生物科学研究方向精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇生物科学研究方向，期待它们能激发您的灵感。

篇1

摘要　立体定向放射外科治疗作为治疗头部良性病变及恶性肿瘤的一种方法，表现出十分理想的效果，其作用机理、治疗方法与常规放疗有很大的区别。本文从放射生物学角度对这一领域近年来的研究与进展作一综述。

关键词　立体定向放射外科　放射生物学

自Leksell于1951年提出放射外科的概念以来，世界各地大约已有2万多人接受过这种治疗。最初这种治疗工具是为功能性神经疾病而设计的，后来发现可适用于更多疾病的治疗，诸如动静脉畸形（AVM）、良性听神经瘤、脑膜瘤、垂体腺瘤以及脑转移瘤、恶性神经胶质瘤等。另有作者［1］报道治疗了室管膜细胞瘤、鼻咽腺瘤、胚组织瘤、松果体瘤、软骨瘤。其最初的生物学依据是单次高剂量、小体积照射脑部导致灶性坏死。随着1980年～1990年间几种新技术的发展、放射外科设备的进步，包括从回旋加速器产生的粒子束、多源60Co到加速器调整后的更大射野；同时由于影像学、物理学及自动化技术的进步，使得放射外科与适形放疗更加接近［2］。总之，这一新的治疗方法并不象最近20年来一些稍纵即逝的技术，它已引起众多学者对其临床疗效、安全性及治疗费用的广泛关注。我国近年来也逐步在引进更多的γ-刀和X线刀。本文拟从放射生物学的角度，对放射外科的动物实验研究及临床研究作一简要概述。

一、立体定向放射外科的动物实验研究

由于立体定向放射外科采用的是单次高剂量放射线损毁靶点以治疗不同颅内病变，临床应用于病人较慎重，并且由于取材较困难，临床关于组织病理变化的文献较少，因此动物实验对于解释正常组织及病理组织对立体定向放射外科治疗的放射生物学反应尤为重要。实验动物模型的建立是研究的基础，在此基础上需要深入研究的关键问题是如何确定最佳剂量点以及如何精确地确定靶点位置、靶体积等。为了确定立体定向放射外科用于正常脑组织的剂量反应关系，Kondziolka等［3］建立了一种正常大鼠脑模型，并以201个源的60Coγ-刀用4mm准直仪照射18只大鼠的大脑右前叶，单次剂量分别为30Gy～200Gy，每个剂量点2只大鼠。所有动物观察90天后处死并作组织学检查。这一期间各剂量点未发现动物有任何神经功能障碍，接受30Gy、40Gy、50Gy及60Gy照射的大鼠无病理改变，70Gy组偶见有皱缩的神经元，80Gy组可见有极少的动脉壁增厚，100Gy组的一只大鼠在靶体积内有明显的毛细血管内皮细胞退化和蛋白外渗，另一只有一4mm直径的坏死区。150Gy、200Gy组的4只大鼠均有局限性的脑坏死，星形细胞增生、水肿及微出血在靶区周围1～2mm均可见到。依据细胞、细胞间隙及对大鼠脑部集中一次高剂量照射的短期效应，建立了一种剂量反应关系。同时，Kondziolka等［4］建立了接种肿瘤后的实验动物接受立体定向放射外科治疗的模型。19只大鼠接种C6神经胶质瘤细胞14天后接受立体定向放射外科治疗，与对照组22只接种后的大鼠65天后对比观察。结果治疗组平均生存期为39.2天，对照组为29.4天（P＝0．07）。治疗组6只大鼠（32％）而对照组仅1只大鼠生存了65天（P＝0．07）。治疗组平均肿瘤直径小于对照组（P＝0.001），而且肿瘤细胞少（P＜0.001），光镜下显示细胞水肿（P＜0.005），提示治疗有直接的细胞毒性反应。30Gy、40Gy、50Gy、70GyGy及100Gy各剂量点未观察到肿瘤反应差异。这种体内大鼠恶性神经胶质瘤模型对于评价高剂量集中照射的杀癌细胞效应具有一定的价值。

