时间:2022-08-31 04:00:09
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篇细胞生物学论文,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。
经济的迅猛发展带动科技的日新月异,网络技术与通信技术发展迅速,微信、微博等交流媒介成为大众知识共享的传播平台,而微课作为教学中的创新也备受关注,作为对传统教学模式的颠覆,其更注重教学效率的提升与教学质量的理想化。伴随移动学习时代的到来,微课使得当前学校教育及社会教育都发生了显著的变化。但是我们应该看到,时代催生的网络视频也带有某种弊端性,难以真实有效地满足各个层面的学习需求[1]。焦建利教授提出:传统的课堂实录视频资源已经难以实现互联网时代人们注意力模式的匹配,因此传统的教学方式也很难满足师生教与学的需求。
加上网速及宽带的硬性限制,教学资源周转率低,优秀教育教学资源被无形浪费。基于这样的背景,微课诞生,吸取了传统教学视频的弊端教训,更注重主题的突出明确,更具有针对性与服务性,在内容设置上也趋于短小精悍,实现了自由补充与延伸[2]。对于生物细胞学科教学来说,实验是教学的关键,在教学中发挥着重要的作用。不可否认的是生物学作为生命科学的前沿学科之一,无论是实验技术方法还是理论知识阐述都实现了深度的提升与广度的延伸,逐渐实现与遗传学、分子生物学及发育生物学的学科融合,逐渐在生命科学研究领域占据主导[3]。因此,实现微课与细胞生物学实验教学的结合,对学生创新能力与独立思考能力的培养逐渐成为生物实验教学关注的焦点,成为细胞生物学实验教学改革的要务。
一、微课简述
1.微课的起源。微课最早由美国爱荷华大学LeRoy A. McGrew教授提出,初衷是针对化学课程总结的60秒概述,设置了三大主体部分,分别为总体介绍、解释说明及举例分析。后来英国学者T.P.Kee在此基础上提出了一分钟演讲,所谓的一分钟演讲就是突出演讲的精练传神,要求具有缜密的逻辑结构及真实生动的案例阐述。在经过上述两个阶段的发展后,微课由美国新墨西哥州圣湖安学院大卫.m.彭罗斯提出并创建实施。其包括15到30秒的介绍及结论,服务与上文的关键概念导引。然后录制上述内容并限制时间为3分钟内,在微课程指引下提出书面作业要求,学会借助课外阅读或者实践活动完成关键知识的学习。目前最具代表性的当属Educause的微课理念,不是指微观学习中的微内容,而是以建构主义学习理论为支撑的在线教学或格式化教学中的教学实际。
2.我国微课发展现状。我国微课依然是新兴事物,起步晚,发展相对缓慢,目前涉及领域也有部分处于空白。基于微课的发展现状,当前学术界也未就微课理念达成共识。学者焦建利[4]认为,微课是对某一知识点的集中阐释,主要特点就是短小精悍,在线教学视频是其主要表现形式。学者祝智庭[5]则认为微课应该就某个教学主题展开延伸,组织精细化的课堂教学设计,时间限度最好控制在10分钟以内。而学者胡铁生[6]则认为微课程注重的是视频的微小,因此在针对单一学科或者单一知识点组织教学时应注重教学情景的融入,突出在线学习与自由学习。这一概念也逐渐被大众所认可。资源建设方面,我国微课也尚未成型,目前的应用研究还相对零散,评价模式也有待完善。实现微课程的规范化发展还有很长的路要走。
二、细胞生物学实验教学存在的问题
1.内容更新缓慢,亟待加强。我国的细胞生物学实验教学一直处于教学滞后阶段,仅仅作为理论教学的补充或者教学附属而开设,缺乏关注上必然影响教学的创新与跟进,加上该实验教学项目单一化趋势严重,时代气息不足,技术手段及知识的综合运用十分缺乏,内容更新十分滞后。
2.教学方式单一化,学生自主性不足。细胞生物学实验的基本流程就是提前由教师准备好实验材料、实验仪器及实验试剂,学生在教师的示范引导下按部就班地进行实验操作,整个操作过程趋于程式化、简单化。学生不仅无法在实验准备阶段有所参与,更挫伤了学生创新与研究的积极性。
3.教学方法贫乏,缺乏对学生创新能力培养的关注。传统的细胞生物学实验教学受有限的教学时间的限制,因此实验内容与要求也大多提前限定,教师单纯地演示讲解,学生被动地参与学习,双方互动交流不足,教师也无法引导学生进行实验的创新。
4.教学技术陈旧,现代教育技术参与较少。细胞生物学作为生物教学的前沿学科,理应注重教学的创新,特别是积极加入现代教育技术的创新元素,以信息技术为核心推动实验教学。但是我国细胞生物学的教学现状却是现代教育技术十分欠缺,传统实验教学维度单一化趋势严重。
三、微课在细胞生物学实验中如何应用
1.微课的特性和优势,传统多媒体教学的弊端:伴随多媒体技术的迅猛发展及教学融入,部分教师开始尝试运用多媒体辅助教学,但是当代大学生自由散漫的个性也成为多媒体辅助教学实施的制约因素,学生难以集中精力听取教师讲课,精品的视频资源难以得到高效率的运用。应用于课后学习的视频资料也难以受到学生的关注与重视,多数处于闲置。微课则突破了视频教学的局限,具有普通视频教学资源不具备的教学优势。首先,其教学内容浓缩,教学时间较短,借助移动端操作更为便捷,学生学习积极性显著提升。其次,其教学主题十分明确,学生能够迅速找到自己感兴趣的点,从而获得启发教育或者延伸学习。最后,微课视频的教学容量相对较小,符合学生的接受能力,学生更积极主动地参与到微课学习中去。
2.细胞生物学微课设计,把握10分钟原则:注意力10分钟。10分钟内有明确的教学目标,内容短小,集中说明一个问题的小课程。微课设计ADDIE模型:A,分析;D,设计;D制作;I应用;E,评价。通常来说,微课设计要想保证自身的完整性必须具备6个基本环节,分别为教学主题的明确、前段分析、微课基础知识点的切割与划分、微课资源要素的重点设计、微课视频录制及后期加工处理、微课的最终终端输出与展现。6个环节紧紧相扣,推动微课的高效开展。
四、微课引入实验教学的意义与应用前景
微课具有广阔的教育应用前景。2011年,手机将取代个人电脑成为个人信息中心。学生自带设备BYOD,包括个人电脑、手机、上网本、平板等越来越普遍化。这为微课的实施提供了必备的硬件前提。调查中发现,84.44%的被调查者认可微视频在微课教学中的核心地位与作用,并且70%以上的人认为配套的教学设计与课件也是不可忽视的部分。纵观当前的教育改革,多数一线教师已经充分认识到微课教学的魅力与优势,开始在课堂教学中尝试微课教学。其中范福兰等人在基于交互式微视频教学资源教学应用效果的调查显示,70.5%的学生认为交互式微视频资源能够激发他们对课程学习的兴趣,单一的图文及音视频资源则受关注度一般,这也从侧面说明随着流媒体技术的发展成熟,微视频的教学前景将是广阔而光明的。
五、一些值得思考的问题
1.有关微课适用性,微课程在全国范围内展开,带来教学思想、教学模式的重大转变,各个领域、各种培训、不同学科对于微课程应用的尝试存在“泛用”、“滥用”现象。微课程适用于哪些领域、哪些课程、哪些内容以及荧光怎样设计、怎样制作、怎样使用才是最科学合理的成为今后科学研究的新课题。
2.细胞生物学实验微课应用存在问题,我国针对该专业的微课理论研究及实践演练依然不足,多数高校在微课开展实施的过程中存在建多用少的资源浪费现象。因此必须将微课作为校本研修资源,对其加强引导宣传,让教师认可微视频教学的优势并拓展专业发展的新途径。此外微课程应奠定创新型教学模式的资源基础,以期为学生提供更实用的教学资源,做好教学辅助。当然微课作为新兴教学理念,应该在移动学习与泛在学习的基础上实现教学需求与教学实践的同步发展,最大限度提升微课程的开展利用率。
六、总结
微课作为新兴的教学模式理应受到关注,了解微课的本质内涵,在梳理其优势与缺陷基础上综合当前的运用实际,科学预测并规划后期发展,实现微课在设计开发与应用上的创新完善。本文就微课教学的几点问题进行了归纳分析,以期为微课教学的拓展应用提供有效思路,让微课的魅力更多地展现出来,服务于高校教学。
英文名称:Chinese Journal of Cell Biology
主管单位:中国科学院
主办单位:中科院上海生命科学研究院生化与细胞所;中国细胞生物学学会
出版周期:月刊
出版地址:上海市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1674-7666
国内刊号:31-2035/Q
邮发代号:4-296
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1979
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉:
联系方式
期刊简介
【关键词】细胞生物学;教学模式;
【前言】细胞生物学是生命科学中既基础又前沿的一门学科,它是我国基础学科发展规划中的四大基础学科之一[1]。细胞生物学是生命科学各个分支学科在细胞层次上的交汇,它从显微、亚显微和分子水平对细胞的各种生命活动开展研究,进而探讨人体细胞结构、功能、发生、发展、衰老和死亡的生命活动规律及发病机理,是高等医学院校的核心主干课程之一。
进入21世纪以来,细胞生物学的研究发展迅猛,新知识、新方法、新成果层出不穷,传统的以教师为主的课堂教学模式已无法满足新形势下培养高素质人才的要求[2]。如何在有限的课堂教学学时内,切实提高教学质量与效果,让学生在完整系统地掌握细胞生物学基础知识的同时,及时了解细胞生物学的最新研究进展及其在临床医学中的应用,是目前亟待解决的问题。因此,对现有的教学手段和方法进行优化与改革,探索出符合时代要求的新的细胞生物学教学模式势在必行。
