时间:2023-12-29 10:40:54
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生物技术知识点,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:生物技术专业 细胞生物学 教学质量
中图分类号: G642 文献标识码: A 文章编号:1672-1578(2014)11-0055-01
细胞生物学是生命科学的重要分支学科,是在分子层次上研究细胞生命活动过程中各种生命现象的规律和机制的一门学科。该课程在学生的抽象思维能力、科学实验及知识更新能力的培养中有着独特的作用。但众所周知,细胞生物学信息量大、内容抽象、重点难点多,怎样才能在有限的学时内,使学生既掌握细胞生物学的基本内容又了解其最新动态,是细胞生物学教学工作者仍面临和需要探讨与解决的问题[1]。
近年来,我校新开设了生物技术本科专业,旨在培养具有良好职业道德、创新精神、实践能力和终身学习能力,系统掌握生物科学基本理论和现代生物技术知识,既有基础医学和一定临床医学知识又具有较强的生物技术实验操作和一定的科学研究能力,能够从事医学、生命科学、疾控防疫、检验检疫及生物制药等医疗实践、医学教育和科学研究等方面工作的高素质应用型生物技术人才。本教研室承担了生物技术专业细胞生物学课程教学任务,笔者通过教学实践,对于提高细胞生物学教学质量做出初步思考。
1 优化课程结构
本着以学生为中心,充分发挥学生的自主能力和创新能力,调动学生学习的积极性的教学宗旨,力求达到能夯实基本实验技能、学习先进技术,又能培养学生创新思维、提高科研素质的教学目的,为了更好地提高教学质量,为了使课程体系更加科学、合理,我们在原有开设于临床医学专业的医学细胞生物学课程结构体系上,针对生物技术专业的教学内容进行了适当调整。细胞生物学是一门实践性很强的学科,实验课在课程教学体系中举足轻重,它是理论课必要的辅佐和补充,是强化理论知识和增强形态概念的重要手段。为从根本上改变“单纯传授知识”的传统教学方式,必须将理论教学和实践教学进行紧密结合,因此我们对细胞生物学课程进行了结构调整,增加了实验教学的内容,实验课时占总课时的一半以上。通过实验课教学,不仅可强化学生对理论知识点的理解与记忆,开拓学生的视野,而且可通过教师对学生面对面的言传身教,加强学生的素质教育。
2 加强师资培训
目前我校并未设置独立的细胞生物学教研室,细胞生物学课程由组织胚胎学教研室教师兼而承担,而根据培养方案,我校生物技术本科专业细胞生物学课程教材选用了由翟中和等主编的《细胞生物学》,这本教材在多个医学院校为硕士研究生教学用书。这也对授课教师提出较大挑战,根据课程教学特点,教师不仅要有丰富的理论知识和实践技能,而且要不断地扩展新知识、学习新技术、掌握新方法,了解学科发展前沿,还需更强的耐心、责任心去以引导学生,教育学生。为此我们开展多项措施,以期提高教师队伍素质,如教研室积极组织相关培训(含业余或脱产形式),鼓励教师外出进修学习,开展相关讲座、集体备课,并建立激励机制来鼓励更多的教师全身心地投入到教学中来。从而有力提升教研室教师教学能力,对教师教学质量的提升起到了很大的推动作用。
3 选择合适的教学手段
细胞生物学是从细胞水平认识、探究生命问题的学科,内容多、更新快,对于刚入校的大学一年级学生来说,具有一定难度,学生有畏难情绪,难以产生兴趣。本着以建构主义教育理论为指导,以学生为中心的原则,依据教材特点和学生特点,我们充分利用网络和多媒体技术等辅助手段,依托校园网开发了细胞生物学双语网络教学平台。该系统以本教研室的主页为基础平台,是一个集教学指导、网上虚拟实验室及师生在线交流等较强功能为一体的网上运行系统。它将本课程的相关软件资源链接到网上,学生可以在网上预习、仿真,还可进行实时在线师生交流,从而打破时间和空间的束缚。教学计划的安排执行、教学内容的制定乃至学生成绩等都可以通过网络化实现资源共享。课堂上,通过演示、讲授及提问,启发学生运用旧知识,解决新内容,达到知识迁移。动静结合,宏观和微观结合,生活与临床结合,化抽象为具体,拓展教学内容,丰富教学形式,尽可能提升理论知识的直观性。将抽象的知识直观化,形象化,使抽象的内容具体化,让学生获得生动的感性认识,激发学生的学习兴趣, 启发学生主动思考和培养学生的实践能力。
