導(dǎo)語：如何才能寫好一篇細(xì)胞生物學(xué)研究的主要內(nèi)容，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

[關(guān)鍵詞]細(xì)胞生物學(xué)；醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革

[作者簡介]黃蕾（1983—），女，江蘇贛榆人，本科，實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)閷?shí)驗(yàn)教學(xué)；王芳（1974—），女，江蘇揚(yáng)州人，博士，教授（通信作者），研究方向?yàn)槊庖邔W(xué)。

[中圖分類號]G640[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1674-9324（2020）37-0383-02[收稿日期]2019-12-17

細(xì)胞生物學(xué)作為當(dāng)前生命科學(xué)領(lǐng)域中最活躍、最富有發(fā)展前景的學(xué)科之一，細(xì)胞生物學(xué)的研究方法、技術(shù)在醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)研究中處于重要的地位[1]。南京醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)階段開設(shè)了細(xì)胞生物學(xué)這門課程，側(cè)重講授了細(xì)胞生物學(xué)理論知識，然而在專業(yè)課學(xué)習(xí)階段，很多學(xué)校并沒有開設(shè)細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)這門課程，大多數(shù)高校認(rèn)為細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)對于臨床常規(guī)檢驗(yàn)工作無直接關(guān)聯(lián)，且開設(shè)這門課的硬件和軟件要求都較高，對于本科階段的學(xué)生沒有開設(shè)的必要性。

南京醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)學(xué)系自2001年招收本科生以來，一直關(guān)注學(xué)生動手實(shí)踐能力的訓(xùn)練，拓展學(xué)生的知識面和畢業(yè)后的就業(yè)廣度。在此過程中，我們發(fā)現(xiàn)越來越多的學(xué)生對科學(xué)研究充滿興趣，本科畢業(yè)后進(jìn)入科研機(jī)構(gòu)、研究室以及升入碩士研究生階段的學(xué)生比例逐年遞增。細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)是一門與生命科學(xué)密切相關(guān)的基礎(chǔ)研究手段，因此，我們認(rèn)為開設(shè)細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)這門課很有必要，并且在專業(yè)發(fā)展的十幾年里不斷學(xué)習(xí)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)得失，改革教學(xué)的內(nèi)容與形式，使得課程設(shè)置更具有科學(xué)性，讓學(xué)生在最精簡的課時里獲得最優(yōu)化的教學(xué)效果。

一、改革經(jīng)驗(yàn)

本學(xué)系自設(shè)置細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程后，經(jīng)過十幾年的教學(xué)實(shí)踐和探索，總結(jié)出以下幾方面的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)：

（一）教學(xué)模式的改革，培養(yǎng)學(xué)生的科研思維

運(yùn)用科研思維可以讓學(xué)生更深入地了解科學(xué)，增加學(xué)習(xí)熱情，明確發(fā)展方向，提高教學(xué)效率，讓實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由驗(yàn)證型向研究創(chuàng)新型轉(zhuǎn)變[2]。本學(xué)系實(shí)驗(yàn)室是“江蘇省醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”“中央與地方共建高校特色優(yōu)勢學(xué)科實(shí)驗(yàn)室”及“江蘇省高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)”，不僅承擔(dān)本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還承擔(dān)了碩士、博士研究生的科研培養(yǎng)。同時，本學(xué)系采用的是“系科合一”的模式，即醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)系設(shè)在南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)學(xué)部，檢驗(yàn)專業(yè)主干課程的老師多來自臨床檢驗(yàn)一線醫(yī)生和技術(shù)人員，師資力量雄厚。但是考慮到每年的本科生人數(shù)較多，而傳統(tǒng)意義上的大課教學(xué)特別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)無法兼顧到每個學(xué)生，不利于引導(dǎo)和挖掘在本學(xué)科上有特長的學(xué)生。因此，我們在教學(xué)模式上進(jìn)行改革，將本科生教學(xué)和研究生教育結(jié)合起來，相互促進(jìn)。具體做法：將本科生劃分為每四人為一小組，讓碩士研究生以教學(xué)助教的身份參與到實(shí)驗(yàn)課帶教中，形成一個學(xué)習(xí)小組，指導(dǎo)本科生查閱細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)方面的文獻(xiàn)，指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作，引導(dǎo)學(xué)生的科研思維。研究生在助教的過程中也得到了鍛煉和成長，促進(jìn)教學(xué)相長。

（二）以細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)為主體的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容改革

細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是細(xì)胞生物學(xué)研究的基礎(chǔ)，因此我們將細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)作為細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的主要內(nèi)容。我們在多年的教學(xué)過程中，根據(jù)學(xué)生的反饋以及相關(guān)學(xué)科的融合，不斷改革與調(diào)整課程內(nèi)容，形成了現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系。在此體系中，包含了細(xì)胞提取、培養(yǎng)、換液傳代、凍存復(fù)蘇、細(xì)胞融合和單抗制備技術(shù)，由淺入深展開，有助于學(xué)生以后在科學(xué)研究方向的發(fā)展。

（三）建立細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)特色的考核評定模式

實(shí)驗(yàn)考試是考核學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)知識與技能的一種手段，是檢查教師教學(xué)工作、了解教學(xué)成果、總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、改進(jìn)教學(xué)方法的一個重要途徑[3]。以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核主要根據(jù)最后一次的實(shí)驗(yàn)考試成績及每次實(shí)驗(yàn)報(bào)告分?jǐn)?shù)來評定，導(dǎo)致難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動性，并且一次考試的成績存在偶然性，不利于考查學(xué)生對知識、動手操作技能的掌握程度。因此，我們采用“全程考核”的模式動態(tài)考核學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，這樣的考核模式更全面客觀，更具公平性。具體做法：將實(shí)驗(yàn)考核成績分為三個部分，第一部分，以學(xué)習(xí)小組為單位，由研究生助教根據(jù)每位小組成員在每次課程學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)打分，再結(jié)合每位成員的細(xì)胞生物學(xué)方面的文獻(xiàn)匯報(bào)評分，最終評定一個分?jǐn)?shù)；第二部分，分為實(shí)驗(yàn)理論知識答題和實(shí)驗(yàn)技能考核兩個部分。以隨機(jī)抽題的方式回答兩個問題，老師根據(jù)學(xué)生的回答情況評分。同樣以隨機(jī)抽取的方式讓學(xué)生抽取一個實(shí)驗(yàn)操作試題，老師根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的流程是否規(guī)范以及操作的手法是否流暢來評分，最終將這兩個分?jǐn)?shù)匯總評定為實(shí)驗(yàn)考試分；第三部分，學(xué)生平時表現(xiàn)分，包含考勤、課堂回答問題、動手操作情況及實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分等。匯總這三部分的考核分即為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課成績。通過多樣式的考試模式，能較客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，調(diào)動了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，同時也豐富了教學(xué)形式，課程中充滿了挑戰(zhàn)和趣味性，學(xué)生對我們的課程反饋良好。

二、改革成效

我們在數(shù)年的教學(xué)過程中不斷總結(jié)，在教學(xué)改革中取得了一定的成果。我們以細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)為切入點(diǎn)，讓參加的學(xué)生參與導(dǎo)師的課題研究，這樣的形式非常有助于我們發(fā)掘科研的好苗子，近年來我們有多名學(xué)生在本科階段申請到學(xué)?！洞髮W(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)》課題項(xiàng)目，發(fā)表SCI論文以及獲得發(fā)明專利，取得了許多教學(xué)成果[4]。我們的本科學(xué)生經(jīng)過訓(xùn)練，在研究生招生面試中更具競爭力，近年來保研、考研的人數(shù)逐年遞增，導(dǎo)師們對學(xué)生評分很高。

三、改革方向

通過多年的努力，我們在課程教學(xué)改革中取得了一定的成果，未來我們將在以下幾個方面推進(jìn)教學(xué)改革。

1.針對課程內(nèi)容較單一現(xiàn)狀，將進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)課時比例，而理論課課時的不足將通過引導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)課、微課以及開選修課的形式來補(bǔ)充。

2.與學(xué)校醫(yī)學(xué)模擬中心合作，嘗試開展新型的虛擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)形式，便于我們開設(shè)那些現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室條件下無法開展的實(shí)驗(yàn)課程，豐富我們的教學(xué)形式和教學(xué)內(nèi)容。

3.通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，本專業(yè)細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)這門課各高校開展情況不同，并且缺少統(tǒng)一的教材，我們希望推廣這門課，并聯(lián)合其他院校一起制定適合本專業(yè)的材。

篇2

關(guān)鍵詞 動物細(xì)胞工程 教學(xué) 興趣教學(xué)

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Interesting Teaching of Animal Cell Engineering

XU Yipeng

（Zhejiang Biometric Quarantine and Inspection and Technology Laboratory，

College of Life Sciences， China Jiliang University， Hangzhou， Zhejiang 310018）

Abstract Based on the development of modern cell biology and technology of an emerging discipline， animal cell engineering is a course that closely integrate theory and practice and that plays an important role in the curriculum of life sciences in institutions of higher learning. This article discusses how to improve the students' interest in the animal cell engineering course， in order to provide a reference for the teaching reform of the animal cell engineering course.

Key words animal cell engineering； teaching； interesting teaching

細(xì)胞工程是指按照一定的設(shè)計(jì)方案，通過在細(xì)胞、亞細(xì)胞或組織水平上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，獲得具有目的性狀的細(xì)胞、組織、器官或者個體的綜合性生物工程，是理論與實(shí)踐相結(jié)合的典范，在現(xiàn)代生命科學(xué)的研究中，細(xì)胞工程是生物技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)一個技術(shù)公用平臺，代表著現(xiàn)代生物工程最新的發(fā)展前沿，在醫(yī)藥、食品、農(nóng)林等各領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，在高校生命學(xué)科及相關(guān)學(xué)科的課程設(shè)置中占有重要地位。動物細(xì)胞工程是細(xì)胞工程的重要組成部分，主要內(nèi)容包括：細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞融合與單克隆抗體、胚胎工程、干細(xì)胞與組織工程、核移植技術(shù)與動物克隆、轉(zhuǎn)基因動物與動物生物反應(yīng)器和動物染色體工程等。通過學(xué)習(xí)動物細(xì)胞工程這門課程可以為學(xué)生今后從事與細(xì)胞工程有關(guān)的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)工作奠定良好的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。通過近兩年的教學(xué)實(shí)踐和改革，筆者就如何應(yīng)用興趣教學(xué)法提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行探討。

1 合理定位課程，讓學(xué)生充分認(rèn)識到本課程的重要性

我校動物細(xì)胞工程這門課程是在第6個學(xué)期開設(shè)，學(xué)生已經(jīng)完成對生物學(xué)導(dǎo)論、動物生物學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等必修課程的學(xué)習(xí)，這非常有利于學(xué)生對動物細(xì)胞工程課程中一些知識進(jìn)行認(rèn)知結(jié)構(gòu)的遷移。而動物細(xì)胞工程在本校既然是選修課程，其教學(xué)目的也必然有別于必修課程。因此，教學(xué)目的的側(cè)重點(diǎn)不再是讓學(xué)生掌握一般的概念和原理，而是更多地讓學(xué)生領(lǐng)悟和學(xué)會如何利用所學(xué)知識進(jìn)行創(chuàng)造，讓學(xué)生充分認(rèn)識到動物細(xì)胞工程并非一門理論性學(xué)習(xí)為主的課程，而是一門理論和實(shí)踐結(jié)合非常強(qiáng)的課程，是一門學(xué)好可以走向工作崗位的課程。筆者認(rèn)為，在教授此課程時，需緊緊圍繞細(xì)胞水平的技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)應(yīng)用為中心，聯(lián)系現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)，使學(xué)生了解動物細(xì)胞工程各主要技術(shù)領(lǐng)域的原理和方法及其應(yīng)用。

