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我是复旦大学的一名退休教师。在20世纪80年代,我的老师谈家桢先生推荐我参加《辞海》的工作,从此我与《辞海》结下了不解之缘,参加了第四版(1989年版)、第五版(1999年版)和第六版(2009年版)的工作并担任了生物学科的主编。
第六版《辞海》的生物学部分共有5107条词目,在删除冷僻、很少使用的词目和增加反映学科发展前沿的词目外,对80%的条目内容进行了更新、修改和充实,比较全面地收录了生物学科领域中的基本概念、学科发展历程、著名人物等基本面貌。这是我们生物学科几十位同仁不辞辛劳、通力合作的成果。特别要提到的是上海水产大学的伍汉霖先生和中科院古脊椎动物所的叶祥奎先生两位耄耋长者,在国外探亲或身患重病期间仍不忘为《辞海》收词、审订和校阅。
我是《辞海》的作者,又是《辞海》的读者,我的体会是《辞海》是适合于所有知识阶层阅读的综合性工具书。有一种误解认为专家只是《辞海》的作者而不是读者。其实不然。我举个例子。美国《科学》杂志编辑部在组织讨论生命本质时曾提出一个问题:一只活猫和一只死猫有什么区别?生物学家可以从心脏搏动、血液循环、呼吸停止和神经反应等层面上指出两者的差别。可是,物理学家说:活的猫是无序趋于有序,是负熵增加;死的猫则是有序趋于无序,是熵增加。熵是什么概念?恐怕不是每一位生物学专家都很清楚的。这时,就需要《辞海》了。
《辞海》给人另一个误解,是收录的词目偏重于历史。这是误解,同时也是广大读者对《辞海》能更好、更多地反映当代科学发展的期待和需求。
生命科学是当展最为迅猛的自然科学。人们对生命本质的认识日益深入,并且在这个基础上不断发明新的技术来为提高人类生活水平和增进身体健康而服务。其中最突出的是近年来出现的“组学”研究,就是说,从研究一个基因、一种蛋白质或一个生物大分子的结构和功能,逐步深入研究一个细胞里的所有基因、所有蛋白质和所有生物大分子的结构和功能,以及这些分子之间的相互作用。从研究单个分子到研究一组分子,从研究单个分子间的相互作用到一组分子间的网络式的调控,由此开辟了生命科学研究的新天地,大大地推进了对癌症、衰老和许多种复杂疾病的病因研究和提出新的医疗措施。这种“组学”包括[基因组学]、[蛋白质组学]、[转录物组学]、[代谢物组学]、[糖组学]等。这些都是第六版《辞海》增添的反映科学前沿和发展趋向的词目,反映了生物学条目的重大变化和新的面貌。
词目的收录总是落后于科学发展的步伐。在《辞海》2009年版出版之日,正是2019年版修订起步之时。我感到,生物学已经有大量需要增添的词目,比如,[生物学]和[生命科学]。现在全国高校没有一家设立生物学系,都改成生命科学学院或生物工程(技术)学院。生物学和生命科学的区别及定义需要诠释说明。又比如,以前是生物化学、生物物理、生物数学等学科,现在则出现了化学生物学、物理生物学、数学生物学,需要诠释这些学科的内涵与界定。举个例子,BioNano生物纳米是研究生命系统中处于纳米量级的物质及其运动规律。而NanoBio纳米生物学则是以纳米技术为背景的生物学研究,探讨纳米技术能为生命科学研究提供哪些新思维和新技术。这说明,纳米生物学、生物纳米不是文字游戏而是各有实质内涵的科学名词,需要我们作出诠释和介绍。
干细胞研究是当代的一个热点。2006年日本科学家山中伸弘把4个基因转入小鼠皮肤细胞,使细胞“返老还童”,使即将衰老死亡的细胞重获新生,具有分化发育成其他类型细胞的能力。2007年,以同样的方法使36岁整容妇女的皮肤细胞和69岁男性的结缔组织细胞也“返老还童”。2009年我国科学家把转入了“重编程因子”基因的小鼠皮肤细胞经过处理后移植到小鼠的子宫里,结果正常发育生下了小鼠。这说明皮肤细胞还原成为胚胎细胞。 这有非常诱人的医学应用前景。比如,可将皮肤细胞改变成多种脏器,为病人提供来源于自身皮肤细胞的器官,可以不产生免疫排异反应。
(一)相关的生物技术网站
充分利用现代生物技术相关的网站资源是“基因工程”课程教学的重要一环。这些网站实时反映了生物技术最前沿的理论和技术成果,可以对教学内容作出实时补充与更新。因此,笔者在教学过程中,向学生推荐了一些生物类网站,如影响力较大的中文网站生物谷、生物秀,目前国内内容最专业、系统最完善和技术最先进的生物医药门户网站生物通。另外,国外还有许多生物技术类的网站,通过这些网站可以检索到开展基因工程研究的信息资料。笔者多年的教学实践证明,通过课程教学中实时链接相关网站进行教学以及学生自己在课下浏览网站内容,可以大大激发学生学习“基因工程”课程的兴趣。
(二)文献数据库
高校和科研院所的文献数据库可为“基因工程”课程教学内容提供有益的补充。全国各高等院校与科研院所图书馆购买多个中英文全文数据库,中文数据库主要有CNKI科技期刊全文数据库,维普中文科技期刊全文数据库,博士、硕士论文全文数据库等,其中与基因工程相关的期刊包括“中国生物工程杂志”“生物工程学报”“农业生物技术学报”“分子植物育种”等。此外,“中国农业科学”“林业科学”等综合性期刊也有与基因工程相关的动态信息。此外还有各类专业性较强的生物技术类期刊。通过对这些数据库相关期刊文献的追踪,可以让高校师生与研究人员及时获取新的基因工程知识、掌握基因工程研究领域的前沿动态信息。
二、网络资源在“基因工程”课程教学中的应用
(一)利用网络资源,提高备课效率和质量
互联网的最大优势是可以突破时空界限,实现资源的共享。利用互联网很容易获取关于基因工程的有关信息资料,例如精品课程教学大纲、教学课件、教案、实验教学录像等。教师可根据教学内容需要,通过搜索引擎得到同行的教案与课件等教学素材。教师借鉴这些素材,不仅节约了时间,提高了备课效率,而且还博采众长,有效地提高了备课质量。