总之,树立终身学习的理念,培养开拓进取、勇于创新的精神,具有较强的学习能力和发展能力是我们对于培养医学院校人才的希望。针对生物技术专业的培养目标,总结分析出适合本校开展细胞生物学教学的有效方法,增强了教师的综合素质,大大提高了学生学习的积极性与主动性,也综合培养了学生的动手实践能力和科研创新能力,从而真正做到教学相长。
参考文献:
关键词:发酵工程;实验教学;课程
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)28-0237-02
发酵工程是发酵工业的支撑学科,也是整个生物工程的核心。随着生物技术的发展,发酵工程的技术和理论已经广泛应用于生物制药、食品化工、环境化工等领域。通过发酵工程课程的学习,不仅能够掌握发酵工程的原理及发酵控制过程优化,而且对系统地了解生物技术及其工业化应用具有重要意义。对于理科专业,发酵工程在增强学生的工程意识、提高学生的科学素养,为生物学科理科专业的学生奠定工程学科的概念和基础方面起到重要作用。作为一门实践性很强的学科,发酵工程学科取得的每一个进步都和实验技术的发展密切相关。因此学习发酵工程,不仅要掌握坚实的基础理论知识,更要熟练地掌握实验操作技能,从而在实验中发现并解决问题,加速发酵产品的开发。培养创新人才需要在课程设置上增加社会调查实践、综合实验训练和课程综合设计等实践教学环节学分,促进理论与实践的紧密结合。为满足社会对应用型、技能型产业化人才的需求,必须提高对发酵工程实验的重视程度,并把传统的实验教学内容转向综合研究型、应用创新型模式。
一、建立层次合理的实验教学模式
发酵工程学课程是理科生物技术专业必修专业基础课之一,课程内容主要包括原料和菌种制备、发酵设备、发酵过程参数检测及发酵工艺控制、发酵产品的分离纯化等内容,贯穿了整个发酵工程学的主线。但理科专业开设的发酵工程及实验课程普遍学时较少,只能开设简单的基础性的实验,无法开展稍复杂的综合性设计性实验,不利于培养学生理论与实践相结合解决发酵工程实际问题的能力。因此,非常有必要在人才培养方案中增加发酵工程实验课学时,修改实验教学大纲,扩充和丰富实验教学内容,在条件成熟时单独开设发酵工程综合实验课。
传统的理科专业所开设的发酵工程实验教学过于偏重基础性和验证性实验,难以调动学生兴趣、积极性和探索求新的愿望。同时,由于实验条件和设备的缺乏,实验教学系统性和层次性不够,实验项目的设置缺乏将同一学科的各个知识点串联起来的实验培训,缺乏让学生进行系统地学习、综合运用所学知识与技能的主线。这样实验内容难以有挑战性,学生难以发生兴趣或产生求索的欲望,从而不重视实验,达不到预期目标。传统的发酵工程单元实验教学内容主要包括常见仪器设备的使用、培养基的配制、接种技术、菌种活化、菌体染色及形态观察、菌种选育及保藏等。在修订实验教学大纲时,可考虑改变传统的单元实验教学模式,设置基础性综合实验和研究型综合实验,每个实验都涵盖发酵工程中的基本操作技术,包括菌种的制备,扩大培养,发酵罐和培养基的消毒灭菌、接种技术、发酵参数测定、产物的分离纯化等,使学生能够对发酵工程的知识点综合运用,融会贯通,对发酵工程中的工程技术问题和生物学基础知识有更深刻的认识。
二、设置创新性综合性实验教学内容