2 上好第一節(jié)課，吸引學(xué)生眼球

上好第一節(jié)課，也就為本課程的整個教學(xué)過程定下了基調(diào)。第一節(jié)課的內(nèi)容無非是緒論部分，大多老師可能會對本課程的發(fā)展、地位等娓娓道來，但是卻不能引起學(xué)生的興趣，筆者嘗試提問式教學(xué)代替講述式教學(xué)收到了良好的效果。比如在講述動物細(xì)胞工程的研究領(lǐng)域時，筆者就在教學(xué)PPT中列出“多莉”羊、 “人耳鼠”、“試管嬰兒”、發(fā)光貓等圖片嘗試讓學(xué)生對位入座，以激起學(xué)生的興趣。

3 緊跟時代步伐，更新教學(xué)內(nèi)容

目前細(xì)胞工程相關(guān)的教材有安利國版《細(xì)胞工程》（科學(xué)出版社）、楊吉成版《細(xì)胞工程》（化學(xué)工業(yè)出版社）、李志勇版《細(xì)胞工程》（高等教育出版社）、龐俊蘭版《細(xì)胞工程》、敘永華版《動物細(xì)胞工程》等，筆者所用的參考教材是安利國版《細(xì)胞工程》。雖然相關(guān)教材眾多，但生物技術(shù)發(fā)展日新月異，教材的更新速度根本無法趕上，因此，必須及時查閱相關(guān)文獻(xiàn)或信息，傳授學(xué)生最新的知識。比如講解胚胎工程可引入人類早期胚胎的成功培養(yǎng)；講到轉(zhuǎn)基因動物可引入中南大學(xué)的“供體豬”；講到干細(xì)胞可以引入“人工腎”等。

4 以社會問題或社會需求為切入點(diǎn)傳授理論知識

單純理論的講課效果，或者先理論講解再到實(shí)際應(yīng)用講解的效果其實(shí)并不如從實(shí)際需求到理論講解的效果好，因此筆者在講解每個章節(jié)時盡量先引入社會問題或社會需求再來講解理論知識，這樣一來，學(xué)生課上的專注度明顯提高，收到的講課效果也非常好！比如在講解細(xì)胞融合與單克隆抗體這章時，筆者就拋出杭州下沙企業(yè)期望與浙江高校合作解決的一些項(xiàng)目，其中就有不少抗體制備技術(shù)，這即刻引起學(xué)生的關(guān)注；比如在講解干細(xì)胞這章節(jié)時，引入 “兒子嚴(yán)重?zé)齻?父親拒用麻藥割皮救子”的新聞事件，讓學(xué)生重視干細(xì)胞研究的重要性；在講解胚胎工程時，引入廣州“代孕事件”。

5 合理利用多媒體技術(shù)

動物細(xì)胞工程是一門綜合性很高的課程，傳統(tǒng)的“粉筆+板書（或PPT）”的方式已經(jīng)難以滿足新形勢下對這門課程教學(xué)的要求。現(xiàn)代教育技術(shù)在高等院校中已得到普及應(yīng)用，通過多媒體技術(shù)，我們可以給學(xué)生展示除課本外更多的圖片和視頻信息，甚至可以直接在上課時在網(wǎng)上搜索相關(guān)信息給學(xué)生看。這些多媒體技術(shù)的應(yīng)用在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，可以發(fā)散學(xué)生思維，不但可以補(bǔ)充書本內(nèi)容，也可以提高學(xué)生對書本內(nèi)容的學(xué)習(xí)效果。比如在講解實(shí)驗(yàn)室的安全性時，可引入電影《生化危機(jī)》片段；在講解細(xì)胞融合時，可引入《雜交》這部電影；在講解胚胎工程時，可輔以3D動畫演示嬰兒從受孕到誕生全過程；講干細(xì)胞可引入“八戒的肝救活孫猴子”的新聞。每次課講授時適當(dāng)適量適時地引入一些多媒體圖片、視頻或動畫信息，可以在上課之初即刻吊起學(xué)生對即將要學(xué)的知識的胃口，也可以在課中學(xué)生注意力不集中時再次把他們的注意力拉回來，多媒體圖片或視頻可以說是調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的一把利劍。但是這把利劍不能過度應(yīng)用，否則就主次不分，學(xué)生把握不住重點(diǎn)，效果就會適得其反。

6 在討論中實(shí)踐實(shí)驗(yàn)

筆者所授的動物細(xì)胞工程有8個學(xué)時實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程，基本為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，但這并不妨礙學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)，這主要在于討論式學(xué)習(xí)的引入。實(shí)驗(yàn)課之前，筆者在課堂上放映培養(yǎng)基過濾操作視頻、細(xì)胞原代培養(yǎng)操作視頻、小鼠心肌細(xì)胞培養(yǎng)操作視頻等，讓學(xué)生思考視頻中實(shí)驗(yàn)人員的操作規(guī)范問題，讓學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)操作中的注意事項(xiàng)及其對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。在實(shí)驗(yàn)課中，引導(dǎo)學(xué)生對比實(shí)驗(yàn)前后結(jié)果，得出自己的結(jié)論，比如在做細(xì)胞培養(yǎng)基過濾實(shí)驗(yàn)時，教學(xué)生用倒置顯微鏡觀察未過濾培養(yǎng)基的受污染情況，判斷污染微生物的類型，從而讓他們知道正確過濾的重要性以及如何處理受污染的培養(yǎng)基。

篇3

[關(guān)鍵詞]：基礎(chǔ)生理實(shí)驗(yàn)課體系 生理信號分析與處理 研究性教學(xué) 考核評價體系

[中圖分類號] TH79 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A

一、 引言

依據(jù)高等教育內(nèi)外部環(huán)境的諸種變化，以及國家自主創(chuàng)新對于創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的要求，在“卓越工程師”培養(yǎng)的教育理念指導(dǎo)下，通過對學(xué)生知識、能力與創(chuàng)新要素的綜合分析研究，本文提出構(gòu)建一種以學(xué)生為中心，以滿足創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的個性化需要，利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)為目標(biāo)的多模式開放型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。該種實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的推動作用主要體現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多模式化組織以及綜合性開放式實(shí)驗(yàn)考核評估2個方面。

生物醫(yī)學(xué)工程及相關(guān)儀器專業(yè)的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)技術(shù)上應(yīng)培養(yǎng)具備生物醫(yī)學(xué)信息采集、傳輸、處理、分析新型生物醫(yī)療電子、信息與儀器等硬件知識、并具備較強(qiáng)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)、開發(fā)的能力，能夠?qū)⑿畔⒓夹g(shù)與醫(yī)療管理、醫(yī)療服務(wù)有機(jī)結(jié)合的高級醫(yī)學(xué)信息技術(shù)人才。因此在課程內(nèi)容安排上做到面和點(diǎn)的結(jié)合，既要保證知識面廣，同時要重點(diǎn)突出。但現(xiàn)狀是生物實(shí)驗(yàn)與儀器等軟硬件平臺的掛鉤程度不夠。目前生物學(xué)實(shí)驗(yàn)一方面主要涉及以細(xì)胞等微觀生物信息為主的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，主要以細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、解剖學(xué)為代表；另一方面涉及以人體生理信息為主的宏觀生理信號為主的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，主要以醫(yī)學(xué)儀器相關(guān)實(shí)驗(yàn)為代表，均以單一化實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為實(shí)驗(yàn)考核依據(jù)，限制了學(xué)生主動性和創(chuàng)造性的發(fā)揮。所以生物學(xué)實(shí)驗(yàn)需要結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對教學(xué)中存在的問題進(jìn)行逐步改進(jìn)。通過調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、改革教學(xué)方法、完善考評體系等措施，對于生物實(shí)驗(yàn)分析不能以短期實(shí)驗(yàn)唯一結(jié)果論的定性認(rèn)識為主，而應(yīng)該強(qiáng)調(diào)以“長時程跟蹤的過程啟發(fā)式”為主的定量累積式分析，即在側(cè)重得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的同時，鼓勵學(xué)生自主采用各種軟硬件儀器平臺知識，靈活選擇信號特征提取方法，加強(qiáng)對信號分析的能力和對結(jié)果的理性認(rèn)識，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課的實(shí)踐性優(yōu)勢，得到多樣化的處理結(jié)果，最大程度地增強(qiáng)學(xué)生的自主性與參與性。

在以過程化為主的“一問多答”教學(xué)模式中，采用啟發(fā)式的教學(xué)方法。教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容向?qū)W生提出問題，引起學(xué)生主動思考，從而變結(jié)果灌輸式的被動學(xué)習(xí)為過程啟發(fā)式的主動學(xué)習(xí)，加深學(xué)生對概念、理論的理解，發(fā)現(xiàn)問題，敢于提出問題，渴求解決問題。而課后的各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果可以直觀地了解教師教學(xué)內(nèi)容安排是否合理，教學(xué)效果是否明顯，為教學(xué)改革提供依據(jù)，從而為創(chuàng)新性高素質(zhì)人才的培養(yǎng)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)[1]。

二、現(xiàn)有模式的現(xiàn)狀及改革途徑

（一）. 微觀生物實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由于教學(xué)條件等因素的限制，多局限于顯微鏡使用、或細(xì)胞膜通透性等驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，對于推動微觀細(xì)胞生物學(xué)快速發(fā)展的新技術(shù)新方法，缺少教學(xué)資料與手段；同時，人體生理信息等宏觀醫(yī)療儀器生物實(shí)驗(yàn)的測試側(cè)重于對醫(yī)療儀器面板的操作和各種簡單生理信息的直接獲取。

（二）. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單調(diào)，難以激發(fā)學(xué)生的積極性和主動性?，F(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本都先由學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及試劑都由實(shí)驗(yàn)教師提前準(zhǔn)備好，學(xué)生只要按照實(shí)驗(yàn)步驟按部就班地做，最后寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式難以很好地啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維，不利于培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力。學(xué)生容易無精打采，注意力分散，反應(yīng)遲滯，多數(shù)學(xué)生被動應(yīng)付教師的要求，甚至投機(jī)取巧，如采用“配色”等方式快速完成生化實(shí)驗(yàn)；有的課堂學(xué)生隨心所欲，各行其是，故意搗亂，師生處于一種對抗?fàn)顩r。在這樣的課堂環(huán)境里，教學(xué)任務(wù)難以完成，傳授知識、培養(yǎng)素質(zhì)的目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)[2]。

（三）. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏綜合性、設(shè)計(jì)性，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。由于課時安排固定、實(shí)驗(yàn)條件的限制，現(xiàn)行開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程及可能出現(xiàn)的問題基本固定，結(jié)果也基本已知，只要按照步驟去做，基本都能達(dá)到較好效果。這種模式限制了學(xué)生思維，難以達(dá)到學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[3]。

（四）. 實(shí)驗(yàn)課成績評定方式需要進(jìn)一步完善。實(shí)驗(yàn)課程由于其性質(zhì)的特殊性，往往難以確定完善的考核指標(biāo)和體系，從而導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫的工整和完整程度決定了最終成績，使得最終實(shí)驗(yàn)課成績評定存在一定的隨意性，從某種程度上影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的動力[4]。

在此評估基礎(chǔ)上，應(yīng)實(shí)現(xiàn)的改革途徑主要包含以下兩個方面：

第一，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)鼓勵學(xué)生自主采用各種軟硬件儀器平臺，靈活選擇信號特征提取方法，加強(qiáng)對信號分析的能力和對結(jié)果的理性認(rèn)識，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課的實(shí)踐性優(yōu)勢，得到多樣化的處理結(jié)果，最大程度地增強(qiáng)學(xué)生的自主性與參與性，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、獨(dú)立思考、團(tuán)隊(duì)合作、自主創(chuàng)新的科學(xué)精神；

