生物實驗技術范文
時間:2023-11-13 17:51:45
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篇1
實驗內容陳舊,專職實驗教師缺乏課程體系是實現(xiàn)培養(yǎng)目標,構建學生知識結構的重要環(huán)節(jié),教學內容能否跟得上社會發(fā)展,能否反映社會需求,將對人才質量的提高產生重大影響?,F(xiàn)在的實驗課教學大綱每年都在調整,但因為實驗設備的限制,導致許多實驗課的實驗內容多年來變化甚微。而海洋生物技術對實驗的依賴性比較高,要求相關的實驗操作應適時更新。比如:RAPD技術90年代前期得到廣泛的應用。但隨著研究的深入,人們發(fā)現(xiàn)該技術存在一定的缺陷,相繼發(fā)展了RFLP、SSR,以及AFLP。因此,一些陳舊的實驗項目已不符合學科發(fā)展的需求,不利于學生掌握最新的實驗技術。實驗課教學質量高低的一個關鍵影響因素就是任課教師。目前,高校中普遍存在的現(xiàn)象是專職的實驗教師嚴重缺乏。實驗課的教師要么是理論課教師同時兼任,要么是根據(jù)工作量安排其他非本專業(yè)的教師擔任。在這種背景下,部分教師因為課業(yè)壓力過大,沒有足夠的時間和精力來準備實驗,只是照搬實驗教材上的內容,也不能靈活地去激發(fā)學生們的創(chuàng)造潛力,師生之間缺乏互動性,實驗效果不理想。
二、實驗教學模式的改革和探索
學科專業(yè)建設是高等學校生存的基礎,其色專業(yè)的建設是高校提升競爭力和影響力的關鍵工作。專業(yè)設置可以反映出當今教育發(fā)展的價值取向,從根本上說,辦教育就是就是辦專業(yè)。而搞好專業(yè)建設,提高人才培養(yǎng)質量的根本在于優(yōu)化課程體系。海洋生物技術應用型人才的培養(yǎng)是一項實踐性較強的教育活動,為了實現(xiàn)培養(yǎng)目標,最現(xiàn)實有效的方法就是改進實驗教學,進行實驗教學體系、教學內容和教學方法的改革。
1.構建技術平臺,建立具有研究特色的海洋生物技術實驗教學中心,完善實驗內容設置和教材建設首先,向學校申請一筆實驗室改造經(jīng)費,建立具有研究特色的海洋生物技術實驗教學中心。按照理論內容的進度系統(tǒng)合理地安排實驗課程體系,將難度較小的基礎實驗最先開展,在學生們積累一定知識之后再進行專業(yè)實驗,最后進行難度系數(shù)比較大的綜合實驗。其次,調整實驗大綱,去除跟其他課程重復的實驗,增添具有本學科特點的實驗項目;將聯(lián)系比較緊密的實驗綜合成一個大實驗加深學生對實驗的理解。再次,在實驗內容的設置上加大自主設計型和綜合性實驗的比例,減少驗證性的實驗,讓學生親身參與到實驗操作環(huán)節(jié),培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和實際應用的能力。選擇既能實現(xiàn)培養(yǎng)目標又能體現(xiàn)專業(yè)特色的實驗課教材,是關系實驗教學改革成效的重要因素。海洋生物技術是門新興的學科,相關的實驗課教材數(shù)量比較少,更新也比較慢。為此,我們大膽采用國外的教材。綜合吸取國內外教程的優(yōu)點來開設該專業(yè)的實驗。為了創(chuàng)建良好的學習氛圍,我們還積極開拓實驗課的雙語教學,鼓勵學生養(yǎng)成查閱外文文獻和閱讀外文原版教程的習慣,并嘗試著讓學生用英文寫實驗報告。
2.優(yōu)化教師隊伍,轉變教師觀念,改革實驗教學的方法為了提高實驗教學的效果,我校加大了對專職實驗人員的引進力度,并鼓勵實驗技術人員進行在職培訓,比如,去中國海洋大學、中國科學院海洋研究所和國家海洋局第一海洋研究所等涉海類高校和科研院所進修,提高實驗技能和業(yè)務水平,保障實驗課的順利完成。教學是一種精神生活,通過這種精神生活引領學生的發(fā)展。教師應更新教育理念,充分認識到課堂教育的“三合一”本性,即:知識信息的豐富性、知識判斷的思辯性、知識遷移的生本性,主動改變教學中不適應創(chuàng)新教育的“填鴨式”和“滿堂灌”的教學方式,設計科學和可操作性的開放式課堂教學;教學目標從傳授知識為主轉向培養(yǎng)學生學習和創(chuàng)造能力為主;確立以學生為主體的教育思想,采取靈活多樣的啟發(fā)式、互動式、現(xiàn)場式等教學方法以活躍課堂,激發(fā)學生的學習潛能和求知欲望,培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應用型人才。改革教學方法和手段,綜合運用現(xiàn)代化的教育方式。打破封閉式的教學模式,教師應時刻關注海洋生物技術領域的最新科學研究成果和科學技術,并適時地融入到實驗教學中,體現(xiàn)教學內容的全面性。樹立多樣化人才觀念,密切關注學生的不同特點和個性差異,注重因材施教,發(fā)展每一個學生的優(yōu)勢潛能,鼓勵學有余力的學生參與額外的選做實驗,不拘一格培養(yǎng)人才。
3.實驗教學與科研實踐相結合培養(yǎng)應用型人才,要實行科研與教學的有機結合。搭建科研平臺,鼓勵學生參與科研過程,開展一些實驗課上沒有的實驗項目,進一步提高實驗技能。一方面,指導他們申請省級和校級海洋生物技術領域的大學生實踐創(chuàng)新項目,讓學生親身參與科研項目選題、申請、開展、結項的整個過程,提高學生參加科學研究的興趣和能動性。另一方面,鼓勵學生積極參與到教師的科研項目中,在導師的指導下,讓學生在實驗方案設計、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗總結分析以及實驗論文寫作等方面得到有效鍛煉,為將來的就業(yè)和科研工作打好基礎。提高學生的實驗技能,除了依靠校內實驗課的強化外,還要有效開拓校外的實驗環(huán)境,利用校外的資源來完成校內不能開展的實驗。目前,我校已與鹽城大豐海洋生物產業(yè)科技園進行了合作,作為我校海洋生物技術專業(yè)的教學實習基地。另外,校外企業(yè)也可以作為教師參與實踐鍛煉的基地。我院每年暑假都有計劃地組織教師到企業(yè)生產一線掛職鍛煉,一方面可以培養(yǎng)教師的實踐經(jīng)驗,另一方面也可以明確企業(yè)對人才的具體要求,使人才培養(yǎng)與學生就業(yè)能夠形成良性互動,提高學生的競爭力。
篇2
1.實驗內容開放園藝植物生物技術實驗教學本著豐富實驗教學內容、革新實驗教學方式的核心原則,以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為最基本的目標,提出以下園藝植物生物技術開放式實驗教學模式。實驗性質由驗證性實驗過度為綜合性、設計性實驗。傳統(tǒng)教學中驗證性實驗占總實驗學時的80%以上,采用開放性實驗教學,驗證性實驗壓縮到20%以內,增加了綜合性、設計性實驗內容。
2.實驗場地開放實驗場地是制約學生開展創(chuàng)新性實驗的主要原因。以國家級植物生產類實驗教學中心為平臺,采用開放式實驗室運行機制,結合學科點開放實驗室,為學生自主選擇和設計實驗提供了良好的條件。實驗室配2~3名研究生協(xié)助管理,儀器設備采用預約登記制度,使用前須經(jīng)專人培訓合格后才能使用。實驗耗材按實驗計劃,由實驗室統(tǒng)一提供。
