學(xué)手段，闡述了運(yùn)用仿真動(dòng)畫進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的作用，分析了模擬仿真動(dòng)畫在病原生物與免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用效果。

2 模擬仿真動(dòng)畫在高職實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用

促進(jìn)改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，適應(yīng)信息時(shí)代潮流 深化教育教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，是教育一個(gè)永恒的主題。醫(yī)學(xué)高職高專學(xué)校在中國(guó)醫(yī)療環(huán)境迅猛發(fā)展的形勢(shì)下，擔(dān)負(fù)著為國(guó)家培養(yǎng)高級(jí)醫(yī)學(xué)技能型創(chuàng)新人才的重任。同時(shí)，隨著網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)和教學(xué)模式難以適應(yīng)信息社會(huì)的要求，必須通過改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段，在病原生物與免疫學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)過程中改革教學(xué)思路，逐步培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的思維方法、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，教學(xué)中更要突出“以學(xué)習(xí)者為中心”，將多媒體技術(shù)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，使學(xué)生盡快了解和適應(yīng)醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的積累性、探索性和創(chuàng)新性；培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、分析信息、處理信息和利用信息的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，以計(jì)算機(jī)為核心的信息技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域的全面運(yùn)用，必將導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方法和教學(xué)模式的深刻變革[1]。本課題組教師以“培養(yǎng)高素質(zhì)技能型專門人才”的目標(biāo)為導(dǎo)向，采用以“培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力”為主線的教學(xué)模式，實(shí)踐教學(xué)以常用、實(shí)用、夠用為原則，旨在提高學(xué)生的實(shí)際操作能力和分析、解決問題的能力，全面提高學(xué)生的綜合能力。

利用仿真實(shí)訓(xùn)動(dòng)畫，發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)的作用，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程 利用Flash仿真等多媒體技術(shù)可以動(dòng)態(tài)地展現(xiàn)事件的發(fā)展變化過程，特別是在演示實(shí)驗(yàn)等方面有著傳統(tǒng)教學(xué)不可比擬的優(yōu)勢(shì)。多媒體技術(shù)可以提供人與計(jì)算機(jī)更好的交互，充分發(fā)揮人在學(xué)習(xí)過程中的主動(dòng)性，提高課堂效率[2]。

病原生物與免疫學(xué)基礎(chǔ)是一門醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容復(fù)雜繁多、操作性強(qiáng)，學(xué)生普遍反映實(shí)驗(yàn)內(nèi)容抽象難懂，特別是免疫學(xué)部分――豚鼠過敏性休克實(shí)驗(yàn)。為了給學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)環(huán)境，幫助學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)過程中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，緊緊圍繞本課程的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，使用Flash軟件研制和開發(fā)仿真實(shí)訓(xùn)動(dòng)畫（如豚鼠速發(fā)型過敏反應(yīng)實(shí)驗(yàn)）和部分視頻內(nèi)容，把實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)融入仿真實(shí)訓(xùn)動(dòng)畫之中，設(shè)計(jì)一個(gè)個(gè)生動(dòng)有趣的模擬情境和演示畫面來組織教學(xué)，利用仿真動(dòng)畫活潑多樣、形象生動(dòng)、新奇直觀、圖文并茂、層次結(jié)構(gòu)鮮明、交互性強(qiáng)，極富吸引力的優(yōu)勢(shì)，設(shè)置情境教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，把學(xué)生置身于一個(gè)和諧的教學(xué)情境中，通過情境教學(xué)及播放、虛擬演示實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生突破實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

實(shí)踐表明，這樣可促進(jìn)學(xué)生有效地獲得操作技能，起到了很好的輔助教學(xué)的作用，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，有效地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。本課題組成員2013年11月研制的《〈病原生物與免疫學(xué)基〉仿真實(shí)訓(xùn)課程》多媒體課件獲得第17屆全國(guó)教育教學(xué)信息化大獎(jiǎng)賽高等教育組課件的三等獎(jiǎng)。