第二，通過施行開放式多結(jié)果的過程化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，注重實(shí)驗(yàn)知識的延伸，創(chuàng)造和諧課堂、完善考核制度等改革措施，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課的實(shí)踐性優(yōu)勢，努力營造和諧課堂，最大程度地增強(qiáng)學(xué)生的自主性與參與性，培養(yǎng)社會需要的創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型、外向型人才。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革的模塊化設(shè)置

（一）修改完善教學(xué)大綱，科學(xué)合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

本專業(yè)實(shí)驗(yàn)本著充分利用現(xiàn)有資源和儀器設(shè)備的原則，綜合考慮知識的難點(diǎn)和重點(diǎn)調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，以“綜合課程設(shè)計(jì)”的2-3個相互銜接的短學(xué)期形式，對原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行篩選和整合，依照學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能發(fā)展過程依次開設(shè)基本操作實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性和創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。以微觀生物實(shí)驗(yàn)為例，基本操作實(shí)驗(yàn)包括顯微鏡的使用、顯微測量、細(xì)胞形態(tài)觀察等內(nèi)容；設(shè)計(jì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)包括活體染色、細(xì)胞化學(xué)、核酸存在部位及檢測方法、細(xì)胞膜的滲透壓及細(xì)胞吞噬作用等內(nèi)容；設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)需要在完成基本操作實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生查閱實(shí)驗(yàn)資料及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，合理利用實(shí)驗(yàn)室資源，充分利用實(shí)驗(yàn)材料來完成實(shí)驗(yàn)，如動物細(xì)胞的原代及傳代培養(yǎng)可作為設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。相關(guān)生物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行后，應(yīng)著重加強(qiáng)特定生物信號與相應(yīng)軟件處理的結(jié)合工作?？珊唵胃艣r為將專業(yè)軟件類課程打通，開設(shè)一門面向?qū)I(yè)的軟件設(shè)計(jì)課程，如“生物醫(yī)學(xué)工程軟件設(shè)計(jì)”，或“電子信息技術(shù)及儀器軟件設(shè)計(jì)”課程，處理對象可定位為前期獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。而以宏觀的動物生理數(shù)據(jù)為例，離體培養(yǎng)的小雞或蛙心肌細(xì)胞信號可通過相關(guān)動物實(shí)驗(yàn)獲得，通過將測試的信號存儲成dap數(shù)據(jù)格式，輸入labVIEW軟件進(jìn)行鎖相處理編程及特定濾波處理，實(shí)現(xiàn)對所弱信號的分析和相應(yīng)數(shù)字信號處理工具的掌握，達(dá)到將感性數(shù)據(jù)上升到理性知識的目的。

（二）改革教學(xué)方法，變結(jié)果灌輸式為過程啟發(fā)引導(dǎo)式。

實(shí)驗(yàn)過程中，既要發(fā)掘?qū)嶒?yàn)背后的理論支持，又要培養(yǎng)技術(shù)意識，重視實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法。同時，鼓勵師生交流，提倡師生間的問答，活躍課堂氣氛。教學(xué)過程中，教師在講清實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮淼那疤嵯拢膭顚W(xué)生根據(jù)所學(xué)知識，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程并完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告可考慮通過建立在各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上的論文形式完成。

（三）完善考評體系，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的求知欲和對本課程的興趣。

實(shí)驗(yàn)考評體系應(yīng)以過程累積式考核為主，擯棄傳統(tǒng)結(jié)果式考評。以細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，其考核應(yīng)以考查學(xué)生運(yùn)用理論重視、運(yùn)用實(shí)驗(yàn)技術(shù)的能力為主要內(nèi)容，可安排綜合性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生利用所學(xué)的理論知識和實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行綜合分析、實(shí)際操作、做出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對于實(shí)驗(yàn)技術(shù)，以學(xué)生的直接操作作為考核方式，對于實(shí)驗(yàn)理論的考核，通過閉卷方式完成，也可以通過學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的各信息化平臺分析來進(jìn)行多結(jié)果式考核。另外，對于能夠自主設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)，積極申報(bào)完成開放性實(shí)驗(yàn)的學(xué)生給予較大系數(shù)的鼓勵性加分。實(shí)驗(yàn)具體路線圖如下。

四、實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵性問題

（一）如何處理實(shí)驗(yàn)室的開放問題。

在改革過程中，實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源的開放和教學(xué)方式的開放是該長期化銜接實(shí)驗(yàn)的重要保障。其主要實(shí)現(xiàn)途徑為，結(jié)合生物學(xué)和儀器教學(xué)平臺，實(shí)施“具體生物弱信號案例教學(xué)法”，采用學(xué)期末“首尾相連”的兩個短學(xué)期和整個學(xué)期的“三明治”夾心時間實(shí)施整個實(shí)驗(yàn)課程，并由相關(guān)實(shí)驗(yàn)課的青年教師負(fù)責(zé)各實(shí)驗(yàn)室的公共開放時間和相互協(xié)調(diào)。這樣能有效調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，加強(qiáng)課程內(nèi)容的實(shí)踐性，在知識的傳授過程中滲透工程技術(shù)的內(nèi)容，使學(xué)生掌握工程設(shè)計(jì)、工程實(shí)踐的一般規(guī)律和基本方法，避免工科教學(xué)理科化、脫離實(shí)際的傾向。如圖2所示針對在體心電信號的測試及信號處理方法，可安排在微觀動物心肌細(xì)胞的培養(yǎng)及生物學(xué)方法觀察的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的短學(xué)期時間，同時合并進(jìn)行在體式心肌細(xì)胞搏動的信號及噪聲分析，加強(qiáng)定性實(shí)驗(yàn)及理性的定量分析實(shí)驗(yàn)的融合，提高相關(guān)理論知識與動手能力的結(jié)合（圖2）。

（二）如何充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)

第一，以生理儀器平臺為主的硬件實(shí)踐動手能力。

當(dāng)完成基礎(chǔ)性生理實(shí)驗(yàn)及相關(guān)軟硬件知識的授課后，以宏觀人體生理信息為主的醫(yī)學(xué)儀器實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該以設(shè)計(jì)開發(fā)性實(shí)驗(yàn)為主，鼓勵學(xué)生自己設(shè)計(jì)開發(fā)醫(yī)學(xué)儀器。同樣以心電信號為例，如心電監(jiān)測儀實(shí)驗(yàn)中，可要求根據(jù)在體式及離體式心電信號的特點(diǎn)（圖3（a）（b）），結(jié)合理論知識，設(shè)計(jì)電信號檢測原理圖，用布線軟件軟件畫出其原理圖，并制作電路板、布線和焊接電路，在單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)環(huán)境中編寫程序并調(diào)試。最后制作簡單心電監(jiān)測儀，通過相關(guān)的虛擬儀器平臺，在示波器上顯示被測者心電圖。同時配合相關(guān)傳感器知識，還可制作體溫計(jì)、氣體檢測儀等醫(yī)學(xué)儀器。在此基礎(chǔ)上，還可設(shè)置網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

第二，以微弱生物信號實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析為主的軟硬件結(jié)合能力。

信息技術(shù)的發(fā)展對生物醫(yī)學(xué)信號的檢測、處理以及數(shù)字信號處理幾個方面發(fā)揮著重要的作用。生物信號一般可以分成電信號和非電信號，如心電、肌電、腦電等屬于電信號；其它如體溫、血壓、呼吸、血流量、脈博、心音等屬于非電信號。如從處理的維數(shù)來看，可以分成一維信號和二維信號，如體溫、血壓、呼吸、血流量、脈博、心音等屬于一維信號；而腦電圖、心電圖、肌電圖、x光片、超聲圖片、CT圖片、核磁等則屬于二維信號。醫(yī)學(xué)儀器實(shí)驗(yàn)采集到大量的以上一些宏觀的人體生理信號數(shù)據(jù)，應(yīng)利用學(xué)生的相關(guān)生物醫(yī)學(xué)信號處理的知識，根據(jù)生物醫(yī)學(xué)信號的特點(diǎn)，對所采集到的生物醫(yī)學(xué)信號進(jìn)行分析、解釋、分類、顯示、存貯和傳輸，其研究目的一是對生物體系結(jié)構(gòu)與功能研究，二是協(xié)助對疾病進(jìn)行診斷和治療。

本學(xué)院的相關(guān)教研室教師結(jié)合labview、DSP等編程工具的實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例，對于“虛擬儀器技術(shù)”及“數(shù)字信號處理”的綜合做了以下研究及整合?！疤摂M儀器技術(shù)”及“數(shù)字信號處理”是一門應(yīng)用性較強(qiáng)的技術(shù)課程。隨著信息化的發(fā)展，信息技術(shù)不斷地滲透到科學(xué)研究等各個領(lǐng)域中，發(fā)揮著越來越大的作用?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)、測試信號的處理、工業(yè)生產(chǎn)中自動化生產(chǎn)線的測控等都以信號處理為基礎(chǔ)。我?！皵?shù)字信號處理”實(shí)驗(yàn)，以數(shù)字信號分析為基礎(chǔ)，以數(shù)字濾波為手段，以數(shù)字信號處理為目的，突出譜分析和濾波的應(yīng)用，加大與信號與系統(tǒng)、自動控制原理，以及后繼的通信原理、計(jì)算機(jī)圖像處理等課程之間的銜接，使其與其他課程實(shí)驗(yàn)融合為一個有機(jī)的整體。

以虛擬儀器中的相關(guān)控件調(diào)用為例，解決數(shù)字信號處理課程中的基本知識點(diǎn)“快速傅里葉變換（FFT） 數(shù)字濾波器”的實(shí)驗(yàn)設(shè)置，對本文提出的“多模式過程啟發(fā)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系”進(jìn)行具體闡述。

該知識點(diǎn)通常的實(shí)驗(yàn)要求和目的為：①加強(qiáng)對labVIEW相關(guān)控件工具的使用及虛擬儀器技術(shù)編程能力的提高，加深對FFT基本原理和性質(zhì)的理解；②學(xué)習(xí)利用FFT對連續(xù)或離散時間信號進(jìn)行譜分析，了解可能出現(xiàn)問題及其原因，以便在實(shí)際應(yīng)用中能夠正確使用FFT。

按照基本的實(shí)驗(yàn)要求和目的，和多模式開放性原則，對該知識點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)置如下：

第一，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。主要通過調(diào)用labVIEW“信號分析模塊”總的FFT函數(shù)，分析序列和其頻譜的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)生相應(yīng)的虛擬生理信號及噪聲源，利用數(shù)字信號處理中各濾波器的特點(diǎn)去除噪聲，分析去噪后結(jié)果，并利用相關(guān)原理解釋其中的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^形象和具體的內(nèi)容，加深對理論知識的理解。該層面的實(shí)驗(yàn)以直觀、具體和形象化為主要特點(diǎn)，避免復(fù)雜化。學(xué)生不會因?yàn)橄萑敕彪s的具體過程，而影響對理論知識的理解和掌握

第二，綜合、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。數(shù)字信號處理與所采集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有密切相關(guān)的聯(lián)系。生物醫(yī)學(xué)信號中的特點(diǎn)是微弱、噪聲大，所以濾波和靈敏度是生物醫(yī)學(xué)信號采集的關(guān)鍵。另外生物醫(yī)學(xué)信號的隨機(jī)性強(qiáng)，是隨機(jī)的且非平穩(wěn)的。正是因?yàn)樯镝t(yī)學(xué)信號的這些特點(diǎn)，以傅里葉理論為基礎(chǔ)的小波變換方法成為生物醫(yī)學(xué)信號分析的有力工具。利用小波變換能將原始心電信號分解為不同頻率的信號，然后對信號進(jìn)行重建，此方法能很好地消除心電信號中的基線漂移，抑制工頻和肌電干擾，同時能獲得QT間期的精確值，是本專業(yè)學(xué)生的重要編程思想。

