分子生物学论文篇1

【关键词】医学硕士研究生实验教学改革实践

分子生物学是研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性和规律性的科学，是人类从分子水平真正揭开生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科[1]。分子生物学技术被认为是20世纪生物学一项最伟大的成就，也是当今新技术革命的重要组成部分。目前这项新技术已经渗透到生命科学的各个领域，尤其是在医学科学中已广泛应用于基础研究、疾病诊断与临床治疗中。一位医学相关专业的硕士研究生学好、学通、学精分子生物学，是作为硕士研究生必须走好的一个阶段，才能把本科阶段学习的基础知识与临床研究和科学研究的最新进展联系好[2]。

分子生物学是一门实践性很强的学科，但相对于其他学科的实验而言，分子生物学实验复杂而理论难以理解，技术性很强，是理论和实践相结合的典型课程，而且要求学生在实验中感受、理解知识的产生和发展过程，培养学生独立思考的能力和创新精神[3]。这就对实验教学提出了更高的要求和目标，因此建立科学合理的分子生物学实验教学体系，将对生命科学研究的思维方法带进课堂，激发学生对分子生物学及科学研究的兴趣和潜能，并可提高学生实验的主动性和积极性，提升研究生实际操作能力，发现问题解决问题的能力。

研究生的培养更应侧重于独立从事科学研究工作能力的培养，为使研究生一年级的学生尽快转换角色，逐渐顺利地进入真正的研究领域，并为了与现代技术接轨，提高教学质量和培养学生科学研究的能力。我们结合本实验室的实验条件、实验设备以及实验教学人员的素质能力，对分子生物学实验进行了改革与探索。

（一）结合实验内容编写相关的实验教材

我们对医学硕士研究生的分子生物学理论部分选用的教材是朱玉贤《现代分子生物学》（第三版），本版教材有二章介绍分子生物学技术，但不能作为实验教材。我们根据实验课教学目的进行合理组合，力求使该实验体系内容新颖、实用、注重创新、体现素质教育和能力培养。编写教材的主要参考书为萨姆布鲁克《分子克隆实验指南》，是分子生物学实验教学比较好的教材和参考书[4]。我们在教材中主要介绍常见的各种分子生物学技术及其原理，并精心挑选了相关实验。其中重点介绍了基因工程技术的常用到的质粒提取、核酸电泳、技术、酶切、转化、重组体的筛选、蛋白电泳等实验。

（二）合理按排分子生物学理论与实验课教学

我们将分子生物学分为理论和实验，分别采用的教材为《现代分子生物学》和自编的《分子生物学技术》，学时都为36学时。理论课在实验课之前进行，让学生先了解部分基础理论。在上实验课时，还须讲解实验的基本原理，这部分知识尤其重要。它是实验内容的理论基础，有利于指导学生更好地理解实验内容、了解实验目的，有助于增加学生对分子生物学的学习兴趣，锻炼学生的实验思维。只有理论与实践相结合，才能使学生真正掌握理论中抽象的知识。灵活按排实验课时间，并控制班级规模。

我们将2010级180名硕士研究分为6个班，每班30个学生。根据分子生物学实验的特点将实验集中安排在一段时间里，保证实验的连续性，将实验课全部按排在周末2天时内。这样，改变了传统实验教学时间安排过于死板，时间过少且不连贯的现象。我们在实验授课上主要是以基因工程的内容为主线，顺序是基因分离克隆，载体选择、酶切，片段与载体的连接，重组质粒的转化，重组子的鉴定、表达。这样的安排有助于增加学生的学习兴趣，使学生主动探索未知的知识，最重要的一点是有利于培养学生的科研思维。课程周期为3个星期，每周完成一项实验内容，在这3个星期里，学生刚好能完成一个基因工程的流程，形成一个完整的实验概念，同时又有充足的时间让学生思考和解决问题，加深了对实验的印象。

充分做好实验前的准备工作，以二人为1小组，精心准备每组使用的器材，如枪头、离心管、镊子、一次性手套，微量离心机、电泳仪、电泳槽、染色缸等。为了保证实验结果的真实稳定，实验课老师和实验人员反复对实验进行了多次预实验，并取得较理想的实验结果。

录像是良好的视听媒体，其直观性好，不受实验条件和实验材料的限制。在学生进行实验之前，观看我们实验教师亲自录制的实验演示。演示的内容不仅所有的同学都能看清楚，而且能给同学们实验过程的真实感受。同时还具有很强的表现力和感染力，能激发学生们的兴趣，集中他们的注意力。

（三）双语教学

在实际科研中，由于目前商品化的试剂盒应用广泛以及大部分使用的仪器、药品、试剂都是进口的，其说明书以英文多见，实验步骤也多是采用英文。而刚入学的研究生们掌握的专业词汇少，不能准确翻译与实验相关的英文资料和说明书，更不用说阅读专业文献。我们精心组织备课，用英文制作课件、书写教案和讲稿，同时要求学生用英文写实验报告。

（四）实践总结

本次实验课改革探索，使分子生物学实验课环环相扣，而且全部操作由学生自己完成，每一部分实验都承上启下，要求学生态度认真、思路清楚、操作仔细、相互协作才能完成。这样的实验课过程完整、结果明显、教学效果良好。不仅使学生得到了分子生物学技术操作的训练，也提高了教师的实验技术能力，对相关技术和知识有了更深入的了解和认识。

参考文献

[1]朱玉贤，李毅，郑晓峰.现代分子生物学.高等教育出版社.2007.