3.實驗時間開放以3~4人為一個實驗小組,以小組為單位安排實驗時間,實驗室一次可以同時安排6個小組開展實驗。實驗時間由以前固定時間,改為課程理論授課3周開始至學期末前1周結束。學生可以根據(jù)自己的課程安排,合理選擇實驗時間。實驗室時間采用預約制,由實驗室管理人員統(tǒng)一安排。上班時間由實驗室管理人員負責實驗室,節(jié)假日和晚上由研究生協(xié)助管理實驗室,為學生開展開放實驗提供充足的時間。
二、開放式實驗教學取得的效果
1.實驗教學方式開放,激發(fā)學生興趣在大多數(shù)同學印象中園藝植物生物技術實驗教學以實驗方法、手段、技術為主要內容,這些內容過于抽象,通過授課形式講授或單獨的驗證性實驗,學生理解效果很差,很難達到掌握實驗內容的目的。任何研究都是從好奇和懷疑開始的,通過典型的生物技術實例,如柑橘細胞融合獲得原生質體雜種、植物遺傳轉化獲得轉基因植株,人類基因組測序及園藝植物基因組測序的不斷完成,生物信息學預測基因的功能分析等,這些實例在網(wǎng)絡上的介紹與視頻非常多,通過網(wǎng)站瀏覽和視頻觀看,讓同學們真正了解生物技術的神秘與貼近生活的兩個方面,將抽象的概念轉化為切實可行的操作行動。
2.實驗時間及空間開放,提高動手能力實驗室的開放,即儀器設備和時間概念上的開放,在一定程度上可以解決實驗人數(shù)多、實驗室及儀器設備嚴重不足的問題。例如,生物分子實驗室的定量PCR儀、PCR儀、離心機、核酸儀、電泳儀、紫外投射儀等,實驗時間一旦開放,學生可以用充裕的時間來把實驗獨立完成,不會被課程所限制。通過開放實驗室,本科生可以在課余時間多次進入實驗室。同時,研究生可以一對一或一對三的帶領本科生進行實驗,開展相關的擴展實驗內容,開闊視野,提高動手能力,還可以更好地參與教師的科研項目,增加教師和學生的交流機會。
3.實驗內容開放,自主設計試驗在教學內容上打破原有的實驗課程結構體系,優(yōu)化實驗內容組合與創(chuàng)新,注重設計性、綜合性實驗,充分利用網(wǎng)絡資源、視頻資源及生物公司的廣告資源,提高學生的技術應用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),促進學生在學習能力、創(chuàng)新能力和社交能力等綜合能力的培養(yǎng)。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標和實驗條件,突出實用性,根據(jù)學校實驗條件提出以下實驗內容進行選擇與優(yōu)化。通過開放實驗教學內容,學生打破傳統(tǒng)的擬定學時的驗證實驗內容,充分利用學生的自主性進行大量的設計性、綜合性實驗教學。學生在學校提供的實驗條件的前提下,自選實驗內容,自定實驗步驟,自選儀器設備,自己處理和分析實驗結果、實驗數(shù)據(jù),給學生提供了創(chuàng)新思維的自由空間。這將有利于激發(fā)學生的自覺性和主動性,有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。自覺接受現(xiàn)代教育技術新的成果,把信息技術與學科有機的融合在一起,為學生創(chuàng)設良好的學習情景,突出雙向性、參與性、互動性。在實驗操作環(huán)節(jié),鼓勵學生獨立完成操作,獨立分析結果,發(fā)現(xiàn)問題。
4.實驗結果靈活,革新考核與評價體系通過綜合性、設計性實驗,學生將與老師的課堂交流轉變?yōu)橥ㄟ^面對面、QQ、微信等其他平臺,對實驗進展隨時進行分析、討論及總結,并且學生通過查閱相應的資料,最后得出科學合理的實驗結果。開放式綜合性、設計性實驗,實驗結果的不確定性也避免了同學之間相互抄襲、模仿。因此,既增加了學生動手操作的機會,又有利于學生系統(tǒng)的掌握園藝植物生物技術的實驗方法和技能及分析與解決問題的能力。開放式實驗教學除在以上方面進行開放外,同時也革新了實驗教學的考核與評價體系,與以往實驗成績包括實驗課堂成績與實驗報告成績之外,在實驗教學方面補充了實驗設計、實驗準備工作、結果分析與討論的考核內容,形成了實驗方案撰寫(20%)+實驗前的準備(20%)+實驗過程(30%)+實驗結果分析(30%)的實驗教學考核體系,評價方式分為優(yōu)、良好、中等、合格,不及格五種不同的方式。
篇3
實驗動物學在本校是該專業(yè)的一門學科基礎選修課,通過實驗動物學的課程教學和實驗教學,使學生掌握實驗動物學的基本理論知識和基本實驗技能,了解實驗動物學對于生命科學發(fā)展的重要意義,了解國內外實驗動物學科的發(fā)展狀況及相應法律法規(guī),培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力,使學生養(yǎng)成科學嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度和良好習慣。要求學生能掌握實驗動物學的基本理論知識,樹立良好的倫理觀念,熟悉動物實驗的基本操作,對實驗動物有深入的了解,能夠正確地選擇實驗動物進行實驗。
2實驗動物學理論教學的改革
2.1貫徹實驗動物標準化、實驗動物倫理與福利、實驗動物管理政策與法規(guī)的理念
隨著實驗動物管理的不斷完善,課題申報、鑒定、文章發(fā)表都需要提供相關實驗動物的倫理資料證明,對實驗動物倫理福利與標準化的要求也日趨嚴格。因此,在授課過程中應加強實驗動物倫理觀念的灌輸與標準化的介紹。不同國家對實驗動物管理和立法有不同的尺度,但都是圍繞保障動物福利和實驗動物質量兩個方面進行的[3-4]。自1988年我國先后了國家和地方法規(guī)100余項,《廣東省實驗動物管理條例》于2010年10月1日起正式實施,是指導本省實驗動物管理具體做法的地方法規(guī)[5],因此在實驗動物管理法規(guī)介紹中,不僅要讓學生對國內外的實驗動物立法有一定的認識,還要重點解讀關于廣東省實驗動物管理法規(guī)與實施現(xiàn)狀。
2.2在保證實驗動物基本知識系統(tǒng)學習的前提下,側重前沿知識的更新
實驗動物技術正朝基因工程技術發(fā)展,國內多家大學與研究所都相繼建立了先進的模式動物研究平臺,如南京大學模式動物研究所的“國家遺傳工程小鼠資源庫”,北京大學的“轉基因/胚胎冷凍平臺”、“人類疾病實驗動物平臺”等。實驗動物教學必須隨著實驗動物研究的發(fā)展趨勢及時地調整、改革才跟上形勢。新的實驗動物教學應該使學生既要掌握基本概念和理論知識,熟悉實驗動物的實驗技術,還要進一步了解實驗動物的發(fā)展方向、動態(tài)及在生命科學中的應用。講授基因工程動物制作技術及應用,介紹基因工程動物的制做流程、最新的模型種類、相關單位在該研究方向的研究進展等,并鼓勵學生多看實驗動物方面的研究文獻,讓學生對基因工程動物的研究方向有一定的認識,并了解國內外相關的研究機構。
2.3科研案例教學培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新思維