1、高等医学院校细胞生物学的教学现况
目前,大多数医学院校的细胞生物学理论教学存在两个主要问题:一是学时少,二是内容繁杂、抽象、枯燥且知识点琐碎。作为医学基础的必修课程,我校的细胞生物学安排在大学一年级的第二学期,理论授课采用大班(130人左右)传统的讲授式教学法(LectureBasedLearning,LBL),即以教师为中心,以系统授课为导向的教学方法,这一方式虽可以系统讲解基础知识,但不利于学生自主学习能力的培养[3-4]。而病例教学法(CaseBasedLearning,CBL)是以典型病例为先导,将临床与相关基础问题相结合,以学生为主体的启发式教学方法[5-6]。这种教学方式虽能克服LBL的不足,提高学生的学习主动性和积极性,但是否适合在超过百人的大班授课过程中实施,仍有待商榷。针对我校现存的细胞生物学的教学现状,我们采用CBL与LBL相结合的教学方法,以期探索出适合我校的切实可行的细胞生物学教学模式。
2、引入临床案例,提高学生的学习兴趣
我校临床医疗专业的细胞生物学理论教学只有28学时,学时相对紧张,因此我们在授课方式上采用灵活多变的教学模式。对于教材中理论性较强,通俗易懂的知识,仍采用传统的LBL方式讲授,而对于一些难点、重点且与临床结合紧密的知识点则采用CBL模式。在CBL教学过程中,案例的选择与问题的设计是关键。教师在备课过程中,搜集与授课章节密切相关的常见病例,查阅文献资料,对病例进行适当的修改和补充,进而编写成教学病例,并设计相关问题。例如在讲授细胞膜物质运输时,引入“家族性高胆固醇血症”,引导学生学习受体介导的胞吞作用;利用“矽肺”病例,讲解溶酶体膜稳定性的重要;通过囊性纤维化(CysticFibrosis,CF)病例分析,引导学生学习蛋白质在内质网腔中正确折叠的重要性。CBL改变了传统的教师讲、学生听的教学模式,学生成为案例分析和课堂讨论环节中的主体。学生通过学习、研究案例来掌握基础理论知识,变抽象为具体,而不再是死记硬背单一的知识点,这充分调动了学生学习的主观能动性,提高了学生的逻辑推理能力,同时也促进了其分析问题、解决问题能力的逐步提升,对学生综合素质的培养及日后从事临床工作颇有益处。
3、多媒体教学和网络学习相结合
医学细胞生物学的某些理论知识相对抽象、晦涩,因此在以LBL为主进行授课时,PPT课件的制作至关重要。我们力求在每一章节的授课过程中将图片、动画与视频相结合,图文并茂,充分调动学生的学习兴趣,从不同的角度吸引学生的注意力。在充分利用多媒体这一教学手段的同时,我们还利用学校覆盖全面的无线网络,将教学过程延展到校园的每一个角落。目前,我校的细胞生物学已成功获批辽宁省精品资源共享课,课程建设已顺利完成。因此,教师可以将教学网站提供给学生,方便学生及时查阅PPT课件、课后自测习题、拓展学习等教学相关资料。同时,我们的SPOC网络教学平台也于2018年3月建设完成并投入使用,该平台的应用进一步夯实了网络教学基础,也在一定程度上解决了课堂教学学时紧张的问题。另外,我们还建立了细胞生物学教研室的教学公众号,定期推送细胞生物学研究的最新进展,课后教师和学生还可以利用微信群和QQ群进行交流与学习的互动。
4、优化理论教学内容,拓展研究型课堂
作为医学基础课程,细胞生物学与生物化学、生理学等其他课程的内容有部分的重叠和交叉,为了避免不必要的重复,保证细胞生物学与其他课程知识的紧密衔接,教研室与相关课程的授课教师进行沟通,删减医学细胞生物学与其他学科的部分重复内容,合理安排教学章节。同时,在教学过程中有选择地补充了与本课程密切相关的科研进展,引导学生利用课外时间查阅相关文献,了解本学科最新的相关研究进展,逐步深化、拓展研究型教学,提高他们自主学习的积极性和主动性。
5、反馈与评价
在2017年、2018年学期末课程结束后,我们连续两年分别在2016级和2017级临床医学专业的260名学生中发放调查问卷,对教学过程和教学效果进行评价。问卷发放260份,收回有效问卷254份,有效回收率为97.7%。通过对问卷进行整理分析,得出以下调查结果:95.8%的学生认为开设细胞生物学课程非常必要或有必要;95.5%的学生认为非常必要或有必要建立网络教学平台;98%的学生认为在教学中介绍临床相关知识非常必要或有必要;97.4%的学生认为非常必要或有必要在教学中介绍相关的研究进展和热点问题;87.7%的学生喜欢并接受CBL与LBL相结合的教学模式,其中有92%的学生认为这种教学模式可以充分激发自己的学习兴趣,但有21.4%的学生认为这种教学模式在对基础知识的系统掌握和理解方面无显着促进作用;87%的学生认为CBL与LBL相结合的教学模式可以明显提高或提高自学能力在调查中,学生还结合自己的体验对细胞生物学的教学提出了一些建议和意见,也在一定程度上反映了我们在教学方面存在的不足和问题。
综合分析调查结果和学生提出的合理化建议、意见,我们将采取下列改进措施:由于授课对象是大一学生,学生相关的专业知识储备不足,因此在选择课堂教学案例时,应尽量选择典型而浅显的病例,并请教临床的医生,进行更为准确的描述,重新撰写案例分析,结合实际教学情况完善教学案例素材;课堂教学及时补充与案例相关的知识点,逐步提升学生自主学习的主动性和积极性;进一步完善网络教学平台建设,并配备专业人员进行平台监管,真正实现师生时时互动,充分发挥网络资源的空间延展性。
总之,教无定法,因材施教。教学工作就是一个不断优化的过程。在与学生的交流和互动过程中,我们将不断总结反思,探索前行,选择真正适合学生的教学模式,不断完善教学过程,切实提高教学质量,培养学生成为符合时展需要的新型医学人才。
【生物博士论文参考文献】
[1]付燕燕,陈彦,吴健,等.医学细胞生物学实验教学改革的几点思考[J].基础医学教育,2015,17(2):135-136.
[2]杨利艳,王祎玲,马娜.细胞生物学研究性教学模式的探索与实践[J].教学研究,2013,36(6):65-67,77.
[3]刘鸿业.CBL联合LBL教学模式在普通外科护理学教学中的应用[J].卫生职业教育,2015,33(2):85-86.
【关键词】 细胞生物学 实验教学 科研素质
细胞生物学是生命科学中重要的组成部分,它能够反映生命科学的形成进程,同时也体现生命科学的最新进展。该学科是由实验研究产生和发展起来的。因此,细胞生物学研究技术和方法的作用及地位显得尤为突出,细胞生物学实验课教学是培养本科生科研素养的重要环节。是研究性学习的重要内容,也是最必要的形式和过程。
1.开设实验课,是生命世纪所需。细胞生物学的发展经历了经典细胞学、实验细胞学及细胞生理学、现代细胞生物学等阶段,推动学科理论内容的产生、发展及丰富的动力是实验研究。例如:显微镜观察方法导致了细胞学的产生,而电子显微镜及其它更精细观察显像技术的应用,可以观察细胞内部的亚显微结构、甚至单一生物分子的位置,更加准确描述细胞的结构与功能。
在大三开设细胞生物学实验课是适时的。大三本科生经过动植物学的学习初步了解动植物细胞的一般特性:通过微生物学的学习,则了解微生物在细胞形态、结构及功能等方面的特殊性;生理学与生物化学的学习,掌握了细胞生命活动的动态性,并且有了相应的实验技能。在此基础上,本科生能够适应较为复杂的细胞生物学实验课的学习和操作。
细胞生物学实验技术直接与当今生命科学的前沿技术接轨,在高年级开设这样的课程,有助于本科生迅速进入毕业论文研究的状态,有助于考研进入更深层次的研究工作。
2.选择实验课内容,注重基本能力和创新能力的培养。参考国内主要细胞生物学实验教材,自编实验教材,编写过程中,注重介绍与某一个实验项目相关的背景知识和实验原理。例如:光学显微镜的使用是最基本的细胞生物学实验,是从事生物学教学和科研必备的基本技能,在实验教材中,作详细介绍,列出不同放大倍数物镜的镜口率、工作距离、景深和视野直径等参数,使学生明确“放大倍数小的物镜工作距离大,放大倍数大的物镜工作距离小,物镜是显微镜中关键部件”等基本规律,有助于使用和选择显微镜。
设计了染色体制备和分带的内容,可以允许每个人动手操作,完成整个实验程序,得到预处理、样品制备、离心、显微镜使用等综合技术的训练。事实反映出操作认真、严谨的同学能获得较理想的实验结果。
选编了细胞培养、荧光显微镜技术等较高要求的实验内容,并附编了相应的前沿技术,如激光共聚焦显微镜原理。这些都是从事细胞生物学科研工作所需的研究技术,该类实验内容的开设,使学生初步了解细胞生物学研究的基本技术路线和实验方法,使学生对实验课的认识从完成操作、获得学分过渡到科研综合性、探索性,乃至创新性的高度。
详尽描述实验操作步骤,特别是不可忽视的、影响实验成败的关键细节,以及实验试剂、药品的配制和仪器实验注意事项等内容。注意操作过程与实验原理的结合,增加图解。例如小鼠骨髓细胞染色体标本制备和C带分析实验,操作步骤多,影响因素多,相对成功率较低,学生兴趣浓。操作程序的清晰、严格要求是完成实验的重要保障。
设计具有启发性的创新性实验及实验后思考题,以激发学生利用所学理论知识和实际动手经验,熟悉怎样设计实验、组建哪些实验技术达到实验目的、哪些步骤是控制实验的关键及其影响因素,甚至可提出修改的方案。
3.注重课前准备,确保实验质量。教师持之以恒动手从事科研实验工作,掌握或了解本学科研究技术的过去、现在及将来。坚持与实验员设计、商讨、准备实验,要有预瞻性,掌握实验中可能出现的问题,以便在课堂及时准确回答学生问题。