[2]宁启兰，马捷，李冬民等.研究生实验教学改革中的分子生物学教学实验设计.西北医学教育.2009，17:693-694.

分子生物学论文篇2

关键词：高分子化学与物理;教学改革;科学研究;创新能力培养

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2015）43-0083-02

一、《高分子化学与物理》课程特点

经过高分子科学与技术的快速发展，高分子的理论发展与应用已经渗透到物理学、化学、材料学、生物学等各个学科与领域，具有鲜明的学科交叉特色。高分子化学与物理的研究成果已经进入了我们日常生活的每个方面[1-6]。作为一门多学科交叉、实用性很强的学科，高分子对各个工业部门和科技领域的渗透作用已成为不争的事实，所以在现行中国高等教育的本科专业中，如化学、应用化学、材料化学、材料物理、复合材料、轻化工程、包装工程、纺织工程、生物工程和环境工程等许多非高分子专业都将高分子相关知识作为必修课和选修课。

非本专业《高分子化学与物理》教学的侧重点在于阐述现代高分子科学已成熟的基本概念、基本知识、基本原理和基本测试方法，对涉及高分子科学研究前沿的理论、测试方法以及高分子的新产品介绍等内容点到为止，该课程的学习为轻化工程专业学生开启了一扇通往高分子科学的窗户，引导学生了解高分子化学在高分子学科中的地位，通晓课程的主要研究对象和研究内容，为后续专业基础课的学习和高分子在染整中的应用奠定基础[1，2]。通过多年的教学实践证实，对于轻化工程专业（染整方向）的本科生来说，《高分子化学与物理》课程教学呈现以下几方面的特点。

（一）基础课程，衔接不够

对于轻化工程专业（染整方向）的本科生，高分子的学习显得尤为重要，一方面后续课程（如《纤维化学与物理》、《染整工艺原理》和《染料化学》等）的学习必须以高分子为学科背景，另一方面大学生的生产实习、创新学分实验、创新训练计划和本科毕业论文等实践性环节的开展也必须要有高分子基础，因此为了让染整方向的本科生了解和掌握高分子的基本理论知识和应用，开设了《高分子化学与物理》学科平台课程。该课程的学习必须以《有机化学》、《物理化学》和《无机化学》的课程学习为基础，但江南大学轻化工程专业将《高分子化学与物理》课程设置在大二下学期，《物理化学》等课程也在此学期开设，因此课程开设时间过早，缺乏基础课程的知识，建议在大三上学期开设，以期获得较好的教学效果。

（二）内容多、学时少，课时紧张

《高分子化学与物理》课程主要包括高分子化学和高分子物理两个部分，其中高分子化学部分包括高分子科学的发展历史、发展趋势，基本概念、分类与命名、基本原理、高分子合成反应与方法等，涉及逐步聚合、自由基聚合、离子聚合、配位聚合和共聚合等;高分子物理部分则侧重于高分子的结构（如链结构、聚集态结构等）、分子运动、力学状态与转变，物理性能等。对于高分子专业的本科阶段，通常会开设《高分子化学》和《高分子物理》两门课程，分别在32至48学时不等;而对于轻化工程专业，只开设了《高分子化学与物理》一门课程，48学时，相对来说内容多、课时少。在这样的情况下，教学活动的有效开展、课程体系的完善、讲授内容的连贯与取舍等都显得非常重要，对任课老师是一种不小的挑战。

（三）注重理论，缺乏实践

《高分子化学与物理》是一门以实验为基础的自然科学，但轻化工程专业只开设理论学习课程，没有相关实验课程。为了使学生能够更好地掌握课程学习内容，同时培养学生的动手能力和分析、解决问题能力，提高学生的实验技能，相应的实验课程的开设显得非常迫切，能够让所学知识与理论在实验中得到验证，注重理论与实践的结合，让学生从最初的原料出发，选择合适的聚合方法与聚合反应，得到在实际生活中真正用得上的高分子产品。

二、教学改革举措

针对轻化工程专业《高分子化学与物理》的课程特点，结合本校的实际情况，要求学生在理解基本概念和掌握基础理论的基础上能够了解高分子的应用，重点培养他们的实践与创新能力，作者经过几年的教学实践和摸索，总结了几点教学改革举措。

（一）规划本科培养方案，合理调整课程设置

目前我校轻化工程专业的课程设置还存在一定的问题，建议对本科培养方案进行修改，在《高分子化学与物理》授课前完成《有机化学》、《物理化学》和《无机化学》等基础课程的学习，这样才能提高学生的学习效率，增强他们的学习兴趣，便于更好地掌握相关理论与知识。