人肿瘤细胞裸鼠肾囊膜下移植模型已成为一种筛选抗癌药物的常规模型。Linskey等［5］亦建立了这种模型用于评价人听神经鞘瘤对立体定向放射外科治疗的早期反应。结果40Gy的移植后治疗组3个月后肿瘤体积比治疗后2周时下降明显，且优于10Gy和20Gy组。肿瘤表面血管分布减少亦较20Gy明显，10Gy组及对照组均无变化。组织学检查显示放射外科组小鼠含铁血黄素沉积与血管壁玻璃样变的发生率高于对照组，提示裸鼠肾囊膜下移植听神经鞘瘤对于立体定向放射外科治疗后听神经鞘瘤的体内放射生物学研究是一极佳的模型。

此外，由于单次高剂量照射，所以颅内靶点精确位置的确定极其重要，否则其放射生物效应会有很大不同，且极可能对正常脑组织造成极大损害。为此，Bova等［6］设计了一种适于对猫进行实验放射外科治疗的装置以研究其放射生物反应。原理为在Kopf立体定向头架的基础上增加一种“弧”装置，使放射源（直线加速器或60Co机）保持固定，动物平台等中心绕弧旋转。机械精确度的测试显示最大误差为0.15mm，可以精确确定靶位置。

二、立体定向放射外科的临床研究

立体定向放射外科最初为治疗功能性神经疾病而设计，目前这方面的研究仍在继续。Kihlstrⅹm等［7］研究了γ刀内囊切除术治疗难治性焦虑症后病人双侧内囊正常组织接受单次γ线照射后的神经放射性表现。最大靶点剂量为200Gy。照射后3～44个月系列CT扫描和MRI被用于随访观察。结果提示高剂量时观察到的组织反应、体积变化和时间过程比小的照射体积中观察到的更不易预测。因此，建议在将来应使用低的放射剂量和较小的体积。另外在用CT及MRI评价γ刀引起的损伤时应考虑时间因素。

近年来，立体定向放射外科越来越多地应用于脑部良恶性肿瘤的治疗。目前的研究较多集中于分割照射是否适用于立体定向放射外科。应用多次分割代替单次照射在立体定向放射外科治疗中可能有放射生物学的优势，但是立体定向放射外科分割照射比单次照射需要较大的靶体积。如果降低几何精确度和增加摆位的不确定性与多次分割照射有关，通过这样即可部分补偿放射生物学增益。Lo等［8］为估计分割照射脑肿瘤的潜在治疗增益，评价增加摆位不确定性在潜在增益方面的效应，采用生物有效剂量（BED）、依据LQ模式对不同治疗计划的治疗效果定性分析。其中治疗增益（TG）被定义为肿瘤的BED与同一正常脑BED在多次分割及单次治疗的比值，结果分割治疗的TG随分割次数增多而增加，随单次剂量增大而减小。在1～10的分割次数中，TG在单次剂量点为20Gy、30Gy、40Gy时分别为1.40、1.32、1.27。另外，TG在最初的几次分割中更明显。如果体积增大，则分割的增益减弱。从单次剂量的靶体积2cm增加到分割治疗的2.3cm时，TG从1.19、1.11降到1.06。研究认为，分析分割放射的治疗增益时应考虑增加摆位不确定性在分割治疗中的影响。

Simonov等［1，9］采用Leksell立体定向头架和Leksellγ刀以分割方式（2～6天）治疗48例初治病人，研究了立体定向放射外科分割照射的可行性。研究中应用LQ模式分析等剂量效应关系，并考虑肿瘤的放射生物学、肿瘤体积、周围重要脏器的损伤及其他因素。结论提示Leksellγ刀进行立体定向分割照射是一种非常准确可行的治疗方法。在另一项38例各类病人的研究中，总的分割剂量20Gy～60Gy，肿瘤周围剂量为12Gy～30Gy。病人可耐受Leksell头架接受2～5天的治疗，没有病人出现并发症，并且肿瘤周围脑组织受量最小。