實驗動物學的理論知識廣泛,學習起來容易感覺枯燥,而且很難將理論與實際應用聯(lián)系在一起,導致教學效果不理想。通過科研案例,使抽象的理論變得生動、具體,既提高學生的積極性,又能培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新思維??蒲邪咐虒W應如何實施?授課教師通過收集有關實驗動物的科研項目以及文獻資料中具有代表性的科研案例給學生舉例講解;隨后擬一個研究方向,組織學生動手設計科研課題,由學生自己制訂研究的目的、內容與方案,若條件允許可進行方案實施;最后,學生將得到的結果進行總結論述,由授課教師進行打分評價。使學生在實驗過程中加深對基本概念和理論知識的理解,從而提高其分析問題和解決問題的能力,將教學和科研有機地結合起來。
3實驗教學的改革
3.1強化基本動物實驗技術的操作在實驗動物教學中,動物實驗技術是教學內容的重點之一,所占課時的比重較大,在本校實驗動物實驗課的學時與理論課學時都為16學時。作為生物專業(yè)技術的人才,動物實驗技術是必備的實驗技術之一,因此動物實驗課要求學生對基本的動物實驗操作技術必須熟練,堅實的動物實驗基礎是一切高深動物實驗的技術儲備。實驗動物的基本實驗內容,包括正確的抓取、固定、處死方法,各種給藥途徑,體液的采集和手術方法,不同種屬的動物麻醉方法及急救方法等。若經(jīng)費足夠的條件下,在實驗動物的選擇除了大小鼠、豚鼠、兔子外還應適當增加大動物的實驗內容,如犬或豬,讓學生熟悉不同動物的生理學、解剖學特性與正確的基本實驗操作,該部分課程設置為12個學時。
3.2鍛煉動物模型的制作能力,增加實驗設計環(huán)節(jié)
為結合前沿學科的發(fā)展,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維,最后4個學時讓學生結合實際應用,自主設計和完成一個實驗方案,做一些疾病模型,如腫瘤模型、中風模型、皮膚移植模型等,以培養(yǎng)學生的科研思維和操作能力。實驗設計過程由學生查閱資料,擬定具體實驗方案和步驟。實施過程中鼓勵學生獨立思考與團隊交流,每一步實驗都要求學生仔細觀察記錄,實驗結束后在教師的指導下及時整理、統(tǒng)計實驗數(shù)據(jù),分析實驗結果。通過這一實驗環(huán)節(jié),不僅能驗證學生基本實驗操作的熟練程度,還能培養(yǎng)學生的科研思維,解決與分析問題的綜合能力。
3.3完善動物實驗平臺的建設
標準化的實驗動物飼養(yǎng)條件和環(huán)境質量控制是保證實驗動物質量合格的重要條件,也是保證動物實驗條件穩(wěn)定的前提。隨著科學研究的發(fā)展,對實驗動物的要求越來越高,重視實驗動物的飼養(yǎng)和研究平臺建設,不僅能提高實驗教學質量,對于實驗動物學科的發(fā)展及科研實力的提升更具有重要意義。由于本校沒有專用的動物飼育室與動物實驗設施,對實驗動物的教學與科學研究的發(fā)展構成了較大的障礙。為了滿足本專業(yè)學生的培養(yǎng)要求,應爭取上級部門的資金投入,籌劃實驗動物標準化平臺的建設項目,建立屬于佛山科學技術學院的實驗動物中心,為教學與科研供應高質量的實驗動物與提供標準化的實驗環(huán)境設施。
4結語
篇4
關鍵詞:課程改革;微生物技術綜合實驗;前沿
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)52-0043-02
21世紀對人才培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn),如何培養(yǎng)具有綜合素質的創(chuàng)新型、復合型人才是當今高等院校面臨的問題。中山大學堅持貫徹以“培養(yǎng)具有國際視野、滿足國家與社會需求的高素質復合型拔尖創(chuàng)新人才”為目標,提倡“人心向學”,對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提出了新的思路。從2012年開始,學校開始執(zhí)行大類招生政策,堅持以“厚基礎,寬口徑”為原則,這是針對我國現(xiàn)行高等教育的弊端實行的深層次的教學改革。大類招生勢必涉及到各個學院專業(yè)的課程體系設置、教學方式、人才培養(yǎng)模式的改革。其實早在1998年教育部就頒布了新修訂的專業(yè)目錄和《關于普通高等院校修訂本科專業(yè)教學計劃的原則意見》,指出:“教學計劃修訂的核心是調整學生的知識、能力、素質結構,淡化專業(yè)意識,拓寬基礎,加強素質和能力培養(yǎng)。”實驗教學是培養(yǎng)應用型、創(chuàng)新型、復合型人才的重要組成部分,在學校教學培養(yǎng)中起著舉足輕重的作用。這就需要我們對實驗教學進行大膽改革和創(chuàng)新。微生物學是當前生命科學中發(fā)展最為迅速、影響最廣泛的學科之一。近年來微生物學實驗技術的不斷創(chuàng)新和發(fā)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動規(guī)律。《微生物技術綜合實驗》是生命科學學院為生物技術、生物技術與應用、逸仙班開設的專業(yè)選修課,是繼《微生物學實驗》后的一門對于學生的知識、能力和綜合素質的培養(yǎng)與提高起著至關重要的作用的課程。
本課程改革的目的是讓學生真正感受到微生物學工作者從事微生物學工作的氛圍,同時與一些微生物學熱點研究或實際應用相結合,開展創(chuàng)新性微生物學實驗與研究。通過本課程的學習,學生經(jīng)過嚴格的訓練,能規(guī)范地掌握現(xiàn)代微生物技術,熟悉現(xiàn)代儀器的基本使用;在培養(yǎng)學生掌握實驗的基本操作、基本技能和基本知識的同時,努力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。為實現(xiàn)這一目標,在課程內容安排上采用保留少量經(jīng)典的驗證性實驗內容外,主要將基本操作融入綜合實驗中,增加綜合性實驗,在實驗內容方面更注重微生物技術在科研、生產中的應用。課程內容方面分為三個層次:驗證性實驗、綜合實驗與自己設計實驗,強調實驗的綜合性、探索性、研究性和連貫性。在綜合性實驗中,引入本系教師的科研成果,目的在于通過實驗,增加培養(yǎng)學生獨立解決實際問題的機會,以提升學生的科研素質與創(chuàng)新意識。同時提出具體的科學問題,引導學生設計解決問題的方案,并通過實驗驗證相關解決方案。將整個微生物學實驗課程按幾個主題分成若干個實驗教學模塊,每個模塊由若干次實驗課組成,相互關聯(lián),前后銜接,共同組成一個研究性的實驗。實驗項目的安排體現(xiàn)了橫向縱向四結合:①使傳統(tǒng)和前沿有機結合。②依賴培養(yǎng)技術和不依賴培養(yǎng)技術相結合。③形態(tài)鑒定和分子鑒定相結合。④單個菌落和微生物群落研究相結合。傳統(tǒng)和前沿有機結合:在實驗內容安排上貫穿兩條主線,即有傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵工程實驗,發(fā)酵工程實驗由一個小個實驗結合在一起,包括菌種的選擇、發(fā)酵條件的優(yōu)化,而不依賴于培養(yǎng)技術的分子研究,如變性梯度凝膠電泳DGGE(denaturing gradient gel electrophoresis)、16srDNA分子鑒定等代表前沿生物技術的實驗。生物技術研究手段層出不窮,各種技術手段各有其利弊,對同一個對象,用不同手段來研究,讓同學們開闊了研究思路。