根据实验室的设备和实验条件,依据实验学时的设置,可考虑开设三类综合实验,第一类为传统发酵制品实验,例如淀粉酶发酵实验、乳酸发酵实验、葡萄酒发酵实验;第二类为经典发酵综合实验:例如谷氨酸发酵实验;第三类为新型产品发酵综合实验,例如普鲁兰多糖发酵实验。传统发酵制品实验规模较小,可依据学时灵活设置,实验内容贴近生活,容易激发学生对发酵工程课程的兴趣。大型经典发酵实验,贯穿整个谷氨酸工业生产过程,将对工业发酵工艺流程进行实验室完全再现,包含十个小型实验,即谷氨酸菌种活化及扩大培养,谷氨酸菌种质量检测,谷氨酸脱羧酶的制备,发酵罐的构造及空消,发酵培养基的制备及实消,谷氨酸的中糖发酵及控制,发酵过程中谷氨酸含量测定,发酵过程中还原糖的测定,发酵过程中菌浓度测定及菌体形态观察,谷氨酸的离子交换回收,谷氨酸的等电回收及结晶。学生通过实验可以掌握谷氨酸这种经典发酵产品的生产过程,通过不同的实验单元培训,对发酵生产有整体性认识。新型产品发酵综合实验根据课程组教师的科研课题内容设计,例如普鲁兰多糖发酵综合实验,包括菌种活化及扩大培养,发酵罐分批发酵法生产普鲁兰多糖,发酵过程中还原糖的测定,普鲁兰多糖含量的测定,发酵过程菌体形态观察,发酵液的除菌,普鲁兰多糖分离提取。新型产品发酵过程设置一定的挑战性,发酵原料的选择,发酵过程控制方式和产物的分离纯化都由学生自主查阅资料并选择实施。
三种不同类型的实验,能使学生初步掌握一种完整的发酵产品的生产过程,对发酵工程实验形成一个系统的认识,培养学生的专业应用技能。另外,新型发酵产品综合实验,能使学生了解新的工业发酵产品的研发过程,学生在参与实验过程中,学习如何查阅资料,如何对实验结果和成败原因进行分析,可以提高学生独立分析问题、解决问题的能力,培养学生良好的科学素质和创新能力。
三、合理安排实验教学时间
微生物的发酵周期比较长,实验需连续进行,常常需要夜间维护看罐,常规的教学计划很难进行系统合理的安排,只能集中安排。发酵工程实验课程安排在大学四年级上学期,学生课程相对较少,鉴于发酵工程实验的特殊性和便于开展综合性实验,应采用集中排课的方式,可以每周8~12个学时,连续2~3周,以保证实验的连续性。集中排课有利于学生在一段时间内将注意力集中,投入实验状态,综合应用已学的理论与技术知识完成实验,也使学生初步了解发酵工程科研特点,为以后的毕业论文打好基础。
四、实验教学方法和过程管理
在实验之前,对实验内容、时间安排、分组设置制定详细的表格发给同学,便于同学们按照时间表自觉主动地完成实验的准备和实施。在整个实验过程中,发酵罐的清洗、培养基的配置、灭菌操作到实验材料的准备、菌种的活化及扩培、上罐接种以及最后实验结果的检测等全部由学生自主完成。教师对实验内容提供必要的讲解,提示实验过程中的注意事项,启发其对所学理论知识的思考,激发学生的创造性思维和动手能力,主动思考实验原理及操作要点,加深对理论知识的理解;对于实验中所用的大型设备在试验开始之前进行集中操作培训,确保在试验中学生能够独立正确操作,实验设备能够运行良好。每次实验进行之前,教师必须强调实验室安全问题,规范实验室使用、药品使用等规章制度。实验分组以6~8名同学一组,设置组长,在不同的实验阶段,组长由小组内每个同学轮流担任,组长负责人员任务分配和协调以及实验记录的提交。学生实验过程中小组成员共同商议实验的进程及具体安排,并做好书面的人员安排记录。这样的分组方式和组长轮换制度使学生能够互相配合,激发每个成员的积极性,培养学生的团队精神。另外,对于实验技能单元采用新型教学手段,如拍摄视频短片和动画演示给学生,使学生能够理解和巩固相关知识和技术。
五、设计实验课程考核体系
对实验过程的考核是保证实验教学质量和效果的重要环节,根据实验体系中各种类型的实验项目和内容的实施特点,应注重对学生实验过程实验方法和解决问题能力的全方位综合性考核。
对于综合性实验,在每个小实验结束后,由小组成员共同填写实验记录结果,对实验结果进行分析,并讨论下一个实验方案,写出书面的实验计划安排。全部实验结束后,每个小组撰写实验报告,格式按照正式生物科技论文写作的稿件要求,包括题目、摘要、关键词、引言、实验材料和方法、结果、讨论、参考文献、附录等内容,教师应在撰写之前对实验报告的格式和写作方法进行介绍,提供模板。每个小组成员都要写出实验心得体会,同时制作幻灯片在实验报告会上向全班同学展示。实验成绩由实验出勤率、实验结果、实验报告的质量、实验心得体会以及实验报告展示答辩等多方面组成。这样的考核方式,有利于学生体验科学研究的各个环节以及练习科技论文写作方法。
六、建设完善的实验教学平台
