生物科学专业课程范例6篇

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生物科学专业课程

生物科学专业课程范文1

【关键词】生物科学专业导论;教学目标;教学内容

Thinking on the Teaching Objectives and Teaching Method of Introduction to Biological Science

LI Wei YANG Yu-ling

(School of Life and Environmental Sciences, Huangshan University, Huangshan Anhui 245041,China)

【Abstract】Through setting up the Introduction to Biological Science course, the theoretical system, research hotspots, curriculum provision system, school-running characteristics, further education and employment will be introduced to freshman majored in Biological Science. The main objective of this course is to help the freshman establishing their interests and clearing the curriculums and future developing directions, which will lay a solid foundation for the future study.

【Key words】Introduction to biological science;Teaching contents;Teaching methods

0 引言

生物科学是一门以实验为基础,研究生命活动规律的科学。生物科学作为一门基础科学,同时又是生命科学(医学、农学等)以及其他交叉领域(仿生学、生物物理学等)的基石[1],已成为社会发展和科学进步的主要推动力,当前以及未来都将与人类的生存、发展息息相关[2]。

与高中阶段的生物课不同,大学阶段生物科学已作为单独开设的专业。高中生物的某个章节在大学阶段可能会成为单独设立的一门课程。因此,在进行专业课程学习前如果能够提前对入学新生进行引导,帮助他们熟悉本专业的具体情况(学习内容、继续深造的潜力、就业方向等),对学生尽快融入专业学习会具有非常积极的作用。

因此,作为开设生物科学专业的院校,正视当前生物科学专业学前教育,结合实例介绍本专业特色、未来发展趋势,通过各种形式开展生物科学新生入学学前教育,能够帮助新生为未来的学习和目标制定奠定坚实基础。生物科学专业导论课程是生物科学专业新生专业课程设置中的一个重要环节。本课程通过对生物科学专业人才培养方案待解读和分析,使学生了解未来本专业的课程设置、理论体系、研究热点、办学特色以及考研就业等相关方面的信息,树立学生对本专业课程的兴趣,为后续的相关课程学习奠定基础。

1 教学目标

使学生了解生命由来的学说,进化论发展历程;掌握本专业的研究热点与前沿问题;通过本门课程的学习,对本专业的整体(学习内容、就业、深造)情况全面把握;通过大量实例分析、经验分享等,培养学生对本专业的兴趣,为学生未来四年对本专业的学习树立信心。

2 教学内容

生物科学专业导论课程应围绕生物学的经典理论,以生命由来的学说为起点,生命科学的理论体系及研究热点为主线,具体介绍生物科学专业设置、就业方向、考研情况等,并通过英语微课、优秀毕业生经验分享等方式授课。课程共8个学时,课程内容可作安排如下:

2.1 生命的由来,进化论 (2学时)

生命的定义和生命的基本特征、人类认识和研究生命的历程及现代生命科学的重大意义;生命的起源,生命的进化以及生命科学的理论体系。

2.2 生命科学的理论体系及研究的热点问题介绍 (2学时)

介绍当前生命科学的研究热点以及其与人类社会的主要关系。内容涉及生命的基础、生命的结构、生命的本质、生命科学与农业、医药、健康、生活、环境等领域的关系。

2.3 生物科学专业设置、就业方向、考研情况介绍(2学时)

对生物科学专业未来四年培养方案、课程设置、课程简介、就业方向、就业率及本专业历年考研情况等进行详细介绍。

2.4 邀请外语专业教师进行全英文生物科学专业示范课、讨论、答疑(2学时)

生物科学的学习,在当前科技发展现状下,离不开英语这门工具。选取具有代表性的某一知识点(以生态学为例),通过邀请从事多年生态学教育的教师进行全英文微课教学,激发本专业学生对本专业以及对英文学习的兴趣;同时,邀请本专业已就业和已考取研究生的同学(在读)与新生互动,通过课堂讨论、提问等形式,对本专业就业方向及深造情况进行具体分析,对学生有困惑的问题进行答疑。

3 小结

《生物科学专业导论》课程是专为生物科学专业新生开设的专业导论课,通过本课程开设,使学生系统地了解和认识各种生命的起源、生命的现象及本质,把握当前生命科学的发展动态,了解生物科学在人类社会生存与发展过程中的重要性,激发学生对生物科学专业学习的兴趣和热情,并为以后的专业课程的学习做好铺垫。同时,通过本课程的学习,使本专业学生能够对未来就业与再深造能有较为深刻的认识,为同学们未来大学四年的学习以及目标制定提供背景知识以及思路。本课程的教学内容及教学方法没有固定的教学模式,需要本专业老师结合自身教学、研究特点以及院系特色等进行[3],如何通过专业导论课程教育提高学生的学习兴趣,培养学生良好的学习态度,促进专业发展,不仅是生物科学,也是其他学科需要面临的问题。

【参考文献】

[1]张志鸿.新世纪中推动生物科学发展的“Bio-X”[J].生物物理学报,2001,17(1):1-9.