作为实验教学的主体,学生的临阵状态也很重要。不少学生习惯于课前不预习,课堂上一边对照实验指导,一边操作,经常导致操作混乱、时间延长甚至实验失败。目前,此类现象仍然较普遍,教师需注意检查督促,进行关键性问题提问、请个别学生上台操作示范,教师再对其中的注意事项、操作错误重点强调。另外,可将预习作为实验成绩的一部分,学生有备而来,提高实验质量。
4.细致指导,重视基本技能训练。细胞生物学实验包括形态、结构观察性实验,也包括操作复杂、技术综合的实验,要求学生牢固地掌握基本实验技能,如显微镜及特殊显微镜的熟练操作,微观世界的确认,临时与永久玻片制作,实验动物解剖,生物绘图方法,离心机的使用,细胞生物学染色体方法,细胞培养过程的无菌要求,这些基本技能都是每个学生必需的。教师必修逐个指导、示范和纠正,培养学生正确的规范的操作习惯。严谨的科学态度、创新的精神和严格的实验习惯,是科研最基本的素养,而本科细胞生物学实验是训练的最好平台。
5.诱导启发,培养创造性思维。细胞生物学实验项目广泛,材料具有多样性和普遍性,教师给学生安排的实验是挑选了典型的材料和经典的实验方法。教师应鼓励学生在完成实验指导指定实验基础上,提出衍生性的实验题目,让学生书面自行设计实验(包括实验材料、方法、目的),有条件情况下,少部分同学进行创新性实验。强调科研协作的重要性,鼓励同学之间互相学习,有利于同学们开阔视野、培养敏捷的思维,激发对科学的求知欲和对本课程的兴趣。
[关键词]生物技术 细胞生物学 双语教学 教学改革
[中图分类号] Q2-4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)11-0101-02
一、引言
2001年9月教育部出台了要求各高校积极推动使用英语进行公共课和专业课的教学,特别强调应在生物技术等国家发展急需的专业率先开展双语教学的文件。[1] [2]生物技术是典型的高新技术,为了加强国际的沟通与合作,英语就理所当然地成了生物技术人才的重要工具。从某种程度上来讲,英语的驾驭能力与生物技术人才的国际竞争能力成正比关系。因此对于生物技术专业的学生来说,双语教学带来的英语水平的提高,可以起到“如虎添翼”的作用。[3]
细胞生物学知识更新很快,新概念、新名词、新技术不断涌现,是目前生命科学领域发展最为迅速的前沿学科之一。但目前欧美等地区处于这一领域发展的中心,高质量的细胞生物学学术论文都用英语撰写,90%以上的新发现都是以英语方式传播,要了解细胞生物学的最新进展,必须查阅相关英语文献。为培养复合型、开放型的高素质生物技术专业人才,对细胞生物学课程开展双语教学势在必行。本文根据笔者在细胞生物学双语教学实践中的体会,对高校生物技术专业的细胞生物学双语教学的方法进行了探讨。
二、双语教学教材的选择
教材选用是否恰当,对双语教学而言至关重要。教研组首先根据生物技术专业学生的具体情况编写了教学大纲及多媒体课件。在进行细胞生物学双语教学时,课程组仍以翟中和等人编写的《细胞生物学》(第3版)中文教材为主,同时,教研组对国际著名院校采用的教材Molecular cell biology、Essential cell biology、Molecular biology of the cell等进行选编,并辅以适量易读、简短的英语材料或文献的阅读资料。
三、选择适合的教学方法
教学方法和模式的好坏,是能否实现教学目标、完成教学任务的关键。课程组最初就设立了“以传授专业知识为主,以传授专业英语知识为辅”的细胞生物学双语教学目标,并据此精心选择了以下的教学方法。
(一)循序渐进
在细胞生物学的双语教学中,根据细胞生物学教学内容的难易,专业词汇的多少、生僻程度来决定多媒体课件中英语词汇的使用量以及课堂讲解中英语的使用量。遵循循序渐进的原则,让学生由简单到复杂、由少到多地接触并接受细胞生物学双语教学,在掌握专业基础知识的基础上,提高专业英语的听说读写能力。如在第一章绪论中,我们的双语教学以介绍术语为主,而在“细胞膜与物质运输”这一章,专业词汇不多,也不十分生僻,因此在这一章的双语教学中,无论是多媒体展示还是课堂讲解都可以采用通俗的英语来表达,多媒体课件采用了“全英文+生僻词中文注释”的形式。在整章内容的课堂讲解时,大约55%的内容使用了英语授课。对于难度较大的章节如“细胞信号通路”这一章,其内容本身就抽象难懂,专业词汇非常多且生僻,在多媒体课件中,中英文应各占50%:英语部分主要选择了一些非常基础且需要学生掌握的内容,并加中文注解。课堂讲解只采用了10%左右的英语。
此外,为了帮助学生课前预习和课后复习,提前将教学大纲、教案、课件资料(包括大量的图片、动画)、阅读材料及参考文献发给学生,对学生的学习提供帮助,鼓励学生自主学习。
(二)加强专业词汇的学习
细胞生物学是生命科学的前沿学科,新名词、新术语、新知识不断涌现。双语课堂教学效果在一定程度上依赖于学生对专业英语词汇的积累和扩充。如果学生对专业词汇量的掌握不够多,势必影响对专业知识的掌握。因此,在教学过程中,我们编写了专业词汇中英文对照表,让学生课前自主学习,以便学生在课堂上能在掌握基本专业词汇的基础上,在较熟悉的英语环境中更好地理解专业课堂内容。经过我们的实践,一般经过1 / 3的专业词汇的积累,学生往往就能适应和接受双语教学,跨越专业词汇理解这一难关。与此同时,教师还在课堂上随时将遇到的词汇,通过构词法进行简单讲解,降低学生对专业词汇的陌生感,有利于学生理解和记忆。而且这样的方式还能让学生举一反三,进而触类旁通地掌握更多的词汇。例如,前缀cyto表示“细胞”“细胞质”,skeleton学生知道是“骨骼”,那么cytoskeleton就是“细胞骨架”,而cytochemistry是“细胞化学”,cytoplasm是“细胞质”。
(三)充分利用网络的资源
当今社会网络高度发达,关于细胞生物学专业知识的网上资源也非常丰富,充分利用网络资源对教师和学生有着极大的帮助。我们课程组的做法是教师提前进行网络搜索,将与细胞生物学相关的国内外网站进行筛选、分类,收集到较适合我们教材内容的网站地址后,在第一节课时就介绍给学生,鼓励学生利用课余时间自主学习。因很多资源都来自国外网站,所以学生自主学习时,除了可以提高利用网络资源获取相关知识的能力,还能提高专业英语水平。此外,课程组还充分利用本校国家级双语教学示范课程《食品科学技术导论》的平台(http:// / )。该平台包含网络字典、细胞生物学习题、游戏、动画、在线学习、视频等相关资源,方便学生学习,有助于开拓学生的思想维度,激发学生的求知欲和创造力。
(四)充分利用课堂进行英语互动教学
目前双语教学要求学生具备一定的英语听力能力,而听力往往就是学生的弱项。教学中教师若不能设法提高学生的学习积极性及参与性,学生很可能就会因为教师过度的英语讲授而不能较好地理解和掌握专业知识,进而失去学习的兴趣。因此,在双语教学过程中,适时的师生互动是必不可少的。本课程组在细胞生物学教学过程中总结的互动形式有多种,如教师英语提问,学生中文回答,这时的问题要以浅显易答为主,提问的目的在于激发学生的兴趣,调动学生参与性,使学生精力更加集中。对于较难的问题教师可以用英语自问自答,目的在于强调内容的重要性,吸引学生注意力;也可以针对某个知识点,让学生展开课堂讨论,教师最后分别以中、英文加以归纳、总结。
四、教学效果评价
(一)教师评价反馈
教师的评价有定性评价和定量评价。定性评价包括课前随机检查学生的预习笔记、课外材料的阅读整理,了解学生的主动学习情况和学生上课表现及回答问题情况。定量评价包括笔试和平时考核,将两次成绩作为学生的最终成绩进而做出评价。笔试采取闭卷方式,在试题中有40%的考题用英文描述,涉及概念解析、回答问题等内容,重在考查学生对基本知识的掌握及理解情况,以及对专业词汇的理解和掌握情况。
(二)学生评反馈评价
学期结束时学生通过评教的方式对双语教学方式给出客观分数和主观评价。客观分数评教双语教学法要高于传统教学法(95.7 Vs 91.4)。学生主观评价主要包括在双语教学模式下自身的自主学习能力是否得到提升,学习的兴趣是否提高,专业英语水平是否提高,是否喜欢这种教学模式,学业压力是否增加等。
五、细胞生物学应用双语教学模式存在的问题及解决方法探讨
通过问卷调查、卷面考试等方式,可以看出细胞生物学双语教学模式在实践过程中也存在一定的问题。如教师需要转变思想观念,加强自身的英语学习,特别是因为需要花费比较多的时间和精力学习这种教学模式而更愿意采用传统教学模式的教师,更需要转变观念。而缺乏自律性,不能自主预习专业英语词汇和术语的学生,因不能适应双语授课模式而更习惯于传统授课模式。双语教学在一定程度上加大了学生的课业负担。此外,双语教学模式并不适用于所有的教学内容,例如“细胞信号转导”这部分内容比较抽象,学生即使采用母语学习也比较困难,因此这些内容就需要用传统的教学模式来讲授。有学生反映学习内容太多、太集中,知识消化不了,这些是我们在进一步改革时需要深入思考的。此外,在闭卷考试中,可将40%的英文部分试题分布在填空、选择和名词解释等单项分值较少的题型上,避免英文问答题。
尽管双语教学目前还处在起步阶段,存在较多问题,实施也有一定困难,但随着经验的逐步积累、师资队伍的不断建设、学生英语水平的不断提高,双语教学必将实现质的飞跃,上升到新的水平。
[ 注 释 ]
[1] 龙莉,李清,陈元晓,等.学生为本、循序渐进的细胞生物学双语教学初探[J].中华医学教育探索杂志,2011(11).