由于各方面的原因,我院的实验设备和实验条件较匮乏,尤其是微生物实验室和发酵工程实验室设备过于陈旧,仅能开设基础实验项目,综合性实验项目所需的条件不足。实验室有二联体不锈钢机械搅拌发酵罐及相关附属设备,高速管式离心机和小型喷雾干燥机等分离设备,具备一定的基础。但非常缺乏发酵过程所需的各类实验室基本仪器,小型发酵罐配套设备如葡萄糖测定传感器、发酵尾气分析仪,以及下游分离所需的小试型微滤/超滤管式膜分离系统。另外发酵罐过少限制了本科实验教学,购置更多的小型发酵罐,便于学生分组进行实验。由此有必要在未来加强相关的应用微生物与发酵工程基础教学和研究实验平台建设。建立专门的发酵工程实验平台,作为发酵工程综合实验和校内实训基地。我院目前每年都有校级和国家级大学生科研训练计划,鼓励本科生参与科研项目,发酵工程实验教学平台也可设置开放实验室,作为大学生创新创业训练和科研训练的平台。
在校内建立完善的发酵工程综合实验室和实训基地,加大开放性实验的力度,不仅可以帮助相关本科学生拓宽学生知识面,了解企业研发流程,掌握过硬的专业实践技能,还可以通过平台培养研究生,使之成为发酵工程技术研究和技术创新平台。另外,在此基础上,与周边地区的大型制药企业、发酵企业合作,设立校外实习基地,通过参观和讲解,学生可以了解企业的发展历程、产品种类、生产流程、营销方式,以及新产品的研发流程等,学习书本上学不到的知识,加深对发酵理论和知识的理解,增加学生对现酵企业的认识。
参考文献:
关键词:医学免疫学;数字化平台;教学创新;应用研究
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)23-0091-02
一、引言
医学免疫学是生命科学发展的前沿学科,主要研究机体免疫系统结构和功能、免疫功能异常所致的病理过程和机制、疾病预防诊断以及治疗等,是沟通基础医学与临床医学的桥梁。近年来,随着分子生物学、细胞生物学、遗传学等学科的渗透,医学免疫学发生了日新月异的变化,大量临床应用、疾病诊断、生物技术知识紧密联系,新名词新概念层出不穷,其抽象深奥的内容和复杂多样的联系,使得很多学生学习较为困难,而医学免疫学又需要学生在知识、能力、素质等三方面得到提高,使得医学免疫学教学质量的提升成为一个难题。信息技术的发展使得大量数字化教学资源得以在教学中得到应用,给医学免疫学的教学带来革命性意义,很好地满足了医学免疫学教学的需要。下面,本文就医学免疫学教学中数字化平台的应用进行浅要的探讨。
二、数字化教学平台在医学免疫学教学中的适应性
1.数字化教学平台的特点。数字化教学平台是基于信息技术,实现教学资源数字化的互联网流媒体技术系统,数字化教学平台可以根据不同的教学和网络环境,为教学资源的制作、使用、存储、管理等提供全套支撑,以满足数字化教学的需要。首先数字化教学平台拥有庞大的、易于管理的资源库,能不断积累、存储、集中管理教学资源,实现视频、音频、文字、实物展示、文档等多种资源的存储和管理。通过数字化教学平台的应用,能满足实时、互动、场景教学等多种教学手段的需要,并促进学生的自主学习、远程教育、评估展示等。同时,结合直播、点播、录播系统,还能满足大规模教学、多层次教学、个体自我学习、公共教学服务等方面的需要,获取丰富的应用效果。
2.数字化教学平台在医学免疫学教学中的适应性。医学免疫学是重要的医学基础课程,是构筑学生医学知识结构体系,培养学生实际应用能力的重要课程,由于其内容抽象、概念繁多、交叉性强等特点,一直是学生基础医学学习中的难点课程。很多学生在学习医学免疫学后,甚至对基本理论都无法正确回答,仅只是为应付考试而机械地记忆一些知识点,真正能掌握知识并灵活运用知识的学生较少,能具有创新思维发现并提出新问题的学生更少。在医学免疫学教学中,需要更多地关注于实践需求,注重学生个性、专业、基础上的差异,激发学生求知欲,促进学生学习的主动性与积极性,通过多种方式来提高学生的感知与领悟力。尤其是基础知识与临床实践的联系,更应当作为医学免疫学教学的一个重点,将医学免疫学中的理论、观点与相关的实际问题联系起来,适当以临床应用为导向进行讨论式、引导式教学。数字化教学平台不只是简单的多媒体技术的应用,不只是多媒体课件的演示,而是一个以校园网络为硬件基础,以各类应用系统为软件支撑,把教学、科研、管理、生活服务相关的信息资源全面数字化,利用科学的管理手段对资源进行整合和集成,最终在时间和空间上进行拓展构建起的一个数字空间,利用数字化教学平台能很好地解除医学免疫学教学中时间和空间上的局限,满足医学免疫学在理论知识、实践应用方面的需要。