（二）多媒体资源课件与传统板书有效结合

多媒体课件具有丰富表现力、良好交互性和极大共享性等特点，它可以将枯燥乏味的理论知识直观化和形象化，能够充分调动和发挥学生学习的积极性和主动性。但在运用多媒体教学的同时也出现了诸如教师几乎不写板书，学生不记笔记等问题，严重影响了教与学的质量。建议对任课教师的教学大纲、考核方式、教学难点与重点等相关教学文件进行监督，要求授课过程中课件放映与传统板书相结合，将学生上课情况、学生主动参与积极性、平时作业等与学生的最终成绩挂钩，进行综合评定。

（三）增设实验课程，提高学生实践能力

《高分子化学与物理》是一门理论与实践相结合的课程，实验课是对理论课学习的有效补充，通过直观的现象和结果验证理论学习的真实性，帮助学生理解所学理论知识，因此实验课的教学显得尤为重要，建议在轻化工程专业开设实验课程，但涉及的实验众多，要求任课老师充分考虑实验的可操作性、重复性和可行性等方面，认真编写实验讲义。此外，学校和学院应重视实验室配套设施建设，突破实验教学完全依附于理论课程教学的传统框架，增加启发式实验和创新性实验所占比例额，注重验证性实验、启发式实验和创新性实验有效结合，开动学生的思维，发挥学生的潜质，提高学生的创新意识。

（四）理论联系实际，注重启发式教学

《高分子化学与物理》是一门相对来说比较抽象、枯燥的课程，但它也是一门应用性很强的课程，高分子材料用途广泛，遍及现代社会生活中衣、食、住、行、用等各个方面，因而在课程讲授时注重理论联系实际，将抽象的概论、理论与实际应用有机结合，将对课堂教学效果起到重要的促进作用。

三、创新能力的培养

（一）培养方案中开设新生研讨课和专业导论课

为了提高学生对专业的认同感以及学生的学习兴趣和热情，可以尝试在本科培养方案中针对大学新生开设新生研讨课和专业导论课，以趣味讲座和座谈的方式进行专业介绍，了解专业背景，告知学生轻化工程这个专业是以化学与高分子为学科背景的，加强学科平台课程的学习至关重要。

（二）实施学生双导师制

全面推进学生双导师制是确保创新型人才培养的重要手段，企业导师和校内导师组成课程小组，共同确定课程教学大纲、教学内容、教材及承担教学任务，使专业理论课程与行业实际需求紧密结合。

（三）强化实验课程学习和创新能力培养

实验课程采用自主设计实验，在实验大纲的规范下完成实验要求，将验证性实验、启发式实验和创新性实验有机结合。在国家大学生创新创业计划项目、江苏省大学生创新创业计划项目和江南大学大学生创新训练计划项目等资助下，实现学生创新训练的全参与和全覆盖，指导教师从选题开始就应该注重基础理论知识在创新实验中的应用，达到学以致用的目标。

（四）强化学生的毕业论文（设计）指导

毕业论文（设计）是学生毕业离校前最后一个实践性环节，也是所学基础理论知识得到充分应用的关键环节，因此可以从课题的选择、采取的技术路线、拟采用的研究方法和达到的预期目标等方面进行合理规划与设计，充分发挥学生所学知识与理论的应用，提升学生运用知识的综合能力，强化学生的专业基础。同时，轻化工程专业的毕业生中从事与高分子相关行业的人数众多，学科交叉特色鲜明，为学生的出国深造、攻读研究生和就业奠定坚实的高分子基础。

四、结语

根据国内外行业需求和自身特色，通过教学改革与实践，围绕复合型、创新型染整专业技术人才的培养目标，通过理论与实践相结合、教学和科研相结合、校内与校外相结合、科学素养与人文情怀相结合的人才培养模式，注重理论知识的传授与学生创新能力的培养相结合，全面提高和调动学生的学习积极性和学习兴趣，为学生的学习与工作奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]徐晓冬.非高分子专业《高分子化学与物理》教学中的几点体会[J].高分子通报，2010，（5）：74-78.

[2]刘兆丽，曹亚峰，谭凤芝，李沅.非高分子专业高分子化学与物理教学的几点探索[J].科教导刊，2013，（1）：82-83.

[3]喻湘华，鄢国平，李亮，吴江渝，郭庆中，曾小平.高分子化学与高分子物理课程教学改革与探索[J].化工时刊，2011，25（3）：68-70.

[4]胡建设，周爱娟，王宏光.高分子化学与物理实验教学探索与实践[J].高分子通报，2010，（5）：70-73.

分子生物学论文篇3

关键词：分子生物学实验技能生命科学

分子生物学是在生物化学等学科的基础上发展并建立起来的。最早是由WarrenWeaver提出首先在HarveyLecture上应用的[1]。自20世纪50年代以来，分子生物学逐渐成为生命科学的前沿与生长点，其研究领域涵盖了遗传学、生物化学和生物物理学等学科，且分子生物学是一门生物学和化学之间跨学科的研究[2]。分子生物学是一门实验性很强的学科，不仅要通过实验去验证理论，更要从实验中得到一些启发，进而进行创新。这就要求学生要具有较强的观察力和动手能力，从而才能更好地掌握和发展现代分子生物学的技术和基本理论。传统的分子生物学课程及实验课程大多是一些基本原理的验证和一些常规的实验技能操作，对学生的实验技能训练比较单一，学生只能被动地掌握一些基本理论和实验技能，不能独立分析和处理实验中出现的问题，更是缺乏创新精神，实验课更是应付了事。为了切实提高学生的实验技能、思维及创新能力，有必要对现在的分子生物学及实验课程进行一些改变和改正。