关键词 分子肿瘤学;研究型教学;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2013)12-0081-02
近年来,恶性肿瘤已成为严重威胁国民健康的重要疾病之一。在全球范围内,每年新发癌症患者约1000多万,死亡700多万。我国每年新发病例也逐步提升,如何有效防治恶性肿瘤已成为医学界面临的时代难题[1]。世界各国政府纷纷大力投入,积极探索新技术、新方法,使肿瘤学研究得到飞速发展。
分子肿瘤学是生物学与医学的交叉学科,是将分子生物学技术应用于肿瘤相关基因及其表达产物的研究中,进而阐明肿瘤的发生、发展及其本质,为肿瘤的预防、诊断和治疗提供新措施。北京工业大学生命科学与生物工程学院以抗肿瘤药物的研发为学科发展方向,但随着现代生物技术发展的日新月异,原有的一些肿瘤学基础知识已不能完全满足当前科研的发展需求。为适应生物前沿技术发展趋势,有力地推动生物技术向多专业渗透,促进边缘交叉学科领域的发展,学院首次为研究生开设分子肿瘤学这门课程,主要从分子水平上深入阐述肿瘤学研究的新进展,并结合学院研究生培养目标和课程建设的要求,对该课程教学内容、教学方法以及考核方式等方面进行尝试与探索。这一举措必将促进学院在生物领域和医学领域的科学研究和学科建设。
1 以肿瘤基础研究为背景确立课程教学内容
随着我国医学模式的转变以及全球性卫生重点的转移,肿瘤的防治研究成为科教兴国战略的重要组成部分,不论是肿瘤发生发展的分子机制,还是临床肿瘤诊断治疗,都取得长足进步[1]。
北京工业大学生命科学与生物工程学院生物医学工程专业以探究肿瘤发生发展机制、抗肿瘤药物开发以及基因治疗等为主要研究方向,与医学肿瘤专业相比,在定位和针对性方面都有较为鲜明的特色。学院研究生大多数具有生物学等工科背景,掌握分子生物学、细胞生物学、免疫学及病毒学等丰富的理论知识,在基础研究方面具有优势,但缺少一定的临床肿瘤学知识。因此,分子肿瘤学这门课程的开设不同于医学院传统的临床肿瘤学课程,而是着重以肿瘤基础研究为背景,拓宽研究领域,深化研究层次。授课内容涉及肿瘤发生发展分子机制及其基因治疗、分子药靶、肿瘤表观遗传学等相关领域,以及肿瘤干细胞、miRNA、RNA干扰、蛋白质组学和生物信息学等前沿领域,从基因层面探讨肿瘤发生机制和有效的治疗措施。在此基础上,进一步发现新的肿瘤标志物,用于肿瘤的早期预测与防治。
2 以研究型教学为主导确立课程教学方法
研究生的课程教学处于从本科时期的知识学习型阶段向课题研究型阶段过渡的重要时期,是研究生培养过程中的一个基础环节。因此,这就决定了研究生课程教学不应仅仅只是本科式的知识传授的延续,而应是知识传授与科研能力培养并重。但当前高校教学中仍以传统的灌输式教学方法为主,师生交流与互动少,只适于简单的传授知识,不利于培养研究生自主学习和科研创新能力。
2.1 转变观念意识,优化课程设置
为了更好地增强教学效果,培养学生的综合能力,在开设分子肿瘤学课程之初就积极转换教学观念,以研究型教学为主导,结合课程的基础性与前沿性,优化课程设置,确立新的教学模式[2]。根据学校的研究生培养目标,制定出一套适应研究生教育的教学大纲,既满足研究生的知识需求,又能反应出学科水平和发展趋势。在整个教学过程中,以学生为中心,教师发挥组织和引导作用,根据课程具体内容、学生知识背景及理解能力等因素,充分激发学生的主动性与积极性。
在课程设置中,没有采用固定的教材形式,而是根据学生背景知识的差异,结合当前生物前沿技术在肿瘤学领域的研究趋势,采用启发式、讲座研讨式的教学方式,有目的性地开展授课。课程内容主要分为三部分:
第一部分着重介绍一些肿瘤学相关基本知识,包括细胞生物学如细胞结构与功能、分子生物学如肿瘤的分子标志物等基础知识,既照顾了那些基础薄弱的学生,同时给基础好的学生进行了复习;
第二部分重点从细胞周期与凋亡、细胞信号转导、血管生成、侵袭转移、耐药性等方面阐述肿瘤的癌变机制和肿瘤恶性演进机制;
第三部分介绍肿瘤的分子诊断、预防与治疗等内容与研究进展。
在授课中,从激发学生的创新思维目的出发,鼓励研究生参与课堂讨论,并结合学院一些学术前沿讲座,通过学术报告和学术交流,使学生更广泛拓宽学术视野,提高综合科研水平。
2.2 研究型教学在课堂中的实践
研究型教学是在教师的启发指导下,以学生独立自主学习和合作讨论为前提,以教学中的难点重点内容、有争议的学术问题或学科前沿问题为研究内容,通过学生查阅资料、独立钻研和认真思考展开课堂讨论和交流,使不同的学术观点相互碰撞、交流与补充[3]。
分子肿瘤学属于肿瘤学领域的前沿学科,知识更新快,教材不能涵盖最新的研究内容,因此在授课过程中不能以单一的教材作为参考资料。在教学之前提前做好研究性学习,从同行认可度高的期刊中查阅相关领域的最新研究文献,不断更新知识,在课堂上根据授课内容适时引入这些新技术新方法,既丰富了教学内容,又调动了学生的科研兴趣。
分子生物学、细胞生物学是肿瘤研究的基础,教学内容涵盖的知识点多、涉及面广,新技术与新方法的出现日新月异。如在给学生介绍细胞信号转导这章内容时,课前根据学生研究兴趣与方向设定一些知识点与问题,让学生课后分组查阅相关文献,准备PPT在课堂交流学习。如选择一个信号通路,查阅该通路包括的知识点,如蛋白种类、特点及调控功能,思考该通路在肿瘤生成中发挥怎样的机制?是否有其他小分子如miRNA的参与等?学生课后准备充分,结合自己今后的研究方向,积极探索与发现问题,在课堂交流中活跃,既丰富了课堂教学内容,又促进了对新知识的学习。
此外,还注重将本学院的研究成果融入教学过程中,如在介绍病毒与肿瘤这章内容时,为学生介绍学院科研小组对艾滋病、宫颈癌、食管癌等肿瘤病的研究进展与研究成果;在讲细胞生物学时,结合本实验室在干细胞领域的研究思路与研究进展,为学生介绍干细胞包括肿瘤干细胞、IPS细胞的特征及其在临床中的应用前景。这样让学生更全面了解本学院的研究现状与发展趋势,为今后进实验室开展研究工作奠定基础。
3 完善课程考核方式
课程考核是课程质量的重要内容,以多种形式考核指标来完善考核方式。在分子肿瘤学的课堂教学中,主要从课堂出勤、论文撰写、专题讨论三方面加以评估。其中专题讨论和论文撰写分别占总成绩的70%。在研究生的培养中,文献查阅是研究生从事科学研究非常重要的一个环节,学生可以在查阅、积累、梳理资料中消化、理解知识,并与相关知识融会贯通,运用各种知识解决实际问题。因此,撰写某一个感兴趣领域的研究进展论文是考核的重要内容之一。论文统一按照期刊发表的格式来撰写,考评内容包括论文格式的规范性、选题的新颖性、文献的代表性等。
专题讨论部分的考评主要通过学生对文献的理解程度,包括能否把握文献的核心内容,能否提出自己对文献研究内容的完善建议。同时,学生学术交流水平也纳入成绩考核部分,包括多媒体课件的制作、学术表述的流畅性和学术交流过程的应对能力。这样既可以考核学生查阅文献的能力,同时可以锻炼撰写论文的能力。
4 结束语
肿瘤的分子生物学研究一直是生命科学和医学研究的热点,尤其是癌基因的研究。随着科学技术的发展,生物芯片、RNA技术、表观基因组学及生物信息学等分析方法逐渐成为肿瘤研究的一种高效手段,使研究者更深入地了解疾病发生的分子机制,掌握癌基因特异性的分布规律,揭示基因信号内在的生物学意义,有力地促进肿瘤学的发展,为肿瘤的临床治疗奠定基础。
北京工业大学生命科学与生物工程学院专门为生物技术专业研究生开设分子肿瘤学这门课程,旨在为工科院校培养侧重于肿瘤学基础研究的复合专业型人才。在教学中转变教学观念,引入研究型教学模式,把研究的意识、思维、观点与方法融入教学中,强调对知识学习的自主性与探究性,注重学习过程中研究生的实践与体验[4]。在课堂教学中根据课程性质、教学内容和学生特点,创造性地进行教学设计,激发学生的科研兴趣,有利于全面培养研究生的综合创新能力。
参考文献
[1]陈正堂,等.肿瘤学专业现状与发展设想[J].医学杂志,2011,36(4):315-318.
[2]王文静.中国教学模式改革的实践探索:“学为导向”综合型课堂教学模式[J].北京师范大学学报:社会科学版,2012(1):
18-24.