三、医学免疫教学中数字化平台的应用策略
1.利用数字化环境提升学生自主学习能力。数字化教学平台所构筑的数字化环境,有效地实现了数据资源与应用系统的集中,实现资源的整合、优化与管理,庞大的数据资源和丰富的应用系统,能为医学免疫学教学提供丰富的空间,更能为学生自主学习能力的提升提供坚实的基础。医学免疫学有很多理论性的内容,这些内容较为抽象,同时医学免疫学又有很多新理论、新技术、新知识,在这种情况下,医学免疫学的课时通常又较少,存在内容多课时少的矛盾,极容易造成知识灌输的教学模式,重点不突出、难点不透彻等现象极为普遍,极不利于学生对知识的理解和掌握。利用数字化平台,教师可以更好地将学科知识的联系、教材内容前后知识的联系分析出来,把握重点、难点和关键点,对教学内容进行优化重组,形成学生更容易接受的知识体系。在教学中,仅只对重点、难点进行讲解,而其他内容则可以让学生通过数字化平台自学,利用知识框架通过自我搜集、材料阅读、相互学习等方法,开拓学生的思路和视野,这样既能形成全面性、系统性的知识体系,又有利于学生自我学习能力的提高,对学生更好地理解和掌握医学免疫学的知识有着极大的帮助。
2.利用数字化资源在知识传授中渗透能力培养。数字化教学平台根据教学需要,整合了大量资源,包括文本、图形、图像、动画、声音、视频等教学资源、素材、数据、软件、文献、案例、试题等,大量与教学内容相关的国内外资源,使学生能够利用数字化平台满足学习、交流、练习需求,能充分让学生参与到学习中来,做学习的主人和自我学习的主体。数字化平台的优势在于其丰富的资源和多样的利用方法。医学免疫学中存在大量抽象的、生硬的概念和理论,而很多东西又需要学生记忆。同时,医学免疫学还需要培养学生多方面的能力。抽象知识的传授极容易造成学生的疲劳感,更对知识的理解运用带来弊端,利用数字化平台,可以让学生更多地去思考、讨论、分析,使学生能触类旁通、学会质疑、学会联系。这种资源多样性、集成性与交互性的优点,能极好地改变传统教学模式的局限,将文字、图像、声音结合于一体,拓宽学生的感知空间,获得更为形象、直观的感知效果,在获取知识的同时培养学生应用知识的能力。尤其是过程的展示、联系的分解、细节的放大,更能避免仅局限于逻辑思维的对知识的掌握,使学生更容易理解复杂过程和知识。
3.利用数字化科研平台提高学生的创新能力。数字化平台能根据学科培养方向和内容,整合学科相关科研基础数据、文献资料、研究方法、技术资源、软件组合等,最大限度地实现学科科研资源的共享,提高资源的利用效率。与此同时,通过数字化科研平台,还能让学生更多地参与到研究中,更好地开展研讨和交流,促进学生运用学科知识进行实践与创新探索。医学免疫学是一门有着很强的实践性的学科,很多内容都需要实验的辅助,一方面能验证理论知识,一方面能培养学生的动手能力。但由于课时及条件等方面的限制,实验课还无法满足医学免疫学实践教学的需要。利用数字化平台,可以事先让学生对一些病例和问题进行独立思考,如免疫缺陷、移植免疫、肿瘤免疫等内容,当学生掌握了一定基础知识的情况下,完全可以通过数字化平台自我分析、独立思考并解决问题。如果再结合数字化平台的交互能力,还能起到更好的补充、修正、引导、启发作用。而在具体实验方面,对于一些无法实时完成的内容,也可以以问题为中心,利用数字化平台,让学生围绕某一问题查找资料、收集资料,并借助于相关实验分析材料获取初步的实验思维,再结合具体的实验操作将多个实验整合为一个实验快速有效地进行验证,如免疫球蛋白分离纯化鉴定实验,就可与血清提纯、免疫印迹等实验整合,使学生通过实验获取更为多样的能力。