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生物教学技术全文(5篇)

生物教学技术

第1篇:生物教学技术范文

要想实现信息技术与生物教学的有效整合,要求教师投入大量的时间和精力挖掘备整合课程资源,这必然会给本来就辛苦备课,疲于奔命批改作业的教师带来更大的压力。同时,学校还必须投入大量的人力、物力、财力,构建校园信息化平台,建设信息技术教师队伍等。教师教得辛苦,教学辅助部门配合得辛苦,学生学的效果也不尽如人意,投入和产出不成比例,往往高投入的背后是很低的收益,这导致许多教师也不愿意进行整合。

二、解决信息技术与生物教学整合问题的办法

1.明确整合的意义,确立正确方向

信息技术与生物教学整合的意义在于利用信息技术把枯燥、复杂、抽象的生物学知识生动、活泼、具体地呈递出来,创造一种新型的教学环境去启发学生的思维,减轻学生的学习负担,提高学生的学习兴趣,从而达到提高教学效率的目的。教师必须明确信息技术与生物教学整合的意义,以确立正确的整合方向。

2.加强理论学习,将整合落实

在信息技术与生物教学的整合过程中,要充分加强教法、教育心理学、教学论等理论的学习指导,把这些教学理论融入信息技术与生物教学的整合过程中,依据建构主义学习理论,结合生物学科的特点,构建易于实现生物教学与信息技术整合的新型教学模式。

3.结合生物学特点,进行科学整合

现行高中生物教材,并不是每一节课的内容都适合用信息技术来完成的。比如“细胞器”“遗传的分子基础”“生态系统”等用实物或投影演示,效果会很好。因此我们应该从具体的教学内容和目标出发,明确信息技术教学用在什么地方,什么时候用,怎么用,期望收到什么效果,以真正达到“信息技术与生物教学的科学整合”。信息技术与生物教学的整合应科学合理,其地位是“辅助”而不是“替代”。

4.建立评价机制,让师生看到整合效益

第2篇:生物教学技术范文

[关键词]细胞生物学;创新教育;教学探索;新策略

细胞生物学作为生命科学的基础学科,是医学检验技术专业开设的一门重要的专业基础课程,联系着生命科学的多个分支学科,其知识也随着理论研究的日新月异得到了迅速的发展。生物学大师Wilson曾经说过:“一切生物学问题的答案最终都要到细胞中去寻找”。细胞生物学课程研究和揭示细胞结构、功能和生命活动规律,开设于第一学年的第一学期。在第一学期,同学们缺少相关的基础知识储备,为了帮助同学们排除畏难情绪,实现更好的教学效果,我们对该课程进行教学改革实践探索,引导学生学好这一门重要的专业课,为将来的医学检验技术学习打好基础。教材选择高等教育出版社出版的,翟中和院士、王喜忠教授、丁明孝教授主编的《细胞生物学》(第四版),教材里有大量彩色生动的图片,可以吸引学生阅读。下面我们就教学内容、教学手段和教学实践三方面总结一下教学过程中的探索。

一、教学内容的改革

通过历史里程碑事件的分享,介绍绪论以及细胞生物学的发展简史,为学生打开这扇细胞生物学的大门。1665年胡克发现植物细胞到19世纪三大发现之一的细胞学说建立,从电子显微镜的出现到细胞亚显微结构的发现,从华生和克里克发表DNA的双螺旋结构到人类基因组计划的提前完成,这些历史人物故事及成就具有里程碑式的意义,通过这些事件的分享增强细胞生物学课程的趣味性。结合最新时事给学生介绍专业理论知识。从2019年底开始,病毒引发的肺炎疫情在国内外爆发。国务院联防联控机制新闻会指出,将发展更适用于基层医疗机构、不需要高条件的医疗机构也能够开展的病毒快速检测试剂。国家的需求就是我们医学检验专业学生的使命,我们只有扎实基础,学好专业,才能不负重托,完成任务。检测病毒依赖病毒和核酸的基础知识,在介绍病毒部分理论知识的同时给同学们播放视频,形象生动地理解病毒入侵人体、繁殖、复制的过程。鼓励同学们只有扎实专业知识,才能在祖国需要的时候开发出新方法、新技术,为国家的安定和人民的健康贡献科技力量。

