生物实验技术范文
时间:2023-11-13 17:51:45
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篇1
实验内容陈旧,专职实验教师缺乏课程体系是实现培养目标,构建学生知识结构的重要环节,教学内容能否跟得上社会发展,能否反映社会需求,将对人才质量的提高产生重大影响。现在的实验课教学大纲每年都在调整,但因为实验设备的限制,导致许多实验课的实验内容多年来变化甚微。而海洋生物技术对实验的依赖性比较高,要求相关的实验操作应适时更新。比如:RAPD技术90年代前期得到广泛的应用。但随着研究的深入,人们发现该技术存在一定的缺陷,相继发展了RFLP、SSR,以及AFLP。因此,一些陈旧的实验项目已不符合学科发展的需求,不利于学生掌握最新的实验技术。实验课教学质量高低的一个关键影响因素就是任课教师。目前,高校中普遍存在的现象是专职的实验教师严重缺乏。实验课的教师要么是理论课教师同时兼任,要么是根据工作量安排其他非本专业的教师担任。在这种背景下,部分教师因为课业压力过大,没有足够的时间和精力来准备实验,只是照搬实验教材上的内容,也不能灵活地去激发学生们的创造潜力,师生之间缺乏互动性,实验效果不理想。
二、实验教学模式的改革和探索
学科专业建设是高等学校生存的基础,其色专业的建设是高校提升竞争力和影响力的关键工作。专业设置可以反映出当今教育发展的价值取向,从根本上说,办教育就是就是办专业。而搞好专业建设,提高人才培养质量的根本在于优化课程体系。海洋生物技术应用型人才的培养是一项实践性较强的教育活动,为了实现培养目标,最现实有效的方法就是改进实验教学,进行实验教学体系、教学内容和教学方法的改革。
1.构建技术平台,建立具有研究特色的海洋生物技术实验教学中心,完善实验内容设置和教材建设首先,向学校申请一笔实验室改造经费,建立具有研究特色的海洋生物技术实验教学中心。按照理论内容的进度系统合理地安排实验课程体系,将难度较小的基础实验最先开展,在学生们积累一定知识之后再进行专业实验,最后进行难度系数比较大的综合实验。其次,调整实验大纲,去除跟其他课程重复的实验,增添具有本学科特点的实验项目;将联系比较紧密的实验综合成一个大实验加深学生对实验的理解。再次,在实验内容的设置上加大自主设计型和综合性实验的比例,减少验证性的实验,让学生亲身参与到实验操作环节,培养他们的创新思维和实际应用的能力。选择既能实现培养目标又能体现专业特色的实验课教材,是关系实验教学改革成效的重要因素。海洋生物技术是门新兴的学科,相关的实验课教材数量比较少,更新也比较慢。为此,我们大胆采用国外的教材。综合吸取国内外教程的优点来开设该专业的实验。为了创建良好的学习氛围,我们还积极开拓实验课的双语教学,鼓励学生养成查阅外文文献和阅读外文原版教程的习惯,并尝试着让学生用英文写实验报告。
2.优化教师队伍,转变教师观念,改革实验教学的方法为了提高实验教学的效果,我校加大了对专职实验人员的引进力度,并鼓励实验技术人员进行在职培训,比如,去中国海洋大学、中国科学院海洋研究所和国家海洋局第一海洋研究所等涉海类高校和科研院所进修,提高实验技能和业务水平,保障实验课的顺利完成。教学是一种精神生活,通过这种精神生活引领学生的发展。教师应更新教育理念,充分认识到课堂教育的“三合一”本性,即:知识信息的丰富性、知识判断的思辩性、知识迁移的生本性,主动改变教学中不适应创新教育的“填鸭式”和“满堂灌”的教学方式,设计科学和可操作性的开放式课堂教学;教学目标从传授知识为主转向培养学生学习和创造能力为主;确立以学生为主体的教育思想,采取灵活多样的启发式、互动式、现场式等教学方法以活跃课堂,激发学生的学习潜能和求知欲望,培养具有创新能力的应用型人才。改革教学方法和手段,综合运用现代化的教育方式。打破封闭式的教学模式,教师应时刻关注海洋生物技术领域的最新科学研究成果和科学技术,并适时地融入到实验教学中,体现教学内容的全面性。树立多样化人才观念,密切关注学生的不同特点和个性差异,注重因材施教,发展每一个学生的优势潜能,鼓励学有余力的学生参与额外的选做实验,不拘一格培养人才。
3.实验教学与科研实践相结合培养应用型人才,要实行科研与教学的有机结合。搭建科研平台,鼓励学生参与科研过程,开展一些实验课上没有的实验项目,进一步提高实验技能。一方面,指导他们申请省级和校级海洋生物技术领域的大学生实践创新项目,让学生亲身参与科研项目选题、申请、开展、结项的整个过程,提高学生参加科学研究的兴趣和能动性。另一方面,鼓励学生积极参与到教师的科研项目中,在导师的指导下,让学生在实验方案设计、实验数据处理、实验总结分析以及实验论文写作等方面得到有效锻炼,为将来的就业和科研工作打好基础。提高学生的实验技能,除了依靠校内实验课的强化外,还要有效开拓校外的实验环境,利用校外的资源来完成校内不能开展的实验。目前,我校已与盐城大丰海洋生物产业科技园进行了合作,作为我校海洋生物技术专业的教学实习基地。另外,校外企业也可以作为教师参与实践锻炼的基地。我院每年暑假都有计划地组织教师到企业生产一线挂职锻炼,一方面可以培养教师的实践经验,另一方面也可以明确企业对人才的具体要求,使人才培养与学生就业能够形成良性互动,提高学生的竞争力。
篇2
1.实验内容开放园艺植物生物技术实验教学本着丰富实验教学内容、革新实验教学方式的核心原则,以培养学生创新能力为最基本的目标,提出以下园艺植物生物技术开放式实验教学模式。实验性质由验证性实验过度为综合性、设计性实验。传统教学中验证性实验占总实验学时的80%以上,采用开放性实验教学,验证性实验压缩到20%以内,增加了综合性、设计性实验内容。
2.实验场地开放实验场地是制约学生开展创新性实验的主要原因。以国家级植物生产类实验教学中心为平台,采用开放式实验室运行机制,结合学科点开放实验室,为学生自主选择和设计实验提供了良好的条件。实验室配2~3名研究生协助管理,仪器设备采用预约登记制度,使用前须经专人培训合格后才能使用。实验耗材按实验计划,由实验室统一提供。
