生物科學研究方向精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇生物科學研究方向，期待它們能激發您的靈感。

篇1

摘要　立體定向放射外科治療作為治療頭部良性病變及惡性腫瘤的一種方法，表現出十分理想的效果，其作用機理、治療方法與常規放療有很大的區別。本文從放射生物學角度對這一領域近年來的研究與進展作一綜述。

關鍵詞　立體定向放射外科　放射生物學

自Leksell于1951年提出放射外科的概念以來，世界各地大約已有2萬多人接受過這種治療。最初這種治療工具是為功能性神經疾病而設計的，后來發現可適用于更多疾病的治療，諸如動靜脈畸形（AVM）、良性聽神經瘤、腦膜瘤、垂體腺瘤以及腦轉移瘤、惡性神經膠質瘤等。另有作者［1］報道治療了室管膜細胞瘤、鼻咽腺瘤、胚組織瘤、松果體瘤、軟骨瘤。其最初的生物學依據是單次高劑量、小體積照射腦部導致灶性壞死。隨著1980年～1990年間幾種新技術的發展、放射外科設備的進步，包括從回旋加速器產生的粒子束、多源60Co到加速器調整后的更大射野；同時由于影像學、物理學及自動化技術的進步，使得放射外科與適形放療更加接近［2］。總之，這一新的治療方法并不象最近20年來一些稍縱即逝的技術，它已引起眾多學者對其臨床療效、安全性及治療費用的廣泛關注。我國近年來也逐步在引進更多的γ-刀和X線刀。本文擬從放射生物學的角度，對放射外科的動物實驗研究及臨床研究作一簡要概述。

一、立體定向放射外科的動物實驗研究

由于立體定向放射外科采用的是單次高劑量放射線損毀靶點以治療不同顱內病變，臨床應用于病人較慎重，并且由于取材較困難，臨床關于組織病理變化的文獻較少，因此動物實驗對于解釋正常組織及病理組織對立體定向放射外科治療的放射生物學反應尤為重要。實驗動物模型的建立是研究的基礎，在此基礎上需要深入研究的關鍵問題是如何確定最佳劑量點以及如何精確地確定靶點位置、靶體積等。為了確定立體定向放射外科用于正常腦組織的劑量反應關系，Kondziolka等［3］建立了一種正常大鼠腦模型，并以201個源的60Coγ-刀用4mm準直儀照射18只大鼠的大腦右前葉，單次劑量分別為30Gy～200Gy，每個劑量點2只大鼠。所有動物觀察90天后處死并作組織學檢查。這一期間各劑量點未發現動物有任何神經功能障礙，接受30Gy、40Gy、50Gy及60Gy照射的大鼠無病理改變，70Gy組偶見有皺縮的神經元，80Gy組可見有極少的動脈壁增厚，100Gy組的一只大鼠在靶體積內有明顯的毛細血管內皮細胞退化和蛋白外滲，另一只有一4mm直徑的壞死區。150Gy、200Gy組的4只大鼠均有局限性的腦壞死，星形細胞增生、水腫及微出血在靶區周圍1～2mm均可見到。依據細胞、細胞間隙及對大鼠腦部集中一次高劑量照射的短期效應，建立了一種劑量反應關系。同時，Kondziolka等［4］建立了接種腫瘤后的實驗動物接受立體定向放射外科治療的模型。19只大鼠接種C6神經膠質瘤細胞14天后接受立體定向放射外科治療，與對照組22只接種后的大鼠65天后對比觀察。結果治療組平均生存期為39.2天，對照組為29.4天（P＝0．07）。治療組6只大鼠（32％）而對照組僅1只大鼠生存了65天（P＝0．07）。治療組平均腫瘤直徑小于對照組（P＝0.001），而且腫瘤細胞少（P＜0.001），光鏡下顯示細胞水腫（P＜0.005），提示治療有直接的細胞毒性反應。30Gy、40Gy、50Gy、70GyGy及100Gy各劑量點未觀察到腫瘤反應差異。這種體內大鼠惡性神經膠質瘤模型對于評價高劑量集中照射的殺癌細胞效應具有一定的價值。

人腫瘤細胞裸鼠腎囊膜下移植模型已成為一種篩選抗癌藥物的常規模型。Linskey等［5］亦建立了這種模型用于評價人聽神經鞘瘤對立體定向放射外科治療的早期反應。結果40Gy的移植后治療組3個月后腫瘤體積比治療后2周時下降明顯，且優于10Gy和20Gy組。腫瘤表面血管分布減少亦較20Gy明顯，10Gy組及對照組均無變化。組織學檢查顯示放射外科組小鼠含鐵血黃素沉積與血管壁玻璃樣變的發生率高于對照組，提示裸鼠腎囊膜下移植聽神經鞘瘤對于立體定向放射外科治療后聽神經鞘瘤的體內放射生物學研究是一極佳的模型。

