發(fā)布時間:2023-12-05 18:11:16
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(shù),我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L(fēng)格的5篇生物技術(shù)實踐,期待它們能激發(fā)您的靈感。
例1植物秸稈中的纖維素可被某些微生物分解?;卮鹣铝袉栴}:
(1)分解秸稈中纖維素的微生物能分泌纖維素酶,該酶是由3種組分組成的復(fù)合酶,其中葡萄糖苷酶可將分解成。
(2)在含纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅(CR)時,CR可與纖維素形成色復(fù)合物。用含有CR的該種培養(yǎng)基培養(yǎng)纖維素分解菌時,培養(yǎng)基上會出現(xiàn)以該菌的菌落為中心的。
(3)為從富含纖維素的土壤中分離獲得纖維素分解菌的單菌落,某同學(xué)設(shè)計了甲、乙兩種培養(yǎng)基(成分見下表):
酵母膏無機鹽淀粉纖維素粉瓊脂CR溶液水培養(yǎng)基甲++++-++培養(yǎng)基乙+++-+++注:“+”表示有,“-”表示無。
據(jù)表判斷,培養(yǎng)基甲(填“能”或“不能”)用于分離和鑒別纖維素分解菌,原因是
;
培養(yǎng)基乙(填“能”或“不能”)用于分離和鑒別纖維素分解菌,原因是。
【解析】(1)纖維素是一種由葡萄糖分子首尾相連而成的高分子化合物,是含量最豐富的多糖類物質(zhì)。纖維素能被土壤中的某些微生物分解利用,纖維素可以被纖維素酶分解為纖維二糖,再被葡萄糖苷酶分解成葡萄糖。(2)剛果紅與纖維素可形成紅色復(fù)合物,當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后,紅色復(fù)合物無法形成,出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈,我們可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。(3)分離和鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基,且需以纖維素作為唯一碳源。
【答案】(1)纖維二糖葡萄糖(2)紅透明圈(3)不能液體培養(yǎng)基不能用于分離單菌落不能培養(yǎng)基中沒有纖維素,不會形成CR-纖維素紅色復(fù)合物,即使出現(xiàn)單菌落也不能確定其為纖維素分解菌
【知識鏈接】1.培養(yǎng)基的配制:培養(yǎng)基的成分有碳源、氮源、水、無機鹽和特殊營養(yǎng)物質(zhì);培養(yǎng)基按功能可分為選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基;配制培養(yǎng)基時要求目的明確、營養(yǎng)協(xié)調(diào)、pH適宜。
2.無菌技術(shù)包括消毒和滅菌,兩者的區(qū)別為:
項目消毒滅菌概念使用較為溫和的物理或化學(xué)方法殺死物體表面或內(nèi)部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)使用強烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物,包括芽孢和孢子常用方法煮沸消毒法、巴氏消毒法、化學(xué)藥劑消毒法、紫外線消毒法灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌適用對象操作空間、液體、雙手等接種環(huán)、接種針、玻璃器皿、培養(yǎng)基等3.純化大腸桿菌:在培養(yǎng)基上將細菌稀釋或分散成單個細胞,使其長成單個菌落,這個菌落就是一個純化的細菌菌落。微生物的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法,兩者的區(qū)別為:
(1)兩種接種方法的作用不完全相同:平板劃線法和稀釋涂布平板法都能使細菌純化,但平板劃線法不易分離出單個菌落,不能計數(shù);稀釋涂布平板法能使單菌落分離,便于計數(shù)。
(2)稀釋涂布平板法的缺點:稀釋涂布平板法統(tǒng)計樣品中菌落的數(shù)目往往比實際數(shù)目低。這是因為當(dāng)兩個或多個細胞連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落。
(3)平板劃線法純化大腸桿菌時不同階段灼燒接種環(huán)的目的不同:①第一次操作:殺死接種環(huán)上原有的微生物;②每次畫線之前:殺死上次畫線后接種環(huán)上殘留的菌種,使下次畫線的菌種直接來源于上次畫線的末端;③畫線結(jié)束后:殺死接種環(huán)上殘存的菌種,避免細菌污染環(huán)境和感染操作者。
4.篩選菌株:人為提供有利于目的菌株生長的條件(包括營養(yǎng)、溫度、pH等),同時抑制或阻止其他微生物的生長。菌株篩選原理的比較:
土壤中分解尿素的細菌分解纖維素的微生物①選擇培養(yǎng)基的成分:尿素作為唯一的氮源
②鑒定方法:在培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑,若指示劑變紅,pH升高,說明細菌能分解尿素①選擇培養(yǎng)基的成分:纖維素作為唯一的碳源
②鑒定方法:剛果紅染色法,即剛果紅與纖維素可形成紅色復(fù)合物,當(dāng)纖維素被分解后,培養(yǎng)基中出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈5.統(tǒng)計菌落數(shù)目的方法:①顯微鏡直接計數(shù)法:利用特定細菌計數(shù)板或血細胞計數(shù)板,在顯微鏡下計算一定容積的樣品中微生物的數(shù)量;②間接計數(shù)法(活菌計數(shù)法):當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時,培養(yǎng)基表面生長的一個菌落來源于樣品稀釋液中的一個活菌,通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)就能推測出樣品中大約含有多少活菌。計算公式:每克樣品中的菌株數(shù)=(C÷V)×M,其中C代表某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數(shù),V代表涂布平板時所用的稀釋液的體積(mL),M代表稀釋倍數(shù)。為了保證結(jié)果準確,一般選擇菌落數(shù)在30~300的平板進行計數(shù)。
