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生命科学研究方向

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生命科学研究方向范文第1篇

医学遗传学就业前景:

遗传学是一门年轻的学科又是一门发展十分迅速的学科,是以基因为中心研究生物的遗传、变异和进化规律的科学,是生命科学研究领域内十分活跃的带头学科。

研究方向具有综合性、交叉性、前沿性和适应性,我国科研和经济建设对遗传学专业人才的要求越来越大。主要到高等医学院校和医学科研机构等部门从事遗传学相关学科的教学、科学研究及其与临床相结合的医学实验研究工作。

毕业生可到高等院校、科研单位从事教学、科研、管理等工作。也可在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、

(来源:文章屋网 )

生命科学研究方向范文第2篇

[关键词]生物物理 交叉学科 研究生培养 创新能力

当今,科学技术综合化、整体化的发展趋势日益明显,自然科学各学科间相互交叉、渗透,形成了一系列新兴的边缘学科、交叉学科和综合性学科。学科交叉融合成为了优势学科的发展点、新兴学科的生长点、重大创新的突破点,同时也是人才培养的制高点。进入21世纪后,随着生物科学的飞速发展,物理学与生物学的交叉成为一个重要趋势,物理学中的理论模型、实验技术和计算方法在生物系统中得到了广泛应用,一些具有创新性、对生命科学和医学发展有重大推动作用的物理新技术正是在跨学科研究中发展起来的[1]。因此,国外许多研究型大学纷纷成立了生物、物理和工程学的跨学科研究组织,并积极开展交叉学科研究生教育[2]。与发达国家相比,我国跨学科研究和研究生的培养处在一个起步阶段,相关的教育模式还没有形成较为完整的体系,存在很大的发展空间[3]。如何借助跨学科研究,使研究生教育与现代科技的交叉渗透整体化发展相适应, 是研究生培养工作中一个亟待解决和加强的课题。因此,本文以生物物理交叉学科研究生培养为典型研究范例,对交叉学科研究生教育模式进行深入研究分析,并阐述实践中探索的具体方法和措施。开展生物物理交叉学科研究生教育模式探索,有利于加强学科建设,促进传统优势学科物理学、光学和生物学的发展,培育和造就新的优势学科,催生新的研究方向;有利于培养和提高研究生的创造性,造就具有复合知识结构、能力与素质的创新人才;有利于师资队伍建设,促进具有多学科知识背景的跨学科带头人的迅速成长,为申请国家重大科技课题储备人才。

一、构建交叉学科研究组织和平台,发挥现有学科优势与特色

成立跨学科研究中心、交叉学科研究实验室等跨学科组织,以此学术组织汇集来自不同学科、具有不同知识背景的研究生一起开展科学研究和学术活动,促进不同学科间的实质性渗透、交叉和融合。美国许多著名的研究型大学,如麻省理工大学、斯坦福大学、加州大学伯克利分校等拟定了“Bio-X”计划,组建了跨物理学和生物学的研究中心,把物理学家和生物学家集中到共同的生命科学问题研究中去,以便更好地发挥物理学的思想、理论、技术和方法在生命科学研究中的作用[4]。北京大学成立了“前沿交叉学科研究院”, 开展生物、医学、物理学、工程学跨学科研究,培养交叉学科的复合型优秀人才,在交叉学科研究生培养方面做了有益的尝试[5]。

建立交叉学科研究组织和平台, 是开展跨学科学术研究的重要保障。在此方面,以我校光学国家重点学科和生物工程教育部重点学科为依托,建设了生物单分子操纵和光量子生物探测交叉研究中心;依托我校物理电子学科,建立了生物物理测量交叉研究实验室;依托信号与信息处理学科,建立了神经生物信息学交叉研究室。吸引物理学、生物学、电子信息等不同学科的研究人员和技术力量,引进了日本理化研究所蛋白质结构研究方向的科研人员,并以此跨学科研究组织为基础,申请国家重大研究课题、国际合作项目以及重大专项课题。以教师的科学研究项目为导向,组建了三个交叉研究学术平台:(1)生物光,以生物光子学与激光医学为重点,开展生物单分子操纵和光量子生物探测交叉研究,利用光学测量手段探测各种生命信息,研究生命系统中的光效应,开发新型生物光学材料和光生物传感器;(2)生物电,主要在细胞生物电、神经生物电以及生理电信号检测方面进行理论和应用交叉研究,以电子学、生物学、计算机科学、控制科学为背景,以脑-机交互和脑控机器人研究为重点突破,进行前瞻性、交叉性的基础应用研究;(3)生物磁,进行了生物弱磁测量和生物电磁效应的交叉研究,以生物弱磁测量方法和磁场对细胞膜离子通道特性影响的实验为突破,在理论方法和实验技术上进行生物物理交叉学科研究。这些学术研究组织和平台的建立,为研究生进入交叉学科前沿技术奠定了良好的基础,有效提高了研究生培养质量和效率。

生命科学研究方向范文第3篇

【关键词】中医院校;免疫学;医学教育

【中图分类号】R-4 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484(2012)13-0600-01

医学免疫学是生命科学领域的前沿学科之一,它的研究方向已从整体水平、细胞水平、分子和基因水平全方位地拓展,深入到生物学、基础医学、临床医学及预防医学等各专业[1],它的理论及技术对临床疾病的发生、发展、诊断、治疗与预防研究十分重要。但该学科知识更新快,概念繁多,内容抽象,理论复杂,是历届学生反应较难学的课程之一[2]。由于院校的自身特点,中医院校的免疫学课程在课时少、内容多、难理解及进展快等问题显的更加尤为突出。如何使中医院校的学生更好地掌握免疫学这门功课,使学生、全面、牢固的掌握所学知识,笔者就这几年在教学中的一些体会加以总结,以期不断提高教学水平。

1 激发学生的学习兴趣

爱因斯坦曾说:“兴趣是最好的老师”。这说明兴趣在推动人出色地完成学习任务的重要作用。首先讲好绪论,激发学生对本学科的学习兴趣显的尤为重要。讲课中可从充分介绍医学免疫学的学科特点和发展历史,介绍杰出的免疫学科学家的成就等入手,将学生的思维引入新学科的大门,使他们对本学科产生浓厚的学习兴趣,鼓舞学生学习免疫学的兴趣和从事科研工作的信心。同时,在教学过程中以基础免疫学知识的教学为主,应体现及增加一些与中医相关的知识点,做到中西医结合,比如,在免疫学中介绍正气与免疫功能之间的关系时,将《内经》中“正气存内,邪不可干”与免疫相联系,使学生了解到这门课与中医之间的关系,明确学科之间的相容及交叉,从而提高学习兴趣。