此外，由于單次高劑量照射，所以顱內靶點精確位置的確定極其重要，否則其放射生物效應會有很大不同，且極可能對正常腦組織造成極大損害。為此，Bova等［6］設計了一種適于對貓進行實驗放射外科治療的裝置以研究其放射生物反應。原理為在Kopf立體定向頭架的基礎上增加一種“弧”裝置，使放射源（直線加速器或60Co機）保持固定，動物平臺等中心繞弧旋轉。機械精確度的測試顯示最大誤差為0.15mm，可以精確確定靶位置。

二、立體定向放射外科的臨床研究

立體定向放射外科最初為治療功能性神經疾病而設計，目前這方面的研究仍在繼續。Kihlstrⅹm等［7］研究了γ刀內囊切除術治療難治性焦慮癥后病人雙側內囊正常組織接受單次γ線照射后的神經放射性表現。最大靶點劑量為200Gy。照射后3～44個月系列CT掃描和MRI被用于隨訪觀察。結果提示高劑量時觀察到的組織反應、體積變化和時間過程比小的照射體積中觀察到的更不易預測。因此，建議在將來應使用低的放射劑量和較小的體積。另外在用CT及MRI評價γ刀引起的損傷時應考慮時間因素。

近年來，立體定向放射外科越來越多地應用于腦部良惡性腫瘤的治療。目前的研究較多集中于分割照射是否適用于立體定向放射外科。應用多次分割代替單次照射在立體定向放射外科治療中可能有放射生物學的優勢，但是立體定向放射外科分割照射比單次照射需要較大的靶體積。如果降低幾何精確度和增加擺位的不確定性與多次分割照射有關，通過這樣即可部分補償放射生物學增益。Lo等［8］為估計分割照射腦腫瘤的潛在治療增益，評價增加擺位不確定性在潛在增益方面的效應，采用生物有效劑量（BED）、依據LQ模式對不同治療計劃的治療效果定性分析。其中治療增益（TG）被定義為腫瘤的BED與同一正常腦BED在多次分割及單次治療的比值，結果分割治療的TG隨分割次數增多而增加，隨單次劑量增大而減小。在1～10的分割次數中，TG在單次劑量點為20Gy、30Gy、40Gy時分別為1.40、1.32、1.27。另外，TG在最初的幾次分割中更明顯。如果體積增大，則分割的增益減弱。從單次劑量的靶體積2cm增加到分割治療的2.3cm時，TG從1.19、1.11降到1.06。研究認為，分析分割放射的治療增益時應考慮增加擺位不確定性在分割治療中的影響。

Simonov等［1，9］采用Leksell立體定向頭架和Leksellγ刀以分割方式（2～6天）治療48例初治病人，研究了立體定向放射外科分割照射的可行性。研究中應用LQ模式分析等劑量效應關系，并考慮腫瘤的放射生物學、腫瘤體積、周圍重要臟器的損傷及其他因素。結論提示Leksellγ刀進行立體定向分割照射是一種非常準確可行的治療方法。在另一項38例各類病人的研究中，總的分割劑量20Gy～60Gy，腫瘤周圍劑量為12Gy～30Gy。病人可耐受Leksell頭架接受2～5天的治療，沒有病人出現并發癥，并且腫瘤周圍腦組織受量最小。

隨著立體定向放射外科研究的進展，X線刀越來越多地開始應用于腫瘤治療。Luxton等［10］研究認為最終X線刀可照射＞30mm的病灶，但其精確度較γ刀略差。

篇2

關鍵詞：生物科學 健康教育 專業建設方向

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）03（b）-0044-02

生物科學代表著21世紀自然科學的前沿，是孕育關鍵性突破的學科之一。生物科學是研究生物的形態，結構，生理，分類，遺傳，變異和進化的科學，它以培養基礎性，研究性人才為主。海南醫學院是一個地方性本科醫學院校，為了適應地方經濟的發展需求和學校本身的發展，我校于2009年開設了生物科學專業，學制四年，同時，為了適應就業市場的需要，將生物科學專業設定為健康教育方向。

在專業開設之初，我們通過對一些院校的調研后發現，多數學校的生物科學專業普遍存在著沒有明確的學科定位，專業設置雷同，沒有具體的研究方向和針對性等現象。在教學過程中僅僅以理論課教學為主，缺少實驗教學和專業實踐。這種不顧自身特色和條件，追求時髦，一哄而起，搞形式主義的辦學，既保證不了教學質量，擴大不了辦學規模，又不能辦出其自身特色，也極大的浪費了教育資源。