生物科学专业课程范文2

关键词:高校 综合性实验 设计性实验

生物科学专业人才培养的内容包含生物科学理论和生物技术两个方面,注重对学生技能的培养,其培养任务是学生在掌握基本理论知识的同时,接受一定程度的实践训练,培养学生良好的科学素养及科研能力。因此,实验课程的开设是生物科学专业人才培养的重要环节。

当今高校人才培养目标的重点是培养创新型、应用型人才。相对理论教学来说,实验教学更多的承担了培养学生创新性、应用性、自主性能力的任务。教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》(教高[2005]1号)中指出高校在实验教学中要增加综合性与创新性实验的比例,从而提高学生对本学科领域的自主学习和独立研究能力。《关于加强“质量工程”本科特色专业建设的指导性意见》(教高[2008]208号)中也指出,高校特色专业建设应特别注重加强实验教学,改革创新实验教学内容和实验教学方法,建立基础性、综合性、创新性、研究性等多种实验构成的实验教学体系。因此,对于生物科学专业来说,建立健全实践教学体系是人才培养的关键部分,其中实践教学体系中综合性、设计性实验课程的定位则尤为重要。

一、综合性、设计性实验的定位

教育部《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》中指出,设计性实验是指给定实验目的、要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以实现的实验,而综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或相关课程知识的实验。综合性实验具有实验内容紧密,实验方法多元,实验结果综合的特点,而设计性实验具有实验内容自由,实验方法多元,实验结果多样的特点,这与单一的基础性和验证性实验有很大区别。因此,综合型和设计性实验从定位上应高于基础性和验证性实验,应在基础性和验证性实验的基础上进行综合性和设计性实验的开设。

二、综合性、设计性实验开设的限制因素

《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》中对开设综合性、设计性实验课程占总实验课程的比列有一定要求:综合性、设计性实验课程开设达到80%以上为实验教学效果好,达到50%~60%为效果较好。但是在实践教学过程中,大多数高校,尤其是新建本科院校的生物科学专业,其综合性、设计性实验的开设率很难达到50%,并且在实际教学过程中存在诸多的限制因素。

1.实验课程安排的盲目性

开设综合性和设计性实验课程,需要先考虑如何安排专业实验课程。生物科学专业的实验课程主要由专业基础课、专业方向课和专业选修课组成。专业基础课包含生物化学、分子生物学、细胞生物学、微生物学、植物学、动物学、植物生理学、动物生理学等,所涉及的实验知识和技能是整个生物科学专业培养课程的基础和核心。专业方向课是在专业基础课的基础上进一步深入和扩展的针对性较强的专业课程,如基因工程、发酵工程、酶工程等。专业选修课是专业方向课的补充和扩展,如蛋白质组学、分子遗传学、生物技术制药等,学生可以根据自身的需要和接受程度自行选修相应的实验技能,从而针对性地提高专业技能。

基础性、验证性、设计性、综合性等类型的实验内容在开设的过程中需要考虑各专业课程的性质。不同的专业课程对实验的要求存在一定差异。目前,绝大多数高校在开设综合性、设计性实验课程时很少去区分专业基础课、专业方向课和专业选修课的课程性质,仅仅是为了满足教育部的评估要求而盲目的增加综合性、设计性实验课程,这导致学生在上专业基础课时无法适应综合性、设计性实验内容,而上专业方向课和专业选修课时又对综合性、设计性实验中涉及的基础性实验内容没有完全掌握,从而产生专业实验技能培训的混乱现象。

2.实验课时分配的不合理性

综合性、设计性实验内容覆盖广,对实验技术要求高,所以需要更多的教学时数支撑。如《分子生物学》实验中仅PCR过程至少需1小时、《生物化学》的蛋白质分离纯化实验需3~4小时、《微生物学》的细菌培养需1~2天等,这在有限的学时下很难完成教学任务。

通常,实验课程的课时分配需要结合总课时量的分配情况,再安排不同专业课程的理论和实验课时比例。理论课时和实验课时分配本身就存在矛盾,如果再增加对综合性和设计性实验分配比例的考虑,势必会造成这种矛盾的加剧。部分高校能够将一部分专业基础课的实验内容独立出来,如生物化学实验、分子生物学实验、微生物学实验等,保证该实验课程拥有较多的课时。而大多数高校能独立出来的实验课程相对较少甚至为零,实验内容只能附属于理论课程之下,导致实验课程教学时数较少,教学内容不完整,这是制约高校实验课程改革的重要的问题之一。

3.实验教学模式的保守性和封闭性

受传统教育思想的影响,我国高校生物科学专业的实验教学基本上延续了以理论知识为主,实践技能为辅的教学模式。实验课程教学模式更是偏重于基础性、验证性、演示性实验。这些实验内容简单、固定,实验内容之间很少有过渡和衔接,甚至部分课程之间的实验内容存在大量的重复。

综合性、设计性实验课程的开设,要求实验教学模式多样化、开放化和灵活化。不同的实验场地、实验对象、实验内容和实验方法可能会在一个实验项目中涉及,这不同于传统、单一、封闭的实验教学模式。无论从时间、空间,还是内容和方法上,对高校生物科学专业的专业建设和实验教学模式都提出了新的挑战。