3.实验时间开放以3~4人为一个实验小组,以小组为单位安排实验时间,实验室一次可以同时安排6个小组开展实验。实验时间由以前固定时间,改为课程理论授课3周开始至学期末前1周结束。学生可以根据自己的课程安排,合理选择实验时间。实验室时间采用预约制,由实验室管理人员统一安排。上班时间由实验室管理人员负责实验室,节假日和晚上由研究生协助管理实验室,为学生开展开放实验提供充足的时间。
二、开放式实验教学取得的效果
1.实验教学方式开放,激发学生兴趣在大多数同学印象中园艺植物生物技术实验教学以实验方法、手段、技术为主要内容,这些内容过于抽象,通过授课形式讲授或单独的验证性实验,学生理解效果很差,很难达到掌握实验内容的目的。任何研究都是从好奇和怀疑开始的,通过典型的生物技术实例,如柑橘细胞融合获得原生质体杂种、植物遗传转化获得转基因植株,人类基因组测序及园艺植物基因组测序的不断完成,生物信息学预测基因的功能分析等,这些实例在网络上的介绍与视频非常多,通过网站浏览和视频观看,让同学们真正了解生物技术的神秘与贴近生活的两个方面,将抽象的概念转化为切实可行的操作行动。
2.实验时间及空间开放,提高动手能力实验室的开放,即仪器设备和时间概念上的开放,在一定程度上可以解决实验人数多、实验室及仪器设备严重不足的问题。例如,生物分子实验室的定量PCR仪、PCR仪、离心机、核酸仪、电泳仪、紫外投射仪等,实验时间一旦开放,学生可以用充裕的时间来把实验独立完成,不会被课程所限制。通过开放实验室,本科生可以在课余时间多次进入实验室。同时,研究生可以一对一或一对三的带领本科生进行实验,开展相关的扩展实验内容,开阔视野,提高动手能力,还可以更好地参与教师的科研项目,增加教师和学生的交流机会。
3.实验内容开放,自主设计试验在教学内容上打破原有的实验课程结构体系,优化实验内容组合与创新,注重设计性、综合性实验,充分利用网络资源、视频资源及生物公司的广告资源,提高学生的技术应用能力和创新能力的培养,促进学生在学习能力、创新能力和社交能力等综合能力的培养。根据专业培养目标和实验条件,突出实用性,根据学校实验条件提出以下实验内容进行选择与优化。通过开放实验教学内容,学生打破传统的拟定学时的验证实验内容,充分利用学生的自主性进行大量的设计性、综合性实验教学。学生在学校提供的实验条件的前提下,自选实验内容,自定实验步骤,自选仪器设备,自己处理和分析实验结果、实验数据,给学生提供了创新思维的自由空间。这将有利于激发学生的自觉性和主动性,有利于培养学生的创新能力。自觉接受现代教育技术新的成果,把信息技术与学科有机的融合在一起,为学生创设良好的学习情景,突出双向性、参与性、互动性。在实验操作环节,鼓励学生独立完成操作,独立分析结果,发现问题。
4.实验结果灵活,革新考核与评价体系通过综合性、设计性实验,学生将与老师的课堂交流转变为通过面对面、QQ、微信等其他平台,对实验进展随时进行分析、讨论及总结,并且学生通过查阅相应的资料,最后得出科学合理的实验结果。开放式综合性、设计性实验,实验结果的不确定性也避免了同学之间相互抄袭、模仿。因此,既增加了学生动手操作的机会,又有利于学生系统的掌握园艺植物生物技术的实验方法和技能及分析与解决问题的能力。开放式实验教学除在以上方面进行开放外,同时也革新了实验教学的考核与评价体系,与以往实验成绩包括实验课堂成绩与实验报告成绩之外,在实验教学方面补充了实验设计、实验准备工作、结果分析与讨论的考核内容,形成了实验方案撰写(20%)+实验前的准备(20%)+实验过程(30%)+实验结果分析(30%)的实验教学考核体系,评价方式分为优、良好、中等、合格,不及格五种不同的方式。
篇3
实验动物学在本校是该专业的一门学科基础选修课,通过实验动物学的课程教学和实验教学,使学生掌握实验动物学的基本理论知识和基本实验技能,了解实验动物学对于生命科学发展的重要意义,了解国内外实验动物学科的发展状况及相应法律法规,培养学生的科研创新能力和解决实际问题的能力,使学生养成科学严谨的实验态度和良好习惯。要求学生能掌握实验动物学的基本理论知识,树立良好的伦理观念,熟悉动物实验的基本操作,对实验动物有深入的了解,能够正确地选择实验动物进行实验。
2实验动物学理论教学的改革
2.1贯彻实验动物标准化、实验动物伦理与福利、实验动物管理政策与法规的理念
随着实验动物管理的不断完善,课题申报、鉴定、文章发表都需要提供相关实验动物的伦理资料证明,对实验动物伦理福利与标准化的要求也日趋严格。因此,在授课过程中应加强实验动物伦理观念的灌输与标准化的介绍。不同国家对实验动物管理和立法有不同的尺度,但都是围绕保障动物福利和实验动物质量两个方面进行的[3-4]。自1988年我国先后了国家和地方法规100余项,《广东省实验动物管理条例》于2010年10月1日起正式实施,是指导本省实验动物管理具体做法的地方法规[5],因此在实验动物管理法规介绍中,不仅要让学生对国内外的实验动物立法有一定的认识,还要重点解读关于广东省实验动物管理法规与实施现状。
2.2在保证实验动物基本知识系统学习的前提下,侧重前沿知识的更新
实验动物技术正朝基因工程技术发展,国内多家大学与研究所都相继建立了先进的模式动物研究平台,如南京大学模式动物研究所的“国家遗传工程小鼠资源库”,北京大学的“转基因/胚胎冷冻平台”、“人类疾病实验动物平台”等。实验动物教学必须随着实验动物研究的发展趋势及时地调整、改革才跟上形势。新的实验动物教学应该使学生既要掌握基本概念和理论知识,熟悉实验动物的实验技术,还要进一步了解实验动物的发展方向、动态及在生命科学中的应用。讲授基因工程动物制作技术及应用,介绍基因工程动物的制做流程、最新的模型种类、相关单位在该研究方向的研究进展等,并鼓励学生多看实验动物方面的研究文献,让学生对基因工程动物的研究方向有一定的认识,并了解国内外相关的研究机构。
2.3科研案例教学培养学生的科研创新思维
实验动物学的理论知识广泛,学习起来容易感觉枯燥,而且很难将理论与实际应用联系在一起,导致教学效果不理想。通过科研案例,使抽象的理论变得生动、具体,既提高学生的积极性,又能培养学生的科研创新思维。科研案例教学应如何实施?授课教师通过收集有关实验动物的科研项目以及文献资料中具有代表性的科研案例给学生举例讲解;随后拟一个研究方向,组织学生动手设计科研课题,由学生自己制订研究的目的、内容与方案,若条件允许可进行方案实施;最后,学生将得到的结果进行总结论述,由授课教师进行打分评价。使学生在实验过程中加深对基本概念和理论知识的理解,从而提高其分析问题和解决问题的能力,将教学和科研有机地结合起来。