二、教学手段的改革

引入翻转课堂,通过学生的参与激发其学习动力。近年来,多项诺贝尔奖的科学发现都与细胞生物学息息相关。2015年,中国女科学家屠呦呦和一名日本科学家及一名爱尔兰科学家分享诺贝尔生理学或医学奖,成为迄今为止第一位获得诺贝尔科学奖项的中国本土科学家,由此实现了中国人在自然科学领域诺贝尔奖零的突破。教学的时候鼓励学生搜集细胞生物学相关的诺贝尔奖项及获奖者的科研故事,在课堂上分享,允许同学们提问并讨论,拓展知识面,激发学生学习的动力。通过案例分享,鼓励学生举一反三,进行实验设计。细胞生物学的发展离不开大量的实验研究,老师在对知识点进行介绍的时候,为了加深学生的印象,帮助学生理解,讲解的时候用通俗的语言介绍理论发现的过程,涉及的具体的实验设计原理和逻辑等,培养学生的逻辑思维能力,鼓励学生开动脑筋,尝试自己设计实验。例如细胞膜结构模型的多次改进和完善,从单分子层到脂双分子层,从三明治模型到流动镶嵌模型,再到脂筏模型,过程中为了更接近真相,科学家在水槽挡板装置的设计、脂类分子与蛋白质的含量比例的计算等过程中巧妙地运用了逻辑思维。鼓励学生通过具体案例学习逻辑思维,指导实验设计。同时鼓励学生辩证地看问题,理论的发现局限于时代、技术等环境的影响。临沂大学近年来在《Science》《Nature》等高水平国际期刊上发表多篇学术论文,给学生介绍最近科研进展,普及科研常识,告知学生临沂大学现有的教育部生化分析创新团队、山东省肿瘤标志物检测技术重点实验室等科研平台,身边的科研人物及最新科研成果,高大上的科研并非遥不可及。介绍细胞膜部分内容的时候,鼓励学生根据所学内容设计靶向药物。肿瘤细胞在微环境、特异蛋白/核酸等方面区别于正常细胞,可以通过抗体/适配体等靶向分子的修饰,亲水/亲油药物的负载,实现靶向载药脂质体的设计。红细胞可以被设计成动力机器人,作为药物载体,增强对病灶的吸附作用。要求学生一定要扎实理论知识的学习,将来才能学以致用,应用于实验设计。理论联系实际,通过联系日常生活巩固理论知识的掌握。溶酶体是细胞内重要的细胞器,内含有多种酸性水解酶类,发挥着清除垃圾及防御入侵等重要生物功能。溶酶体功能异常相关的疾病有矽肺、类风湿性关节炎等,通过给学生们展示视频或者图片,给同学们留下深刻印象。精子头部的顶体结构作为特化的溶酶体起到精子与卵子之间的鹊桥作用,突破卵细胞表面的外被和囊泡等障碍释放水解酶,完成受精作用。心脏病患者的急救药硝酸甘油在体内转化为NO,作为气体信号分子进入靶细胞增强酶活性,起到舒张血管平滑肌的作用,从而减轻心脏负荷和心肌的需氧量,治疗心绞痛。加强随堂测试环节,提出启发式问题,增加学习的趣味性。例如:溶酶体如何充当鹊桥作用,产生新生命?为何民间传说牛棚马圈能预防或治疗感冒?优生优育为何提倡母乳?线粒体基因遗传病为何只会母系遗传?表皮细胞的老年斑跟哪个细胞器的功能相关?面膜中的什么营养物质可以被皮肤吸收?硝酸甘油为什么作为心脏病患者的常被急救药?通过以上等等问题,引导学生利用专业知识解释日常生活中的现象,引发同学们辩证地思考问题。

三、教学实践的改革

教育不仅仅是学习已有的知识,更重要的是培养学生独立思考的能力。我们在教学过程中鼓励学生根据最新的细胞生物学相关事件进行调研学习,并在课堂上以PPT形式讲解,培养学生独立探索,活学活用的学习习惯。临沂大学化学化工学院有多个省级科研平台,每年在投入大量的科研经费给老师的同时,学校每年还会鼓励大学生申请创新创业项目,并且提供科研资金与实验平台,在指导老师的培养下,医学检验技术专业的同学可以早日进入实验室参与科研实践,为毕业论文做储备的同时有机会参加创新大赛,实现学以致用,提高学生的创新能力。

四、结语

培养具有创新素质的新型人才是高校今后课程教学改革的目标,根据时代的需要和学校创新创业的要求,我们对医学检验专业的细胞生物学课程的教学进行了改革,在教学内容、教学手段以及教学实践方面进行了探索,并将在今后的教学过程中持续改进。充分利用网络国家精品课程、国内外高水平电子资源为依托,以学校提供的高水平科研平台为依托,提高学生的综合素质。

参考文献

[1]续晨.批判性思维模式在细胞生物学课程改革应用的几点思考[J].教育教学论坛,2019(26):114-116.