例如,依賴培養(yǎng)技術和不依賴培養(yǎng)技術相結合:傳統(tǒng)的微生物需要在培養(yǎng)基上培養(yǎng),進行形態(tài)觀察或分子鑒定,而DGGE技術則是不依賴于培養(yǎng)的技術,學生直接從土壤中提取樣品DNA,進行DGGE電泳,用SYBR染料染色檢測。形態(tài)鑒定和分子鑒定相結合:對稀有放線菌進行傳統(tǒng)培養(yǎng),用埋片法進行形態(tài)觀察,同時對鑒定的放線菌提取DNA,進行16srDNA分子鑒定,使學生了解兩種手段的差別和優(yōu)勢。同時觀摩DNA測序過程,對測序結果進行BLast,并用mega軟件學習構建進化樹。單個菌落的16srDNA分子鑒定和微生物群落研究相結合:對放線菌的形態(tài)和分子鑒定只是對單個菌的研究。而DGGE研究則是對整個微生物群落的研究,可以讓學生建立微生物個體與群體差異的概念,加深對微生物群落概念的理解,通過課程學習讓學生建立縱向和橫向的知識結構。生物技術綜合實驗中微生物發(fā)酵實驗也是重要的部分,實驗項目為菌株產蛋白酶發(fā)酵條件優(yōu)化。由學生自己進行菌種的選擇,發(fā)酵條件的優(yōu)化采用單因子實驗法和正交實驗法,發(fā)酵產物進行蛋白酶活性測定?!肮び破涫?,必先利其器?!睂W院配置的多媒體數(shù)碼顯微鏡互動系統(tǒng)應用,為本課程觀察放線菌和真菌的形態(tài)結構提供設備保障。先進的交互手段,使得教師通過講臺上的計算機,就可以看到每個學生所觀察到的顯微鏡畫面,能及時發(fā)現(xiàn)問題并指導學生。學生還可應用數(shù)碼顯微鏡將觀察結果直觀呈現(xiàn)在電腦屏幕上,并且可以在自己的計算機上清晰地看到講課的PPT和示范,可用顯微鏡的示教指針與教師交流討論。學生對學習的興趣和課堂效率都顯著提高。由于變性梯度凝膠電泳DGGE實驗以及微生物發(fā)酵的特殊性,不可能人手一套實驗儀器,教學視頻和模擬實驗的應用尤為重要。在變性梯度凝膠電泳DGGE實驗課堂上,應用http://learn.genetics.utah.edu/美國猶他大學的虛擬PCR virtual lab技術和虛擬電泳技術,該制作圖像精美、直觀,實驗步驟清晰,使枯燥的實驗生動地展現(xiàn)在學生面前,更加有利于學生理解、記憶。加深學生對實驗內容的理解并提高他們對實驗的興趣。微生物發(fā)酵實驗,實驗步驟煩瑣,牢記每個步驟尤為重要,而教師的講課未必能使每個同學掌握,所以我們自己錄制相關的教學視頻和多媒體課件,可隨時再現(xiàn)操作過程。將教學中的抽象內容具體化、形象化,從而有利于學生對知識的理解、掌握,使其實驗的積極性和主動性都能得到提高。
隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術與電子通訊技術的迅速發(fā)展和應用,人類已經(jīng)進入了現(xiàn)代化的信息社會,因特網(wǎng)是世界上最大的知識庫、資源庫,它擁有最豐富的信息資源,而且這些知識庫與資源庫都是按照符合人類聯(lián)想思維特點的超文本結構組織起來的,因而適合學生進行自主學習。信息社會需要有高度的創(chuàng)造性,并且有很強的自學能力和信息檢索、獲取及處理能力的創(chuàng)新型人才。為培養(yǎng)學生獲取、分析、處理微生物基因組信息的能力,教師指導學生上網(wǎng)查詢基因組信息的方法,對16s核糖體RNA測序結果在物學國際綜合網(wǎng)站NCBI上blast程序與公開數(shù)據(jù)庫進行相似性序列比較,找出最相似序列。指導學生學會簡單的生物軟件。學會用mega軟件構建進化樹。近幾年來,由于學校對實驗室建設的高度重視和大力支持,學院中心實驗室添置了凝膠成像系統(tǒng)多媒體數(shù)碼顯微鏡、全自動自控發(fā)酵罐、液相色譜分析儀、變性梯度凝膠電泳儀器,為微生物技術綜合實驗的順利進行創(chuàng)造了硬件條件,使實驗教學改革上一個新的臺階。
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篇5
獲得足夠多的微生物種類和數(shù)量是有效篩選產油微生物的前提。那么,從外界環(huán)境中高效分離純化微生物顯得非常重要,但有同學不能有效地進行實施。就分離產油真菌而言,透氣性好、富含有機質的偏酸性土壤中真菌較多,而有的學生卻隨意從校園一角采土樣進行菌株分離,影響分離所得微生物種類和數(shù)量;也有學生在分離過程中,選用的培養(yǎng)基中不添加抗生素(如鏈霉素或氯霉素等)和孟加拉紅,致使細菌、放線菌和真菌交織生長在一起,不利于后續(xù)菌株純化。此外,還有學生在篩選到菌株后,僅從菌落形態(tài)方面簡單判斷后就將類似菌株丟棄,人為地降低了所得微生物的豐度。
2產油菌株篩選
學生通過查閱文獻不難發(fā)現(xiàn)產油微生物篩選常用的方法是脂肪粒計數(shù)法。該方法是使用70%蘇丹黑乙醇溶液將細胞內的脂肪粒氧化成藍黑色,細胞質經(jīng)過0.5%蕃紅復染后成紅色,顯微鏡下統(tǒng)計脂肪粒數(shù)而進行初篩[4]。但有學生在實驗前期沒有篩選到產油微生物,了解得知學生初篩時間存在問題。初篩時間過早,會造成一些油脂積累緩慢的微生物漏篩,但菌株培養(yǎng)時間過長也會造成產油優(yōu)勢菌株細胞內的脂肪粒重疊而產生誤差。
3產油菌株鑒定
當前微生物一般采用多相分類鑒定。為了保證畢業(yè)論文質量,開闊學生視野,要求學生同時利用形態(tài)學觀察與生理生化特征等經(jīng)典方法和現(xiàn)代分子生物學手段對所分離得到的產油微生物進行分類鑒定。經(jīng)典鑒定方法中,產油霉菌以形態(tài)特征為主要指標,產油酵母則形態(tài)特征和生理生化指標兼用;分子生物學方法采用通用引物ITS1和ITS4擴增其ITS1-5.8S-ITS4保守序列,后擴增產物送上海生工生物工程有限公司進行純化測序;測序結果提交到NCBIGenBank中Blast,獲得同源性較高菌株ITS序列,先利用ClustalX進行多重比對,再用Mega5.0構建NJ系統(tǒng)進化樹,綜合形態(tài)和生理生化特征,確定產油菌株的分類地位。4期馬博:生物技術專業(yè)本科畢業(yè)論文實驗的探索與實踐111實踐證明,經(jīng)典鑒定方法繁瑣耗時,而分子生物學方法簡單便捷,但實驗技能要求較高,其關鍵步驟是高質量基因組制備和PCR擴增條件優(yōu)化。微生物基因組質量好壞直接影響后續(xù)PCR擴增實驗。雖然多數(shù)學生提取的基因組能夠滿足PCR擴增要求,但瓊脂糖凝膠電泳的結果顯示都存在不同程度的彌散拖尾現(xiàn)象,表明制備的基因組有降解或含有RNA、多糖及蛋白質等雜質。那么,基因組DNA提取過程中應該注意哪些呢?一是在水浴保溫期間,搖動不能太劇烈,以防基因組DNA斷裂;二是用等體積氯仿/異戊醇抽提時,上清液應無色,且EP管中的有機相與水相交界處無明顯的雜質,否則應重復抽提。另外,還應在DNA提取溶液中加入1μg/LRNase,以除去RNA,提高基因組質量。PCR擴增實驗精微,需要格外細心。如微量移液器的使用方法和PCR體系中各種藥品的添加順序都會對實驗結果產生重要影響,應及時對學生進行指導。此外,退火溫度是PCR擴增實驗關鍵反應條件之一。退火溫度過低會導致PCR產物雜帶過度,退火溫度過高又擴增不到目的片段。指導教師詳細講解PCR擴增實驗原理之后,學生掌握了PCR擴增實驗方法和注意事項。通過多次實驗,最終確定了所使用引物的退火溫度,產油霉菌和產油酵母分別為56℃和54℃。