利用仿真實(shí)訓(xùn)動(dòng)畫，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)、差異發(fā)展 教學(xué)團(tuán)隊(duì)研制的實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫都設(shè)有實(shí)驗(yàn)材料介紹、實(shí)驗(yàn)操作方法、實(shí)驗(yàn)分步操作方法，讓學(xué)生觀察，擴(kuò)大了學(xué)生的視野，并引導(dǎo)學(xué)生細(xì)心觀察操作要領(lǐng)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，領(lǐng)會(huì)操作的要求和注意事項(xiàng)；動(dòng)畫中設(shè)有暫停、播放、返回等幾個(gè)功能按鈕，并配有實(shí)驗(yàn)演示操作方法的解說，由淺及深、層層遞進(jìn)。學(xué)生只要根據(jù)需要點(diǎn)擊動(dòng)畫中不同功能的按鈕，就可以觀看到實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫內(nèi)容，反復(fù)播放，從而可以進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，激發(fā)學(xué)生的求知欲，活躍學(xué)生的思維，引起學(xué)生的好奇心，使學(xué)生更好地理解和掌握實(shí)驗(yàn)操作方法，也便于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和能力不同的學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和差異發(fā)展。

演示實(shí)驗(yàn)具有“百聞不如一見”的功效，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和探究問題的能力，以及對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的操作技能和嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)素質(zhì)有著極為重要的作用?，F(xiàn)以“細(xì)菌的分布與消毒滅菌”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為例，介紹不銹鋼手提式壓力蒸汽消毒器仿真動(dòng)畫的使用情況。首先點(diǎn)擊不銹鋼手提式壓力蒸汽消毒器的結(jié)構(gòu)部分，可了解消毒鍋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部結(jié)構(gòu)；點(diǎn)擊使用操作方法，可演示消毒鍋的操作流程和注意事項(xiàng)，每一步驟都配有操作方法解說，便于學(xué)生觀察和模仿練習(xí)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中運(yùn)用仿真實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫，學(xué)生對(duì)于這種具體形象、生動(dòng)逼真的教學(xué)形式，往往感覺輕松、有趣和投入，提高了學(xué)習(xí)能力和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，有利于全面提高學(xué)習(xí)質(zhì)量和教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生的綜合素質(zhì)能力得到不斷提高，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。

利用仿真實(shí)訓(xùn)動(dòng)畫，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造思維能力，激活創(chuàng)新意識(shí) 在病原生物與免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用仿真動(dòng)畫，能夠結(jié)合聲音、圖像等帶給學(xué)生視覺、聽覺上的感受，為教學(xué)創(chuàng)設(shè)圖文聲像并茂、動(dòng)靜結(jié)合、聲情融合的虛擬環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的大腦思維和創(chuàng)新意識(shí)，讓學(xué)生“親歷”實(shí)驗(yàn)探究過程。學(xué)生只有在情感、思維、動(dòng)作等方面自主地參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)習(xí)主體性才能體現(xiàn)，才能促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行，使學(xué)生加深理解和掌握實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)。這種教學(xué)模式適合高職高專學(xué)生好奇、求趣、求新的年齡特點(diǎn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、豐富的想象力和探究能力。因此，充分利用信息技術(shù)能夠?yàn)榻虒W(xué)提供形象、生動(dòng)的表現(xiàn)效果，化繁為簡(jiǎn)、化難為易，提高教學(xué)速度、節(jié)省講解時(shí)間，騰出時(shí)間讓學(xué)生多操作練習(xí)，顯著提高教學(xué)的實(shí)效性。

3 結(jié)論及教學(xué)效果

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，多媒體技術(shù)已廣泛應(yīng)用到課堂教學(xué)領(lǐng)域，特別是生動(dòng)形象的動(dòng)畫效果，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，極大地幫助學(xué)生理解知識(shí)內(nèi)容，是提高教學(xué)效率、取得良好效果的關(guān)鍵要素[3]。經(jīng)過多年來的實(shí)踐與應(yīng)用，深深體會(huì)到仿真動(dòng)畫作為一種新的教學(xué)方式和教學(xué)手段在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，克服了傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限性，使教學(xué)內(nèi)容更加豐富多彩，改變了枯燥單一的教學(xué)模式，變抽象為具體和形象化，通過不同形式的直觀化方式，提高實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的逼真程度和直觀程度；通過情境教學(xué)及虛擬演示實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)助教、助學(xué)功能，為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源，在教學(xué)中的應(yīng)用效果十分明顯，現(xiàn)代化多媒體教育技術(shù)的廣泛應(yīng)用成為發(fā)展的趨勢(shì)。

用Flash軟件可以將文字、圖像、動(dòng)畫、聲音、視頻集于一體，設(shè)計(jì)出精彩有趣的多媒體課件來模擬演示實(shí)驗(yàn)，擴(kuò)大了學(xué)生的視野，使學(xué)生通過全方位多感官的感知，獲取更多的課堂信息量，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)意識(shí)，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的現(xiàn)代教育教學(xué)要求，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量起著促進(jìn)作用。