所以，在實(shí)際的推進(jìn)環(huán)節(jié)中，涉及一個短期的課程推導(dǎo)實(shí)踐以及長期的過程啟發(fā)式環(huán)節(jié)。其中短期內(nèi)容包括將短學(xué)期等實(shí)踐類課程，如“醫(yī)學(xué)軟件編程實(shí)習(xí)”和本門課程合并，其課時作為本門課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)；長期內(nèi)容則包括：①將畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和課程合并，增加實(shí)踐課時；②將所有的硬件測試類課程和相關(guān)軟件分析生理信號內(nèi)容合并。如“C程序設(shè)計(jì)”，“數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)”，“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”等。此時授課教師不再為單個教師，而是整個課程群的全體教師；③學(xué)生畢業(yè)嚴(yán)格按照“寬進(jìn)嚴(yán)出”的理念操作?？偨Y(jié)后的某“過程啟發(fā)式”實(shí)驗(yàn)具體操作實(shí)例如下：

創(chuàng)設(shè)情境，提出問題?？砂才旁谖⒂^動物培養(yǎng)及生物學(xué)方法觀察后，同時協(xié)調(diào)進(jìn)行在體式動物信號及噪聲分析，加強(qiáng)感性的定性實(shí)驗(yàn)及理性的定量分析實(shí)驗(yàn)的融合，提高相關(guān)理論知識與動手能力的結(jié)合：如細(xì)胞離體培養(yǎng)后的各種生物信號指標(biāo)及各種混入的噪聲和分類，在此基礎(chǔ)上結(jié)合該案例講解相關(guān)濾波器的工作原理和基本設(shè)計(jì)方法，然后將生理信號提取的設(shè)計(jì)任務(wù)作為設(shè)計(jì)性作業(yè)布置給學(xué)生。

分組研討，設(shè)計(jì)方案。在布置設(shè)計(jì)任務(wù)后，教師組織學(xué)生分組研討。根據(jù)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的強(qiáng)弱和自身特點(diǎn)合理分組，方便學(xué)生間相互協(xié)作，共同提高。學(xué)生利用電子資料庫檢索，查閱相關(guān)資料，獲取豐富的信息資源，通過對各種信息資源的分析研究，提出自己的解決方案。

成果展示，分析歸納。在各小組取得了初步的設(shè)計(jì)成果后，教師以課堂教學(xué)形式組織各小組的成果展示與評價。在課堂上通過虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)和數(shù)字投影儀，展示各種解決方案所取得的生理信號濾波效果，分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生分析歸納出解決此類問題的思路與方法，并共同探討最佳設(shè)計(jì)方案。

五、結(jié)語

“加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，抓好綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，大力培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力”是我國高校推進(jìn)自主創(chuàng)新，落實(shí)“高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”，培養(yǎng)創(chuàng)新人才所需采取的重要措施[4]。本文總的改革目標(biāo)是“遵循以學(xué)生為本，注重以互動式教學(xué)為核心的教學(xué)觀念，構(gòu)建有利于增強(qiáng)求知欲和創(chuàng)造力的課程教學(xué)模式”。本文提出的多模式開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系擯棄短期實(shí)驗(yàn)唯一結(jié)果論的定性實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)以“長時程跟蹤的過程啟發(fā)式”為主的定量累積式綜合分析實(shí)驗(yàn)，在整個學(xué)年中分階段構(gòu)建以實(shí)驗(yàn)教與學(xué)為中心的綜合型數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境；鼓勵學(xué)生自主采用各種軟硬件儀器平臺，靈活選擇信號分析方法，加強(qiáng)對信號分析的能力和對結(jié)果的理性認(rèn)識，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課的實(shí)踐性優(yōu)勢。通過施行開放式多結(jié)果的過程化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，注重實(shí)驗(yàn)知識的延伸，完善考核制度等改革措施，最大程度地增強(qiáng)學(xué)生的自主性與參與性，積極響應(yīng)國家“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，培養(yǎng)出具有專業(yè)領(lǐng)域特色，能夠基本獨(dú)立完成初級軟硬件規(guī)模設(shè)計(jì)和開發(fā)工作的創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型、外向型的“卓越工程師”型儲備人才。

[參考文獻(xiàn)]

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篇4

北京林業(yè)大學(xué)“環(huán)境工程微生物學(xué)”課程被列為環(huán)境工程專業(yè)必修課和專業(yè)基礎(chǔ)課，總計(jì)48學(xué)時，其中理論課32學(xué)時、實(shí)驗(yàn)課16學(xué)時。在有限的學(xué)時內(nèi)，如何使專業(yè)學(xué)生較全面地掌握環(huán)境工程微生物學(xué)的基礎(chǔ)理論體系、核心知識內(nèi)容和基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生觀察和分析事物的能力、利用微生物學(xué)理論知識解決環(huán)境問題的能力和創(chuàng)新能力，是本課程的中心任務(wù)?；诖耍P者對該課程近幾年的教學(xué)情況和成果進(jìn)行了綜合分析，對問題和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)和研究。

一、課程的定位

“環(huán)境工程微生物學(xué)”在整個環(huán)境工程專業(yè)的課程體系中是一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。它既包括基礎(chǔ)微生物學(xué)的知識內(nèi)容（微生物的分類、形態(tài)結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)、代謝、生長繁殖、生態(tài)、遺傳和變異等），還包括微生物在環(huán)境物質(zhì)循環(huán)和環(huán)境污染控制中的作用原理（微生物在元素循環(huán)中的作用、微生物對污染物質(zhì)的降解和轉(zhuǎn)化等）以及微生物新技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用等方面的內(nèi)容。因此，環(huán)境工程微生物學(xué)不等同于環(huán)境中的普通微生物學(xué)，也不是環(huán)境污染的生物處理工程?！碍h(huán)境工程微生物學(xué)”是在學(xué)生不具備微生物學(xué)的基礎(chǔ)理論知識的背景下，通過介紹與環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域相關(guān)的微生物學(xué)基礎(chǔ)知識理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，為后續(xù)的水、空氣、固體廢棄物污染控制工程以及污染環(huán)境的生態(tài)修復(fù)等專業(yè)主干課程提供知識儲備和理論基礎(chǔ)。這就是“環(huán)境工程微生物學(xué)”課程學(xué)習(xí)的目的和任務(wù)。這一點(diǎn)對于“環(huán)境工程微生物學(xué)”課程教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)都非常重要，它決定了整個課程的邏輯結(jié)構(gòu)、重點(diǎn)內(nèi)容和教學(xué)方式。也就是說，“環(huán)境工程微生物學(xué)”的教與學(xué)，必須突出環(huán)境污染治理和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的主題，將微生物學(xué)的知識理論和環(huán)境領(lǐng)域的工程實(shí)踐緊密結(jié)合，才能取得良好的教學(xué)效果。

二、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置

目前，各個學(xué)校編寫了不少環(huán)境微生物學(xué)的教材。其中，周群英和王士芬編著的《環(huán)境工程微生物學(xué)（第三版）》為廣大高校的環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)所采用，它基本可以滿足一般工科類院校的教學(xué)要求。但是，在使用的同時，各學(xué)校還應(yīng)根據(jù)自身的專業(yè)特色，對其中各章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行取舍，并針對各自的專業(yè)適當(dāng)增加內(nèi)容，比如土壤微生物、海洋微生物等，以體現(xiàn)學(xué)科的優(yōu)勢研究領(lǐng)域。

在“環(huán)境工程微生物學(xué)”的教學(xué)過程中，把握好基礎(chǔ)微生物學(xué)和微生物在污染控制中的作用兩部分的關(guān)系十分重要。前者是后者的理論基礎(chǔ)，后者則是前者的工程應(yīng)用，重點(diǎn)則是環(huán)境工程實(shí)踐中的微生物學(xué)原理。如果對微生物的結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)、代謝等內(nèi)容介紹過多，課程容易演變?yōu)榧?xì)胞生物學(xué)、微生物生理學(xué)或生物化學(xué)等；而對污染控制的具體工藝過程涉及過多，又容易重復(fù)污染控制工程的課程內(nèi)容。因此，在課程教學(xué)時，應(yīng)合理安排這兩部分的比例。另一方面，“環(huán)境工程微生物學(xué)”的教學(xué)還應(yīng)處理好與其他相關(guān)課程的相互關(guān)系。北京林業(yè)大學(xué)開設(shè)的“植物學(xué)”“環(huán)境生物學(xué)”等課程與“環(huán)境工程微生物學(xué)”之間存在一定的聯(lián)系，3門課程在如細(xì)胞結(jié)構(gòu)、生理代謝、遺傳變異等知識內(nèi)容上均有一定的論述，但課程核心和重點(diǎn)內(nèi)容各不相同。在講解“環(huán)境工程微生物學(xué)”時，應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)微生物細(xì)胞、生理、遺傳方面的獨(dú)特性，并對這些特性在環(huán)境工程領(lǐng)域的應(yīng)用展開詳細(xì)介紹。也就是說，在教學(xué)過程中需要注意知識單元的邏輯銜接，注重課程體系的統(tǒng)一性，要明確課程的側(cè)重點(diǎn)，避免重復(fù)。

基于當(dāng)前環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科的飛速發(fā)展，“環(huán)境工程微生物學(xué)”的課程教學(xué)還應(yīng)緊密結(jié)合當(dāng)前環(huán)境污染控制和生態(tài)修復(fù)相關(guān)領(lǐng)域的新進(jìn)展，而不能只停留在傳統(tǒng)污染處理工藝的微生物學(xué)原理上。教師通過對最新污染控制工程理論和技術(shù)的微生物學(xué)原理進(jìn)行解析，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、專業(yè)的熱情，樹立投身環(huán)境保護(hù)事業(yè)的志向，課程的教學(xué)效果也會隨之提高。例如，在廢水生物處理的微生物學(xué)原理部分，筆者介紹了這幾年比較受關(guān)注的利用好氧顆粒污泥處理高負(fù)荷、強(qiáng)毒性有機(jī)廢水的新工藝，解析了活性污泥微生物胞外聚合物在好氧顆粒污泥形成中的作用以及生物處理系統(tǒng)由于污泥濃度大幅增加而帶來的高效性，來強(qiáng)調(diào)通過利用微生物的生理生化特性進(jìn)行廢水處理技術(shù)的革新。學(xué)生對這些新內(nèi)容的反饋很活躍，也引發(fā)了很多討論。

三、教學(xué)方法的改革和創(chuàng)新

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和現(xiàn)代社會的快速信息化，傳統(tǒng)的、單一的灌輸式教學(xué)方法難以取得滿意的教學(xué)效果，也無法滿足當(dāng)前創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)要求。大學(xué)課堂的教學(xué)必須與時俱進(jìn)，應(yīng)借助多媒體、網(wǎng)絡(luò)以及最新的科研成果和成功的工程實(shí)例，來豐富教學(xué)的內(nèi)容和形式，提高教學(xué)效率和效果。