2 不断改进教学方法与手段

免疫学知识抽象,枯燥,教师越是讲全、讲透,学生越是费精神去尽力理解和记忆,结果导致教师讲得越深,知识掌握反而越迷乱,教与学事倍功半[3]。因为免疫学课程涉及较多的概念和原理,所以在教学过程中,首先采用传统的授课模式LBL(Lecture-based Learning,以授课为基础的学习),尤其是在讲授抽象理论、复杂问题、一些难以观察清楚的现象及不易开展的试验等,可以用比喻、图表、创设情景、表演及多媒体等手段将其具体化,简明化及生动直观化。比如:在讲授抗体时,可将抗体比喻成一个人,这个人手(VL、VH)抓抗原,腰(CH2)挂补体,脚(CH3、CH4)踩细胞,通过这样的比喻,就将抗体的结构和功能很好地联系起来,又比如吞噬细胞的吞噬过程、免疫应答等内容,可以动画的形式呈现给学生,吸引了学生的注意力,同时有利于学生的理解记忆。通过授课学习,使学生具备一定的知识基础后,进行问题导向的学习,即PBL(Problem-based Learning,以问题为基础的学习)。在课堂上反复提问相关内容,可以使学生对这些重点内容加深印象,问题也可以引起学生的思考,从而改变单一的教师满堂授课模式,成为互动式的教学,活跃课堂气氛,提高教学效果和质量,从而促进学生对知识的掌握。

3 理论教学与实验教学相结合

医学免疫学是一门实验科学,可以说教材里绝大部分内容都来自于实验室里的研究结果。理论课教学适当提及实验研究的过程和结果,这有助于学生了解一些知识的来龙去脉。而实验课可以使学生对免疫学产生第一手的感性认识,加深对理论课一些知识点的理解,另外还可以对学生进行初步的科学研究训练。理论教学与实验教学相辅相成。但在我国的中医院校里,由于教学重点的不同,实验课长期以来未得到应有的重视[4],存在着重理论,轻实验的教学模式,因此在教学中需要将理论与实验教学相结合,理论与实验并重。可以通过引进一些使用的仪器设备等来改善实验室条件。当然,教学场所不需要完全只是局限在自己的实验室内,也可与其他的实验中心、重点实验室合作,利用他们先进的仪器和设备对学生进行教学,如流式细胞仪监测淋巴细胞亚型、免疫荧光检测抗原抗体等,先进仪器的应用,开阔了学生的视野,增强学生的好奇探索心态和学习的后劲。理论和实验相互联系能够增强学生的学习兴趣和更好的理解医学免疫学的一些知识点。

4 培养学生的科研与创新能力

免疫学是生命科学的前沿学科,发展很快,知识更新迅速,又具有很强的应用性。在教学中,最新的科研成果和技术及时解释的介绍给学生,会使教学内容更加充实。在教学实践中,培养学生的科研素质和创新能力,不断的探索与创新,能够很好地激发了学生的潜能,让学生从被动的接受者,变成活动的主体。作为教师,需要发现并鼓励那些基础较扎实,动手能力强,具有探索精神的同学申报课题,指导其完成科研论文或辅助教师完成相应的科研课题,以及早发现和培养科研人才[5]。同样的,采用这样的培养方法,我们指导的新疆医科大学中医学院学生参加了SRTP(大学生创新课题)项目,并荣获第11届全国“挑战杯”新疆赛区优秀奖,取得良好的教学效果。

医学免疫学课程作为一门涉及生物学、医学各个领域的前沿学科,是生物、医学研究技术人员必备的知识。中医院校要围绕自身人才培养目标,不断进行教学改革探索,深入研究,才能全面的提高免疫教学的质量,为国家社会培养出合格的医学人才。

参考文献

[1] 金伯泉.医学免疫学(第5版)[M].北京:人民卫生出版社,2009.

[2] 邱文,王迎伟.医学免疫学教学的经验与体会[J].基础医学教育,2011,13(9):806-808.

[3] 聂蕾,刘永琦,苏韫,等.中医药院校医学免疫学教学改革的几点思考[J].中国教育,2009,28(5):44-45.

[4] 王文荣,任丽薇,张宇忠.病理学实验教学中存在的问题及改革设想[J].中医教育,2007,26(3):53-54.

[5] 韩莉,宋利琼,朱平,等.优化免疫学实验教学体系,培养探究与创新能力[J].陕西医科大学学报:基础医学教育版,2007,9(2):164-166.

第一作者[简介]:

周晓涛,31岁,1981年2月,女,汉族,湖南人,讲师,硕士,研究方向:临床免疫学。

通讯作者[简介]:

生命科学研究方向范文第4篇

关键词:科研选题;生命科学;热点;文献调研;设计方案

进入21世纪以来,生命科学延续了自上个世纪中叶以来的迅猛发展势头。近年来,生命科学与材料科学、化学、医药、医学等学科交叉形成的许多新兴研究领域,越来越受到人们的关注。以我国为例,在本世纪初,国家自然科学基金委员会(NSFC)重点项目和面上项目中,生命科学分别占总资助比例的27.1%和35.08%,远高于其它6个领域的资助比例[1]。高等学校生物类背景学生的考研率连年维持在60%以上,也从侧面反映了我国对高层次生物研究类人才的需求。笔者在生命科学专业科研选题的课堂教学实践中,根据专业特点、大三学生的知识掌握及能力具备的实际情况,结合本人的科研经历,探索了积极高效的教学策略:注重激发学生对生命科学热点的兴趣,引导学生把握专业热点的视角,训练学生筛选高质量文献的技能,培养学生理解高质量文献精髓的能力,指导学生初步学会在学习借鉴的基础上,从关注的专业热点中确定科研选题,将他人的高水平的科研方法初步运用到自己的实验设计中。实践证明,此课程按此策略组织教学,可有效培养学生的发散思维能力和主观能动性,为学生今后从事科学研究打下理论和实践基础。