將Flash仿真動(dòng)畫應(yīng)用到病原生物與免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比具有明顯優(yōu)勢(shì)。它開拓了一種全新的教學(xué)思路和教學(xué)理念，加快了教學(xué)改革的進(jìn)程，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造性思維，提高了教學(xué)實(shí)效性。此外，作為計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的一種應(yīng)用，它僅僅是傳統(tǒng)教學(xué)模式的補(bǔ)充和改進(jìn)，只有正確應(yīng)用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，才能充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的[4]。

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第9篇

關(guān)鍵詞：生物柴油；離子液體；[Bmim]BF4；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）33-0233-02

一、引言

生物柴油（Biodiesel），即脂肪酸甲酯，是一種含氧清潔燃料，由菜籽油、回收烹飪油、動(dòng)物油等可再生油脂制取加工而成。作為優(yōu)質(zhì)的柴油代用品，屬環(huán)境友好型綠色燃料，具有深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。對(duì)保障石油安全、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)業(yè)和制造業(yè)發(fā)展、提高農(nóng)民收入，產(chǎn)生相當(dāng)重要的積極作用[1]。生物柴油的制備實(shí)驗(yàn)是中國(guó)石油大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院為適應(yīng)社會(huì)需求、培養(yǎng)緊密貼近科研前沿所設(shè)置的一項(xiàng)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)。

目前化學(xué)催化法是應(yīng)用最廣泛的方法，但均相強(qiáng)酸、強(qiáng)堿催化劑的后處理問題，易于造成污染環(huán)境。而非均相負(fù)載型固體堿催化劑存在催化活性較低的缺點(diǎn)[2]。

離子液體（ionic liquid）具有揮發(fā)性低，在較寬的溫度范圍內(nèi)保持液相，且不燃等優(yōu)點(diǎn)，具有明顯的“綠色”環(huán)保性質(zhì)。離子液體的生物柴油合成方法，是采用有烷基咪唑、季銨（磷）鹽等含氮、含磷化合物與金屬或非金屬的鹵化物形成在室溫下呈液態(tài)的離子液體作為催化劑，用來合成生物柴油。該方法的特點(diǎn)就是離子液體既可以作催化劑又可作溶劑，加快反應(yīng)，綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)[3，4]。

對(duì)應(yīng)著本科生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所經(jīng)常提及的研究型、開放型、綜合型這三種教學(xué)類型，具體的如何支持學(xué)生參與科學(xué)研究，如何讓學(xué)生在專業(yè)實(shí)驗(yàn)中盡快地運(yùn)用科研思維來學(xué)習(xí)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)是每一個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作者的重要的工作命題。

教學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行之前，首先安排進(jìn)行大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的幾名學(xué)生進(jìn)行催化劑的制備。采用兩步法合成得到[Bmim]BF4離子液體并運(yùn)用紅外光譜儀進(jìn)行官能團(tuán)分析確定最終目標(biāo)產(chǎn)物。然后將其作為教學(xué)實(shí)驗(yàn)用催化劑用于合成制備生物柴油，并對(duì)制備的生物柴油進(jìn)行了氣相色譜儀的定量和定性分析表征。

二、[Bmim]BF4離子液體的制備

本實(shí)驗(yàn)類型定位為研究型教學(xué)實(shí)驗(yàn)。為此將前沿科學(xué)問題作為教學(xué)內(nèi)容提出，讓學(xué)生進(jìn)行課前文獻(xiàn)查閱并寫出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。課堂進(jìn)行中，實(shí)驗(yàn)老師進(jìn)行合理的引導(dǎo)，最終按照正交試驗(yàn)法這種最優(yōu)化方法科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，以分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、最終多個(gè)實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總。按照建立跨班級(jí)、跨實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)庫(kù)，分析實(shí)驗(yàn)規(guī)律的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。當(dāng)學(xué)生知道自己正在討論和實(shí)踐的內(nèi)容是學(xué)術(shù)前沿或者是熱門研究項(xiàng)目的時(shí)候，并且是有分工、有合作的形式進(jìn)行科研探索，自然而然就能夠激發(fā)起學(xué)習(xí)熱情和研究興趣[5]。

三、離子液體做催化劑制備生物柴油

1.實(shí)驗(yàn)過程。稱取30g大豆油，放入250mL的三口燒瓶中，架上回流冷凝管，置于電熱式磁力攪拌器中。緩慢攪拌升溫至所需溫度，按預(yù)先設(shè)定的反應(yīng)參數(shù)，計(jì)算催化劑用量及甲醇用量，分別滴加到燒瓶中。開始計(jì)時(shí)，同時(shí)恒溫?cái)嚢?，反?yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物溫度降至室溫。在分液漏斗中靜置20min，等分層后，下層為甘油相，上層為反應(yīng)得到的生物柴油。