(一）合理使用多媒體課件

根據(jù)實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的原理，對于同樣的信息，圖像比文字容易被信息接受者所記憶，這就是所謂的“圖象優(yōu)勢定律”3]。在傳授以敘述性為主的知識內(nèi)容時，合理使用形象思維方法，可以幫助學(xué)生提高記憶力；而信息的幾何形狀、色彩、字符對形象思維的建立起著相當(dāng)大的作用。環(huán)境工程微生物學(xué)的研究對象是肉眼看不見的微小生物，在教學(xué)中通過展現(xiàn)大量生動形象的微生物照片，可以使學(xué)生容易認(rèn)識和區(qū)分種類繁多的微生物，印象深刻，易于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。例如，在比較G+和G—細(xì)菌的結(jié)構(gòu)時，通過對細(xì)胞圖片的詳細(xì)講解可以清楚地說明二者的區(qū)別：G—細(xì)胞由胞外到胞內(nèi)依次為外膜、細(xì)胞壁、周質(zhì)空間及原生質(zhì)膜，而G+則為細(xì)胞壁、原生質(zhì)膜；同時，G—細(xì)菌的細(xì)胞壁上僅有一層很薄的肽聚糖，但脂肪層較厚，相反G+細(xì)菌的細(xì)胞壁含有多層肽聚糖，而脂肪卻相對較少。這樣，學(xué)生對G+和G—細(xì)菌細(xì)胞壁差別的認(rèn)識就會十分深刻，為此后順利開展革蘭氏染色實(shí)驗(yàn)提供了理論基礎(chǔ)。在介紹微生物代謝、遺傳等較為抽象的知識內(nèi)容時，教師可以合理采用示意圖、動畫等形式來進(jìn)行講解，將有效提高學(xué)生對知識的理解和掌握水平。例如，在微生物的遺傳和變異一章中，筆者采用Flash動畫演示了微生物遺傳的經(jīng)典轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)即肺炎鏈雙球菌感染小白鼠實(shí)驗(yàn)，使原本抽象難懂的概念和理論變?yōu)樯鷦拥漠嬅?，教學(xué)效果明顯改善。事實(shí)上，國內(nèi)外一些著名高校、環(huán)境微生物實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)站上和國外優(yōu)秀原版微生物教材中有許多高質(zhì)量的微生物圖片、教學(xué)課件和研究成果，教師可以將其作為本課程的教學(xué)素材來加以使用，豐富教學(xué)內(nèi)容，開闊學(xué)生視野。

(二）充分利用科研成果和工程實(shí)例

大學(xué)階段的人才培養(yǎng)正日益與科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)的發(fā)展緊密聯(lián)系，這就要求“環(huán)境工程微生物學(xué)”的教學(xué)要注重結(jié)合科學(xué)研究和工程實(shí)踐，不斷地加入新的科研成果和工程實(shí)例來說明課程的基本知識和基礎(chǔ)理論。同時教師也不能脫離科學(xué)研究和工程實(shí)踐而單純地搞教學(xué)工作。只有長期參加科研實(shí)踐的教師，才能使自已的教學(xué)內(nèi)容更加具有前沿性、獨(dú)創(chuàng)性和啟發(fā)性，在豐富自己的教學(xué)內(nèi)容的同時加深學(xué)生對知識的理解；也只有將教學(xué)與工程實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來，才能更有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力[4]。例如，筆者在教學(xué)過程中選取了微生物燃料電池研究中最新發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌鞭毛充當(dāng)“納米導(dǎo)線”的現(xiàn)象作為背景材料，展開討論，分析了細(xì)胞鞭毛的電子傳遞功能在物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量代謝中發(fā)揮的作用。這個例子在介紹微生物學(xué)知識的同時，很好地詮釋了如何恰當(dāng)?shù)乩梦⑸锏奶匦詠斫鉀Q環(huán)境問題和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。又如，通過介紹實(shí)際工程項(xiàng)目——煤氣廢水生物處理系統(tǒng)中活性污泥的馴化過程，說明了微生物遺傳和變異的特性對于有毒有害工業(yè)廢水處理的重要意義。

(三）改變傳統(tǒng)教學(xué)模式

在當(dāng)前大學(xué)教學(xué)中，課時的有限性與知識的增長性之間的矛盾日益突出，“環(huán)境工程微生物學(xué)”這門新興的交叉學(xué)科尤為如此。所以，教師在授課時，應(yīng)更加注重所介紹內(nèi)容的質(zhì)和量，將多而雜的信息進(jìn)行疏理與歸納，并以更加靈活的方式傳達(dá)給學(xué)生。這就要求教師在教學(xué)模式上進(jìn)行變革，改變以往單一的注入式教學(xué)方法，采用多種方法有機(jī)結(jié)合的教學(xué)模式，將教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位相結(jié)合，從而在傳授知識的同時提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

研究表明，提問、引入和討論等啟發(fā)式教學(xué)方法比起傳統(tǒng)的注入式教學(xué)模式更為吸引人，更能收到事半功倍的效果。一方面，啟發(fā)式教學(xué)可以促進(jìn)師生之間的互動，活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣；另一方面，啟發(fā)式教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生將書本知識應(yīng)用于實(shí)際的思考和分析等綜合能力?？傮w來講，一些基礎(chǔ)性知識的教學(xué)，可以以教師講解為主，但講解的內(nèi)容要少而精，留一部分內(nèi)容讓學(xué)生自己去消化吸收。對于理解性的知識內(nèi)容，教師要啟發(fā)學(xué)生積極思考，有些問題要引而不發(fā)，導(dǎo)而不講，讓學(xué)生自己通過分析和總結(jié)來深化認(rèn)識。此外，還應(yīng)注意到高年級本科學(xué)生已經(jīng)具有一定的自學(xué)能力，對于一些比較淺顯的多門環(huán)境類課程反復(fù)涉及的章節(jié)內(nèi)容或非核心知識單元，完全可以安排由學(xué)生自學(xué)來完成。例如，在講解微生物在氮素循環(huán)中的作用時，筆者詳細(xì)介紹了硝化作用、反硝化作用等生化反應(yīng)過程及其影響因素，所以在講解廢水微生物的脫氮原理時，采取了“學(xué)生自學(xué)為主，教師組織討論和總結(jié)”的教學(xué)方式。這種教學(xué)方式既節(jié)省了課時，同時又鍛煉了學(xué)生的自學(xué)能力、認(rèn)識能力和分析能力，為以后的科研創(chuàng)新打下基礎(chǔ)。

四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的挑選和設(shè)置

篇5

關(guān)鍵詞：微生物學(xué)；分級式教學(xué)；創(chuàng)新；互動式；考核

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）12-0056-03

微生物學(xué)是生物學(xué)的分支學(xué)科之一，涉及細(xì)胞生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、真菌分類學(xué)、病毒學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)及環(huán)境生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)等多種學(xué)科領(lǐng)域。作為生命科學(xué)和生物技術(shù)的重要組成部分，微生物學(xué)發(fā)展越來越迅速，是生物學(xué)領(lǐng)域的一門比較前沿的學(xué)科。微生物學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端：①傳統(tǒng)的教育理念比較重理論輕實(shí)踐、重知識輕能力。②傳統(tǒng)教學(xué)中“教師主體”的師生觀和“傳承性教學(xué)”的教學(xué)觀，使學(xué)生對學(xué)習(xí)不感興趣，其主動性得不到充分的挖掘和發(fā)揮。③在考核辦法方面，不能體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新素質(zhì)，僅以試卷、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的優(yōu)劣決定學(xué)生的最終成績。這些現(xiàn)象不利于對大學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。因此在創(chuàng)新素質(zhì)教育下探討微生物學(xué)課程體系教學(xué)改革與實(shí)踐是十分必要的。

一、在創(chuàng)新素質(zhì)教育下探討微生物學(xué)課程體系教學(xué)改革與實(shí)踐研究背景

國內(nèi)外高校十分重視高素質(zhì)創(chuàng)新生物學(xué)人才培養(yǎng)模式的研究，如課程體系、師資隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)與創(chuàng)新、互動式教學(xué)方法的改革等等。這些教學(xué)研究成果在一定程度上推動了人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升，然而，由于地域、層次、政策等因素，各高校的人才培養(yǎng)模式各具特色、實(shí)踐效能亦各有千秋，外加高等學(xué)校制定的教學(xué)計(jì)劃比較死板，學(xué)生自由選擇權(quán)較少，不能有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此為加快培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才，必須深化人才培養(yǎng)模式改革。在創(chuàng)新素質(zhì)下探究微生物教學(xué)體系改革是以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和主動性為目的的，立足教學(xué)，從實(shí)際問題和背景出發(fā)，將問題情境“提出問題、分析問題、解決問題”貫穿整個教學(xué)過程，通過學(xué)生自身主動的探究來培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和科研素養(yǎng)。

二、微生物學(xué)課程體系采用分級式教學(xué)方式

改變傳統(tǒng)教學(xué)中“教師主體”的師生觀和“傳承性教學(xué)”的教學(xué)觀，采用分級式教學(xué)方式，提升課堂教學(xué)和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實(shí)效性，對培養(yǎng)的學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)有一定的益處。

1.一級內(nèi)容為微生物學(xué)科基本知識和基礎(chǔ)理論，以“什么是微生物，微生物吃什么，怎樣吃，怎樣給微生物做飯，微生物應(yīng)用價值”為主線講解微生物基礎(chǔ)知識，使同學(xué)們思路清晰。

2.二級內(nèi)容為微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，包括驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊，綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊——形態(tài)觀察。在該模塊中，主要是觀察微生物的形態(tài)，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)細(xì)菌、霉菌、酵母菌等在個體形態(tài)、繁殖方式等方面的區(qū)別，讓同學(xué)們掌握微生物革蘭氏染色技術(shù)、制片技術(shù)、微生物大小的顯微鏡觀察測量技術(shù)等。讓同學(xué)們總結(jié)實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵和找出出現(xiàn)假陽性、假陰性的原因，并繪圖表示各個微生物的形態(tài)。綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊——培養(yǎng)、分離微生物并分析。在這個模塊中，以學(xué)習(xí)培養(yǎng)、分離微生物并分析為主要內(nèi)容，由每個單獨(dú)設(shè)立的實(shí)驗(yàn)組成一個綜合性實(shí)驗(yàn)，不僅掌握單個實(shí)驗(yàn)技能，而且也鍛煉了同學(xué)們的數(shù)據(jù)統(tǒng)一分析與整理的能力。根據(jù)綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要求，我們設(shè)立了多管發(fā)酵法測定水中大腸菌群、平板菌落計(jì)數(shù)法分離純化土壤微生物、細(xì)菌的分解物質(zhì)能力與生理生化鑒定等。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊——由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。班里的同學(xué)可以根據(jù)自己的興趣和專長，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，可以采用不同的方法，自由分組，自由設(shè)定實(shí)驗(yàn)方案來達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，完成實(shí)驗(yàn)并分析、進(jìn)一步再處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果和體會。同學(xué)們可以在實(shí)驗(yàn)中充分發(fā)揮創(chuàng)新性想法去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)由于貼近生活，進(jìn)而引起了學(xué)生的普遍興趣，為進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ於肆己玫幕A(chǔ)。

3.三級內(nèi)容為微生物學(xué)科相關(guān)的拓展性知識，通常以學(xué)術(shù)講座的方式介紹本學(xué)科相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的研究前沿、發(fā)展進(jìn)展趨勢和創(chuàng)新性等；這樣可以拓寬學(xué)生的知識面，引深科研思路，培養(yǎng)同學(xué)們獨(dú)立完成科研的能力。同時讓學(xué)生開展課程論文形式來總結(jié)國內(nèi)外前沿知識體系，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及主觀能動性。

三、創(chuàng)建互動式的微生物學(xué)課程教學(xué)模式

在整個教學(xué)過程中，創(chuàng)建互動式的教學(xué)模式：

1.授課與自學(xué)相結(jié)合。倡導(dǎo)啟發(fā)式教學(xué)，包括讓學(xué)生帶著問題自學(xué)、按照提綱思路引導(dǎo)性自學(xué)、自己歸納自學(xué)等幾種方式，融知識傳授和能力為一體。教學(xué)中發(fā)揮教師主導(dǎo)、學(xué)生主體作用，激發(fā)學(xué)生主體意識和學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動主觀能動性，使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程成為愉快、主動、積極獲取知識的過程。