(二)利用网络资源,追踪科学前沿,更新教学内容
进入21世纪,生命科学研究领域的理论和技术不断创新,而“基因工程”是集生命科学理论和生物技术于一体的实践性很强的一门课程,更新的理论和技术不断应用到基因工程的研究和实践应用中。因此,仅依靠教材不能实时反映基因工程相关领域的最新理论、技术及其应用现状。互联网信息量大且更新速度快,它为教学提供了丰富的信息资源和最新的学科资讯。例如,笔者2006年在“基因工程”课程教学过程中,在讲授基因表达调控———基因沉默技术这一节内容时,实时地介绍了因发现RNA干扰机制而获得2006年诺贝尔生理医学奖的美国科学家安德鲁•法尔和克雷格•梅洛)的有关实验,进而将RNA干扰技术的最新研究进展技术进行了重点介绍,包括amiRNAi的原理和优点、WMD3软件使用方法、amiRNAi技术应用案例分析等内容。
(三)利用网络资源,丰富教学手段,提高教学效果
网络资源内容具有多样性,不仅可以利用文字和图片,做到图文并茂,而且还可以利用动画、视频等多媒体资源,使抽象、难懂、枯燥的内容变得生动、直观、形象,便于学生理解和记忆,这样不仅能够激发学生的学习兴趣,还能提高学生的学习效率。例如,教师在介绍PCR、qPCR技术原理时,可通过Flas将在PCR管中的一个生化反应以形象可视的方式进行展示,使抽象的原理变得直观易懂,学生很容易理解且印象深刻,同时教师的教学效率也得到了提高。另外,教师在进行RNAi内容教学时,通过一个视频短片对RNAi的作用机制进行了生动展示和讲解,使复杂的调控机制化繁为简,再加上短片配有背景音乐,使教学成为一种享受。
三、网络资源在“基因工程”课程教学中的应用效果
笔者在“基因工程”课程教学中,充分利用网络资源,实时补充和更新生命科学前沿的理论与技术成果,利用Flash、Movie等声像资料开展动态直观的教学活动,不仅使学生拓宽了知识面,而且极大地激发了学生的学习兴趣。按照北京林业大学教务处设计的学生对教师教学质量评价的标准,对生物技术专业135名学生的调查发现,92.7%的学生认为“基因工程”这门课程合理地运用了网络、多媒体等现代教育手段;93.2%的学生认为教学内容丰富充实、信息量大,而且还补充了新知识;93.0%的学生通过“基因工程”课程的教学活动激发了学习兴趣,学习成绩得到了提高。笔者综合分析了11个评价项目,发现各项累计得分为93.45分,取得了较好的教学效果。
四、总结
我所任教的学校是江西省高安二中,作为一名教师,以什么样的知识内容来吸引学生,在课堂上如何调动学生的学习积极性?这些问题我在教学过程中都有了比较深刻地体会,我总结:在学习生物课程的内容时,特别是在学习生物科学前沿的时候,学生听得比以前更认真,积极发表自己的看法,有些问题是我都没有想到的,这也给了我一个学习的机会。这些课程都在轻松愉快的气氛中渡过。所以我认为在教育中适当的增加科学前沿知识是有一定必要的。
生物科学前沿知识要尽可能的和学生所学的知识有联系,这样既可以巩固他们所学的知识,又可以扩展他们的知识面。比如他们的课本在讲解遗传物质在细胞核中,就是从克隆羊多利引入,其中讲到了将融合的细胞在另外的母羊代孕,不是很明白,如讲解动物胚胎工程技术,这样就可以让学生知道代孕的含义。在讲解基因是DNA上的有效遗传片段,讲解转基因技术就可以让学生明白基因就是控制生物的性状,如人的高矮,头发的卷直。生态系统由生物因素和非生物因素组成,生物因素包括生产者、消费者和分解者,其中分解者是微生物,这时候就可以讲解微生物发酵,让学生明白大多数物质的分解是通过微生物发酵进行分解的。
下面我以《基因工程》为案例,阐述怎么利用生物科学前沿知识吸引学生积极学习。
资料准备:基因工程(DNA重组及转基因技术)——外源DNA与载体分子的连接就是DNA重组,这样重新组合的DNA叫作重组体或重组子。DNA重组技术(也称基因工程、分子生物学技术或克隆)纯化、处理和使用遗传材料的技术总和。这些技术主要基于对从细菌和动物细胞里纯化出的酶的使用,使得DNA复制、转化为RNA、转译为蛋白质都可以在实验室完成。这些步骤包括在DNA特异位点切割,连接和切断DN段和很多其它修饰直至对单个碱基对的处理。这些技术使得DNA的处理、在细菌和酵母体内将这些基因通过表达转化成蛋白质、病毒生物工程等生物工程产物、基于DNA的法庭诊断测试的发展成为可能。 转基因技术是生命科学前沿的重要领域之一。它是指用人工分离和修饰过的外源基因导入生物体的基因组中,从而使生物体的遗传性状发生改变的技术,可分为转基因动物与转基因植物两大分支。主要介绍转基因植物:抗除草剂转基因植物、抗病毒转基因植物、抗虫转基因植物、抗逆境转基因植物等。
导入:大家都看过鲤鱼和鲫鱼吗?它们有什么区别?学生回答后总结,我们都知道鲤鱼比鲫鱼大,但是鲫鱼味道鲜美,如果有一种鱼既有鲤鱼的大个头,又有鲫鱼的美味这样就很完美了。有这种可能吗?这就是我们今天讲的转基因技术。
基因:DNA上的有效遗传片段,代表生物的性状,如人的高矮,胖瘦。
根据基因的概念我们可以知道鲤鱼的大个头由基因控制,鲫鱼的美味也有基因控制,当我们把鲤鱼和鲫鱼的基因整合到一起,这时的鱼就表现出鲤鱼大个头和鲫鱼的美味,我们可以把它叫做转基因鲤鱼,像这样的技术就是转基因技术。
转基因技术:指用人工分离和修饰过的外源基因导入生物体的基因组中,从而使生物体的遗传性状发生改变的技术。
既然我们现在知道这种技术,那么它有什么作用,主要应用在哪些方面?