考點二、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用
例2泡菜是我國的傳統(tǒng)食品之一,但制作過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽對人體健康有潛在危害。某興趣小組準備參加“科技創(chuàng)新大賽”,查閱資料得到下圖。
(1)制作泡菜時,泡菜壇一般用水密封,目的是。乳酸菌發(fā)酵第一階段的產(chǎn)物有。
(2)據(jù)下圖,與第3天相比,第8天后的泡菜更適于食用,因為后者;pH值呈下降趨勢,原因是。
(3)該小組得到一株“優(yōu)選”乳酸菌(亞硝酸鹽還原酶活力比普通乳酸菌高5倍),擬參照資料的實驗方案和食鹽濃度(4%~10%),探究與普通乳酸菌相比用“優(yōu)選”乳酸菌制作泡菜過程中亞硝酸鹽含量的高低,并確定其最適條件。請你設(shè)計一個實驗結(jié)果記錄表,并推測實驗結(jié)論。
【解析】(1)制作泡菜的原理是乳酸菌在無氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生乳酸,泡菜壇用水密封,目的是為乳酸菌發(fā)酵提供無氧環(huán)境。乳酸菌發(fā)酵第一階段的產(chǎn)物有丙酮酸和[H](少量能量)。(2)據(jù)圖可知,第3天亞硝酸鹽含量最高,第8天亞硝酸鹽含量最低,而亞硝酸鹽對人體健康有害,因此,第8天后的泡菜更適于食用。乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸,隨著發(fā)酵的進行乳酸含量越來越多,pH值呈下降趨勢。(3)該實驗的目的是比較食鹽濃度在4%~10%內(nèi)普通乳酸菌與“優(yōu)選”乳酸菌發(fā)酵效果的優(yōu)劣,并確定其發(fā)酵的適宜條件,因此該實驗的自變量是適宜的食鹽濃度,因變量是亞硝酸鹽含量,而“優(yōu)選”乳酸菌亞硝酸鹽還原酶活力比普通乳酸菌高5倍,因此,推測“優(yōu)選”乳酸菌組在制作泡菜過程中亞硝酸鹽含量低于普通乳酸菌組。
【答案】(1)防止氧氣進入壇內(nèi),影響乳酸菌發(fā)酵(為乳酸菌發(fā)酵提供無氧環(huán)境)丙酮酸和[H](少量能量)(2)亞硝酸鹽含量較低乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生大量乳酸
(3)實驗結(jié)果記錄表:
時間(天)1234567亞硝酸鹽含量(mg/kg)食
鹽
濃
度4%普通乳酸菌組優(yōu)選乳酸菌組6%普通乳酸菌組優(yōu)選乳酸菌組8%普通乳酸菌組優(yōu)選乳酸菌組10%普通乳酸菌組優(yōu)選乳酸菌組實驗結(jié)論預(yù)測:“優(yōu)選”乳酸菌組在制作泡菜過程中亞硝酸鹽含量低于普通乳酸菌組。
【知識鏈接】果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作比較:
比較
項目果酒的制作果醋的制作腐乳的制作泡菜的制作所需
菌類酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌菌種代
謝類型異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)厭氧型發(fā)酵
條件前期需氧,后期厭氧一直需氧一直需氧厭氧適宜
溫度18℃~25℃30℃~35℃15℃~18℃室溫原理酵母菌在無氧條件下將葡萄糖氧化成乙醇醋酸菌在有氧條件下將乙醇氧化為醋酸毛霉能產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶,將豆腐中的蛋白質(zhì)和脂肪分解為小分子有機物乳酸菌將葡萄糖分解為乳酸制作
流程挑選葡萄沖洗榨汁酒精發(fā)酵果酒挑選葡萄沖洗榨汁酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵果醋豆腐長出毛霉加鹽腌制加鹵湯裝瓶密封腌制原料選擇處理與泡菜鹽水混合加調(diào)料裝壇發(fā)酵為成品測定亞硝酸鹽含量注意
事項葡萄不要洗得太干凈,葡萄入瓶先進行有氧呼吸,再進行無氧呼吸要不斷通入空氣,創(chuàng)造有氧條件一般選含水量為70%的豆腐,鹵湯中鹽和酒(12%)的用量要嚴格控制,以防止雜菌污染嚴格控制無氧條件考點三、植物組織培養(yǎng)
例3育種工作者常采用花藥培養(yǎng)的方法,使花粉粒發(fā)育為單倍體植株。下面是采用水稻的花藥進行培養(yǎng)過程的流程:選取水稻花藥對花蕾消毒接種和培養(yǎng)植物體。請回答下列問題:
(1)選取的水稻花藥應(yīng)為期,此時細胞核由細胞中央移向細胞一側(cè),花藥培養(yǎng)成功率最高。
(2)通過花藥培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體植株一般有兩種途徑:一種是花粉通過階段發(fā)育為植株;另一種是在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上先形成,再將其誘導(dǎo)分化成植株。
(3)試管苗形成過程中,必須從培養(yǎng)基中獲得和小分子有機物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)。要促進花粉細胞的分裂和生長,培養(yǎng)基中應(yīng)有和兩類植物激素。
(4)若接種過花藥的培養(yǎng)基被污染,則可能的原因有哪些?