4.实验室管理模式的固定

传统实验教学模式产生了传统的实验室管理制度,其要求实验课程的开设应在规定的时间和地点完成教学任务,仪器设备和试剂的管理都是统一的,任课教师为了在不违反实验室管理制度的前提下完成实验教学任务,只能尽可能多的开设传统的、简单的实验内容,这也是基础性和验证性实验内容比例较高的原因之一。综合性和设计性实验需要开放的实验室管理制度相配套,传统的实验室管理体制与之存在严重的矛盾,这是限制高校生物科学专业实验课程教学改革的重要因素之一。

5.实验资源的不合理分配和使用

实验设备及经费的分配是限制高校生物科学专业实验课程改革和发展的瓶颈之一。生物科学专业对仪器设备、实验材料和经费的依赖较高,尤其是分子生物学相关实验涉及的仪器,动辄十几万到几十万元一台,这对于部分新建本科院校来说是个门槛。也因此受到了限制,大多数高校在开设综合性、设计性实验课程的时候往往需要考虑已有的实验仪器设备、配套设施等是否满足课程需要,而不是去考虑如何合理的设置实验内容,这违背了综合性、设计性实验开设的宗旨。

三、综合性、设计性实验开设及实施的建议

1.实验课程的层次化和实验内容的模块化

综合性、设计性实验课程的开设,需要根据人才培养方案的目标和任务,制定专业基础课、专业方向课和专业选修课的课程群,在实验课程的安排上要严格区分不同性质的专业课程对不同类型实验的需求,使实验课程形成完整的技能链条,具有明显的层次,即实验内容由浅入深,实验方法由少变多,实验原理由简入繁。

实验课程模块化是解决实验课程课时不足的有效途径。根据人才培养方案中实验课程涉及的实验技能,精炼实验内容,做到一个基础性实验包含一个实验方法和原理,形成基础实验模块,并使该实验模块能在今后的专业方向课和选修课中被涉及。这样在专业方向课和选修课的实验课程中将基础实验模块进行组合,从而建立综合性、设计性实验课程内容,使专业基础课、专业方向课和专业选修课的实验课程形成有机的整体。

实验课程层次化能够明确不同课程的教学目标和任务,避免课程之间知识和技能的重复和断裂,建立课程之间良好的过渡和衔接。实验课程的模块化能够更好的细化知识和技能,避免专业课程之间实验内容的无序和重复。

2.实验课程课时的分配及设置

根据专业课程的性质,将专业基础课的实验独立出来,分配较多的课时,使专业基础课能够开设更多的基础性和验证性实验。这些实验通常能够在1~2个课时完成,内容简单,使学生能够在较短的时间内掌握。每学期一门专业基础课安排至少20课时的基础性实验,这能够充分培养学生的基本实验技能,为将来的综合性、设计性实验的学习打好坚实的基础。

专业方向课和专业选修课的实验内容以综合性、设计性实验为主。综合性和设计性实验在课时安排上不局限理论与实验课时的分配比例,实验和理论课时可以灵活调度,将实验内容作为理论内容的延续和补充,同时也能在实验内容中进一步深入理论内容,实现“从做中学,边学边做”的教学效果。

3.开放式、信息化的实验教学模式及管理方式

开放的实验教学模式是综合性、设计性实验开设的必要保障。在开放式实验环境中,学生以分组的方式进行实验,可以自行安排实验时间,从而避免实验室学生人数过多,实验资源紧张的情况,同时也能使教师最大限度的指导学生;学生可以选择内容进行实验,避免实验资源的不合理分配,提高仪器的利用率;学生在一定范围内自由选择实验方法及手段,避免实验教学的单一性和局限性。开放式实验教学模式不仅解决实验教学课时紧张、实验资源的不合理分配问题,还可以调动学生实验操作的积极性,使学生在实验中变被动为主动,提高学生的综合素质。

在开放式实验环境中,实验室应根据不同学科将实验室进行分类,以实验仪器设备的利用率及价值进行分区,不同分区有专人负责管理。开放式实验室可建立信息化管理方式,统计实验室及仪器的使用频率,对频率较高的实验室采取开放式管理,对频率较低的实验区域进行统筹管理。此外,考虑到生物科学专业的一些仪器设备价格昂贵,可以专人专管,并使用网络信息系统建立预约机制,采取计划性、集中性安排仪器的使用时间,实行半开放策略。

四、结语

生物科学专业课程范文3

关键词:微生物育种学;教学改革;过程性考核方式

优良的微生物菌种是发酵工业大规模高效生产的基础,而工业生产中所应用的优良菌种只有通过不断的微生物菌种选育来获得〔1〕。微生物育种学是生物工程专业一门专业必修课,为适应应用型大学培养既有足够的理论基础和专业素养、又能够将知识应用于生产实践的人才的办学目标,更好地体现课程专业特色,我们对教学内容与教学方法进行了改革与探索,以期提高课程教学质量,培养应用型高素质人才。现将教学实践体会总结如下:

1优化教学内容,突出实用特色

1.1精简理论知识内容,增加实用性强的内容

微生物育种学专用教材较少,目前我们以施巧琴、吴松刚主编科学出版社出版的《工业微生物育种学》和盛祖嘉主编科学出版社出版的《微生物遗传学》为基础,精选教学内容,删除在生物化学、遗传学等基础课程中包含的相同内容。主要讲述微生物的基因突变,细菌和真菌的基因重组,诱变剂,微生物菌种的分离筛选,微生物菌种的诱变育种和代谢控制育种技术等基础内容。在课堂上讲授微生物育种的基本理论,并通过一些微生物育种实例介绍育种的技术路线和选育的具体方法,适应培养应用型人才的目标要求。

1.2增加实验课时,开设综合性实验

微生物育种学实验是培养学生实践能力、创新思维及团队合作精神的重要途径。微生物育种学是一门应用性很强的学科,开设实验教学特别重要,因此我们把教学学时进行调整,由原先的30学时理论教学和24学时实验教学调整为24学时理论教学和30学时实验教学,增加了6个学时的实验教学。实验内容修改为“高产淀粉酶产生菌的选育”和“大肠杆菌营养缺陷型的筛选”2个综合性实验项目,并通过开放实验室给学生提供更多锻炼实验技能的机会。

2改进教学方法,提高教学质量

传统的授课方式采用“填鸭式”教学,教师在讲台上口若悬河的讲授,一些学生在讲台下昏昏沉沉的听讲。整个教学过程学生懒于思考,缺乏主观能动性。而采用启发式教学,并结合现代互联网技术,鼓励学生开展课堂讨论,培养学生自主学习能力,激发学生的学习兴趣,调动学生的积极性,培养学生的独立思考、分析问题和解决问题的能力,有利于学生理解和掌握教学内容。为了保证全体学生都能够参与课题讨论,我们提前4周将“脂肪酶产生菌高产菌株的选育”、“蛋白酶产生菌高产菌株的选育”、“植酸酶产生菌高产菌株的选育”、“纤维素酶产生菌高产菌株的选育”、“耐高温脂肪酶产生菌高产菌株的选育”等多个题目布置给学生,每个学生实验小组自由选择题目。要求学生通过文献的查阅,自己设计实验方案,制作成PPT课件,派出代表在课堂上进行阐述,对班级其他学生提出的问题进行答辩。最后,教师在学生讨论的基础上根据发现的问题及时补充、完善。学生通过参与活动,将自己设计的实验和小组进行对比,对知识掌握得更牢固,同时也培养了学生的科研实践能力、理论联系实际能力和团结合作的团队精神〔1-2〕。

3实行过程性考核方式,科学评价学生

考核作为教育评价的重要手段,必须有利于学生充分发挥自主学习和实际动手的能力,有利于学生的全面发展。传统的期终考试决定成绩的考核模式,往往造成学生平时不努力、临考忙突击的学习状况,很难真正掌握课程内容,也不利于养成良好的学习习惯,为此我们采用了过程性考核模式,学生课程总成绩=平时上课(20%)+实验技能(25%)+实验报告(5%)+期末考试成绩(50%),考核要点。平时上课成绩根据出勤率、资料查阅和课堂讨论发言等情况评定。实验成绩根据实验结果、实验操作技能水平和实验报告等情况评定。通过形式多样的考核方法,客观、科学地评价学生的理论知识、实践应用能力和专业素质,激发学生学习的主动性,真正发挥考核的教育功能〔1,3-6〕。

生物科学专业课程范文4

1.1依托省级生物学实验教学示范中心,建立专门的实习基地

大连大学生命科学与技术学院从2009年获得辽宁省生物学实验教学示范中心,抓住有利时机,我院主要领导根据生物类专业实习遇到的问题,决定以中心为依托,建立校内实习实训基地,地点就选在中心实验室,并购置了适合进行生产实习的必要的设备,如大型离心设备、发酵罐、摇床、培养箱、烘箱、水浴锅、超净工作台、疫苗分装机、压盖机以及进行生产实习所需要的试剂和材料。从硬件上配置资源,使校内实习实训基地初具规模。

1.2配备专业的师资力量,加强队伍建设

学院为校内实习配备了专业的师资力量,实验教师均为硕士毕业以上,具有多年教学工作经验;授课教师为博士毕业以上,并具有高级职称和多年的教学经验,同时要求在科研上具有承担国家级和省市级研究课题的经历。这样,从师资力量上为校内实习实训基地配置了最好的软件资源。

1.3选择实用、有价值的科研内容或题目作为实习实训内容

在本科生实习实训内容的选择上,实习指导教师进行了精心的筛选和论证,其筛选的原则和标准为:首先,实习的内容必须来源于国家级课题,尤其是国家自然科学基金课题。这样就保证了实习内容和题目具有高层次水平与研究价值;第二,实习内容必须具有应用性,即属于生物技术的下游,能够生产出产品或能进行技术转化。学院选择许崇波教授的国家自然科学基金项目《产气荚膜梭菌保护性抗原基因的构建及免疫原性研究》(No:30371380)作为生物专业本科生生产实习的依据,精选出其研究成果中的应用部分作为具体的实习内容,即大肠杆菌基因工程灭活疫苗的制备。这样就保证了校内实习实训教学内容的科学性和实用性,具有实习的价值。