2.理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合教學(xué)，不僅可以使學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實(shí)踐，而且通過實(shí)踐，可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和創(chuàng)新思維的能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，力求讓實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加系統(tǒng)完整和先進(jìn)，通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立操作能力、創(chuàng)新能力與綜合分析能力，鼓勵學(xué)生多參加老師的科研課題并且自行查閱文獻(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

3.講解與討論相結(jié)合。討論既有利于促進(jìn)學(xué)生對理論知識的綜合應(yīng)用和消化，又對培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作精神、表達(dá)能力、綜合分析能力和良好的心理品質(zhì)有益，使學(xué)習(xí)的過程從被動接受變?yōu)樽杂X研究。推演方法是教師提供討論的問題學(xué)生圍繞問題，查閱文獻(xiàn)分析并提出結(jié)論討論教師總結(jié)講評。

4.傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合。多媒體教學(xué)可有效增加教學(xué)的信息量，使教學(xué)過程具有趣味性、直觀性、生動性。教學(xué)中恰當(dāng)運(yùn)用傳統(tǒng)教學(xué)手段與電教教材、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對提高教學(xué)效果會起到事半功倍的作用。

四、改革微生物學(xué)課程考核方式，注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)

微生物學(xué)課程考核，是作為一種評價微生物課程教育過程的主要手段，可以檢驗(yàn)學(xué)生是否掌握了一定的實(shí)驗(yàn)技能和鍛煉了科研思維的能力等。我校生物科學(xué)基地班微生物學(xué)理論40學(xué)時，實(shí)驗(yàn)課單獨(dú)設(shè)課32學(xué)時，生物技術(shù)64學(xué)時，理論40學(xué)時，實(shí)驗(yàn)24學(xué)時。針對不同班級采用了不同的考核方式。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的考核成績由驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)K和綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)K的實(shí)驗(yàn)成績（占70%）和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)成績（占30%）組成。自從采用了這種考核方式以后，學(xué)生都比較重視實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，這對培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度大有益處。學(xué)生在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)K中收獲較大，成績評定包括文獻(xiàn)調(diào)研、方案選擇、實(shí)驗(yàn)操作、論文撰寫和實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯報(bào)等方面，使得學(xué)生有意識地培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作意識、思維能力、科研嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度、語言表達(dá)能力等。理論課的考試是檢查學(xué)生掌握本學(xué)科知識的重要手段。我們認(rèn)為閉卷考試+撰寫論文+實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)+實(shí)驗(yàn)操作綜合性的考試這種綜合性考試方法最好。

五、微生物學(xué)課程體系教學(xué)改革與實(shí)踐的效果

1.改變了傳統(tǒng)的以知識為中心、以教師為中心的被動式教學(xué)，使高校教學(xué)活動真正成為能夠啟發(fā)學(xué)生心智、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高效行為。建立了一個系統(tǒng)性強(qiáng)、框架清晰、與國際接軌的微生物學(xué)知識體系，提出創(chuàng)新素質(zhì)教育下微生物學(xué)教學(xué)模式改革的策略。

2.促使教師教育教學(xué)能力的提升，打造了教學(xué)、科研雙優(yōu)的師資隊(duì)伍。

3.微生物學(xué)模塊式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建立，使學(xué)生掌握了微生物研究的實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)，訓(xùn)練了自己動手操作的能力，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。有助于使學(xué)生成為在創(chuàng)新素質(zhì)、研發(fā)思維、人格品質(zhì)等方面均優(yōu)的具有國際競爭力的高層次人才。

以上是我們在微生物課程教學(xué)過程中總結(jié)的一些體會和做法。通過對微生物學(xué)課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教育教學(xué)模式等方面的深入研究，我們建立了適應(yīng)學(xué)科發(fā)展趨勢的微生物學(xué)分級式教學(xué)課程體系，在基礎(chǔ)理論教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)對基礎(chǔ)知識的理解和創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)；在“模塊實(shí)驗(yàn)”教學(xué)中強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的綜合性和探索性，培養(yǎng)學(xué)生提出、分析、解決和評價問題的能力，達(dá)到授課內(nèi)容的國際化、教學(xué)理念的前瞻化，利于學(xué)生以后的發(fā)展和進(jìn)行有效的學(xué)術(shù)交流。根據(jù)理工類學(xué)生的特點(diǎn)，通過理工結(jié)合進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用多種教學(xué)方式和考核方式，在教學(xué)中調(diào)動本科生的學(xué)習(xí)積極性，提升本科生的科研素質(zhì)，培養(yǎng)了創(chuàng)新性能力。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：東北林業(yè)大學(xué)教育研究課題項(xiàng)目（DGY2011-15），東北林業(yè)大學(xué)學(xué)位與研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（J1101411），黑龍江省教育廳項(xiàng)目（JGXM-HLJ-2010010）

篇6

關(guān)鍵詞：多媒體教學(xué)；本科生物教學(xué)；優(yōu)勢；問題

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）37-0230-02

計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)（Multimedia Technology）的發(fā)展為高等教育帶來了教學(xué)形式上的根本改變。中國20世紀(jì)幾十年間，本科教學(xué)一直以傳統(tǒng)板書為主，在生物、化學(xué)和物理等實(shí)驗(yàn)學(xué)科教學(xué)中輔以適量的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)。但進(jìn)入21世紀(jì)后，傳統(tǒng)板書逐步被多媒體教學(xué)所取代。近年來，我校教室全部安裝了多媒體教學(xué)設(shè)備，根據(jù)各門課程的不同特點(diǎn)，大部分老師在教學(xué)中不同程度地使用了PPT軟件教學(xué)模式（Power Point Teaching，PPT）。

生物學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，直觀性是授課的主要特點(diǎn)。PPT課件教學(xué)正是迎合了這一特點(diǎn)，能夠輔助教師把抽象的知識直感形象地向同學(xué)們展示，因此PPT課件教學(xué)很快就被生物學(xué)教師所接受并啟用。通過幾年教學(xué)總結(jié)，本文就多媒體技術(shù)在本科生物教學(xué)中的作用作了一些探討。

一、PPT課件在高校生物教學(xué)中的優(yōu)勢

近十幾年來，由于高校擴(kuò)招，學(xué)生人數(shù)由過去每年級幾十人增加到現(xiàn)在一個專業(yè)就幾十人，甚至上百人，這給教師授課增加了難度。板書顯然不能照顧到坐在后排的同學(xué)，多媒體教學(xué)擴(kuò)大了版面，同時可以通過聲音或版面的調(diào)整突出講授內(nèi)容，更適合大班上課。具體分析有如下特點(diǎn)。

1.增加課堂教學(xué)知識量。過去的生物教學(xué)以板書為主，教師必須在黑板上書寫與教學(xué)相關(guān)的主要內(nèi)容并繪制相關(guān)示意圖，花費(fèi)了大量的時間。就一節(jié)課而言，真正講授的知識點(diǎn)并不多。PPT課件的使用則省略了教師書寫板書的時間，教師就可以把課堂重點(diǎn)放在講授知識點(diǎn)上，無形中增加了教師課堂教學(xué)的知識量。目前，我校為適應(yīng)高校教育理念和辦學(xué)方式的改革，本科專業(yè)課課時大量削減，教師必須加快講課速度才能完成授課內(nèi)容，與此同時還要保證教學(xué)質(zhì)量。因此，使用PPT課件符合本科教育改革的發(fā)展特點(diǎn)。

2.增強(qiáng)課堂教學(xué)直觀性、形象性。生物學(xué)的理論和知識來源都是一系列觀察與實(shí)驗(yàn)推論的結(jié)果，教師必須通過大量的圖片、標(biāo)本及實(shí)驗(yàn)向?qū)W生講解具體的知識點(diǎn)，尤其是針對分子生物學(xué)這類微觀生物學(xué)理論課程。傳統(tǒng)板書教學(xué)一方面通過看書來講解，一方面要依賴?yán)蠋熢诤诎迳袭嫵鍪疽鈭D，容易造成部分偏差，使學(xué)生產(chǎn)生困倦感。PPT課件則可以避免上述問題，其可以使用直觀逼真的圖片，還可以制作成動畫效果或通過色差與聲音的處理吸引學(xué)生的注意力，使生物學(xué)的知識點(diǎn)變得更好理解。比如講到《分子生物學(xué)》中“原核生物轉(zhuǎn)錄與翻譯的偶聯(lián)”這一名詞時，為了使學(xué)生更好地理解，可以使用動畫來表現(xiàn)邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯的動態(tài)過程，既可以通過動態(tài)的場景吸引學(xué)生的注意力，又幫助學(xué)生在頭腦中形成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的連貫性，動態(tài)地理解知識點(diǎn)。

3.有助于促使課堂教學(xué)與當(dāng)前科技最新成果聯(lián)系起來。高校教師不僅向?qū)W生講授成熟的知識、理論，還需要介紹新出現(xiàn)的名詞及理論。但由于高校教學(xué)使用的教材在某些知識點(diǎn)上并不能反映出最新的科技成果，為了使學(xué)生近距離接觸科學(xué)的最高峰，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，擴(kuò)展學(xué)生的知識面，讓課堂教學(xué)更有深度，教師應(yīng)該從網(wǎng)絡(luò)上下載學(xué)科的前沿內(nèi)容，借助PPT課件從內(nèi)容編排、圖像插入等方面來更直觀、更淺顯地向?qū)W生講授相關(guān)的新內(nèi)容。反觀傳統(tǒng)板書則顯然不具備這種優(yōu)勢。

21世紀(jì)是生物科學(xué)快速發(fā)展的時期，新技術(shù)、新方法、新理論及新成果層出不窮。尤其是獲得諾貝爾獎的科學(xué)成果代表著該領(lǐng)域的最高成就，有必要穿插到合適的章節(jié)給同學(xué)們進(jìn)行講授。例如：2009年的諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎授予了三位從事端粒酶研究的科學(xué)家。在分子生物學(xué)“DNA復(fù)制”一章講到DNA以半保留半不連續(xù)的方式進(jìn)行復(fù)制，涉及到DNA兩端的復(fù)制，在當(dāng)時還沒有明確的理論來解釋，所以該問題一般以含糊的方式帶過，但新的諾貝爾成果告訴我們?nèi)旧w兩端如何完整復(fù)制以及如何避免老化的知識，關(guān)鍵在于位于染色體末端的端粒和生成端粒的酶，即所謂“端粒酶”。教師就可以把這些新內(nèi)容制作成形象生動的課件并深入淺出地向同學(xué)們進(jìn)行介紹。

4.活躍課堂教學(xué)氣氛。傳統(tǒng)生物學(xué)教學(xué)無論板書過程還是講解的過程都有些枯燥，由于缺乏形象性而使得課堂氣氛沉悶。多媒體教學(xué)是集文本、圖像、動畫、音頻等多種信息于一體的教學(xué)系統(tǒng)。在生物專業(yè)教學(xué)中，教師可以利用視覺動畫和聲音效果來表現(xiàn)生物學(xué)中的變化過程，使學(xué)生接受到立體的新知識，同時使學(xué)生注意力更容易集中，從而改變沉悶的課堂氣氛，進(jìn)一步增強(qiáng)教學(xué)效果。