转基因技术的应用:转基因动物与转基因植物。我们开始讲的转基因鲤鱼就是转基因动物,还有植物方面的应用,有以下两个方面:
1.抗虫性 将具有杀虫活性产物的基因导入植物后, 其表达产物可以影响取食害虫的消化功能, 抑制害虫的生长发育甚至杀死害虫, 从而使植物获得对取食害虫的耐性, 减少或替代农药的使用,如棉花的棉铃虫,当棉花导入此基因就可以减少棉铃虫的危害,提高产量。
2.抗逆性 通过利用转基因技术, 研究具有抗旱、抗盐碱、抗重金属污染的或自身有生物固氮等特性的以及高光合效率的植物品种。在干旱地区的水稻导入抗旱基因就可以减少因干旱使水稻减产。
关键词 普通化学 教育 创新
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.11.022
1 工科学生学习普通化学的必要性
普通化学是一门综合性很强的基础课程,一般开设在大学一年级。刚进入大学学习的新生所具备的化学知识只不过是高中期间所掌握的一些元素符号、化学反应方程式以及相关的计算等,而对于化学的本质、研究对象、研究内容、化学科学前言、学科地位和发展趋势等认识是不清晰、不全面的。而普通化学就处于中学和大学教学的衔接点上,在专业基础课和专业课之间起到了承上启下的纽带作用,其教学内容与教学方法就显得十分重要,它不仅关系到后续相关专业课程的学习,而且对学生进入大学后继续接受新的知识、培养严谨的科学思维和创新能力具有一定的指导作用。
由于普通化学除了讲授化学热力学、溶液化学、化学平衡、化学动力学、原子及分子结构等比较基本的化学原理外,它还包含能源、材料、环境、食品等和现代生活相关的化学内容。正是因为这些内容在今后的生活和工作中十分重要,在国外不仅是学习工程科学的学生要学普通化学,就是修读人文社会科学的学生也要学一点普通化学的相关知识。可以想象,如果各相关专业学生只具备有高中水平的化学基础,他们对后继学科和专业课程中所涉及到的物质的结构和性能、新材料制备技术、能源与环境保护等一系列问题的理解和掌握将会受到严重影响。
2 为什么要在普通化学课程中开展创新性教育
普通化学是材料与化工类专业大一新生所接触到的第一门专业基础课,它就像是一辆“旅行巴士”,带着同学们在化学的版图中沿途领略化学中最具代表性的区域,并且在具有重要意义的地方停靠作重点访问。①通过对普通化学的学习,可以加强学生对化学学科的全面认识,了解化学对于人类社会的作用和贡献,了解与生命科学、环境科学、材料科学等有关领域的一些化学成就,了解化学与材料、农业、能源等各专业的联系及应用,以激发学生学习兴趣,使学生对身边发生的化学现象从知其然到知其所以然。
近年来,随着科技的进步,学科之间的交叉与融合日趋紧密,一些与化学相关“边缘问题”,如纳米材料、柔性分子器件、非平衡态化学、飞秒化学、计算化学、生命科学、能源与环境等正在受到广泛关注。②故在讲授普通化学的基本知识和基本原理的同时,教师应该尽量引入与授课知识点联系紧密的最新研究成果、进展和困境,并与学生进行讨论,使同学们能够指导化学前沿的最新研究动态,把握未来的“脉搏”,进而树立起科学的创新性意识。
然而,大多数老师在普通化学教学过程中往往只重视基础理论知识的传授,不讲授化学发展历史,对当前化学中最活跃的前沿问题只字不提,完全忽视对学生创新意识和创新能力的培养;在教学过程中,总是以讲授理论知识为主,以实验教学为辅,实验教学内容几乎都是一些传统的、经典的验证型课程实验,实验的目的不是为了培养学生的动手能力、创新能力、分析和解决问题的能力,只是为了巩固和加深理论教学的内容。在课堂上,普遍采用填鸭式、灌输式教育方法,老师只顾自己讲,不管学生听不听、能不能听懂,课堂内容过时陈旧,理论不联系实际,乏味无趣,学生的学习积极性不高;在实验室里,老师把指导书提前下发,学生按照指导书进行操作,不需要思考和再次设计就可完成实验,这类实验没有起到培养学生主动思考和动手的能力,也没有起到培养学生创新意识和创新能力的作用。
3 如何开展普通化学的创新性教育
要在普通化学教学的过程中开展创新性教育,M而培养大学生的创新能力,学校、院系和教师必须多方调研和论证,采取一系列相关的配套措施,才有可能达到预期效果。从制订人才培养方案和教学大纲开始,在教学的每一个环节(含教学内容选择、多媒体课件制作、教案编写、教学计划制定、课堂讲授、实验项目设计、成绩考核等)中营造出有利于调动学生学习积极性和主观能动性的氛围和条件。
3.1 教材的创新
普通化学课程内容繁多,内容较抽象、概念性较强,其内容包括气体、溶液、电化学、元素、物质结构、高分子、生命科学等,是一门理论性和实践性很强的课程,不同的教材内容也不一样。湖北汽车工业学院是一所以汽车设计、制造与生产为学科主链的地方应用型本科院校,汽车材料(以金属材料和高分子材料为主)是其中十分重要的学科分支,因此,需要确定合适于我校人才培养体系的教材,精选教学内容、突出教学重点。此外,随着学科的发展,教学内容既要源于教材,又要适当高于教材。由于专业教材的出版需要一定的周期,故教材中的内容往往滞后于学科的前沿知识。因此,在讲授普通化学课程时,需从不同渠道收集各类与化学相关的教学素材,在授课过程中穿插介绍与课堂教学内容相关的最新研究成果,同时在教学内容上适当引进教师本人的科研课题或化学前沿相关领域的重大成果和发现等,培养和激发学生的学习兴趣,开阔和拓展学生的眼界,启迪和锻炼学生的思维。单一的教材已经不能满足我们的教学要求,教科书只能作为教学的主要参考书之一。
[关键词]医学遗传学;实验教学;创新性
[中图分类号]R181.3+3 [文献标识码]B [文章编号]1674-4721(2010)01(b)-133-02
近年来,科学技术的突飞猛进促进了生命科学的蓬勃发展。生命科学已经体现出信息化、网络化及学科之间高度交叉、渗透和融合的特点,成为了21世纪的主导技术力量。医学遗传学作为生命科学重要的前沿学科之一,其面貌也发生了翻天覆地的变化,许多新理论和新技术渗透到检验医学、分子生物学、医学免疫学等现代医学研究的各个领域,成为医学生,尤其是高等医学院校检验专业的学生必须掌握的重要学科。我们在总结以往工作经验的基础上,就医学遗传学的实验教学进行了研究与探索。旨在进一步提高教学能力,使学生在学习过程中能够加深基本理论的掌握,增强实验操作、实验设计和科研能力,为将来的检验和科研工作打好基础。