1.4制定合理、详细的实习计划

实习指导教师同实验教师每个学年都要制定详细的实习计划,对参与实习的人数要提前一个学期进行统计,并计算出所需要的易耗品和试剂材料,对于购买周期较长的药品或试剂要提前购买,其它试剂和材料均要求在实习之前一个月到位。实习的具体时间也要在实习开始前2个月做出,避免与其他课程或实践活动冲突。这样就保证了校内实习合理、有序地进行。

1.5严格执行实习计划,加强监督和指导

在每年具体的实习过程中,实习指导教师同实验教师要严格执行实习计划,没有特殊情况不得随意做出改动或调整。在指导学生实习期间,要耐心讲解,全程指导,并丰富教学手段,除了实践操作示范,还需要配合以PPT、影像资料等加大对学生信息的提供,开阔学生的视野。另外,一定要严肃纪律,制定考勤制度和实习操作规范,严格监督执行。对于纪律涣散、不注意考勤制度的同学,要及时进行批评教育,并随时进行记录,与学生的实习成绩挂钩。尤其要注意安全操作,避免出现教学事故。这样就保证了实习的纪律性和规范性。

1.6规范实习报告,客观评价学生的实习成绩

学院指定了专门的实习报告手册,便于学生进行记录和填写。另外教师也要使用指定的实习成绩记录手册。对于实习报告的填写,实习指导教师要事先做出规划,并在实习过程中或实习结束前夕及时向学生传达,其实习报告填写的要求一定要统一、合理。对学生实习报告的评价一定要客观、仔细和耐心,对实习填写内容中不规范的地方一定要指出,实习产品或结果中不理想的地方一定做出批改,并在最后对每个学生的实习情况做出总体评价和给出最终的成绩,综合学生实习的全面情况,择优选出优秀实习生从学校层次加以表彰和奖励。

1.7认真总结,不断创新

指导教师最后要综合所有实习学生的实习情况,对实习做出整体总结和评价,并作为教学资料和档案材料留存。另外,要为下一年的实习做准备,更新教学资料,积累素材,挖掘社会资源。指导教师通过个人联系等方式定期到大连周边地区知名生物企业进行参观学习或交流,为学生收集第一手的资料和信息,使校内生产实习逐渐与校外实习接轨,不断提高实习效果。

2实习效果

校内实习从2006年开始,中间经过不断的改进,到现在经过了8年的建设和发展,逐渐形成了自己独特、成熟的运行模式,校内实习取得了良好的效果,表现在以下几个方面。第一,本科生的实习得到了保证,完成了教学计划。试想,如果没有及时建设校内实习基地,学生的教学实习将不能得到保证。第二,锻炼和提高了学生专业技能,淬炼了他们进入企业及市场接受竞争和挑战的能力,有利于他们将来就业或进一步深造。第三,积累了经验,储备了知识,深化了实践教学改革。

3存在的问题及改进的办法

3.1存在的问题

尽管在校内实习基地的建设方面取得了一定的成绩,但仍然存在一些问题。首先,缺乏一些必要的仪器设备。开展与生物疫苗制备有关的实习实训,需要具备一定洁净程度的空间,因此需要在操作空间安装一些净化和过滤设备;或者需要一定数量的超净工作台。其次,实习实训的时间和强度不够。目前实习和实训的时间一般在第七学期后半部分,这时候正好赶上学生的考研复习,许多计划参加考研的学生往往抱怨实习占用的时间太多,耽误了他们的考研复习;而实际上集中生产实习的时间仅仅为2~3周,远远达不到学生熟练掌握专业实践操作技术的要求。另外,尽管实习指导教师通过一些个人联系等方式定期到相关厂家进行参观,但只限于一般了解,对车间实际操作还了解不够,对于工厂化生产生物疫苗和生物制品的知识还不够深入。

3.2改进的办法

针对上述存在的问题,经过讨论,采取了如下的解决办法。首先,呼吁学校和学院领导进一步重视校内生产实习基地的建设,完善和更新必要的设备,提高校内实习的专业化程度。第二,解决实习实训时间不足与学生考研冲突的矛盾,必须把生产实习的形式多样化,即不仅仅限于集中实习。实习形式可以分为集中实习和分散实习。集中实习期间,按照统一要求进行,这段时间尽量避开学生的考研时间,能够安排在第六学期为好。分散实习,可以安排在学生考研结束后,或者其他任何时间,这部分主要由导师制的形式来实行,不必要求实习内容统一,可以体现个性化的内容,只要是与生物工程或生物技术相关的实践操作就可以。分散实习应当给予每个指导教师一定工作量,学生分散实习的成果可以作为毕业论文。第三,针对实习指导教师对工厂化生产了解不够的问题,建议学院定期指派指导教师到相关厂家进行深入的学习和实践,从而积累更专业的实践操作技术和知识,以传授给学生。另外,可以由学院出面聘请相关厂家的专业人员亲自给学生上生产实习课中的某一环节,并给予一定的报酬或其他奖励。

