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细胞生物学实验汇总范文1
关键词：教师科研；研究型教学；生物科学
研究型教学是一种新型的教学模式，它最早起源于美国教育学家杜威倡导的以典型问题组织教学的“做中学”形式[1]，后来又综合了美国布鲁纳的“发现学习模式”和瑞士皮亚杰的“认知发展学说”而逐步构建起来[2―3]。研究型教学是一种将科学研究的理念引入课堂的实践性教学活动，它将学习与研究过程结合起来，摒弃了传统的单向传授知识的模式[4―5]。研究型教学模式是以培养学生创新能力与实践能力为目的，客观上以研究型教师队伍为支撑[6―7]的模式。在教学过程中教师不再是知识的权威者，而是一个课题研究的参与者以及学生的合作者[8]，学生真正成为课堂的主体[9]，学生在获取基础理论知识与基本实验技能的同时，也培养了创新思维与解决实际问题的能力。相对于传统的教学模式，研究型教学更加注重学生获得知识的主动性，注重学生在实验过程中提出问题、探索问题、解决问题的能力[10]，注重培养他们的创新思维与实践能力，培养他们独立学习与终身学习的能力，这与我国古代的“授人以鱼，不如授人以渔”的教育理念不谋而合。
一、高校生物学科专业教学现状
作为实践性的自然科学，各种生物假说或理论的提出都离不开实验的验证。但目前生物科学专业的教学仍然以传授式教学为主导，在理论授课中教师讲解教材内容、学生记笔记几乎是一种普遍现象，虽然许多高校生物科学专业也进行了不同程度的教学改革探索，如课堂采取互动式教学、前沿专题、问题讨论等具体改革模式，但这些改革措施依然脱离不了单向传授的主导模式，这离学生创新与实践能力的培养目标相去甚远。例如，生物的实验课课时偏少，主要是以经典验证性的生物学实验为主，在课时有限的情况下，实验过程基本是按既定步骤进行，几乎未涉及探索性的实验。在此情况下，教师上实验课是为了完成教学计划，学生做实验是为了完成老师安排的任务，这种实验教学模式对学生来讲仅仅是熟悉了一遍实验操作流程而已，由于实验过程中并没有进行过深入思考，实验印象并不深刻，知识技能不能巩固，学习收获不大。
除课堂教学与实验课以外，课程实习、毕业实习以及毕业论文等是教学过程中重要的实践环节，这些教学环节也存在同样的问题。生物科学专业课程实习中比较重要的要数植物学与动物学的野外实习，实习可以使学生亲身体验课堂教学中所涉及的实体，同时也可以激发学生对自然界中动物、植物新现象的发现与探索兴趣，从而起到创新意识培养的目的。但从笔者近几年的调查结果来看，生物科学专业的野外实习却更多倾向于对课本知识的一种实体认证，这对于学生来讲，除了将实物与课本动植物特征描述进行匹配之外，就再也没有探索性的认知过程。这种实习模式使野外实习几乎变成了野外旅游，学生在实习一两年后已基本不认识以前熟悉的植物了。又如毕业实习是检验大学生对理论知识的掌握以及将其转化为实践能力的重要环节，同时也是大学生进入社会的“预演”。但从许多高校生物科学毕业实习的调查来看，大多数实习仅仅是走过场，工厂实习多半是从事一些与学科专业关系并不密切的劳动力工作，这主要是因为长期以来学生受到传统教学模式的影响而缺乏相应的创新能力与实践能力的培养，进入实习单位后表现平平，实习单位不敢让其进入关键的生产部门。再如，毕业论文是大学教学与学生学习的最后一个环节，也是对大学知识学习的综合能力的总结，理应带有创新性的元素，但是，从目前许多高校生物科学的毕业论文来看，多数毕业论文仅仅是简单的重复工作，这主要是因为许多毕业论文仅是为了完成教学的环节，而很少与教师科研结合，教师指导毕业论文仅仅是为了完成教学任务，再加上最近十年的学生数量增多，使师生比例失调，教师指导的学生论文数量大，无法保证毕业论文的质量，学生的科技创新和实践能力并没有得到培训和充分发挥。