(至少寫出兩條)。
【解析】(1)一般選取單核期的花藥進行培養(yǎng)。選擇單核期以前的花藥接種,因其質(zhì)地幼嫩,極易破碎;而選擇單核期以后的花藥接種,又因其花瓣已有些松動,故會給材料消毒帶來困難。(2)花藥離體培養(yǎng)有兩條途徑:一是脫分化形成愈傷組織,二是脫分化形成胚狀體。(3)試管苗形成過程中,必須從培養(yǎng)基中獲得無機鹽或礦質(zhì)元素和小分子有機物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)。要促進花粉細胞的分裂和生長,培養(yǎng)基中應(yīng)有生長素和細胞分裂素兩類植物激素。(4)若接種過花藥的培養(yǎng)基被污染,則可能的原因有培養(yǎng)基滅菌不徹底、花蕾消毒不徹底、接種時操作不規(guī)范等。
【答案】(1)單核(2)胚狀體愈傷組織(3)無機鹽或礦質(zhì)元素生長素細胞分裂素(4)①培養(yǎng)基滅菌不徹底;②花蕾消毒不徹底;③接種時操作不規(guī)范等
【知識鏈接】1.植物組織培養(yǎng)的理論依據(jù)和基本過程:植物組織培養(yǎng)的基本原理是植物細胞的全能性,包括脫分化和再分化兩個過程。滿足的基本條件有:①植物組織或細胞處于離體狀態(tài);②外部環(huán)境條件適宜,如溫度、pH、光照、無菌操作等;③完全的營養(yǎng)條件:離體的植物細胞失去了植物的自養(yǎng)能力,所以需要為其提供水、有機營養(yǎng)、礦質(zhì)營養(yǎng)、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)和植物激素。
2.組織培養(yǎng)技術(shù)與月季花藥離體培養(yǎng)技術(shù)的比較:
項目組織培養(yǎng)技術(shù)月季花藥離體培養(yǎng)技術(shù)理論依據(jù)植物細胞的全能性基本過程脫分化再分化外植體的
細胞類型體細胞生殖細胞取材部位未開花植株的莖上部新生的側(cè)枝花粉發(fā)育過程中的單核期花藥消毒消毒劑為體積分數(shù)為70%的酒精和質(zhì)量分數(shù)為0.1%的氯化汞溶液,清洗液是無菌水操作流程制備培養(yǎng)基外植體消毒接種培養(yǎng)移栽栽培選材消毒接種和培養(yǎng)篩選和誘導(dǎo)移栽栽培選育影響因素選材、營養(yǎng)、激素、pH、溫度、光照等培養(yǎng)結(jié)果正常植株單倍體植株生殖方式無性生殖有性生殖可育性可育高度不育,秋水仙素處理后可育3.植物激素在組織培養(yǎng)中的重要作用:生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。其作用及特點為:在生長素存在的情況下,細胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強的趨勢。此外,兩者的使用順序不同,結(jié)果不同;用量比例不同,結(jié)果也不同。具體如下:
激素使用實驗結(jié)果使用順利先使用生長素后使用細胞分裂素有利于細胞分裂,但不分化先使用細胞分裂素后使用生長素細胞既分裂又分化生長素和細胞分裂素同時使用分化頻率提高生長素和細
胞分裂素用
量的比例該比值較高時促進根的分化,抑制芽的形成該比值較低時促進芽的分化,抑制根的形成該比值適中時促進愈傷組織生長4.植物花藥培養(yǎng)中“四分體”與動物減數(shù)分裂過程中“四分體”的區(qū)別:被子植物花粉發(fā)育過程中的“四分體”是指由一個小孢子母細胞經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的連在一起的四個單倍體細胞,即“四分體”中的“四”指的是四個小孢子細胞;減數(shù)分裂中的“四分體”是指在聯(lián)會狀態(tài)下的一對同源染色體,因其含有四條染色單體,所以稱為“四分體”,即“四分體”中的“四”指的是四條染色單體。
考點四、植物有效成分的提取
例4回答與胡蘿卜素有關(guān)的問題:
(1)胡蘿卜含有的胡蘿卜素中,最主要的是(填“α-胡蘿卜素”“β-胡蘿卜素”或“γ-胡蘿卜素”),該胡蘿卜素在人體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成兩分子,后者缺乏會引起人在弱光下視物不清的病癥,該疾病稱為。胡蘿卜素是(填“揮發(fā)性”或“非揮發(fā)性”)物質(zhì)。
(2)工業(yè)生產(chǎn)上,用養(yǎng)殖的巖藻作為原料提取胡蘿卜素時,(填“需要”或“不需要”)將新鮮的巖藻干燥。
(3)現(xiàn)有乙醇和乙酸乙酯兩種溶劑,應(yīng)選用其中的作為胡蘿卜素的萃取劑,不選用另外一種的理由是。
【解析】(1)胡蘿卜素的化學(xué)分子式中包含多個碳碳雙鍵,根據(jù)雙鍵的數(shù)目可以將胡蘿卜素劃分為α、β、γ三類,β-胡蘿卜素是其中最主要的組成成分;一分子的β-胡蘿卜素在人或動物的小腸、肝臟等器官中被氧化成兩分子的維生素A;由于飲食中缺乏維生素A或因某些消化系統(tǒng)疾病影響維生素A的吸收,致使視網(wǎng)膜桿狀細胞沒有合成視紫紅質(zhì)的原料而造成夜盲癥(暫時性夜盲癥可由補充維生素A得以痊愈)。(2)提取胡蘿卜素時,由于新鮮的巖藻中具有大量的水分,故需要進行干燥。(3)乙酸乙酯屬于水不溶性有機溶劑,與水不互溶,但能夠溶解胡蘿卜素;乙醇為水溶性有機溶劑,因萃取時能與水互溶而影響萃取效果,所以不用乙醇作為萃取劑。
【答案】(1)β-胡蘿卜素維生素A夜盲癥非揮發(fā)性(2)需要(3)乙酸乙酯萃取胡蘿卜素的有機溶劑應(yīng)不與水混溶,而乙醇為水溶性有機溶劑
【知識鏈接】1.植物有效成分提取方法的比較:
提取方法方法步驟原理優(yōu)點局限性適用范圍水蒸氣
蒸餾法①水蒸氣蒸餾
②分離油層
③除水過濾利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來簡單易行,便于分離水中蒸餾會導(dǎo)致原料焦糊和有效成分水解等問題適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強的芳香油壓榨法①石灰水浸泡、漂洗
②壓榨、過濾、靜置
③再次過濾通過機械加壓,壓榨出果皮中的芳香油生產(chǎn)成本低,易保持原料原有的結(jié)構(gòu)和功能分離較為困難,出油率相對較低適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料的提取有機溶
劑萃取
法①粉碎、干燥
②萃取、過濾