4结语

生物科学专业课程范文5

关键词:科学教育专业;生物实验教学;选修实验

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)15-0092-02

科学教育专业是我校的特色专业,主要任务是培养小学科学课程的教育师资。为胜任小学科学课程教学,因此科学教育专业的学生需要学习物理学、化学、生物学、地理学等传统课程,采用的教材大多为这些专业学生所用的基础课教材。例如华中师范大学编写的《普通生物学实验》,该教材对生物学专业的学生,无疑是一本好教材,但让科学教育专业的学生使用,存在以下问题:一是内容不适合学生的实际需要。本书作为综合性大学生物工程、生物技术专业本科生的教材比较合适,由于学时的限制,学生动手做的实验以验证型实验为主,综合型、设计型实验较少。二是难度方面不适合学生的实际情况。由于专科学生入学成绩低于本科学生,如采用传统实验教材,明显难度太大,增大学生学习压力。因此,有必要为科学教育专业的学生编写一本《普通生物学实验》教材。针对学生实际情况,在教学实践的基础上,我们完成了《普通生物学实验》的编写。

一、实验教材的定位及设计原则

1.实验教材的定位。高等教育的目的是培养综合素质高的现代化人才。人才的关键在于适应地方经济和社会发展的需要,培养具有分析、解决实际问题及创新能力的复合型创新人才。对科学教育专业的学生,科学素质的培养来自于实验教学。生物实验教学能培养学生实验能力、发挥人的主观能动性,养成尊重科学、实事求是、一丝不苟的科学作风。实验教材是实验教学内容的载体,也是实验教学体系的重要组成部分。实验教材的作用首先是起到指导作用,是教师进行实验教学的主要依据。高质量、高水平的教材能引起学生的学习兴趣,启发学生积极思考,激发学生不断创新。其次,实验教材在实验教学中起到稳定教学秩序、保证教学质量、创新教学内容、主导教学方向的作用。因此,实验教材的编写要注意精雕细琢,才能更好地发挥教材的作用。

2.实验教材的设计原则。大多数科学教育专业的学生毕业后会从事教师职业,因此在实验教材的设计中要体现以下三个原则:一是重视实验基本操作训练,提高学生的从师能力。正确的生物学实验操作技能是学生进行小学科学教学的基础,也是学生今后站稳讲台的保证。所以,在教材安排上要重点考虑,使实验基本操作保质保量进行。二是突出知识的灵活运用,培养学生的科学素质。科学教育的核心是培养科学素养,所以教材设计时应增加综合型、设计型实验的量。三是充分授权给学生,激发学生的创新意识。科学教育专业的学生将来大多数要承担小学的第二课堂、科技制作等活动,故教材应增加选修实验,让学生有自,在时间充裕、自主思考、反复实践的过程中获得知识,培养创新能力。

二、实验内容的具体设计及教学意义

根据学生的实际情况,实验内容由浅入深、由易到难,从简单到复杂三个部分编写。具体实验内容设计及课时安排见表1。

1.生物实验基本操作。这部分内容主要是练习仪器设备的使用,包括显微镜、显微测微尺、血细胞计数板等的使用;掌握生物切片技术,包括临时装片、徒手切片法等。大多数学生在高中阶段做生物实验比较少,基本的实验操作技能欠缺,而基本操作技能是实验的基础,每个综合实验、设计实验都需要用到多种操作技能,如果这些操作不规范,将影响综合型、设计型实验结果的准确性,影响学生做实验的兴趣。故狠抓学生的基本操作技能,可为学生站稳讲台打好基础。所以,此部分内容要准确、清晰、描述详细,不仅要说明实验目的、实验原理,还要将实验的具体步骤、实验过程中的注意事项详细叙述。让学生一看就知道如何做实验,以提高学生的兴趣。同时,给学生足够的时间进行训练。训练过程一定要正规化、系统化,严格要求学生认真操作,反复练习。对于动手能力较差的学生,教师要带着他们一起做,直到学生掌握为止。

2.综合实验。这部分内容主要是小学科学(生命世界)实验的整合,包括校园植物观察与分类实验、叶脉书签的制作、植物腊叶标本制作、种子萌发和幼苗生长的相关因素的探讨、生态系统观察与分析等,目的是为学生从事小学科学教学做准备。以往这部分的内容是对中学内容的提高,实验难度较大,对科学教育专业的学生来说,实用性不强,学习兴趣不高。此外,为了节省学生在实验所需的时间,更好地完成实验内容,教师提前配制好药品,并将所需仪器安装好摆放在实验桌上,学生只需“按部就班、照方抓药”就行,这种实验方法,不能使学生产生比较强烈的记忆和迁移效果,实验效果较差。所以,此部分的实验编写,只要详述实验目的和实验最终达到的效果,而实验步骤、药品配置留下空白,由学生根据实验需要自己补上;如果实验室没有合适的仪器,学生可根据需要自己组装,甚至自己制作实验仪器。实验过程出现的异常现象,学生应运用已学知识寻找解决问题的方法,老师只需在必要时给予指导。实验结束后,学生应将仪器归位、整理实验桌。学生全程体验了准备实验、改良实验,熟练掌握实验操作,实验结束的整理归纳等过程,从而可提高学生的科学素质和从师能力。