随着立体定向放射外科研究的进展，X线刀越来越多地开始应用于肿瘤治疗。Luxton等［10］研究认为最终X线刀可照射＞30mm的病灶，但其精确度较γ刀略差。

篇2

关键词：生物科学 健康教育 专业建设方向

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）03（b）-0044-02

生物科学代表着21世纪自然科学的前沿，是孕育关键性突破的学科之一。生物科学是研究生物的形态，结构，生理，分类，遗传，变异和进化的科学，它以培养基础性，研究性人才为主。海南医学院是一个地方性本科医学院校，为了适应地方经济的发展需求和学校本身的发展，我校于2009年开设了生物科学专业，学制四年，同时，为了适应就业市场的需要，将生物科学专业设定为健康教育方向。

在专业开设之初，我们通过对一些院校的调研后发现，多数学校的生物科学专业普遍存在着没有明确的学科定位，专业设置雷同，没有具体的研究方向和针对性等现象。在教学过程中仅仅以理论课教学为主，缺少实验教学和专业实践。这种不顾自身特色和条件，追求时髦，一哄而起，搞形式主义的办学，既保证不了教学质量，扩大不了办学规模，又不能办出其自身特色，也极大的浪费了教育资源。

本文在总结以上专业建设方面遇到的问题和分析国内医学院校生物科学专业建设与就业市场趋势的基础上，阐述了我校在生物科学专业建设的一些做法和体会，以期为医学类院校生物科学专业建设提供发展思路。

1 明确学科定位

在教育部2001年颁布的“高等学校本科专业目录”中与生命科学有关的专业主要有三个：生物科学，生物技术和生物工程。许多学校都设置有其中的二个或者二个以上的该类专业。因此，人才培养方案中应使这三类专业有所区别。生物科学是一门基础学科，它是研究生物的形态，结构，生理，分类，遗传，变异和进化的科学，它以培养基础性，研究性人才为主；生物技术是应用自然科学及工程学原理，依靠生物作为反应器，将物料进行加工，以提品为社会服务的技术，它是侧重理科，理工管结合的复合型专业，以培养应用性人才为主；而生物工程则是生物技术研究中侧重于后期产品处理的部分，是侧重工科，理工管结合的复合型专业，仍以培养应用性复合型人才为主。这一分类特点决定了生物科学是基础性学科，其他两门应用性学科是在其基础上，结合其他学科的研究成果发展出来的。

生物科学包括了微生物学，生物化学，细胞生物学，免疫学，育种技术等几乎所有与生命科学有关的学科，同时又与化学，化学工程学，数学，微电子技术，计算机科学等生物学领域之外的尖端基础学科相结合，从而形成一门多科学互相渗透的综合性学科。因而作为生物科学专业的本科生经常面临哪些基本知识，基本理论应该优先掌握的困惑；而作为教师也经常需要考虑哪些基本知识，基本理论应该优先重点向学生讲授，如何培养出适应时展，紧随世界潮流的生物科学专业人才。在一般综合性大学中，这个专业的人才是以研究性的培养模式进行培养的，在一般本科医学院校生物科学专业办学总体思路是：“夯实基础，拓宽知识面，立足于现代生物科学技术改造提升传统产业，因地制宜，办出特色，面向现代生物技术产业主战场培养应用型，复合型生物科学人才”。

海南医学院是地方性医学院校，其办学宗旨是为地方培养实用技术应用型人才，因此，生物科学专业建设不能像综合性大学一样，而应该从生物科学基础理论入手，在专业方向上选择由生物科学衍生的相关实用技术性方向，以就业为导向，培养适应市场需求技术型人才。从应用的角度来认识，生物科学是人类对生物资源的利用，改造并为人类提供服务的一门学科。在此认识的基础上才能建立科学可行的教育体系，科研体系和管理体系。目前这三个体系涉及的主要研究领域和方向有如下几个方面：（1）生物化工与材料；（2）环境与环境生态；（3）农业生物技术；（4）生物医学医药工程；（5）食品生物技术；（6）能源生物技术；（7）生物制药；（8）基础生物技术；（9）生物工程技术仿生；（10）生物战剂及其防御；（11）生物检测检验技术。从以上专业方向发展分析，适合医学院校生物科学应用技术型的专业方向有生物医学医药工程、生物制药和生物检测检验技术。其中适合我校生物科学发展方向的是生物检验检测。

