分子影像學教學體系構(gòu)建探討

陳多芳

摘 要 分子影像學是一門新興的交叉學科，已經(jīng)成為現(xiàn)代生命科學研究最重要的技術(shù)手段之一，代表了未來醫(yī)學影像發(fā)展的方向。本文針對分子影像學特點，結(jié)合我校生命科學技術(shù)學院在分子影像學領(lǐng)域的研究成果以及與醫(yī)院的合作基礎，在教學內(nèi)容、教學模式以及考評方式等方面展開研究，將生命科學與信息學科和臨床醫(yī)學交叉，建立分子影像學教學體系，為培養(yǎng)理工醫(yī)復合型分子影像學人才奠定基礎。

關(guān)鍵詞 分子影像學 教學體系 復合型人才

中圖分類號：G424文獻標識碼：A

On Molecular Imaging Teaching System Construction

CHEN Duofang

（School of Life Science and Technology， Xidian University， Xi'an， Shaanxi 710071）

Abstract Molecular imaging is an emerging interdisciplinary， has become one of the most important techniques of modern life sciences， medical imaging represents the direction of future development. In this paper， molecular imaging features， combined with research in Life Science and Technology in the field of molecular imaging as well as the basis for cooperation with our university hospital， a study in teaching content， teaching models and evaluation methods， the life science and information science and clinical cross， build molecular imaging teaching system， laying the foundation for training medical complex polytechnic molecular imaging professionals.

Key words molecular imaging; teaching system; complex talent

0 引言

分子影像學（molecular imaging）是運用影像技術(shù)顯示組織、細胞和亞細胞水平的特定分子，反映活體狀態(tài)下分子水平變化，對其生物學行為在進行定性和定量研究的科學。①分子影像學是將分子生物學技術(shù)和現(xiàn)代醫(yī)學影像學相結(jié)合的產(chǎn)物，最早由美國哈佛大學Weissleder等學者于1999年提出，經(jīng)過10余年的飛速發(fā)展，取得一系列成就，已經(jīng)成為現(xiàn)代生命科學研究最重要的技術(shù)手段之一，受到世界各國的高度重視。①②隨著分子影像學技術(shù)研究工作在我國的迅速開展，具有分子影像技術(shù)背景的人才更顯缺乏。醫(yī)藥企業(yè)、醫(yī)療設備企業(yè)、生命科學研究機構(gòu)等單位對分子影像專業(yè)人才需求日趨增加，尚沒有專門學科進行分子影像學人才培養(yǎng)。我校生命科學技術(shù)學院依托生物醫(yī)學工程與生物技術(shù)專業(yè)，定位為研究型學院，分子影像為主要研究方向之一。經(jīng)過幾年的發(fā)展，學院在分子影像研究領(lǐng)域取得一定進展。學院教工由來自不同專業(yè)背景，包括生物、信息、計算機和醫(yī)學等學科的人員構(gòu)成，但由于當前研究成員各自的專業(yè)背景單一，成員之間尚未有機融合和深度交叉，很大程度上限制了在分子影像領(lǐng)域取得重大突破。而目前國內(nèi)，分子影像學教材較少，分子影像學課程主要面向研究生開設，極少高校面向本科生開設分子影像學課程。③④⑤本文探討如何借助我校信息學科與計算機學科的優(yōu)勢，結(jié)合我校在分子影像學的研究成果以及與醫(yī)院的合作基礎，將生命科學與信息學科和臨床醫(yī)學交叉，開展針對本科生的分子影像學教學工作，建立分子影像學教學體系，為培養(yǎng)理工醫(yī)復合型分子影像學人才奠定基礎。

1 分子影像學教學體系構(gòu)建

分子影像學起源于現(xiàn)代醫(yī)學影像學，在現(xiàn)代醫(yī)學影像學基礎上融入分子生物學，其教學體系不同于傳統(tǒng)的工學學科和生物學學科體系。我們將從分子影像學教學內(nèi)容，分子影像學教學模式和分子影像學考評方式進行分子影像學教學體系構(gòu)建，目的在于建立包括基礎理論—驗證實驗—應用實踐三個層次的多學科深度交叉、理工醫(yī)有機融合的綜合型分子影像學教學體系，為培養(yǎng)基礎理論扎實、實驗技能過硬、應用實踐廣泛的理工醫(yī)復合型分子影像學人才打下堅實基礎。