事实上，生物科学是兼具理论性与实验性的专业，系统的学科理论与先进的实验技术构成了专业结构的主体，因而对于本科生来讲，如果没有丰富的研究基础与实践经验做后盾，要在理论与技术方面进行创新性实验难度之大可想而知。比如在大学生创新实验项目的实施过程中，如果没有科研教师强力支持，项目普遍不能圆满完成。因为生物科学研究不是单靠灵感就可以完成的，它需要依靠丰富的实践经验与较高的理论水准，只有与教师科研实验紧密相结合，才能达到研究型教学的改革目标。
二、与教师科研结合提出研究型教学模式的必要性
传统单向传授式教学模式已经不能适应当代高等教育大学生创新思维的培养目标，为此最近几年国内外高校教育工作者对研究型教学模式进行了探索与尝试，但大部分的教学改革还基本停留在摸索阶段，还没有一个切实可行的实施平台或手段。教师科研在研究型教学实施方面具有得天独厚的优势，教师科研是沟通教学与科研的纽带，科研教师的创新性思维容易传输给学生，使学生不断受到学科研究前沿思想的熏陶而激发出创新的火花。生物科学是一个发展迅速的实验学科，科研教师要不断跟踪最新科研信息才能站在学科研究的前沿。建立在教师科研基础上的研究型教学发挥了教师在科研素质方面的优势，有利于提高教学质量，培养学生的创新性思维，从而适应现代经济发展对高素质人才的需求。
三、与教师科研平台结合的主要措施
目前生物科学专业的许多课程在内容上均有大量的重叠，而每个教师所授课程相互之间缺乏沟通，结果在教学上做了很多“无用功”，此外也易导致知识的连续性中断，由于教师对小专业内容的局限性，只讲述单一课程内容而忽视了与其他课程内容的联系与承接。由于现代生物学的迅猛发展，生物科学不同领域的交叉越来越明显，研究层次的深化和研究手段的通用，使传统的按单门课程来教学的模式逐渐丧失其高效性。而目前教师科研课题的立项都是基于生物大学科系统的生物学理论来进行科学问题的论证，其实施过程也必然要求进行多学科、多专业的系统联系，因此教师科研为研究型教学模式的开展提供了很好的平台。
生物科学专业教学改革应该打破这种一门课程一个主讲教师的模式，而应强调实验研究和创新培养，推行“知识点组库与教师科研组库匹配” 的教学模式，即将专业课程按大学科的研究方向与尺度进行归类，同时将任课教师按科研方向与内容纳入不同的研究组库，增加实验课时数使其在教学中占据主导地位，在指导组教师的统一安排下根据研究进度和内容选择实验场所。在这一模式下，教学选题不再局限于单一方面的简单观察，而是对于某一生物学现象从浅显的外部特征描述到生物发生的生理代谢、分子作用等内部机理的探索。
基于这一模式，可将生物科学按植物、动物、微生物、人体生物学等进行大课程分类，而如遗传学、分子生物学、细胞生物学、植物生理学、发育生物学之类的课程属于研究层次的类别。在每个大课程下按研究的尺度或水平进行细分，如将植物学分为形态解剖分类、生理、生化、分子等水平。不同的课程对同一生物学问题描述的侧重点不同，讲述的科学研究层次也不同。例如学习植物光合过程，在植物学部分侧重于讲述气孔的作用、叶绿体的形态结构，植物生理学侧重于光合作用过程，细胞生物学则对这一部分进行了重复简述，这表明单一课程由于内容侧重点不同，对于一个生物学过程有的不能全面阐述，有的则又相互重叠，不利于学生对生物学知识的系统把握以及对生物学现象本质的认知。根据“知识点组库与教师科研组库匹配”的教学模式，本节的教学可以这样设计：其一，将光合过程所涉及的不同教材知识内容归纳为一个知识点组；其二，将从事分类学、植物生理学、生化、分子生物学科研的教师优化后成立教师研究组；其三，将生物科学专业的有关这一部分的内容由表及里进行的综述归纳成一个系统的知识点组，对于知识点组之外的零散知识由学生自由阅读即可。但要注意以下几点：①知识点组的教学按实验课题研究的形式进行；②在一个知识点组研究课题实施期间，由教师与学生共同制订课题研究计划；③课题文本需按照科研课题申报格式进行撰写，突出强调课题申报的科学意义与创新性。