1教学策略概述

本探索以16人的小班教学为例。教学对象为生物技术专业三年级本科生,有考研意向的13人,其中跨专业考研1人,保研1人。学生已学完生命科学的大部分专业基础课程,掌握了专业基础知识,对科研有浓厚兴趣。课程前期积极引导学生讨论生命科学的热点问题。以关系到人类健康方面的生物医学为例,可给出下列关键词:癌症治疗、中枢神经疾病、免疫疗法等,每个关键词可引入相应研究方向的前沿热点。学生根据个人的研究兴趣,4人分为一个小组,在教师的指导下查阅相关中、英文文献,以小组讨论和课堂汇报的形式确定选题内容,引导学生自己设计方案,最后教师结合自己的科研课题,组织学生进入课题实验室、动手实践,大致内容如图1所示。

2教学实践

2.1引导学生关注生命科学前沿方向

“改变学生的被动学习方式,倡导学生的自主思考”是目前教学改革的一个重要方面,也是本课堂的主要目标。根据生命学科的特点,结合笔者留学英国时参与的开放型课堂的经历,以学生发展为本,通过传播媒体、生活实际、社会热点等不同渠道,介绍科技前沿工作,激发学生的求知欲,培养学生获取信息的意识和能力。2.1.1多种渠道关注与生命科学相关的社会热点与社会问题在课堂教学中,首先强调了生命学科不仅与生活实际有着广泛联系,还与许多社会事件、社会问题密切相关,如:在我国及世界范围内,老龄化的加剧带来的健康问题,其中以中枢神经系统类为主的疾病将在今后很长的时期内成为困扰各国的一个社会问题,也是生命科学面临的一个难题[2],在此引导学生讨论有哪些具体的中枢神经系统类疾病,并结合神经生物学的基础知识探讨其潜在的机制,进一步激发学生的求知欲和好奇心。再如:癌症已经成了当今社会危害人类身体健康的严重疾病,自1997年以来,癌症成为世界人口的第一死因[3],而近几年兴起的免疫疗法被确认为一种针对癌症的高效疗法。介绍目前存在的诸多争议,包括高昂的治疗价格及潜在的排斥性,引导学生课余搜集更多的相关信息。为使学生更深入地了解特定的课题并提高课堂的参与性,所有学生根据个人兴趣分成4个小组,选择本小组的热点问题:分别为癌症(Can-cer)、中枢神经系统疾病(CNSDisease)、药物运输(DrugDelivery)和免疫疗法(ImmunoTherapy),让学生参与开放性讨论。比如,在问题为“癌症”的小组内,教师会提出以下问题:(1)癌症的成因及其社会危害性;(2)癌症现有的疗法及其局限性;(3)你所知道的关于抗癌疗法的前沿知识以及这些方法的局限性。显然,在不借助互联网和查阅文献的情况下,学生对问题了解的深度有限,具体表现为对分子和细胞机制的概念不清楚,对前沿知识了解偏少等。通过开放型讨论,使学生认识到自己对生命科学热点问题的理解肤浅、掌握的信息滞后等不足,从而激发学生对该领域的好奇心和求知欲,为以后的文献查阅打下主观基础。2.1.2参与科技讲座,激发对前沿科学的兴趣学术前沿讲座是高校教育中一项人才培养新途径,在帮助学生了解所在学科的前沿知识、掌握研究方法、树立跨学科意识等方面具有积极的促进作用。其中,前沿讲座最重要的作用是促使学生了解所在学科或相关学科领域的前沿知识,掌握最新的研究动态。聘请国、内外专家,创造机会使学生能够近距离地与专家进行学术交流和探讨,从而使学生尽可能多地接触学科前沿,并在学术交流和学术碰撞中拓展视野、产生灵感、碰撞出智慧的火花。虽然这种授课方式在本科教学中很少采用而多用于研究生教育,但是更容易激发本科生的求知欲和好奇心。在本课程,积极促使全班学生与我校硕士和博士研究生一起参加瑞典林雪平大学KajsaUvdal教授题为“Multifunctionalnanoparticleswithtarget-ingandimagingcapabilities”的学术报告,在报告中,学生详细了解了KajsaUvdal教授的课题组如何利用多功能纳米颗粒进行肿瘤的核磁成像和荧光成像,对这些书本上接触不到的前沿知识表现了浓厚的兴趣。在报告会结束后,安排了该班学生与KajsaUvdal教授单独进行了30分钟的交流。Kajsa教授为本班学生准备了名为“Howtomanageyourresearchplanforundergraduate”(如何做好本科生的研究计划)。李自玉、耿前等同学用英语向Kajsa教授提问了一系列关于“功能性纳米颗粒性质”的问题;另外,还提出了“如何规划未来的学术生涯”、“如何处理科研工作和家庭的关系”、“女性如何做好科研工作”等问题,Kajsa教授均一一耐心详细解答。在本次与世界知名大学教授的面对面交流中,学生表示收获颇丰,不仅开阔了视野,了解到书本上没有的知识,而且理解了生命科学与其它学科交叉合作的必要性,更重要的是,该次交流激发了同学们对前沿学科的兴趣,更有本班数名同学主动与Kasja教授电子邮件联系,请教今后前往瑞典深造的可能性,可见此次交流对学生积极性和求知欲起到的推动作用。