綜上所述，多媒體的教學(xué)方式對生物本科教學(xué)具有不可替代的作用，這與提高本科教學(xué)質(zhì)量的要求息息相關(guān)。

二、使用多媒體教學(xué)所存在的主要弊端與對策

目前PPT在生物教學(xué)中已基本取代傳統(tǒng)板書，但從學(xué)生的反映仍可以看到還有一些實(shí)際問題需要解決。

1.容易造成教學(xué)速度過快。PPT課件教學(xué)可以加快教學(xué)進(jìn)度，同時教師還要注意速度過快是否會超出學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，是否容易使學(xué)生吃“夾生飯”。分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)這些課程理論性強(qiáng)、抽象難懂，教學(xué)速度過快不僅使學(xué)生聽不懂，還會喪失其學(xué)習(xí)積極性。通過幾年的教學(xué)總結(jié)，我認(rèn)為可以通過課堂提問的方式來適當(dāng)放慢速度，增強(qiáng)和學(xué)生之間的互動，更多地了解學(xué)生掌握知識點(diǎn)的情況，特別是重點(diǎn)知識授課需要老師“常掛嘴邊”。蘇霍姆林斯基曾說過：“不能使學(xué)生參與的教學(xué)是教師的最大過失?！睅熒右彩乾F(xiàn)代教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，是提高教學(xué)效果的有效方式。教師應(yīng)多注意學(xué)生的課堂反應(yīng)，善于捕捉學(xué)生的反饋信息，并根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)調(diào)整教學(xué)節(jié)奏與策略。

2.忽視教學(xué)的主要目的，課件制作過于“花哨”。有些教師在PPT課件制作中加入了大量圖片，有的能與講授內(nèi)容一致，起到輔助教學(xué)的良好效果；有的則與教學(xué)內(nèi)容沒有任何相關(guān)性，只是從視覺上讓學(xué)生感到新鮮，這些圖片的插入對課堂教學(xué)并沒有促進(jìn)作用。教師的職責(zé)是“傳道、授業(yè)、解惑”，大學(xué)教師尤其要注意課堂教授信息量的把握，而多媒體的參與本科教學(xué)只是輔助手段。在選用圖片的時候要注意能否和應(yīng)講的知識點(diǎn)結(jié)合起來，要分清主次。同樣，聲音效果的使用也是這樣，否則多媒體的使用對本科教學(xué)反而是一種負(fù)擔(dān)。

3.提高教師制作課件水平。PPT課件制作不是書本內(nèi)容的簡單壓縮或整段堆積。需要教師通過對知識點(diǎn)的理解，以提高教學(xué)效率為目的，加工成學(xué)生容易接受的簡潔講授方式。同時還要重視PPT課件制作的藝術(shù)性，否則雖然形式上使用多媒體教學(xué)，但仍然難以取得教學(xué)效果，學(xué)生反而經(jīng)常抱怨還不如看書容易接受。我認(rèn)為教師應(yīng)重視PPT課件的制作，提煉知識點(diǎn)并加以總結(jié)，以口頭或書面形式讓學(xué)生對知識有系統(tǒng)性的掌握。學(xué)校方面則應(yīng)組織教師多參加PPT課件的制作培訓(xùn)班，提高整體制作水平。

綜上所述，PPT課件在生物學(xué)教學(xué)中的使用是順應(yīng)科技時展的必然，而且多媒體教學(xué)確實(shí)有傳統(tǒng)教學(xué)所不具備的優(yōu)勢，但同時應(yīng)在教學(xué)中多總結(jié)、多發(fā)現(xiàn)問題，以“教學(xué)為本”，這樣才能產(chǎn)生預(yù)期的教學(xué)效果。

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篇7

關(guān)鍵詞：生命科學(xué)導(dǎo)論；教學(xué)理念；教學(xué)體系；教學(xué)團(tuán)隊(duì)；教學(xué)方法

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）29-0094-02

21世紀(jì)生命科學(xué)將在人類科技、社會和經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展和進(jìn)步中起到巨大作用，適應(yīng)社會需要的高等人才必須具備良好的生物學(xué)知識基礎(chǔ)，因此為非生物學(xué)專業(yè)的學(xué)生開設(shè)生物學(xué)方面的課程是一項(xiàng)很重要的舉措。大學(xué)生的素質(zhì)培養(yǎng)是我校一貫重視并不斷探索和實(shí)踐的課題，在新的社會發(fā)展形勢下，我校對大學(xué)生的素質(zhì)教育思路進(jìn)行了重新調(diào)整和嘗試，提出文、理、工、藝術(shù)等非生物類專業(yè)本科生也必須學(xué)習(xí)有關(guān)生命科學(xué)的知識，并將《生命科學(xué)導(dǎo)論》課定位為全校本科生的素質(zhì)教育課。因此，圍繞《生命科學(xué)導(dǎo)論》課程的建設(shè)與改革，我們開展了一系列教學(xué)工作，并取得了一定的成果，現(xiàn)將部分體會總結(jié)如下，供同行指正。

一、更新教育觀念，構(gòu)建生命科學(xué)導(dǎo)論課程教學(xué)新體系

為適應(yīng)生命科學(xué)對社會經(jīng)濟(jì)、生活和持續(xù)發(fā)展的影響日益增加的勢態(tài)，世界一流大學(xué)，如，MIT等從20世紀(jì)80年代后葉起陸續(xù)為全校大學(xué)生開設(shè)了生物類課程。我國幾所重點(diǎn)院校從上世紀(jì)90年代中期開始，也相繼開設(shè)出類似的全校性課程。在這個前提下，2000年，我院組織在科研和教學(xué)方面有豐富經(jīng)驗(yàn)的教師首次面向全校非生物學(xué)類專業(yè)本科生開出了《生命科學(xué)導(dǎo)論》公共基礎(chǔ)課程，學(xué)生表現(xiàn)出較高的學(xué)習(xí)熱情，受到熱烈歡迎。經(jīng)過近十年的教學(xué)探索與實(shí)踐，本課程組結(jié)合學(xué)校的人才培養(yǎng)實(shí)際，制定了課程培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建了獨(dú)特的課程教學(xué)體系。

1.多層次的教學(xué)體系。在對國內(nèi)外《生命科學(xué)導(dǎo)論》教學(xué)與研究的調(diào)研基礎(chǔ)上，探討非生物類專業(yè)理論教學(xué)必須掌握的知識和結(jié)構(gòu)。利用我院生命科學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)和特色，根據(jù)培養(yǎng)對象的不同建立了茅以升班、理工科類、文科類等幾個不同的生命科學(xué)導(dǎo)論課程的教學(xué)體系，從學(xué)時、教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教材的選用和老師的配備幾個方面保障教學(xué)質(zhì)量。結(jié)合學(xué)生所修專業(yè)背景和不同專業(yè)的特點(diǎn)，分層次確定了生命科學(xué)導(dǎo)論的教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建了適合的專業(yè)平臺，同時面向全校開設(shè)必修、限選和公選課等不同類型的課程供學(xué)生選擇。在教學(xué)體系的各個層次、各個環(huán)節(jié)貫穿生命科學(xué)的先進(jìn)技術(shù)和手段，緊跟世界科技前沿，為我校通識教育和創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。

2.豐富的教學(xué)內(nèi)容?！渡茖W(xué)導(dǎo)論》講授的內(nèi)容從微觀和宏觀兩個方面講授生命科學(xué)的基本理論和應(yīng)用。教學(xué)過程中，從提高學(xué)生思維能力和整體規(guī)劃的角度出發(fā)，結(jié)合教學(xué)時數(shù)和教學(xué)條件，從學(xué)生感興趣的話題入手，緊扣當(dāng)前生命科學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)，如，干細(xì)胞研究、轉(zhuǎn)基因等，牢牢抓住學(xué)生關(guān)注點(diǎn)；選取生命科學(xué)發(fā)展歷程中的經(jīng)典研究，引導(dǎo)他們?nèi)ヌ岢鰡栴}、去分析問題、去研究、去創(chuàng)新，取得啟迪悟性、挖掘潛能的效果，實(shí)現(xiàn)本課程教學(xué)的基礎(chǔ)性與前沿性、理論性與實(shí)踐性、交叉性與創(chuàng)新性的統(tǒng)一。

3.特色鮮明的教學(xué)模式。《生命科學(xué)導(dǎo)論》作為基礎(chǔ)和前沿學(xué)科，課程體系和課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)緊緊圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)，充分體現(xiàn)現(xiàn)代教育思想。在課程體系和課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)中以“人與生物圈”為主題整合高中生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)生物科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系，更加突出了生物科學(xué)知識對科學(xué)發(fā)展、社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要作用。為了充分體現(xiàn)生命科學(xué)“重基礎(chǔ)、重交叉、重人文、重實(shí)踐”的教學(xué)理念，重視培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

二、啟發(fā)式教學(xué)貫穿始終，采用靈活多樣的教學(xué)方法和教學(xué)手段

1.積極推進(jìn)探索性或研究性、啟發(fā)式教學(xué)。教師們結(jié)合課程的主要內(nèi)容、重點(diǎn)、難點(diǎn)，設(shè)計(jì)激發(fā)學(xué)生興趣、引發(fā)學(xué)生思維的問題。同時圍繞媒體關(guān)注的有關(guān)生命科學(xué)研究中涉及的熱點(diǎn)話題，將教學(xué)內(nèi)容貫穿其中。同時，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容選取具有典型意義的科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)創(chuàng)新過程、科學(xué)家的故事等充實(shí)到課堂教學(xué)中，以啟發(fā)學(xué)生對科學(xué)研究的理解，加深對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。

2.將聲、形、言、情等傳統(tǒng)課堂教學(xué)方法結(jié)合多媒體教學(xué)課件靈活運(yùn)用于教學(xué)。通過語言的輕重緩急突出重點(diǎn)、難點(diǎn)；用通俗易懂的語言、形象的比喻、生動的實(shí)例、直觀的圖表及深入淺出的解析，幫助學(xué)生理解，加強(qiáng)學(xué)生記憶；用激情講授調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，在主要內(nèi)容和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過教師的手勢、表情、動作加深學(xué)生對重點(diǎn)、難點(diǎn)的理解和認(rèn)識?，F(xiàn)代的教育技術(shù)手段使得單位教學(xué)時間內(nèi)的信息量大、網(wǎng)上資源豐富并使知識的獲得和更新速度加快，充分利用網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)進(jìn)行課堂教學(xué)，圖文并茂和動畫演示，發(fā)揮教師在課堂教學(xué)中的主導(dǎo)作用。

3.教與學(xué)的互動。針對學(xué)生不同的專業(yè)背景，教學(xué)中我們要求學(xué)生結(jié)合自己的專業(yè)特點(diǎn)，分小班查閱本專業(yè)與生命科學(xué)研究的最新進(jìn)展制作成多媒體后，請小班代表在課堂上演講，開闊其思路，以對學(xué)生跨學(xué)科的聯(lián)想、創(chuàng)新思維起到一定的科學(xué)啟迪作用，認(rèn)識生命科學(xué)在社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位和作用。此外，我們設(shè)計(jì)了多種形式的第二課堂活動，包括小型研究課題、知識拓展講座和教材評論等，并隨時注意調(diào)節(jié)教學(xué)進(jìn)度，留給學(xué)生充分吸收消化的時間，達(dá)到師生互動學(xué)習(xí)的目的。

4.多環(huán)節(jié)考查模式?？荚嚫淖兞藗鹘y(tǒng)的期末一次卷面考試定成績的方式，實(shí)行多元成績評定辦法，采取用平時成績、期末考試、講演成績和考勤成績等多個考核環(huán)節(jié)評定學(xué)生的總成績，加強(qiáng)對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的檢查評價，培養(yǎng)學(xué)生合理安排學(xué)習(xí)時間的好習(xí)慣，克服少數(shù)學(xué)生臨時報(bào)佛腳的不良習(xí)慣，幫助學(xué)生養(yǎng)成認(rèn)真踏實(shí)的學(xué)風(fēng)。

5.設(shè)置研究生教學(xué)助理，加強(qiáng)溝通?！渡茖W(xué)導(dǎo)論》課程組配備有研究生教學(xué)助理，教學(xué)中加強(qiáng)例題示范、習(xí)題講解、答疑及作業(yè)批改等教學(xué)環(huán)節(jié)，并經(jīng)常與學(xué)生交流和溝通，及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，調(diào)整教學(xué)方法，如，在2006年下發(fā)收集學(xué)生對該課程意見和建議問卷達(dá)5000余份。學(xué)生同老師的聯(lián)系也延伸到了email、BBS、ftp及短消息等系統(tǒng)上。