3实验教学的改革
3.1强化基本动物实验技术的操作在实验动物教学中,动物实验技术是教学内容的重点之一,所占课时的比重较大,在本校实验动物实验课的学时与理论课学时都为16学时。作为生物专业技术的人才,动物实验技术是必备的实验技术之一,因此动物实验课要求学生对基本的动物实验操作技术必须熟练,坚实的动物实验基础是一切高深动物实验的技术储备。实验动物的基本实验内容,包括正确的抓取、固定、处死方法,各种给药途径,体液的采集和手术方法,不同种属的动物麻醉方法及急救方法等。若经费足够的条件下,在实验动物的选择除了大小鼠、豚鼠、兔子外还应适当增加大动物的实验内容,如犬或猪,让学生熟悉不同动物的生理学、解剖学特性与正确的基本实验操作,该部分课程设置为12个学时。
3.2锻炼动物模型的制作能力,增加实验设计环节
为结合前沿学科的发展,培养学生的创新思维,最后4个学时让学生结合实际应用,自主设计和完成一个实验方案,做一些疾病模型,如肿瘤模型、中风模型、皮肤移植模型等,以培养学生的科研思维和操作能力。实验设计过程由学生查阅资料,拟定具体实验方案和步骤。实施过程中鼓励学生独立思考与团队交流,每一步实验都要求学生仔细观察记录,实验结束后在教师的指导下及时整理、统计实验数据,分析实验结果。通过这一实验环节,不仅能验证学生基本实验操作的熟练程度,还能培养学生的科研思维,解决与分析问题的综合能力。
3.3完善动物实验平台的建设
标准化的实验动物饲养条件和环境质量控制是保证实验动物质量合格的重要条件,也是保证动物实验条件稳定的前提。随着科学研究的发展,对实验动物的要求越来越高,重视实验动物的饲养和研究平台建设,不仅能提高实验教学质量,对于实验动物学科的发展及科研实力的提升更具有重要意义。由于本校没有专用的动物饲育室与动物实验设施,对实验动物的教学与科学研究的发展构成了较大的障碍。为了满足本专业学生的培养要求,应争取上级部门的资金投入,筹划实验动物标准化平台的建设项目,建立属于佛山科学技术学院的实验动物中心,为教学与科研供应高质量的实验动物与提供标准化的实验环境设施。
4结语
篇4
关键词:课程改革;微生物技术综合实验;前沿
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)52-0043-02
21世纪对人才培养提出了新的挑战,如何培养具有综合素质的创新型、复合型人才是当今高等院校面临的问题。中山大学坚持贯彻以“培养具有国际视野、满足国家与社会需求的高素质复合型拔尖创新人才”为目标,提倡“人心向学”,对创新型人才培养提出了新的思路。从2012年开始,学校开始执行大类招生政策,坚持以“厚基础,宽口径”为原则,这是针对我国现行高等教育的弊端实行的深层次的教学改革。大类招生势必涉及到各个学院专业的课程体系设置、教学方式、人才培养模式的改革。其实早在1998年教育部就颁布了新修订的专业目录和《关于普通高等院校修订本科专业教学计划的原则意见》,指出:“教学计划修订的核心是调整学生的知识、能力、素质结构,淡化专业意识,拓宽基础,加强素质和能力培养。”实验教学是培养应用型、创新型、复合型人才的重要组成部分,在学校教学培养中起着举足轻重的作用。这就需要我们对实验教学进行大胆改革和创新。微生物学是当前生命科学中发展最为迅速、影响最广泛的学科之一。近年来微生物学实验技术的不断创新和发展,使微生物研究者得以在分子水平上深入探索微生物的生命活动规律。《微生物技术综合实验》是生命科学学院为生物技术、生物技术与应用、逸仙班开设的专业选修课,是继《微生物学实验》后的一门对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高起着至关重要的作用的课程。
本课程改革的目的是让学生真正感受到微生物学工作者从事微生物学工作的氛围,同时与一些微生物学热点研究或实际应用相结合,开展创新性微生物学实验与研究。通过本课程的学习,学生经过严格的训练,能规范地掌握现代微生物技术,熟悉现代仪器的基本使用;在培养学生掌握实验的基本操作、基本技能和基本知识的同时,努力培养学生的创新意识与创新能力。为实现这一目标,在课程内容安排上采用保留少量经典的验证性实验内容外,主要将基本操作融入综合实验中,增加综合性实验,在实验内容方面更注重微生物技术在科研、生产中的应用。课程内容方面分为三个层次:验证性实验、综合实验与自己设计实验,强调实验的综合性、探索性、研究性和连贯性。在综合性实验中,引入本系教师的科研成果,目的在于通过实验,增加培养学生独立解决实际问题的机会,以提升学生的科研素质与创新意识。同时提出具体的科学问题,引导学生设计解决问题的方案,并通过实验验证相关解决方案。将整个微生物学实验课程按几个主题分成若干个实验教学模块,每个模块由若干次实验课组成,相互关联,前后衔接,共同组成一个研究性的实验。实验项目的安排体现了横向纵向四结合:①使传统和前沿有机结合。②依赖培养技术和不依赖培养技术相结合。③形态鉴定和分子鉴定相结合。④单个菌落和微生物群落研究相结合。传统和前沿有机结合:在实验内容安排上贯穿两条主线,即有传统的微生物发酵工程实验,发酵工程实验由一个小个实验结合在一起,包括菌种的选择、发酵条件的优化,而不依赖于培养技术的分子研究,如变性梯度凝胶电泳DGGE(denaturing gradient gel electrophoresis)、16srDNA分子鉴定等代表前沿生物技术的实验。生物技术研究手段层出不穷,各种技术手段各有其利弊,对同一个对象,用不同手段来研究,让同学们开阔了研究思路。例如,依赖培养技术和不依赖培养技术相结合:传统的微生物需要在培养基上培养,进行形态观察或分子鉴定,而DGGE技术则是不依赖于培养的技术,学生直接从土壤中提取样品DNA,进行DGGE电泳,用SYBR染料染色检测。形态鉴定和分子鉴定相结合:对稀有放线菌进行传统培养,用埋片法进行形态观察,同时对鉴定的放线菌提取DNA,进行16srDNA分子鉴定,使学生了解两种手段的差别和优势。