本文在總結以上專業建設方面遇到的問題和分析國內醫學院校生物科學專業建設與就業市場趨勢的基礎上，闡述了我校在生物科學專業建設的一些做法和體會，以期為醫學類院校生物科學專業建設提供發展思路。

1 明確學科定位

在教育部2001年頒布的“高等學校本科專業目錄”中與生命科學有關的專業主要有三個：生物科學，生物技術和生物工程。許多學校都設置有其中的二個或者二個以上的該類專業。因此，人才培養方案中應使這三類專業有所區別。生物科學是一門基礎學科，它是研究生物的形態，結構，生理，分類，遺傳，變異和進化的科學，它以培養基礎性，研究性人才為主；生物技術是應用自然科學及工程學原理，依靠生物作為反應器，將物料進行加工，以提品為社會服務的技術，它是側重理科，理工管結合的復合型專業，以培養應用性人才為主；而生物工程則是生物技術研究中側重于后期產品處理的部分，是側重工科，理工管結合的復合型專業，仍以培養應用性復合型人才為主。這一分類特點決定了生物科學是基礎性學科，其他兩門應用性學科是在其基礎上，結合其他學科的研究成果發展出來的。

生物科學包括了微生物學，生物化學，細胞生物學，免疫學，育種技術等幾乎所有與生命科學有關的學科，同時又與化學，化學工程學，數學，微電子技術，計算機科學等生物學領域之外的尖端基礎學科相結合，從而形成一門多科學互相滲透的綜合性學科。因而作為生物科學專業的本科生經常面臨哪些基本知識，基本理論應該優先掌握的困惑；而作為教師也經常需要考慮哪些基本知識，基本理論應該優先重點向學生講授，如何培養出適應時展，緊隨世界潮流的生物科學專業人才。在一般綜合性大學中，這個專業的人才是以研究性的培養模式進行培養的，在一般本科醫學院校生物科學專業辦學總體思路是：“夯實基礎，拓寬知識面，立足于現代生物科學技術改造提升傳統產業，因地制宜，辦出特色，面向現代生物技術產業主戰場培養應用型，復合型生物科學人才”。

海南醫學院是地方性醫學院校，其辦學宗旨是為地方培養實用技術應用型人才，因此，生物科學專業建設不能像綜合性大學一樣，而應該從生物科學基礎理論入手，在專業方向上選擇由生物科學衍生的相關實用技術性方向，以就業為導向，培養適應市場需求技術型人才。從應用的角度來認識，生物科學是人類對生物資源的利用，改造并為人類提供服務的一門學科。在此認識的基礎上才能建立科學可行的教育體系，科研體系和管理體系。目前這三個體系涉及的主要研究領域和方向有如下幾個方面：（1）生物化工與材料；（2）環境與環境生態；（3）農業生物技術；（4）生物醫學醫藥工程；（5）食品生物技術；（6）能源生物技術；（7）生物制藥；（8）基礎生物技術；（9）生物工程技術仿生；（10）生物戰劑及其防御；（11）生物檢測檢驗技術。從以上專業方向發展分析，適合醫學院校生物科學應用技術型的專業方向有生物醫學醫藥工程、生物制藥和生物檢測檢驗技術。其中適合我校生物科學發展方向的是生物檢驗檢測。

綜合以上分析，我校的生物科學專業的學科定位是：以培養應用型人才為主的專業，是理工管結合，以理為主的新興復合型專業。通過培養使學生具有扎實的生物科學理論知識，掌握生物技術基本實驗技能，了解學科發展前沿，能在工業，醫藥，食品，環保等行業的企業，事業和行政管理部門從事與生物檢驗檢測有關的應用研究，技術開發，生產管理和行政管理等工作的高級專門人才。

2 完善課程體系設計

2.1 擴大基礎課教學，增加選修課比例，優化課程體系結構

調整課程結構是課程體系優化的前提。基礎課程一般都具有較高的穩定性和較寬的適應性，是培養和發展學生智能，增強畢業后發展潛力的重要基礎。為此要特別注意加強公共基礎，專業基礎課的教學。同時根據生物科學畢業生去向和我校的學分管理制度，我們在構建生物科學專業課程體系中，大量增設選修課，主要涉及人體解剖生理學，藥理學，細胞生物學，藥物化學，生物技術制藥，微生物檢驗等。通過增設選修課，可以增加專業基礎知識，加強素質教育與能力培養，拓寬專業口徑，使學生更能適應市場需求。