將分出的甘油相減壓蒸餾，分離的離子液體催化劑用正己烷洗滌，并在70℃下真空干燥3h。離子液體回收后可再次回收重復(fù)使用。

2.正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)過程歸納引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)“正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法”等最優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方法的應(yīng)用。正交試驗(yàn)法可以以較少的試驗(yàn)次數(shù)得到較優(yōu)的較全面的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。這是進(jìn)行科研項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的常規(guī)要求，也是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的必要素質(zhì)要求。[6]

有了合理的實(shí)驗(yàn)方案才能得到理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)過程可以將學(xué)生分成小組，分別進(jìn)行自主選定不同反應(yīng)條件如：選定不同的催化劑用量；采用不同的反應(yīng)操作條件，如改變時(shí)間、溫度、壓力等。這樣可以在確定實(shí)驗(yàn)要求目標(biāo)的前提下，制定正交實(shí)驗(yàn)的因素與水平表，制定正交試驗(yàn)的方案。

正交試驗(yàn)法可以有效整合各個(gè)因素和水平，比較可信地反映出實(shí)驗(yàn)的真實(shí)狀況。根據(jù)前期單因素實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果，確定影響生物柴油制備的4個(gè)主要因素：離子液體用量、反應(yīng)溫度、醇油摩爾比和反應(yīng)的時(shí)間。采用4因素3水平，進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。探索生物柴油轉(zhuǎn)化率的變化，探索優(yōu)化條件，得到更高的酯交換轉(zhuǎn)化率。

由表2可知，極差大小順序?yàn)镽C>RD>RB>RA，即影響生物柴油產(chǎn)率的因素的順序?yàn)榉磻?yīng)溫度>反應(yīng)時(shí)間>催化劑的量>醇油比。離子液體[Bmim]BF4制備生物柴油的優(yōu)化條件為：醇油比8.3：1，離子液體用量0.3%，反應(yīng)溫度60℃，反應(yīng)時(shí)間3.5h。所得生物柴油的產(chǎn)率為71.71%。

四、生物柴油的儀器表征

選取學(xué)生實(shí)驗(yàn)制備的典型生物柴油樣品，按照要求處理并進(jìn)行氣相色譜測(cè)定。

1.實(shí)驗(yàn)過程。采用SP-3420A色譜儀，BF2000工作站，KB-Wax毛細(xì)管色譜柱（30m×0.25mm×0.25μm）；氫火焰檢測(cè)器（FID）。調(diào)節(jié)柱溫210℃；汽化室溫度280℃；檢測(cè)器溫度280℃；分流比10：1，進(jìn)樣體積1μL，載氣為N2，輔助氣為空氣，柱頭壓為0.1MPa的參數(shù)條件進(jìn)行色譜分析。用丙酮將生物柴油稀釋10倍，靜置后吸取溶液上層清液，注入色譜儀。

2.色譜儀分析結(jié)果（見圖1）。對(duì)學(xué)生制備的生物柴油的成分和組成進(jìn)行氣相色譜圖分析后。結(jié)果表明：參照各標(biāo)準(zhǔn)品譜圖確定制得的生物柴油主要由4種脂肪酸甲酯組成：亞油酸甲酯、油酸甲酯、亞麻酸甲酯和棕櫚酸甲酯。其不飽和脂肪酸甲酯的含量較高（大于93%），飽和脂肪酸甲酯的含量較低。從譜圖上的保留時(shí)間推斷這些百分含量低的組分大部分為碳鏈較長(zhǎng)，分子量較大的脂肪酸甲酯，證明試驗(yàn)所得的產(chǎn)物主要為生物柴油。

五、結(jié)論

通過教學(xué)實(shí)踐可知，將離子液體作為催化劑制備生物柴油作為課題研究導(dǎo)向的專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)課，能夠全方位開拓培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、吸引學(xué)生進(jìn)行課題研究。符合轉(zhuǎn)變教育思想、促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)改革、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的高校教育改革的目標(biāo)，有其進(jìn)一步進(jìn)行教學(xué)研究和探索的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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[3]李勝清，劉俊超，劉漢蘭，等.B酸離子液體催化劑在生物柴油制備中的應(yīng)用[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，48（2）：438-441.

[4]李懷平，汪全義，蘭先秋，等.離子液體[Hmim]HSO4催化菜籽油制備生物柴油[J].中國(guó)油脂，2008，33（4）：57-59.