细胞生物学实验之(8篇)
1.细胞生物学实验之 篇一
一、显微镜
答:1.构造主要分为三部分--机械部分、照明部分、光学部分;
2.显微镜的放大倍数是物镜的放大倍数与目镜放大倍数的乘积;
3.对光—打开光圈,将聚光器上升,调节反光镜的方向,使光线射入镜筒中,直到求得明亮而均匀的视野为止,或打开电源,调节光照亮度旋钮,直到光亮度最适宜为止。
二、用不同PH的固绿染色液染色显示细胞内碱性蛋白和酸性蛋白时,为什么标本事前需要经过三氯醋酸处理?
答:处理核酸以避免对蛋白质观察的影响
三、用甲基绿—派罗宁混合染液染色,为什么可使细胞内的DNA与RNA分别显示出来?
答:利用DNA和RNA聚合程度的不同而对碱性染料有不同的亲和力,可进行选择性染色。由于甲基绿分子上有两个相对的正电荷,它对聚合程度高的DNA有强的亲和力;而派罗宁分子只有一个相对的正电荷,它仅和聚合程度较低的RNA相结合。由此,DNA和RNA可被分别染色。
四、细胞化学的解释
答:细胞化学方法是在保持细胞结构的基础上,利用某些化学试剂与细胞内的一些物质发生化学反应,并使其最终的反应产物变为有色的沉淀,从而可定性地指出某些化学成分在细胞中的位置。
五、溶血原理
答:当溶质分子透入红细胞使胞质内溶质浓度增加时,导致水分的摄入,当红细胞膨胀到一定程度时细胞膜破裂,发生溶血(溶血就是浓密的不透明的红细胞悬液突然变成红色透明的血红蛋白溶液的过程)。
六、细胞内各组分如何分离?分离原理是什么?
答:细胞内不同结构的比重和大小都不相同,在同一离心场内的沉降速度也不相同,根据这一原理,常用不同转速的离心法,将细胞内的各种组分分级分离出来。
七、生长区的特点
答:生长区细胞略呈方形,排列紧密,染色较深。此区细胞大多处于分裂状态,易于见到许多处于不同分裂期的细胞。
八、终变期的特点
答:染色体更为粗短,形成Y、V、O、X等形状,终变期末核膜、核仁消失。
九、说明动植物细胞有丝分裂的区别
答:1.前期纺锤体的形成:植--细胞两极发出纺锤丝,形成纺锤体;动—由已经复制的,移向两极的两组中心体发出星射线,由星射线形成纺锤体。
2.末期子细胞的形成:植—在赤道板位置上出现细胞板,扩展形成细胞壁,结果形成两个子细胞;动—细胞膜从细胞的中部向内陷,把细胞质缢裂成两部分,使一个细胞分裂成两个子细胞。
十、比较有丝分裂与减数分裂过程的异同点
答:1减数分裂过程中细胞连续分裂两次,而有丝分裂过程中细胞只分裂一次;
2减数分裂的结果是染色体数目减半,而有丝分裂的结果是染色体数目不变;
3减数分裂后,一个细胞形成四个含有不同遗传物质组合的子细胞,而有丝分裂后,一个细胞只形成两个遗传物质相同的子细胞;
4减数分裂过程中有其特有的同源染色体配对和同源非姐妹染色单体间的局部交换,而有丝分裂没有。
十一、超活染色法
指从活的生物体分离部分细胞和组织,使之保持其生活状态,然后用活体染色剂进行染色的一种方法
十二、中性红
液泡系特殊的活体碱性染料,一方面具有溶解类脂的特性,容易浸润、穿越细胞膜类脂双分子层而进入细胞内;另一方面,中性红染料分子(胶粒)表面带有阳离子,可彼此吸引,使其胶粒被固定堆积于液泡内而被染色
2.细胞生物学实验之 篇二
一、节约创新型实验室建设的基础工作
(一)更新实验内容,完善实验教学体系
当前的实验教学,很多已经不能满足大众化高等教育下人才培养的要求。传统、经典但也常常过于陈旧的实验内容过多,不能充分体现科学技术发展所带来的变化;内容单一的基础型实验过多,综合专业型实验较少,学生实验技术尚可但是专业综合实验能力欠佳;重复验证型实验过多,科研创新型实验过少,导致实验资源浪费严重,学生科研创新能力缺乏。
这就要求实验教学内容必须进行调整和更新。第一,对传统经典的实验项目进行筛选,合并删减内容单一的基础实验为综合专业型实验,在尽可能精练的实验过程中进行尽可能多的基础技能训练;减少注重结果的验证型实验,增加注重研究探索过程的科研创新型实验,利用有限的实验资源进行尽可能多的实验创新研究。既避免不必要的重复验证,又提高学生的实验操作和科研创新能力。并且在各项实验过程中,尽可能多地指导学生观察各种现象,这样就节约了实验资源,扩大了实验信息量,提高了实验效率,并且培养了学生节约、环保意识。第二,20世纪科学技术飞速发展,实验检测设备、实验技术、实验方法、实验手段都有了巨大的变化,实验教学内容中应该体现这些先进的科技实验成果和实验技术方法,满足实验教学科研的需要,提高实验内容的水平,避免低水平重复实验。
(二)优化实验教学方法,合理安排实验教学方案
当前,实验教学方法仍然过于陈旧,实验教师放手力度不够,学生自主性没有充分发挥。其中重要的原因就是实验教学方案设置不甚合理,基础型实验项目过多,学生可以通过非实验途径(实验指导、教师讲解、参考书等)得到实验结果,降低了学生学习探索的兴趣。因此,根据实验内容进行调整,合理安排实验教学方案,优化实验教学方法就成为建设节约创新型实验室的关键。
根据课程安排和实验教学内容,可以将众多实验划分为三个层次。
1. 基础技能型实验。
基础型实验是实验教学中的重要一类,是学生基本技能的训练载体,基础型实验的设置直接影响着学生基本实验技能的掌握,影响着后续专业课程实验的进行,故基础型实验多是验证型实验,侧重于实验技能的培训。这就需要学生重视实验前的实验预习。学生有充分的准备,就能利用有限资源细致地开展实验,并有充足的时间多次演练实验技能,达到熟练地掌握基本技能。
2. 专业综合型实验。
专业综合型实验是指一门课程多项知识或多门课程多项知识综合在一起的实验,侧重于学生独立实验意识和综合能力的培养,为学生在进一步学习、科研时能够独立承担创新科研型项目奠定基础。这就要求在整个实验过程中注重学生自主性的发挥,减少教师的灌输安排。学生要学会独立操作,准确记录实验过程,面对实验中出现的问题积极思考,尽量独自或同学之间相互合作寻找解决问题的方法,减少对教师现成知识的依赖。
3. 科研创新型实验。
科研创新型实验完全脱离了常规“实验预习——实验操作——实验报告”的传统教学模式,需要学生独立或与同学合作,自主进行实验调研和选题,制订实验方案,准备实验并开展实验,对实验结果进行分析与总结,撰写完整实验论文,完成一个课题研究项目。侧重于最大限度地发挥学生的主动性、能动性,培养学生的科研创新能力以及团队精神。
细胞生物学实验属于生物类课程基本实验,实验类型多为基础型验证实验,其目的主要是使学生得到基本技能的训练,以及观察、分析和解决问题的能力,为其他专业实验或者后续学习研究打下基础。黑龙江大学设有生物基础实验中心,提供了较好的硬件设施,能够较好地将公共基础型实验安排在一起,避免了不同课程教学内容的重复,节约了实验资源。另外,黑龙江大学的实验室大多具备承担科研创新型实验的能力,学生可以利用实验室提供的条件,进行科研创新型实验。
(三)采用现代化教学手段,加强多媒体设施的使用
在实验教学方法上,除了根据不同类型实验采取不同引导方式外,还要运用现代化教育手段,引进并推广多媒体实验教学。
1. 多媒体实验教学拓宽了传统实验教学的途径,增加了实验教学的信息量,拓展了实验项目的深度和广度,使学生在有限的资源里能够接受更多的直观实验教育。
2. 多媒体实验教学手段先进,图、文、声、像并茂,能够直观、形象、生动地演示实验的各个阶段,活跃实验教学课堂气氛,引发学生的兴趣。
3. 多媒体实验教学内容易于保存、改动和使用,大大减轻了实验教师直接板书和重复讲解基本原理和基础型实验的负担,可以提高实验教学的效率,节约实验资源,促进学生创新思维的培养。
二、节约创新型实验室建设的重点工作
节约创新型实验室的建构,除了改革实验教学内容、完善实验教学体系之外,尤其要重视增加学生科研创新的实践机会,提高实验设施的利用率。