[2]刘建兵,郝建卿,崔小华,李莉.随堂测试在医学细胞生物学教学中的实践[J].基础医学教育,2019(21):348-349.

[3]李国平,严军.如何为医学院一年级学生上好细胞生物学[J].安徽卫生职业技术学院学报,2001(7):67-68.

第3篇:生物教学技术范文

【关键词】医学检验技术;生物化学检验;教学改革

随着科学技术的发展,医学检验技术在现代临床疾病诊断、治疗效果和预后判断、疾病预防等方面发挥了极其重要的作用。生物化学检验在临床医学检验工作中占居支柱性的地位,它能在分子水平迅速直观地反映出疾病状态下人体的物质代谢质与量的改变[1]。生物化学检验课程是医学检验专业的专业核心课程之一,是在分析化学、生物化学、分子生物学、免疫学等学科基础上融合而成的学科,也是一门基础理论和专业实践技术紧密结合的学科。当今生物化学检验内容日益增多,技术越来越呈现自动化、模块化、系统化,这对高职医学检验专业人才培养提出了更高的要求,同时促使生物化学检验教学需要面向临床应用进行改革。为此,结合生物化学检验课程特点和我校实际情况,我们对该课程的体系、标准、教学内容和方法、考核体系等方面进行积极的改革与探索。

1基于临床检验需求,积极完善高职生物化学检验课程体系

高职医学检验技术专业人才培养目标是“培养具有基础医学、临床医学、医学检验等方面的基本理论和技能,能在各层次医院、血站、疾病预防控制中心、检验检疫部门从事检验医学的医学高级专业应用型人才”。目前大多数高职医学检验技术专业基本还遵循传统培养模式实行医学基础课、专业课、实验实习课按顺序分段教学,课程体系构建以学科为中心,与现代临床医学检验技术的飞速发展相比,教学内容相对落后,且重理论轻实践。基于以上现状,我们努力构建以学生为主体,结合临床检验岗位实际需求,注重学生职业素养和应用技能提升,符合就业需求的生物化学检验课程体系。高职生物化学检验课程涵盖内容较多,学时有限,因而我们在原有课程标准的基础上,通过与医学检验专业从业人员广泛座谈,与相关平行学科教师充分讨论,充分参考现行医学检验考试大纲的基础上,以岗位技能需求为重点对该课程的标准进行修订和完善。我校目前的生物化学检验课程标准中总学时是94学时,其中理论课54学时,实验课40学时。理论部分主要由以下四大模块组成:首先是生物化学检验基本原理方法、技术和仪器,自动生物化学分析仪的原理与应用技术模块;其次是人体物质能量代谢紊乱的诊断酶学,实验室诊断项目的方法、技术和临床意义模块;再次是重要组织器官病理状态下的生物化学诊断模块;最后是内分泌疾病和体液相关标志物的生物化学检验诊断模块。模块化的课程标准便于随后教学过程中的重难点把握,也符合由易到难的学习规律,更加条理系统化,提高了学生学习的兴趣和效率。实践部分学时比例合理增加,更能保证实践教学,同时加强学生技能的培养,符合人才培养目标。

2注重教学实施,切实提高学生职业能力和素养

2.1优化教学内容,创新教学方法和手段

生物化学检验课程的内容较多,各章内容相对独立,联系不够紧密。比如仪器检测系统的评价、校正、质控等部分基础知识内容因实际教学过程中要求不高而显得“累赘多余”,肝肾的结构和功能、血气分析和酸碱平衡等基础知识又与生物化学课程内容有交叉和重复,而医学检验实际工作中的免疫比浊分析、体液肿瘤标志物测定、糖尿病急性代谢综合征(综合性实验)因为实验条件原因教学开展不到位,部分室内质控应用、实验室相关标准等常用的工作内容缺失,教材内容和检验师考试大纲要求也有一定的差距。因此,需要教师在教学过程中认真备课,大量参考规划教材,积极利用网络查阅中外著作和文献,关注生物化学检验学科的最新动态和技术,进而在教学中不断补充新的内容,并且从中筛选归纳适宜教学讲授的重难点,使教学内容模块化和系统化。针对教学过程中的不同重难点,采取不同的教学方法和手段。在讲述血糖、血脂、血中尿素测定等传统经典知识点时利用归纳讲授法通过多媒体课件展示,可通过“探究法”和病例讨论法来讲授肝肾器官病变检测指标、方法和临床意义,利用PBL教学法开展免疫学临床检测知识的讲授。随着社会的发展,教学手段也要与时俱进,教师应当积极建设优质、高效的学科网站,积极利用网络教学平台开展开放式教学,制作重要章节的精品课程教学多媒体课件和名师讲课录像,供学生课前预习和课后复习巩固。提供师生互动平台,教师预留作业习题,学生能及时网上提问,有效沟通师生,增强教学效果[2]。