综合以上分析，我校的生物科学专业的学科定位是：以培养应用型人才为主的专业，是理工管结合，以理为主的新兴复合型专业。通过培养使学生具有扎实的生物科学理论知识，掌握生物技术基本实验技能，了解学科发展前沿，能在工业，医药，食品，环保等行业的企业，事业和行政管理部门从事与生物检验检测有关的应用研究，技术开发，生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。

2 完善课程体系设计

2.1 扩大基础课教学，增加选修课比例，优化课程体系结构

调整课程结构是课程体系优化的前提。基础课程一般都具有较高的稳定性和较宽的适应性，是培养和发展学生智能，增强毕业后发展潜力的重要基础。为此要特别注意加强公共基础，专业基础课的教学。同时根据生物科学毕业生去向和我校的学分管理制度，我们在构建生物科学专业课程体系中，大量增设选修课，主要涉及人体解剖生理学，药理学，细胞生物学，药物化学，生物技术制药，微生物检验等。通过增设选修课，可以增加专业基础知识，加强素质教育与能力培养，拓宽专业口径，使学生更能适应市场需求。

2.2 重视教学内容的改革

在改革课程结构的同时，重视课程内容的调整。教学大纲是进行课堂教学的基本依据，编好教学大纲是进行课堂教学的关键环节，对规范课程教学和保证教学质量具有重要意义。课程内容的改革要从教学大纲着手，通过调查，研究和讨论，对每门课编制出切实可行的教学大纲，大纲强调突出重点，难点，加强了实践环节，强调实验，实习基本技能的掌握。细化各章内容，明确课程交叉内容所属，例如基本原理部分前面课程已讲授，后面应用的课程时就不再细讲，确保课程内容不重复，实验内容不雷同。

2.3 增强师资队伍建设

根据教学体系和课程体系的教学需要培养和引进理工结合的高层次人才。在学科建设经费和学院的支持下，加强专业基础课和专业课老师在教学及科研方面能力的提升。对年轻教师特别是非生物背景的教师进行了全方位的培养。建议全体在岗教师加速知识结构调整和知识更新。高素质师资队伍的建设，有利于推进课程体系和教学内容的改革。为该学科专业的发展奠定了坚实基础。

2.4 加强实习及毕业环节教学体系的建设

进行素质教育是时代对高等教育人才培养的基本要求。素质教育的核心是培养学生的创新精神和实践能力。教学实践环节在培养学生的工程实践观念，提高学生的素质，启迪学生的创新思维，开发学生创新潜能，锻炼学生创新能力，巩固理论知识，提高学生实践动手能力与独立工作能力，以及培养学生理论联系实际，分析问题，和解决问题的综合能力方面具有其它教学环节无法替代的重要作用。在实习及毕业教学环节中，我们主要做了以下两方面的工作：

（1）制定生产实习的动态监控措施及成绩评定体系。评价指标体系是搞好评价工作的基础，它不仅是对生产实习进行评价的依据，而且会对实习教学环节中的各项工作起到引导和推动作用。因此，一个科学的评价指标体系不仅应能客观，全面地反映实习教学的水平及其效果，而且还应遵循科学性和可操作性。根据上述原则，我们设计了生产实习评价指标体系。修改，制订了详细而具体的生产实纲。摒弃了传统的提纲式指导大纲，改为具体的以车间或工段为单位的实习要求内容和指导，让学生充分明确实习的内容和要求，同时，可起到督促实习指导教师的作用。

（2）规范毕业设计（论文）开题报告，提高毕业设计（论文）质量。以表格形式，要求本科毕业论文之前，充分明确该课题的背景、意义、主要研究内容方法、技术路线、工作进度和技术指标等内容，并在全院范围内进行公开的，正规的开题报告，给该专业的师生提供了一次较好的学术交流机会，有助于拓宽学生的专业视野，活跃学术气氛，全面提升生物科学专业的毕业设计（论文）质量。与此同时，我们还制定了毕业设计（论文）批改方案，以规范毕业设计（论文）的撰写，提高毕业设计（论文）质量。

参考文献

[1] 高等教育司编.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M].北京：高等教育出版社.