同时观摩DNA测序过程,对测序结果进行BLast,并用mega软件学习构建进化树。单个菌落的16srDNA分子鉴定和微生物群落研究相结合:对放线菌的形态和分子鉴定只是对单个菌的研究。而DGGE研究则是对整个微生物群落的研究,可以让学生建立微生物个体与群体差异的概念,加深对微生物群落概念的理解,通过课程学习让学生建立纵向和横向的知识结构。生物技术综合实验中微生物发酵实验也是重要的部分,实验项目为菌株产蛋白酶发酵条件优化。由学生自己进行菌种的选择,发酵条件的优化采用单因子实验法和正交实验法,发酵产物进行蛋白酶活性测定。“工欲善其事,必先利其器。”学院配置的多媒体数码显微镜互动系统应用,为本课程观察放线菌和真菌的形态结构提供设备保障。先进的交互手段,使得教师通过讲台上的计算机,就可以看到每个学生所观察到的显微镜画面,能及时发现问题并指导学生。学生还可应用数码显微镜将观察结果直观呈现在电脑屏幕上,并且可以在自己的计算机上清晰地看到讲课的PPT和示范,可用显微镜的示教指针与教师交流讨论。学生对学习的兴趣和课堂效率都显著提高。由于变性梯度凝胶电泳DGGE实验以及微生物发酵的特殊性,不可能人手一套实验仪器,教学视频和模拟实验的应用尤为重要。在变性梯度凝胶电泳DGGE实验课堂上,应用http://learn.genetics.utah.edu/美国犹他大学的虚拟PCR virtual lab技术和虚拟电泳技术,该制作图像精美、直观,实验步骤清晰,使枯燥的实验生动地展现在学生面前,更加有利于学生理解、记忆。加深学生对实验内容的理解并提高他们对实验的兴趣。微生物发酵实验,实验步骤烦琐,牢记每个步骤尤为重要,而教师的讲课未必能使每个同学掌握,所以我们自己录制相关的教学视频和多媒体课件,可随时再现操作过程。将教学中的抽象内容具体化、形象化,从而有利于学生对知识的理解、掌握,使其实验的积极性和主动性都能得到提高。
随着计算机技术、网络技术与电子通讯技术的迅速发展和应用,人类已经进入了现代化的信息社会,因特网是世界上最大的知识库、资源库,它拥有最丰富的信息资源,而且这些知识库与资源库都是按照符合人类联想思维特点的超文本结构组织起来的,因而适合学生进行自主学习。信息社会需要有高度的创造性,并且有很强的自学能力和信息检索、获取及处理能力的创新型人才。为培养学生获取、分析、处理微生物基因组信息的能力,教师指导学生上网查询基因组信息的方法,对16s核糖体RNA测序结果在物学国际综合网站NCBI上blast程序与公开数据库进行相似性序列比较,找出最相似序列。指导学生学会简单的生物软件。学会用mega软件构建进化树。近几年来,由于学校对实验室建设的高度重视和大力支持,学院中心实验室添置了凝胶成像系统多媒体数码显微镜、全自动自控发酵罐、液相色谱分析仪、变性梯度凝胶电泳仪器,为微生物技术综合实验的顺利进行创造了硬件条件,使实验教学改革上一个新的台阶。
参考文献:
[1]喻子牛,何绍红,朱火堂.微生物学教学研究与改革[M].北京:科学出版社,2000.
[2]谭红铭,黎丽娥.生物化学实验教学改革初探[J].中山大学学报论丛,2001,21(5):51-53.
[3]曹理想,谭红铭,周世宁,生物技术专业微生物遗传学教学改革初探[J].微生物学通报,2004,31,(6):120-122.
篇5
获得足够多的微生物种类和数量是有效筛选产油微生物的前提。那么,从外界环境中高效分离纯化微生物显得非常重要,但有同学不能有效地进行实施。就分离产油真菌而言,透气性好、富含有机质的偏酸性土壤中真菌较多,而有的学生却随意从校园一角采土样进行菌株分离,影响分离所得微生物种类和数量;也有学生在分离过程中,选用的培养基中不添加抗生素(如链霉素或氯霉素等)和孟加拉红,致使细菌、放线菌和真菌交织生长在一起,不利于后续菌株纯化。此外,还有学生在筛选到菌株后,仅从菌落形态方面简单判断后就将类似菌株丢弃,人为地降低了所得微生物的丰度。
2产油菌株筛选
学生通过查阅文献不难发现产油微生物筛选常用的方法是脂肪粒计数法。该方法是使用70%苏丹黑乙醇溶液将细胞内的脂肪粒氧化成蓝黑色,细胞质经过0.5%蕃红复染后成红色,显微镜下统计脂肪粒数而进行初筛[4]。但有学生在实验前期没有筛选到产油微生物,了解得知学生初筛时间存在问题。初筛时间过早,会造成一些油脂积累缓慢的微生物漏筛,但菌株培养时间过长也会造成产油优势菌株细胞内的脂肪粒重叠而产生误差。
3产油菌株鉴定
当前微生物一般采用多相分类鉴定。为了保证毕业论文质量,开阔学生视野,要求学生同时利用形态学观察与生理生化特征等经典方法和现代分子生物学手段对所分离得到的产油微生物进行分类鉴定。经典鉴定方法中,产油霉菌以形态特征为主要指标,产油酵母则形态特征和生理生化指标兼用;分子生物学方法采用通用引物ITS1和ITS4扩增其ITS1-5.8S-ITS4保守序列,后扩增产物送上海生工生物工程有限公司进行纯化测序;测序结果提交到NCBIGenBank中Blast,获得同源性较高菌株ITS序列,先利用ClustalX进行多重比对,再用Mega5.0构建NJ系统进化树,综合形态和生理生化特征,确定产油菌株的分类地位。4期马博:生物技术专业本科毕业论文实验的探索与实践111实践证明,经典鉴定方法繁琐耗时,而分子生物学方法简单便捷,但实验技能要求较高,其关键步骤是高质量基因组制备和PCR扩增条件优化。微生物基因组质量好坏直接影响后续PCR扩增实验。虽然多数学生提取的基因组能够满足PCR扩增要求,但琼脂糖凝胶电泳的结果显示都存在不同程度的弥散拖尾现象,表明制备的基因组有降解或含有RNA、多糖及蛋白质等杂质。那么,基因组DNA提取过程中应该注意哪些呢?一是在水浴保温期间,摇动不能太剧烈,以防基因组DNA断裂;二是用等体积氯仿/异戊醇抽提时,上清液应无色,且EP管中的有机相与水相交界处无明显的杂质,否则应重复抽提。另外,还应在DNA提取溶液中加入1μg/LRNase,以除去RNA,提高基因组质量。PCR扩增实验精微,需要格外细心。如微量移液器的使用方法和PCR体系中各种药品的添加顺序都会对实验结果产生重要影响,应及时对学生进行指导。此外,退火温度是PCR扩增实验关键反应条件之一。退火温度过低会导致PCR产物杂带过度,退火温度过高又扩增不到目的片段。指导教师详细讲解PCR扩增实验原理之后,学生掌握了PCR扩增实验方法和注意事项。通过多次实验,最终确定了所使用引物的退火温度,产油霉菌和产油酵母分别为56℃和54℃。