2.2指导学生阅读前沿文献

2.2.1文献阅读的重要性和必要性教学中,我们注重引导学生认识文献阅读的重要性和必要性。当代生命科学的研究早已不同于达尔文时代,从零建立科学大厦的可能性基本为零,尤其对于生命科学的基础研究只能建立在前人研究的基础上。如果要站在巨人的肩膀上,就必须有文献阅读的积累。另一方面,通过文献阅读,可以充分了解研究热点方向的发展历史和前沿动态,可根据现有的经费和仪器条件,制定出初步的研究方案。再者,科研选题的成败,很大程度上取决于相关文献的调研。从科学基础研究的特点出发,每一项基础研究都应该是创新的。因此,只有在文献调研的基础上,才能避免重复选题、重复研究。对于三年级本科生而言,文献阅读的最直接作用是模仿学习,在阅读中仔细体会高水平论文的行文思路,既包括语言文字、句式的组织,也包括论文逻辑结构的组织表达。此外,对于还未接触实质性科学研究的本科生来说,文献阅读可以体会如何提炼科学问题及如何解决科学问题等,在思维方式和研究方法等各个方面都能得到最直接的训练,为今后的学习和深造做好预先训练,打好基础。2.2.2引导学生提高阅读能力本科生对(中、英文)文献认知和阅读能力与技巧的掌握非常有限。针对这些问题,结合学生的实际情况,主要从“读什么”和“怎么读”两个方面引导学生对科技文献的认知和提高阅读能力。首先,向学生介绍什么是科学引文索引(SCI)类论文以及SCI论文的自身属性,包括引用量、影响因子及归属数据库等。其中着重介绍影响因子(impactfactor,IF),以此作为判定论文优劣的一个主要标准[4]。结合生命学科期刊的实例,讨论不同期刊影响因子的差异。在课堂详细介绍了英国的《自然》(Nature)期刊及其生命学科下的子刊,如《自然-细胞生物学》、《自然-生物技术》、《自然-医学》等等。并结合本校生命科学学院在以上期刊的发文量,说明在此类期刊的难度,进一步激发学生学习的动力。在进一步介绍“读什么”的过程中,引导学生利用互联网平台(谷歌学术和百度学术)、高校图书馆数据库(ScienceDirect、Weily等)以及文献管理软件(Endnote)高效地进行文献查阅和管理。学生对此类事物均表现出了极大的兴趣和较好的接受能力。据统计,课后有半数以上的同学在私人电脑上尝试使用了谷歌学术及ScienceDirect数据库,下载并安装了Endnote软件进行文献下载和管理。在教授“怎么读”的过程中,针对本科生的英语及专业基础较薄弱的特点,笔者总结了“四个结合”和“四个注意事项”。“四个结合”是指泛读和精读相结合、文献数据库和搜索引擎相结合、杂志论文和学位论文相结合、研究论文和专利论文相结合。“四个注意事项”是注意尽快完成从中文文献到英文文献的过渡,更多阅读国际高水平的研究论文;注意精读高影响因子的期刊论文,扩展视野的深度与广度;注意最新文献与实际实验有1-2年的滞后性,及时关注最新研究进展;注意重点文献的分类保存,做好总结和记录。

2.3选题及制定可行性方案

在上述熟悉专业热点及科研文献阅读之后,指导学生在学习借鉴的基础上,从关注的专业热点中确定科研选题,然后将他人的高水平的科研方法初步运用到自己的实验设计中。在课程后半程,该班同学通过筛选和阅读文献,并组织课堂讨论和汇报后,初步确定了自己的选题。上述16名学生分成的4个小组的同学分别选择了“免疫疗法在巨噬细胞上的初步探索”、“癌细胞在顺铂类药物下的迁移情况”、“锌离子对星状胶质细胞活性的影响”和“以衰老小鼠为老年痴呆模型观察大脑神经元的分布”课题,并设计了课题的可行性方案。其中,Zealot小组的课题为“以衰老小鼠为老年痴呆模型观察大脑神经元的分布”,其设计的课题可行性方案如图2所示。

2.4实验室实践

“以衰老小鼠为老年痴呆模型观察大脑神经元的分布”课题的可行性及具体方案顺利通过了教师的评估。该组同学随后进入教师课题组进行为期4周的实验室实践。期间,学生掌握了臼齿类小动物的麻醉及解剖、脊椎和脑组织的摘取、利用冷冻切片机进行脑组织切片,并在教师的指导下,利用激光共聚焦显微镜观察了神经元的分布。

3结语

生命科学研究方向范文第5篇

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

生命科学研究方向范文第6篇

关键词:资源环境科学;文献计量学;发展态势;

作者简介:王雪梅(1976-),女,重庆永川人,副研究员,主要从事科学计量学、GIS与文献计量学集成研究.

资源与环境科学以人类生存和发展所依赖的地球系统特别是地球表层系统的特征和变化规律为主要研究对象,研究内容涉及地球科学及其分支学科,以及生命科学、化学、工程与材料科学、信息科学及管理科学的诸多分支学科领域。经济快速发展对资源环境科学提出了巨大需求,中国科学院围绕我国经济社会发展的重大问题及其相关的资源环境与地球科学问题,在资源环境和地球科学领域取得了一系列研究成果[1~3]。利用WebofKnowledge平台SCI-E数据库,对2009—2014年中国科学院SCI论文及地球科学与资源环境科学领域论文产出进行统计,并与全球及中国论文产出相比较,了解中国科学院在地球科学与资源环境科学领域的研究产出及其发展状况。

1数据来源与分析方法

从WebofScience的251个学科分类中遴选出与地球科学、环境/生态学相关的学科,根据学科分类在ScienceCitationIndexExpanded(SCI-E)数据库检索资源环境科学领域的相关论文,应用美国汤森路透公司的ThomsonDataAnalyzer文本挖掘软件进行数据分析和制图,对全球和中国的资源环境科学领域产出进行统计分析。

地球科学(Geosicence)领域包括:能源与燃料(Energy&Fuels)、地质工程(Engineering,Geological)、石油工程(Engineering,Petroleum)、地球化学与地球物理学(Geochemistry&Geophysics)、地理学(Geography)、地质学(Geology)、地球科学多学科(Geosciences,Multidisciplinary)、湖泊学(Limnology)、气象与大气科学(Meteorology&AtmosphericSciences)、矿物学(Mineralogy)、矿产与矿物加工(Mining&MineralProcessing)、海洋学(Oceanography)、古生物学(Paleontology)、遥感(RemoteSensing)、水资源(WaterResources);环境/生态学(Environment/Ecology)领域包括:土壤科学(SoilScience)、生态学(Ecology)、海洋工程(Engineering,Marine)、环境科学(EnvironmentalSciences)。

2015年2~3月在SCI-E数据库对全球、中国、中国科学院的SCI论文产出进行检索和统计,中国科学院检索范围包括署名中有“中国科学院”的论文,包括中国科学院各研究所及中国科学院大学(中国科学院研究生院),不包括未署名“中国科学院”的中国科技大学论文。

2中国科学院论文产出总体态势

2009—2014年期间,SCI-E共收录论文955.6万篇,其中署名中国的论文有113万篇,署名中国科学院的论文有15万篇。图1反映了全球、中国、中国科学院2009—2014年年度论文产出量变化。全球、中国、中国科学院的SCI论文分别以年均2%,14%和10%的速度增长。2014年与2009年相比,全球SCI论文增长近11%,中国增长约为93%,而中国科学院增长了62%,由图2可见中国SCI论文增长速度远高于全球论文增长速度。