[2] 蔡婀娜，李夏兰，陈宏文.生物工程专业实验课教改探讨[J].高等理科教育，2000（4）：48-50.

[3] 刘斌，吴茜茜，吴克，等.开放实验室培养生物工程学生能力[J].合肥联合大学学报，2000（4）：12-13.

[4] 吴克，蔡敬民，张洁，等.生物工程学科发展中的人才培养模式探索[J].生物学杂志，1999，16（5）：35-36.

[5] 赵晴.加强课程建设切实提高教学质量[J].高等理科教育，2001（6）：75-78.

[6] 周满生.当前国际教育改革的若干动向和趋势[J].比较教育，1999（6）：17-21.

[7] 林连兵，陈朝银，余旭亚，等.把课程教育融于网络教学之中[C]//发展与探索.2001云南省现代教育技术优秀论文集，昆明：云南科技出版社，2002.

[8] 余旭亚，林连兵，李涛，等.多媒体与实验教学相结合的理论与实践[M]//发展与探索―― 2001云南省现代教育技术优秀论文集.昆明：云南科技出版社，2002.

篇3

[关键词] 新课程 科学史 价值

重视生命科学史的教育价值是时代的呼唤。《普通高中生物课程标准（实验）》（简称《标准》）提出“提高学生的科学素养”、 “面向全体学生”、“倡导探究性 ”、“ 注重与现实生活的联系”的基本理念。在课程目标中也明确提出，“获得生物学基础事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识，知道生物科学和技术的主要发展方向和成就，知道生物科学发展史上的重要事件”。在实施建议的教学建议部分中，第七个专题“注重生物科学史的学习”中举实例突出强调了“科学是一个发展的过程”。 并特别说明“对于《标准》中没有列出的其他生物科学史实也应注意引用”。

一．生命科学史的重要价值

1.生命科学史揭示了自然科学的本质

生命科学史揭示了自然科学的本质，同时显示了产生每个知识点的科学过程。例如，20世纪初，萨顿和鲍维里在孟德尔遗传学以及19世纪末在染色体的变化、体细胞与生殖细胞的分裂等方面的成果上，提出了染色体学说，即（孟德尔所说的）遗传因子可能就在染色体上。但是当时拿不出证据证明他们的观点。直到1910年，摩尔根通过一系列实验发现，控制果蝇眼色的基因位于性染色体上，才证明了萨顿、鲍维里的假说。从“基因位于染色体上”这一知识点的形成过程，可以看到科学过程的步骤。生命科学也是在自我更正的过程中积累和进步的。

2.生命科学史是前人探究生物学知识的科学过程史

每一个知识点的产生过程，就是一个探究的过程。生命科学史就是前人探究生物学知识的科学过程史，生命科学史中蕴涵了知识与过程的统一。（过程中包含着思维方式，如好奇心、求知欲、质疑、推理等；过程中包含着研究方法。）创造科学知识的科学家，哪一个不具备广博的知识呢？DNA双螺旋结构模型的建立，汇集了许多不同学科背景科学家的智慧，显示出知识是非常重要的，仅有沃森和克里克的知识也是办不到的。知识和过程是自然科学的两个维度，二者是统一的，不能割裂开来。

3.生命科学史展示了人们的合作过程

生命科学史展示了在探究知识的过程中，有相同研究方向的人们之间和有不同研究方向的人们之间的合作。DNA双螺旋结构的问世充分说明了这一点。

这个事实表明从事不同学科研究的人，掌握的知识和技术是不同的，而且不同学科背景的人带来了不同的思维方式（尤其是玻尔、德尔布吕克和薛定谔的思想为遗传学研究注入了新的活力，他们的思想极大地影响了沃森和克里克），他们的合作为解决问题提供了不同的思路，他们在解决问题中相互启发，相互补充，相互促进，同时共享了研究成果。

4．生命科学史展示了成功的实验与选择合适的实验对象是分不开的

孟德尔选择了豌豆；摩尔根选择了果蝇；细胞学说的创始人施旺选用具有相似于植物细胞壁的动物脊索细胞和软骨细胞；贝尔登和鲍维里在研究细胞分裂时，选择了马蛔虫细胞；悉尼·布雷内、罗伯特·霍维茨和约翰·苏尔斯顿（这三人是2002年诺贝尔生理医学奖获得者）最终选择了线虫来探索“程序性细胞死亡”的奥秘；科学家选择了拟南芥作为植物遗传研究的模式植物。