4結論
篇6
關鍵詞:信息技術;生物教學;課程整合
一、研究的背景
隨著這幾年我縣課改工作的深入開展,生物課堂教學也搞得有聲有色了。實驗教學是生物課堂教學的重點,是培養(yǎng)學生動手能力、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識的基本途徑。但通過參加縣、局組織的各類教研活動調查發(fā)現(xiàn):不管是縣直學校還是農村學校,學生動手能力不強、創(chuàng)新意識缺乏,對實驗設計、方法、步驟是知其然,不知其所以然,生物實驗課的教學效率不高,效果也不顯著,實驗教學的劣勢直接影響到我縣生物教學的改革與發(fā)展。除了實驗室、實驗儀器設備、實驗材料等硬件設施的原因,還有就是我縣地處廣東東部山區(qū),教材(北師大版)中有些動、植物相關實驗無法完成,教學用的掛圖亦難形成直觀的印象;利用先進的信息技術,突破時間、地域、傳播途徑,開展以信息技術為紐帶,以網(wǎng)絡生物實驗為教學的活動,幫助學生掌握生物知識和技能,使信息技術與生物實驗教學達到有效整合,互利互通,從而促進學生的全面
發(fā)展。
二、研究的依據(jù)和意義
整合,就是根據(jù)學科教學的需要,充分發(fā)揮計算機以及多媒體等網(wǎng)絡設備和互聯(lián)網(wǎng)豐富的資源,使信息技術融入學科教學中,優(yōu)化教學過程,從而提高教學質量和效率,促進素質教育的實施。
21世紀,教育技術手段日新月異。多媒體技術、網(wǎng)絡技術等已滲透到教育的各個方面,因特網(wǎng)、衛(wèi)星遠程教育等新的教育媒體的運用,逐漸顯現(xiàn)出其強大的教學效率。隨著時代的發(fā)展,信息技術已成為現(xiàn)代教育的重要技術手段。信息技術與生物實驗教學的整合,可以說是從根本上改變了傳統(tǒng)的教學觀念,創(chuàng)新教學模式,使實驗變得有聲有色,突出教學重點和難點,激發(fā)了學生學習的興趣,增強了學習的主動性、自主性,提高教學效率,優(yōu)化了教與學的過程,培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維和實踐能力。
三、研究的目的和內容
1.目的
從新課程標準初中生物實驗教材(北師大版)來看,生物實驗教學包括演示實驗、學生分組實驗、應用與實踐、調查研究等。生物是一門實驗性很強的學科,實驗在教學中有著舉足輕重的地位。部分不能直接做演示的實驗,如果還是采用照本宣科、讓學生死記硬背的教學方式,對學生基本技能的培養(yǎng)、學習興趣的激發(fā)、個性的發(fā)展等都會受到抑制。這時候就需要用到多媒體技術了,可以在學生自主合作與探究的寬松的模擬實驗環(huán)境氛圍下進行。實驗使他們親身創(chuàng)設和實踐、親自動手操作、親身感受并體會到學習的快樂感和科學探究的成功感與自豪感。
通過電腦制作出來的圖文并茂的模擬實驗,可以培養(yǎng)學生的生物科學探究能力,如觀察能力、思維能力、實驗操作能力、創(chuàng)新能力等;使學生了解科學實驗方法,如實驗設計方法、實驗研究方法、科學思維方法和基本儀器使用方法;培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度,獨立自主的思想意識和追求科學真理的不懈精神和創(chuàng)新精神等。
2.內容
我們常常強調要與人為本,強調教師的主導和學生學習的主動性相結合。實際上學生在常規(guī)實驗教學中是被動學習,因為實驗材料、實驗用具的選擇是教師事先安排好的,實驗時間和實驗步驟的實施是按教師指令或書本內容進行的,學生做實驗僅憑好動的天性,既沒有時間、機會去思考或詢問,為什么要這樣而不是那樣,又不能去嘗試一下自己的特殊方法。長此以往,將使學生養(yǎng)成只注重實驗結果、忽視實驗過程、不思進取、人云亦云的不良習性,不利于學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。通過運用信息技術,使學生積極參與到模擬實驗中來,變被動為主動。如讓學生參與模擬實驗的準備、模擬實驗課的管理、模擬實驗計劃的制訂。有利于加深學生對模擬實驗過程的了解、模擬實驗作用的理解,使學生變要我學為我要學。
(1)整合的微觀性
眾所周知,構成生物體的細胞是極其微小,別說肉眼無法觀察,就是教學用的顯微鏡、放大鏡也難以觀察細致。常規(guī)手段是通過掛圖和教師的語言來描述,枯燥乏味且理解不全面。通過三維空間的信息應用程序,可以模擬顯示放大N倍后的細胞結構,猶如身臨其境,實現(xiàn)微觀的東西宏觀化,跳躍的動感形象,自己都能觸摸到,相關的知識便深深地印入了腦海,經(jīng)久不忘。
(2)整合的運動性
靜止是相對的,運動是絕對的。對思維而言,運動中的東西更適合學習和記憶。自然界中的生物也是運動的,運動伴隨著它們的生長、發(fā)育、繁殖等生理過程,常規(guī)的教學手段是無法實現(xiàn)這一動態(tài)過程的。通過信息技術可以實現(xiàn)細胞分裂的三維動態(tài)過程、染色體組合配對過程、生物由受精卵發(fā)育成個體的全過程等。在講授人的生長發(fā)育過程中,我應用影像文件,播放了幾組激動人心的畫面,這種動感化表現(xiàn)手段和藝術性的完美結合,使學生徹底明白了自己是從哪里來的問題,也懂得了母愛的偉大。這些優(yōu)化了的實驗教學過程,對知識的掌握和應用起到了支撐的作用。
(3)整合的多樣性
地球上已知的生物有幾百萬種,每一種又有許多個體,每一個個體又有許多結構和生理特征,生物現(xiàn)象更是紛繁復雜、包羅萬象。許多用常規(guī)教學手段所不能表現(xiàn)的生物現(xiàn)象,而利用信息技術于生物學科中,則能在瞬間表現(xiàn)出來。例如,為吸引學生學習的興趣,我播放了一些視頻:春節(jié)期間梅州地區(qū)寒氣逼人,而海南島則另有一番熱火朝天的景象、QQ頭像企鵝憨厚可愛的形象、海底的奇妙、南極北極的生物、胎兒在水中分娩等,這些都是難以想象和很難直接觀察到的。而現(xiàn)在,可以通過多媒體來實現(xiàn)。
(4)整合的方式
現(xiàn)在,實現(xiàn)信息技術與生物實驗教學的整合的方式主要是運用多媒體課件來進行。課件的類型通常分為兩種:一種是教師自己制作的,以輔助講解為目的的多媒體課件,按照內容逐步演示,突出教材的重點和難點,內容詳細;另一種是以學生小組合作為主體的多媒體課件,體現(xiàn)了合作、探究、創(chuàng)新的精神。
(5)整合的成果
在實際的教學工作中,我采取了小組合作探究模式,給每個學生都提供了動手操作的機會。同時注意按照技能形成的規(guī)律,對學生進行操作技能的訓練,取得了很好的效果。例如,在教學“遺傳與變異”的實驗時,為了提高實驗的效果,先安排學生觀看“為什么鄰居都說我長得像爸爸媽媽”“近親結婚之腦癱家庭”“生男生女由誰定”等相關的錄像,讓學生對這一章節(jié)的內容有了很大的興趣。通過電腦的圖表操作,X、Y染色體的結合類型一目了然,極大地激發(fā)了學生的學習熱情。
參考文獻:
[1]劉恩山.中學生物學教學論[M].高等教育出版社,2008-08.