4结论
篇6
关键词:信息技术;生物教学;课程整合
一、研究的背景
随着这几年我县课改工作的深入开展,生物课堂教学也搞得有声有色了。实验教学是生物课堂教学的重点,是培养学生动手能力、创新能力、创新意识的基本途径。但通过参加县、局组织的各类教研活动调查发现:不管是县直学校还是农村学校,学生动手能力不强、创新意识缺乏,对实验设计、方法、步骤是知其然,不知其所以然,生物实验课的教学效率不高,效果也不显著,实验教学的劣势直接影响到我县生物教学的改革与发展。除了实验室、实验仪器设备、实验材料等硬件设施的原因,还有就是我县地处广东东部山区,教材(北师大版)中有些动、植物相关实验无法完成,教学用的挂图亦难形成直观的印象;利用先进的信息技术,突破时间、地域、传播途径,开展以信息技术为纽带,以网络生物实验为教学的活动,帮助学生掌握生物知识和技能,使信息技术与生物实验教学达到有效整合,互利互通,从而促进学生的全面
发展。
二、研究的依据和意义
整合,就是根据学科教学的需要,充分发挥计算机以及多媒体等网络设备和互联网丰富的资源,使信息技术融入学科教学中,优化教学过程,从而提高教学质量和效率,促进素质教育的实施。
21世纪,教育技术手段日新月异。多媒体技术、网络技术等已渗透到教育的各个方面,因特网、卫星远程教育等新的教育媒体的运用,逐渐显现出其强大的教学效率。随着时代的发展,信息技术已成为现代教育的重要技术手段。信息技术与生物实验教学的整合,可以说是从根本上改变了传统的教学观念,创新教学模式,使实验变得有声有色,突出教学重点和难点,激发了学生学习的兴趣,增强了学习的主动性、自主性,提高教学效率,优化了教与学的过程,培养了学生的创新思维和实践能力。
三、研究的目的和内容
1.目的
从新课程标准初中生物实验教材(北师大版)来看,生物实验教学包括演示实验、学生分组实验、应用与实践、调查研究等。生物是一门实验性很强的学科,实验在教学中有着举足轻重的地位。部分不能直接做演示的实验,如果还是采用照本宣科、让学生死记硬背的教学方式,对学生基本技能的培养、学习兴趣的激发、个性的发展等都会受到抑制。这时候就需要用到多媒体技术了,可以在学生自主合作与探究的宽松的模拟实验环境氛围下进行。实验使他们亲身创设和实践、亲自动手操作、亲身感受并体会到学习的快乐感和科学探究的成功感与自豪感。
通过电脑制作出来的图文并茂的模拟实验,可以培养学生的生物科学探究能力,如观察能力、思维能力、实验操作能力、创新能力等;使学生了解科学实验方法,如实验设计方法、实验研究方法、科学思维方法和基本仪器使用方法;培养学生实事求是的科学态度,独立自主的思想意识和追求科学真理的不懈精神和创新精神等。
2.内容
我们常常强调要与人为本,强调教师的主导和学生学习的主动性相结合。实际上学生在常规实验教学中是被动学习,因为实验材料、实验用具的选择是教师事先安排好的,实验时间和实验步骤的实施是按教师指令或书本内容进行的,学生做实验仅凭好动的天性,既没有时间、机会去思考或询问,为什么要这样而不是那样,又不能去尝试一下自己的特殊方法。长此以往,将使学生养成只注重实验结果、忽视实验过程、不思进取、人云亦云的不良习性,不利于学生创新意识和创新精神的培养。通过运用信息技术,使学生积极参与到模拟实验中来,变被动为主动。如让学生参与模拟实验的准备、模拟实验课的管理、模拟实验计划的制订。有利于加深学生对模拟实验过程的了解、模拟实验作用的理解,使学生变要我学为我要学。
(1)整合的微观性
众所周知,构成生物体的细胞是极其微小,别说肉眼无法观察,就是教学用的显微镜、放大镜也难以观察细致。常规手段是通过挂图和教师的语言来描述,枯燥乏味且理解不全面。通过三维空间的信息应用程序,可以模拟显示放大N倍后的细胞结构,犹如身临其境,实现微观的东西宏观化,跳跃的动感形象,自己都能触摸到,相关的知识便深深地印入了脑海,经久不忘。
(2)整合的运动性
静止是相对的,运动是绝对的。对思维而言,运动中的东西更适合学习和记忆。自然界中的生物也是运动的,运动伴随着它们的生长、发育、繁殖等生理过程,常规的教学手段是无法实现这一动态过程的。通过信息技术可以实现细胞分裂的三维动态过程、染色体组合配对过程、生物由受精卵发育成个体的全过程等。在讲授人的生长发育过程中,我应用影像文件,播放了几组激动人心的画面,这种动感化表现手段和艺术性的完美结合,使学生彻底明白了自己是从哪里来的问题,也懂得了母爱的伟大。这些优化了的实验教学过程,对知识的掌握和应用起到了支撑的作用。
(3)整合的多样性
地球上已知的生物有几百万种,每一种又有许多个体,每一个个体又有许多结构和生理特征,生物现象更是纷繁复杂、包罗万象。许多用常规教学手段所不能表现的生物现象,而利用信息技术于生物学科中,则能在瞬间表现出来。例如,为吸引学生学习的兴趣,我播放了一些视频:春节期间梅州地区寒气逼人,而海南岛则另有一番热火朝天的景象、QQ头像企鹅憨厚可爱的形象、海底的奇妙、南极北极的生物、胎儿在水中分娩等,这些都是难以想象和很难直接观察到的。而现在,可以通过多媒体来实现。
(4)整合的方式
现在,实现信息技术与生物实验教学的整合的方式主要是运用多媒体课件来进行。课件的类型通常分为两种:一种是教师自己制作的,以辅助讲解为目的的多媒体课件,按照内容逐步演示,突出教材的重点和难点,内容详细;另一种是以学生小组合作为主体的多媒体课件,体现了合作、探究、创新的精神。
(5)整合的成果
在实际的教学工作中,我采取了小组合作探究模式,给每个学生都提供了动手操作的机会。同时注意按照技能形成的规律,对学生进行操作技能的训练,取得了很好的效果。例如,在教学“遗传与变异”的实验时,为了提高实验的效果,先安排学生观看“为什么邻居都说我长得像爸爸妈妈”“近亲结婚之脑瘫家庭”“生男生女由谁定”等相关的录像,让学生对这一章节的内容有了很大的兴趣。通过电脑的图表操作,X、Y染色体的结合类型一目了然,极大地激发了学生的学习热情。
参考文献:
[1]刘恩山.中学生物学教学论[M].高等教育出版社,2008-08.