2.2教师素质“双师化”,教材实用化

高职医学教育着重定位于技能型人才培养,在实际教学过程中,生物化学检验课程任课教师中具有双师资格的比例相对较少,与教学配套的教材又主要是由高校教师编写,有的教材在检验项目中没有详细讲述操作方法,也没有配套的相关实验教材,现有的实验教材多数落后于实际工作需求,且内容多偏向于基础性实验,使学生不能系统掌握实验原理和方法,这就容易造成学校教学与实际临床检验应用出现脱节,因而需要加大教师的双师化培养,鼓励教师考取执业证书,定期选送教师到医院或检验检疫部门相关检验岗位轮训学习,密切联系临床,切实做到教学相长。积极邀请具有中高级职称的检验医师参与教材的编写和研讨活动,多编写符合高职医学检验专业生物化学检验课程的实用化教材和实验指导用书。通过教材的编写使任课教师自我综合素质和实践能力得到逐步提升,为更好的培养学生打下坚实的基础。

2.3改革实验教学,教学实践一体化

参照生物化学检验课程体系,合理制定教学与实验实践计划并严格执行,积极推行教学实践一体化,在理论课讲授以后安排对应的实践教学,使学生能够“趁热打铁”,避免出现“教与学”与“教与做”的分离。实验教学的工作开展上要积极向医院靠拢,在条件允许的情况下购置新设备,积极开展新检测项目实践教学,增加学生的半自动生化分析仪和全自动生化分析仪的上机实验操作,同时可以借助网络技术进行远程视频教学,进行模拟实践操作。依托我校的三所附属医院优势,定期积极安排学生到医院参观实践,学习临床先进的检验仪器,培养学生对生物化学检验的兴趣,使学生真正做到“见多识广”和“识多智广”。邀请医院的专家走进实验室共同讨论和制定实验项目并亲自指导学生实验。实验教师在教学过程中要先进行正确规范的示教,强调规范操作的重难点,并能对学生的实验结果进行合理分析,积极引导学生组成互助帮教小组,相互监督和学习,在提高学生实验实践能力的同时培养团队协作能力。

2.4合理开展课外拓展,加强职业综合能力培养

目前社会的发展对医学从业人员提出了更高的要求,学海无涯,高职医学检验专业学生经过3年的学习,无论是走向工作岗位,还是继续向高层次深造都需要有持续性的学习能力和科研能力,因而在教学之外需要重视学生综合素质的发展。在课外引导学生积极参与专题讲座,邀请相关医学课程的教授开展分子生物学在生物化学检验技术中的最新应用,邀请医院的专家有针对性的进行实际病例讨论,分享经验和技术,讲述职业发展和实际工作中的问题。面向医学检验技术专业学生积极组织实践技能竞赛加强职业能力培养,同时选派有兴趣的学生参与综合性科研实验课题研究,教会学生利用检索技术查阅文献,并指导学生逐步进行实验操作,处理实验结果,在合理拓宽学生专业知识的同时增强独立分析和解决问题、创新能力的培养,全面促进并提高学生的职业素质,真正做到不仅授学生以“鱼”而且授学生以“渔”。

3构建综合、有效的考核评价体系

目前高职医学生物化学检验课程考核主要是通过闭卷的理论考核、平时实验报告和出勤率、实际操作的实验考核进行总体评价,而且多在学期期末进行集中考核,这样容易造成学生临时抱佛脚,没有全面真实反映学生的学习效果和能力,同时因为考试主要围绕课本所学内容,容易与实际职业需求脱节,造成学生就业过程中的眼高手低。因而我们要改革考核评价体系,优化理论考核内容,改革闭卷考试方式,增加平时、期中阶段性考核,增加实验考核的比重,引入医院专家指导实践技能考核,构建综合性考核评价,真正做到能够提高学生的理论水平和实践操作能力[3]。

3.1优化课程题库,理论考核阶段化和网络化

针对资格考试和职业需求,根据课程标准要求结合实际教材不断优化生物化学检验课程专业试题库。题库中涵盖名词解释、填空题、选择题(单选题和X型题)、简答题、论述题等多种标准试题,每一题都标示有难度系数、题型、章节等信息。教师可以进行灵活选题组卷,系统也可以进行随机组卷。教师可以分章节或是在期中阶段性选题组卷进行平时考核测试,将同样知识点试题打乱顺序利用数字化教室进行快速考核和成绩汇总,既避免了试卷考试作弊,又能及时反映学生的真实学习效果[4]。