1 提高教师自身素质,注重基础知识的传授
没有高素质的教师就没有高素质的人才。提高教师自身素质是做好教学工作的需要,也是时代的需要。医学遗传学是基础医学课程,也是一门临床医学课程,是遗传学和临床医学相结合的边缘学科Cq。因此,传授医学遗传学的教师不仅要熟练掌握分子生物学的技能操作,还要兼具临床医学方面的知识。只有这样,才能对疾病的临床症状、发病机制和鉴别诊断等理解和描述得较为详尽。另外,随着人类基因组计划的不断推进,医学遗传学知识发展迅猛,新知识、新概念、新技术、新理论层出不穷,而教科书本身存在着滞后性,很难真正反映出本学科研究的最新进展,所以只有不断地充实丰富教学内容,更新教学理念,优化教学手段,注重实用性教学,才能不断提高教学效果。同时,一支高水平、高素质的师资队伍,还要首先强调对学生基础知识的教育。基础知识及理论是一切科学研究和临床实践的根源。任何科学研究都应该建立在扎实的基础知识之上,否则科学研究就如同无源之水、无本之木,难以开展和持续。所以,一开始就要对学生开展基础知识的教育,让学生认识到基础知识和理论的重要性,为以后的实验教学做好准备。
2 坚持理论与实践相结合,激发学生兴趣
素质教育是当前学生教育的主流,在任何教学过程中都应该始终贯穿这一理念,使学生在学习过程中,真正掌握发现问题、解决问题的能力。已有的调查发现,大多数医学院校毕业生对遗传学的基本知识、原理尚有一定的了解,但在实际运用方面却存在较大的差距。传统的实验课教学模式是老师讲、学生做,事先由老师准备好实验材料,写好详细的实验步骤,学生先听老师讲解实验的原理、方法、步骤,然后按部就班地完成整个实验过程,这样的模式容易导致学生思维僵化,动手能力下降。一些学生甚至对实验内容一无所知,在整个实验过程中机械地按照实验步骤进行操作。无暇观察实验过程,更不能分析、解决实验中出现的各种问题,严重影响了实验质量。针对这一问题,应该转换教学理念。努力实行“学生为主体”的原则,对他们适当加以引导,充分发挥学生的主观能动性。实验进行之前,可以让学生自己亲自准备实验器材和试剂。其次是酶的质和量,有一些来源的酶易出现非特异条带,而另一来源的酶则不出现,酶的量过多有时也会出现非特异性扩增。那么对这些原因的分析过程中,适当地激发学生分析问题、解决问题的兴趣,安排充足的时间鼓励他们逐个排除可疑原因,可以通过减少酶的量或更换另一来源的酶、降低引物量、适当增加模板量、减少循环次数、适当提高退火温度等对策,亲自找到问题的解决方法。
3 开拓进取,创新性实验的探索与尝试
实验教学在医学院校基础教育中占有极其重要的地位,是课程教学的一个重要部分。授课方面,实验教学首先要注重学生发散思维能力的培养。在实验课上,教师的讲解要少而精,要充分调动学生的主观能动性,启发他们思考问题、鼓励学生对不同观点及不同结果进行讨论。
关键词 本硕连读 创新能力 实践 改革
中图分类号:G643 文献标识码:A
二十一世纪是生命科学的世纪,随着生物技术产业化的迅猛发展,日益激烈的国际竞争对高素质生物产业创新型人才有强烈的需求。然而我国的生物技术领域的高端研究和生物技术产业还落后于发达国家,并且社会尚未形成良好的自主生物技术产业平台和应用型生物技术人才培养平台。西安理工大学研究生院针对生物技术专业本硕连读培养模式进行了深入细致的改革,旨在培养掌握较为广泛的生物科学基本知识和实验技术,具有良好的工程学基础,德智体等方面全面发展的理工结合、生物工程上下游结合、产学研结合的生物技术专业创新型人才。
1 提升对生物技术专业本硕连读培养规律的认识
生物技术专业本硕连读的培养目标是培养在生物高新技术领域从事研发与产业化工作的创新型人才。一切问题的提出和解决源于实践,高水平的实践教学是学生掌握理论的重要手段,是培养具有创新能力、独立动手能力、提出问题和解决科学问题的有效载体①。
进入21世纪以来,在发展迅速、具有国际通用性、可比性强的生命科学领域对复合创新型生物学人才的竞争日趋激烈,我国高等生物学教育要想在培养创新型人才的竞争中取得成功,必须加强基础理论教学、强化科研能力训练、重视实践能力培养、鼓励创新,拓展学生个性发展空间,培养一批基础知识扎实,创新意识强,动手能力突出,团队精神兼备的优秀人才。通过对生物技术专业本硕连读培养模式的深入改革,进行深入持久的教学革新,以探索出一条培养生物高新技术领域从事研发与产业化工作的创新型人才的有效途径。
2 准确定位生物技术专业本硕连读的培养目标
根据学校建设以工为主、多学科协调发展、特色鲜明的国内一流教学研究型大学的奋斗目标,“治学严谨、管理严格、教育质量高”的教学传统,学校依托生物技术专业理工复合特点,确立了生物技术专业本硕连读人才的应用型、复合型培养理念,以“统一基础、分段实施、分流培养、本硕贯通”培养生物技术专业本硕连读创新人才。注重培养具有扎实的现代生命科学理论基础与工程基础知识、熟练的实验操作技能、知识面宽广的高级专业人才,这和传统生物学理科相比有较强的数学、物理、工程基础和应用能力,和传统生物类工科相比有较强的生物学基础和现代生物学专业知识,充分体现了生物技术上下游的结合。并且在培养过程中强化研究型、应用型教学,以科研促进学习,注重能力培养,培养创新型人才。
3 深化课程改革,构建新型生物技术专业本硕连读教学体系
为实现以上培养目标,必须在教学内容、教学方法、管理体制、培养方向等诸多环节进行深入和持续的改革,构建“规范化、分层次、综合型、开放式”的理论教学与实验教学体系,融合科研与教学内容,实施多种形式的实践教学模式,拓展学生个性发展空间。
3.1 优化课程设置
设置课程体系必须坚持学科交叉融合、文理工渗透,而每门课程体系中,突出重点内容,精简陈旧的内容与重复内容、削枝强干,留给学生自我学习的空间,并通过国内外优秀教材选用和特色教材建设,实现教学内容的整合、集成和充实,不断将学科发展的前沿性课题融入教学。
