分子影像學(xué)教學(xué)體系構(gòu)建探討

陳多芳

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

關(guān)鍵詞 分子影像學(xué) 教學(xué)體系 復(fù)合型人才

中圖分類號：G424文獻(xiàn)標(biāo)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(xué)（molecular imaging）是運(yùn)用影像技術(shù)顯示組織、細(xì)胞和亞細(xì)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(xué)行為在進(jìn)行定性和定量研究的科學(xué)。①分子影像學(xué)是將分子生物學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，最早由美國哈佛大學(xué)Weissleder等學(xué)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(xué)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(xué)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(shè)備企業(yè)、生命科學(xué)研究機(jī)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(xué)科進(jìn)行分子影像學(xué)人才培養(yǎng)。我校生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院依托生物醫(yī)學(xué)工程與生物技術(shù)專業(yè)，定位為研究型學(xué)院，分子影像為主要研究方向之一。經(jīng)過幾年的發(fā)展，學(xué)院在分子影像研究領(lǐng)域取得一定進(jìn)展。學(xué)院教工由來自不同專業(yè)背景，包括生物、信息、計(jì)算機(jī)和醫(yī)學(xué)等學(xué)科的人員構(gòu)成，但由于當(dāng)前研究成員各自的專業(yè)背景單一，成員之間尚未有機(jī)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(xué)教材較少，分子影像學(xué)課程主要面向研究生開設(shè)，極少高校面向本科生開設(shè)分子影像學(xué)課程。③④⑤本文探討如何借助我校信息學(xué)科與計(jì)算機(jī)學(xué)科的優(yōu)勢，結(jié)合我校在分子影像學(xué)的研究成果以及與醫(yī)院的合作基礎(chǔ)，將生命科學(xué)與信息學(xué)科和臨床醫(yī)學(xué)交叉，開展針對本科生的分子影像學(xué)教學(xué)工作，建立分子影像學(xué)教學(xué)體系，為培養(yǎng)理工醫(yī)復(fù)合型分子影像學(xué)人才奠定基礎(chǔ)。

1 分子影像學(xué)教學(xué)體系構(gòu)建

分子影像學(xué)起源于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)基礎(chǔ)上融入分子生物學(xué)，其教學(xué)體系不同于傳統(tǒng)的工學(xué)學(xué)科和生物學(xué)學(xué)科體系。我們將從分子影像學(xué)教學(xué)內(nèi)容，分子影像學(xué)教學(xué)模式和分子影像學(xué)考評方式進(jìn)行分子影像學(xué)教學(xué)體系構(gòu)建，目的在于建立包括基礎(chǔ)理論—驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)—應(yīng)用實(shí)踐三個(gè)層次的多學(xué)科深度交叉、理工醫(yī)有機(jī)融合的綜合型分子影像學(xué)教學(xué)體系，為培養(yǎng)基礎(chǔ)理論扎實(shí)、實(shí)驗(yàn)技能過硬、應(yīng)用實(shí)踐廣泛的理工醫(yī)復(fù)合型分子影像學(xué)人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.1 分子影像學(xué)教學(xué)內(nèi)容

分子影像學(xué)屬于前沿科學(xué)，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(xiàn)，缺乏全面、系統(tǒng)的參考教材;而且分子影像學(xué)屬于典型的多學(xué)科交叉，涉及信息、生物、醫(yī)學(xué)等多個(gè)學(xué)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(yīng)用影像技術(shù)進(jìn)行分子生物學(xué)相關(guān)研究，課程內(nèi)容繁雜，信息量龐大。分子影像學(xué)是分子生物學(xué)與先進(jìn)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，屬于典型的多學(xué)科交叉，涉及信息、生物、醫(yī)學(xué)等多個(gè)學(xué)科。分子影像學(xué)內(nèi)容覆蓋面廣、跨度大，教學(xué)內(nèi)容包括：分子生物學(xué)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(xì)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(xué)影像技術(shù)，以及光學(xué)分子斷層成像、光聲斷層成像等新興的醫(yī)學(xué)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(yīng)用。學(xué)生不僅需要掌握基本理論知識，了解最新研究進(jìn)展，更要學(xué)會利用影像技術(shù)進(jìn)行基礎(chǔ)研究以及臨床應(yīng)用?？紤]到分子影像學(xué)信息量大，教學(xué)內(nèi)容以生命學(xué)院優(yōu)勢研究方向即光學(xué)分子影像及其在腫瘤細(xì)胞學(xué)中的應(yīng)用為主線，其余內(nèi)容為輔助展開。教學(xué)過程中，力爭做到重點(diǎn)突出、內(nèi)容全面和有的放矢。