为确立上述这一模式的规范性，学院应该在管理层面上对生物科学大专业的知识点进行模块化及优化，并会同全体专业教师进行模块化的合理性讨论，直至建立成熟的知识点组库。知识点组库的建设既要考虑到生物学知识的广度，又要考虑到研究的深度，以符合创新思维培养的教学模式。为建立指导教师组库，学院应每隔一段时间汇总指导教师的科研内容输入库中，以备学生在考虑课题研究内容时有效选择指导教师。
参考文献：
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细胞生物学实验汇总范文2
关键词：《动物学》；教学改革；创新创业
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）04-0147-02
《动物学》是生物科学本科专业的专业基础课。笔者为非生物类专业本科生开设了《经济动物开发与利用》公共选修课，每年有600余学生选修，反应较好，有些学生产生了创业思想，个别学生甚至走上了创业之路。如何将创新创业相关的信息与技能融入《动物学》课程，培养学生的学习兴趣，提高教学质量，给《动物学》的教学改革提出了新要求。本文从突出介绍模式动物培养学生创新性思维能力、面向生产实践培养学生创业意识、改革课程教学方法保障教学质量等方面进行了总结。
一、强化模式动物的介绍，补充新成果，反映新动态，培养学生创新性思维能力
面对飞速发展的动物学科，要不断吸收学科新成果，更新、充实教学内容，使学生了解《动物学》基础知识与生命科学各分支学科、前沿学科的关系。通过介绍四膜虫、草履虫和涡虫等在科学研究中的地位与作用，开阔学生视野，培养学生的科研兴趣。
以四膜虫为研究材料，在上世纪70年现了端粒，80年现了核酶与端粒酶。切赫、阿尔特曼、布莱克和格雷德本等也因此获得了诺贝尔奖。90年代组蛋白乙酰化翻译后修饰功能的发现成为研究热点，“大核DNA重整中RNAi机制的存在”被评为2002年美国Science杂志十大科学发现之一，同时简介核酶、端粒酶和RNAi等的生物学功能及其在分子生物学研究中的应用。
草履虫基因组的破译以及基因组分阶段复制的不同过程，对于进一步了解生物进化的机制具有重要意义。草履虫高度有序的细胞结构为细胞信号的研究提供了条件。草履虫单细胞的特性使它对药物的反应更为敏锐，是研究有毒物质的一种非常理想的材料。Sascha Krenek等人提出可以利用草履虫的热性能曲线间接反映气候变暖对生物的影响。
涡虫的神经系统结构和神经递质种类与哺乳类十分接近。涡虫对依赖性药物具有明显的戒断反应和剂量依赖性，成为药物成瘾机制在体实验模型，为开发新的抗依赖性药物提供了无限契机。Reddien等采用RNA干涉技术对涡虫中1065个基因进行筛查，发现很多基因与中枢神经系统再生有关。涡虫的另一个非常典型的特征是退行生长。退行生长现象引起诸多思考：涡虫如何计算自己的细胞数量？如何维持体形？各种器官如何保持功能？这些问题吸引着一代又一代科学家的研究兴趣。
水螅已成为躯干成形、干细胞生物学和再生研究的重要模型。华丽新小杆线虫是第一个完成全部基因组测序的多细胞生物。Andrew Z. Fire和Craig C. Mello在华丽新小杆线虫上发现了RNA干扰机制。这一发现对于机体防御病毒及寻找疾病的治疗方法极为重要，同时RNAi也成为分子生物学研究的一种重要工具。枪乌贼的星形神经元具有巨大轴突，Hodgkin and Huxley将微电极插入枪乌贼的大神经，直接测出了神经纤维膜内外的电位差，从而提出了“钠假说”。Eric Kandel及其同事选用加利福尼亚海兔为实验对象，揭示程序性记忆的储存位点及形成机制。果蝇在20世纪生命科学发展中扮演了十分重要的角色。遗传学的研究、发育的基因调控研究，各类神经疾病的研究，衰老与长寿，学习记忆与某些认知行为的研究，等等都有果蝇的“身影”。随着突变体诱变、吗啉环修饰的寡核苷酸、mRNA过量表达、转基因斑马鱼、基因敲除等相关遗传操作手段的日臻完善，斑马鱼作为脊椎动物模式在全世界范围内得到了广泛应用。非洲爪蟾是最早克隆的动物，开创了动物克隆的新时代。