首先我们从理论教学模式的改变和改正。现在的理论教学放在第一位的，实验教学依附于理论教学，作为验证理论的一种手段[3]。实验课程大多是理论教学中理论或定律的验证，各门相关生命科学课程的实验之间相对独立、缺乏联系，学生思维也被局限于各相应的理论课程。这种模式只适用于基本技能的训练，不适应创新能力的培养，不能激发学生的积极性和创造性。要改变这种教学模式，最起码的要求就是理论教学和实验教学有机结合，让学生在学习理论知识的同时进行一些基本实验的操作，让学生在理论课程及实验课程中多思考、多观察并多提问问题。分子生物学的实验大多是用眼睛看不到、用手摸不到的，这就要求我们老师在理论和实验课中尽可能地展示一些相关分子的模型，同时采用现场实验的方式给学生加以灌输，也可以让学生先动手做相关实验，以便激发学生的兴趣和思维，主动地去学习理论知识。同时按照国家素质教育的要求，以培养创新能力为主线，重新建立课程结构体系，实验教学环节尽可能独立开设实验课；对不具备独立开设的实验教学环节，努力按课程群设置实验课，使实验教学逐渐建立起与理论教学紧密配合又相对独立，由不同层次、不同系列的实验课程组成的实验教学体系。

其次是实验教学的模式改变。众所周知，现在大多学高等院校实验课的教学模式还是保姆式模式：即实验技术人员准备实验药品、调好实验仪器，配制实验试剂，教师板书好实验步骤及其原理，学生按部就班地按照实验步骤一步一步做实验，得出实验结果，写实验报告，交实验报告。这种实验教学模式让学生基本没有自主性，基本抹杀了学生的创新能力，无法提高学生的实验技能。要改变实验教学中这些传统的弊端，我们有必要从准备实验开始，让学生主动参加。为了让学生能更好地理解整个实验是怎么开展的，可以在教师辅导的前提下，让学生自己准备实验。例如质粒提取这个实验，让学生提前准备药品，调试仪器并配制一些实验溶液，等这些所有的都已准备完毕，学生对实验的整个流程都了解清楚。特别是一些药品的使用、仪器的使用规则印象特深刻，基本上能够做到安全地使用实验室，不仅能有效地防范实验事故的发生，同时能培养学生独立思考问题和解决问题的能力，激发学生的主动能动性。实验基本操作的规范也是分子生物学实验中相当重要的一环。在实验教学中，指导老师从始至终都要强调规范操作的必要性，同时还要指出操作中常易犯错的地方，同时让学生知道每个实验操作规范可影响实验结果，以及为什么会影响，比如分子生物学中移液器的使用，必须规范，不规范会致使实验数据的偏差以及假阳性。实验过程中，老师要不停的观察每组实验，碰到问题及时启发学生去解决，解决不了的问题老师可以引导学生，不要直接去帮学生解决问题，多让学生动手、思考，充分发挥学生的主观能动性。实验结果会因个人能力的不同差异显著，要让学生互相参与讨论实验结果，让学生相互谈谈自己是如何做出这样或那样的实验结果，这对发现学生做得好与不好有很大的帮助。另外实验教学中可以采用一些多媒体的手段，有助于学生理解一些抽象的概念和实验原理，使实验内容更加直观、生动、形象，有助于学生加深对分子生物学抽象内容的理解，可以极大地丰富了实验课内容，提高实验课的质量，使实验课内容变得更加生动、形象、引人入胜。

最后要从实验课内容上进行改革。传统的分子生物学实验课程中，每个实验的安排都是相对独立的，且大多是验证型实验，随着现代生物技术的迅速发展，本科生的实验教学内容有些滞后，不断涌现的新知识和新技术都没有安排到实验教学中，比如RNA干涉技术、分子标记等。鉴于以上几点，传统实验教学内容有必要进行相应地调整，以开拓学生的视野，提高学生综合运用知识的能力。首先将实验教学内容进行整体优化、筛选整合，将创新意识和创新能力的培养贯穿于整个实验教学的全过程。根据教学大纲，精选实验项目，既能保障了实验课与理论课、教学与实习的有机衔接，又能避免教学内容上不必要的重复，从而有效地利用了教学课时，增大了教学信息量，提高了实验课的效率。其次可以设置开放实验室并通过一些开放性课题，为学生提供了更多的自主实验的机会，调动学生的积极性，主动地去接触一些科学的课题，提高学生动手能力。在开放性实验题目的设立及内容的安排上，一要新颖，就是题目的设立及内容的安排要完全不同于本科生一般实验课的题目和内容；二要具有一定的特征，就是实验题目的设立及内容要充分体现实验室的特色；三是涉及的内容要多，在实验过程中让学生尽可能多的学习使用常规实验接触不到的仪器设备。开放实验的设置、内容和教学方法要不断更新和改进，才能适应科学技术日新月异的发展和对人才培养的需求。