以上事例说明了选择合适的研究对象对解决问题非常关键。这些事实给予我们的启示是：在高中生物新课程中的探究教学中，也涉及选择探究对象的问题，要解决好探究问题，必须先选择好探究对象。

二.生命科学史在高中生物教学中的应用

1.培养学生的科学态度

科学就是客观地研究事物。如实地认识客观规律，符合逻辑地得出正确结论。所以，实事求是的态度就是科学的态度。在生物科学史的教学中，介绍科学家们客观地观察生物的形态结构、生理特性，踏踏实实地做好生物试验，实事求是地分析观察和实验结果的科学态度，能为学生提供学习的榜样，有效地培养学生的实事求是的科学态度。

2.培养学生的科学精神

科学精神是科学品质的核心。科学精神就是敢于怀疑、敢于求真、敢于创新。科学的每一次进步，都是对过去的一次革命，它总是要突破以往的窠臼，达到一个新的起点。创新是科学进步的内在动力。创新必需有勇敢的精神作基础，要敢于怀疑现有的观点，敢于冒险，敢于克服困难，敢于接受失败的考验，敢于抵制世俗的偏见和环境的压力，坚韧不拔地追求真理。纵观生物科学的历史可以看到，是科学家们的不断创新才有生物科学的不断进步。因此，在生物科学史的教学中，引导学生学习科学家们的创新精神，有助于学生科学精神的形成。

3.培养学生的科学思维

篇4

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：

孙成立，王希敏DSP技术课程研究型教学模式探索实验室研究与探索，2010，29（11）：306―315.

彭熙伟，廖晓钟，陈金兵工科专业研究型教学模式探讨高教论坛，2011（11）：39―41.

高文庚，李平兰研究型教学模式在食品微生物学教学中的应用与实践微生物学通报，2012，39（01）：111―116.

李晓明，张国磊，李彦军研究型教学方法在《高等工程势力学》课程中的实践中国校外教育，2010（12）：105.

唐 海研究型教学在岩体力学课程教学中的应用当代教育论坛，2010（03）：99―100.

袁 方大学研究型教学与研究型教师的培养刍议当代教育论坛，2011（09）：112―113.

篇5

1 当代大学生的生物科学素养现状及其存在问题

生物相关专业的学生对生物科学技术具有浓厚的兴趣,生物科学技术基础知识扎实,对生物技术发展持积极的肯定态度,具备良好的科技强国的信念。但是,他们对高新生物科学技术知识和先进实验技术了解较少,生物科学实验实践技能较差,对生物科学科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有调查表明,当代大学生对于当前的一些生物热点问题有一定的了解,但是对于高新技术的应用和新的科学研究领域的认识不足。在理性上,有43%的学生是盲目的怀疑,或者是盲从专家和他人的观点,对事物较少有自己的看法;在探索求知精神上,“科学功利主义”对学生的影响最大,使得学生视野狭窄、目光短浅;在实证精神上,有62%的学生缺乏实验实证精神,偏重抽象思维,缺乏科学实验的精神和价值眼光。②此外,许多高校只注重生物专业课的常规教学,很少举办专门的科研活动,且科学技能培养与锻炼的途径缺乏,这使得大学缺乏浓郁的科学素养氛围,学生较难形成一定的科学技能,由此科学实践能力也较差。

2 细胞生物学教学中培养科学素养的意义

细胞生物学是生物学类及农林医药类本科生一门必修的专业基础课,是现代生命科学的前沿分支学科之一,它是以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。细胞生物学是一门承上启下的学科,和分子生物学一起同是现代生命科学的基础,并广泛渗透到遗传学、发育生物学、生殖生物学、神经生物学和免疫生物学等的研究中,和农业、医学、生物高新技术的发展有密切的关系,是生命科学的重要支柱之一,在解决人类面临的重大问题、促进经济和社会发展中发挥重要的基础作用。同时,细胞生物学又是一门实践性很强的学科,重要理论与实践密切地联系着。随着生命科学自身和生物产业的快速发展,对生命科学相关领域创新型人才的需求也在不断增加。由此可见,细胞生物学课程中科学素养的培养对于建立与其专业层次、研究方向相符合的细胞生物学知识构架体系,培养和锻炼学生的科学思维能力具有非常重要的作用。