二、更新实验教学内容，注重学生技能训练和创新能力培养
将部分传统动物实验改造为设计性训练项目。如有关草履虫的实验内容，除了要求学生用显微镜观察其结构并作图外，还安排学生分组完成草履虫的采集、分离纯化和培养任务。结合四膜虫和草履虫在科学研究中应用的介绍，引导基础较好、对科研感兴趣的学生查阅资料，自行设计利用草履虫作为试验对象开展科学研究的题目和实施方案。通过PPT讲解，筛选出有一定科学意义且可行的项目，鼓励相关学生以此作为参赛题目参与学校各类本科生的培养计划，或作为毕业论文题目展开相关实验。
三、贴近生活，面向实践，注重学生创业能力的培养
在介绍各类群分类概况时，结合动物资源价值和开发利用现状，从食用、药用、观赏等方面进行概述，同时介绍我国特有、珍稀动物资源现状，以及某些对人类危害较大的动物类群，让学生大致了解各类群动物的资源价值、开发利用现状与前景，拓展学生知识面和所学知识的应用范围。对生活中常见、价值较大、开发利用比较成熟的典型种类，则予以重点介绍。如养殖蚯蚓在处理城市生活垃圾和大中型养殖场粪便上的意义，蚯蚓的饲用和药用价值以及蚯蚓粪的肥效，等等；蚂蟥的药用价值与人工养殖技术要点；河蚌育珠的主要过程和珍珠的价值；冬虫夏草的产生过程、人工培育的难点和蛹虫草的开发利用；黄粉虫、蝗虫等的价值和开发利用前景；美洲大蠊、螳螂和斑蝥等昆虫独特的药用价值；主要养殖鱼类、蛙类、龟鳖类、蛇类、禽类和兽类的养殖与利用现状。实验训练项目也能与生活实践紧密结合。不少实验都可选择养殖对象作为实验动物，如蚯蚓、河蚌、福寿螺、圆田螺、蝗虫、中华绒螯蟹、罗氏沼虾、鲤鱼、泥鳅、美国青蛙、中华鳖、家鸡、家兔和小白鼠等。
四、改革教学和考核评价方法，保障教学质量
随着信息技术的突飞猛进，现代大学生获得知识和信息的途径日益多样化，加之“手机”的诱惑，不少学生已成为低头一族。“满堂灌”的“填鸭式”教学法已经不能适应当代大学生。抓住学生思维，调动学生的学习积极性，是提高教学质量的关键。
1.建立《动物学》课程网络资源教学平台，既提高了学生的学习兴趣，又扩展学生的知识面。同时，设置网络交流平台，师生互动，及时交流信息，提高学生学习的主动性，也便于教师了解学生的学习情况，及时调整教学方案。形态、结构和分类是《动物学》课程的主要内容。靠传统课堂授课方式很难形象讲述，学生感到枯燥乏味。任课教师集体研讨，完善《动物学》CAI课件，对理论课程教学内容进行精简，补充新动态、新成果和经济动物开发利用方面的知识。
2.分段式教学，加强师生互动。第一次上课时将教学日历交代给学生（网络平台上也进行公示），让学生清楚整个课程的教学内容、时间安排和进度情况。将每次课堂教学分成四个阶段：第一阶段，学生通过网络平台自学相关章节；第二阶段，任课教师对主体内容进行概述，呈现知识体系，交代重点，解析难点，同时要根据教学经验对学生自学容易出现的疑难问题进行针对性讲解；第三阶段，学生提问，其他同学或教师解答；第四阶段，教师提问，学生集体或个人作答。从机考平台试题库中将各章节考核要点整理出来，编制成判断题、填空题、选择题和填图题等题型，在投影上展示出来，逐一提问，并对学生个人的答题情况做好平时成绩记载。
3.改革课程考核方法，建立新的考核机制。强化课程习题、实验操作、实验报告、读书报告、课程讨论等教学课程训练项目，将这些监测情况汇总，作为学生平时成绩的依据。建立《动物学》试题库和机考平台。在考试内容上注重考查学生运用知识的能力和探索精神，摈弃以死记硬背为特征的考试导向。