本文通过分析目前高等院校分子生物学中实验教学存在的问题，指出了传统实验教学模式不利于发挥学生主观能动性的局限性。本文有针对性地提出了实验教学体系改革的思路，从理论课与实验课有机结合、实验课教学方法、教学内容等方面进行了探讨。旨在提高学生操作技能素质，全面实现教学培养目标。实验改革是现代生命科学发展的需要,是高等学校发展的要求，也是全面提高大学生动手实践能力的需要。

参考文献：

1.龙华。分子生物学的发展。生物学通报，40:58-60，2005

分子生物学论文篇4

关键词：《医用化学》；类比现象；类比教学法

中图分类号：G712文献标志码：A文章编号：1674-9324（2014）28-0182-03

我国的高职教育作为一种新的教育类型，目前的状况是从理论到实践仍处于不断探索新的办学模式和新的教学理论的发展阶段。作为一线的教育工作者最能深切体会到传统的精英教育理念和教法确实已不适用于高职教育，更不要说饱受诟病的应试教育。仅从高职院校生源的角度来看就有高中理科生、文科生、三校生等，呈现出多元化的方向发展的趋势。学生的知识结构的巨大差异给授课教师提出了新的挑战，从教学理论到教学方法都必须全面调整和创新。如何用适当的教学方式完成教学目标，尤其是在学生难学、不重视的基础课上更显得突出与紧迫，笔者在化学课的教学实践中不断探索，认为类比教学法是一种有效的教学方法。

类比法，本意是根据两个或者两类对象之间在某些方面相似或者相同，从而推出它们在其他方面可能相似或相同的一种逻辑方法，显然类比是由个别到个别的推理过程[1]。类比教学法则是用学习者较熟悉的知识、经验或技能和学习者一时难以理解的新知识做联想、比较从而达到由此及彼的知识迁移的教学方法，是类比法思维的一种具体应用。因此，类比教学法的关键在于本体和类体之间有相同或相似的某些属性，并且类体是学习者较为熟悉的事物。

一、化学教材中的类比

由于近代科学技术的发展，人们的认识已远远超越了我们能直接感知到的自然世界，尤其是微观领域。纵观科学发展史，不论是科学家们的探索与研究，还是科学家要说明、表达某种思想，或是描述某种事物，都会用到类比法。1906年，英国科学家卢瑟福做了著名的α粒子散射实验，1911年由卢瑟福提出：原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域，叫原子核，电子在原子核外绕核作轨道运动。原子核带正电，电子带负电。可是原子本来就很小，现在要说明它内部复杂结构，可想在当时是何其难。卢瑟福提出的原子模型像一个太阳系，带正电的原子核像太阳，带负电的电子像绕着太阳转的行星，于是科学界就把卢瑟福提出的原子模型也称之为“原子行星模型”。这里把宏观的可以看得见的行星和微观的看不见的原子作类比，这样让人们很容易理解卢瑟福提出的原子模型到底是怎么一回事。再如，近代化学为了描述核外电子的运动状态，而引入了电子云的概念，核外电子的运动规律是不能预言它在某一时刻究竟出现在核外空间的哪个地方，只知道它在某处出现的机会的多少。人们为描述、说明它的这种特点就用小黑点的疏密来表示单位体积内电子出现的几率，小黑点密处表示电子出现的几率密度大，小黑点疏处几率密度小。可这个形象是三维图像，用二维平面图像来表征它，总显得不那么直观，如何能让人们正确地认识电子在原子核外空间分布的几率密度分布呢。类比法显示了它的好处，用人们熟悉的云雾做类比，这样使人们很容易理解核外电子的运动特点。云是人们生活中最常见的一种形象：疏密不同的，形状各异的立体图像，不同之处是电子带负电，云雾不带电而已。于是，科学家就把核外电子出现的几率分布直接称为电子云。再如，手性分子是化学中结构上镜像对称而又不能完全重合的分子。碳原子在形成有机分子的时候，4个原子或基团可以通过4根共价键形成三维的空间结构。由于相连的原子或基团不同，它会形成两种分子构型，这两种分子拥有完全一样的物理、化学性质。但是从分子的构型来看，它们依然是两种分子，这种情形像是镜子里和镜子外的物体那样，看上去互为对应，由于是三维结构，它们不管怎样旋转都不会重合，就像左手和右手那样，我们称这两种分子具有手性，又叫手性分子。显然，化学上应用了类比的方法，来定义手性分子。那么手与手性分子到底有何相似性，就是实物与镜像不能重叠。生活中每个物体都有镜像，但不是每个物体都不能和其镜像重叠，只有手这样的不具有对称面和对称点的实物才是实物和镜像不能重叠。用手性来定义具有结构上镜像对称而又不能完全重合的分子的这种特性，也是因为人人都有双手。手是人们生活中最常见随时可拿来观察与比较的实物，且左右手互为实物与镜像的关系，因此才定义为手性分子。可见，类比能让事物的表达既简单又容易理解。