③濃縮使芳香油溶解在有機溶劑中,通過蒸發(fā)溶劑獲得芳香油出油率高,易分離使用的有機溶劑處理不當(dāng)會影響芳香油的質(zhì)量適用范圍廣,要求原料的顆粒要盡可能細小,能充分浸泡在有機溶劑中2.依據(jù)植物有效成分的特性選擇提取方法:提取揮發(fā)性較強的植物有效成分用蒸餾法;提取易溶于有機溶劑的植物有效成分用有機溶劑萃取法;提取原料中含量較高的植物有效成分用壓榨法。
3.物質(zhì)分離的方法:分離油水混合物可以采用分液的方法;除去壓榨液中的固體物和殘渣通常采用過濾的方法;除去液體中質(zhì)量較小的固體殘留物通常采用離心的方法;除去芳香油中的殘留水分常采用加入無水硫酸鈉后過濾的方法;除去不易揮發(fā)的植物有效成分中的有機溶劑常采用蒸餾法。
4.鑒定胡蘿卜素常采用紙層析法。
【同步訓(xùn)練】
1.近年來,紀錄片《舌尖上的中國》引發(fā)全民關(guān)注美食的熱潮,其中多次講述了利用不同微生物的發(fā)酵作用制作美味食品的過程。請分析回答下列問題:
(1)在果醋制作時,運用醋酸菌在供應(yīng)和糖源充足時,將糖分解成醋酸;在糖源不充足時,也可以利用酒精生成醋酸,請寫出該過程的化學(xué)反應(yīng)式:。
(2)腐乳制作的流程是:讓豆腐上長出毛霉加鹽腌制加鹵湯裝瓶密封腌制。用鹽腌制時,應(yīng)注意控制;配制鹵湯時,要使鹵湯中酒的含量控制在%左右。
(3)制作泡菜的原理是。
蔬菜在腌制過程中,會產(chǎn)生亞硝酸鹽。在條件下,亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發(fā)生反應(yīng)后,與N1萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成色產(chǎn)物。
2.某植物園中種植的有、玫瑰等花卉,還有葡萄、橘子等水果,其中玫瑰、橘子都可以作為植物芳香油提取的原料。請回答下列問題:
(1)植物芳香油的提取方法有、壓榨法和等。具體采用哪種方法要根據(jù)植物原料的特點來決定。
(2)玫瑰精油適合用提取,其理由是玫瑰精油具有易揮發(fā)、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的特點。蒸餾時收集的蒸餾液不是純的玫瑰精油,而是。經(jīng)冷凝管冷卻后,混合物又會重新分出層和水層。如果蒸餾過程中不進行冷卻,則精油提取量會減少,原因是。
(3)橘皮精油的提取原料是橘皮,但橘皮易焦糊,宜采用法提取橘皮精油,其中將柑橘皮干燥去水,并用石灰水浸泡,其目的是。
3.下圖是植物組織培養(yǎng)過程示意圖。請回答有關(guān)問題:
外植體①愈傷組織②長出叢芽③生根④移栽成活
(1)外植體若是莖段組織,則在配制MS固體培養(yǎng)基時,(填“必須”或“不必”)添加植物激素。
(2)外植體若是月季的花藥,則圖中的①過程(填“需要”或“不需要”)光照,而經(jīng)②③④過程培養(yǎng)出的植物一般稱為植株。該植株產(chǎn)生的途徑除圖中所示外,還可以是花粉通過階段發(fā)育而來。
(3)外植體若是的根尖組織,則在正常環(huán)境下培養(yǎng)成的新植株葉片的顏色是,該過程體現(xiàn)了植物細胞具有的特點。
(4)植物激素中生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂和分化的關(guān)鍵性激素,在植物組織培養(yǎng)過程中:
①若先使用細胞分裂素,后使用生長素,實驗結(jié)果是細胞。
②當(dāng)同時使用這兩種激素時,生長素用量與細胞分裂素用量的比值(填“高”“低”或“適中”)時,可促進愈傷組織的形成。
4.尿素是一種重要的農(nóng)業(yè)肥料,但若不經(jīng)細菌的分解,就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物種類和數(shù)量繁多,某同學(xué)試從土壤中篩選出能高效降解尿素的細菌(目的菌),下表是該同學(xué)配制的培養(yǎng)基成分。
KH2PO4Na2HPO4MgSO4?7H2O葡萄糖(NH4)2SO4瓊脂蒸餾水1.4g2.1g0.2g10.0g1.0g15.0g定容到
2011年《現(xiàn)代生物技術(shù)概論》被選為校級精品課程,在精品課程建設(shè)實踐中,形成具有各自專業(yè)背景知識的教學(xué)團隊。教學(xué)團隊由教授、博士、碩士等組成,通過定期開展教學(xué)研討、聽課、評課等活動,加強教學(xué)隊伍建設(shè),促進了整體教學(xué)水平的提高。在校級教學(xué)類項目比賽中,團隊多人次獲得教學(xué)、教案、課件比賽中的好成績。教學(xué)團隊根據(jù)教材大綱和學(xué)生的培養(yǎng)目標,建設(shè)適用的教材。2007級以前的生物教育學(xué)生使用的是楊玉珍和汪琛穎主編的面向21世紀課程教材《現(xiàn)代生物技術(shù)概論》。2010年招生調(diào)整,開始本科招生,停止??普猩?,原編教材已不適應(yīng)該專業(yè)的學(xué)科發(fā)展。結(jié)合生物科學(xué)專業(yè)特點,教學(xué)團隊的楊玉珍主編及團隊多位教師參編了一部新教材《現(xiàn)代生物技術(shù)概論》,由華中科技大學(xué)出版社出版發(fā)行,該教材更好地體現(xiàn)了前沿性和科學(xué)性,教學(xué)團隊擬定2011級生物科學(xué)專業(yè)采用此教材,以滿足人才培養(yǎng)目標的需要。
教學(xué)內(nèi)容體系的合理整合
考慮該專業(yè)學(xué)生已從其他相關(guān)課程中學(xué)習(xí)過酶、微生物發(fā)酵、蛋白質(zhì)等方面的知識內(nèi)容,該課程的基因工程部分教學(xué)內(nèi)容是生物技術(shù)的基本原理、基本研究方法,內(nèi)容抽象,難以理解,并且很好地體現(xiàn)了學(xué)科的科學(xué)性與先進性,故在教學(xué)中給予較多的學(xué)時分配和課堂講授,同時發(fā)酵工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程等內(nèi)容弱化課題講授。另外,講授生物技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用內(nèi)容時,通過具體的實例以及多樣的教學(xué)方法、教學(xué)手段的采用,使抽象概念化的教學(xué)顯得多彩有趣。主次分明的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計,加上多樣教學(xué)方式的采用,空洞乏味的知識內(nèi)容不再難以理解,與生產(chǎn)生活息息相關(guān)的實踐同時也增強了學(xué)生的求知欲望,獲得了較好的教學(xué)效果。
結(jié)合學(xué)科發(fā)展前沿,充實教學(xué)內(nèi)容