(一)增加实验室开放程度
1. 增加实验室开放数量和时间。
学校所有的教学、科研实验室都应积极创造条件(包括仪器设备、实验环境、开放课题、指导教师及管理人员队伍等)对学生开放,保证充足的开放时间。
2. 增设创新学分,提供专项资金支持。
学校应将科研创新实验纳入学生创新教育当中,给予考核合格者相应的创新学分,并提供专项经费进行资助,以鼓励学生进行科研创新型实验,提高学生自主研究的积极性。
3. 可以采取开设选修课、课外科技活动等形式,为学生提供进入实验室的机会。
还可以采取开设实验选修课以及课外科技活动等形式,提高实验室仪器设备的利用率,使实验教育资源得到充分的利用,创造条件提高学生科研创新能力。
《黑龙江大学实验教学工作规程》和《黑龙江大学实验室开放管理办法》都作出了要充分利用实验室资源,鼓励学生进行科研创新型实验的规定。只要经实验室批准后确定指导教师,学生利用实验室提供的条件,即可自主进行实验;在完成项目日时提交结题报告,经指导教师考核后送交教务处组织认证,合格者还可获得创新学分。
(二)加强实验资源的共享
高校实验室除基础课实验室、专业课实验室、学生创新实验室等主要用于指导本科学生完成基础课程、专业课程实验教学任务外,还有国家重点实验室、教育部、省部、地方重点实验室等科研型实验室[2]。而在当前的实验室教学科研安排中,常常存在着一方面教学经费不足,另一方面大量实验仪器设备,尤其是大型精密仪器长期闲置或利用率极低,不能充分发挥其作用。这就要求促使各类实验室资源相互补充,使设备资源、人才资源、实验用房资源有序共享,让有限的实验资源发挥出无限的效用[3]。
1. 在建设实验室时推动多学科合作,组建跨学科的联合实验室,不仅要考虑到学科建设的需要,更要体现实验室为全校教学科研服务、为专业科研发展提供保障,合理设置实验室结构,避免低水平重复设置。
2. 构建仪器共享信息化平台。实验室资源的闲置与低利用率,往往是由于管理不统一,信息不畅通。现代化信息技术提供了很好的共享平台,可以构建校园实验仪器设备共用信息网,公开各实验室仪器设备信息,制定合理的实验设施共用政策,使广大教师和学生可以方便利用各种实验仪器设备,为克服仪器设备重复购置、资金浪费、利用率低等弊病提供有效解决途径。
3. 充分利用现有实验资源,大力开发实验教学和科研的潜力,将实验教学与科研有机联系在一起,使宝贵的实验资源得以充分利用。把科研的方法、内容、创新以及研究成果贯穿到本科实验教学工作中,提高科研设备的利用率,促进科研教学活动的相互融合。开放本科生和研究生实验课程,使研究生和本科生实验相互渗透;鼓励本科毕业设计与指导老师科研项目相结合;这样可以有效地提高实验仪器的利用率,避免实验资源的浪费,还可以使学生得到教师、学长的更多指导,提高自己的科研创新能力和综合专业素质。
(三)注重实验仪器的管理和保养
实验仪器设备的合理管理和养护可以延长实验仪器的使用寿命,节约实验资源,不仅是创建节约创新型实验室的内在要求,更是保障教学科研活动正常进行的基本条件。然而实验人员流动性较大,实验设备使用人员相对不固定,常导致设备使用不当,造成仪器故障率高,使用寿命缩短[4]。因此,要做好以下工作。
1. 要建立完善的实验仪器档案,并根据仪器说明书建立操作规范,编写简洁明了的使用说明及注意事项。
2. 要进行实验仪器设备的使用培训,由专门人员对实验仪器设备的使用者进行训练指导,做到能够熟练应用实验设备。黑龙江大学生命科学学院在学生课余时间开放实验室,对学生进行大型仪器使用的培训。现已有几十名学生通过了培训考核,能够独立操作大型仪器[5],充分利用了实验室资源,培养了学生的实验技能。
3. 做到一般仪器设备由实验者本人按照操作说明使用,精密仪器在实验教师指导下使用,大型贵重仪器则由专人负责、专人管理、专人操作。
4. 做好实验仪器使用记录,做到谁使用,谁负责。使用者必须认真填写使用记录,以便掌握实验仪器的运行情况,及时解决设备出现的故障,避免设备“带病运转”现象的发生,延长实验仪器设备的使用寿命。
5. 实验仪器的保养还要求有良好的实验室环境。整洁、明亮、干净的实验室教学环境可以延长实验设备的使用寿命。
6. 细胞生物学实验室还要注重实验材料的保存和使用。细胞生物学实验所使用的生物材料较为宝贵,应该妥善保管,以确保生物材料的稳定性,保证实验的可靠性,避免实验材料的浪费。生物材料一般采取冷冻干燥法进行保存,此方法保存时间较长,而且性质相对稳定;实验室人员应熟知所使用的生物材料,避免误用或者误丢。
如在细胞生物学实验中使用最为广泛的精密仪器显微镜,在实验过程中最易受到损伤。实验过程中镜头容易被玷污,且容易被碎裂的玻片划伤,这就要求:首先,显微镜使用者要明确显微镜的使用方法,避免违规操作;其次,学生要使用正确的清理方式清洁显微镜,并且在实验完成后要做好实验室的清洁工作,将显微镜收拾整理存放好。另外,显微镜的镜头容易沾灰或霉变,要经常对其进行维护,用乙醚或无水酒精对沾灰或霉变的镜头进行擦洗,并且保持存放处通风、干燥,还要对镜筒下滑或卡死等现象及时进行维修。以延长显微镜的使用寿命,节约实验资源。
三、节约创新型实验室的人文理念和伦理意蕴
节约创新型实验室不仅是节约型校园的重要组成部分,其建设还充分承载着关爱型校园和文化型校园建设的理论内涵。主要表现在以下三个方面。
(一)加强实验交流,形成良好的实验室人文氛围
通过共享实验资源,交流实验心得,能够有效地促进实验室人员之间的和谐共处,避免相互之间的无序竞争,增强实验室的凝聚力,体现实验室的团队精神,形成良好的实验室人文氛围。
(二)关爱生命,善待实验动物,培养感恩之心
生物类实验过程中常常接触实验动物,要注意善待实验动物,给实验动物营造一个较好的生活环境,并且在尽可能的情况下为实验动物采用安乐死的方式结束生命,并可以营建实验动物纪念碑,表达对实验动物的感谢。使学生学会感恩,懂得关爱生命,成为具有优良品德、高素质的人才。
(三)妥善处理实验室废弃物,形成关爱校园、保护环境的伦理意识
实验室废弃物的回收利用和妥善处理不仅能够节约实验资源,还能有效降低对环境的污染。实验教学和科研过程中经常接触和使用各种有毒、有害物质,并且会产生一些有毒、有害的气体、液体或固体物质,加上过期或失效的试剂,排放出来的化学的、生物的、农药的、医疗的污染物,经过长时间的积累后都会对周围环境和人体健康、安全造成严重影响[2]。因此,实验室对实验过程中产生的废弃物,要及时整理、收集、分类,进行专门处理;还要尽量对其回收循环再利用,减少药品的浪费,降低对环境的污染。另外,采取新技术、新方法,降低“三废”物质的产生。一般,采用质谱仪、色谱仪等现代仪器分析要比化学法污染更少[7];还要尽量选择低毒、残渣残液少、可回收的原材料,从源头上避免资源的浪费、环境的污染。
另外,生物类实验所产生的许多废物属于生物类垃圾,污染性、危险性很大,如病毒、细菌、动植物细胞废弃物;更有带抗性标记的质粒类垃圾,必须按照国家法规妥善处理,避免有害生物体的繁殖、病毒的扩散、疾病的传播影响到人类健康和环境安全[8]。
节约型校园建设下的实验教学和节约创新型实验室文化,走节约和创新相结合的道路,在减少资源浪费的同时,提高了学生的创新思维能力。学生在实验过程中直接体验到社会、自然资源的匮乏,增强学生勤俭节约意识,提高学生在日常生活中的节俭能力;并且加强了学生人文素养的培养,使学生能够更好地珍惜资源、保护环境和关爱自然,促进节约型校园、关爱型校园和文化型校园的创建。
参考文献
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[3]肖思文.新时期高校科研实验室管理问题探讨[J].实验科学与技术,2008,(1).