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一、课程设置
生物技术综合实验包含现今生物技术制药普遍的基 本流程:基因工程菌的构建、菌株的发酵培养、目的产物 的提取和后期产物的分离鉴定。生物技术教研室结合自身 实际情况,编写了《生物技术综合实验》,该教材涵盖 了基因工程,发酵工程和蛋白质工程中的实验技术,彼此 衔接构成完整的实验系统。本教材涉及知识面较广,重点 难点清晰,结构逻辑性强,具有很好的通用性和实践性。
二、课程方式
生物技术综合实验是实验课,因此具有普遍实验课 的授课方式。授课时结合多媒体课件及现场操作演示来 完成课程内容。具体方式如下:(-)分组教学我们在教学过程中将学生进行分组,一般6人一组。 更大型的实验项目,如发酵罐的使用则将全班分为2组。 以上在上课前根据具体实验内容由教!^安排。实验前先 由教师讲解本次实验的背景知识,实验目的和实验原理。 重点讲解实验的操作步骤和关键仪器的使用。在学生操作 过程中,教_师需现场指导答疑,随时纠正不规范的操作。 实验操作过程中,允许各小组自行安排实验分工,要求每 位学生都参与,以小组为单位独立完成实验。这样不仅锻 炼了学生独立思考的能力,还培养了学生的合作意识。
(二)授课方式在实验教学中,我们应用多媒体结合板书的方法进 行教学。对媒体教学可以为学生提供大量学习资料,包 括现今最前沿的技术背景和实验手段,当下生物技术制 药的行业发展情况,以及一些用来解释实验原理的动态 视频等等M。
同时,为了培养学生的逻辑思维和对理论知识的运 用能力,教师在授课时应不断地提出问题,引导学生分 析问题,并提出几种可行的解决方法,最后再引导学生 选择本次实验中应用的实验方法。例如,对基因工程菌 进行菌体破碎收集产物时,教师可提问“实验室和工业 上对菌体破碎都有哪些方法” “为什么实验室和工业上 选择的方法不同” “本次实验中我们为什么用到此方法”, 在学生讨论后,教师逐一进行解答“实验室常用菌体破 碎方法有超声波破碎和碱裂解法,工业上则常用高压匀 质机” “工业上处理菌体量大” “本次实验用到超声波 法为的是保护产物蛋白”。这样通过提出问题和解决问题, 教导学生在今后生产中,对实验方案确定前要全面考虑, 谨慎判断和灵活地运用所学知识。
(三)实验设计生物综合实验的重点是各个知识点的衔接。以生产 一基因工程蛋白为例:1.基因工程菌的构建由于教学课时有限,基因工程菌选自教师的科研项 目,这样节省了科研时间,提高实验的成功率p]。对于 生物技术本科学生,要求掌握的是PCR技术扩增目的基 因,感受态细胞的制备,将目的基因导入受体细胞,目 的基因的监测与鉴定的实验过程。以上综合了基因工程 和分子生物学理论。
2. 工程菌发酵包括基因工程菌的筛选和发酵培养。涉及的实验方 法有固体培养,液体培养,发酵罐批量发酵,发酵培养 基优化等。以上涵盖了发酵工程理论知识,同时与基因 工程和分子生物学知识衔接。
3. 菌体收集和破碎学生前期在微生物学课程里做过这类实验,但都是 实验室小规模的操作。在生物综合实验中,目的是使学 生有生产的概念,在大规模生产中用到的离心和过滤的 方法要求其掌握。
4. 蛋白的提取和纯化此过程涉及分离方法有凝胶过滤,亲和层析和离子 交换层析,以及蛋白的透析除盐、盐析等方法。学生在 实验中掌握了几种最常用的蛋白质纯化和精制的方法,了 解不同情况选择不同方法的条件,在生物制药生产过程 中才能灵活处理。
5. 活性检测具体实验是体外培养细胞,进行MTT实验。此过程综合运用了细胞生物学和细胞工程的相关知识。以上则 为生物综合性实验系统地完整地实施方案。涉及的更多 前期学过的知识点,要求学生课前自己复习确保实验顺 利进行。
(四)理论联系实际生物综合实验开展的目的在于培养学生的科研能力、 实验设计能力和分析并解决问题的能力,并在实际生产 中得到应用。因此仅仅局限于实验室不能收到最好的效 果。对于医学院校生物技术专业人才的培养,达到理论 联系实际的最好方法是校企合作。与当地生物制药企业 联合,设置一定的课时使学生可进企业参观学习,或者 从企业收集一定的资料作为学生自主创新实验的选题, 这样才是对学生理论知识转化为能力培养的更好的方式, 并能真正提高他们的科研水平和分析能力。
三、考核方法
第一项考核指标为实验报告。实验报告的撰写重点 部分是实验步骤、实验数据的处理和分析、.实验结果^ 科研材料的撰写是专业人才应具有的基本科研素质,撰 写实验报告是提髙该素质的方法之一。为今后毕业论文 的开展奠定了一定的基础[1°]。此项成绩占总成绩30%。 第二项考核是实验课中的操作。教师在每堂课上应随时观察学生的操作是否规范,实验安排是否合理,实验是' 否独立完成,实验结束后台面是否整洁。依据以上教师 给出合理的分数,作为平时成绩。该项主要考核学生的 动手能力,占总成绩20%。第三项为年终考核。年终考 核内容包括卷面理论和实际操作考核两部分考核一起进 行。在动手操作的考核过程中,单人随机抽选实验题目, 操作的同时回答相应的理论知识。考核分轮进行,操作1 由教师打分。年终考核占总成绩50%。以上构成生物技 术综合实验课程考核的所有内容。
四、课程特点
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关键词:实验教学 无菌操作 科学性 安全性
开展高中生物选修教材“实验二:学习微生物培养的基本技术”实验,旨在培养学生实验操作能力和探索科学知识的方法与技巧。作为一名实验教师,做到“课内得法,课外得意,得法于内、受益于外,立足课内、辐射课外”,既是责任和义务,也是时展的需要。开展此实验的过程中,笔者认为除了明确目的、理解原理、掌握实验程序外,还应该注重以下几个方面:
一、建立“微生物无所不在”的概念
微生物是指用肉眼看不见或看不清楚的微小生物,如细菌、病毒等。由于肉眼看不见,所以学生常常不太清楚外界环境和所有与环境接触的身体各部位均有微生物的存在。实际上,它们广泛分布于室内外的空气,水、土壤、桌、凳及身体表面的皮肤、黏膜、温泉、海底等处。可以说微生物无所不在,无孔不入。因此,在学生第一次进入微生物学实验室时,建立起“微生物无所不在,无孔不入”的概念,这样才能真正体会到消毒、灭菌,无菌操作技术的必要性和防止外界微生物对培养物污染的重要性。
二、正确理解无菌操作内容