英文名称:Labeled Immunoassays and Clinical Medicine
主管单位:中国核工业集团公司
主办单位:中国同位素公司
出版周期:双月刊
出版地址:北京市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1006-1703
国内刊号:11-3294/R
邮发代号:2-307
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1994
期刊收录:
核心期刊:
期刊荣誉:
Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
期刊简介
作者:马超 蒋一婷 徐桂娟 郑彩霞 单位:北京林业大学生物科学与技术学院
经过十几年的不断探索,北京林业大学生物技术专业形成了“一主两翼,两渠相融,三位一体”的人才培养模式,即以“学生获取知识、增强能力、素质养成”为主线,以理论与实践为两翼,以第1课堂教学为主渠道,实现第1课堂与第2课堂2个渠道的融合,以及集理论教学、实践教学和综合教育3个层次为一体。目前,北京林业大学生物技术专业每年招生2个班,在校生人数维持在每年260人左右;在人才培养和科学研究方面均取得了优异成绩,尤其是在生物技术专业招生质量逐渐下滑、毕业生就业压力不断增加的大环境下,仍然保持了招生录取分数位居全校前3名和95%以上的就业率。但是,面对新的机遇和挑战,深化北京林业大学生物技术专业人才培养体系的改革,突出人才培养的专业特色和行业特色,增加所培养专业人才的竞争力,仍应成为生物技术专业下一步发展的重点之一。因此,笔者在与生物技术专业学生、社会用人单位充分沟通的基础上,结合自己近年来的教学体会,提出以下建议,以期对生物技术专业人才培养体系的完善有所帮助。进一步明确、细化生物技术专业人才培养的特色大学的办学特色是学校生存和发展的核心竞争力,是一所大学的比较优势和核心价值的体现[2]。加强办学特色建设是林业高校生存和发展的需要,也是林业高校提升核心竞争力的需要。大学的学科建设是大学工作的龙头,是最能体现办学特色的因素,建设特色学科是林业高等院校加强办学特色建设的关键;而建设有林业特色的学科就要突出重点,整合资源,抢占学科制高点,注重建设特色鲜明、优势突出的学科群[3]。目前,全国开设生物技术专业的高等院校有几百所,如果各高校的生物技术专业缺乏自己的特色、人才培养没有自己的侧重点,那么所培养的毕业生就难以在众多的相同的专业人才中占得就业先机。北京林业大学生物技术专业设置的专业课程主要以生物学、生物化学、分子生物学、细胞生物学、微生物学、基因工程、细胞工程等为主,另外还设置了一些专业选修课。这种课程设置模式基本上是全国各高校生物技术专业普遍采用的模式,没有体现出林业行业高校自己的专业特色和人才培养特点。同时,北京林业大学的生物技术专业与学校的生物科学专业相比,在课程体系、教学计划、教学环节等方面,均大同小异,差异不超过15%。因此,建设体现林业行业特色和专业自身特色的课程体系应是北京林业大学生物技术特色专业建设的重点之一。目前,北京林业大学生物科学与技术学院拥有林木花卉遗传育种教育部重点实验室、树木花卉育种生物工程国家林业局重点实验室、北京林业大学毛白杨研究所、林木花卉良种繁育研究中心和北京林业大学中国林地资源利用研究中心;同时还拥有植物学、林木遗传育种、野生动植物保护与利用、生物化学与分子生物学、微生物学5个博士学位授予权学科,以及农产品加工与贮藏工程和细胞生物学2个硕士学位授予权学科。可见,北京林业大学生物科学与技术学院在林地资源的培育、开发和利用领域具有自己的资源优势和学科优势,并有多年的科研积累和人才培养经验。因此,把“林地资源的培育、开发和利用”作为生物技术专业的人才培养特色和专业培养方向能够充分反映北京林业大学生物科学与技术学院的科研特色和行业特色。在具体的人才培养过程中,可以将生物技术专业细分为“林地资源培育”和“林地资源开发与利用”2个专业方向,其中“林地资源培育”专业方向开设的课程以与遗传育种相关的课程为主,侧重于培养具有林地资源培育实用技术的专门人才;“林地资源开发和利用”专业方向开设的课程以与林地食用和药用资源的开发和利用相关的课程为主,如开设药用植物学、天然产物化学、生物药剂学、生物药物学、中药新药的研究与开发、药物分析化学等,侧重于培养具有林地资源开发实用技术的专门人才。在此基础上,再围绕特色人才培养的要求开设选修课程,并尽可能使生物技术专业的课程体系系统化,切实体现行业特色,加强学生专业技能的培养。例如,可以借鉴复旦大学生物技术专业的选修课体系,其系统地开设了天然产物化学、生物制药、药物分析方法与应用、新药研发概论、药物遗传学、药事管理学、药学文献检索、药用微生物学等30多门与药学相关的选修课,充分体现了其生物技术人才培养的“药学”特色。
精简生物技术专业的课程体系,突出重点课程目前,北京林业大学生物技术专业的课程体系包括人文社科类基础课、自然科学类基础课、专业必修课和专业选修课4部分。人文社科类基础课、自然科学类基础课、专业必修课主要是依据教育部的生物技术专业规范而设定的,各个高校基本大同小异,所以专业选修课的设置成为体现专业培养特色的重要环节。北京林业大学生物技术专业由于没有确立明确的特色培养方向,所以在课程设置过程中一度根据就业市场的变化而不断地调整专业培养方向,且不断地增加选修课的数量,希望课程体系能够涵盖本科毕业生就业、考研可能需要的所有专业课程。例如,由于生物制药领域就业前景较为乐观,所以为学生开设了生物制药、药理学、药用植物学、药用植物化学分析技术、药政学等专业课程。这些课程的教学大纲主要参考药学院开设的相关课程的教学大纲制定,对“如何与北京林业大学生物技术专业的知识背景相融合”“如何体现出与药学院本科毕业生的专业区别”等问题缺乏深入的思考。显然,单纯地开设生物制药方面的课程,尤其是完全照搬药学院等其他院校相同课程的教学大纲,是不可取的,也无法体现北京林业大学生物技术专业的特色。目前,林业系统,尤其是林业基层单位,对林地药用资源方面的专业人才需求巨大,尤其缺乏具有林业知识背景、熟悉林地药用资源、具有林地资源开发利用技术和制药专业技术技能的人才。因此,笔者认为,只有将生物制药技术方面的课程,如生物技术制药、药理学、药用植物学、药用植物化学等课程,与“林地资源开发和利用”这一专业方向紧密结合,将北京林业大学生物科学与技术学院在林地资源的培育、开发和利用领域所具有的资源优势和学科优势与生物制药技术相结合,才能使生物制药技术落到实处,并使北京林业大学生物技术专业充分体现自己的人才培养特色。除了精简生物技术专业的课程体系之外,还要突出重点课程。选修课程数量的不断增加使学生的课业负担加重,而思考和创新的空间被压缩。以北京林业大学生物技术专业为例,大学3年级上学期的必修课学时就达414学时,再加上选修课的学时,总学时可达500学时。这意味着1个学期的开课数量超过10门,学生每天至少要进行6学时的课程学习,由此学生的学习压力可想而知。另一方面,所开课程往往存在内容重复或相互重叠的现象。例如,生物制药课程与基因工程、细胞工程、微生物工程、蛋白质与酶工程等课程就存在部分内容的重复,基因工程课程与分子生物学课程、细胞工程课程与细胞生物学课程之间也存在部分内容的重复。因此,笔者建议,要精简课程体系,协调各门课程的授课内容,突出重点课程和课程重点内容,强调课程特色,以降低课时总量、减轻学生的学习负担、激发学生的学习兴趣,为鼓励学生进行创新提供空间和创造条件。
加强自然科学类基础课程与生物技术专业内容的衔接为了强调化学、数学、物理、计算机等自然科学类基础课程对生物技术专业的重要性,教育部颁布的《高等学校本科生物技术专业规范》对这类课程的修读学分做了硬性规定,如化学类课程不少于13学分,数学、物理不少于8学分,计算机类不少于6学分。在具体的实施过程中,各高校的生物技术专业更是进一步强化了对自然基础学科尤其是化学类课程的重视程度。例如,北京大学生物技术专业规定学生需修读20学分的化学类课程(含实验)、8学分的数学类课程;清华大学生物技术专业规定学生需修读14学分的化学类课程、12学分的数学类课程。而北京林业大学生物技术专业规定学生需修读18学分的化学类课程、11.5学分的数学类课程,且学生修读数理化和计算机等自然科学类基础课程的全部学分需达到37.5分,占全部培养计划总学分的24%。这使生物技术专业学生大学第1、2学年的绝大部分时间都用于课程学习了。但是,遗憾的是自然科学类基础课程似乎正成为专业课程改革的死角。由于这部分课程均由理学院等外院教师负责讲授,而授课教师对生物技术专业课程的需求缺乏了解,教学内容大多拘泥于讲“试题”和“公式推导”,侧重于推理、原理讲解和逻辑分析,缺乏案例分析和应用,更缺乏与生物技术专业相关的案例分析和实际应用。例如,北京林业大学生物技术专业开设了高等数学和数理统计学课程(共计11.5学分),学习时间分别安排在3个学期,但最后的结果是当在专业试验课程中面对简单的试验数据时,却鲜有学生有意识地运用统计学知识;有的学生甚至连起码的t检验和F检验都不知如何运用。因此,笔者认为,生物技术专业应该加强数理化和计算机等自然科学类基础课程的改革,特别是要加强这些课程与生物技术专业内容的联系,使学生能够将基础理论知识学习与专业技能应用紧密地联系起来。进一步优化生物技术专业的课程布局由于人文社科类课程和自然科学类基础课程的修读学分占本科人才培养计划全部学分的一半左右,所以很多高校将这2类课程放在大学第1、2学年集中开设,而把专业课主要安排在大学第3、4学年。然而,在大学第3、4学年,学生面临着来自考研、出国深造、英语等级考试以及就业、毕业设计和科研实践等方面的压力,难以把全部精力放在专业课程的学习上。