[4]孟宪敏等.以人为本,构建和谐的规范化实验室[J].中国医学装备,2006,(2).
[5]于冰等.高校“分子生物学实验”教学体系的改革与实践[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2008,(1-2).
[7]钮晓青.浅谈疾病预防控制实验室的三废处理[J].实用预防医学,2007,(6).
3.提高细胞生物学实验教学的效果 篇三
一课程内容调整
传统的细胞生物学实验主要是以验证性实验为主,实验内容比较单一,实验方法基本固定,学生按照老师既定的讲义与实验流程进行操作,其实验结果基本可以预见,学生发挥想象空间的积极性与灵活性大为减少,难以提高学生的综合素质。我们在探索课程改革的过程中,将验证性基础实验分类集中开设,并增加了综合性实验的比重,还开设了细胞培养与细胞凋亡等系列开放式创新实验,学生感到富有挑战性,学习兴趣增加。
1分类集中开展基础实验
细胞与细胞组分的染色观察、细胞器的分离等是细胞生物学实验中的最基础部分,学生应该学会理解并熟练掌握。我们将验证性实验按照技术系列进行归类,同类实验集中开设,如,将同属于细胞组分染色观察范围的动、植物细胞骨架观察实验归在一起,让学生2人一组,每组选做动物或植物细胞骨架染色观察实验,实验结束后,各组相互交流,集中讨论,比较分析动植物细胞骨架的差异。类似的,将植物叶绿体与线粒体的分离归为细胞器分离实验类别,将酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、过氧化物酶的显示归为细胞器特异酶的显示实验类别,连同特殊显微镜的使用,共形成了四大类基础实验。
同时,我们借鉴了其他高校的做法,在每个基础实验开展之前,列表提示学生本次实验包含哪些实验技术,这些实验技术在前面哪个学科的实验中有涉及;本次实验要求学生掌握的核心实验技术是什么,本次实验的延伸是什么?在实验结束后,上交实验的原始记录,包括实验结果、结果分析、操作注意事项、对本次实验的建议等,老师签字后方可离开。
2加大综合性实验比重
综合性实验涉及多种实验技术,在前面基础实验中锻炼和培养了学生的基本实验技能之后,开设综合性实验有利于进一步锻炼学生的综合素质。我们从健全教学内容与学生的实验技能角度考虑,选取了巨噬细胞的吞噬活性、植物原生质体分离与融合、小鼠骨髓细胞有丝分裂染色体的制备与显带等3个综合性实验。其中,在巨噬细胞的吞噬活性实验中,要求学生设对照组,对照组只注射台盼蓝而不注射淀粉肉汤,比较实验组与对照组的吞噬率、吞噬指数的差异,让学生更好地理解吞噬细胞的功能。在植物原生质体分离与融合实验中,设立不加聚乙二烯(PEG)的对照组,让两种原生质体直接混合,有助于学生掌握实验设计严谨性原则。在小鼠骨髓细胞有丝分裂染色体的制备与显带实验中,让不同组学生自行选择显带方法,实验结束后大家集中讨论,使学生对染色体的结构与功能有更加充分的认识。
3增加细胞培养系列开放式创新实验
细胞培养与细胞凋亡观察是细胞生物学实验教学中非常重要的部分,学生很感兴趣。实验涉及细胞传代、冻存、复苏与细胞凋亡观察检测等多项实验技术,实验周期长,操作流程复杂,且每次只能是单人操作,工作量大,对老师的要求也很高。而且,要求细胞培养室可以随时配合学生的实验操作。在2011年之前,我们受实验条件、经费等的限制,没有开展细胞培养系列实验。
在2012年,我们将细胞培养与细胞凋亡实验合并在一起,即“人肝癌细胞培养及诱导细胞凋亡现象观察”,要求2人一组,每组必须进行细胞培养、传代、冻存、复苏等基本操作,同时,进行刺激物诱导肝癌细胞凋亡实验。在课程开始的第三周,组织学生观看细胞培养标准操作视频,并布置诱导细胞凋亡创新实验任务,提供几种刺激物供选择,让学生自行查阅文献,制定具体的实验方案。两周后在班上集中讨论实验方案的完整性与可行性,引导学生继续完善实验方案。实验方案通过后,各组可利用课余时间在细胞培养室开展实验。每组学生在第一次进行细胞传代实验操作时,由老师示范操作一次,之后,每组独立进行操作,研究生助教从旁指导、协助。细胞培养室对本科生24小时开放,实行预约登记制度。实验结果以论文形式上交,要求严格按照研究性实验论文的格式书写,以考核学生对整个实验从设计到具体操作的掌握程度,锻炼学生对实验原始数据的记录、处理及对实验结果进行分析归纳的能力,培养严谨的科学态度和独立思维能力。创新实验结束后,学生的自主思维能力明显增强,从事科学研究的兴趣增加,自信心也大为增强。
二改革教学模式
1分组准备实验、开展实验
汕头大学实验课程的开展采取小班制,每班16-25人,所以,同专业的学生一般会分成2个小班,如,分别在每周的周一和周二下午上实验课,两个班上课的内容相同。在每个班中,我们采取分组准备实验的方法,即2人1组,每组准备一个实验,这样,相同实验就由2个小班中各自一个小组即4个人准备。
在实验开始前,学生需提前准备好实验材料、实验用具、实验试剂以及课件等。在准备实验材料、配制试剂等过程中,研究生助教全程参与,负责指导、监督工作。实验的预处理也由该小组在助教的带领下完成。在正式上课时,由小组学生上台讲解自己准备的课件,除了介绍实验目的、实验原理、操作步骤等内容之外,还需详细介绍实验试剂的配制过程,实验的预处理过程等,其它学生与老师可以提问,该组学生也可以向其他同学提问,布置思考题。小组将课件讲解完毕后,老师补充讲解学生课件中的不足之处,并将实验原理、实验的操作步骤、注意事项等重点着重强调,布置作业与思考题。另外,老师在黑板上写下本次实验的大致操作流程,以便其它同学能够更好地进行实验操作,做到清楚明白。
在进行实验操作时,老师保证每个小组都有一份实验材料,尽量让每个同学都有动手的机会。每个小组独立操作,试剂、仪器等协调共用,实验结果独立分析。在实验进行过程中,老师巡察,及时纠正学生的不正确操作,及时解答学生的疑问。
实验结束后,学生上交原始的实验记录、实验结果、分析讨论等,供老师签字。然后,留10分钟时间大家一起讨论。每组先简述自己的实验结果及实验成败的原因,大家集中交流,总结经验,提出建议等。在下周上课之前上交本次课的实验报告。
分组准备实验的方法让学生自行查阅文献资料,准备课件,对于不清楚的地方能够事先弄清楚明白,有效地锻炼了学生的独立思维能力。从准备实验材料,配制实验试剂到实验操作等都由学生完成,给学生充分地创造了实验操作机会,锻炼动手能力。实验结束后,大家集中讨论,集思广益,教师从旁指点,较好地澄清学生心中的疑问,提高实验成功率。endprint
2有效利用网络视频教学
细胞生物学内容庞大复杂,而且发展极为迅速,它与生物化学、分子生物学、遗传学、基因组学以及蛋白质组学等多学科结合,不断涌现出新的实验技术。受实验教学经费的限制,细胞生物学实验可能无法及时地将这些新的技术方法添加到教学内容中,也无法完成所有的细胞生物学实验。为了弥补此方面的不足,我们找到一些实验教学网络视频,如当前细胞生物学研究热点的“诱导多能干细胞”视频[1],还有“扫描电镜样品的制备与观察”视频、“荧光标记技术”视频等,利用实验中间出现的较长的等待的时间,播放给学生看。这样不仅能丰富实验教学内容,还能有效地利用课堂时间,让学生了解最新的细胞生物学研究进展和实验技术,激发他们的科研兴趣,活跃课堂气氛。
三实验考核体系多元化
合理的实验考核制度能够提高实验教学效果,达到预期的实验教学目的。以往细胞生物学实验课程的考核是实验报告成绩占60%,平时成绩占40%。改革后,我们设立了多元化考核体系,最终成绩由三部分组成,实验报告成绩占40%、平时成绩占30%、创新实验成绩占30%。其中,实验报告除写明实验目的、实验原理、实验材料、实验试剂、实验操作步骤外,还需对实验结果以图、表、文字相结合的方式加以说明,对所遇到的问题及处理意见进行详细的讨论,总结实验经验,提出建议等。平时成绩除体现课堂实验操作规范程度以外,还包括每次课的抽签口试[2]成绩。课前采取抽签口试可以促使学生提取预习,加深学生对所做实验的基本原理、主要内容、操作方法和注意事项等内容的理解和掌握,有效地避免了分组准备实验、其它组同学无关己事的弊端。创新实验成绩包括两部分,一部分为实验态度、实验纪律、实验操作规范程度等,占30%,另一部分是实验论文的撰写。实验论文的撰写是对整个实验的梳理和总结,可以考核学生对整个实验从设计到具体操作的掌握程度,更可以锻炼学生对实验原始数据的记录、处理及对实验结果分析归纳的能力[3]。我们要求学生严格按照研究性实验论文的格式书写,包括摘要、前言、材料方法、结果讨论等,培养学生严谨的科学态度和独立思维的能力。
总之,2011年以来,汕头大学生物系开设的细胞生物学实验课程,通过实施上述教学改革措施,学生的独立思维与动手能力得到很好的锻炼,学习兴趣明显增加,自主能力明显增强,提高了该课程的教学效果和学生的综合素质。
参考文献
[1]陈建明,虞游.细胞生物学实验教学的改革与创新[J].广州化工, 2014,42(3):128-129.