3.2实验考核的仿真化

生物化学检验是一门对实践操作能力要求较高的学科。实践操作能力既展示学生对理论知识的掌握和理解,又客观反映学生实际动手能力,同时是学生职业素养的体现。该课程的实验考核就显得尤为重要,必须对考核方式和手段积极改革,设置仿真化的实验考核场景,邀请医学专家同行、专职理论教师和实验教师共同组成评分小组,考核内容也以临床检验中的常规测试项目为主,学生抽取题目,进行操作和答辩,评分小组给出综合评分[5]。这样,实验考核才能更加客观、公正地反映学生的真实水平。随着现代医学的发展,生物化学检验技术也越来越先进,这就要求对生物化学检验课程理论教学和实验教学要进行不断地完善和优化。高职医学教育的根本目标是服务于医学卫生事业,同时医学卫生职业的发展又为高职医学的人才培养提供了积极的方向,因此坚持“以职业为导向,能力为本位”的人才培养理念,才能适应新形势的变化,才能培养出合格的医学检验人才。

参考文献

[1]庞新跃,李欣.临床生物化学与生化检验教学改革的若干思考[J].卫生职业教育,2010,28(24):49-51.

[2]石玉荣,梅传忠,武文娟,等.综合应用多种教学方法提高临床生物化学检验教学质量[J].中国高等医学教育,2011(5):96-97.

[3]周师洁,徐良贤,殷嫦嫦.242例医学检验学生生物化学实验操作考核结果分析[J].九江学院学报(自然科学版),2012(2):117-120.

[4]张琼,张朝霞,郑铁生.《临床生物化学检验》课程网络教学的设计思路[J].国际检验医学杂志,2013,34(17):2341-2343.

第4篇:生物教学技术范文

关键词:多媒体;初中生物;生物技术;现实生活

多媒体教学在实际的教学中,能够充分调动学生的积极性,激发他们的学习兴趣,运用多媒体进行教学已经成为一种趋势,将知识直观地呈现在学生面前,比阅读枯燥乏味的文字更有新引力。初中生学习生物技术在现实生活中的应用,不仅仅是了解生物技术的本质,主要是学习运用了生物学的哪种原理,从而加深对初中生物的认识。

一、根据教学内容巧设教学材料

多媒体课件的制作自由度极高,因此教师可根据教学内容的多变,灵活制作各式各样的演示文稿,为学生带来清晰直观的教学体验。合理的教学材料能够调动学生学习的主观能动性,激发学生学习兴趣,将与教学内容相符的图片和视频插入其中,从多方面展现初中生物技术知识。在设计教学材料时,教师可适当利用互联网资源,从中获取音频和视频资料,结合教学内容,对教学材料进行适当的调整,使初中生在教学过程中能够全面学习生物技术方面的知识,提高知识的应用能力。例如,嫁接是农业中使用最广泛的生物技术。教师可以让学生看一些嫁接过程的视频,或者植物嫁接处的图片帮助学生理解嫁接的含义;嫁接在农业中的应用还主要体现在果树上,通过对优良树种的嫁接大大缩短培育时间,使果子尽快成熟,促进果树的生长。这方面的教学可通过动画来实现,简短的动画能将果树嫁接后的快速生长过程演示给学生,嫁接技术的应用为农业的发展打开了新的纪元。嫁接除了农业中应用广泛,在我们的日常生活中也经常见到。教师可通过演示文稿为学生举例说明,比如盆景,进一步提高学生对嫁接技术应用的认识。

二、通过多媒体演示实验引出知识

生物技术的研究是通过大量的实验证明得出的结果,通过多媒体演示实验进行教学能使学生了解到生物技术的原理,帮助学生形成生物学概念,获得学习生物知识的一些方法和技能。在学生观看演示实验时,教师可引导学生进行学习、观察和记录,提升学生的科学素养。在演示实验教学前,教师可先让学生看一些关于实验中所应用的生物技术的相关材料,从而对实验内容有一定的了解,通过多媒体教学引导学生按照科学探究的方法,学习生物技术在生活中的应用,提升他们对生物技术的认识。以益生菌的发酵演示实验为例,益生菌的发酵在酿酒文化中应用广泛,教师可结合课内和课外教学,在演示文稿的准备阶段,将课本中的发酵知识插入到演示实验之前进行教学,随后将用显微镜观察到的霉菌和酵母菌的结构图用多媒体展示给学生,通过霉菌的结构引导学生分析霉菌生存所需要的条件,然后将实验演示视频播放给学生,学习酿酒的原理和过程,进而了解生物技术在现实生活中的应用。演示实验结束后,教师还可以进行知识拓展,比如在视频后加一个提问气泡:生活中还有哪些是建立在发酵的生物技术基础之上的?让学生联系生活发挥想象,生活中蒸馒头用的酵母粉、平时喝的酸奶都是生物技术的应用。