因此,笔者建议,高校的生物技术专业要打破目前的这种条块化课程分配格局,将人文社科类课程适当分散安排在大学的4个学年里;将动物学、植物学、微生物学、生态学以及专业引导性课程尽可能安排在大学的第1学年,将生物化学、分子生物学等专业基础课程尽可能安排在大学第2学年;同时将免疫学、遗传学、细胞生物学等课程尽可能安排在其他选修课之前。这样,学生既可以尽早接触专业课程、掌握专业基础知识、了解专业未来的发展方向,又可以提高学习基础课程的兴趣;更为重要的是能有效地缓解大学第3学年专业课学习的压力,提高对专业知识尤其是其他选修课程内容的消化、吸收和创新能力。此外,在课程安排的细节上,应该认真考虑专业课程之间知识的衔接性。例如,目前生物技术专业将有机化学、生物化学课程安排在同一学期就有些不妥,应予以适当调整。加强生物技术专业工程类课程的“工”科内容北京林业大学生物技术专业是以理科为主、工科为辅的理工科复合型专业,人才培养目标是培养应用研究型人才。为此,北京林业大学生物技术专业开设了基因工程、微生物工程、细胞工程等工程类必修课以及蛋白质与酶工程、生物制药等选修课程。然而从课程教学大纲来看,这些课程仍是以理论教学为主,适当搭配了一定课时的实验教学,但几乎没有工科方面的教学内容。这势必造成学生对生产设备缺乏必要的了解,在中试和生产车间实际操作环节中缺乏相应的生产设备维护、维修的基本知识。因此,笔者建议,对现有的工程类课程,要适当调整课程教学大纲,增加工艺学、设备、化工原理等方面教学内容的讲授比例;同时开设1~2门工科类基础课程,让学生了解一些工科基础知识。
加强生物技术专业学生科研素质的培养,规范学术道德培养学生的科研能力和创新能力,是新形势下生物技术专业人才培养面临的挑战。因此,在传授专业基础知识和实验技能的基础上,培养学生文献检索、实验设计、数据分析和论文写作等科研素质是实现创新型人才培养的重要环节。现在,很多课程的考核均采用撰写论文或者综述的方式,相对于传统的闭卷考试来说,是一种有益的尝试。但是,如何查阅文献、引用文献、撰写论文,有些学生到毕业都没有真正了解和掌握。在很多学生头脑里,撰写论文似乎就是百度、谷歌搜索外加复制、粘贴的过程;有的学生甚至认为只要不是全文照搬,经过适当拼凑加工就不算论文抄袭,更谈不上对论文所引用、参考的文献进行认真的选择和甄别了。因此,笔者认为,在大学生入校之初,高校就应该开设“文献检索”必修课程,使学生掌握查阅中英文专业文献的方法、了解文献的引用规则以及撰写科技论文的专业规范和学术道德。例如,浙江大学开设的“生物文献检索与论文写作”、复旦大学开设的“科学研究方法与论文写作”都颇有实用价值,值得借鉴。这些课程不仅有利于学生拓宽视野、培养查阅文献的技能,更有利于提高学生对学术道德的认识。为此,笔者建议,北京林业大学生物技术专业可以尝试将文献检索、实验设计、生物统计、科技论文写作等课程集合为一个模块,作为学生的选修课,在大学第2学年开设。这将有利于提高学生的科研素质和学术道德。近年来,我国高等教育体制发生了巨大的变革,从20世纪90年代开始,合并、联合办学、共建等已成为高校体制改革的主题。过去条块分割的高等教育管理体制正在被条块结合的体制所取代,高等教育综合化趋势日益明显。作为林业行业性高校,做好行业性与综合性的融合工作将有利于丰富林业高等院校的内涵、增强学校的科研创新能力、提升学校对社会的贡献力、提高林业院校毕业生的社会竞争力[4]。2010年,北京林业大学生物技术专业应届毕业生(2006级)考研率达41.82%、就业率达94.55%,应该说又是成绩卓著的一年。但是,挑战依然存在,形势依旧严峻。因此,加强生物技术专业的人才培养和课程体系改革仍不容忽视。通过明确、细化专业培养特色,调整课程体系,优化课程布局,加强课程间的衔接,适度调整理科、工科类课程的比例,以及加强学生科研素质的培养和学术道德的规范,可以使现有的专业人才培养体系更为科学、特色更为突出;可以进一步突出北京林业大学生物技术专业在“林地资源的培育、开发和利用”领域的专业特色,增强毕业生的社会竞争力,从而为我国林业领域培养一批既具有扎实的生物学基础知识又具有较强的生物技术实践技能的林业生物技术专业人才。
作为生物科学类专业,无论是教师教育还是专业技能,都离不开“重实践,强能力”的专业特色,琼州学院生物科学师范专业经过多年的探索与实践,逐步构建出了“一个核心、二个体系、三个结合、四种技能”的双实践教学创新体系。“一个核心”是指培养出“宽口径、复合型、应用型”强的多技能型创新性人才。“二个体系”,一个体系是教师教育基本素质培养体系;另一体系指专业实践教学内容体系。“三个结合”是指教师教育与专业相结合,实践教学与科研、生产相结合,校内基地与校外基地应用相结合。“四种技能”是指基本技能、专业技能、综合技能以及职业技能四种技能。要实现“教师技能+专业技能”并举发展的创新双实践教学体系,该专业将实践教学构建了四大平台:分别为学校统一的公共类课程实践平台、学院基础类课程实践平台、专业主干与核心类课程实践平台和教师教育类实践平台。前三个平台培养学生的专业技能,后一个平台培养教师技能。根据各平台,该专业设置了相应的实践类课程。学校公共类课程实践平台主要开设有军事训练、暑期社会实践、素质拓展如学生科技创新、挑战杯、数学建模等实践类活动;学院基础类课程平台主要开设有本学院多个专业课程设置相通的如有机化学、无机化学、生物化学、细胞生物学、分子生物学等基础实验课程;专业主干与核心类课程平台主要开设专业应用性,操作性强的实验课程,如森林、海洋的生态调查、蔬菜栽培技术、食用菌栽培技术、瓜果花木的生产、嫁接技术等,以及专业见习、毕业实习、毕业论文(设计)等;教师教育平台主要开设普通话、书法、现代教育技术、教师礼仪、教育案例评析、教育实习、教育见习和教育论文等。四大平台贯穿于大学四年,在此基础上,凝练出了五大实践课程体系:理论包含的实验课程体系,单独设置的实验课程体系,社会实践体系,专业见习、毕业实习、毕业论文(设计)体系,教师教育实践体系等。前四大实践体系针对专业技能的培养,后一个主要是培养教师技能。(1)理论课中包含的实验课程体系:此类课程主要是理论性比较强,在教学中则以突出理论为基础,通过实验进行简单验证,实践以验证性为主,此类课程主要是实验学时小于16学时的课程,如有机化学、分析化学等。(2)单独设置的实验课程体系:根据学校2012级培养方案的指导性意见,对实验教学体系进行了调整与重组,对以前理论课包含的实验课,实验学时超过16学时的,通过理论与实验剥离,甚至与其他类课程整合,独立设课,有时还增大实验教学时数,此类课程主要是以综合性、设计性实验为主导,培养学生创新能力为重点的实验,使学生学习主体性得到充分的发挥,如专业基础、专业主干、专业核心类实验课中的生物化学、细胞生物学、微生物学、遗传学、植物生理学等。(3)社会实践体系:通过集中与分散的方式,让学生参与暑期社会实践与社会调查,体验社会,增长见识,为学生毕业走入社会奠定基础,从而培养“能吃苦,敢吃苦,善吃苦”的精神,对促进学生特长的发挥、将来的就业会起到积极的作用。(4)专业见习、毕业实习、毕业论文(设计)体系:此三项是实践教学过程中非常重要的教学环节,是学生掌握基本理论与知识到运用,从遇到问题到分析问题、解决问题的实践过程。它是学生从学习到创新能力和综合素质的检验过程。这一系列环节,为培养学生具备严谨务实的工作作风和严肃认真的科学态度奠定了基础。(5)教师教育实践体系:为加强教师的职业技能而开设的一系列教育实践类课程,主要包括教师语言的表达技能、书写技能与现代教育技术应用技能等。此类教育实践类课程包括普通话、书法、现代教育技术等方面的技能训练,为让学生在教师资格面试中取得好成绩,新开设了教师礼仪、教育案例评析等课程。教育实习、教育见习,从教学观摩到经历教学参与、体验教育实践研究,大大锻炼与提高了师范生执教的基本能力。教育论文对学生运用教育理论,根据所学知识与掌握的教育技能,培养学生独立思考,分析与解决教育工作中遇到的实际问题及创新教学方法,是形成教学成果不可缺少的重要环节。双实践教学体系的构建,更加注重了专业技能与教师技能的并行发展,将教师教育实践教学体系从过去专业实践教学中单独出来,形成了更为优化、实用的实践教学体系,为学生多元化培养发展奠定了基础,打破了以往师范专业学生从事教师这一职业的瓶颈,通过双实践教学体系,学生可一专多长。
二、双实践教学体系的实施途径
(一)确保实践学时学分条件下,不断优化培养体系,改变实践模式
为了提升教学实践的有效性,增加学生的实践兴趣,将培养体系进行调整,实践模式进行改变,将一学年两学期理论教学时间进行压缩,由每个学期18周的理论授课时间调整为16周,2周安排为集中实践教学,确保每年有4周时间用于实践,尤其对设计性、综合性类实验等需要集中较长时间的实践活动通过实践模式的改变,既保障了实践教学活动的有效开展,又不影响正常教学秩序。
(二)实习实践基地稳定发展前提下,培养模式多元化
职业素质是通过实践活动培养出来的。教师教育技能的培养,打破了传统的高校教师指导、学生外出实习的单一模式,而采取把优秀的中小学校长、一线优秀教师“请进来”,和学生一起参与教育实习的教学环节指导,再“走出去”进入中小学实习的新模式。专业技能培养上,不满足现有校内外实习基地,而是积极开拓与发展产学研结合的实践模式,通过与周围邻近企业如大棚蔬菜、园林花卉,南繁基地等企业科研机构开展合作,同时请企业家、研究所专家来学校指导实习教学,让学生带着企业现存的问题、科研中遇到的难题等问题在以后的实践中去解决。这种实践模式,实现了对学生专业技能培养的多元化。
(三)保障实践教学质量条件下,改变实践教学师资单一化,促进向双师型教师转型