[2]葛淑敏.改革细胞生物学实验教学,培养学生创新能力[J].科教文汇, 2012(10): 129-130.
4.细胞生物学实验社会实践报告 篇四
无菌环境是细胞离体培养的最基本条件,所以构建一个细胞培养室需要保证工作环境不受微生物和其他有害物质污染,并且干燥无烟尘。细胞培养室的设计原则一般是无菌操作区设在室内较少走动的内侧,常规操作和封闭培养于一室,而洗刷消毒在另一室。
一、基础实验室配置
⑴消毒间:消毒间主要为了处理实验器材以及实验材料,营造一个无菌的试验环境,一般消毒间会配备超净实验台、高压灭菌锅、排风灭火设备、细菌过滤设备、干热消毒柜、电炉、酸缸等。
⑵无菌操作间:一般由缓冲间和操作间两部分组成。缓冲间在外侧,多用于实验之前的准备,例如:更衣,准备实验材料,处理实验数据等,可放置电冰箱,冷藏器及消毒好的无菌物品等。操作间放置净化工作台及二氧化碳培养箱,离心机,倒置显微镜等。工作人员进入操作间一定要消毒并更衣。
(3)培养基配制间:主要用于配置细胞培养所用的培养基。主要包括冰箱、天平、微波炉、pH计、培养基分装器、药品柜、器械柜、抽气泵、电炉、各种规格的培养瓶、培养皿、移液管、烧杯、量筒、容量瓶、储藏瓶等。
(4)培养室:用于培养细胞,放置以接种的培养基等。为了控制培养室的温度和光照时间及其强度,培养室的房间不要窗户,但应当留一个通气窗,并安上排气扇。室内温度由空调控制,光照由日光灯控制。天花板和内墙最好用塑料钢板装修,地面用水磨石或瓷砖铺设,一般要分两间,一为光照培养室,一为暗培养室。培养室外应有一预备间或走廊。培养室应配有培养架、转床、摇床、光照培养箱、生化培养箱、自动控时器等。
(5)洗涤间:主要用于清洗实验之后的用具。除配置水槽外,还需配置洗液皿、落水架、干燥箱、柜子、超声波清洗器等,有需求的还可以配置洗瓶机。
以上基础设施若实验室条件不够,可将消毒间,培养基配制间,洗涤间合并一起,但注意实验室卫生以及仪器摆放,房间要保持清洁,明亮。
二、辅助实验室
细胞学鉴定室:其功能是对培养材料进行细胞学鉴定和研究。要求清洁、明亮、干燥,使各种光学仪器不受潮湿和灰尘污染。应配置各种显微镜、照相系统等。
生化分析室:在以培养细胞产物为主要目的的实验室中,应建立相应的分析化验实验室,以便于对培养物的有效成分随时进行取样检查。离心机、酶联免疫检测仪、天平、PCR仪等。
温室:用于试管苗的锻炼和移植,为试管苗提供满足生长的适宜环境条件。常用设备有:温室、弥雾装置、荫棚、移栽床、钵、盆、基质等(用于植物细胞培养室)。
实验器材汇总: CO2培养箱:37度+/-0.5度;能调节温度和CO2浓度
冰箱:4度或-20度家用冰箱,保存一般制剂;-70度保存蛋白制剂 水质纯化装置:净化水质用于清洗或配制培养液
培养器皿分玻璃和塑料两种,玻璃器皿适用于大部分细胞生长,可重复使用,塑料器皿方便,即开即做,无需清洗。
多孔培养板:为塑料制品。可供细胞克隆及细胞毒性等各种检测实验使用。其优点是节约样本及试剂,可同时测试大量样本,易于进行无菌操作。培养板分为各种规格,常用的规格有:96孔、24孔、12孔、6孔、4孔等。
Oa贮液瓶:主要用于存放或配制各种培养用液体如培养液、血清及试剂等。贮液瓶分为各种不同规格,如1000ml、500ml、250ml、100ml、50ml、5ml等。
Ob吸管:主要分为刻度吸管、无刻度吸管。刻度吸管主要用于吸取、转移液体,常用的有1ml、2ml、5ml、10ml等规格。无刻度吸管分为直头吸管及弯头吸管,除可以作吸取、转移液体外,弯头尖吸管还常用于吹打、混匀及传代细胞。
手术刀或解剖刀、手术剪或解剖剪(弯剪及直剪),用于解剖动物、分离及切剪组织,制备原代培养的材料;眼科虹膜小剪(弯剪或直剪),用于将组织材料剪成小块;血管钳及组织镊、眼科镊(弯、直),用于持取无菌物品(如小盖玻片)夹持组织等;口腔科探针或代用品,用以放置原代培养之组织小块。社会价值: 细胞培养实验室的社会价值在于,为实验提供基础,促进细胞培养的发展,细胞培养的好处如下:
5.分子生物学实验室实验器材清单 篇五
1、普通化学试剂,共计约2.89万。
名
称 95%乙醇AR 无水乙醇AR DEPC EDTA二钠AR 柠檬酸钠AR 柠檬酸三钠AR L-精氨酸BR Tris 苯酚AR 变色硅胶 冰乙酸AR 丙酮AR 二甲苯AR 二乙醇胺cp 甘露醇AR 甘油AR 高碘酸AR 甲醇AR 磷酸氢二钠AR 硫酸AR 硫酸铵AR 硫酸镍AR 氯仿AR 氯化钾AR 氯化镁 氯化钠AR 氯金酸AR 莽草酸 明胶CP 钼酸
钼酸铵AR 尿素AR 牛肉浸膏BR 硼酸AR 氢氧化钠AR 去离子甲酰胺 三乙醇胺 碳酸钙AR 单 位 单价(元)
瓶 7 瓶 10 瓶 150 瓶 50 瓶 27 瓶 15 瓶 126 瓶 220 瓶 36 瓶 19 瓶 10 瓶 18 瓶 20 瓶 38 瓶 15 瓶 28 瓶 240 瓶 8.4 瓶 11 瓶 14 瓶 10 瓶 102 瓶 28 瓶 20 瓶 18 瓶 10 瓶 196 瓶 390 瓶 35 瓶 290 瓶 380 瓶 18 瓶 90 瓶 18 瓶 10 瓶 780 瓶 25 瓶 23 购置数量
金额(元)140 20 200 10 1500 9 450 9 243 9 135 5 630 10 2200 9 324 18 342 9 90 5 90 1 20 1 38 1 15 2 56 2 480 5 42 1 11 3 42 17 170 1 102 10 280 2 40 1 18 10 100 1 196 3 1170 1 35 1 290 1 380 5 90 1 90 10 180 10 100 4 3120 1 25 1 23 碳酸钠AR 碳酸氢钠AR 无水碳酸钾AR 硝酸 硝酸银 销酸钴 盐酸AR 乙酸钾AR 乙酸锌AR 蔥酮 AR 消毒/双氧水30% AR Trypan Blue Tween-20 硝酸钾 硫酸铁 氢氧化钾 甲醛 500ml 硼砂
乳酸 500ml 硝酸钙 乙酸钠 异丙醇 AR 异戊醇 AR SDS 合计
瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 16 22 10 350 48 14 45 36 68 11 32 20 15 15 15 8 12 27 12 46 10.45 40 38 1 1 1 5 1 2 1 1 1 4 1 1 1 1 1 15 5 1 1 4 8 8 40 12 16 22 10 1750 48 28 45 36 68 44 32 20 15 15 15 120 60 27 12 184 83.6 320 1520 28890.6
2、分子生物学试剂, 共计约4.5万元。