[關(guān)鍵詞]高中生物 生物技術(shù)實踐 模塊
高中生物教材的每一版本都設(shè)置了“生物技術(shù)實踐”選修模塊,這種專門開設(shè)以“技術(shù)實踐”為主題的課程,目的在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),提升學(xué)生的實踐與探究能力??梢哉f,高中生物學(xué)設(shè)計“生物技術(shù)實踐”模塊,在教學(xué)史上是前所未有的,其意義也十分重大。
一、設(shè)計“生物技術(shù)實踐”模塊的意義
進入新世紀,以生命科學(xué)為主題的生物學(xué)已成為全球關(guān)注的熱點。從“生物技術(shù)實踐”模塊設(shè)計內(nèi)容來看,有的注重提升學(xué)生理解科學(xué)知識的能力;有的突出科學(xué)探究的過程,滲透科學(xué)探究的方法;有的讓學(xué)生了解生物學(xué)對社會的影響;等等。可見,設(shè)計這一模塊對增進學(xué)生對生物科學(xué)與技術(shù)對社會影響的理解有重要意義。與此同時,高中生物教材設(shè)計“生物技術(shù)實踐”模塊,讓學(xué)生從不同角度及時了解比較前沿的生物學(xué)發(fā)展趨勢,能全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),還能滿足學(xué)生多樣化的發(fā)展需求,拓展學(xué)生的生物科技視野,提高學(xué)生的實踐與探究能力。高中畢業(yè)生面臨著將來的就業(yè)與科學(xué)研究的方向選擇,“生物技術(shù)實踐”的設(shè)置則能滿足那些有志于在生物科學(xué)研究領(lǐng)域,特別是在生物技術(shù)領(lǐng)域進一步發(fā)展的學(xué)生的需要,很好地培養(yǎng)了這些學(xué)生設(shè)計實驗、動手操作、收集證據(jù)等科學(xué)探究的能力,為他們將來進一步的學(xué)習(xí)與深造奠定堅實的基礎(chǔ)。
二、“生物技術(shù)實踐”模塊的主要特點
1.基礎(chǔ)性、實踐性與綜合性?!吧锛夹g(shù)實踐”模塊凸顯基礎(chǔ)性,讓學(xué)生便于自主實踐與探究?;A(chǔ)性,即生物科學(xué)的所有知識和理論都來源于學(xué)生的觀察和實驗,其中蘊含的科學(xué)理論比較簡單,學(xué)生易于理解與掌握;實踐性,即偏重于學(xué)生的動手實踐,特別注重生物學(xué)習(xí)中的實踐過程,重視實驗和其他實踐活動的開展;綜合性,即涉及的生物學(xué)知識面比較廣。例如,“進行微生物的分離和培養(yǎng)”“測定某種微生物的數(shù)量”等實踐活動,活動內(nèi)容比較簡單,所涉及的理知識也很淺顯,便于學(xué)生自主實踐。而對于“探討酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用”“研究從生物材料中提取某些特定成分”“運用發(fā)酵食品加工的基本方法”等實踐活動,其內(nèi)容涉及“微生物學(xué)”“生物化學(xué)”“生物技術(shù)”等多個學(xué)科領(lǐng)域,具有一定的綜合性。
2.時代性、選擇性和多樣性?!吧锛夹g(shù)實踐”模塊充分體現(xiàn)了時代性、選擇性和多樣性。時代性,即關(guān)注現(xiàn)代生物技術(shù)的迅猛發(fā)展,選取部分具有代表性的生物科學(xué)和生物技術(shù)中的前沿核心學(xué)科、核心技術(shù)。比如,“嘗試制備和應(yīng)用固相化酶”“嘗試植物的組織培養(yǎng)”等現(xiàn)代生物技術(shù)。選擇性與多樣性,即模塊的內(nèi)容標準涉及生物科學(xué)與技術(shù)的許多學(xué)科,活動層次也較為分明,考慮到學(xué)生的興趣愛好、能力差異、個性發(fā)展和將來深造的專業(yè)選擇,充分體現(xiàn)模塊內(nèi)容的選擇性和多樣性。
三、“生物技術(shù)實踐”模塊的教學(xué)建議
在高中生物教學(xué)中,教師要從“生物技術(shù)實踐”模塊的教學(xué)目標出發(fā),突出學(xué)生的主體地位,讓學(xué)生自主進行實踐與探究活動,從而開闊學(xué)生的科學(xué)視野,促進學(xué)生更好地探究生物學(xué)知識,提升學(xué)生的綜合能力與科學(xué)素養(yǎng)。
1.讓學(xué)生自主設(shè)計實驗、動手操作、收集實驗數(shù)據(jù)、總結(jié)實驗結(jié)果,提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。一方面,教師要給學(xué)生提供充分的實踐活動時間,適度補充相應(yīng)的資料或引導(dǎo)學(xué)生自己搜集相應(yīng)的資料,幫助學(xué)生較為系統(tǒng)地完成有關(guān)生物實踐活動。例如,收集微生物學(xué)的知識,了解微生物學(xué)實驗的安全操作技能、技術(shù)要求(即微生物學(xué)實驗的無菌操作技術(shù)),感知微生物的利用等,這是學(xué)生探究的支點,也是設(shè)計本模塊的初衷。另一方面,教師要放手讓學(xué)生自主完成本模塊的每項學(xué)習(xí)任務(wù),組織引導(dǎo)學(xué)生進行探究性學(xué)習(xí)活動,提升學(xué)生自主探究的質(zhì)量。
由于生物信息學(xué)發(fā)展日新月異,各種數(shù)據(jù)庫和軟件的更新?lián)Q代非常頻繁,而國內(nèi)相關(guān)教材更新較慢,課堂內(nèi)容涵蓋的知識面和知識點相對減縮,而且一些前沿的數(shù)據(jù)和先進軟件沒有講授,這些對學(xué)生的發(fā)展和生物信息知識的合理運用極為不利,同時制約了生物信息學(xué)教學(xué)的發(fā)展。生物信息學(xué)是一門嶄新的交叉學(xué)科,綜合利用計算機學(xué)、生物學(xué)和數(shù)學(xué)等諸多學(xué)科。而目前能勝任生物信息學(xué)教學(xué)任務(wù)的老師十分匱乏,教授該學(xué)科的教師多為生物學(xué)老師,而大多數(shù)生物學(xué)老師對計算機和數(shù)學(xué)的研究相對較少,不能夠完全勝任生物信息學(xué)的教學(xué)任務(wù)??梢?,該學(xué)科的師資力量很薄弱。傳統(tǒng)教學(xué)方法沒能豐富學(xué)生的生物信息學(xué)知識,沒能進行實踐教學(xué),并且沒有深入分析教學(xué)不足,也沒有進一步研究教學(xué)改革方案,致使生物信息學(xué)的教學(xué)成果很不理想;另外,生物信息學(xué)的基本技術(shù)沒有充分運用到生物技術(shù)試驗當(dāng)中,生物信息學(xué)技術(shù)對于科研的作用沒有得到體現(xiàn),導(dǎo)致生物信息學(xué)的教學(xué)成果不理想。