篇7
一、課程設置
生物技術綜合實驗包含現(xiàn)今生物技術制藥普遍的基 本流程:基因工程菌的構建、菌株的發(fā)酵培養(yǎng)、目的產物 的提取和后期產物的分離鑒定。生物技術教研室結合自身 實際情況,編寫了《生物技術綜合實驗》,該教材涵蓋 了基因工程,發(fā)酵工程和蛋白質工程中的實驗技術,彼此 銜接構成完整的實驗系統(tǒng)。本教材涉及知識面較廣,重點 難點清晰,結構邏輯性強,具有很好的通用性和實踐性。
二、課程方式
生物技術綜合實驗是實驗課,因此具有普遍實驗課 的授課方式。授課時結合多媒體課件及現(xiàn)場操作演示來 完成課程內容。具體方式如下:(-)分組教學我們在教學過程中將學生進行分組,一般6人一組。 更大型的實驗項目,如發(fā)酵罐的使用則將全班分為2組。 以上在上課前根據(jù)具體實驗內容由教!^安排。實驗前先 由教師講解本次實驗的背景知識,實驗目的和實驗原理。 重點講解實驗的操作步驟和關鍵儀器的使用。在學生操作 過程中,教_師需現(xiàn)場指導答疑,隨時糾正不規(guī)范的操作。 實驗操作過程中,允許各小組自行安排實驗分工,要求每 位學生都參與,以小組為單位獨立完成實驗。這樣不僅鍛 煉了學生獨立思考的能力,還培養(yǎng)了學生的合作意識。
(二)授課方式在實驗教學中,我們應用多媒體結合板書的方法進 行教學。對媒體教學可以為學生提供大量學習資料,包 括現(xiàn)今最前沿的技術背景和實驗手段,當下生物技術制 藥的行業(yè)發(fā)展情況,以及一些用來解釋實驗原理的動態(tài) 視頻等等M。
同時,為了培養(yǎng)學生的邏輯思維和對理論知識的運 用能力,教師在授課時應不斷地提出問題,引導學生分 析問題,并提出幾種可行的解決方法,最后再引導學生 選擇本次實驗中應用的實驗方法。例如,對基因工程菌 進行菌體破碎收集產物時,教師可提問“實驗室和工業(yè) 上對菌體破碎都有哪些方法” “為什么實驗室和工業(yè)上 選擇的方法不同” “本次實驗中我們?yōu)槭裁从玫酱朔椒ā保?在學生討論后,教師逐一進行解答“實驗室常用菌體破 碎方法有超聲波破碎和堿裂解法,工業(yè)上則常用高壓勻 質機” “工業(yè)上處理菌體量大” “本次實驗用到超聲波 法為的是保護產物蛋白”。這樣通過提出問題和解決問題, 教導學生在今后生產中,對實驗方案確定前要全面考慮, 謹慎判斷和靈活地運用所學知識。
(三)實驗設計生物綜合實驗的重點是各個知識點的銜接。以生產 一基因工程蛋白為例:1.基因工程菌的構建由于教學課時有限,基因工程菌選自教師的科研項 目,這樣節(jié)省了科研時間,提高實驗的成功率p]。對于 生物技術本科學生,要求掌握的是PCR技術擴增目的基 因,感受態(tài)細胞的制備,將目的基因導入受體細胞,目 的基因的監(jiān)測與鑒定的實驗過程。以上綜合了基因工程 和分子生物學理論。
2. 工程菌發(fā)酵包括基因工程菌的篩選和發(fā)酵培養(yǎng)。涉及的實驗方 法有固體培養(yǎng),液體培養(yǎng),發(fā)酵罐批量發(fā)酵,發(fā)酵培養(yǎng) 基優(yōu)化等。以上涵蓋了發(fā)酵工程理論知識,同時與基因 工程和分子生物學知識銜接。
3. 菌體收集和破碎學生前期在微生物學課程里做過這類實驗,但都是 實驗室小規(guī)模的操作。在生物綜合實驗中,目的是使學 生有生產的概念,在大規(guī)模生產中用到的離心和過濾的 方法要求其掌握。
4. 蛋白的提取和純化此過程涉及分離方法有凝膠過濾,親和層析和離子 交換層析,以及蛋白的透析除鹽、鹽析等方法。學生在 實驗中掌握了幾種最常用的蛋白質純化和精制的方法,了 解不同情況選擇不同方法的條件,在生物制藥生產過程 中才能靈活處理。
5. 活性檢測具體實驗是體外培養(yǎng)細胞,進行MTT實驗。此過程綜合運用了細胞生物學和細胞工程的相關知識。以上則 為生物綜合性實驗系統(tǒng)地完整地實施方案。涉及的更多 前期學過的知識點,要求學生課前自己復習確保實驗順 利進行。
(四)理論聯(lián)系實際生物綜合實驗開展的目的在于培養(yǎng)學生的科研能力、 實驗設計能力和分析并解決問題的能力,并在實際生產 中得到應用。因此僅僅局限于實驗室不能收到最好的效 果。對于醫(yī)學院校生物技術專業(yè)人才的培養(yǎng),達到理論 聯(lián)系實際的最好方法是校企合作。與當?shù)厣镏扑幤髽I(yè) 聯(lián)合,設置一定的課時使學生可進企業(yè)參觀學習,或者 從企業(yè)收集一定的資料作為學生自主創(chuàng)新實驗的選題, 這樣才是對學生理論知識轉化為能力培養(yǎng)的更好的方式, 并能真正提高他們的科研水平和分析能力。
三、考核方法
第一項考核指標為實驗報告。實驗報告的撰寫重點 部分是實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)的處理和分析、.實驗結果^ 科研材料的撰寫是專業(yè)人才應具有的基本科研素質,撰 寫實驗報告是提髙該素質的方法之一。為今后畢業(yè)論文 的開展奠定了一定的基礎[1°]。此項成績占總成績30%。 第二項考核是實驗課中的操作。教師在每堂課上應隨時觀察學生的操作是否規(guī)范,實驗安排是否合理,實驗是' 否獨立完成,實驗結束后臺面是否整潔。依據(jù)以上教師 給出合理的分數(shù),作為平時成績。該項主要考核學生的 動手能力,占總成績20%。第三項為年終考核。年終考 核內容包括卷面理論和實際操作考核兩部分考核一起進 行。在動手操作的考核過程中,單人隨機抽選實驗題目, 操作的同時回答相應的理論知識??己朔州嗊M行,操作1 由教師打分。年終考核占總成績50%。以上構成生物技 術綜合實驗課程考核的所有內容。
四、課程特點
篇8
關鍵詞:實驗教學 無菌操作 科學性 安全性
開展高中生物選修教材“實驗二:學習微生物培養(yǎng)的基本技術”實驗,旨在培養(yǎng)學生實驗操作能力和探索科學知識的方法與技巧。作為一名實驗教師,做到“課內得法,課外得意,得法于內、受益于外,立足課內、輻射課外”,既是責任和義務,也是時展的需要。開展此實驗的過程中,筆者認為除了明確目的、理解原理、掌握實驗程序外,還應該注重以下幾個方面:
一、建立“微生物無所不在”的概念
微生物是指用肉眼看不見或看不清楚的微小生物,如細菌、病毒等。由于肉眼看不見,所以學生常常不太清楚外界環(huán)境和所有與環(huán)境接觸的身體各部位均有微生物的存在。實際上,它們廣泛分布于室內外的空氣,水、土壤、桌、凳及身體表面的皮膚、黏膜、溫泉、海底等處??梢哉f微生物無所不在,無孔不入。因此,在學生第一次進入微生物學實驗室時,建立起“微生物無所不在,無孔不入”的概念,這樣才能真正體會到消毒、滅菌,無菌操作技術的必要性和防止外界微生物對培養(yǎng)物污染的重要性。
二、正確理解無菌操作內容
教材中只提到操作者用肥皂將雙手洗凈,擦干,再用酒精(體積分數(shù)75%)棉球擦手這一點內容,主要強調接種的程序。筆者認為這些內容不夠全面,也引不起學生足夠的重視,甚至會誤導學生認為這些就是無菌操作的全部內容,只要按部就班,就會防止外界微生物對培養(yǎng)物污染了。對此,實驗前對學生要進行必要的補充和說明:(1)一切用具和培養(yǎng)基要嚴格滅菌;(2)操作環(huán)境要無菌,最好在無菌室或接種箱中進行;(3)時刻要注意用火焰封口;(4)接種操作的同學要穿實驗服、帶口罩。因為一方面,周圍環(huán)境和體表都不同程度存在大量的微生物,雖然大多數(shù)屬于正常菌群(非致病菌群),但少數(shù)致病性菌進入破損的皮膚或傳入口內或眼睛等處,會引起感染;另一方面,有些微生物在一定的部位是非致病菌,當條件改變時也可能是條件性致病菌。還有非致病菌性向致病性突變的可能。因此,嚴格進行無菌操作是實驗成功的保障,也是提高環(huán)境意識的有效措施。