名称 La高保真酶 高保真Taq HS 高保真Taq HS GC Buffer DnaseI Rnase A 100bp maker 150bp Maker Marker DL500 Marker DL1000 Marker r-ecot14 I digest 去磷酸化酶 X-GLUC
单位
支 支 支 支 支 支 支 支 支 支 支 瓶
单价(元)购置数量 金额(元)
250 700 700 431
250 250 80 80 500 300 450 2 2 9 3 9 9 10 10 1 1 1
1250 1400 1400 3879 390 2250 2250 800 800 500 300 450 Klenow酶 pMD18-T Vetcor T4 DNA聚合酶 T4连接酶 TRNzol 总RNA提取试剂
IPTG X-gal dNTP(10mM)普通Taq酶(1000U)DNA ladder(100bp,1kb等,50ug)琼脂塘 TEMED 丙烯酰胺
溴酚兰 矿物油
Platinum高保真Taq酶
合计
支 支 支 支 盒 瓶 瓶 支 支 支 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 支
280 108 400 420 80 600 80 80 180 300 40 70 40 90 1500 2 1 5 2 10 10 20 20 10 10 20 30 1 6 5
560 108 2000 840 800 6000 1600 1600 1800 3000 800 2100 40 540 7500 87930
3、内切酶, 共计约0.41万。
名称 BamHI DraI EcoRI EcoRV HindIII KpnI Pst I XbaI 合计
单位 支 支 支 支 支 支 支 支
单价(元)购置数量 金额(元)77 65 75 77 65 120 70 5 18 9 5 9 2 8
385 1170 675 385 585 240 560 4090
4、试剂盒, 共计约1.84万元。
名称 单位 单价(元)
Promega T-easy载体A1380 盒 1400 Promega T-载体试剂盒 盒 900 质粒提取试剂盒(50次)盒 300 一次性胶回收纯化试剂盒
盒 1000(50次)
RNA提取试剂盒(50次)盒 800 RNA纯化试剂盒(50次)盒 360 植物总RNA 提取试剂盒 盒 1280 RT-PCR试剂盒 盒 1500 合计
购置数量 10 5 1 3 1 2
金额(元)
1400 9000 1500
3000 800 1080 1280 3000 248270
5、组织培养试剂,共计约3.55万元。名称
Ammonium sulfate 硫酸铵 Potassium phosphate monobasic KH2PO4 Potassium nitrate KNO3 MYO-INSOSITOL 肌醇 Magnesium sulfate heptahydrate 硫酸镁
Phytagel™ 琼脂粉
N-Z-Amine 水解酪蛋白 Kinetin MgCl2.6H2O 氯化镁 氯化钙 胰蛋白胨 酵母粉 琼脂粉 葡萄糖 蔗糖 麦芽糖 合计
单位 单价(元)购置数量 金额(元)
瓶 1190 1 1190
瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶 瓶
1390 4260 4650 3220 1350 1580 5050 1580 3600 300 150 52 15 22 200 1 2 1 2 1 1 1 1 2 2 5 5 4 2
1390 4260 9300 3220 2700 1580 5050 1580 3600 600 300 260 75 88 400 35593
6、抗生素,共计约2.22万。
名称 潮霉素 头孢霉素 羧苄青霉素 利福平
单位 单价(元)
瓶 700 瓶 550 瓶 2500 瓶 850
购置数量 5 4 4
金额(元)
5600 2750 10000 3400 卡那霉素 氨苄青霉素 合计
瓶 瓶30 8 8 240 240 22230
7、实验室耗材,共计约1.58万。名称 玻璃拖把 乳胶滴头 乳胶管6*9 1000ml塑料烧杯 1000ml玻璃烧杯 500ml玻璃烧杯 5ml可调定量加液器 5ml玻璃刻度吸管 10ml玻璃刻度吸管 150ml玻璃锥形瓶 100ml消煮管 25ml玻璃刻度试管 10ml塑料离心管
玻璃棒
有机试管架25*30 试管刷 玻璃试管 玻璃三角瓶 玻璃试剂瓶 塑料量筒 塑料烧杯 一次性过滤器
X光片 液氮(35L)冻存盒,离心管盒,离心管架
密封塑料盒 100格冷冻盒 冻存管(2ML)封口膜 硅胶塞24-28 硅胶塞27-31 三角烧瓶(1000ML)三角烧瓶(100ML)双面离心管架 水银温度计 定性滤纸
单位 单价(元)个 3 个 0.13 个 3.6 个 3.73 个 10.2 个 5.5 支 40.5 支 5 支 5.1 个 4.1 个 8.4 支 1.94 个 20 支 1 个 34.6 个 2 支 1.5 个 4 个 12 个 10 个 10 个 7 个 260 个 150 个 12 个 30 个 8 个 2.5 个 200 个 1.9 个 2.7 个 600 个 9.8 个 2.5 支 8.5 个
1.3
购置数量
金额(元)15 10 1.3 5 18 5 18.65 5 51 5 27.5 1 40.5 1 5 1 5.1 1 4.1 1 8.4 9 17.46 45 900 45 45 45 1557 9 18 18 27 18 72 18 216 18 180 18 180 45 315 4 1040 9
1350 108 4 120 4 32 230 575 4 800 45 85.5 45 121.5 1 600 4 39.2 4 10 8 68 45
58.5 药匙
一次性注射器
0.2mlPCR管 1000个/包 96孔PCR板 10块/包 1.5ml离心管 500个/盒 2ml离心管 500个/盒 96孔PCR硅胶密封硅胶盖
一次性无菌细菌培养皿
玻璃培养皿
吸嘴(10ul,100ul)1000个/袋
吸嘴(1000ul)1000个/袋
合计
个 个 包 包 盒 盒 个 个 个 袋 袋 0.7 33 4 7 7 5 1 0.8 3.5 40
186 50 465 50 45 8 800 40 40 40
6.分子生物学实验总结 篇六
1.TOMY全自动灭菌锅的使用