学校将专业基础课分为必修课、指导性选修课和其他选修课模块,即植物生物学、动物生物学、微生物学、细胞生物学、生物化学、分子生物学、遗传学、现代生物技术等必修课,以及生物学思想及概念、生理学、生物统计等指导性选修课和生物学前沿、发育生物学、生物进化等其他选修课程,既及时地将生命科学及生物技术的最新进展介绍给大家,充分激发学生学习生命科学及生物技术的积极性,也为学生打下坚实的理论基础。
3.2 深化课程体系与内容的改革
根据“加强基础,突出素质,注重能力,引导创新”的原则,构建生物产业技术实训平台课程、把握核心课程、放开选修课程,增加高水平的前沿理论及技术研讨课程,加强前沿学科和边缘交叉性学科知识的融合,将新兴学科知识引入课程体系,不断对教材进行修订,如普通生物学、细胞生物学、生物化学、分子生物学、遗传学、现代生物技术、动物生物学、植物生物学等,努力将一些新概念和新技术及时体现在教材中。
3.3 加强实践教学,构建优化实验教学体系
培养具有创新精神和实践能力强的高素质人才,必须在现有三个层次递进式教学模式的基础上,减少验证性、重复性实验,增加综合性和设计性实验教学内容,删除繁复、陈旧的实验内容,增加应用性强的实验内容。通过实验内容的合理安排,使不同层次实验内容融会贯通,形成科学性强、联系性紧密的模块式实验教学体系②。同时重点利用综合实习、选修实习及毕业实习等阶段以自愿选择的方式,在小型生物产业平台上对学生进行生物产业专向应用性技术的强化培训。
(1)增加实践教学与理论教学的学时比,加强实践技能与科学思维训练。生物技术专业本硕连读设置的实验课为7~10门(5门选修课),理论教学的学时数与必修课的实践教学学时(包括课内实验、综合实习、科研训练)之比为1:1.5,实验课独立开设。以提高学生实验动手能力、实践创新能力,同时增强学生理论与实践结合的能力,使学生知识、能力和素质得到协调发展。
(2)加强综合与创新实验的比例,有利于综合能力的培养。生物技术专业本硕连读实验教学分为基础生物学实验、专业实验、综合实习、生产实践、毕业论文等5个层次,各层次相互衔接、内容递进,实验项目的设置突出综合性和创新性,分阶段提高学生的专业技能和创新能力。
基础生物学实验以基本技能训练为主线,引入现代技术方法改进验证性实验,培养基本实验技能,同时综合型、设计型实验比例不低于35%;专业实验主要培养学生专业综合能力,综合型、设计型实验比例为50~70%;综合创新能力训练,是通过综合实习环节,围绕现代生物科学的前沿进展,全部设置综合型、设计型实验实习内容,学生可自选项目进行实验,培养学生独立分析问题和解决问题的能力;生产实践是在第7学期,把学生派到相关生物技术企业,在研发或生物技术产业化相关岗位上进行顶岗实习;在毕业论文环节中,学生自愿选择学科,依托教师的科研项目,设立毕业论文题目。
在整个的实践教学体系中,各个层次实验教学内容合理安排,加大综合型、设计型实验比例,引导鼓励学生的创新思维,培养学生独立设计实验的能力,并以学生为主体,教师为主导,尽可能把静态的内容转变为动态的实验,注重实验过程与实验结果的有机联系,提高学生分析问题和解决问题的能力。
(3)融会贯通实验课与理论课内容,提高教学水平和效率。在实验教学方面,将必修和选修相结合,将现代生物技术作为全体学生的必修实验模块;动物生理、植物生理、微生物、环境生物学及生态学的实验内容设为学生的选修实验模块。进一步加强学生基础实验能力,在更大程度上满足了个性化培养的需求,同时还将实验教学与理论教学之间合理衔接,实验课与理论课内容融会贯通,有效地避免生物类课程多年形成的“繁、窄、旧”甚至重复的现象,使学生创新能力的培养和科研训练有了较强的时间保证。
4 加强双师型“三高”师资队伍建设,提高人才培养水平
生物技术专业本硕连读培养体系以师资队伍建设为关键,以教育质量为生命线,兼顾优势,求特色、求发展。在师资队伍建设过程中,以培养中青年学科带头人和“双师型”教师为重点,引进与培养相结合,形成激励竞争机制,已经建立一支政治思想过硬、业务素质精良、具有创新能力和诚信人格品质的高学历、高职称、高水平、结构合理的高素质教师队伍,造就一批教育教学能力强、学识素养高、精通现代生物技术的高素质、复合型教师队伍。通过高效的管理体制和运行机制,确保人才培养方案的实施和人才培养目标的实现;加强教学建设和管理,突出教师教学、科研和产业化能力训练,以高素质的教师队伍,确保人才培养质量。
5 完善配套制度,加强科学有效的集约型管理
为保证生物技术专业本硕连读培养体系的顺利实施,学校制定了与之配套的教育管理办法,如培养过程中对本硕连读生实行双向流动、分流淘汰、自由选择专业方向的管理机制;依托生物技术的学科和研究优势,本硕贯通,并制定专门的奖学金条例、本硕连读条例、导师制条例等,为创新型人才的培养提供可靠的保障;加强实施课程教学质量评价制度和教育质量过程监控;革新选课管理办法、完善教学数据库;深化研究生开展集中开题、学位论文盲审工作制度等。
西安理工大学研究生院通过对生物技术专业本硕连读培养模式进行了一系列深入细致的改革措施,深入研究生物技术专业本硕连读的培养规律和培养目标、针对培养目标优化和平衡课程设置、革新生物技术专业本硕连读教学体系、完善配套制度等,着力提升生物技术专业本硕连读创新型人才的培养水平。
注释
《规划纲要》明确上海将以“以应用为导向的自主创新”作为今后一段时期科技发展的基本思路,提出了以知识竞争力为测度中长期科技发展目标,支撑中国特色的创新型国家建设。《规划纲要》提出了以“引领工程”为重点的技术创新任务,加快战略产品研发和重大示范工程的建设,为健康、生态,精品和数字的上海建设提供科技保障,同时加强科学研究和创新体系建设。
《规划纲要》共分“背景与基础”,“指导思想、战略目标与基本思路”,“技术创新的主要任务”,“科学研究的主要任务”和“科技创新体系的建设”五个部分。“配套政策”主要包括“加强政府科技投入和管理”,“大力提升企业自主创新能力”,“增强产学研创新合力”,“加快推进高新技术成果转化”,“加强引进消化吸收再创新”,“加大政府采购力度”,“改善投融资环境”,“加强知识产权的创造,运用和保护”,“加强人才队伍建设”和“完善推进落实机制”十个方面。