图3统计了中国SCI论文占全球百分比和中国科学院SCI论文占中国百分比,表明中国论文占全球的份额持续上升,而中国科学院论文占中国的份额则逐步有所下降,但中国科学院资源环境类研究所发表的SCI论文数量占中国科学院的份额稳中有升。从图2也可见,中国科学院资源环境类研究所2014年与2009年相比,SCI论文增长了约92%,与中国SCI论文的增速很接近,高于中国科学院整体的论文增长速度。

将2009—2014年环境/生态学和地球科学领域各年论文按照被引频次高低统计TOP1%,TOP10%,TOP20%和TOP50%论文的数量,以及中国和中国科学院相应级次TOP论文的数量,并统计中国占全球的比例和中国科学院占中国的比例(图4)。

根据论文全部著者统计的结果表明,中国在全球资源环境科学研究领域各级次TOP论文中的比例基本为15%~20%,中国地球科学领域TOP论文数占全球的比例高于环境生态学领域,并且地球科学领域TOP1%的高水平论文比例很高。中国科学院在中国资源环境科学研究领域各级次TOP论文中的比例为26%~32%,中国科学院环境/生态学领域TOP论文数占中国的比例高于地球科学领域。

3资源环境科学领域的重点研究方向

基于SCI学科分类,分别对2009—2014年全球SCI论文最多的20个学科领域的论文数占全球SCI论文总数的比例、中国SCI论文最多的20个学科领域的论文数占中国SCI论文总数的比例,以及中国科学院SCI论文最多的20个学科领域的论文数进行统计。结果显示,全球各学科领域中,生物学与生物化学发文最多,发文最多的20个学科领域主要侧重于医学和生命科学等,相比之下,中国产出偏重于材料科学以及化学、物理等相关学科领域,中国科学院在环境科学方面论文产出数量比例较高。

资源环境科学领域论文产出占全球自然科学领域论文产出的8%左右,中国该领域论文产出占中国SCI论文比例接近10%,中国科学院该领域论文产出占中国科学院SCI论文比例约为20%(图5)。

2009—2014年,中国SCI论文占全球比例约为12%,而资源环境科学领域中国SCI论文占全球份额超过14%。其中,环境科学是全球、中国和中国科学院资源环境科学领域论文产出的最主要的领域。此外,中国在能源与燃料、遥感、地质学等方面论文产出占全球比例相对较高,而在生态学、古生物学等方面所占比例较低。中国科学院关于古生物学方面的SCI论文在中国资源环境领域论文中的比例最高,达到54%;此外,在土壤科学、地理学、湖泊学、生态学、气象与大气科学等方面的论文占中国的比例也较高,但在石油工程、海洋工程等方面所占比例较低,不足10%(图6)。

图7中,气泡的大小表征资源环境各子领域占全球资源环境科学领域论文产出份额的大小,即点越大,该子领域论文数在全球资源环境领域中的比例越高;X轴表示资源环境子领域中国占全球论文的百分比,值越高表明该子领域中国占全球的比例越高;Y轴表示资源环境子领域中国科学院占中国论文的百分比,值越高表明该子领域中国科学院占中国的比例越高。气泡大的那些子领域(如环境科学等)是全球资源环境科学研究比较多的热点方向;右下角的那些子领域(如能源与燃料等)是中国资源环境科学相对比较有优势的研究方向;左上角那些子领域(如古生物学等)是中国科学院资源环境科学相对比较有优势的研究方向。

中国科学院资源环境类研究所2009—2014年发表的SCI论文主要涉及的学科领域包括:环境科学、生态学、地质学、工程学、气象与大气科学、农学、地球化学与地球物理学、化学、水资源、科学与技术、海洋与淡水生物学、地理学、植物学、海洋学等。

4主要研究机构的科学贡献

中国科学院几乎所有的研究机构都在SCI资源环境科学领域期刊发表过论文,2009—2014年根据全部著者统计超过100篇的研究所有50多个,在资源环境科学领域发表SCI论文较多的前10个研究所见表1,这些较多的研究所都属于中国科学院资源环境类研究机构。

2009—2014年中国科学院27个资源环境类研究所以第一著者发表的SCI论文共有22032篇,其中,生态环境研究中心、地质与地球物理研究所、海洋研究所、地理科学与资源研究所、大气物理研究所、广州地球化学研究所、南海海洋研究所、寒区旱区环境与工程研究所等较多,第一著者的SCI论文数都在1000篇以上(表2)。

中国科学院资源环境类研究所论文的篇均被引次数为6.03次/篇,表2中的“表现不俗的论文篇数”统计的是这些研究所高于基准值的论文篇数,即当前总被引次数除以从年至2014年的累积年得到的年均被引6次及以上的论文[4]。生态环境研究中心、地质与地球物理研究所、广州地球化学研究所的表现不俗论文都在150~200篇。

中国科学院资源环境类研究所被引频次位于前10%的论文篇数,即研究所2009—2014年被引16次及以上的论文篇数,也是生态环境研究中心、地质与地球物理研究所、广州地球化学研究所最多,都在260篇以上。

参考中国科学院文献情报中心科学前沿分析中心设计科学贡献指数[5],定义:

式中:Ci为中国科学院资源环境类第i个研究所科学贡献指数,P10%i为第i个研究所被引前10%论文数量,Citedi为第i个研究所论文被引总频次,n为中国科学院资源环境类研究所的数量。结果显示,生态环境研究中心、地质与地球物理研究所、广州地球化学研究所、海洋研究所、大气物理研究所、地理科学与资源研究所的科学贡献指数较高,都在0.1以上。

5结论与建议

通过以上分析可以看出:

(1)2009—2014年,中国科学院SCI论文增长了62%,高于全球11%的增长率,低于中国93%的增长率,但中国科学院资源环境类研究所的SCI论文增长了约92%,与中国论文增速相接近。

(2)中国在全球资源环境科学研究领域各级次TOP论文中的比例基本为15%~20%,中国科学院在中国资源环境科学研究领域各级次TOP论文中的比例为26%~32%,中国科学院环境/生态学领域TOP论文数占中国的比例高于地球科学领域。

(3)中国SCI论文占全球比例约为12%,在资源环境科学领域中国SCI论文占全球份额超过14%。中国科学院关于古生物学、土壤科学、地理学、湖泊学、生态学、气象与大气科学等方面的SCI论文在中国资源环境领域论文中的比例较高。