3.选修实验。此部分实验由学生自选,教材提出一些问题供学生选择,学生自己也可根据兴趣和需要提出问题。选择问题后,学生通过查阅资料,自行设计实验方案,包括实验原是、仪器药品、实验步骤、实验中可能出现的问题及解决方法等。目的是为科学教育专业的学生从教后,可指导小学生开展科技活动辅导的实际情况而增设的。通过这种方式。促进学生科学素质、创新意识的养成。

三、配套管理

根据普通生物学实验课程的要求,需要开放实验室,以满足学生反复练习基本操作和不断改良实验的需要,使学生能在适合自己的时间内,选择自己感兴趣的实验内容进行实验。参照华南师范大学科学教育专业化学实验的管理模式,建立一套完整的开放管理系统,该管理系统应有设有学生功能区、教师功能区和管理功能区。在学生管理区,学生可以完成实验选取、自主进行实验调整、查看教师意见及实验成绩,同时还可以与同组同学进行信息交流与互动。在教师功能区,教师可查阅当天学生实验情况、对学生的查询进行解答、给学生所做实验打分并进行成绩管理。在管理功能区,管理者可以进行全方位的管理设置,及时回复学生的实验申请,增加或删除实验项目,了解学生的需要,及时补充学生实验所需的仪器和药品等。

科学教育专业作为一个新兴的专业,起步较完,大家都是“摸着石头过河”,根据实践中出现的新问题,不断去修改,在修改中前进。另一方面,实验教师的改革是一项需要用科学的态度,大量时间精力的投入“工程”,更需要同行群策群力,共同构建。

参考文献:

[1]金长健.加强实验课的管理,提高实验教学水平[J].湖南大学学报,2000,14(2):98-99.

生物科学专业课程范文6

关键词:生物信息学;生物专业; 教学方法;学科交叉

中图分类号:G64 文献标识码:A

Abstract: The characteristics of the professional teaching of bioinformatics are introduced , then the paper analyzes on the professional students of biological problems existing in the teaching of computer, biological computer curriculum teaching methods are put forward.

Keywords: Bioinformatics; biology; teaching method; course cross

0.概述

近年来,伴随着生命科学的快速发展,有关生物的数据逐渐增多,而分析手段也很多,产生了生物信息学这个概念。生物信息学是由生物学与计算机科学、应用数学以及统计学等学科相互交叉而形成的一门新兴学科,它使用计算机和信息技术对生物信息数据进行采集、处理、存储、检索和分析,从而达到揭示相关数据中所蕴含的生物学意义的目的[1]。为了快速有效地从海量的生物数据中获得所需信息,提高发现问题、解决问题的能力,在生物信息学教学过程中有必要开设一些计算机课程、数学及工程相关课程,这样可以启发学生综合运用数学、物理、工程科学和计算机知识的能力,拓宽其知识面,了解学科前沿和最新进展,培养跨越生命科学、计算科学、数理科学等不同领域的大科学素质和意识,为今后选择新兴交叉学科领域进行深造奠定基础。因此很多大学增设了生物信息学这个本科专业,有的在计算机学院中增加生物信息专业本科,有的在生命学院增加生物信息本科,在本文中主要讨论在生命学院中开始生物信息学专业。作为一门交叉学科,不同专业的学科体系对生物信息学课程教学提出了不同的要求,如何在生物专业学生中开展生物信息与计算机课程的结合,是培养更高理论和实践能力的生物信息专业人才的关键。

1 生物信息学的特点

生物信息学涉及分子生物学、微生物学、生物化学、蛋白质化学、分子遗传学、基因组学、生物物理学、概率论与数理统计、信息论及计算机技术等学科,学科交叉性极强。仅就计算机技术而言,计算机编程、数据库技术和模式识别、软件工程及网络技术等都在生物信息学中有广泛的应用[1,2]。因此,生物信息学是将不同领域知识高度集中的学科。

2 计算机课程的设置

对生物信息学来说,计算机技术就是一个工具,用来对生物数据进行处理。工欲善其事,必先利其器,所以要做好数据的分析工作,必须让学生学好计算机课程,但更应该在生物信息学专业的教学计划中把计算机课程设置恰当,让学生受益[2]。

2.1 课程的选择顺序

生物信息学面对的是海量生物数据,所以首先需要学习使用编程工具,如JAVA或者C++语言或者Perl语言等编程工具,然后安排数据结构等课程对编程课程进行深入了解,后期安排数据库技术、数据挖掘等课程,方便学生进行实践应用。