无论在教师技能还是专业技能培养上,改变了以往高校教师对学生单一培养的实践指导模式,实现了将中小学优秀教师、校外企业家、专家“请进来”再让学生“走出去”的实践新模式,突破了实践教学上师资的单一性,对高校老师向双师型转型是一种督促,同时也促进与提高了实践教学改革的质量。
三、结语
为了进一步适应当前对高层次专业复合型人才的需求,培养具有系统理论知识和分析解决问题能力的创新人才,我们在理论课的教学模式中推行启发式、研究式、讨论式、基于问题式等教学手段,以学生为中心代替了以教师为中心,以重能力培养代替传统重知识传授,以小组讨论和教师指导式教学方法代替了传统的课堂讲授,使学生更加积极、主动参与教学活动,真正实现“互动式教学”。并且在保证基础知识教学的前提下,将教学活动与科研、实践工作紧密而有机地结合,以科研、实践引导和促进教学,提高学生自主学习和独立思考以及分析问题和解决问题的能力。通过丰富多样的教学方式为学生创造实践机会,激发兴趣使学生不由自主地进入研究性学习,从而使教师从知识的传输者变为指导者和促进者,学生从知识的被动接受者变为知识的主动构建者。这种以学生为主体,强调理论联系实际的教学形式,促进了学生创新教育和素质教育水平的提高。
(一)基于问题的启发式教学模式
以问题为基础的教学方法是以学生为中心、以教师为引导的开放式教学方法,是将问题作为教学的基本因素,教师在授课时有计划、有步骤地向学生提出问题,学生或者带着问题听课,或者课后根据问题进行思考,使学生在不断的提出问题和解决问题中完成教学内容的学习,找到问题的答案。这种基于问题式的教学方法,鼓励学生提出更好的问题,在探索和思考中学习,可以培养学生分析问题和解决问题的综合能力,养成终生独立学习的习惯。
(二)讨论式教学模式
细胞是一切生命体生长、发育、衰老和死亡过程的基础,从遗传到变异,从生理到病理,几乎所有生命现象的原因都要到细胞中寻找答案。近年来,现代细胞生物学领域中的重大进展非常精彩,许多研究内容和成果如细胞通讯、细胞增殖及其调控、细胞衰老与程序化死亡等对社会的发展影响深远。为了提高学生对课程学习的兴趣,我们增设了4个学时的讨论课。讨论课由教师给定一些议题,如“细胞信号传导与环境适应性讨论”、“光合作用研究与人类未来面临的粮食问题讨论”、“细胞生物学的最新研究成果与诺贝尔生理医学奖”、“细胞学发展历程对‘三观’的启示”、“猎奇与兴趣在细胞生物学发展中的意义”、“人造生命———克隆人与生物伦理学”等。讨论分组进行,每个小组负责一个题目的全面阐述,小组成员分工协作完成查阅文献、制作ppt和课堂报告等工作,然后由教师做出评价。通过讨论式教学可以激发学生学习的兴趣和积极性,锻炼学生口头表达能力,并培养团队合作精神。
(三)研究探索式教学模式
细胞生物学中很多重大的理论和结果都是建立在经典实验基础之上的,教材中具有丰富的实验素材。在教学中,我们注重讲解实验的设计和过程,分析、总结和归纳实验背后的原理,启发学生对科学问题及重大发现的认识和思考。课外鼓励有兴趣的学生参与到教师的植物组培科研项目中,完成一些能胜任的实验环节,将科研中的问题带入课堂,引导学生思考和讨论,在应用、实践和错误中学习,加深学生对基本理论的理解。开展研究式和探索式的教学模式,可以使学生在“学习基础理论知识—联系实际应用—巩固再提高”的探究实践中,逐步培养出科学的思维方式和严谨的科学态度。
二、发挥教师的主导作用培养学生的创新能力
在高校中,科研训练是培养创新人才和提高大学生创新能力的重要方法和有效手段。通过科研训练,让大学生系统地参与到科研项目当中,让学生“做中学”,将理论知识应用到实践,锻炼动手能力,达到学以致用、活学活用的目的。在科研和实践方面,我们充分发挥教师的主导作用,各位老师在获得科研项目的基础上,创造多种有利条件鼓励有兴趣、有能力的学生较早地参与教师的科研课题,并引导学生积极参与大学生创新创业训练计划和课外学术竞赛等一系列科技创新活动中。在专业教师指导下,学生自行查阅文献,自主设计实验并完成实验内容,最后整理实验数据、分析实验结果,进而撰写成。科研活动使学生学习了科研的知识,通过收集、整合信息构建知识,体会到科研的乐趣,进而增强了大学生的动手能力和创新意识,取得了较好的成果。利用科研大平台将理论和实践相结合,教学与科研相辅相成,这样就形成了覆盖课堂内外的立体化教学模式,将学生的专业知识、创新能力和科研素质的提高紧密结合起来,达到了培养本科生工程实践创新能力的教学目的,同时也可使学生尽早了解教师的研究方向和内容,有利于大四毕业论文等环节的完成。近几年来,学生参与数量上以及考研升学人数、比例层次都得到稳步提高,考入上海交通大学、南京大学等名校研究生的学生比例逐年增加。
三、改革课程考试方式推进教学改革效果
传统考试制度存在诸多弊端,如考核方式单一、考试内容单一,这种片面的评分方法不能真实反映学生理解知识和应用知识的能力,也很难达到理论与科研实践相结合,提高学生创新能力的教学目的。为了更全面、科学、客观地评价学生的综合能力,我们将期末一卷定成绩的传统单一考试方式改革为多元化的综合考核方式,进而带动教学模式的改革。学生成绩的评定由平时成绩和期末考试两部分组成,平时成绩的比例增加到30%。平时成绩主要包括课堂考勤、课堂测试、课后作业、期中考试以及专题讨论等。课堂小测试我们采用2人一组,让学生自主设计考题;或者采用试题抽签、一人一题的方式,专题讨论分组进行。期末考试主要考察学生对基础知识,包括基本概念、原理和方法的掌握情况,以及对应用实例的理解,同时也增加了综合分析题及实验技能等试题。通过课程考核方式的改革,既调动了学生在课堂上的积极性,也建立了一个真正全面、客观、合理的课程考核体系,效果良好。
四、结语
关键词:精品课;微生物学;微生物学实验;教学改革
“微生物学”是一门生物学科的必修基础课程。微生物学的发展对探索和揭示生命运动的规律,推动自然科学的发展起着其他学科不可替代的重要作用。微生物学与现代遗传学、生物化学、细胞生物学和分子生物学等前沿学科有着不可分割的密切联系。微生物学教学对于获得微生物学知识、掌握微生物生命活动的规律、了解微生物与人类和自然界的关系、掌握微生物学的研究方法、提高分析问题及解决实际问题的能力等均起着非常重要的作用。经过多年努力,使微生物学成为北京师范大学校级精品课程。我们将在以下几方面继续努力,使这门课程向更高的目标发展。
一、打铁先得本身硬:教师素质提高
作为教师,既要热爱教学工作、懂得教育教学的规律,又要有过硬的专业知识。在知识快速更新的今天,要想打造一门高质量的课程,就需要教师不断提高自己。
1.不断学习,提高自己,积累素材
几年来,微生物课程组的教师利用多种途径学习和积累与教学有关的知识,如从报纸上、专业期刊杂志上、网络上等多种途径收集和积累教学资料。多年来收集了许多的文字资料。
积累了几十个视频小动画,建设了教学图片库,收集了多所兄弟院校的微生物学课件等。既积累了教学素材,又在这个过程中提高了自己的专业知识水平。
2.整体作战,梯队建设
中青年教师虚心向老教师学习,老教师认真传帮带。几年来,始终坚持课程组教师一起研究和分析教材。在老教师的指导下,中青年教师在教材编写、教学研究过程中不断成熟,逐渐肩负起教学的重任。
3.同行交流,取长补短_
积极参加全国教学研讨会,并多次在大会或小组报告会上介绍北师大的教学情况,与同行进行交流。与北京大学、武汉大学、南开大学、中国农业大学、湖南师范大学、华南师范大学、河南师范大学、陕西师范大学、山东大学与河北师范大学等多所高校的微生物学同行建立了密切的联系,并进行微生物学教学内容、教学改革等方面的交流,吸取兄弟院校的先进经验。
二、兵马未到,粮草先行:教材建设
国内外有许多特色的微生物学教材,具有内容丰富、插图精美、体系完整等特点。这些教材特别适合综合性院校微生物学课程。而师范院校微生物学课程的课时都较少,大都没有设置微生物学专业,也缺乏相应的微生物学后续课程。因此,师范院校微生物学课程迫切需要一本简明扼要、重点突出的微生物学教材,几年来,微生物课程组的教师认真研究学习了许多国内外优秀的微生物学教材,学习这些教材的优点和特色、内容的先进性、编排的技巧性等,打造优秀的师范院校微生物学教材。
黄秀梨主编的《微生物学》于1998年由高等教育出版社出版第一版,2003年由高等教育出版社出版第二版,并被列为面向21世纪教材,荣获2006年北京高等教育精品教材,2006年与其配套的教学辅助光盘由高等教育出版社出版。黄秀梨主编的《微生物学实验指导》于1999年由高等教育出版社、施普林格出版社出版第一版。林稚兰、黄秀梨主编的《现代微生物学与实验技术》于2000年由科学出版社出版。这三本书组成了从本科生到研究生的系列微生物学教材。黄秀梨与辛明秀主编的《微生物学》第三版和《微生物学实验指导》第二版即将在“十一五”期间由高等教育出版社出版,这两本书均被列为国家“十一五”规划教材。我们将继续把教材建设作为课程建设的一个重要的组成部分,争取使《微生物学》第三版和《微生物学实验指导》第二版成为高质量、高水平的优秀教材,同时促进微生物学课程建设。
三、教什么:教学内容和教学体系优化
1.教学内容和体系的凝练
根据师范院校微生物学课程特点和规律,课程组认真研究教材,凝练本学科最本质和最核心的教学内容。认真处理好微生物学教学内容中与生物化学、遗传学、细胞生物学和分子生物学中相互交叉的内容。在微生物学实验教学中,将微生物学实验整合为五个模块,分别为形态结构观察(细胞水平)、目的微生物的分离纯化(群体水平)、微生物生理生化反应及理化因素对微生物生命活动的影响(生理生化水平)、微生物遗传与免疫(遗传免疫水平)和细菌系统发育学分析(分子水平)。五个模块分别从不同水平和层次研究微生物生命活动的规律。通过凝练教学内容,重点突出,使学生在短时间的教学中抓住本学科的重点。