总之，在《动物学》教学中，应从改革教学内容和教学方法入手，注重与生命科学发展前沿相结合，注重与日常生活实践相联系，提高学生的学习兴趣，培养学生的学习能力、实践能力和创新创业能力，以适应社会对高素质人才的需求。
参考文献：
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Talking about the Cultivation of Innovative and Entrepreneurial Ability in the Teaching of "Zoology"
WEN An-xiang，WU Jia-yun，XU Hua-ming，WANG Qin，ZHU Guang-xiang，XIE Meng，JIANG Yan-zhi
（College of Life Sciences，Sichuan Agricultural University，Ya'an，Sichuan 625014，China）
细胞生物学实验汇总范文3
【关键词】综合设计性实验 毒理学 实验教学 教学改革
【基金项目】安徽医科大学青年教师教学研究项目，项目名称：综合性、设计性实验在毒理学基础实验教学中的应用研究。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0209-02
一、毒理学实验教学的现状
毒理学是一门研究外源因素对机体的损害作用及其机制，并进行安全性评价和危险度管理的科学，是公共卫生与预防医学类的二级学科。毒理学基础是预防医学、卫生检验和食品质量与安全等专业本科生必修的专业基础课。毒理学基础理论涉及生理学、生物化学、细胞生物学、病理学、药理学和预防医学等多个学科，许多理论内容过于抽象和难懂难记，这就急需实践教学来巩固和验证相应的毒理学理论知识。此外，随着社会生产的发展，人类使用和接触到的环境有害因素种类繁多，同时人类健康和疾病受到的威胁也十分严重，为此，社会也急需通过毒理学实践教学来培养大量的毒理学专业人才以投身到毒理学研究和评价中去。
传统毒理学实验主要由一次次单项实验组成，大多数实验之间无相互关联，且这些实验均是在教师精心设计和周密安排下，实验员老师在每次实验前充分准备受试动物、实验器材和试剂，甚至部分实验的动物染毒也是由老师负责完成。在这些独立实验中，学生每次在授课教师示教后负责完成每次实验的中间操作过程，而在较短的课堂时间内难以掌握实验的原理、意义以及技术要点，原因是实验前后思考不足，更有可能是长期的思维定势仅仅要求学生模仿示教、动动手即可，学生整体动脑内容太少，学生的学习积极性未能调动起来，直接后果是不能把枯燥的毒理学基础理论知识和实践内容联系起来，使学生对毒理学基础理论的掌握和理解十分匮乏，更不要说对毒理学产生兴趣，这也导致学生在近年来考研志愿填写中不能把毒理学放在优先选择的重要原因。这提示，传统毒理学实验已经未能满足当前发展的社会需求，需要对毒理学实验教学方法加以改革和探索。
二、综合设计性实验的概述
当前，社会对本科毕业生的要求越来越高，不仅需要掌握基本的理论知识和实践基本技能，也需要有一定的科研思维、解决问题的能力和创新能力等综合素质。针对传统实验教学方法的不足，已有学者尝试用问题为中心（PBL）的教学方法在神经内科医师教学中探索与实践。本教学课题组通过查阅大量文献、开展教学研讨基础上，习得综合性、设计性实验可以达到以上教学目的。综合性实验是在学生具有一定基础知识和基本操作技能的基础上，运用某课程的综合知识对学生实验技能和实验方法进行综合训练的复合性实验，其主要目的是对学生的实验操作技能进行综合训练，培养学生的实验动手能力以及查阅资料、数据处理与综合分析问题的能力；而设计性实验是在给定实验目的、要求和条件下，由学生自行设计实验方案、准备实验仪器和试剂并加以实施的实验，其主要目的在于调动学生主动学习的积极性，激发学生团队协作意识和科研创新意识，培养学生独立思考、提出问题和解决问题的能力。