生命科学研究方向范文第7篇

生命科学的许多学科内容存在交叉,导致了不同课程的实验内容也存在不同程度重复,就有可能造成学生在不同课程的实验课做相同的实验。因此,在制定教学大纲之前,需要注意不同课程教师之间的沟通和交流,避免相同的实验在不同课程之间重复做的现象。例如,DNA提取实验,在生物化学、遗传学、分子生物学等课程的实验中都有可能开设,如果在制定教学大纲之前,相关学科的教师之间没有交流和沟通的话,就可能在这三门课程的实验中都开设DNA提取实验。这样,不但不利于学生学习获得掌握更多实验技能的机会,而且会造成实验时间、资源和经费的浪费。在实验设置上,要适当增加一些设计性和综合性实验,使得一个实验中可以用到多门课程中的实验技术,这样就可以使得学生的综合素质和创新能力得以提高。为了进一步提高学生的创新能力,除了上课规定的实验内容外,还可以让学生多参加一些科研活动,如大学生创新课题、教师的科学研究等,学生可以向指导教师请教,由指导教师给予进一步的指导。通过学生积极主动地参与,就可以进一步激发学生的学习兴趣,更为牢固地掌握相关实验技能,提高其动手能力和创新能力。

2改革实践教学手段

传统教学所采用的教学方法通常是教师把实验原理和方法一讲,然后学生依据实验步骤操作。因为许多实验仪器、用品、药品学生都是首次接触,对其操作方法、注意事项以及实验中会出现的问题等会注意不到。最终,就会导致实验结果不理想,甚至实验失败。计算机技术的普及使得多媒体教学成为本科理论教学中常用的教学手段,但在实验教学中应用还较少。生物技术专业的许多实验,如,细胞生物学、生物化学、分子生物学、基因工程等课程的实验,都是在分子水平进行的,实验中的一些现象学生很难用肉眼观察到,造成学生对实验原理的理解困难和实验操作的困难。如果利用多媒体来对相关实验内容和操作进行演示,上述困难就能迎刃而解。如,分子生物学实验中的琼脂糖凝胶电泳技术,在原理部分,教师虽然讲到通过溶解琼脂糖再降温使得琼脂糖凝固,就能形成具有一定网孔的凝胶,不同分子量的DNA通过凝胶后就可以按照分子量的不同而分离。但是学生在理解的时候还是有一定的困难,通过多媒体动画,学生就可以直观地看到凝胶形成的过程以及不同分子量的DNA在凝胶中泳动的情况,进而牢固掌握实验原理。另外在加样的技术环节,教师虽然可以亲身示范,但是由于每堂课的学生较多和时间限制,教师不可能对学生进行一一的示范,这样学生在加样时就很难掌握正确的加样方法。而通过多媒体录像,学生可以清晰地看到加样过程,以及各种错误操作可能造成的后果,进而在实验操作中就能够进行正确的操作,避免错误的操作,达到实验成功的目的。

3积极筹建实习实践基地

生物技术是一个实践性很强的专业,所学知识必须同生产实践联系起来,这一点需通过实习、社会实践等环节才能实现。因此,我校生物技术专业在多门课程中设立了实习环节。校外实践教学基地是联系学校和社会的桥梁,是培养学生综合运用多学科知识去解决实际问题的纽带,也是大学生动手能力和创新意识培养的一个关键所在。目前,我校生物技术专业已在关山建立了植物学实习基地,另外,我省有一些大型的生物公司,如,洛阳市的华美生物工程公司、新乡市的华兰生物工程公司等,这些为我校生物技术的诗句基地建设提供了有利的条件。

4鼓励学生参与科学研究

生命科学研究方向范文第8篇

仪器分析理论与实践脱节

由于生物仪器分析课堂理论教学教材的更新落后于学院实验室仪器设备的更新,有的仪器只在书本上见过,而自己实验室拥有的仪器设备书本上却没有,仪器分析理论与实践脱节的矛盾严重影响了教学效果。虽然有些院校的实验室拥有许多先进的大型精密贵重仪器设备,但是很多学生直到毕业都不知道自己的身边就拥有这么好的资源,更不用说去了解、掌握和使用,造成了资源的巨大浪费。作为课堂理论教学的延伸,生物仪器分析现场实验教学对应用型人才的培养起到决定性的作用。

随着国内经济飞速发展,许多单位经费充分,购买了许多先进的仪器设备,对应用型人才提出了新的要求:掌握最前沿的科学仪器,特别是科学分析仪器的基本原理和使用方法,以及应用科学分析仪器解决相应问题的能力。但是现实情况是生物仪器分析的专门化人才培养与当前经济社会发展对应用型人才的高要求发生严重脱节现象。从这一点上看,充分利用实验室的资源,坚持实验室拥有什么仪器就学习什么仪器的原则,改革生物仪器分析现场实验教学模式,与时惧进,培养适应社会需要的应用型人才势在必行。

根据实验室实际拥有的仪器设备,编写教案

生物仪器分析是一门实用性很强的学科,由于仪器分析技术的发展很快,教材内容难以作到及时更新,所以在实际教学中要不断引入最新内容,将仪器分析技术的最新发展和应用引入到教学内容中,使学生了解和掌握本领域内科技发展的最前沿。同时生命科学领域的研究者对于当代各类分析仪器的原理、组成、特点等各方面应当具备基本的了解,才能在科学研究中有的放矢地善用这些工具以达到研究的目的。针对这一特点,我们结合本院实际拥有的仪器设备,对生物仪器分析现场实验教学进行改革。由各实验室具体负责,首先根据实验室实际拥有的仪器设备进行分类,安排最熟悉仪器的教师、研究生和仪器管理人员进行备课,编写备课教案,并对备课的思路、方法做出统一部署。

(1)思路

学院近几年发展迅速,购置了大量生物仪器设备,因此,针对目前学院学科发展特点及专业发展方向,对学院实际拥有的大型仪器进行分类,合理分配备课、教学任务,编写重点突出仪器的原理、性能及该仪器所涵盖的测试功能、操作方法及操作注意事项的备课教案。目的就是把实验室拥有的资源全部释放给学生,把生命科学学院实验室变成生物仪器分析的实践基地。

(2)方法

把生物仪器分析现场实验教学的任务分配给两个综合实验室,由实验室主任及实验室负责仪器管理的实验技术人员根据每台仪器的实际使用情况,具体安排备课及讲课人员名单。并共同商讨每台仪器需要讲授的内容,按时进行备课,编写教案。并及时上缴备课教案,由实验室统一检查备课效果,以充分确保备课教案的质量和实用性。