二、化学教学上的类比

具体的教学过程中亦可选用恰当的类比，使学生能快速、准确地理解教材知识，同时还可达到启迪思维，建立广泛知识迁移的好习惯，培养学生建立良好的学习策略的目的。在讲授有机化合物的命名知识时，我们的教学目标是使学生掌握有机化合物的命名规则和步骤方法。纵观有机化合物的命名，它们的宗旨是统一的：唯一的名称对应唯一的物质，并且名称中要体现出有机物的结构特征。规则大致是相似的。如何让学生由特殊到一般，系统、全面地掌握所学的有机化合物的命名呢？可联想到我们日常生活中给人的命名和有机化合物的命名有可比性，教师在讲解时先从中国人的起名习惯谈起，再和有机化合物的命名做比较，让学生明白我们给事物命名时的习惯，再进一步让学生认识有机化合物的命名规则，并且让学生知道科学上的规则的制定不是由哪一个个人或者组织任意规定的，而是由相应被科学界认同的相应的权威机构规定的。一旦制定了某一规则，其他的个人或者国家都按照此规则执行，当然由于文字的不同，各国可根据自己的文字特点制定在本国适用的规则。我们现在学习的在机物命名就是我国根据我国的文字特点制定适合中文的系统命名法。例如，我先问学生，你们每个人都有自己的名字，是否想过自己为什么叫这个名字，谁给你起的，能否给自己改名字，改名字的原则是什么。这些学生最熟悉的现象让学生明白，给人起名字就是做为这个人的代表符号，但是起名的规则却是根据文化传统有一定的约定俗成的，不是可以随意地起名字；让学生明白人们在表达描述事物时要有规则的制定，好的规则是名称中要体现出事物的关键物征信息，正如中国人的姓名规则是第一个字做为姓氏，然后是第二或第三个字是排行，才有了族谱这一中华文化的特殊奇葩，我们才能知道我们的祖先是怎样演化而来的。孔夫子的第七十二代后人能够知道自己的来历，也就不奇怪了。这些都是依赖中华文化有的姓氏制度才能得以知晓。它在生物进化学上也有积极的意义，就是避免近亲结婚。这些知识的旁征博引，不但让学生明白了人类命名现象背后的逻辑与科学，还能启发学生对生活现象观察与思考。但是，我们的姓名规则和有机化合物命名还是有严格的区分，再以重名现象引导学生思考，使学生认识到做为人的唯一代吗。我们的姓名有一定的局限性，为了有效管理国家的公民，国家公安部给每个公民起了唯一的名称―身份证号，让学生明确身份证号中每一个数字的含义，使学生最终清楚给事物命名的较科学的规则应当是唯一的名称对应唯一的事物，名称中要体现出该事物的重要的属性信息，然后再来学习有机化合物的命名规则。这样类比，扩展了学生的视野，优化了学生的知识结构，为进一步学习有机化合物的命名的教与学做好了知识迁移的知识准备。实践证明，学生在以后有机化合物的命名的学习中，都能很好地理解、掌握各类有机化合物的命名规则。再譬如，在讲杂化轨道理论时，学生对杂化轨道理论较排斥，因为学生在结构理论中已经学习过原子轨道理论，现在学习有机化学又来一个新的轨道理论，相互纠缠在一起难以理解。为了让学生较好地接受这个思想的转变，本人尝试着用学生相对较易理解的政治学理论来类比。马克思主义的理论和俄国的十月革命的经验，在中国的革命实践中必须结合中国的实际状况，的伟大正是较好地将马列主义和中国的实际结合起来，并创立了自己一整套指导中国革命取得胜利的理论，于是便有了“思想”这一共产主义理论的新内容。同样，原有的结构理论已不能很好地解释有机化学上的现象时，必然会有新的理论产生来补充、完善甚至取代原有的理论，这也正是科学不断向前发展的普遍现象和正确的逻辑。这样的类比，让学生一扫原有理论对学习新理论形成的干扰和迷思，激发起学习新理论的冲动。在给学生讲解电子效应时，笔者用“近朱者赤，近墨者黑”原本是用来指人类活动的普遍现象的名言作为切入点。这一名言所说的社会现象和所包含的哲理是两个相距太近的事物必然会产生互相的影响，然后引申出这一现象在微观的分子结构中也是普遍存在的，即同一分子中相距太近的原子之间会存在相互的影响，并进一步引出电子效应的概念：在有机化合物分子中，由于原子或基团之间的相互影响，使电子云分布发生一定程度变化的现象称为电子效应。将微观的难以理解的结构理论用学生能很好理解的社会现象做类比，使学生学得轻松自然，化解教学难点于无形。

三、结语

总之，当我们面对学生较难理解的知识时，可选择类比教学法。恰当的类比，能使同学们把熟悉的生活经验和已有知识进行联系、比较，从而理解新知识。教师在选择类体时要注意类体与本体确实要有相似性，能较好地促进学生正迁移，避免负迁移的产生，使我们的教学难点成为促进学生思维拓展的关键点。

参考文献：

分子生物学论文篇5

关键词：量子力学；教学改革；物理思想

作者简介：王永强（1980-），男，山西河曲人，郑州轻工业学院技术物理系，讲师。（河南?郑州?450002）

基金项目：本文系郑州轻工业学院第九批教学改革项目“《量子力学》课程体系与教学内容的综合改革和实践”资助的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）20-0070-02