三、注重實驗的科學性
微生物培養(yǎng)的過程,對于學生而言,也是觀察的過程,教材僅提到將接種后的試管放入恒溫箱內,在25℃下培養(yǎng)5~7天,或在37℃下培養(yǎng)24小時。對于如何觀察,觀察中應注意哪些事項,沒有具體強調和說明。我認為,教學過程中教師引導學生對微生物培養(yǎng)的科學性進行必要的討論,在實驗課上發(fā)現(xiàn),實驗小組在稱量中有隨意性,天平、量筒使用不規(guī)范,增大了誤差。制備培養(yǎng)基的過程中,忽視滅菌環(huán)節(jié)的重要性,滅菌后的培養(yǎng)基出于好奇,隨意接蓋、取棉塞,忽略了滅菌是否徹底的進一步檢驗。接種過程中,不嚴格遵循接種程序,手忙腳亂、增加了一定的危險性,污染率較高。培養(yǎng)和觀察的過程中,由于出于好奇,隨意接蓋,為了提高培養(yǎng)溫度,甚至放到太陽底下曬,等到觀察、記錄菌落數(shù)時才發(fā)現(xiàn)部分培養(yǎng)基忘貼標簽等等。這樣會影響實驗現(xiàn)象及結論的形成。筆者認為,以“學習微生物培養(yǎng)的基本技術”實驗為突破口,引導學生討論微生物培養(yǎng)的科學性,如除了溫度外,在具體的培養(yǎng)環(huán)境中還應注意哪些因素影響?觀察過程中能否隨便接蓋后習慣性用手去摸或者用口去吹,或者用鼻子去聞?實驗結束后,為什么要洗手?培養(yǎng)物、培養(yǎng)基、棉塞、試管及培養(yǎng)皿如何處理、洗滌等,進一步培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度和實驗習慣。
篇9
關鍵詞:信息技術;生物實驗教學
隨著知識經(jīng)濟的發(fā)展,教育的重要性也逐漸凸顯出來。初中生物是初中教育中的重要組成部分,其能夠在一定程度上反映出我國初中教育的水平及質量,而初中生物實驗則是初中生物教育中的重中之重,如何科學、高效地進行初中生物實驗已成為我們廣大初中生物實驗教師研究的重要課題。然而由于一些歷史遺留原因,我國在生物方面的研究遠落后于其他國家,存在重視理論忽略實踐的弊端。在應試教育的框架內,很多學生考試成績非常好,但是一到動手實際操作便束手無策,實驗的必要性便顯而易見了。在這個大的背景之下,隨著我國科技的進步,信息技術逐漸走進初中生物實驗課堂,并且逐漸成為了初中生物教師的必備工具,信息技術的應用能夠在很大程度上提高實驗課效率及質量,從而促進初中生物實驗的順利進行。筆者結合自己多年的教學經(jīng)驗對信息技術在生物教學中的作用及其具體應用進行了一番詳細的論述。
一、信息技術在生物實驗中的作用
在常規(guī)的教育模式下,初中生物教師都是按照傳統(tǒng),在有限的時間內講解實驗要求,之后向學生做演示實驗,學生看完后,照葫蘆畫瓢地按照教師的做法模仿一遍,之后再寫實驗報告,生物實驗課就這樣結束了。這樣的實驗課,嚴重限制了學生思維能力的拓展,使學生不明確實驗的目的,影響了學生的動手能力和創(chuàng)新能力。這種只走形式的實驗課,忽略了生物實驗課的本質,久而久之就會導致學生對生物實驗課失去興趣,繼而對生物這個學科也失去興趣。許多生物教師把生物實驗作為激發(fā)學生學習熱情和好奇心的有效手段,但是事實上,大部分情況是與之背道而馳的。這時就需要我們教師正確引導學生熱愛初中生物實驗,而信息技術的利用便是一個很好的手段。首先信息技術的容量很大,足以滿足學生們的好奇心,使學生對生物實驗產生濃厚的興趣,并主動地去學習。此外,初中生的好奇心重,教師完全可以利用這個特點利用信息技術把學生的注意力轉移到實驗教學過程中,從而可以有效提高生物實驗教學效果。
總而言之,利用信息技術,可以向學生展示活靈活現(xiàn)的生物的生活習性,可以向學生進行生動的生物演示實驗,可以有效地縮短學生與生物界的空間距離,可以使課堂氣氛更加活躍,使課堂安排更加合理。在重視實際動手操作能力的今天,信息技術還可以充分鍛煉學生的動手操作能力。信息技術既可以在實驗前抓住學生的眼球,又可以在實驗過程中幫助學生順利地完成實驗,并且可以使整個課堂氣氛融洽,做到真正的寓教于樂。
二、舉例探討信息技術在生物實驗課程中的具體應用
1.在顯微鏡實驗中的應用
顯微鏡應該是是初中生第一次正式接觸到的生物實驗儀器,在以后的諸如“觀察人體基本組織”“觀察草履蟲”等實驗中都會用到顯微鏡。眾所周知,顯微鏡的觀察是要按照一定的操作步驟進行的,并且要根據(jù)實際情況調整目鏡、物鏡、粗、細調節(jié)器等,由于初中生好奇心較強,如果教師按照常規(guī)的教學模式,將實驗要求、實驗步驟板書寫在黑板上,之后簡單地介紹一下實驗目的,并且講一下實驗注意事項,然后學生們就開始做實驗,這樣一定會造成混亂。因為一旦開始動手操作,學生就會把教師講的重點內容全部拋在腦后,實驗過程會是一塌糊涂,實驗課堂也會失去秩序,學生觀察不到現(xiàn)象就會爭先恐后尋求教師幫助,教師更是一片茫然不知從何說起,進而出現(xiàn)了惡性循環(huán),這樣教學的效果也不會太好。相反,如果教師能夠巧妙地運用信息技術,將會收到意想不到的好的效果。首先,教師在最前方通過信息技術進行演示實驗,底下的學生因為好奇心都會認真觀看,效果也會比板書好很多,學生可以跟著視頻的演示,一步一步地進行操作,這樣就能在寓教于樂的氛圍中掌握生物知識。
2.在蚯蚓探究實驗中的應用
此實驗是初中生物中比較典型的實驗,包含飼養(yǎng)蚯蚓、觀察蚯蚓的生活習性、觀察蚯蚓的形態(tài)結構等一系列的學習。不同的人對蚯蚓有不同的看法,有的人覺得小生物很可愛,但是有些女學生可能覺得蚯蚓很可怕,甚至覺得很惡心。要想保證實驗順利的進行,就必須對學生的心理進行調整。此時教師就可以利用信息技術搜索相關的知識,提高學生對蚯蚓的認識,并單獨拿出來一節(jié)課觀察蚯蚓,之后拍下照片,在課上利用多媒體信息技術給學生展示出來,這樣可以激發(fā)學生對“蚯蚓”這個課題的興趣,使學生覺得這個實驗很有趣,也可以安撫一下那些不喜歡蚯蚓的學生的情緒。之后再引導學生用放大鏡觀察蚯蚓的運動,讓學生近距離地接觸、了解蚯蚓,然后在課堂上播放一些關于蚯蚓的flash,底下的學生定會對此flash產生濃厚的興趣,這樣對蚯蚓的探究實驗也會收到很好的教學效果。
三、結語
近些年來,信息技術一直在迅速發(fā)展,一些發(fā)達國家早以對其投入大量人力物力使其進入教育界。信息技術的引入,讓教師和學生的交流方式徹底發(fā)生了改變,初中生物課堂也因此而大大拓展了范圍,我們有理由相信在生物實驗課上引入信息技術的正確性及其美好的明天。
參考文獻:
篇10
生物學科是一門實驗性極強的學科,學生除了掌握必要的理論知識外,還應學會如何用理論知識解決實際中的問題,實驗教學作為教育教學的有機組成部分,就承載著培養(yǎng)學生這種能力的功能[1-2]。但是受客觀條件的限制,學生在有限的時間內不足以做到熟能生巧,也不足以解決其疑惑和滿足其興趣愛好,開放實驗室可以充分鍛煉學生,培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識,提高學生綜合素質,有效利用實驗室的資源[3]。
一、黑龍江大學中俄學院生物技術專業(yè)概述
(一)黑龍江大學中俄學院的定位
黑龍江大學中俄學院是黑龍江大學與俄羅斯新西伯利亞國立大學聯(lián)合成立的,被教育部列入全國17所國家教育體制改革試點學院之一。學院以先進的教育理念、科學的課程體系為依托,打造“專業(yè)+俄語”的對俄高級專業(yè)人才培養(yǎng)模式;積極引進新西伯利亞國立大學高水平師資,他們承擔學生70%的專業(yè)課教學任務;與俄方共同制定個性化人才培養(yǎng)方案,搭建高水平、多層次、寬領域、本碩博一體化人才培養(yǎng)平臺[4]。