3 细胞生物学教学中如何培养学生的科学素养

细胞生物学作为生物学类及农林医药类的一门专业基础课程,在培养学生的科学素养方面,具有举足轻的重要作用。然而,科学素养的提高不是一朝一夕之功,教师应始终将其贯穿于自己的教学之中。如何在细胞生物学教学中培养和提高学生的科学素养,以下是笔者的一些想法和体会。

3.1 加强课堂教学中的“生活化”融合

  细胞生物学的知识理论性强,内容抽象深奥、难于理解,教师可以试将抽象的内容与日常生活相联系,使学生有此联想起有趣的、熟悉的生活场景或事物,这不仅使抽象的内容具体化和动态化,使其容易理解,而且激发了学生的探究欲望和学习兴趣。例如讲解“蛋白质的分选”时,引导学生由细胞社会联想到人类社会。细胞中的各种蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞的各种膜区和组分,只有当蛋白质各就各位并组装成结构和功能复合体,才能参与细胞的各种生命活动。这就好比在人类社会中,各专业的毕业生只有找到适合其自身特点的工作岗位才能发挥所长。总之,运用发散性思维,尽可能地将细胞生物学抽象的理论知识与生活实际联系起来,并配合以多媒体辅助手段,使抽象的内容变得形象生动,易于理解掌握。

3.2 侧重教学内容的前沿性和新颖性

细胞生物学发展极为迅速,随着科学家们研究成果的不断涌现,其内容处在不断更新的动态过程中。因此,教师在教学过程中,要注重联系学科的前沿和热点,讲述较先进的科学结论,跟踪国际上最新进展。此外,教师在注重教学的同时,宜以科研并举,以科研引导和促进教学;教学与培养科学研究型人才紧密结合;教学内容与最新科研进展同步,使学生在正确掌握细胞生物学基础上学会解决与之相关的科学研究问题。如将教师的主要科研成果与基础理论教学有机结合,结合教学内容介绍自己的科研成果,这样既生动又贴切,学生又很熟悉,使学生获得学习的兴趣和动力,亦可以启发学生的创新思维能力,培养学生的科研钻研精神。

3.3 增加细胞生物学实验综合性和设计性实验的比例

综合性实验注重知识的综合运用,实验原理和方法步骤较为复杂,可以使学生更好地理解实验原理,正确使用仪器设备,锻炼学生综合分析问题的能力;设计性实验是指学生根据实验项

目,自主设计实验方案,自主准备实验材料,自主配制实验所需试剂,根据自己的时间自主安排实验进程,设计性实验可以充分调动学生的实验积极性,培养学生的创新思维和勇于探索的精神。由此可见,综合性和设计性实验可以锻炼学生综合分析问题和解决问题的能力。③然而目前许多高校由于实验条件和课时安排的限制,细胞生物学实验主要以基本操作和验证性实验为主,综合性和设计性实验较少甚至没有,这在一定程度上限制了学生综合素质和创新思维的培养。④因此,教师应根据科学性、可行性和实用性原则增大综合性和设计性实验的比例。如我们精选了真核生物基因组的提取、纯化、鉴定、扩增、酶切、重组、转化、筛选的大实验,膜蛋白的分离与鉴定等综合设计型大实验,这些实验中的每个实验都构成了一个综合性整体,同时,在实验材料的选择上尽量做到由学生自主选择。通过每一次的综合设计实验,使学生进一步巩固了已学习的知识和已掌握的技术,并能够对实验结果进行合理的正确的资料采集、整理、分析和归纳,有效地培养了学生的科学素质、科学精神、创新思维及分析问题和解决问题的能力。 3.4 组织各种“科学小组”,布置学科发展前沿的讨论,与全程科研训练对接,以培养学生的科学态度和科学精神