三、联系现实合理分析问题

多媒体教学能够激发学习兴趣,吸引学生的注意力,但这对于教学的开展并不是全部,重要的是多媒体教学与现实中的问题相结合。近几年转基因安全问题受到社会的广泛关注,教师就可以用转基因食品作为教学素材进行教学,使现实中的生物技术问题结合初中生物所学知识,让学生面对转基因技术时能够正确面对,对于人们生活有所帮助的转基因技术要给予肯定,对于有争议的转基因食品要合理冷静评判。例如,在教学过程中,借助多媒体设备为学生列举几个应用转基因技术的实例,通过让学生认识这些实例培养他们正确看待转基因技术的态度。以转基因技术在医学方面的应用为例,利用转基因技术可以使动植物成为制造药物的“微型工厂”,还可以用于遗传病的诊断和治疗;用转基因技术培育出的抗虫抗病的农作物等,对于课本中没有的内容,依靠多媒体设备就能将这些知识的具体应用带到课堂中,从而拓宽学生的知识面,激发学生学习兴趣,为学生更好地学习生物知识提供帮助。总而言之,多媒体教学在初中生物中的应用得到了教师们的普遍认可,利用多媒体进行教学,充分吸引学生的注意力,有利于调节课堂气氛,实现了生物课程资源与互联网和生活的有机整合,优化了教学过程,为提高初中生学习生物提供了良好的条件,对提高初中生物课堂的教学效率有重要意义。

参考文献:

[1]陈忠伟.浅谈CAI课件在初中生物教学中的应用[J].中国教育信息化,2009(8).

第5篇:生物教学技术范文

[关键词]光学生物成像技术;创新性;教学改革和实践

生物光子学是由生命科学和物理科学相互交叉所形成的一门新兴学科[1]。生物光子学是研究光子和生命体相互作用的微观机制和物理本质,涉及到生物医学,光子学,材料科学,成像技术等多学科内容,是近年来生物和医药领域研究的热点。其中光学生物成像技术是本文教学改革的重点。光学生物成像是利用生物体某些光学特性(反射、散射、吸收、荧光等)的空间、时间变化来获得光学图像。随便科学技术的不断发展,光学成像技术已经形成了荧光成像、激光共聚焦扫描成像、远场超分辨显微成像、多光子荧光成像、光学相干层析等不同技术[2-3]。光学生物成像由于其检测仪器发展成熟,操作简单,高灵敏度、高分辨率,成像速度快和结果直观等显著优点被广泛应用于医药研发、生命科学和环境领域[4-5]。因此光学生物成像技术对研究生或者本科生在今后的学习和工作中非常重要。接下来如何提高该课程的教学质量,培养学生的创新意识成为当务之急。本文是结合作者多年来的教学经验,对光学生物成像技术课程内容的教学改革和实践问题进行初步探索。

1升华光学生物成像技术教学理念

传统的光学生物成像技术教学过程中,重点传授已形成的知识理论体系,忽视对学生独立思考和创新能力的培养,与现代教育理念的热点“培养创新人才”相背[6]。在当今科技飞速发展的社会,各学科之间广泛的交融结合及知识更新周期的缩短,都要求老师转变教学思想,聚焦高质量教学,反对形式教学。

1.1以学生为本,坚持素质教育

与重视知识传授、轻视实践能力、重视考试分数的传统教育相比,现代教育更注重知识向能力的转化,强调学生实践能力的锻造,激发学生的创造潜能,以帮助学生主动学习和强化素质为基本教育目标,旨在全面挖掘学生的自身素质潜能,使知识、能力、素质和谐发展,提高学生的整体发展水准。

1.2提高教学质量,强调创新能力教育观

改变传统的授课模式,以师生互动的探究式教育思想,推进光学生物技术课堂教学的“质”与“量”的改革。教师将教学内容和前沿研究相结合,更好的提高学生的学习兴趣,培养学生严谨治学和独立思考的能力,激发学生的创新思维,有效地提高教学质量。

1.3延伸教学课堂,尊重学生个体差异观

使教师由原来单纯讲课方式转化为师生共同参与和积极探索的模式,提高学生的主动性和能动性,培养他们独立思考和解决问题的能力。重视个体差异,让学生根据自己的学习兴趣和掌握光学生物技术的能力去探索,积极提出自己的新观点、新问题和新意图等。通过课堂的延伸教育,启发学生的各种潜力。