战略目标
战略目标(2020年),知识竞争力充分提升,知识社会形态初现。区域创新体系高效运转,知识竞争力名列亚洲前列并进入世界先进地区第二集团,成为亚太地区的研发中心之一。若于科技领域达到世界领先水平,涌现出一批具有自主知识产权和国际竞争力的产品和产业,全社会研究开发(R&D)经费支出相当于地区生产总值的比重达3.5%以上(其中企业R&D经费支出占全社会R&D经费支出的比重达到70%左右),万人RaD人员全时当量达60人年/万人,公众科技素养达标率超过15%,国际科技论文年收录数量达40000篇,百万人年专利授权数量达3000件(其中百万人年发明专利授权数量达450件),知识密集产业的增加值占地区生产总值的比重达到40%以上,为上海基本建成经济、金融、贸易、航运中心和现代化国际大都市提供强有力的支撑与保障,为我国成为科技强国奠定基础并发挥引领作用。
阶段目标(2010年):知识竞争力加速提升,知识社会基础夯实。区域创新体系逐步完善,知识竞争力居全国前列,全社会R&D经费支出相当于地区生产总值的比重达2.8%以上(其中企业R&D经费支出占全社会R&D经费支出的比重达到65%以上),万人R&D人员全时当量达45人年/万人,公众科技素养达标率超过10%,国际科技论文年收录数量达25000篇,百万人年专利授权数量达1500件(其中百万人年发明专利授权数量达200件),知识密集产业的增加值占地区生产总值的比重达到30%以上,科技创新成果为上海世博会提供技术支撑,上海成为国家重要的知识生产中心、知识服务中心和高新技术产业化基地,在夯实创新型国家建设基础的过程中发挥重要作用。
基本思路
定位上,在确保一定的科学发现作为必要的战略储备的前提下,重点关注技术创新的效率和效益。路径上,在若干优势领域内聚焦有限目标,通过开展原始创新,集成创新和引进消化吸收再创新,持续增强上海自主创新能力。抓手上,将战略产品研发、示范工程建设作为上海科技创新的两个重要突破口,前者以商业价值实现为重心,形成自主知识产权的战略产品并带动具有国际竞争优势的产业发展;后者以社会价值实现为重心,建成在我国全面建设小康社会过程中具有推广价值的工程示范。载体上。将企业作为技术创新的主体,战略产品必须由企业提出并作为主要执行单位,由企业组织高校,科研院所的力量开展联合攻关。
主要任务
技术创新方面:贯彻以应用为导向的自主创新竞争策略,拄照科技发展的趋势,围绕新兴产业的培育和传统产业的提升,面向上海在健康社会、生态环境、高端制造和智能城市方面的战略需求,将构筑“健康、生态、精品和数字上海”的“引领工程”作为上海中长期技术创新的主要任务,围绕11个应用方向,研发33个战略产品或功能,攻克相关的60项关键技术。
健康上海――营造身心健康,安全和谐的生活。围绕公共卫生与防疫,疾病诊断与治疗、重大新药创制等3个应用方向,重点支持开发7项战略产品或功能,攻克17项关键技术,带动相关技术和产业的发展,使上海疾病预防、诊断、治疗和新药开发的技术总体水平和综合实力居国内领先地位,并具备技术扩散、产业扩散和服务扩散的能力,成为亚洲生命健康科技和产业的重镇。
生态上海――建设资源节约、环境友好的都市。围绕资源再利用与环境污染控制,能源的高效利用和清洁能源的开发。生态科技工程等3个应用方向,重点支持开发8项战略产品或功能,攻克15项关键技术,建立有利于生命健康和符合循环经济特点的资源能源利用模式、环境保护体系及生态科技示范基地,促进自然生态的逐步恢复和改善,产业生态的不断提升和发展,人居生态的绿色化。宜人化,形成人与自然和谐发展的都市型生态环境。
精品上海――铸造自主产权、升级换代的产品。重点围绕4项新兴产业战略产品、5项交通运输与机电战略产品和2项空天战略产品,攻克17项关键技术,构建以先进制造技术为核心的新型工业化体系,提高上海制造业的产业竞争力。
数字上海――提供无所不在,高效可信的服务。重点围绕智能港建设、信息产业基础战略产品2个应用方向。开发7项战略产品和功能,攻克11项关键技术,带动信息产业的发展,实现经济、社会、文化。管理的数字化,构建相关产业链,成为国内重要的信息技术应用示范和产业化基地,使上海从信息港走向智能港。
科学研究方面:按照原创性、先导性、标志性的原则,面向世界科学发展前沿,结合国家重大战略需求,针对“健康、生态、精品、数字上海”建设的技术创新任务要求和重大基础科学问题,开展前瞻性布局,拓展研究的深度和广度。重点围绕生命科学,材料科学与工程。物质科学与信息、空天与地学、交叉科学等5个重点领域,开展23个优先主题的研究,力争在生命科学和材料科学等领域抢占世界科技制高点,推进纳米、生物、信息、认知等学科的交叉和融合。形成新的学科优势。
生命科学领域,充分发挥上海生命科学的综合优势,体现对健康上海、生态上海的引领作用,力争在生物复杂系统、蛋白质功能和结构等方面获得重大突破,为生物医药产业提供坚实后盾。
材料科学与工程领域,重点研究材料结构功能一体化,新型特种功能材料及其原型器件和部件。过程工业工程科学及其装备,引领纳米科技等高新技术的发展,为上海城市发展和产业提升奠定基础。
物质科学与信息领域,加强物质科学和信息领域的科学前沿研究,推动涉及未来信
息,通信发展的物理、力学等学科的发展,为上海高科技产业发展提供科技支撑,并在强场物理和带隙物理等优势的方面冲击国际前沿。
空天与地学领域,加强对地观测和深空探测。天文地球动力学研究,带动上海一批相关学科发展,为上海空天产业发展做好知识储备和技术积累。加强河口。海岸及城市的生态与环境基础研究,探索深海过程及其资源环境效应,为生态上海和国际航运中心建设奠定科技基础。
交叉科学领域,推动纳米、生物,信息、认知等科学的交叉融合。发展计算生物学、计算材料学,探索强场物理在生命科学与医学等科学领域中应用的新原理与新方法,推动数学和物理科学在金融领域中的应用。
创新体系