(二)生物基礎實驗中心與中俄學院的關系
中俄學院自2011年開始招生起即招收生物技術專業(yè)本科生,由于是以自主招生的形式選拔,因此學生素質非常高。為實現(xiàn)資源共享,生物技術專業(yè)的實驗課(包括俄方教師承擔的實驗課)都在生命科學學院的生物基礎實驗中心開設。生命科學學院作為中俄學院試點的重要組成部分,積極創(chuàng)造條件滿足教師的教學需要和學生提高專業(yè)技能的需要。
(三)生物基礎實驗中心為中俄學院生物技術專業(yè)開設的實驗課程
生物基礎實驗中心除承擔中俄學院生物技術專業(yè)的普通生物學、生物化學、微生物學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學和細胞工程、植物組織培養(yǎng)等實驗教學外,同時也為俄方教師授課提供實驗場所及所需設備。
二、基于中俄聯(lián)合培養(yǎng)的創(chuàng)新實驗室現(xiàn)有條件
2013年、2014年學校連續(xù)投入200多萬元在生物基礎實驗中心籌建中俄聯(lián)合培養(yǎng)創(chuàng)新實驗室。該實驗室除常規(guī)儀器外,還擁有高速冷凍離心機、蛋白純化系統(tǒng)、DGGE變性梯度凝膠電泳儀系統(tǒng)、真空冷凍干燥機、超聲波細胞粉碎儀、梯度PCR儀、凝膠成像系統(tǒng)、空氣浴搖床、全自動凱氏定氮儀、分析研磨機、自動電位滴定儀、勻漿機、高壓蒸汽滅菌鍋、顯微互動系統(tǒng)等一大批進口設備。為學生完成畢業(yè)論文以及完成自帶科研項目或參與教師科研項目提供服務。
(一)創(chuàng)新實驗室開放的內涵
有利于培養(yǎng)學生的實踐與創(chuàng)新能力,有利于激發(fā)學生學習的積極性與主動性,有利于提高儀器設備的使用效率,有利于促進和提高實驗教師和技術人員的水平。
(二)基于中俄聯(lián)合培養(yǎng)的創(chuàng)新實驗室開放現(xiàn)狀
該實驗室主要面向中俄學院生物技術專業(yè)的本科生、碩士生,2015年第一屆本科生(22名)和研究生(3名)已全部順利畢業(yè)。但是,僅限于日常教學和畢業(yè)論文的開放,還不足以體現(xiàn)出創(chuàng)新實驗室的利用價值和建設宗旨。真正的開放實驗室,可以鍛煉學生的動手能力和解決實際問題的能力,滿足或者激發(fā)學生的興趣,允許跨學科、跨專業(yè),真正經(jīng)學生手出來一些成果,使學生從中受到完整的科研訓練,體會到科學研究的嚴謹、神圣、奧妙之處。
(三)基于中俄聯(lián)合培養(yǎng)的創(chuàng)新實驗室發(fā)展趨勢
中俄學院的人才培養(yǎng)模式是“專業(yè)+俄語”,專業(yè)是基礎,俄語是工具,所以學生迫切希望在專業(yè)方面打好基礎,既有扎實的理論知識,又有較強的動手能力。那么中俄聯(lián)合培養(yǎng)創(chuàng)新實驗室理應擔負起這樣的功能,學校也有相應的資助政策。
1.實驗課內容重復或擴展式開放。學生認為課堂上實驗做得不夠理想,操作不熟練,數(shù)據(jù)不夠好,可以與任課教師另約時間到開放實驗室完成。或者對實驗內容有新的想法,新的方案,只要實驗的內容、手段、方法合理,實驗室具備相應的條件,經(jīng)申請,就可以在開放實驗室實施[5]。
2.教師(包括俄方教師)指定課題式開放。教師擬定的題目或者在研科研項目的子課題集中申報公示后,經(jīng)雙向選擇,學生可以進入實驗室參與其中,以個人或小團隊形式,自己查閱資料,制定方案,完成實驗,撰寫結題報告,答辯合格,方可結題。
3.學生自帶課題式開放。根據(jù)學生所帶課題涉及的內容,為學生配備從事相關方向的指導教師,但須拿出完整方案,由教師認定其可行性。實驗結束后,需撰寫結題報告,答辯合格給予結題。
三、基于中俄聯(lián)合培養(yǎng)的實驗室開放模式的構建
(一)預約開放
需要進實驗室的同學,將所需的儀器、試劑、要完成的實驗內容填寫清楚,包括對儀器的熟悉程度,提前1天在網(wǎng)上預約,平時上課時間或課余時間均可。由中心安排實驗員準備好試劑,協(xié)調好儀器,其間指導教師可根據(jù)情況現(xiàn)場指導或場外指導。不熟悉的儀器,使用前由實驗員進行培訓,直到能獨立正確操作。學生每次實驗結束后,需如實填寫儀器使用記錄,如遇儀器故障,及時與實驗員或值班教師聯(lián)系[6]。
(二)定時開放
每學期初,將課題匯總上來后,根據(jù)學生的實際需要,確定開放時間段和開放頻率。學生需要更改時間段或日期,可提出申請。在開放的時間段內,學生可在網(wǎng)上查到每個房間以及儀器的使用情況。
(三)保障措施
1.客觀條件保障。生物基礎中心每學期針對新生定期舉辦常用相關儀器培訓班,目的是使學生了解儀器的性能,掌握使用規(guī)范,正確操作,培訓合格者中心有備案;至于其他年級有興趣的同學,中心配合學校開展大型儀器培訓,合格者由學校發(fā)放結業(yè)證[7]。因此,無論什么形式的開放,基本條件是具備的。在基礎中心網(wǎng)站上可查到開放實驗室的房間號、可容納人數(shù)、現(xiàn)有儀器(規(guī)格、型號、生產廠家、性能)、值班教師等信息。
2.人力配備。中心的實驗人員積極參與開放實驗室活動,他們都能熟練使用所有的儀器,一般的故障可以自行維修處理;我們也從碩士生中選撥專業(yè)能力強、實驗技能好、有精力的學生,輔助實驗員或教師指導來到開放實驗室的本科生。
3.制度保障?;A中心鼓勵高素質教師從事實驗教學,在每兩年一次的本科教學業(yè)績評估的院內排名中,教師指導開放項目的數(shù)量是其中的加分項。數(shù)量充足的師資,是實驗室開放層次、開放程度和開放質量的保證。
隨著實驗室開放,進入實驗室的人員增多,中心在實驗室原有的規(guī)章制度基礎上,進一步針對實驗室開放制定和補充相應的規(guī)章制度。明確相關人員的職責,保證開放后的實驗室安全、高效地運行。
4.成效與問題。中俄聯(lián)合培養(yǎng)創(chuàng)新實驗室自2013
年4月開放以來,已有20名學生順利完成7個項目的結項答辯。在此過程中,學生的動手操作能力得到明顯提高,學會了運用現(xiàn)有知識和借鑒文獻分析實驗中遇到的問題并能獨立解決一些實際問題。
中俄聯(lián)合培養(yǎng)創(chuàng)新實驗室運行3年多,在不斷摸索中漸漸形成了體系,但也發(fā)現(xiàn),開放性實驗教學對教師提出了更高的要求。學校應當正視實驗教師的地位和作用,為實驗教師提供良好的工作環(huán)境、學習進修機會,建立有效的獎懲制度,調動教師加入實驗教學隊伍的積極性,保證師資隊伍結構的合理化。
實驗室開放是實踐教學改革的必然趨勢,也是實驗室管理模式、運行模式改革的大方向。實驗室的開放程度已成為反映一所大學實驗室管理水平的一個重要標志。在硬件滿足要求的情況下,盡可能地在管理上做文章,加強軟件方面的建設,做到軟硬件同步發(fā)展,協(xié)調發(fā)展,創(chuàng)造寬松的學術思想交流、學科內容交叉、實驗技能互補的氛圍,為學生掌握專業(yè)技能夯實基礎,使中俄聯(lián)合培養(yǎng)創(chuàng)新實驗室在培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)造能力的軌道上實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[8]。