1.2 分子影像學(xué)教學(xué)模式

分子影像學(xué)涉及多個(gè)學(xué)科，涵蓋現(xiàn)代影像成像理論，分子生物學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)以及分子影像技術(shù)在基礎(chǔ)和臨床實(shí)驗(yàn)研究中的應(yīng)用。為了系統(tǒng)地學(xué)習(xí)掌握分子影像學(xué)知識，成為合格的分子影像專業(yè)人才，學(xué)生不僅需要了解分子生物學(xué)相關(guān)知識，而且需要知道靶向分子在臨床中的應(yīng)用前景;不僅需要了解分子結(jié)構(gòu)修飾、分子標(biāo)記等專業(yè)知識，而且也需要知道生物信息、醫(yī)學(xué)影像等相關(guān)知識。傳統(tǒng)的單一學(xué)科的教學(xué)模式難以滿足上述需求，需要探討新的有效的教學(xué)模式。對于多學(xué)科交叉產(chǎn)生的分子影像學(xué)，采用傳統(tǒng)的單一學(xué)科教學(xué)模式難以滿足要求。我院分子影像學(xué)教師來自不同專業(yè)背景，采用不同的教學(xué)模式進(jìn)行協(xié)同合作教學(xué)。借助我校生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院在分子影像學(xué)領(lǐng)域的研究成果以及與醫(yī)院的合作基礎(chǔ)，可以將生命科學(xué)與信息學(xué)科和臨床醫(yī)學(xué)進(jìn)行深度交叉，開展目標(biāo)明確和特色鮮明的分子影像學(xué)教學(xué)工作。對于分子生物學(xué)部分，由生命學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)教師任教，主要采取課堂講授以及實(shí)驗(yàn)演示教學(xué)方式，指導(dǎo)學(xué)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(xué)影像部分，由生命學(xué)院信息專業(yè)教師任教，主要采取課堂講授、理論推導(dǎo)和計(jì)算機(jī)模擬仿真等教學(xué)手段，使學(xué)生掌握醫(yī)學(xué)影像的基本物理原理以及數(shù)學(xué)理論。對于應(yīng)用部分，由外聘的第四軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院教師承擔(dān)，引導(dǎo)學(xué)生使用分子影像技術(shù)進(jìn)行腫瘤早期診斷、心腦血管疾病診斷以及新藥研發(fā)等應(yīng)用研究。上述教職人員由生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院自然基金委重大項(xiàng)目參與人員構(gòu)成，經(jīng)過前期合作研究，已進(jìn)行一定程度的多學(xué)科交叉，可進(jìn)行協(xié)同教學(xué)工作。

1.3 分子影像學(xué)考評方式

傳統(tǒng)教學(xué)考評中，多注重考核學(xué)生掌握知識的多少，而不是學(xué)習(xí)知識能力的大小;注重考核學(xué)生技能掌握的多少，而不是學(xué)習(xí)技能能力的高低。這種考核體系只能反映一定時(shí)間內(nèi)的學(xué)習(xí)結(jié)果，不能反映學(xué)生學(xué)習(xí)新知識、新技能的本領(lǐng)，難以適應(yīng)分子影像快速發(fā)展的需要，這不僅使教師的教學(xué)方法陷于陳舊古板，而且使一些再學(xué)習(xí)能力、發(fā)展?jié)摿Υ?、動手能力?qiáng)的學(xué)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(xué)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(xué)涵蓋學(xué)科領(lǐng)域廣，知識更新速度快，學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)重，我們需要站在發(fā)展的角度，從學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的近期和遠(yuǎn)期效果建立合理的考評方式。對于學(xué)生學(xué)習(xí)考核，我們采用知識與能力兼顧的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。該評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要包括四大模塊：基本理論知識、實(shí)驗(yàn)操作技能、進(jìn)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(shí)驗(yàn)操作技能，考核學(xué)生對刻度吸量管、分光光度計(jì)、離心機(jī)、電泳儀等常規(guī)儀器的操作，此外還考核學(xué)生對microCT、光學(xué)分子斷層成像等學(xué)院研制的醫(yī)療影像設(shè)備的操作，以實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式答題;對于進(jìn)展跟蹤考核，則要求學(xué)生根據(jù)教師給定的主題詞，進(jìn)行文獻(xiàn)查閱及總結(jié)，以文獻(xiàn)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(jìn)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(xué)生的綜合能力進(jìn)行測評。

2 總結(jié)

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

基金項(xiàng)目名稱：1. 西安電子科技大學(xué)新實(shí)驗(yàn)開發(fā)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：SY1359）

2. 西安電子科技大學(xué)本科教育質(zhì)量提升計(jì)劃教改項(xiàng)目

注釋

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

② 申寶忠，王維.分子影像學(xué)2011年度進(jìn)展報(bào)告[J].中國繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2011（8）：132-157.

③ 朱宏，董鵬，李耀武.分子影像學(xué)教學(xué)中的哲學(xué)思考[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)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(xué)教學(xué)方法初探[J].教育教學(xué)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(qiáng)分子影像學(xué)學(xué)科建設(shè)，提高醫(yī)學(xué)影像學(xué)專業(yè)學(xué)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.