中长期上海科技创新体系建设的目标是建成要素齐全、布局合理。运行高效、合作开放、互动充分并具有区域特色的城市创新体系。要综合运用法律、经济以及行政手段,深化体制改革,强化机制创新,重点围绕核心资源形成机制,企业动力激活机制、市场价值实现机制以及科技统筹管理体制的建立与完善,采取10个方面的2日项政策措施,形成创新人才集聚。研发设施完备、创新源泉涌流,技术转移通畅、创业孵化便捷,主体实力强劲,特色产业集群的科技创新创业新局面。
创新体系建设主要包括强化人力资源开发,巩固创新人才根基;建立引逼创新机制,加速企业主体到位;鼓励中小企业创新,构建集群创新网络;建设创新基础设施,改进研发公共服务;优化学科机构布局,培育科技创新源泉完善创新相关市场,激活价值实现机制;优化财政投入模式,提高创新产出绩效;提高公众科技素养,营造创新文化氛围;制订完善相关政策.规范引导创新活动;加强规划落实评估,形成推动创新合力。
配套政策
这里摘要介绍“加强人才队伍建设”方面的内容。
支持领军人才和创新团队建设。对领军人才和创新团队在创新创业活动中的人力资本投入,由领军人才专项资金给予资助。支持领军人才在承担重大科研项目和重大工程建设、自主选题立项中创新创业。
加快集聚海外优秀人才。海外高层次留学人员来沪定居工作或创业,可申请办理《上海市居住证》。入外籍留学人员可按规定申请参加社会保险。从事高新技术成果转化项目的留学人员在沪取得的工薪收入,在计算个人应纳所得税额时,可按规定加计扣除。高新技术企业和科研院所等用人单位聘用的外籍专家,其薪金可列支成本。
支持企事业单位培养和吸引创新人才。及时上海重点领域和行业人才开发目录。对企事业单位引进优秀创新人才、解决优秀创新人才特殊困难等,由人才发展资金给予资助。已办理居住证的优秀人才可享受子女在沪就读。参加上海基本养老保险、医疗保险和缴纳住房公积金等待遇。
对由高新技术成果转化项目组建的企业,引进主要投资经营管理者和关键技术人员,并符合规定条件的,在本人及其配偶和未成年子女申请办理《上海市居住证》等方面给予优先支持。
加大对科技人员的分配和奖酬力度。上海政府性科研项目经费在保证科研硬件投入的前提下,进一步提高用于人力成本支出的比例。
制定企业对技术、管理骨干进行期股、期权激励的实施。登记办法。国有独资高新技术企业在实施公司制改制时,可按规定将国有净资产增值中不高于35%的部分作为股份,奖励有贡献的企业骨干人员。
关键词 动物生物技术;课程建设;教学改革
中图分类号 G642;G420 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)01-0326-02
21世纪是生命科学的世纪。生物技术是人类科学技术发展历史中最悠久、对人类社会具有重大贡献的学科之一。随着分子生物学前沿学科的不断进步,生物技术也得到了突飞猛进的发展。动物生物技术是一门现代生物科学理论和技术相结合的综合性学科,主要涉及动物基因工程、动物细胞工程、动物胚胎工程等几大领域,在诸多行业都得到了广泛的应用,如农业、食品业、医学行业等[1]。生物技术这门学科在各大高校中都占有很重要的地位,可见该门学科的重要性,因此学好生物技术这门学科对今后的就业至关重要。笔者在介绍生物技术的概念的基础上,总结了动物生物技术课程的建设与改革措施,以期为学生的就业打下坚实的基础[1]。
1 生物技术的概念
生物技术是指在现代生命科学的基础上,利用各种先进的技术手段和其他类科学的原理和技术来对生物体或生物原料等进行加工或改造等,目的是生产出人类所需的产品。先进的工程技术包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程等新技术。对生物体的改造是指按照人类的需要,改造或加工生物包括植物、动物、微生物等,使其能够生产出对人类有利的产品[1-2]。
2 教学现状与分析
内蒙古农业大学生命科学学院生物技术专业自1996年开始招生,2006年成为品牌专业,经过了16年的专业建设,首先于2003级生物技术专业学生中开设36学时的动物胚胎工程课程(专业选修课),随着现代生物技术的迅猛发展,36学时的理论讲授明显不足,于2005级学生中更改教学大纲,内容上增加了动物组织、细胞的培养技术、基因工程技术等,理论教学增加到54学时,并增加18学时实验教学,课程性质首次转为专业必修课,并创新性地更名为动物生物技术,当时整个生物领域还未出现命名为动物生物技术的课程,直到2009年5月1日,科学出版社出版了普通高等教育十一五规划教材《动物生物技术》,至此这一新课程有了正式出版的教材可参考。笔者调查了部分农林院校生物技术专业开设的主干课程,主要有11门(动物学,植物学,微生物学,生物化学,遗传学,细胞生物学,分子生物学,基因工程,细胞工程,发酵工程和酶工程),在调查的农林院校中(安徽农业大学,西北农林科技大学,山东农业大学,湖南农业大学,吉林农业大学,东北林业大学,青岛农业大学,江西农业大学,福建农业大学,华中农业大学,华南农业大学,云南农业大学),都开设《细胞工程》课程,目前只有内蒙古农业大学生命科学学院生物技术专业开设与《细胞工程》相近课程《动物生物技术》和《植物生物技术》课程。
3 动物生物技术课程建设与改革
3.1 教学思想与目标改革
落实科学发展观,逐步树立“以学生为中心”、“一切为了学生”的意识。教师要改变传统的教学观念[3],正确处理传授知识与提高学生学习能力之间的关系,使学生在学习一些课程基础知识的情况下,掌握一种主动学习课程相关知识的能力,成为富有知识和具有学习知识能力的复合型人才。
3.2 师资队伍建设
组建教学团队,将教学内容分为不同的教学模块,打破传统的一人一课的教学模式,每一模块由具有相应专业背景的教师承担,业务上要精益求精,力争紧跟各教学内容的学科前沿。定期开展教学研讨,督导组专家听课、评课,同时不定期开展自评和互评及学生评教,以促进整体教学水平的提高。
3.3 教材建设与改革
根据调研,笔者选用了科学出版社出版的普通高等教育十一五规划教材――蒋思文教授主编的《动物生物技术》作为教材,该书比较全面系统地介绍了动物生物技术的概况、基本原理、技术方法和最新发展。同时,由于课时的限制,在教学过程中,不可能做到面面俱到,且课程知识更新速度较快,一些最新热点在教材中没有体现的,自行编写部分讲义,以文本形式拷贝给学生,并推荐其阅读中外文的优秀参考书。