2强化光学生物成像技术教学内容

传统光学生物成像技术内容主要介绍了普通显微成像、激光显微成像、非线性光学显微成像、远场超分辨显微成像、层析成像、全身活体荧光成像的工作原理、各自特点和存在的问题,忽略了这些技术在医药和生物领域的应用。除了课本上知识的讲解,教学过程中还需要教师结合国际前沿研究在课堂上讲授,从光学生物成像技术课程的教学思想上抓住本质的内容,活化教学内容,激发学生的学习兴趣。

2.1重视互动式、启发式教学

课堂是传授学生知识的主要途径,激发学生的学习兴趣成为重中之重。课堂上教师适时地提出结合实际又有一定深度的问题,让学生思考和讨论,提高学生在课堂上的参与感。例如:在讲解激光显微成像课程中,让学生思考如何解决激光扫描共聚焦显微镜光漂白严重的问题?在活体发光成像教学过程中,怎样解决发光信号弱时成像速度偏慢?这种提问的方式,让学生更加深刻地理解相关的理论知识,思维能力得到了锻炼。在教师授课环节,学生可以自由分组,授课结束后,每组向老师提出问题,由学生和老师共同讨论解决。在习题课教学环节,改变传统的习题课讲授方法,通过学生课上的讲解,再由教师补充、点评及总结的方法,使学生自主解决各种类型及各种难度的习题,深入发掘学生的潜力,发挥他们的主观能动性。

2.2结合实例,引发学生思考

随着生物学和光学技术的发展,在体生物光学成像技术发展已比较成熟,在生物医学、药物研发及生命科学等领域得到广泛应用。教师在教学过程中适当的引入具体相关实例,使学生了解光学生物成像技术在现实生活的运用。例如:Yang等利用光学成像系统对表达绿色荧光蛋白的肿瘤实现了实时非侵入性成像,记录了肿瘤的转移过程。Jenkins等利用在体生物光学成像技术,将标记了荧光素酶基因的人类前列腺癌细胞注射到小鼠体内,实时、在体监测了前列腺癌细胞化疗后的复发和转移情况。教师将基础理论和实际应用相结合教学,激发学生的学习兴趣和探索精神,让学生学有所用,培养学生的创新创业意识。

2.3关注光学生物成像技术的发展前沿,将基础理论与前沿进展相结合的教学

大多数基础理论的学习比较枯燥,适时讲述相关领域的最新研究动态,使学生的学习兴趣更浓。光声成像由于近几年的快速发展以及不同组织高分辨率图像的成功重建,其在临床医学被广泛应用。在荧光显微成像的教学中,结合荧光素酶或绿色荧光蛋白标记肿瘤细胞,揭示肿瘤发生发展的细胞和分子机制。在讲解光学相干层析(OpticalCoherenceTomography,OCT)课程中,给学生讲解OCT在人体组织成像和肿瘤细胞的微创内窥镜成像的应用,通过增加相关领域的研究动态的学习,提高学生思维能力。

2.4注重理论知识和科研实验相结合教学

老师在讲解激光显微成像基础理论的同时可以适时向学生介绍自己使用激光共聚焦显微镜的过程,向学生展示显微镜的操作过程,三维图像的重建以及图片的分析结果。通过应用的仪器和成果介入,使相对较为枯燥的基础理论具体化、形象化,加深学生对基础概念的理解。将理论知识和科研实验相结合,培养学生发现问题、解决问题的能力。

3多元化教学方式

现代多媒体与传统教学相结合教学。以提高教学质量为目标,精心设计课堂教学内容,吸引学生注意力,启发他们的学习兴趣。应用动画和视屏把相对抽象的基础理论具体化,如光学仪器的结构,成像原理和操作过程等,将这些不易理解的内容转变成Flash动画视频,使抽象的知识变得生动有趣的,提升教学的效果。在讲解显微镜存在的缺点时,通过提问的方式,让学生积极思考用什么方法可以解决这些问题。在讲解OCT的数学分析时,选用传统黑板板书方式来教学,引入概念、计算公式推演过程,通过板书讲解,让学生有充分思考的时间,易于理解,实现师生互动。这样的授课方式使课堂变得更有活力,利于增加学生的学习兴趣。转变老师授课的传统方式,让学生作为课堂的主讲人。采用分组的方式,让学生自己查阅文献,制作ppt,上讲台展示和阐述自己所掌握某一光学仪器的理解和认识,其他学生可以就某一问题向主讲人提出自己的问题和看法,而教师作为辅助的身份,给予点评、积极启发、引导加强师生互动。这种讲课方式很好地培养了学生之间的合作研究与表达能力,激发他们的创新意识。围绕光学生物成像技术专题,课外积极开展研究性学习活动,撰写课程论文。随着生物科学的发展,光学生物成像技术广泛应用于医药研发和生命科学领域,其在探究疾病的发病机理、临床表现,疾病诊断等方面具有重要的实践意义和广泛的应用前景。由教师确定研究内容的范围,指导学生开展小课题研究,学生可以根据自己的兴趣和能力有选择地进行课外研究内容,主动去接触学科前沿,使学生通过研究性学习,提升自身综合素质,养成探究式的思维习惯,培养勇于创新的精神。在此基础上,学生根据自己查阅的相关书籍和文献,结合最新研究进展,通过独立思考,形成自己独到的见解,从而进行科学研究小论文的写作。此环节增加学生发现问题、分析问题和解决问题的综合能力,拓宽学生视野,激发学生研究和学习热情。