学院的每一位教师和研究生都有自己的专业方向和专业特点,使用的仪器及技术分析都有自己的特色和专长。随着许多先进的设备、精密的仪器不断出现,尤其是仪器分析理论发展的非常快,要适应教学及科研工作的需要,就要不断提高自身素质,不断更新知识。所以他们都利用业余时间查阅国内外文献,及时掌握学科发展的前沿和动态,在备课过程中增加相关的内容,把仪器发展的最新信息带给学生。同时研究生是大型仪器设备具体操作使用的主力军,对仪器的性能及仪器所涵盖的测试功能、仪器的操作方法及操作过程中容易出现的问题及注意事项,都有全面而切合实际的掌握和经验,最适合也最应该参与实验室“生物仪器分析”现场实验教学的任务。

实验室技术管理人员根据实验室仪器的实际使用情况,对实验室所有的仪器设备进行分类、分配。每一位教师和研究生合作负责一台或几台自己最熟悉、与自己的科研成果联系最密切,而且经常使用的仪器,对仪器的构造、工作原理、操作方法及结合自己的科研实际对样品处理、数据分析等进行详细、准确、系统地备课并编写备课教案。目前我国的一些大型精密贵重仪器设备仍然依赖进口,仪器的使用说明书及操作界面都是英文版,为了正确地使用仪器,必须把英文翻译成中文,只有这样才能正确使用仪器,充分开发利用仪器的所有功能。在备课的过程中,通过安排仪器工程师进行现场仪器培训讲座,并通过研究生的协助来完成翻译工作。对于操作过程复杂的仪器,请工程师或操作熟练的研究生规范操作并全程录象,制做成光盘作为教案的一部分。例如测序仪从PumpBlock的清洁与维护、安装毛细管、灌胶、样品的准备、测序程序的运行到测序结果的分析,都进行了详细、规范的操作录象,对关键环节进行了详细解说,对容易出现的问题进行了重点突出。通过科学分类和合理分配工作任务,在实验室全体人员的共同努力,把本实验室所涉及的所有大、中、小各种仪器全部进行了详细的备课、编写了备课教案,为《生物仪器分析》现场实验教学提供了有力的基础和保障。

改革生物仪器分析现场实验教学方法

(1)精彩的开篇

生物仪器分析课堂理论教学已对生物分析仪器的构造、工作原理、分析方法等相关内容做了理论上的解说,使学生掌握了相关的理论知识。而作为课堂理论教学的延伸,生物仪器分析现场实验教学是学生消化理论知识,真正掌握生物仪器使用的关键一步。一个好的开始是成功的一半,生命科学仪器的种类及仪器分析方法有很多,在讲解各种仪器的分析使用方法之前,必须做一个引导性的介绍。

现场实验教学重点介绍该类仪器及方法在现实生活、生产中的应用及对生命科学事业发展的贡献,激发学生的学习兴趣。我们的做法是,通过介绍仪器发展的历史提高学生的兴趣。例如,在显微镜的实验教学中,通过介绍本实验室拥有的从普通的光学显微镜、电子显微镜、荧光显微镜到激光扫描共聚焦显微镜等本学院拥有的显微镜发展历史,增强学生的自豪感和学习兴趣。另外,进一步介绍本学院教师使用该仪器及分析方法取得的最新科研成果,并把教师科研成果的图片或结果展示给学生看,使学生感受到科学研究就在身边,仪器分析无处不在,从而激发他们的学习热情。

(2)灵活的教学方法

灵活多样的教学方法,可以提高学生的学习兴趣,轻松愉快地接受所学的知识。教学常用的方法是以风趣幽默、言简意赅的语言引入主题,通过启发提问、讲授与讨论、对照比较等多种教学手段使学生迅速掌握仪器的特点,提高教学效率。在讲课的过程中可以通过一些有趣的问题来调动学生的学习主动性。除了重点教授基本内容及重点、难点外,还在教学的过程穿插一些小型讨论,在讨论中发现问题、分析问题、解决问题,活跃气氛。例如,讲到最基本的仪器使用时,以pH计的使用为例,通过现场实物的操作演示,从标准液的配置、测试电极的保护与使用及酸碱度的标定,每一个细节都需要仔细、认真、科学合理。使学生真实感受到严谨、规范的操作才是利己利人的最好做法,即保护了仪器又保证了实验结果;否则,即损害了仪器又可能使整个实验过程有毁于一旦,浪费大量的人力物力。以此培养学生求真务实、科学严谨的作风。

(3)丰富的教学手段

充分利用网络信息及仪器厂家附赠的模拟软件,同时不断跟踪国内外专业教学软件开发的最新动态,丰富教学资源内容。例如,在讲高压液相色谱的原理、构造及操作分析时,把仪器厂家附赠的模拟软件全部展示给学生使学生对仪器的原理、构造、操作方法一目了然,有了丰富的感性认识之后,可以进一步加深对理论知识的理解和巩固。教材上介绍的仪器不可能有机会全部实际操作,就容易造成理论与实际相脱节的矛盾,而利用丰富的多媒体手段,就可以使仪器的结构功能及操作方法逼真地展现在学生的面前,不但减少了学时数,而且提高了学习效率。

(4)实验教学任务落实到实验室

适当调整师资,打破一门课只有一名教师授课的教学模式,而是把实验教学任务落实到实验室,组成一个生物仪器分析课程现场实验教学的教学团队,让精通每种仪器的教师、研究生和仪器技术管理人员担任实验室仪器的实验教学任务。生物仪器分析课与其他课程不同,教师不但要有专业理论知识,更要有丰富的仪器分析经验,只有这样才能保证理论与实践的有机结合,收到良好的教学效果。

(5)组织专题或学术讲座

聘请相关专家以专题或学术讲座的形式介绍实验室拥有的仪器及生命科学领域相关仪器发展的前沿知识,包括仪器厂家的工程师、学术专家、本院教师等多方面人才。其内容有些是涉及本学院拥有的仪器或生命科学领域相关仪器的最新发展和研究动态,有些是利用仪器分析原理取得的科研成果。由于讲座结合学生实际,能做到通俗易懂,又保证有一定学术价值,使广大学生开阔了眼界,及时了解生命科学发展的最前沿,又掌握了大型精密仪器的基本原理和性能,为学生后续的就业和考研提供了有利的支持,收到了较好的教学效果。