教材中只提到操作者用肥皂将双手洗净,擦干,再用酒精(体积分数75%)棉球擦手这一点内容,主要强调接种的程序。笔者认为这些内容不够全面,也引不起学生足够的重视,甚至会误导学生认为这些就是无菌操作的全部内容,只要按部就班,就会防止外界微生物对培养物污染了。对此,实验前对学生要进行必要的补充和说明:(1)一切用具和培养基要严格灭菌;(2)操作环境要无菌,最好在无菌室或接种箱中进行;(3)时刻要注意用火焰封口;(4)接种操作的同学要穿实验服、带口罩。因为一方面,周围环境和体表都不同程度存在大量的微生物,虽然大多数属于正常菌群(非致病菌群),但少数致病性菌进入破损的皮肤或传入口内或眼睛等处,会引起感染;另一方面,有些微生物在一定的部位是非致病菌,当条件改变时也可能是条件性致病菌。还有非致病菌性向致病性突变的可能。因此,严格进行无菌操作是实验成功的保障,也是提高环境意识的有效措施。
三、注重实验的科学性
微生物培养的过程,对于学生而言,也是观察的过程,教材仅提到将接种后的试管放入恒温箱内,在25℃下培养5~7天,或在37℃下培养24小时。对于如何观察,观察中应注意哪些事项,没有具体强调和说明。我认为,教学过程中教师引导学生对微生物培养的科学性进行必要的讨论,在实验课上发现,实验小组在称量中有随意性,天平、量筒使用不规范,增大了误差。制备培养基的过程中,忽视灭菌环节的重要性,灭菌后的培养基出于好奇,随意接盖、取棉塞,忽略了灭菌是否彻底的进一步检验。接种过程中,不严格遵循接种程序,手忙脚乱、增加了一定的危险性,污染率较高。培养和观察的过程中,由于出于好奇,随意接盖,为了提高培养温度,甚至放到太阳底下晒,等到观察、记录菌落数时才发现部分培养基忘贴标签等等。这样会影响实验现象及结论的形成。笔者认为,以“学习微生物培养的基本技术”实验为突破口,引导学生讨论微生物培养的科学性,如除了温度外,在具体的培养环境中还应注意哪些因素影响?观察过程中能否随便接盖后习惯性用手去摸或者用口去吹,或者用鼻子去闻?实验结束后,为什么要洗手?培养物、培养基、棉塞、试管及培养皿如何处理、洗涤等,进一步培养学生严谨的实验态度和实验习惯。
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关键词:信息技术;生物实验教学
随着知识经济的发展,教育的重要性也逐渐凸显出来。初中生物是初中教育中的重要组成部分,其能够在一定程度上反映出我国初中教育的水平及质量,而初中生物实验则是初中生物教育中的重中之重,如何科学、高效地进行初中生物实验已成为我们广大初中生物实验教师研究的重要课题。然而由于一些历史遗留原因,我国在生物方面的研究远落后于其他国家,存在重视理论忽略实践的弊端。在应试教育的框架内,很多学生考试成绩非常好,但是一到动手实际操作便束手无策,实验的必要性便显而易见了。在这个大的背景之下,随着我国科技的进步,信息技术逐渐走进初中生物实验课堂,并且逐渐成为了初中生物教师的必备工具,信息技术的应用能够在很大程度上提高实验课效率及质量,从而促进初中生物实验的顺利进行。笔者结合自己多年的教学经验对信息技术在生物教学中的作用及其具体应用进行了一番详细的论述。
一、信息技术在生物实验中的作用
在常规的教育模式下,初中生物教师都是按照传统,在有限的时间内讲解实验要求,之后向学生做演示实验,学生看完后,照葫芦画瓢地按照教师的做法模仿一遍,之后再写实验报告,生物实验课就这样结束了。这样的实验课,严重限制了学生思维能力的拓展,使学生不明确实验的目的,影响了学生的动手能力和创新能力。这种只走形式的实验课,忽略了生物实验课的本质,久而久之就会导致学生对生物实验课失去兴趣,继而对生物这个学科也失去兴趣。许多生物教师把生物实验作为激发学生学习热情和好奇心的有效手段,但是事实上,大部分情况是与之背道而驰的。这时就需要我们教师正确引导学生热爱初中生物实验,而信息技术的利用便是一个很好的手段。首先信息技术的容量很大,足以满足学生们的好奇心,使学生对生物实验产生浓厚的兴趣,并主动地去学习。此外,初中生的好奇心重,教师完全可以利用这个特点利用信息技术把学生的注意力转移到实验教学过程中,从而可以有效提高生物实验教学效果。
总而言之,利用信息技术,可以向学生展示活灵活现的生物的生活习性,可以向学生进行生动的生物演示实验,可以有效地缩短学生与生物界的空间距离,可以使课堂气氛更加活跃,使课堂安排更加合理。在重视实际动手操作能力的今天,信息技术还可以充分锻炼学生的动手操作能力。信息技术既可以在实验前抓住学生的眼球,又可以在实验过程中帮助学生顺利地完成实验,并且可以使整个课堂气氛融洽,做到真正的寓教于乐。
二、举例探讨信息技术在生物实验课程中的具体应用
1.在显微镜实验中的应用
显微镜应该是是初中生第一次正式接触到的生物实验仪器,在以后的诸如“观察人体基本组织”“观察草履虫”等实验中都会用到显微镜。众所周知,显微镜的观察是要按照一定的操作步骤进行的,并且要根据实际情况调整目镜、物镜、粗、细调节器等,由于初中生好奇心较强,如果教师按照常规的教学模式,将实验要求、实验步骤板书写在黑板上,之后简单地介绍一下实验目的,并且讲一下实验注意事项,然后学生们就开始做实验,这样一定会造成混乱。因为一旦开始动手操作,学生就会把教师讲的重点内容全部抛在脑后,实验过程会是一塌糊涂,实验课堂也会失去秩序,学生观察不到现象就会争先恐后寻求教师帮助,教师更是一片茫然不知从何说起,进而出现了恶性循环,这样教学的效果也不会太好。相反,如果教师能够巧妙地运用信息技术,将会收到意想不到的好的效果。首先,教师在最前方通过信息技术进行演示实验,底下的学生因为好奇心都会认真观看,效果也会比板书好很多,学生可以跟着视频的演示,一步一步地进行操作,这样就能在寓教于乐的氛围中掌握生物知识。
2.在蚯蚓探究实验中的应用
此实验是初中生物中比较典型的实验,包含饲养蚯蚓、观察蚯蚓的生活习性、观察蚯蚓的形态结构等一系列的学习。不同的人对蚯蚓有不同的看法,有的人觉得小生物很可爱,但是有些女学生可能觉得蚯蚓很可怕,甚至觉得很恶心。要想保证实验顺利的进行,就必须对学生的心理进行调整。此时教师就可以利用信息技术搜索相关的知识,提高学生对蚯蚓的认识,并单独拿出来一节课观察蚯蚓,之后拍下照片,在课上利用多媒体信息技术给学生展示出来,这样可以激发学生对“蚯蚓”这个课题的兴趣,使学生觉得这个实验很有趣,也可以安抚一下那些不喜欢蚯蚓的学生的情绪。之后再引导学生用放大镜观察蚯蚓的运动,让学生近距离地接触、了解蚯蚓,然后在课堂上播放一些关于蚯蚓的flash,底下的学生定会对此flash产生浓厚的兴趣,这样对蚯蚓的探究实验也会收到很好的教学效果。
三、结语
近些年来,信息技术一直在迅速发展,一些发达国家早以对其投入大量人力物力使其进入教育界。信息技术的引入,让教师和学生的交流方式彻底发生了改变,初中生物课堂也因此而大大拓展了范围,我们有理由相信在生物实验课上引入信息技术的正确性及其美好的明天。
参考文献:
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生物学科是一门实验性极强的学科,学生除了掌握必要的理论知识外,还应学会如何用理论知识解决实际中的问题,实验教学作为教育教学的有机组成部分,就承载着培养学生这种能力的功能[1-2]。但是受客观条件的限制,学生在有限的时间内不足以做到熟能生巧,也不足以解决其疑惑和满足其兴趣爱好,开放实验室可以充分锻炼学生,培养学生创新意识,提高学生综合素质,有效利用实验室的资源[3]。