2.2 重視教學內容的改革

在改革課程結構的同時，重視課程內容的調整。教學大綱是進行課堂教學的基本依據，編好教學大綱是進行課堂教學的關鍵環節，對規范課程教學和保證教學質量具有重要意義。課程內容的改革要從教學大綱著手，通過調查，研究和討論，對每門課編制出切實可行的教學大綱，大綱強調突出重點，難點，加強了實踐環節，強調實驗，實習基本技能的掌握。細化各章內容，明確課程交叉內容所屬，例如基本原理部分前面課程已講授，后面應用的課程時就不再細講，確保課程內容不重復，實驗內容不雷同。

2.3 增強師資隊伍建設

根據教學體系和課程體系的教學需要培養和引進理工結合的高層次人才。在學科建設經費和學院的支持下，加強專業基礎課和專業課老師在教學及科研方面能力的提升。對年輕教師特別是非生物背景的教師進行了全方位的培養。建議全體在崗教師加速知識結構調整和知識更新。高素質師資隊伍的建設，有利于推進課程體系和教學內容的改革。為該學科專業的發展奠定了堅實基礎。

2.4 加強實習及畢業環節教學體系的建設

進行素質教育是時代對高等教育人才培養的基本要求。素質教育的核心是培養學生的創新精神和實踐能力。教學實踐環節在培養學生的工程實踐觀念，提高學生的素質，啟迪學生的創新思維，開發學生創新潛能，鍛煉學生創新能力，鞏固理論知識，提高學生實踐動手能力與獨立工作能力，以及培養學生理論聯系實際，分析問題，和解決問題的綜合能力方面具有其它教學環節無法替代的重要作用。在實習及畢業教學環節中，我們主要做了以下兩方面的工作：

（1）制定生產實習的動態監控措施及成績評定體系。評價指標體系是搞好評價工作的基礎，它不僅是對生產實習進行評價的依據，而且會對實習教學環節中的各項工作起到引導和推動作用。因此，一個科學的評價指標體系不僅應能客觀，全面地反映實習教學的水平及其效果，而且還應遵循科學性和可操作性。根據上述原則，我們設計了生產實習評價指標體系。修改，制訂了詳細而具體的生產實綱。摒棄了傳統的提綱式指導大綱，改為具體的以車間或工段為單位的實習要求內容和指導，讓學生充分明確實習的內容和要求，同時，可起到督促實習指導教師的作用。

（2）規范畢業設計（論文）開題報告，提高畢業設計（論文）質量。以表格形式，要求本科畢業論文之前，充分明確該課題的背景、意義、主要研究內容方法、技術路線、工作進度和技術指標等內容，并在全院范圍內進行公開的，正規的開題報告，給該專業的師生提供了一次較好的學術交流機會，有助于拓寬學生的專業視野，活躍學術氣氛，全面提升生物科學專業的畢業設計（論文）質量。與此同時，我們還制定了畢業設計（論文）批改方案，以規范畢業設計（論文）的撰寫，提高畢業設計（論文）質量。

參考文獻

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篇3

[關鍵詞] 新課程 科學史 價值

重視生命科學史的教育價值是時代的呼喚。《普通高中生物課程標準（實驗）》（簡稱《標準》）提出“提高學生的科學素養”、 “面向全體學生”、“倡導探究性 ”、“ 注重與現實生活的聯系”的基本理念。在課程目標中也明確提出，“獲得生物學基礎事實、概念、原理、規律和模型等方面的基礎知識，知道生物科學和技術的主要發展方向和成就，知道生物科學發展史上的重要事件”。在實施建議的教學建議部分中，第七個專題“注重生物科學史的學習”中舉實例突出強調了“科學是一個發展的過程”。 并特別說明“對于《標準》中沒有列出的其他生物科學史實也應注意引用”。

一．生命科學史的重要價值

1.生命科學史揭示了自然科學的本質

生命科學史揭示了自然科學的本質，同時顯示了產生每個知識點的科學過程。例如，20世紀初，薩頓和鮑維里在孟德爾遺傳學以及19世紀末在染色體的變化、體細胞與生殖細胞的分裂等方面的成果上，提出了染色體學說，即（孟德爾所說的）遺傳因子可能就在染色體上。但是當時拿不出證據證明他們的觀點。直到1910年，摩爾根通過一系列實驗發現，控制果蠅眼色的基因位于性染色體上，才證明了薩頓、鮑維里的假說。從“基因位于染色體上”這一知識點的形成過程，可以看到科學過程的步驟。生命科學也是在自我更正的過程中積累和進步的。