改革生物仪器分析现场实验教学的措施

知识与能力相交融、动手与动脑相协调是生物仪器分析课堂理论教学和现场实验教学两个相辅相成的方面。理论教学使学生熟悉每种仪器分析方法和基本理论,可以培养学生的思维和创新能力,而生物仪器分析现场实验教学则是在学生掌握仪器分析基本原理和基本方法的基础上,使学生逐步学会运用仪器分析理论和实验技术解决与本专业学科相关实际问题的方法和技能。

(1)原则

改革生物仪器分析现场实验教学措施的基本原则,就是充分利用本学院拥有的大型精密仪器,坚持有什么仪器就学什么仪器的原则,采用因材施教和分层次教学模式。

(2)加强实验的预习及基本操作技能训练

有预习才有准备,学生要做好实验必须要课下进行预习,提前对实验所涉及的仪器及专业知识进行预习,了解和掌握各类仪器的使用。这是仪器分析实验必不可少的重要环节,对提高仪器分析实验课的教学质量具有重要作用。对于基础简单的仪器操作,教师要根据具体情况,对关键环节及容易出现问题地方进行重点介绍,并亲自操作演示。例如移液器的使用、凝胶的制备、比色皿的对比使用等,使学生对生物技术的基本技能熟练而准确地掌握。

(3)注重分析仪器的现场观摩及实际应用考察

对于大型精密的贵重仪器设备,为了培养学生的实验技能及分析问题、解决问题的能力等综合素质,理论课教师在授课前可以提前带学生进行分析仪器的现场观摩及实际应用考察,增加学生的感性认识。这个过程也让学生对学院拥有的先进仪器设备产生自豪感,增强学生在理论授课时的理解力。

(4)实验设计

根据学生学习的一般规律和学生个体的实际情况,把仪器分析实验分为三个阶段,即:基础实验阶段、综合设计实验和参与课题的科研实验阶段。根据因材施教和分层次教学的原则,组织学生进行实验教学。

①基础实验阶段

本阶段涉及生物仪器分析的基础、经典实验,是配合各专业理论课教学的以演示性、验证性为主的实验,是面向全体学生的基础性实验教学,它包括生物样品的预制备及各种普通常用生物仪器的使用。通过这些验证性的实验,学生能掌握仪器分析的基本原理、操作技能和仪器的使用范围。本阶段的实验是在教师的指导下由学生独立完成。通过采用人工配置的简单试样分析对象,保证人人动手亲自操作,使学生有充分的时间使用仪器进行操作,重在培养学生的动手能力和观察能力;通过基础实验阶段使学生熟悉一般实验操作技能以及实验数据的采集、处理、分析和综合能力。

②综合设计实验阶段

配合学生的毕业论文设计及日后的考研和就业,经指导教师同意并指导,使学生在掌握基本实验技能的基础上,充分利用实验室现有的仪器设备,完成自选的综合设计型实验。本阶段是面向学习能力较强,专业知识扎实,同时又有参与实验设计、了解实验室大型仪器设备要求的同学。本阶段综合了现代科技发展的新知识、新技术和新方法的实验,是以学生为主体的实践教学方法,重在培养学生综合运用所学知识和技能解决实际问题的能力和创新意识,如作物遗传育种、基因工程等。教师可根据实验室的设备条件,引导学生设计出与生活关系密切相关的综合性实验方案,例如水稻的转基因遗传转化等。学生根据自己的兴趣爱好自由组合,以个人或小组为单位任选一题进行实验方案的设计,包括采样、预处理、测定和数据处理等各个环节的实验方案。由指导教师集中审阅、指导实验方案。然后小组内分工协作,各负其责,自行准备实验材料,熟悉所用仪器的工作原理及操作方法,进行试样预处理和上机测试,分析数据并撰写实验报告。该阶段并不要求学生独立完成,而是让学生在综合性的设计实验中,熟悉科学研究的过程和方法,消除科学研究的神秘面纱,拉近与科学研究的距离,进一步熟悉实验室拥有的仪器设备的性能,让学生体会到参与科学研究的乐趣。

③参与课题的科研实验阶段

本阶段的实验是针对基础好,学有余力,对仪器分析课程具有浓厚兴趣,同时又对科研工作有强烈要求的学生设立的。学生通过与专业课教师的交流,了解教师的研究方向和研究课题,根据自己的兴趣爱好主动地参加教师的科研课题、课外科技活动项目和毕业设计。根据双向选择的原则自由组合,指导教师要对学生提出要求并针对实际情况进行辅导,同时结合开放实验室的管理制度,要求并督促学生参加实验室的仪器培训班,取得上岗合格证后,方可进入教师的科研团队。参与科研的学生需要阅读有关课题的相关国内外文献至少2篇以上,写出科研计划和开题报告,由教师进行审核并确定其可行性。在实验的过程中,教师与学生进行及时的交流与沟通,通过PPT的形式向教师做出汇报,使教师及时了解学生的实验进展及存在的问题,有针对性地进行辅导和改进。实验实施过程中,开放实验室提供必要的实验场地、仪器设备,学生根据自己的情况自主安排时间,预约进入开放实验室进行实验。

这一过程可以作为毕业论文的前期工作,激发学生的积极性。综合设计实验阶段和参与课题的科研实验阶段,充分体现了因材施教和分层次教学的改革模式。同时教师在科研过程中所表现出来的科学、严谨工作态度和作风对学生也起到潜移默化的作用。在此过程中,学生的创造思维能力,从事科学研究的基本素质和技能会得到不断提高。

实验室开放

仪器分析课程的课时很难满足学生的科研需要。仅仅通过前面几个环节的实验,学院拥有的大量精密贵重仪器这一丰富的资源也不能得到充分的利用。所以,为了充分利用自身的资源,培养学生的实际能力,为今后的考研和就业提供有利的支持,学院为学生设立了全天侯开放实验室,学生可以随时预约自己的实验时间,合理安排实验和科研时间,充分利用了本学院拥有的丰富的仪器设备资源。开放实验室对实验室的管理人员和实验技术人员提出了更高的要求。我们要求实验技术人员积极参与科研、仪器培训现场实验教学中,不断提高自身素质,使生物仪器分析现场实验教学效果有了明显提高,实验室的各项管理工作也因此上了一个新的台阶。