众多文献结果表明，综合性实验或设计性实验在营养与食品卫生学、临床急救护理学、药理学和病理学等实践教学中均取得了良好的教学效果，学生普遍反映该方法对调动学生的主动学习积极性、培养他们的创新意识、提高他们的实验操作技能等方面效果显著。然而，综合设计性实验在毒理学基础实践教学中尚无系统研究结果。因此，我们提出如下思路：以学生为主体、以课题为主线，在授课教师的全程辅助指导下，学生自主完成查阅资料、设计实验、实施实验和总结报告等过程，详细流程见图1所示。这种新型实验教学方法将会大力提高学生主动学习的积极性，真正培养学生的团队协作能力、科研创新能力、实验动手能力和应变能力等，从而提高毒理学实验教学质量。
三、综合设计性实验在毒理学实验教学中的探索
1.学生设计综合性实验方案 我们对2013级卫生检验与检疫专业30名本科生开展毒理学综合设计性实验教学，本次课程全程由两位理论授课教师和1位实验技术员组成教师团队，课前两周把该班学生分成5组，每组6人，其中每组选1位同学任组长。拟定题目为“对乙酰氨基酚诱导小鼠急性肝损伤作用及其氧化损伤机制探讨”，通过初步培训，要求各组同学分头查阅资料、实验论坛求助等方法设计本次实验设计方案。一周后由各组学生代表汇报，并与授课教师交流讨论后确定最终实验设计方案，详见图2所示。
2.实验前准备 通过授课教师介绍毒理学实验基础相关的理论知识、学生观摩《毒理学实验基本技术和方法》教学录像和学生亲身实践动物实验基本操作等方式，帮助学生尽快做好毒理学实验相关的理论和实验技能储备。此外，提前订购本次综合性实验可能用到的动物、试剂和耗材，且要预约相关检测仪器。
3.学生开展预实验 按照拟定的实验设计方案，5位组长在授课教师指导下完成预实验，主要参与少量小鼠选择、编号、称重、剂量设计与分组、染毒、生物材料收集以及指标检测。
4.正式实验实施 所有小鼠禁食12 h后开始染毒，于染毒后24 h开始收集小鼠血清和肝脏（取材前8 h所有小鼠禁食），剖杀前称量体重，对所有小鼠肝脏拍照、称量重量，血液常温凝固2 h后离心收集血清，各组学生上午完成血清丙氨酸氨基转移酶（ALT）活力测定（需要制作标准曲线），下午进行肝脏还原型谷胱甘肽（GSH）含量测定（需要制作标准曲线）。本实验中小鼠选择、禁食、称重、分组、染毒步骤由各组派学生代表完成，而生物材料收集及其后续检测过程均要求全体学生参与。
5.学生实验报告撰写 所有实验结束后，各组学生进行所有组的实验数据收集与整理，统计分析、图表制作，然后撰写实验报告，报告内容报告实验题目、实验目的、实验材料、实验内容、实验结果与统计分析、讨论、心得与反馈。汇总各组实验报告后，发现各组学生普遍反映该综合设计性实验真正让学生全程参与实验设计、准备、实施、结果分析与讨论，在实验实施过程中培养学生亲自动手和团队合作意识，提高分析问题和解决问题的能力，并加强对实验数据的整理与统计分析训练。但也有部分同学反映花费时间较多，个别同学实验悟性较差而影响本组的总体实验结果。
四、结语
通过综合设计性实验的开展，可以让学生了解对乙酰氨基酚致小鼠急性肝脏损伤及其作用机制探讨的全过程，熟悉研究设计流程和各种实验的技术要点，激发学生学习的主观能动性，培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生的实验操作技能，增强学生的团队协作意识和创新意识。此外，在实验报告撰写中也提高数据统计分析能力和结果表达能力。该研究成果为最终提高“毒理学基础”的实践教学质量、培养创新复合型的毒理学专业人才提供客观依据。
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