3.4 课程内容改革
动物生物技术属于多学科交叉课程,也是各国科研工作者研究的热点领域,大量的研究成果层出不穷,也在不断地更新和充实着这一新兴学科的知识。无论是教师的教,还是学生的学都具有一定的难度,这就要求在授课内容的选择上,既要注意授课内容的完整性,又要保证实用性和先进性,同时做好与其他课程交叉内容的增、减和衔接。在课程内容上,首先介绍绪论,动物胚胎工程技术概述,体外受精,胚胎移植,性别控制,胚胎分割,嵌合体;其次,介绍分子生物学及基因工程基础;最后重点介绍细胞核移植技术、干细胞技术、转基因技术、动物生物反应器、动物细胞培养技术,动物细胞融合技术,杂交瘤技术和单克隆抗体技术。通过精心的安排,使学生能在有限的时间内,全面系统地了解动物生物技术课程体系的基本内容。
3.5 教学方法改革
3.5.1 利用重大科研成果,激发学生学习的兴趣,提高其学习的主动性。如美国科学家马里奥・卡佩基、奥利弗・史密斯和英国科学家马丁・埃文斯,利用“基因靶向”技术让小鼠体内的特定基因失去活性,培养出研究价值极高的“基因敲除”小鼠,为人类遗传病研究提供了药物试验的动物模型。有了这些动物模型后,人类就能更有效地找到治疗各种遗传病的新疗法,彻底攻克遗传病就为时不远了,这一成果使得他们一起获得2007年诺贝尔生理学或医学奖。罗伯特・杰弗里・爱德华兹爵士,英国生理学家,生殖医学的先驱者,因创建了“体外受精技术”,被授予2010年诺贝尔生理学或医学奖。一门课程的讲授,不但要使学生掌握和了解课程相关的一些基础知识,更重要的是要教会学生如何通过有效途径尽可能的获取更多的、更丰富的相关知识,特别是对于像动物生物技术这样一门新兴的学科领域,许多知识都处于动态更新和完善的过程中[1]。
3.5.2 跟踪学科科研动态,开拓学生视野,培养创新思维。本科生的课堂教学过程不仅仅是传授书本知识,更重要的是启发学生的开拓性思维能力和创新意识,培养和提高其发现问题、分析问题和解决问题的能力[3-5]。因此,在应用范围广、知识更新快的动物生物技术教学过程中,介绍学科研究的新动态和新进展,有意识地拓宽学生视野,打开学生思路,培养学生创新性思维是十分必要的。例如诱导多能干细胞(Induced pluripotent stem cell,IPS cell),由日本的2位科学家于2006年发表于世界顶级杂志《Cell》上。通俗地讲,就是通过某种方法,把高度分化的成体细胞去分化,使之成为多能干细胞,重新获得分化成多种细胞的能力。IPS技术是干细胞研究领域的一项重大突破,它回避了历来已久的伦理争议,解决了干细胞移植医学上的免疫排斥问题,使干细胞向临床应用又迈进了一大步,该成果的研究者获得了2012年的诺贝尔生理学或医学奖。随着IPS技术的不断发展以及技术水平的不断更新,它在生命科学基础研究和医学领域的优势也已日趋明显[6]。
3.5.3 创新教学形式,提高教学效果。在课堂教学过程中,要认真倾听学生意见,像朋友一样对待学生,拉进教师与学生的距离,让学生感受课堂文化,使其融入其中,积极思考,成为课堂的主体。同时可适当增加专题讨论会,通过学生准备ppt演讲等形式,一改以往整节课教师讲、学生记,缺乏沟通的模式,使学生处于主动学习的状态[7]。
3.5.4 优化多媒体教学,引入现代信息技术。利用有限的课时,着重讲授课程的重点、难点、关键点、知识点间的联系,引导学生自觉地去思考,对于容易掌握的部分课程内容可安排学生自学。利用计算机和Internet等手段,从国外引进和下载原版图书和动感图像,进行多媒体教学,可以有效提高教学组织效率,充实教学内容。不仅可以多层次、多角度地向学生提供丰富多彩的教学信息,还可以提供更加生动形象的人机交互界面,充分调动学生学习的积极性[8]。例如,细胞融合,精卵受精,细胞核移植等内容。在多媒体教学中,坚持适度运用原则和有机结合原则,留出足够的时间给学生理解、思考,且结合使用板书、实物等各种教学媒体,取长补短,将教学内容化繁为简,增强教学的生动性和创造性,使学生喜欢学习[2]。
3.6 考核方法改革
首先,改变以往的考核方法,将重视课本上的知识转变成重视实践、将重视成绩转变成重视课堂教学,今后不以单一的考试成绩为总成绩,而要加上一定比例的实践考核成绩,让教师、学生都能重视实践;其次,增减考核方式的多样性,以平时成绩、实验成绩、期中成绩和期末考试等作为综合考查学生学习成绩的考核体系,即20%平时成绩、20%实验成绩、20%期中成绩和40%期末成绩[9]。
4 结语
随着科学技术的快速发展,动物生物技术方面的研究也会更加深入,因此各个高校要建设好动物生物技术专业已迫在眉睫。课程组立足于内蒙古农业大学生命科学学院自身特色,通过分析生物工程、生物技术、制药工程3个专业之间的内在联系,准确把握动物生物技术课程的教学地位,注重该门课程特点,围绕课程内容,加强教学建设,创新教学形式及考核体系,逐步完善优化动物生物技术多媒体教学,提高教学质量,达到人才培养的目的和要求[10]。
5 参考文献
[1] 王伟霞,李福后.生物技术专业《细胞工程》课程建设与改革[J].科技创新导报,2008(9):245.
[2] 周欢敏.动物细胞工程学[M].北京:中国农业出版社,2010.
[3] 蒋思文.动物生物技术[M].北京:科学出版社,2009.
[4] 朱海英,苏娟,訾晓渊.课程教学体系构建与学生自主学习能力培养[J].中华医学教育杂志,2007,27(4):107-109.
[5] 李淑芳,徐春厚,雍艳红.动物免疫学理论课教学改革的探索与实践[J].高等农业教育,2009(7):65-67.
[6] 刘锴栋.细胞工程教学改革与探索[J].现代农业科技,2010(10):30,32.
[7] 代建丽.植物细胞工程教学改革初探[J].科教文汇,2011(6):23,37.
[8] 张一春.现代教育技术实用教程[M].南京:南京师范大学出版社,2005.
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