1.1 分子影像學教學內(nèi)容

分子影像學屬于前沿科學，知識更新日新月異，相關(guān)資料主要來自世界各國研究小組的公開文獻，缺乏全面、系統(tǒng)的參考教材;而且分子影像學屬于典型的多學科交叉，涉及信息、生物、醫(yī)學等多個學科，需要掌握各種影像原理與理論，熟悉核酸、蛋白質(zhì)等大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與操作，并應用影像技術(shù)進行分子生物學相關(guān)研究，課程內(nèi)容繁雜，信息量龐大。分子影像學是分子生物學與先進醫(yī)學影像技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，屬于典型的多學科交叉，涉及信息、生物、醫(yī)學等多個學科。分子影像學內(nèi)容覆蓋面廣、跨度大，教學內(nèi)容包括：分子生物學中核酸等大分子的功能、形態(tài)結(jié)構(gòu)特征并在分子水平上闡明細胞活動的規(guī)律;超聲成像、CT成像、MRI成像、核素成像等臨床中成熟的醫(yī)學影像技術(shù)，以及光學分子斷層成像、光聲斷層成像等新興的醫(yī)學影像技術(shù);分子影像技術(shù)在腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)、心腦血管研究以及新藥研發(fā)等領(lǐng)域的應用。學生不僅需要掌握基本理論知識，了解最新研究進展，更要學會利用影像技術(shù)進行基礎研究以及臨床應用。考慮到分子影像學信息量大，教學內(nèi)容以生命學院優(yōu)勢研究方向即光學分子影像及其在腫瘤細胞學中的應用為主線，其余內(nèi)容為輔助展開。教學過程中，力爭做到重點突出、內(nèi)容全面和有的放矢。

1.2 分子影像學教學模式

分子影像學涉及多個學科，涵蓋現(xiàn)代影像成像理論，分子生物學與細胞生物學以及分子影像技術(shù)在基礎和臨床實驗研究中的應用。為了系統(tǒng)地學習掌握分子影像學知識，成為合格的分子影像專業(yè)人才，學生不僅需要了解分子生物學相關(guān)知識，而且需要知道靶向分子在臨床中的應用前景;不僅需要了解分子結(jié)構(gòu)修飾、分子標記等專業(yè)知識，而且也需要知道生物信息、醫(yī)學影像等相關(guān)知識。傳統(tǒng)的單一學科的教學模式難以滿足上述需求，需要探討新的有效的教學模式。對于多學科交叉產(chǎn)生的分子影像學，采用傳統(tǒng)的單一學科教學模式難以滿足要求。我院分子影像學教師來自不同專業(yè)背景，采用不同的教學模式進行協(xié)同合作教學。借助我校生命科學技術(shù)學院在分子影像學領(lǐng)域的研究成果以及與醫(yī)院的合作基礎，可以將生命科學與信息學科和臨床醫(yī)學進行深度交叉，開展目標明確和特色鮮明的分子影像學教學工作。對于分子生物學部分，由生命學院生物技術(shù)專業(yè)教師任教，主要采取課堂講授以及實驗演示教學方式，指導學生掌握生物基本操作技能，包括：核酸凝膠電泳、PCR、DNA測序、RNA提取與純化、基因敲除、基因克隆等技術(shù)。對于醫(yī)學影像部分，由生命學院信息專業(yè)教師任教，主要采取課堂講授、理論推導和計算機模擬仿真等教學手段，使學生掌握醫(yī)學影像的基本物理原理以及數(shù)學理論。對于應用部分，由外聘的第四軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院教師承擔，引導學生使用分子影像技術(shù)進行腫瘤早期診斷、心腦血管疾病診斷以及新藥研發(fā)等應用研究。上述教職人員由生命科學技術(shù)學院自然基金委重大項目參與人員構(gòu)成，經(jīng)過前期合作研究，已進行一定程度的多學科交叉，可進行協(xié)同教學工作。