(1)检查排放蒸汽的水壶,腔体内的水位与托板齐平。(2)SET键设置温度和时间(121℃,20min)(3)关闭排气阀,Start机器开始运行,Check Heat检查设置的温度,Stop键终止机器运行。(4)程序运行结束,旋开排气阀或机器自行排气至压力为0。温度降至80℃以下压力为0时方可开盖。运行过程中勿接触盖子。(5)腔体内经常清洁。2.LB液体培养基(1000mL)
将胰蛋白胨10g,酵母提取物5g,氯化钠10g完全溶解在950mL去离子水中,用NaOH调节pH至7.0,加入去离子水至总体积为1000mL,121℃湿热灭菌20min。冷却后4℃保存备用。固体还要再加琼脂。3.碱裂解法
碱裂解法提取质粒是根据共价闭合环状质粒DNA与线性染色体DNA在拓扑学上的差异来分离它们的。在pH值介于12.0~12.5这个狭窄的范围内,线性的DNA双螺旋结构解开而被变性,尽管在这样的条件下,共价闭合环状质粒DNA的氢键会断裂,但两条互补链彼此缠绕,仍会紧密的结合在一起。当加入 pH4.8的乙酸钾高盐缓冲液,恢复pH至中性时,共价闭合环状质粒DNA的两条互补链仍保持在一起,因此复性迅速而准确,而线性的染色体DNA的两条互补链彼此完全分开,复性就不会那么迅速而准确,它们缠绕形成网状结构。通过离心,染色体DNA与不稳定的大分子RNA,蛋白质-SDS复合物等一起沉淀下来而被除去。
溶液Ⅰ:葡萄糖,Tris-HCl,EDTA 葡萄糖能增加溶液的黏度,防止DNA受机械作用而降解。EDTA可螯合Mg2+、Ca2+等金属离子,抑制DNase对DNA的降解作用。溶液Ⅱ:氢氧化钠,SDS 氢氧化钠加入后碱性环境12-12.5促使染色体DNA与质粒的变性解离成单链。SDS是一种阴离子去垢剂,它的主要作用有:①溶解细胞膜上的脂肪与蛋白,因而溶解膜蛋白而破坏细胞膜;②解聚细胞中的核蛋白,使蛋白质与DNA分开;③SDS能与蛋白质结合成为SDS-蛋白质复合物,使蛋白质变性而沉淀;④SDS能抑制核酸酶的作用,防止对DNA的降解。
溶液Ⅲ:乙酸钾。用pH4.2的KAc溶液是为了调整溶液pH至中性,使变性的质粒DNA能够复性,并能稳定存在。而高盐的3mol/L醋酸钾(KAc)有利于变性的大分子染色体DNA、RNA以及SDS-蛋白质复合物凝聚而沉淀。4.loading buffer 电泳指示剂溴酚兰在碱性液体中呈紫兰色,一般与蔗糖、甘油组成上样缓冲液。作用:①增加样品比重,以确保DNA均匀沉入加样孔内。②形成肉眼可见的指示带,预测核酸电泳的速度和位置。③使样品呈色,使加样操作更方便。5.限制性内切酶(I型)限制性内切酶:能识别专一的核苷酸顺序,并在识别点附近的一些核苷酸上切割DNA分子中的双链,但是切割的核苷酸顺序没有专一性,是随机的。
(II型)限制性内切酶:能识别专一的核苷酸顺序,并在该顺序内的固定位置上切割双链。这类限制性内切酶的识别和切割的核苷酸都是专一的,因此,这种限制性内切酶是DNA重组技术中最常用的工具酶之一。
(III型)限制性内切酶:也有专一的识别顺序,但不是对称的回文顺序,在识别顺序旁边几个核苷酸对的固定位置上切割双链。但这几个核苷酸对不是特异性的。因此,这种限制性内切酶切割后产生的一定长度DNA片段,具有各种单链末端。因此不能应用于基因克隆。6.引物设计和选择目的DNA序列区域时遵循下列原则: 引物长度约为16~30bp;引物中G+C含量通常为40%~60%,可按Tm=4(G+C)+2(A+T)粗略估计引物的解链温度;四种碱基应随机分布,在3’端不存在连续3个G或C,因这样易导致错误;引物3’端最好与目的序列阅读框架中密码子第一或第二位核苷酸对应,以减少由于密码子摆动产生的不配对;在引物内,尤其在3’端应不存在二级结构;两引物之间尤其在3’端不能互补,以防出现引物二聚体,减少产量;引物5’端对扩增特异性影响不大,可引入酶切位点或突变位点;引物不与模板结合位点以外的序列互补;简并引物应选用简并程度低的密码子;引物的浓度一般为0.1~0.5μmol/L,引物浓度偏高会引起错配和非特异性产物扩增,引物浓度偏低则降低产量。7.dNTP 常用的浓度为20~200μmol/L,而且4种dNTP的终浓度相等,以减少合成中由于某种dNTP的不足而出现的错误掺入;dNTP浓度过高虽可加快反应速度,但会增加碱基的错误掺入率,同时会抑制Taq DNA聚合酶的反应活性;适当的低浓度会提高反应的精确度;注意协调Mg2+浓度和dNTP浓度之间的关系。8.感受态
处于对数生长期的细菌经低温CaCl2处理后接受外源DNA的能力显著增加。细菌处于容易吸收外源 DNA的状态叫感受态。在自然条件下,很多质粒都可通过细菌接合作用转移到新的宿主内,但在人工构建的质粒载体中,一般缺乏此种转移所必需的mob 基因,因此不能自行完成从一个细胞到另一个细胞的接合转移。如需将质粒载体转移进受体细菌,需诱导受体细菌产生一种短暂的感受态,以摄取外源DNA。9.转化
转化是将外源DNA 分子引入受体细胞,使之获得新的遗传性状的一种手段。转化过程所用的受体细胞一般是限制修饰系统缺陷的变异株,即不含限制性内切酶和甲基化酶的突变体(R-,M-),它可以容忍外源DNA 分子进入体内并稳定地遗传给后代。它是微生物遗传、分子遗传、基因工程等研究领域的基本实验技术。10.DNA连接酶
有两种:T4噬菌体DNA连接酶和大肠杆菌DNA连接酶;DNA重组的方法主要有粘端连接法和平端连接法,为了防止载体本身的自连,可以通过牛小肠碱性磷酸酶CIP处理克服; 连接反应的温度在37℃时有利于连接酶的活性。但是在这个温度下,粘性末端的氢键结合是不稳定的。因此人们找到了一个折中的温度,即12~16℃,连接12~16h(过夜),这样既可最大限度地发挥连接酶的活性,又兼顾到短暂配对结构的稳定;
pMD18-T Vector 是一种高效克隆PCR 产物(TA Cloning)的专用载体,该载体由pUC18 载体改建并在其3’端添加“T”而成
大部分耐热性DNA聚合酶进行PCR反应时都有在PCR产物的3’末端添加一个“A”的特性,所以使用本制品可以大大提高PCR产物的连接、克隆效率;
转化是指质粒DNA或以它为载体构建的重组子导入细菌的过程 11.α互补
7.细胞生物学实验之 篇七
细胞生物学是生命科学的重要基础学科,具有较强的理论性和实验性,同时也是近年来发展最快的领域之一[1]。实验仪器的不断更新换代和实验技术的进步是细胞生物学的诞生和发展的基础,因此实验课在细胞生物学的教学中具有不可替代的作用,一方面它极大地促进了对细胞生物学理论知识的理解与掌握,同时对培养学生的研究与创新能力也至关重要。为了实现创新型人才培养的需要,必须改变传统实验教学内容以验证性实验为主的模式,因此我们开设的细胞生物学实验课程在实验内容的设置上做了大胆的尝试,减少以验证性为主的基础性实验,避免与其他相关实验课程重复,加强综合性实验和研究性实验,重点突出综合能力和研究创新能力的培养。培养具有创新性思维、较强的实践动手能力及良好科研合作精神的创新性人才是实验课教学的宗旨[2]。如何通过具体教学环节实现这一教学宗旨是我们很多教师面临的挑战及需要探索的研究方向。