2生物信息學(xué)教學(xué)改革與實踐
2.1教學(xué)設(shè)備和方式改革
2.1.1更新和完善多媒體教學(xué)。在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上,充分發(fā)動學(xué)生自帶計算機,同時向?qū)W校申請采購計算機用于教學(xué),在教學(xué)區(qū)域安裝網(wǎng)絡(luò)信號發(fā)射器,不斷進行改進和完善,這樣學(xué)生可以在教學(xué)過程中進行實踐。在生物信息學(xué)實踐教學(xué)中,能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)交互的特點,實現(xiàn)理論和實踐的相互轉(zhuǎn)化。自行開發(fā)制作一套豐富的多媒體課件,使抽象的生物信息學(xué)知識可以更加形象地展現(xiàn)出來,進一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對知識的理解程度。此外,還可以利用網(wǎng)上教學(xué)平臺將教學(xué)內(nèi)容、最新分析軟件等傳遞給學(xué)生,學(xué)生也可以通過網(wǎng)絡(luò)將實踐報告、意見和建議等反饋給教師,教師和學(xué)生利用計算機共同完成生物信息學(xué)理論知識和實踐的操作。
2.1.2實行英文教學(xué)。在國內(nèi)大學(xué)生物信息學(xué)教育中運用英文教學(xué)是十分必要的。生物信息學(xué)英文教學(xué)能夠與國內(nèi)外知名大學(xué)接軌,使課程教學(xué)進一步規(guī)范化。部分課程教學(xué)的規(guī)范化能夠引導(dǎo)其他課程教學(xué)。目前,生物信息學(xué)英語教學(xué)的學(xué)科知識目標、語言目標和思維目標都已確定。教材和教學(xué)課件全部選用英文,并采用全英文授課方式。生物信息學(xué)已經(jīng)是一個全球化的學(xué)科,運用英文教學(xué)的宗旨是使學(xué)生能夠更恰當(dāng)?shù)亟邮茏钚碌纳镄畔W(xué)知識。
2.2培養(yǎng)和引進人才
教師教學(xué)水平的高低對于教學(xué)效果的影響十分明顯。因此,應(yīng)支持和鼓勵年輕教師到國內(nèi)外知名高校學(xué)習(xí)和進修,提高自身的知識素質(zhì)與技能;同時提供豐厚條件引進生物信息學(xué)高層次人才,這樣不但豐富了師資力量,而且還能夠指導(dǎo)年輕老師進一步學(xué)習(xí)。另外,應(yīng)加強學(xué)科建設(shè)及與兄弟學(xué)科的相互合作交流,使該課程組教師的教學(xué)和科研成果得到進一步深化。
2.3教學(xué)內(nèi)容改革
普通教學(xué)內(nèi)容包括數(shù)據(jù)庫檢索、引物設(shè)計、測序及結(jié)果分析、基因識別及基因組分析,核酸序列分析,蛋白質(zhì)序列分析和分子進化與系統(tǒng)發(fā)育分析。生物信息學(xué)日新月異,這些基礎(chǔ)內(nèi)容和數(shù)據(jù)庫時刻發(fā)生著變化,因此運用信息檢索技術(shù)已成為教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一。改革后的生物信息學(xué)除了包含經(jīng)典生物信息課程,還把現(xiàn)代生物信息檢索技術(shù)列入教學(xué)內(nèi)容,并作為生物信息學(xué)教學(xué)的重中之重。運用最新檢索工具和軟件,并配有大量檢索實例,指導(dǎo)學(xué)生搜索相關(guān)信息,這種方法增強了學(xué)生對綜合知識的運用能力。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞生物技術(shù)專業(yè);實踐教學(xué);改革
2002年經(jīng)重慶市教委批準,重慶文理學(xué)院設(shè)立生物技術(shù)專業(yè),幾年來,生物技術(shù)專業(yè)以培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標,以深化實踐教學(xué)改革、合理設(shè)置實驗課程體系、優(yōu)化師資隊伍結(jié)構(gòu)、改善實踐教學(xué)條件為措施進行專業(yè)建設(shè),使生物技術(shù)實踐教學(xué)的軟硬件條件得到了較大改善。在實驗設(shè)置和內(nèi)容方面也進行了一系列的改革,構(gòu)建了“以專業(yè)實驗技術(shù)為龍頭、基礎(chǔ)實驗技術(shù)為基礎(chǔ)、模塊實驗技術(shù)為補充”新的實踐教學(xué)體系。
1生物技術(shù)專業(yè)實踐教學(xué)體系建設(shè)的原則
長期以來,國內(nèi)各高校的生物技術(shù)專業(yè)因成立背景不同,辦學(xué)特色不同,在實踐教學(xué)各個環(huán)節(jié)設(shè)置方面各有偏重。近些年來情況有了一些變化,隨著生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)對人才要求的不斷提高,各校交流的加強,對生物技術(shù)專業(yè)的內(nèi)涵及外延有了較為一致的認識。從2005年開始,按照“國內(nèi)領(lǐng)先和國際先進”生物技術(shù)專業(yè)的實驗課程建設(shè)要求,結(jié)合重慶文理學(xué)院具體情況,對生物技術(shù)專業(yè)實踐教學(xué)進行了改革,在課程優(yōu)化目標方面,主要考慮以下3個方面:
(1)就業(yè)市場對人才的要求。生物技術(shù)是一種高新技術(shù),可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、食品、醫(yī)藥、微生物等領(lǐng)域,市場需求范圍廣。這要求以通才教育為基礎(chǔ),培養(yǎng)厚基礎(chǔ)、高素質(zhì)、能力強的應(yīng)用型人才,形成核心競爭力。唯有如此,才能使學(xué)生在就業(yè)市場上展現(xiàn)出較強的競爭優(yōu)勢。因此,應(yīng)該培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、知識面廣、技術(shù)過硬的應(yīng)用型人才。