2.生命科學史是前人探究生物學知識的科學過程史

每一個知識點的產生過程，就是一個探究的過程。生命科學史就是前人探究生物學知識的科學過程史，生命科學史中蘊涵了知識與過程的統一。（過程中包含著思維方式，如好奇心、求知欲、質疑、推理等；過程中包含著研究方法。）創造科學知識的科學家，哪一個不具備廣博的知識呢？DNA雙螺旋結構模型的建立，匯集了許多不同學科背景科學家的智慧，顯示出知識是非常重要的，僅有沃森和克里克的知識也是辦不到的。知識和過程是自然科學的兩個維度，二者是統一的，不能割裂開來。

3.生命科學史展示了人們的合作過程

生命科學史展示了在探究知識的過程中，有相同研究方向的人們之間和有不同研究方向的人們之間的合作。DNA雙螺旋結構的問世充分說明了這一點。

這個事實表明從事不同學科研究的人，掌握的知識和技術是不同的，而且不同學科背景的人帶來了不同的思維方式（尤其是玻爾、德爾布呂克和薛定諤的思想為遺傳學研究注入了新的活力，他們的思想極大地影響了沃森和克里克），他們的合作為解決問題提供了不同的思路，他們在解決問題中相互啟發，相互補充，相互促進，同時共享了研究成果。

4．生命科學史展示了成功的實驗與選擇合適的實驗對象是分不開的

孟德爾選擇了豌豆；摩爾根選擇了果蠅；細胞學說的創始人施旺選用具有相似于植物細胞壁的動物脊索細胞和軟骨細胞；貝爾登和鮑維里在研究細胞分裂時，選擇了馬蛔蟲細胞；悉尼·布雷內、羅伯特·霍維茨和約翰·蘇爾斯頓（這三人是2002年諾貝爾生理醫學獎獲得者）最終選擇了線蟲來探索“程序性細胞死亡”的奧秘；科學家選擇了擬南芥作為植物遺傳研究的模式植物。

以上事例說明了選擇合適的研究對象對解決問題非常關鍵。這些事實給予我們的啟示是：在高中生物新課程中的探究教學中，也涉及選擇探究對象的問題，要解決好探究問題，必須先選擇好探究對象。

二.生命科學史在高中生物教學中的應用

1.培養學生的科學態度

科學就是客觀地研究事物。如實地認識客觀規律，符合邏輯地得出正確結論。所以，實事求是的態度就是科學的態度。在生物科學史的教學中，介紹科學家們客觀地觀察生物的形態結構、生理特性，踏踏實實地做好生物試驗，實事求是地分析觀察和實驗結果的科學態度，能為學生提供學習的榜樣，有效地培養學生的實事求是的科學態度。

2.培養學生的科學精神

科學精神是科學品質的核心。科學精神就是敢于懷疑、敢于求真、敢于創新。科學的每一次進步，都是對過去的一次革命，它總是要突破以往的窠臼，達到一個新的起點。創新是科學進步的內在動力。創新必需有勇敢的精神作基礎，要敢于懷疑現有的觀點，敢于冒險，敢于克服困難，敢于接受失敗的考驗，敢于抵制世俗的偏見和環境的壓力，堅韌不拔地追求真理。縱觀生物科學的歷史可以看到，是科學家們的不斷創新才有生物科學的不斷進步。因此，在生物科學史的教學中，引導學生學習科學家們的創新精神，有助于學生科學精神的形成。

3.培養學生的科學思維

篇4

關鍵詞：教師科研；研究型教學；生物科學

研究型教學是一種新型的教學模式，它最早起源于美國教育學家杜威倡導的以典型問題組織教學的“做中學”形式[1]，后來又綜合了美國布魯納的“發現學習模式”和瑞士皮亞杰的“認知發展學說”而逐步構建起來[2―3]。研究型教學是一種將科學研究的理念引入課堂的實踐性教學活動，它將學習與研究過程結合起來，摒棄了傳統的單向傳授知識的模式[4―5]。研究型教學模式是以培養學生創新能力與實踐能力為目的，客觀上以研究型教師隊伍為支撐[6―7]的模式。在教學過程中教師不再是知識的權威者，而是一個課題研究的參與者以及學生的合作者[8]，學生真正成為課堂的主體[9]，學生在獲取基礎理論知識與基本實驗技能的同時，也培養了創新思維與解決實際問題的能力。相對于傳統的教學模式，研究型教學更加注重學生獲得知識的主動性，注重學生在實驗過程中提出問題、探索問題、解決問題的能力[10]，注重培養他們的創新思維與實踐能力，培養他們獨立學習與終身學習的能力，這與我國古代的“授人以魚，不如授人以漁”的教育理念不謀而合。