“量子力学”是20世纪物理学对科学研究和人类文明进步的两大标志性贡献之一，已经成为物理学专业及部分工科专业最重要的基础课程之一，是学习“固体物理”、“材料科学”、“材料物理与化学”和“激光原理”等课程的重要基础。通过这门课程的学习，学生能熟练掌握量子力学的基本概念和基本理论，具备利用量子力学理论分析问题和解决问题的能力。同时，这门课程对培养学生的探索精神和创新意识及科学素养亦具有十分重要的意义。然而，“量子力学”本身是一门非常抽象的课程，众多学生谈“量子”色变，教学效果可想而知。如何激发学生学习本课程的热情，充分调动学生的积极性和主动性，提高量子力学的教学水平和教学质量，已经成为摆在教师面前的重要课题。近年来，笔者在借鉴前人经验的基础上，结合郑州轻工业学院（以下简称“我校”）教学实际，在“量子力学”的教学内容和教学方法方面做了一些有益的改革尝试，取得了较好的效果。

一、“量子力学”教学内容的改革

量子力学理论与学生长期以来接触到的经典物理体系相去甚远，尤其是处理问题的思路和手段与经典物理截然不同，但它们之间又不无关联，许多量子力学中的基本概念和基本理论是类比经典物理中的相关内容得出的。因此，在“量子力学”教学中，一方面需要学生摒弃在经典物理学习中形成的固有观念和认识，另一方面在学习某些基本概念和基本理论时又要求学生建立起与经典物理之间的联系以形成较为直观的物理图像，这种思维上的冲突导致学生在学习这门课程时困惑不堪。此外，这门课程理论性较强，众多学生陷于烦琐的数学推导之中，导致学习兴趣缺失。针对以上教学中发现的问题，笔者对“量子力学”课程的教学内容作了一些有益的调整。

1.理清脉络，强化知识背景

从经典物理所面临的困难出发，到半经典半量子理论的形成，最终到量子理论的建立，对量子力学的发展脉络进行细致的、实事求是的分析，特别是对量子理论早期的概念发展有一个准确清晰的理解，弄清楚到底哪些概念和原理是已经证明为正确并得到公认的，还存在哪些不完善的地方。这样一方面可使学生对量子力学中基本概念和基本理论的形成和建立的科学历史背景有一深刻了解，有助于学生理清经典物理与量子理论之间的界限和区别，加深他们对这些基本概念和基本理论的理解；另一方面，可使学生对蕴藏在这一历程中的智慧火花和科学思维方法有一全面的了解，有助于培养学生的创新意识及科学素养。比如：对于玻尔理论，由于对量子化假设很难用已经成形的经典理论来解释，学生往往会觉得不可思议，难以理解。为此，在讲解这部分内容时，很有必要介绍一下玻尔理论产生的历史背景，告诉学生在玻尔的量子化假设之前就已经出现了普朗克的量子论和爱因斯坦的光量子概念，且大量关于原子光谱的实验数据也已经被掌握，之前卢瑟福提出的简单行星模型却与经典物理理论及实验事实存在严重背离。为了解决这些问题，玻尔理论才应运而生。在用量子力学求解氢原子定态波函数时，还可以通过定态波函数的概率分布图，向学生介绍所谓的玻尔轨道并不是真实存在的，只是电子出现几率比较大的区域。通过这样讲述，学生可以清晰地体会到玻尔理论的承上启下的作用，而又不至于将其与量子力学中的概念混为一谈。

2.重在物理思想，压缩数学推导

在物理学研究中，数学只是用来表述物理思想并在此基础上进行逻辑演算的工具，教师不能将深刻的物理思想淹没在复杂的数学形式之中。因此，在教学过程中，教师要着重于加强基本概念和基本理论的讲授，把握这些概念和理论中所蕴含的物理实质。对一些涉及繁难数学推导的内容，在教学中刻意忽略具体数学推导过程，着重于使学生掌握其中的思想方法。例如：在一维线性谐振子问题的教学中，对于数学方面的问题，只要求学生能正确写出薛定谔方程、记住其结论即可，重点放在该类问题所蕴含的物理意义及对现成结论的应用上。这样，学生就不会感到枯燥无味，而能始终保持较高的学习热情。

二、教学方法改革

传统的“填鸭式”教学法把课堂变成了教师的“一言堂”，使得学生在教学活动中始终处于被动接受地位，极大地压制了学生学习的主观能动性，十分不利于知识的获取以及对学生创新能力及科学思维的培养。而且，“量子力学”这门课程本身实验基础薄弱、理论性较强，物理图像不够直观，一味采取灌输式教学，学生势必感到枯燥，甚至厌烦。长期以往，学习积极性必然受挫，学习效果自然大打折扣。为了提高学生学习兴趣，激发其学习的积极性，培养其科学探索精神及创新能力，笔者在教学方法上进行了一些有益的探索。