(2)結(jié)合學(xué)科理論和實踐的發(fā)展趨勢。生物技術(shù)是生命科學(xué)中發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域,高新技術(shù)不斷被發(fā)現(xiàn),為生物學(xué)以及其他學(xué)科的發(fā)展提供了重要的理論依據(jù)和研究手段。同時,生物技術(shù)也是一門實踐性很強的學(xué)科,要求學(xué)生具有較為扎實的生物科學(xué)基本理論、基本知識和較系統(tǒng)的生物技術(shù)理論與實驗技能,了解生物技術(shù)領(lǐng)域的前沿和發(fā)展動態(tài),具有較強的創(chuàng)新意識與實踐能力。因此,應(yīng)將最新生物技術(shù)科研成果和學(xué)術(shù)前沿發(fā)展趨勢引入到教學(xué)當(dāng)中,使學(xué)生了解和掌握最新的生物技術(shù),并提高其解決科學(xué)難題的能力。
(3)學(xué)生自主意識和主觀能動性。生物技術(shù)實驗教學(xué)是重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),它不僅僅是對理論的驗證,還是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、應(yīng)變能力、創(chuàng)新能力及科學(xué)思維的重要手段[1]。生物技術(shù)實驗教學(xué)的改革與探索,重在發(fā)揮學(xué)生在實驗教學(xué)中的主體地位,充分尊重學(xué)生的興趣和特長,重視學(xué)生的個性發(fā)展,促使學(xué)生養(yǎng)成自我約束、主動學(xué)習(xí)、不斷進步的優(yōu)良學(xué)風(fēng)[2]。實驗課堂應(yīng)改變由教師“抱著學(xué)生走”的實驗方式,以學(xué)生為中心,在實驗中留給學(xué)生較多的獨立思考的空間,有利于學(xué)生拓寬思路,使學(xué)生產(chǎn)生壓力,并將壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閯恿?,最終提高學(xué)生的動手能力和分析能力。
綜合以上各個方面,高等教育應(yīng)當(dāng)以學(xué)生的個人發(fā)展為出發(fā)點,形成專業(yè)的培養(yǎng)目標,并圍繞這一目標進行課程建設(shè)和改革。為了實現(xiàn)這一目標,要求學(xué)生通過對基礎(chǔ)知識體系的學(xué)習(xí),形成自我學(xué)習(xí)的能力。
2生物技術(shù)專業(yè)實驗建設(shè)的框架
生物技術(shù)是生命科學(xué)的前沿和尖端學(xué)科,發(fā)展日新月異,新技術(shù)、新設(shè)備、新成果層出不窮,只有不斷更新知識,才能緊跟前沿[3]。生物技術(shù)專業(yè)無論是設(shè)備投入還是實驗耗材相對較高,要求高校必須加大投入,才能確保實驗教學(xué)的質(zhì)量,而加強實驗教學(xué)的關(guān)鍵是要有一個功能齊全、設(shè)備先進的實驗室[4]。
首先,圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標,以實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)為中心,對專業(yè)人才知識和技能結(jié)構(gòu)進行整體分析和設(shè)計,使課程實驗、課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等主要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)形成4大模塊,使這些模塊既分工明確、各有側(cè)重,又相互聯(lián)系,有機地組成一個不可分割、相互滲透的整體。與理論教學(xué)相互配合,以基本技能為基礎(chǔ),專業(yè)技能為重點,突出知識的聯(lián)系性和綜合性特點,注重技術(shù)應(yīng)用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),構(gòu)建相對完善的具有專業(yè)特色的實踐教學(xué)體系。
其次,結(jié)合學(xué)科優(yōu)勢,打造創(chuàng)新性綜合實驗體系。綜合實驗體系除貫穿基本技能訓(xùn)練體系以外,根據(jù)重慶文理學(xué)院的專業(yè)特色,開設(shè)一些具顯示度的、切合實驗室規(guī)模的、包含完整生物制藥環(huán)節(jié)的綜合性大實驗。充分培養(yǎng)學(xué)生的綜合實驗技能,并與課程理論體系配套,為學(xué)生提供初步技能實訓(xùn)的機會。實驗規(guī)模的生產(chǎn)裝置與布局反映了現(xiàn)代生物技術(shù)的特點,并充分利用重慶文理學(xué)院現(xiàn)有的生物教學(xué)中心技術(shù)優(yōu)勢,在實驗內(nèi)涵上體現(xiàn)多學(xué)科的交叉與應(yīng)用,反映科研、生產(chǎn)、工藝一體化研究的思想。
最后,依托重慶文理學(xué)院建設(shè)重點學(xué)科的背景,創(chuàng)建柔性技能型實踐平臺。生物技術(shù)專業(yè)實驗室的建設(shè)體現(xiàn)了教學(xué)與科研的充分結(jié)合。利用學(xué)科資源,校級重點實驗室、重慶市生物工程中心都直接參與本科實踐教學(xué)。開設(shè)植物組織培養(yǎng)、水產(chǎn)動物良種選育、基因工程、酶工程4個方面的設(shè)計型、研究型開放實驗,供學(xué)生選做。學(xué)生依據(jù)自身的個性特點可選擇感興趣的實驗,實驗的內(nèi)容也根據(jù)學(xué)科的發(fā)展不斷調(diào)整、提煉最新的研究成果,體現(xiàn)出整個實驗系統(tǒng)適應(yīng)學(xué)科發(fā)展及個性培養(yǎng)的柔性。通過研究設(shè)計型實驗環(huán)節(jié),讓學(xué)生體會生物材料的多樣性,感受現(xiàn)代生物技術(shù)在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用,對專業(yè)有一個更全面和深刻的認識。
3構(gòu)建多層次的實踐教學(xué)體系