一、高校生物學科專業教學現狀

作為實踐性的自然科學，各種生物假說或理論的提出都離不開實驗的驗證。但目前生物科學專業的教學仍然以傳授式教學為主導，在理論授課中教師講解教材內容、學生記筆記幾乎是一種普遍現象，雖然許多高校生物科學專業也進行了不同程度的教學改革探索，如課堂采取互動式教學、前沿專題、問題討論等具體改革模式，但這些改革措施依然脫離不了單向傳授的主導模式，這離學生創新與實踐能力的培養目標相去甚遠。例如，生物的實驗課課時偏少，主要是以經典驗證性的生物學實驗為主，在課時有限的情況下，實驗過程基本是按既定步驟進行，幾乎未涉及探索性的實驗。在此情況下，教師上實驗課是為了完成教學計劃，學生做實驗是為了完成老師安排的任務，這種實驗教學模式對學生來講僅僅是熟悉了一遍實驗操作流程而已，由于實驗過程中并沒有進行過深入思考，實驗印象并不深刻，知識技能不能鞏固，學習收獲不大。

除課堂教學與實驗課以外，課程實習、畢業實習以及畢業論文等是教學過程中重要的實踐環節，這些教學環節也存在同樣的問題。生物科學專業課程實習中比較重要的要數植物學與動物學的野外實習，實習可以使學生親身體驗課堂教學中所涉及的實體，同時也可以激發學生對自然界中動物、植物新現象的發現與探索興趣，從而起到創新意識培養的目的。但從筆者近幾年的調查結果來看，生物科學專業的野外實習卻更多傾向于對課本知識的一種實體認證，這對于學生來講，除了將實物與課本動植物特征描述進行匹配之外，就再也沒有探索性的認知過程。這種實習模式使野外實習幾乎變成了野外旅游，學生在實習一兩年后已基本不認識以前熟悉的植物了。又如畢業實習是檢驗大學生對理論知識的掌握以及將其轉化為實踐能力的重要環節，同時也是大學生進入社會的“預演”。但從許多高校生物科學畢業實習的調查來看，大多數實習僅僅是走過場，工廠實習多半是從事一些與學科專業關系并不密切的勞動力工作，這主要是因為長期以來學生受到傳統教學模式的影響而缺乏相應的創新能力與實踐能力的培養，進入實習單位后表現平平，實習單位不敢讓其進入關鍵的生產部門。再如，畢業論文是大學教學與學生學習的最后一個環節，也是對大學知識學習的綜合能力的總結，理應帶有創新性的元素，但是，從目前許多高校生物科學的畢業論文來看，多數畢業論文僅僅是簡單的重復工作，這主要是因為許多畢業論文僅是為了完成教學的環節，而很少與教師科研結合，教師指導畢業論文僅僅是為了完成教學任務，再加上最近十年的學生數量增多，使師生比例失調，教師指導的學生論文數量大，無法保證畢業論文的質量，學生的科技創新和實踐能力并沒有得到培訓和充分發揮。

事實上，生物科學是兼具理論性與實驗性的專業，系統的學科理論與先進的實驗技術構成了專業結構的主體，因而對于本科生來講，如果沒有豐富的研究基礎與實踐經驗做后盾，要在理論與技術方面進行創新性實驗難度之大可想而知。比如在大學生創新實驗項目的實施過程中，如果沒有科研教師強力支持，項目普遍不能圓滿完成。因為生物科學研究不是單靠靈感就可以完成的，它需要依靠豐富的實踐經驗與較高的理論水準，只有與教師科研實驗緊密相結合，才能達到研究型教學的改革目標。

二、與教師科研結合提出研究型教學模式的必要性

傳統單向傳授式教學模式已經不能適應當代高等教育大學生創新思維的培養目標，為此最近幾年國內外高校教育工作者對研究型教學模式進行了探索與嘗試，但大部分的教學改革還基本停留在摸索階段，還沒有一個切實可行的實施平臺或手段。教師科研在研究型教學實施方面具有得天獨厚的優勢，教師科研是溝通教學與科研的紐帶，科研教師的創新性思維容易傳輸給學生，使學生不斷受到學科研究前沿思想的熏陶而激發出創新的火花。生物科學是一個發展迅速的實驗學科，科研教師要不斷跟蹤最新科研信息才能站在學科研究的前沿。建立在教師科研基礎上的研究型教學發揮了教師在科研素質方面的優勢，有利于提高教學質量，培養學生的創新性思維，從而適應現代經濟發展對高素質人才的需求。