1.发挥学生主体作用

除却必要的教学内容讲解外，每节课都留出一定的师生互动时间。教师通过创设问题情景，引导学生进行研究讨论，或者针对已讲授内容，使学生对已学内容进行复习、总结、辨析，以加深理解；或者针对未讲授内容，激发学生学习新知识的兴趣（比如，在讲授完一维无限深方势阱和一维线性谐振子这两个典型的束缚态问题后就可引导学生思考“非束缚态下微观粒子又将表现出什么样的行为”），[1]这样学生就会积极地预习下节内容；或者选择一些有代表性的习题，让学生提出不同的解决办法，培养学生的创新能力。对于在课堂上不能解决的问题，积极鼓励学生利用图书馆及网络资源等寻求解决，培养学生的科学探索精神。此外，还可使学生自由组合，挑选他们感兴趣的与课程有关的题目进行讨论、调研并完成小组论文，这一方面激发学生的自主学习积极性，另一方面使其接受初步的科研训练，一举两得。

2.注重构建物理图像

在实际教学中着重注意物理图像的构建，使学生对一些难以理解的概念和理论形成较为直观的印象，从而形成深刻的记忆和理解。例如：借助电子束衍射实验，通过三个不同的实验过程（强电子束、弱电子束及弱电子束长时间曝光），即可为实物粒子的波粒二象性构建出一幅清晰的物理图像；借助电子束衍射实验图像，再以光波类比电子波，即可凝练出波函数的统计解释；[2]借助电子双缝衍射实验图像，可使学生更易接受和理解态叠加原理；借助解析几何中的坐标系，可很好地为学生建立起表象的物理图像。尽管这其中光波和电子波、坐标系和表象这些概念之间有本质上的区别，但借助这些学生已经熟知和深刻理解的概念，可使学生非常容易地接受和理解量子力学中难以言明的概念和理论，同时，也可使学生掌握这种物理图像的构建能力，对培养学生的创新思维具有非常积极地作用。

三、教学手段和考核方式改革

1.课程教学采用多种先进的教学方式

如安排小组讨论课，对难于理解的概念和规律进行讨论。先是各小组内讨论，再是小组间辩论，最后老师对各小组讨论和辩论的观点进行评述和指正。例如，在讲到微观粒子的波函数时，有的学生认为是全部粒子组成波函数，有的学生认为是经典物理学的波。这些问题的讨论激发了学生的求知欲望，从而进一步激发了学生对一些不易理解的概念和量子原理进行深入理解，直至最后充分理解这些内容。另外课程作业布置小论文，邀请国内外专家开展系列量子力学讲座等都是不错的方式。

2.坚持研究型教学方式[3]

把课程教学和科研相结合，在教学过程中针对教学内容，吸取科研中的研究成果，通过结合最新的科研动态，向学生讲授在相关领域的应用以培养学生学习兴趣。在量子力学诞生后，作为现代物理学的两大支柱之一的现代物理学的每一个分支及相关的边缘学科都离不开量子力学这个基础，量子理论与其他学科的交叉越来越多。例如：基本粒子、原子核、原子、分子、凝聚态物理到中子星、黑洞各个层次的研究以量子力学为基础；量子力学在通信和纳米技术中的应用；量子理论在生物学中的应用；量子力学与正在研究的量子计算机的关系等，在教学中适当地穿插这些知识，扩大学生的知识面，消除学生对量子力学的片面认识，提高学生学习兴趣和主动性。

3.利用量子力学课程将人文教育与专业教学相结合

量子力学从诞生到发展的物理学史所包含的创新思维是迄今为止哪一门学科都难以比拟的。在19世纪末至20世纪初，经典物理学晴空万里，然而黑体辐射、光电效应、原子光谱等物理现象的实验结果严重冲击经典物理学理论，让经典物理学陷入危机四伏的境地。1900年，德国物理学家普朗克创造性地引入了能量子的概念，成功地解释了黑体辐射现象，量子概念诞生。1905年，爱因斯坦进一步完善了量子化观念，指出能量不仅在吸收和辐射时是不连续的（普朗克假设），而且在物质相互作用中也是不连续的。1913年，玻尔将量子化概念引入到原子中，成功解释了有近30年历史的巴尔末经验光谱公式。泡利突破玻尔半经典、半量子论的局限，给予了令玻尔理论不安的反常塞曼效应以合理解释。1924年，德布罗意突破普朗克能量子观念提出微观粒子具有波粒二象性，开始与经典理论分庭抗礼。[4]和学生一起重温量子力学史的发展之路，在教学过程中展现量子力学数学形式之美，使学生在科学海洋中得到美的享受，从精神上熏陶他们的创新精神。

4.考试方式改革

在本课程的教学中采用了教考分离，通过小考题的形式复习章节内容，根据学生的实际水平适当辅导答疑，注重学生对量子力学基础知识理解的考核。对于评价系统的建立，其中平时成绩（包括作业、讨论、综合表现等）占30％，期末考试占70％。从实施的效果来看，督促了学生的学习，收到了较好的效果，受到学生的欢迎。

四、结论

通过近年来的改革尝试，我校的“量子力学”教学水平稳步提高，加速了专业建设。2009年，我校“量子力学”被评为校级精品课程，教学改革成果初现。然而，关于这门课程的教学仍存在不少问题，如教学手段单一、与生产实践结合不够紧密等等，这些都需要教师在今后教学中进一步改进。

参考文献：

[1]周世勋.量子力学教程(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2009.

[2]吕增建.从量子力学的建立看类比思维的创新作用[J].力学与实践,

2009,(4).