一、黑龙江大学中俄学院生物技术专业概述
(一)黑龙江大学中俄学院的定位
黑龙江大学中俄学院是黑龙江大学与俄罗斯新西伯利亚国立大学联合成立的,被教育部列入全国17所国家教育体制改革试点学院之一。学院以先进的教育理念、科学的课程体系为依托,打造“专业+俄语”的对俄高级专业人才培养模式;积极引进新西伯利亚国立大学高水平师资,他们承担学生70%的专业课教学任务;与俄方共同制定个性化人才培养方案,搭建高水平、多层次、宽领域、本硕博一体化人才培养平台[4]。
(二)生物基础实验中心与中俄学院的关系
中俄学院自2011年开始招生起即招收生物技术专业本科生,由于是以自主招生的形式选拔,因此学生素质非常高。为实现资源共享,生物技术专业的实验课(包括俄方教师承担的实验课)都在生命科学学院的生物基础实验中心开设。生命科学学院作为中俄学院试点的重要组成部分,积极创造条件满足教师的教学需要和学生提高专业技能的需要。
(三)生物基础实验中心为中俄学院生物技术专业开设的实验课程
生物基础实验中心除承担中俄学院生物技术专业的普通生物学、生物化学、微生物学、细胞生物学、遗传学、分子生物学和细胞工程、植物组织培养等实验教学外,同时也为俄方教师授课提供实验场所及所需设备。
二、基于中俄联合培养的创新实验室现有条件
2013年、2014年学校连续投入200多万元在生物基础实验中心筹建中俄联合培养创新实验室。该实验室除常规仪器外,还拥有高速冷冻离心机、蛋白纯化系统、DGGE变性梯度凝胶电泳仪系统、真空冷冻干燥机、超声波细胞粉碎仪、梯度PCR仪、凝胶成像系统、空气浴摇床、全自动凯氏定氮仪、分析研磨机、自动电位滴定仪、匀浆机、高压蒸汽灭菌锅、显微互动系统等一大批进口设备。为学生完成毕业论文以及完成自带科研项目或参与教师科研项目提供服务。
(一)创新实验室开放的内涵
有利于培养学生的实践与创新能力,有利于激发学生学习的积极性与主动性,有利于提高仪器设备的使用效率,有利于促进和提高实验教师和技术人员的水平。
(二)基于中俄联合培养的创新实验室开放现状
该实验室主要面向中俄学院生物技术专业的本科生、硕士生,2015年第一届本科生(22名)和研究生(3名)已全部顺利毕业。但是,仅限于日常教学和毕业论文的开放,还不足以体现出创新实验室的利用价值和建设宗旨。真正的开放实验室,可以锻炼学生的动手能力和解决实际问题的能力,满足或者激发学生的兴趣,允许跨学科、跨专业,真正经学生手出来一些成果,使学生从中受到完整的科研训练,体会到科学研究的严谨、神圣、奥妙之处。
(三)基于中俄联合培养的创新实验室发展趋势
中俄学院的人才培养模式是“专业+俄语”,专业是基础,俄语是工具,所以学生迫切希望在专业方面打好基础,既有扎实的理论知识,又有较强的动手能力。那么中俄联合培养创新实验室理应担负起这样的功能,学校也有相应的资助政策。
1.实验课内容重复或扩展式开放。学生认为课堂上实验做得不够理想,操作不熟练,数据不够好,可以与任课教师另约时间到开放实验室完成。或者对实验内容有新的想法,新的方案,只要实验的内容、手段、方法合理,实验室具备相应的条件,经申请,就可以在开放实验室实施[5]。
2.教师(包括俄方教师)指定课题式开放。教师拟定的题目或者在研科研项目的子课题集中申报公示后,经双向选择,学生可以进入实验室参与其中,以个人或小团队形式,自己查阅资料,制定方案,完成实验,撰写结题报告,答辩合格,方可结题。
3.学生自带课题式开放。根据学生所带课题涉及的内容,为学生配备从事相关方向的指导教师,但须拿出完整方案,由教师认定其可行性。实验结束后,需撰写结题报告,答辩合格给予结题。
三、基于中俄联合培养的实验室开放模式的构建
(一)预约开放
需要进实验室的同学,将所需的仪器、试剂、要完成的实验内容填写清楚,包括对仪器的熟悉程度,提前1天在网上预约,平时上课时间或课余时间均可。由中心安排实验员准备好试剂,协调好仪器,其间指导教师可根据情况现场指导或场外指导。不熟悉的仪器,使用前由实验员进行培训,直到能独立正确操作。学生每次实验结束后,需如实填写仪器使用记录,如遇仪器故障,及时与实验员或值班教师联系[6]。
(二)定时开放
每学期初,将课题汇总上来后,根据学生的实际需要,确定开放时间段和开放频率。学生需要更改时间段或日期,可提出申请。在开放的时间段内,学生可在网上查到每个房间以及仪器的使用情况。
(三)保障措施
1.客观条件保障。生物基础中心每学期针对新生定期举办常用相关仪器培训班,目的是使学生了解仪器的性能,掌握使用规范,正确操作,培训合格者中心有备案;至于其他年级有兴趣的同学,中心配合学校开展大型仪器培训,合格者由学校发放结业证[7]。因此,无论什么形式的开放,基本条件是具备的。在基础中心网站上可查到开放实验室的房间号、可容纳人数、现有仪器(规格、型号、生产厂家、性能)、值班教师等信息。
2.人力配备。中心的实验人员积极参与开放实验室活动,他们都能熟练使用所有的仪器,一般的故障可以自行维修处理;我们也从硕士生中选拨专业能力强、实验技能好、有精力的学生,辅助实验员或教师指导来到开放实验室的本科生。
3.制度保障。基础中心鼓励高素质教师从事实验教学,在每两年一次的本科教学业绩评估的院内排名中,教师指导开放项目的数量是其中的加分项。数量充足的师资,是实验室开放层次、开放程度和开放质量的保证。
随着实验室开放,进入实验室的人员增多,中心在实验室原有的规章制度基础上,进一步针对实验室开放制定和补充相应的规章制度。明确相关人员的职责,保证开放后的实验室安全、高效地运行。
4.成效与问题。中俄联合培养创新实验室自2013
年4月开放以来,已有20名学生顺利完成7个项目的结项答辩。在此过程中,学生的动手操作能力得到明显提高,学会了运用现有知识和借鉴文献分析实验中遇到的问题并能独立解决一些实际问题。
中俄联合培养创新实验室运行3年多,在不断摸索中渐渐形成了体系,但也发现,开放性实验教学对教师提出了更高的要求。学校应当正视实验教师的地位和作用,为实验教师提供良好的工作环境、学习进修机会,建立有效的奖惩制度,调动教师加入实验教学队伍的积极性,保证师资队伍结构的合理化。
实验室开放是实践教学改革的必然趋势,也是实验室管理模式、运行模式改革的大方向。实验室的开放程度已成为反映一所大学实验室管理水平的一个重要标志。在硬件满足要求的情况下,尽可能地在管理上做文章,加强软件方面的建设,做到软硬件同步发展,协调发展,创造宽松的学术思想交流、学科内容交叉、实验技能互补的氛围,为学生掌握专业技能夯实基础,使中俄联合培养创新实验室在培养学生创新创造能力的轨道上实现可持续发展[8]。