4注重实验内容的创新理念

“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”随着光学新技术的发展,应将新技术引进到实验教学中,增加光学生物成像技术实验,提升学生的动手实践能力。考虑到各方面的原因,为了让所有学生的实践能力得到的提升,我们将实验内容分为三部分:基础性实验、综合性实验、设计性实验。

4.1基础性实验

基础性实验内容是对学生掌握的实验基础知识的巩固和强化,使学生能够更进一步的理解所学的基本理论。这部分实验内容包括学习和掌握基本光学仪器的使用和调整,正确记录和分析数据,认真撰写实验报告。在实验过程中,要求学生重视对光学现象的观察,遇到不懂的现象和问题,要积极提问和认真思考。教师要不断巡视,认真观察学生的实验操作,针对学生普遍存在的问题和遇到的个别疑问,要及时给予纠正、指导,以培养学生认真严谨的科研态度,对于少数能力不足的学生要个别指导,避免学生多走错路、弯路,保证他们在有限的时间内完成相应的实验任务的要求。在实验结束后,认真撰写实验报告,并分析实验数据结果,在数据处理中培养逻辑思维和创造性思维。同时,鼓励学生对实验提出不同的见解和对实验方法的改进及实验心得体会。

4.2综合性实验

综合性实验涉及的学科较多,知识面较广,是在掌握了基本实验方法和技能的基础上,使学生在学习光学仪器实验中的能力得到很大的提升。这部分实验内容可以结合教师科研课题内容开展实验教学,例如动物体内药代动力学和药理学过程的实时在体成像监测的相干域光学成像的研究,既提升了学生的实验操作能力,同时又锻炼了同学们做科研项目的思维,为培养学生未来从事重大科学研究项目的素质打下了基础。在实验过程中,将现代技术与数据采集、处理方面相结合,并引入计算机技术和传感技术到相关的实验中,充分体现出现代光学技术成就带有多种学科交叉和相互相渗透的特点,提高综合利用。在数据结果分析中,将利用多种学科知识和方法研究光学生物现象和规律,培养学生获取知识的能力、实验动手能力、综合分析能力、运用多学科知识解决实际问题的能力。教师要积极引导学生从学科交叉中得到创新的启发,将各科知识融会贯通,学会举一反三,培养和发展学生的创造性思维。

4.3设计性实验

教师根据光学生物成像技术研究的热点和发展趋势,选择适合的实验内容的范围,提出实验目的与要求,让学生主动查阅相关文献,设计实验方案,记录实验数据,撰写实验报告。教师也可以让学生对感兴趣的课题做一些创新实验,如实验仪器和实验方法的改进,这类实验以建立创新理念为最低要求,对时间和研究成果没有严格的限制,学生可以自由组合,敢于提出自己的质疑和想法,但是无论最终实验结果如何,均要求学生记录实验过程和实验数据,撰写创新实验小论文。教师根据创新性的高低、数据的处理和分析、小论文的写作能力等综合评价,对成绩优异的学生给予表扬和适当的奖励。在设计性实验教学中,学生占主导地位,教师扮演引导和督促的角色,对学生的实验课题提出指导性的意见,向学生介绍科学的研究方法以及科研论文的写作要求。同时培养学生严谨求实的科学态度、勇于开拓的创新意识和相互协作的团队精神。

5总结

通过对光学生物成像技术教学内容的改革,教师在教学过程中极大激发学生的学习兴趣,营造了良好的学习和实验氛围,提高了学生的实际操作能力,培养学生实事求是的科研态度,增强他们综合应用能力和创新能力,为培养创新型和应用型人才打下坚实的基础。

参考文献

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