三、與教師科研平臺結合的主要措施

目前生物科學專業的許多課程在內容上均有大量的重疊，而每個教師所授課程相互之間缺乏溝通，結果在教學上做了很多“無用功”，此外也易導致知識的連續性中斷，由于教師對小專業內容的局限性，只講述單一課程內容而忽視了與其他課程內容的聯系與承接。由于現代生物學的迅猛發展，生物科學不同領域的交叉越來越明顯，研究層次的深化和研究手段的通用，使傳統的按單門課程來教學的模式逐漸喪失其高效性。而目前教師科研課題的立項都是基于生物大學科系統的生物學理論來進行科學問題的論證，其實施過程也必然要求進行多學科、多專業的系統聯系，因此教師科研為研究型教學模式的開展提供了很好的平臺。

生物科學專業教學改革應該打破這種一門課程一個主講教師的模式，而應強調實驗研究和創新培養，推行“知識點組庫與教師科研組庫匹配” 的教學模式，即將專業課程按大學科的研究方向與尺度進行歸類，同時將任課教師按科研方向與內容納入不同的研究組庫，增加實驗課時數使其在教學中占據主導地位，在指導組教師的統一安排下根據研究進度和內容選擇實驗場所。在這一模式下，教學選題不再局限于單一方面的簡單觀察，而是對于某一生物學現象從淺顯的外部特征描述到生物發生的生理代謝、分子作用等內部機理的探索。

基于這一模式，可將生物科學按植物、動物、微生物、人體生物學等進行大課程分類，而如遺傳學、分子生物學、細胞生物學、植物生理學、發育生物學之類的課程屬于研究層次的類別。在每個大課程下按研究的尺度或水平進行細分，如將植物學分為形態解剖分類、生理、生化、分子等水平。不同的課程對同一生物學問題描述的側重點不同，講述的科學研究層次也不同。例如學習植物光合過程，在植物學部分側重于講述氣孔的作用、葉綠體的形態結構，植物生理學側重于光合作用過程，細胞生物學則對這一部分進行了重復簡述，這表明單一課程由于內容側重點不同，對于一個生物學過程有的不能全面闡述，有的則又相互重疊，不利于學生對生物學知識的系統把握以及對生物學現象本質的認知。根據“知識點組庫與教師科研組庫匹配”的教學模式，本節的教學可以這樣設計：其一，將光合過程所涉及的不同教材知識內容歸納為一個知識點組；其二，將從事分類學、植物生理學、生化、分子生物學科研的教師優化后成立教師研究組；其三，將生物科學專業的有關這一部分的內容由表及里進行的綜述歸納成一個系統的知識點組，對于知識點組之外的零散知識由學生自由閱讀即可。但要注意以下幾點：①知識點組的教學按實驗課題研究的形式進行；②在一個知識點組研究課題實施期間，由教師與學生共同制訂課題研究計劃；③課題文本需按照科研課題申報格式進行撰寫，突出強調課題申報的科學意義與創新性。

為確立上述這一模式的規范性，學院應該在管理層面上對生物科學大專業的知識點進行模塊化及優化，并會同全體專業教師進行模塊化的合理性討論，直至建立成熟的知識點組庫。知識點組庫的建設既要考慮到生物學知識的廣度，又要考慮到研究的深度，以符合創新思維培養的教學模式。為建立指導教師組庫，學院應每隔一段時間匯總指導教師的科研內容輸入庫中，以備學生在考慮課題研究內容時有效選擇指導教師。

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篇5

1 當代大學生的生物科學素養現狀及其存在問題

生物相關專業的學生對生物科學技術具有濃厚的興趣,生物科學技術基礎知識扎實,對生物技術發展持積極的肯定態度,具備良好的科技強國的信念。但是,他們對高新生物科學技術知識和先進實驗技術了解較少,生物科學實驗實踐技能較差,對生物科學科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有調查表明,當代大學生對于當前的一些生物熱點問題有一定的了解,但是對于高新技術的應用和新的科學研究領域的認識不足。在理性上,有43%的學生是盲目的懷疑,或者是盲從專家和他人的觀點,對事物較少有自己的看法;在探索求知精神上,“科學功利主義”對學生的影響最大,使得學生視野狹窄、目光短淺;在實證精神上,有62%的學生缺乏實驗實證精神,偏重抽象思維,缺乏科學實驗的精神和價值眼光。②此外,許多高校只注重生物專業課的常規教學,很少舉辦專門的科研活動,且科學技能培養與鍛煉的途徑缺乏,這使得大學缺乏濃郁的科學素養氛圍,學生較難形成一定的科學技能,由此科學實踐能力也較差。