2.2 教材和授课内容的合理选择

在学习生物的学生中开设生物信息学专业,那么教材的选择应该兼顾学生的知识背景和学习兴趣,由于学生对蛋白、进化、蛋白质结构、基因序列有一些认识,但对计算机比较恐惧,因此计算机教材可选用比较简单、易懂的,如JAVA课程主要讲解编程思想,那么主要包括环境变量设置、语法和如何编程,那么选择教材时就选包括这些内容的教材就可以了,并在上课过程中,结合一些生物信息软件来讲解,激发学生的学习兴趣。同时,选择适合的授课内容也是必不可少的环节:序列比对算法、基因识别算法、蛋白质结构预测、分子动力学模型及机器学习或模式识别算法在生物信息学中的应用等方面的内容,此外在大学初期也要加强数学、物理和计算机方面的基本知识的课程开设[2]。能够从他们自己的知识体系出发, 阐述生物数据如何用计算机方法和技术进行获得并处理;并且了解学生已经掌握哪些生物学知识,在授课过程中,针对学生的特点综合使用多本教材更能达到预期效果。使学生认识到计算机技术和方法在生物学研究领域的广阔应用空间。随着生物信息学研究的深入,国内外出现了大量的生物信息学教材、专著和一些最新的文献。

2.3从抽象到具体的教学理念

由于生物信息学涉及数学、统计学及算法等众多理论知识,但有生物基础的学生具有生物学知识储备,缺乏计算机知识。所以在为生物学专业上进行计算机课程时尽量采用结合实例进行讲解。首先,针对生物学专业学生计算机知识薄弱的特点,尽可能将生物信息学问题转化为学生熟知领域的问题,例如,在讲解蛋白质二级结构预测时,可考虑学生学习过螺旋、折叠和无规则卷曲的特征,讲解模式识别算法预测二级结构的过程时用可采用一些模型如苹果等进行形象讲解更容易被学生接受了;其次,充分利用现代化教育技术及网络资源,对于未接触过计算机实验学生来说,程序代码对于他们而言是枯燥无味的,在教学过程中充分利用计算机实验和网络资源,让学生了解计算机程序的运行过程和网络中生物信息软件的使用,从而对计算机处理生物学数据产生感性认识。例如,在讲解利用聚类算法分析基因芯片数据时,可以先播放基因芯片制作过程的Flas,让学生身临其境,这样不仅可以激发学生的学习兴趣,更可以加深学生对知识的理解和掌握。或者讲解聚类算法可以用物种分类进行类比来讲解[2]。

2.4加强实验环节

生物专业的生物信息学课程的教学过程就是让学生了解并掌握计算机科学和技术如何处理分析生物学数据的过程。因此,进行理论教学的同时,实验教学环节也是必不可少的[3]。计算机实验不同于生物实验,而是主要通过计算机进行处理,例如可通过计算机实验直观的了解三大核酸数据库:蛋白质序列和结构数据库的数据组织方式;通过实验可以让学生掌握如何利用Acclrys Discovery Stdio软件进行蛋白质结构预测,感受蛋白质结构显示软件的强大威力,更重要的是,使学生了解到计算机技术和方法在生物数据处理过程中的举足轻重的作用。从生物信息学实验课中,他们可以领略到计算机科学技术的魅力,增加作为生物信息学专业学生的自豪感,并坚定学好生物信息学知识的信念。

3 后续课程的构想

在后续课程中,由于前面为学生设置数据库原理与设计及数据挖掘等课程,可开设一些专题讲座,如了解数据库设计后,可结合生物专业的特点,可能了解了在网络环境中三大核酸数据库的组织结构,讲解它们是如何采用数据库知识进行组织的,并进行一些简单数据库的设计工作;在数据挖掘课程后可采用一些统计学软件如MATLAB处理生物数据的一些专题[4,5]。又如开设讲解生物信息学的研究热点与与原来讲解的课程进行对接。也可讲解一下药物信息学的设计、疾病靶点的选择等,激发学生学习生物信息学的意义,让有可能进一步深造的学生知道前进的动力。

4 结束语

作为一门新兴的学科,生物信息学专业的发展非常迅速,新的理论、算法和应用程序不断涌现。因此在进行生生物信息学专业教学中,不拘泥于现有的生物信息学教材和计算机教材时纳入最新的研究成果,将相关研究领域的一些新的研究方法、网络资源以及工具软件介绍给学生。例如, GCG软件是一套蛋白质、核酸序列分析软件,一般在Linux环境下使用,包括130多个软件,但现在这些类似功能的软件很多可网络上下载到Windows系统环境下进行蛋白质、核酸序列分析,因此可介绍这些软件给同学使用,方便同学在自己的电脑里熟练使用这些软件,同时有些软件有更新的算法和版本也可以介绍,及时更新学生的知识体系,培养学生相关学科前沿的意识,拓展学生视野。

参考文献:

[1] 孙啸,陆祖宏,谢建明.生物信息学基础[M].北京:清华大学出版社,2005:3

[2] 丁彦蕊,蔡宇杰.计算机专业生物信息学课程教学的实践探讨,安徽农业科学,2012,40(29)14596-14597

[3] 高亚梅,韩毅强.生物信息学本科教学初探[J].生物信息学,2007,5(1):44-48

[4] 戴凌燕,姜述君,高亚梅.《生物信息学》课程教学方法探索与实践[J].生物信息学,2009,7(4) :311~313.

[5] David W M.Bioinformatics:sequence and genome analysis影印本[M].科学出版社,2002.