實驗教學(xué)體系是生物技術(shù)實踐教學(xué)體系的重要部分。實驗教學(xué)體系建設(shè)包括實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗教學(xué)方法和手段、實驗教學(xué)隊伍和實驗室裝備等的建設(shè)。其中教學(xué)內(nèi)容是實驗教學(xué)的基本依據(jù),是學(xué)生獲得實驗技能的根本[5]。實踐教學(xué)內(nèi)容與體系是圍繞著生物技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標制定和建立的,注重學(xué)生動手能力、創(chuàng)新能力、實踐能力的培養(yǎng)。設(shè)立基礎(chǔ)實驗技術(shù)系列、專業(yè)實驗技術(shù)系列和模塊實驗技術(shù)系列3大類別實驗課程,明確本專業(yè)基本技能點、專業(yè)技能點和行業(yè)綜合技能點要求。以實驗技能性質(zhì)分類為主線,整合實驗課程,使學(xué)生明確每項技能的訓(xùn)練目標。
基礎(chǔ)實驗技術(shù)系列涵蓋生物學(xué)和實驗技術(shù)的核心,是學(xué)生必須掌握的基本訓(xùn)練環(huán)節(jié),這一層次也稱為基礎(chǔ)核心實驗。專業(yè)技術(shù)實驗系列涵蓋生物技術(shù)大實驗以及發(fā)酵工程、植物組織培養(yǎng)、生物技術(shù)制藥等方面的設(shè)計研究型實驗,實驗內(nèi)容提前公布,學(xué)生可以結(jié)合自己的興趣進行選擇,專業(yè)技術(shù)實驗系列中學(xué)生可部分或全部完成從實驗方案設(shè)計、實驗準備直至實驗結(jié)果獲取的全過程,培養(yǎng)學(xué)生的綜合實驗?zāi)芰ΑT趯W(xué)生進行上述2個層次專業(yè)實驗技能訓(xùn)練的同時,對一部分較為優(yōu)秀的同學(xué)安排創(chuàng)新實驗環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,創(chuàng)新實驗反映學(xué)科發(fā)展方向及研究熱點并帶有探索性,參加創(chuàng)新實驗的學(xué)生可以提前進入實驗室,并可以免修部分相關(guān)的綜合實驗。
實踐教學(xué)體系的實施從2005年開始,學(xué)院對教學(xué)計劃及實驗室管理模式也進行相應(yīng)的調(diào)整。在教學(xué)計劃方面,集中時間安排綜合性實驗,并建立了互動的實驗教學(xué)信息化平臺,開發(fā)出集管理、預(yù)習(xí)、信息反饋為一體的實驗管理信息系統(tǒng),掛在校園網(wǎng)上供學(xué)生實驗選題、預(yù)習(xí)、實驗室準備、管理之用等。
4實驗教學(xué)改革的實施效果
實踐教學(xué)的改革是個永恒的主題,生物技術(shù)專業(yè)在近幾年的改革實踐中雖然已取得明顯的成效。
首先,實驗課教學(xué)更趨合理。實驗教學(xué)改革實施過程中,實驗教學(xué)內(nèi)容的改革主要遵循創(chuàng)新性、系統(tǒng)性、連貫性、綜合性的原則,從直觀性、驗證性和鞏固性實驗向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實驗過渡的原則。在實驗內(nèi)容的選擇上,適當(dāng)減少驗證性實驗內(nèi)容,增加定量分析試驗和大實驗,引入學(xué)生自主性實驗。在實驗內(nèi)容的順序安排上由淺到深,相互滲透,循序漸進。實驗內(nèi)容調(diào)整后的特點實驗內(nèi)容更加符合生物技術(shù)專業(yè)需求,內(nèi)容的分布更趨合理,實驗內(nèi)容的改革有利于學(xué)生實驗?zāi)芰Α嶒炐Ч奶岣吆蛣?chuàng)新精神的培養(yǎng),使學(xué)生可以掌握更多的實驗技術(shù)和方法。
其次,培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識。專業(yè)技術(shù)實驗和創(chuàng)新實驗環(huán)節(jié)得到了大大加強,綜合性實驗由原來的2個增加至10個。開設(shè)創(chuàng)新性開放實驗機制,有興趣的學(xué)生隨時都可以申請開放實驗項目,進入實驗室進行實驗研究。使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)逐步轉(zhuǎn)向主動學(xué)習(xí),從被動接受教學(xué)到主動去探索尋求科學(xué)實踐知識。許多學(xué)生不滿足于實驗、實習(xí)課程的學(xué)習(xí),自發(fā)組織各種科技興趣小組,在老師的指導(dǎo)下,從大二開始就介入教師的科研項目,結(jié)合教師的科研項目開展課外科技立項活動。通過這種訓(xùn)練方式,學(xué)生的動手能力、綜合問題的分析能力得到了有效的提高。
再次,將科技前沿融入到實驗教學(xué)環(huán)節(jié)。通過大綱的制定、教材的編寫以及課程的合理安排,明確了教學(xué)思路,學(xué)生易于接受、反映良好。通過理論教學(xué)和實踐教學(xué)的有機結(jié)合,豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容,加深了學(xué)生對生物技術(shù)理論課程知識的系統(tǒng)理解,提高了學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)了求知欲和探索精神,培養(yǎng)了創(chuàng)新思維方法和能力,為他們將來從事科研工作、開發(fā)利用資源生產(chǎn)生化產(chǎn)品提供了思路、奠定了理論基礎(chǔ)。同時,還將科學(xué)發(fā)展的前沿和熱點滲透到本科實驗教學(xué)中,部分實驗內(nèi)容直接來源于最新的科研成果,提高自身素質(zhì)和教學(xué)水平。
最后,增強了學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)積極性和主動性。本科學(xué)生到科研實驗室后,從課題的選擇到實驗的設(shè)計等過程都以學(xué)生為主,教師僅做必要的指導(dǎo),在進行課題研究的時候,專業(yè)理論在課題研究中得到應(yīng)用,讓學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)不再枯燥與抽象,特別是課題研究一步步取得進展,解決了一個個難題,讓學(xué)生獲得成功感,學(xué)生學(xué)習(xí)的效能感得到了加強,這些都促使學(xué)生學(xué)生學(xué)習(xí)方式從“要我學(xué)”到“我要學(xué)”,從被動接受到主動探索新知的轉(zhuǎn)變[6]。
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