1.3 分子影像學考評方式

傳統(tǒng)教學考評中，多注重考核學生掌握知識的多少，而不是學習知識能力的大小;注重考核學生技能掌握的多少，而不是學習技能能力的高低。這種考核體系只能反映一定時間內(nèi)的學習結(jié)果，不能反映學生學習新知識、新技能的本領(lǐng)，難以適應分子影像快速發(fā)展的需要，這不僅使教師的教學方法陷于陳舊古板，而且使一些再學習能力、發(fā)展?jié)摿Υ蟆邮帜芰姷膶W生長期得不到有效鍛煉和培養(yǎng)。因此，如何將傳統(tǒng)的考核知識與技能與考核學生掌握新知識、新技能的本領(lǐng)相結(jié)合，是我們需要關(guān)注的問題。分子影像學涵蓋學科領(lǐng)域廣，知識更新速度快，學生學習任務重，我們需要站在發(fā)展的角度，從學校培養(yǎng)學生的近期和遠期效果建立合理的考評方式。對于學生學習考核，我們采用知識與能力兼顧的評價標準。該評價標準主要包括四大模塊：基本理論知識、實驗操作技能、進展跟蹤和科研創(chuàng)新能力。對于基本理論知識考核，采用試卷筆答形式;對于實驗操作技能，考核學生對刻度吸量管、分光光度計、離心機、電泳儀等常規(guī)儀器的操作，此外還考核學生對microCT、光學分子斷層成像等學院研制的醫(yī)療影像設備的操作，以實驗報告形式答題;對于進展跟蹤考核，則要求學生根據(jù)教師給定的主題詞，進行文獻查閱及總結(jié)，以文獻綜述形式答題;對于科研創(chuàng)新，則根據(jù)教師課題或?qū)W生自主選題進行相關(guān)科研活動，以小論文或?qū)＠问酱痤}。總之，將采用形式多樣的考評方式，對學生的綜合能力進行測評。

2 總結(jié)

分子影像學是一門新興的交叉學科，已經(jīng)成為現(xiàn)代生命科學研究最重要的技術(shù)手段之一，代表了未來醫(yī)學影像發(fā)展的方向。我校生命科學技術(shù)學院為國內(nèi)最早進行分子影像學研究的單位之一，學院教師來自不同的專業(yè)背景，包括信息、生物和數(shù)學等專業(yè)，在多學科交叉方面已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗。基于學院在分子影像領(lǐng)域的研究基礎，結(jié)合我校信息學科優(yōu)勢，融合生命科學相關(guān)專業(yè)，本文提出建立包括基礎理論——驗證實驗——應用實踐三個層次的多學科深度交叉、理工醫(yī)有機融合的創(chuàng)新型分子影像學教學體系。通過建立該體系，我們將使不同學科背景教師協(xié)同工作，講授成熟的基礎成像理論、分子生物學基礎知識;實時跟蹤分子影像學研究動向，向?qū)W生傳遞最新進展;指導學生進行驗證實驗，引導學生得出結(jié)論，從實驗中引申理論知識;此外，基于理論知識以及實驗操作訓練，鍛煉學生使用分子影像設備進行生命科學領(lǐng)域相關(guān)研究的科研能力。通過分子影像學綜合體系的構(gòu)建與實施，最終培養(yǎng)基礎理論扎實、實驗技能過硬、應用實踐廣泛的理工醫(yī)復合型分子影像學人才。

基金項目名稱：1. 西安電子科技大學新實驗開發(fā)項目（項目編號：SY1359）

2. 西安電子科技大學本科教育質(zhì)量提升計劃教改項目

注釋

① 申寶忠.分子影像學（第二版）[M].人民衛(wèi)生出版社，2010.

② 申寶忠，王維.分子影像學2011年度進展報告[J].中國繼續(xù)醫(yī)學教育，2011（8）：132-157.

③ 朱宏，董鵬，李耀武.分子影像學教學中的哲學思考[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2010（2）：82-84.

④ 姜寒玉，司懷軍，魏小紅，王麗，文義凱.分子生物學教學方法初探[J].教育教學論壇，2012（31）：96-97.

⑤ 董鵬，高志芹，朱宏，張仕狀，孫業(yè)全，王濱.加強分子影像學學科建設，提高醫(yī)學影像學專業(yè)學位碩士研究生培養(yǎng)質(zhì)量[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2012（13）：7-8.