2 細胞生物學教學中培養科學素養的意義

細胞生物學是生物學類及農林醫藥類本科生一門必修的專業基礎課,是現代生命科學的前沿分支學科之一,它是以細胞為研究對象,從細胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個層研究細胞和細胞器的結構和功能、細胞的生活史和各種生命活動規律的學科。細胞生物學是一門承上啟下的學科,和分子生物學一起同是現代生命科學的基礎,并廣泛滲透到遺傳學、發育生物學、生殖生物學、神經生物學和免疫生物學等的研究中,和農業、醫學、生物高新技術的發展有密切的關系,是生命科學的重要支柱之一,在解決人類面臨的重大問題、促進經濟和社會發展中發揮重要的基礎作用。同時,細胞生物學又是一門實踐性很強的學科,重要理論與實踐密切地聯系著。隨著生命科學自身和生物產業的快速發展,對生命科學相關領域創新型人才的需求也在不斷增加。由此可見,細胞生物學課程中科學素養的培養對于建立與其專業層次、研究方向相符合的細胞生物學知識構架體系,培養和鍛煉學生的科學思維能力具有非常重要的作用。

3 細胞生物學教學中如何培養學生的科學素養

細胞生物學作為生物學類及農林醫藥類的一門專業基礎課程,在培養學生的科學素養方面,具有舉足輕的重要作用。然而,科學素養的提高不是一朝一夕之功,教師應始終將其貫穿于自己的教學之中。如何在細胞生物學教學中培養和提高學生的科學素養,以下是筆者的一些想法和體會。

3.1 加強課堂教學中的“生活化”融合

? 細胞生物學的知識理論性強,內容抽象深奧、難于理解,教師可以試將抽象的內容與日常生活相聯系,使學生有此聯想起有趣的、熟悉的生活場景或事物,這不僅使抽象的內容具體化和動態化,使其容易理解,而且激發了學生的探究欲望和學習興趣。例如講解“蛋白質的分選”時,引導學生由細胞社會聯想到人類社會。細胞中的各種蛋白質發揮結構或功能作用的部位幾乎遍布細胞的各種膜區和組分,只有當蛋白質各就各位并組裝成結構和功能復合體,才能參與細胞的各種生命活動。這就好比在人類社會中,各專業的畢業生只有找到適合其自身特點的工作崗位才能發揮所長。總之,運用發散性思維,盡可能地將細胞生物學抽象的理論知識與生活實際聯系起來,并配合以多媒體輔助手段,使抽象的內容變得形象生動,易于理解掌握。

3.2 側重教學內容的前沿性和新穎性

細胞生物學發展極為迅速,隨著科學家們研究成果的不斷涌現,其內容處在不斷更新的動態過程中。因此,教師在教學過程中,要注重聯系學科的前沿和熱點,講述較先進的科學結論,跟蹤國際上最新進展。此外,教師在注重教學的同時,宜以科研并舉,以科研引導和促進教學;教學與培養科學研究型人才緊密結合;教學內容與最新科研進展同步,使學生在正確掌握細胞生物學基礎上學會解決與之相關的科學研究問題。如將教師的主要科研成果與基礎理論教學有機結合,結合教學內容介紹自己的科研成果,這樣既生動又貼切,學生又很熟悉,使學生獲得學習的興趣和動力,亦可以啟發學生的創新思維能力,培養學生的科研鉆研精神。

3.3 增加細胞生物學實驗綜合性和設計性實驗的比例

綜合性實驗注重知識的綜合運用,實驗原理和方法步驟較為復雜,可以使學生更好地理解實驗原理,正確使用儀器設備,鍛煉學生綜合分析問題的能力;設計性實驗是指學生根據實驗項

目,自主設計實驗方案,自主準備實驗材料,自主配制實驗所需試劑,根據自己的時間自主安排實驗進程,設計性實驗可以充分調動學生的實驗積極性,培養學生的創新思維和勇于探索的精神。由此可見,綜合性和設計性實驗可以鍛煉學生綜合分析問題和解決問題的能力。③然而目前許多高校由于實驗條件和課時安排的限制,細胞生物學實驗主要以基本操作和驗證性實驗為主,綜合性和設計性實驗較少甚至沒有,這在一定程度上限制了學生綜合素質和創新思維的培養。④因此,教師應根據科學性、可行性和實用性原則增大綜合性和設計性實驗的比例。如我們精選了真核生物基因組的提取、純化、鑒定、擴增、酶切、重組、轉化、篩選的大實驗,膜蛋白的分離與鑒定等綜合設計型大實驗,這些實驗中的每個實驗都構成了一個綜合性整體,同時,在實驗材料的選擇上盡量做到由學生自主選擇。通過每一次的綜合設計實驗,使學生進一步鞏固了已學習的知識和已掌握的技術,并能夠對實驗結果進行合理的正確的資料采集、整理、分析和歸納,有效地培養了學生的科學素質、科學精神、創新思維及分析問題和解決問題的能力。 3.4 組織各種“科學小組”,布置學科發展前沿的討論,與全程科研訓練對接,以培養學生的科學態度和科學精神