作为湘鄂渝黔武陵山片区生物科学、生态学、生物工程等领域人才培养和科学研究的主要基地,吉首大学生物资源与环境科学学院重点培养的学生大部分将从事科研领域,应国家发展实施培养学生科研素质为主要任务的研究型教学是十分重要的。在近年来的课程建设中,细胞生物学实验课程在不断地探索和研发,这对高校教学起着很重要的作用。一方面在学生学习方面要加大力度,着重学生的科研能力。本文仅仅是针对在细胞生物学教学改革中应如何提高学生的科研能力和素养做一个简单的介绍。
二、研究型实验教学模式的理念
研究型实验教学要求将最新的研究技术、成果、科学研究方法、科学思维方式、创新意识、科学态度和科学精神融入到基础性、综合性、自主设计性实验的各个教学环节之中[3,4]。一方面教师在实验教学过程中要帮助学生找到“研究”的方法,从而提高他们的自信心,增加他们对“研究”的兴趣;另一方面还要营造有利于创新能力培养、学生个性发展的实验教学环境和自由探索的实践空间。在构建细胞生物学实验教学模式的过程中,我们首先总结了前人教改的经验和教训,明确构建新模式的指导思想。经验表明:如果不在基础和综合性实验中系统进行科学研究方法、科学思维和表达能力的培养,其结果必然会影响自主设计性实验的质量和水平;开放型自主设计性实验对于培养创新型人才是有一定作用的,但是仅仅强化开放型实验,而忽略基础和综合性实验的建设,很难达到理想的教学效果。所以,我们融入“研究”因素,把科学研究方法和科学思想的训练贯穿于整个实验教学过程的始终,同时也加强了基础和综合性实验的建设。
三、研究型细胞生物学实验模式的具体措施
1.对实验进行问题式情景化处理,激发学生研究热情。科学研究始于问题的提出,对基础和综合性实验进行情景化处理,明确每一个实验要研究和解决的问题,实验目的是为了研究和解决某个具体问题而学习某种些技术和方法,并由这个具体的问题引出实验内容。不但可以激发学生的研究兴趣和学习热情,还可以让学生彻底摆脱“依葫芦画瓢”的被动消极学习状态。例如“利用流式细胞仪测定植物基因组大小”这个实验,我们的实验材料以水稻为标准品(已知水稻准确基因组大小为1C=0.43Pg),另外自选一种植物材料作对照,实验中首先选取常用的6种裂解液WPB,GPB,Otto,Tris.MgC l2,Galbraith’s、LB01分别处理水稻和自选植物材料,然后加荧光染料PI,每隔5分钟上机检测一次,等结果稳定后记下染色时间。然后把自选材料与水稻一起混合在处理效果最佳的裂解液中切碎处理染色,到前面摸索的最佳时间上机检测,得到出自选材料的基因组大小。在这种情况下,学生自然而然地产生了研究的兴趣和想探究的问题,哪一种实验材料的基因组更大?不同实验材料的基因组大小一样吗?同一种材料不同生长期的基因组大小有差别吗?让学生带着问题走进实验室,在实验中寻找问题的答案,激发学生的研究热情。
2.用科学方法处理实验数据,培养诚信的科研素养。每一次实验都要求学生有认真仔细的态度,在数据测量时,要反复多次测量,求得平均值。对于测量的结果必须真实记录,不能做任何改动。数据测量时可以采用统计学方法对数据进行分析,把平均值、标准差、样本数、变化百分率,甚至差异显著性等数据分析方法体现在实验教学中,以确保数据的准确性和科学性。
对于显微镜下观察的样本,要客观地加以描述,并选择最具有代表性的图像或照片作为实验结果,不能带有主观偏见地去挑选。
3.树立敢于质疑、敢于挑战的科学精神。实验方法是在实践中不断改进、完善和建立起来的,创建新的实验方法对于科学研究的发展是至关重要的。对于不同的实验材料,实验方法也需要做适当的调整和改变。例如:“植物染色体标本制作”实验中,学生要学习植物染色体的制片技术。在制片过程中,不同的植物材料预处理的取样时间、预处理液的选择、处理时间的长短都是相当关键的,它直接影响到是否能得到好的实验结果。我们要求学生针对不同的实验材料改变取样时间,用不同的预处理液(如:8-羟基喹啉,饱和对二氯苯、秋水仙素等)和处理时间,在不同条件下完成压片实验,然后,比较制片效果,并确定最佳实验条件。通过这个实验的学习,让学生明白可以参考实验讲义和文献资料上的实验方法,但不能迷信前人的方法。
4.以论文形式书写实验报告,提高科技论文写作能力。指导学生对收集到的文献资料和得出的实验结果做进一步的整理,灵活地运用各种思维方式,得出科学结论。在讨论中鼓励学生各抒己见,加深对研究问题的认识与理解,同时要严格按照规范格式撰写实验报告,要求学生在基础和综合性实验学习阶段书写一篇论文形式的实验报告;然后在自主设计性实验尝试写正式的研究性论文,对于有创新性的结果和结论力争在相关学术刊物上发表,增强学生参与学术研究的自信心。
5.时时把握学科动态,引入最新科研成果。老师不但要时刻关注本学科相关的研究动态和最新成果,并把学科前沿与教学大纲内容有机融为一体,在理解理论知识的同时拓宽学生视野;在有条件的情况下教师还应该参加国内外相关的学术会议,学习资深专家的新理念、新思路,以活跃教师自身的学术思想,推陈出新;指导学生也要充分运用期刊、网络、电视等多种渠道,了解细胞生物学相关研究前沿,在多学科交叉的背景下激发出科研灵感,增强创新科研能力的培养。
四、结束语
研究型教学模式在高校的高等教育中已经成为新的关注热点,经实践研究表明这样是有利于创新型人才培养。当今社里下高等教育的目标是培养实践能力和创新精神。为培养学生的创新意识,高校应加强学生科研思维能力的培养和激发学生的兴趣和积极性。这样做为培养学生的创新意识提供了条件。但研究型实验教学还有很大的局限性,一方面教师要耗费很多精力去设计实验,学生们通过实践得到了知识与启发,而在现行的教学评价体系中并没有考虑到这种个性化教学工作背后所付出的努力与辛苦,这是学生所体会不到的。因此在推广研究型实验教学的同时值得研究的教学课程还是很多。
摘要:培养学生的科研创新能力是当今高等院校实验教学的主要目标。本文介绍吉首大学生物资源与环境科学学院在创新人才培养过程中开设研究型细胞生物学实验课程的教学实践,尝试实验教学与科研项目相结合的方式,从本科阶段接触真实的科研实践活动,培养能适应学科发展具有创新科研思维的能力的新型人才。
关键词:研究型教学模式,细胞生物学实验,科学研究
参考文献
[1]翟中和,王喜忠,丁明孝.细胞生物学[M].第4版.北京:高等教育出版社,2011.
[2]张伟.细胞生物学实验教学中学生科研能力培养的措施研究[J].高等理科教育,2012,101(1):130-133.
[3]张红锋,孙剑华.创建基于研究的细胞生物学实验教学模式[J].实验室研究与探索,2008,27(7):99-101.