2.把最新的研究进展引入教学
微生物学研究发展很快,教学中要把微生物学最新研究结果及最新实验技术手段引入教学。如:微生物基因组研究的意义及研究结果,不可培养微生物(uncultured microorganisms)的研究及意义,原核细胞中线状染色体的发现,巨大细菌的发现,三域学说与微生物系统发育学研究,极端环境微生物学研究等。介绍与微生物学有关的诺贝尔最新获奖项目,如朊病毒(1997年)是疯牛病等的病原体、幽门螺杆菌是引起胃癌的病原体(2006年)。将最新的微生物学技术手段引入实验教学或在教学中加以介绍,如:荧光原位杂交(FISH),变性梯度胶电泳(DGGE),限制性酶切片断多态性分析,16S rDNA序列分析方法在细菌系统发育学中的应用等,既丰富了微生物学的教学内容、提高了学习兴趣,又使学生了解到最新的研究进展,同时也认识到,随着科学技术的发展,各学科相互渗透,相互促进,共同推动学科的发展,使探索生命运动规律的研究不断深入。
3.专家讲座,开阔眼界
多年来我们多次邀请专家进行专题讲座,如近年邀请了中国科学院马延河教授进行了题为“极端环境微生物学”的讲座,使学生了解到,即使是在极端的环境中也存在着丰富多彩的微生物世界,极端环境微生物是宝贵的微生物资源。请中国农业科学院的王磊副教授进行了题为“分子微生物学实验技术”的讲座,使学生了解最新的微生物学实验技术及所能解决的实际科学问题。通过专家讲座丰富微生物学的教学内容。
四、怎样教:教学方法和手段
在把握教材内容的前提下,合理的教学方法和手段是实现教学目的的保证。应用科学合理的教学方法和手段把条理化的知识体系传授给学生。
1.注重各部分内容的内在联系,体现知识的整体性
在教学中注重各部分内容和知识点之间的联系,如在理论课教学中将微生物的形态结构、生理生化、遗传与变异、微生物生态、微生物在实际中的应用等知识有机的联系为一个整体。在每一个部分的教学中,挖掘这部分内容与教材其他部分内容的联系,从而使学生获得
相互联系的完整的知识体系。注重结构与功能之间的联系,在讲述微生物的形态结构时,注意与其功能相联系,在讲述基本原理和基本功能时,适当点明与其对应的结构基础。注意理论与实际的联系并通过学习各种环境中微生物类群的结构特点和代谢特点等,了解微生物与环境的适应性及微生物与自然界和人类的关系。
在实验课教学中巧妙设计实验方案,将微生物学实验整合为五个模块。五个模块各有侧重,交给学生一个内容丰富、又相互联系的实验体系。
2.理论课与实验课相渗透
理论课上重点讲述微生物的基本理论和基本原理,实验课主要学习微生物学的基本研究方法和技术手段,共同目标是使学生掌握微生物学的基本原理和微生物学的基本研究方法。理论课教学中强调微生物学基本理论得出的实验过程和证据,实验课上强调实验手段和技术的基本原理及所能解决的理论问题。相互渗透,相互强调,使学生更好认识微生物学的本质、掌握其核心内容。课程组长期坚持主讲教师参与实验课教学,有利于把理论课与实验课紧密的联系,有利于对学生的全面培养。
3.积极进行教学改革,承担教改项目
进行了“微生物学”教学内容、体系及教材建设研究(获2001年国家级教学成果二等奖)和微生物学实验改革研究(获2004年北京师范大学教育教学成果二等奖)。与南开大学共同承担并完成了武汉大学主持的“微生物学立体化精品教材体系”中的微生物多媒体课件的制作工作(教育部课题,将由高等教育出版社出版发行)。将教学研究成果不断应用到教学中,提高教学水平和教学效果。
4.启发教学、培养兴趣、加强课堂讨论,课堂教学与网络学习相结合
认真研究教学内容,精心设计问题,引导深入思考,加强课堂讨论,增强对知识体系的理解和掌握,充分利用北京师范大学的Blackboard网络平台进行辅助教学,丰富教学内容和信息量,提高课堂教学质量。
5.通过自主设计实验,培养自主创新能力
从2000年开始,进行微生物学自主设计实验的教学改革研究,培养学习微生物学的兴趣、独立开展科学研究的能力及自主创新的能力。许多学生都感觉, 自主设计实验很辛苦,但值得。自主设计实验报告按论文的格式书写,强调对实验结果的分析和讨论,培养独立分析问题的能力。
6.严格教学管理
理论课的成绩由平时成绩(30%)和期末成绩组成(70%)。平时成绩包括:小考(15%)、课堂讨论(10%)和考勤(5%)。实验课成绩包括平时成绩(50%)、自主设计实验(40%)和实验考试(10%)。平时成绩细化到每次实验。自主设计实验包括实验设计、实验操作、小论文和实验汇报四部分组成。通过小论文的写作,还可锻炼学生论文写作的能力和查阅文献资料的能力。实验考试包括实验理论和实验操作两个部分。每个教学环节都严格要求。
论文关键词:桃,Ca2+信号,激光扫描共聚焦显微镜,Fluo-3AM-ester
钙(Ca)作为植物必需的一种矿质元素在自然界含量相当丰富,它能够以Ca2+的形式被根吸收并在植物生长发育和应对环境胁迫中处于中心调控地位[[1]]。作为植物信号传导中的第二信使[[2]],在植物应对环境刺激时,胞质内钙离子浓度的改变是一重要的网络信号。同时钙在果实耐贮性以及品质方面有重要作用,如果实的钙含量的提高有利于维持细胞壁的强度和膜的完整性,保持果实硬度,提高果实品质[[3][4]’[5]]。
激光扫描共聚焦显微镜 (Laser Scanning Confocal Microscope LSCM)是20世纪80年展起来的细胞生物学分析仪,与传统光学显微镜相比生物论文,它具有更高的分辨率和清晰度,实现多重荧光的同时观察并可形成清晰的三维图象等优点。利用荧光探针标记,LSCM可以对细胞内微细结构和离子的动态变化进行定性、定量、定时和定位分析,为我们对组织细胞的研究提供了新的手段[[6]]。Fluo-3 AM是一种长波钙荧光探针,它的吸收和发射峰为506和526 nm,能被488nm的氩激光激发,若以游离配体形式存在时几乎是非荧光性的,但是当它与钙离子结合后荧光会增加40至200倍,所以Fluo-3-AM 常作为研究Ca2+信号的荧光染料[[7]-[8]]。本研究建立了采用Fluo-3 AM-ester为探针研究桃不同组织的Ca2+荧光信号特征分布,为进一步研究Ca2+对果实品质的影响,合理喷施钙元素提供理论依据。
1、材料、方法
1.1 材料
材料取自中国农业科学院郑州果树研究所桃育种课题组品种资源圃,以中油桃7号为试材,每10天喷1.0 % CaNO3。我们选取成熟果实和同时期的叶柄用来分析钙离子信号论文格式模板。
1.2 方法
1.2.1材料制备及探针杂交 采用徒手切片法,用剃须刀片将果实切取约1mm的厚度。将Fluo-3-AM(BiotiumUSA)50μg溶于45μl DMSO (lmM),15μl/支分装,冻存。25μgPluronic F-127溶于75μl DMSO (25%,40℃溶解20分钟)生物论文,室温保存。用含HEPES的缓冲液将1mM Fluo-3-AM稀释成10μM,每ml染液中再加入5μlPluoronic F127。具体操作步骤如下:(1)将切取组织放入1.5ml离心管;(2)用HEPES缓冲液漂洗2次 ;(3)用200μl的Fluo-3 AM-ester(10μM),37℃避光孵育60分钟;(4)再用HEPES缓冲液漂洗3次;(5)放在载玻片上进行观察。
1.2.2图像采集及分析 Ca2+荧光信号图像的采集采用Leica SP5 激光共聚焦扫描显微镜,制片后立即进行观察。采用Argon激发光(波长488 nm)和透射光Transmission(DIC)扫描,选择XYZ扫描模式。荧光扫描参数设置为:Gain值:500;分辨率(Resolution):8Bit;像素格式(Pixel Format):512*512 pixels;扫描速度(Scanning Speed)400Hz;针孔大小(Pinhole Size):53;线平均(Line Averaging):1;面平均(Frame Averaging):1;累加(Accumulation):1。图像文件均储存于计算机中,并以512*512像素类型保存。最大和最小相对荧光强度采用线定量分析法,
2、结果与分析
2.1 Ca2+信号荧光相对强度
我们对的桃叶柄(图1、2)和果肉组织(3、4)中Ca2+的荧光信号强度进行了线性相对定量分析,从表1可以看出叶柄中10×物镜下最大相对荧光信号强度为218.32,最小相对强度为36.68, 20×物镜下最大相对荧光信号强度为212.21,最小相对强度为42.79;果肉组织中10×物镜下最大相对荧光信号强度为189.9 7,最小相对强度为45.03;20×物镜下最大相对荧光信号强度为176.07,最小相对强度为40.93。同一组织不同倍性物镜观察下相对最大荧光强度变化不大。
2.1在不同组织中的分布
通过比较Ca2+在桃叶柄和果肉组织中的荧光信号特征分布和强度,我们可以看出Ca2+在细胞壁和胞间均有分布,叶柄组织细胞中分布相对较均匀,而在果肉组织中分布相对不均匀,虽然果实和叶柄中最大相对荧光强度相差不大,但在果实中Ca2+分布相对叶柄中较少生物论文,这可能与Ca2+在叶柄和果肉组织中的作用有关,叶柄作为重要的矿质元素运输通道,Ca2+参与许多重要的生理和代谢途径。但在果实中Ca2+作用相对于叶柄比较小。
表1 不同组织及放大倍数Ca2+信号强度分析
Table 1 Ca2+signalintensity analysis of different tissue and magnification
样品 最大值 最小值
Sample Maximum Minimum
叶柄(10×) 218.32 36.68
叶柄(20×) 212.21 42.79