DNA親權鑑定虛擬仿真實驗系統是濰坊醫學院建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：DNA親權鑑定虛擬仿真實驗系統
- 課程負責人：趙榮蘭
- 建設院校：濰坊醫學院
- 授課教師：彭效祥、高崑山、孟祥英、喬晉娟
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
親權鑑定是套用醫學、生物學以及其他學科知識來判斷個體之間是否存在某種親緣關係。其中DNA親權鑑定在公安技術、法醫物證中血緣關係鑑定、被拐兒童或失散家庭成員確認、災難事故遺體確認等方面發揮著越來越重要的作用。到目前為止，DNA親權鑑定經歷了三代DNA分型技術，主要包括第一代：限 制 性 片 段 長 度 多 態 性( restriction fragment length polymorphisms, RFLP)分析；第二代擴增片段長度多態性分析：主要包括小衛星可變數目串聯重複 ( variable number of tandem repeats, VNTR) 擴增片段長度多態性分析和微衛星短串聯重複序列 ( short tan-dem repeat, STR) 的擴增片段長度多態性分析；第三代單核苷酸多態性（single nucleotide polymorphism，SNP）分析：主要包括DNA測序法、高解析度熔解曲線法、等位基因特異PCR、基因晶片法等。鑒於DNA親權鑑定涉及到法律、倫理、社會、家庭等多個方面，再加上儀器設備、場地、經費等限制等原因，很難實現學生現場操作。因此急需建立DNA親權鑑定虛擬仿真實驗項目，彌補實際教學中的不足。
本項目通過案例導入開啟實驗，整個實驗操作，包括血樣本採集、基因組DNA提取、DNA 多態性分型、數據採集與處理、結果分析並給出鑑定報告。本項目以DNA親權鑑定為主線，將RFLP、STR和SNP為代表的三代DNA分型技術貫穿其中，重點介紹目前親權鑑定技術規範中採用的PCR-STR技術。整個實驗完全模擬DNA親權鑑定標準操作流程，學生猶如身臨其境，不僅可以掌握DNA分型技術的基本操作技能，還可以了解親權鑑定的發展史，達到“以虛補實，虛實結合”的目的。本實驗系統先進性體現在（1）強化生物安全、PCR及DNA分型規範操作，打破學習時空限制；（2）線上和線下相結合，提升實驗操作及科研思維；（3）規範操作考核流程，建立過程性評價體系。
教學目標
（1）整合虛擬操作，強化生物安全及實驗規範操作：通過本虛擬仿真項目能有效強化臨床標本檢測的生物安全防護意識，強化PCR及DNA分型規範操作，彌補實際實驗條件的不足。打破學習時空限制，將三代DNA分型技術進行整合，整個實驗完全模擬DNA親權鑑定標準操作流程。學生猶如身臨其境，不僅可以掌握DNA分型技術的基本操作技能，還可以了解親權鑑定的發展史。
（2）線上和線下相結合，提升實驗操作及科研思維：利用計算機和多媒體技術，構建虛擬的實驗操作情景，通過該系統的反覆操作學習及結合線下實體教學，不斷提升學生實驗操作及科研思維能力，並達到下述學生的知識和能力培養目標：
①掌握生物學檢材DNA提取的原理及操作步驟；
②熟悉親權鑑定中生物學檢材（新鮮血標本）的提取和保存；
③掌握目前親權鑑定技術規範中採用的PCR-STR技術的原理及操作步驟；
④熟悉RFLP、VNTR及SNP分析的原理及操作步驟；
⑤熟悉DNA親權鑑定標準操作流程及各種常規儀器的使用及維護；
⑥了解DNA親權鑑定結果的表達方式和基本生物學內涵。
（3）規範操作考核流程，建立過程性評價體系：虛擬實驗操作中注重人機互動，根據規範操作流程，在關鍵操作步驟及注意事項處，設定實時監測考核點，根據學生的操作及回答，系統自動評分，在實驗進程中不斷完善操作，建立實驗操作考核的過程性評價體系。教師通過後台收集大數據的反饋，及時了解學生操作中出現的問題，可更好把控整個實驗教學過程。
（4）豐富實驗教學手段：通過虛擬實驗，打破傳統實驗教學手段單一及時空限制等不足，豐富實驗教學手段，便捷高效地實現實踐教學目標。