8.细胞生物学实验之 篇八
关键词:短学期制;细胞生物学实验;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)01-0114-02
在钱伟长校长教育思想的指引下,上海大学的教学管理模式形成了“学分制、选课制、短学期制”三大特色。其中的短学期制分为秋、冬、春三个课堂教学学期加上一个夏季实践教学学期,而每个课堂教学学期又由十周教学和两周考试组成。短学期制的优点在于:时间安排上更趋灵活;有利于教师发挥自身优势;可促进学生的自主学习,增强学习兴趣、提高学习效率;可全面提升学生的综合素质,等等。但它也有很多不利的方面,比如它周期短,节奏快,原来要上20周的课程,现在要压缩成10周来上,课程内容多,学生消化时间短,教材不配套,等等。如何扬长避短,让学生在“短学期制”中更好地发挥其主动性,掌握更多较为实用的知识与技术?下面就谈谈在短学期体制下,我们对《细胞生物学实验》所进行的教学改革与一些心得体会,希望对从事生物学实践教学的同行们有所启示。
一、实验内容的重新梳理
由于时间缩短了,每个学期我们接触到的细胞生物学实验课最多只有十次,要让学生们在这短短的十次实验中学习和掌握好最基本、最重要的实验操作技能,并在保证实验教学质量的前提下最大限度地激发学生对细胞生物学的热情,达到实验教学培养创新型、研究型人才的根本目标,故实验内容的安排至关重要。我们重新整理了实验内容,并且在验证性、综合性、开放性和创新性这四种实验类型上做出了编排和取舍。首先我们将侧重经典验证性实验,而忽略对学生综合素质和创新能力培养的一些实验进行了删减。其次提高了综合性实验的比例。综合性实验可以让学生了解多种实验技能和熟悉多种实验仪器的使用,以期提高他们的综合实验能力和技术。再次我们扩大了开放性实验的内容。比如在植物愈伤组织培养以及再分化这一开放性实验中,我们让学生自己选取感兴趣的植物,自己查文献,自己设计培养愈伤组织的培养基成分和激素配比,老师给予指导和具体实验技能的培训,这样不仅可以增强学生的学习兴趣,还可以培养学生独立自主思考问题和解决问题的能力。最后我们增加了创新性实验。创新性实验的开设是教学改革中探索的重点。创新性实验可以激发学生的创新思维,促进学生学习的自觉性和主动性,初步培养学生主动学习的能力和科研能力。
二、新实验教材的编写
目前出版的《细胞生物学实验》教材都是配合其他高校两学期制而编写的,为了更好地契合调整后的实验内容,也更符合上海大学短学期制的特点,我们对实验教材也进行了重新编写。要保证课堂教学质量与效率,使教材更具新颖性,还要更好地调动学生学习的积极性,让学生们可以更全面地预习并理解实验内容,我们在教材的编写上也下了一番功夫。主要表现在以下几个方面:
1.问题的设置。教材在每个实验关键点或难于理解的地方都有标注,在旁边边框处的相应位置再提出相应的问题,方便学生在阅读到此处时产生联想和思考,这样可以避免学生毫无重点的阅读和理解,让学生养成带着问题预习的习惯,促使学生主动去解决问题。
2.注意事项的标注。教材在实验操作的一些关键步骤的旁边注有比较详细的提示,提示学生在这里操作时要加以小心与留意。
3.图表的添加。生动的图片和直观的表格可以很快吸引学生的眼球,强烈的视觉冲击比枯燥的文字更能引起学生的兴趣,图表不仅是对实验内容的充分展现,也能使相应内容更清楚直观,更形象,一目了然,所以我们在每个实验后面都添加了相应的图片或表格。
4.增加了知识窗栏目。我们在每个实验的最后设置了相应的知识窗,补充了大量与这个实验有关的延伸性的背景知识。
三、实验教学方法的改进
短学期制下课程量增大,学习任务繁重,学生往往会在实验课中偷工减料,没有预习或盲目预习后就过来上课,这样学生在动手操作前其实并不是十分了解这个实验的原理、目的,等等,以至于在实验时只是按照实验教材上的步骤一步一步机械地做,失去了在实验中积极主动的作用。鉴于此点,我们在教学方法上除了利用显微数码互动系统进行正常的理论讲解之外,采用提问式教学方法进行讲解,即教师提问学生和学生提问老师。近代英国科学家K.R.波普尔说过:“科学只能从问题开始。”“科学知识的增长永远始于问题,终于问题越来越深化的问题、越来越能触发新问题的问题。”因此,培养学生产生问题意识,提高学生质疑问题的能力,具有重要的意义。在教材上备注的思考题,要求学生在课前查阅相关资料加以解决,实验课上老师再将知识点以提问的方式表达出来,这样不仅使学生对实验内容有更加具体而深刻的认识,而且在提问中老师还可以知道学生有哪些问题还没有得到解决,以便在讲解中更加有针对性。也通过学生的提问,更加清楚地知道学生的思想,便于进一步引导。为了更好地激发学生学习的积极性,使之更好地融入到课堂教学中来,我们还采用抢答与成绩挂钩的形式来鼓励学生与教师互动。无论学生的回答是对还是错,也无论提出的问题是好还是坏,都给予肯定和相应的加分。此外,在讲解新实验课程之前,我们还对上一次实验报告加以分析与点评。弥补学生在撰写实验报告时思考的不足,让学生更加有所领悟。目前这种提问式教学和对实验报告的分析与点评受到了大部分学生的欢迎。
四、注重实验报告的撰写
实验报告撰写的内容包括实验的标题、实验原理、实验目的、实验步骤、实验的结果和对实验结果的分析与结论,它也包括学生对实验的感想、失败经验的总结以及发现新问题的思考等。实验报告是考查学生对《细胞生物学实验》内容的掌握以及教师教学效果的主要指标。同时,它也不仅是评定学生课程成绩的主要依据之一,也成为师生之间进行问题讨论的有效平台。我们要求学生认真做好实验原始数据的记录。由于预习报告的实验条件有时会和具体的实验操作条件有所出入,例如预习时的实验时间和温度是一个范围,具体实验时是唯一的值。另外,实验所获得的结果数据有可能和预测的不一样,禁止学生修改数据,而要如实填写。因为实验原始数据的记录不仅是学生认真态度的体现,也可以让他们对实验结果有更为贴切和深入的分析,让学生养成善于思考的好习惯,也易于发现新的问题,便于以后加以改进和深入探讨。
五、加强实验结果的分析
实验结果的分析是实验报告的核心部分,它可以培养学生思考问题、分析问题的能力,发掘学生的潜力,提高学生的综合素质。作者们经常评阅本科生和研究生的论文,发现他们对实验结果的分析很不到位,有的本科生根本就不知道如何分析实验结果,这种现象说明学校在学生的这种能力培养上还有很大的欠缺。签于以上的种种现象,我们在教学中重点关注了学生对实验结果的分析。我们要求学生在分析结果时要按照以下的步骤:①为什么会得到这样一个结果?通过实验的原理及试验方法等加以分析。②自己重复试验的结果以及其他小组的实验结果的比较有何差异?有差异的原因在哪里?任何实验都很难有相同的标准答案,我们要求学生在初步得到实验数据和图片时,与多个小组甚至整个班级的实验数据做比较,无论实验的最终结果与预期结果是否吻合,都要充分利用所学的理论知识,找出自己实验结果可能存在的原因,分析操作过程中可能出现的误差与问题,总结经验教训。③所得的结果与文献资料的结果有何差异?④通过这些实验结果,最终我们获得了什么样的实验结论?除此之外,我们还鼓励学生写实验的体会,即本实验学到了什么、经验教训有哪些以及有何创造性的见解和认识等。对于学生提出的相关问题,老师在下次课上给予回答或大家一起讨论与分析。
六、实验的教学效果
通过三届200多名同学的实验报告以及他们的观后感和实验小结,我们发现教学效果还是很好的,得到了大部分同学的认可。例如一位学生写道:“细胞生物学实验课结束了,我最大的收获是对实验结果分析习惯的培养上。因为目前在和导师做一些实验,有时候实验失败了,就会百思不得其解,经常会忘记多问自己一个为什么?老师对这一块很强调。这种好习惯会在很大程度上培养我对实验的深入分析与思考以及对实验整体把握的力度,对以后从事科研来讲是一个非常好的习惯。”学生们的感想很多,不一一列举了。
综上所述,《细胞生物学实验》教学,不仅仅是理论教学的引申,也不仅仅是验证课堂教学的理论知识,而是有其自身的价值和特点,它在培养学生创新思维能力上具有独特的作用。细胞生物学实验教学,再也不是传统的单纯的对细胞的固定、染色和观察,而是融现代细胞工程技术、细胞培养技术、现代生物技术、显微数码互动系统、显微数码图像采集及分析技术以及网络教学平台为一体的高水平专业技术。目前,《细胞生物学实验》有它自己的体系,不依赖于先修《细胞生物学》。有基础的同学更容易学,而且也有新的收获;没有基础的同学也可以学得很好。细胞生物学的发展速度较快,所以我们要加强《细胞生物学实验》教学的研究,不断改进教学方法,更新实验内容,进一步提高实验教学对学生創新性思维能力培养的作用,从而体现实验课的科学价值、体现出有效的教学方法和适宜的课程内容在培养创新型人才上的价值,最终为培养学生的综合能力,提高学生的综合素质服务。
参考文献:
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[5]彭安,桑建利.细胞生物学实验教学的创新探索[J].实验室科学,2007,(5):42-44.
作者简介:黄俊逸(1972-),男,博士、副教授,研究方向为蛋白质工程;宋红生(1962-),男,博士、副教授,研究方向为昆虫神经科学
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