三、教材、擴(kuò)充性資料的使用與建設(shè)

教材的選擇使用是影響教學(xué)質(zhì)量的重要因素，而生命科學(xué)發(fā)展迅猛，很難通過一本教科書把至今人類對生命的了解全部反映出來。課程組針對工科、理科和文科學(xué)生的不同生物學(xué)知識背景及課程屬性，準(zhǔn)備了不同的教材。采用上海交通大學(xué)張惟杰教授主編的《生命科學(xué)導(dǎo)論》[1]作為限選課和選修課的主修教材。針對茅班開設(shè)的必修課，在選用恰當(dāng)?shù)摹渡茖W(xué)導(dǎo)論》教材方面，教師們多次組織研究討論，查閱了大量的圖書，最后確定使用高等教育出版社出版的吳慶余教授主編的《基礎(chǔ)生命科學(xué)》[2]，該教材為國內(nèi)第一本生命科學(xué)類的全彩色教材，圖文并茂的彩色圖片更能真實(shí)高效地反映生命的特征和規(guī)律，用現(xiàn)代的觀點(diǎn)重新審視、選擇和組織傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容，從宏觀到微觀系統(tǒng)地闡述生命現(xiàn)象。經(jīng)過3～4年的使用，又更新其新版。此外，還提供了促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教輔材料和相關(guān)教學(xué)網(wǎng)站，如，高崇明主編《生命科學(xué)導(dǎo)論》（北京：高等教育出版社，2007）、沈顯生主編《生命科學(xué)概論》（文科）（北京：科學(xué)出版社，2007）、裘娟萍、錢海豐主編《生命科學(xué)概論》（工科）（北京：科學(xué)出版社，2007）、Neil A.Campbell，Jane B.Reece著《Essential Biology》（影印版）（高等教育出版社，Higher Education Press Pearson Education出版集團(tuán)，2003）、曹陽、林志新主編《生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)論》（附光盤）（北京：高等教育出版社，2006）等。同時，擬構(gòu)建《生命科學(xué)導(dǎo)論》全方位、立體化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺[3]。在學(xué)校學(xué)院的支持下，依托生物信息實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，初步構(gòu)建了“生命科學(xué)導(dǎo)論”網(wǎng)上教育資源框架，包括理論教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、電子教案和課件、電子教材、習(xí)題與解答、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、知識擴(kuò)展、學(xué)術(shù)講座、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上討論、網(wǎng)上測練、網(wǎng)上提交作業(yè)和報(bào)告等相關(guān)內(nèi)容，為進(jìn)一步完善“生命科學(xué)導(dǎo)論”課程網(wǎng)站打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

四、重視自身知識的提高和隊(duì)伍建設(shè)

1.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)。生命科學(xué)發(fā)展迅猛，為了更新教學(xué)理念和知識結(jié)構(gòu)，我們采用引入和走出相結(jié)合的模式，請國內(nèi)外知名專家學(xué)者來我院講座和授課，并派出數(shù)名老師到清華、浙大、上海交大、北大、武大等學(xué)校觀摩、交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，參加國內(nèi)各類骨干教師培訓(xùn)班學(xué)習(xí)及有關(guān)《生命科學(xué)導(dǎo)論》課程改革研討會。

2.樹立團(tuán)隊(duì)教學(xué)理念。按照課程建設(shè)與人才培養(yǎng)相結(jié)合、教學(xué)與科研相結(jié)合、理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展的原則，改變“單兵作戰(zhàn)”的育人模式，由年齡結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)、知識結(jié)構(gòu)、學(xué)緣結(jié)構(gòu)合理的多名教師組成教學(xué)團(tuán)隊(duì)，以系列課程建設(shè)為教學(xué)團(tuán)隊(duì)的最終目標(biāo)，形成綜合實(shí)力，針對不同專業(yè)、層次的學(xué)生開展教學(xué)，有效地促進(jìn)課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革，從整體上提高教書育人的效果和質(zhì)量。課程組經(jīng)常開展互學(xué)活動，通過相互之間的定期交流，使各位教師的專業(yè)特長得到交叉、融合，教學(xué)更加生動、深入，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

3.通過科研帶動教學(xué)。課程組教師所從事的學(xué)科專業(yè)有植物學(xué)、動物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、生物信息學(xué)和生態(tài)學(xué)等，幾乎涵蓋現(xiàn)代生命科學(xué)研究的所有領(lǐng)域。除了具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)外，還是各自所從事學(xué)科研究領(lǐng)域的骨干力量，通過組建科研團(tuán)隊(duì)，吸收青年教師到自己的課題中擔(dān)任一定的科研工作，使青年教師將生命科學(xué)領(lǐng)域的前沿技術(shù)、信息及研究成果融入到課堂教學(xué)中，促進(jìn)了教學(xué)改革的深入發(fā)展。

《生命科學(xué)導(dǎo)論》作為面向非生物學(xué)類專業(yè)本科生開設(shè)的通識課程，為了充分體現(xiàn)和實(shí)現(xiàn)本課程的“素質(zhì)教育”宗旨，應(yīng)該結(jié)合學(xué)校的人才培養(yǎng)實(shí)際，使學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)，掌握生命科學(xué)的基本概念、基本原理、基本知識，同時，讓學(xué)生了解學(xué)科熱點(diǎn)問題和發(fā)展趨勢，了解生命科學(xué)與其他學(xué)科的聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)科交叉和知識遷移，進(jìn)而幫助學(xué)生正確理解生命科學(xué)的發(fā)展將如何影響人類和人類社會，增強(qiáng)學(xué)生的健康和環(huán)保意識，培養(yǎng)學(xué)生正確的生命觀和社會責(zé)任感，全面提高大學(xué)生素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)，最終達(dá)到“了解生命、尊重生命、熱愛生命”的終級目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張惟杰.生命科學(xué)導(dǎo)論[M].第二版.北京：高等教育出版社，2008.

[2]吳慶余.基礎(chǔ)生命科學(xué)[M].第二版.北京：高等教育出版社，2006.

[3]徐鵬，關(guān)學(xué)鋒.應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)深化材料力學(xué)教學(xué)改革研究[J].中北大學(xué)學(xué)報(bào)（社會科學(xué)版），2005，21（3）：94-95.

篇8

1.1調(diào)查分析方法

2013年，在筆者所在刊物國際化網(wǎng)站建設(shè)、完善過程中，為了提高中國主辦的國際化期刊的網(wǎng)站建設(shè)水平，筆者選擇了5種在行業(yè)內(nèi)影響力較高的中國生命科學(xué)類SCI期刊作為調(diào)研對象，通過網(wǎng)絡(luò)搜索、調(diào)研分析、歸納總結(jié)等方法，對期刊的國際化網(wǎng)站建設(shè)進(jìn)行了多角度、多因素分析。首先，筆者考察了5種被調(diào)研期刊的辦刊背景及學(xué)術(shù)地位。同時，根據(jù)網(wǎng)站建設(shè)的主要內(nèi)容和影響因素，考察了5種被調(diào)研期刊的網(wǎng)站國際化界面、在線投、審稿系統(tǒng)、OA出版模式、與國際出版集團(tuán)合作的數(shù)字化傳播模式及提供網(wǎng)絡(luò)增值服務(wù)方面的特點(diǎn)。

1.2調(diào)研期刊的學(xué)術(shù)地位

①CellResearch（CR）是我國細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域以英文發(fā)表原創(chuàng)性研究論文、綜述、快報(bào)和述評的國際性學(xué)術(shù)期刊。美國科技信息研究所近期公布的2012年JCR影響因子10.526。2006年CR和自然出版集團(tuán)（NaturePublishingPartnerships）合作，由其負(fù)責(zé)全球電子版的出版發(fā)行。②ActaPharmacologicaSinica（APS《,中國藥理學(xué)報(bào)》）創(chuàng)刊于1980年，由中國藥理學(xué)會和中科院上海藥物研究所主辦，中國科協(xié)主管。2000年起正式注冊為全英文出版的國際性刊物。2005年起與英國Blackwell出版公司合作出版。是美國CurrentContents/LifeSciences僅選錄的中國兩種期刊之一，同時進(jìn)入BA、CA、IndexMedicus等十余種國際著名檢索系統(tǒng)。2012年JCR影響因子2.354。③JournalofGeneticsandGenomics(JGG)是中國生命科學(xué)的領(lǐng)軍雜志之一，涉及遺傳學(xué)、基因組學(xué)研究領(lǐng)域，2012年JCR影響因子2.076。目前，JGG在154種中國被SCI收錄的期刊中排名13。④TheJournalofMolecularCellBiology(JMCB)，涉及分子細(xì)胞生物學(xué)、其他生命科學(xué)及其交叉學(xué)科研究，2012年JCR影響因子7.308，在國際細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域180種核心期刊中排名第28位。⑤TheAsianJournalofAndrology（AJA）是亞洲男科學(xué)會的官方雜志，2012年JCR影響因子2.140,在5種國際男科學(xué)雜志中排名第三，由中國科學(xué)院上海藥物所與上海交通大學(xué)聯(lián)合主辦，與自然出版集團(tuán)合作，有較高的國際可見度，通過平臺吸引了全球讀者，2011年7月起，提供OA服務(wù)?？梢钥闯鲞@5種雜志都是由中國學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)主辦、在國際生命科學(xué)領(lǐng)域有極高影響的科技期刊，JCR影響因子較高，是中國生命科學(xué)科技期刊國際化辦刊的成功典范。通過研究這些期刊的網(wǎng)站風(fēng)格、內(nèi)容、功能等，獲取了大量期刊網(wǎng)站擴(kuò)展國際視角的經(jīng)驗(yàn)和做法。

1.3部分期刊網(wǎng)站擴(kuò)展國際視角的經(jīng)驗(yàn)

1.3.1較高的國際顯示度

域名通常由雜志名稱縮寫或全稱構(gòu)成，方便檢索和記憶，方便輸入，易于查找，具有較高的獨(dú)立性和可信度。5種期刊都有獨(dú)立的國際域名。就網(wǎng)絡(luò)顯示度而言，在google搜索引擎中輸入雜志名稱，第一條檢索結(jié)果就可以直接鏈接到期刊主頁，五種期刊都有較高的國際顯示度。且檢索結(jié)果的地址下簡短的期刊介紹，包含了讓讀者一目了然的信息，提高了在國際學(xué)術(shù)領(lǐng)域的可見度。如APS的介紹為：officialjournalofChinesePharmacologicalSociety,websiteoffersachieve,submission,guidelinesforauthorsandreviewers。JGG的介紹為：WelcometoJournalofGeneticsandGenomics(JGG)isoneofChina’sleadingjournalsinthelifescience。JMCB的介紹為：Peer-reviewjournalfocusedonpublishingnovelfindingsinstemcellresearch,molecularsignaling,epigenetics,andotherareasofbiologyresearch。AJA的介紹為：AnofficialpublicationoftheAsianSocietyofAndrologyfoundedinJune1999。這些都為需要查閱雜志的讀者提供了直接的幫助和提示。5種期刊主頁面都以英文為主，部分期刊的主頁面保留少量中文信息和鏈接內(nèi)容（如AJA）。頁面界面友好，主色調(diào)突出、協(xié)調(diào)，網(wǎng)站總體布局合理，風(fēng)格高雅、醒目，期刊基本信息涵蓋全面，各項(xiàng)功能操作簡易、直觀易懂。網(wǎng)站都在主頁面醒目位置顯示期刊最新一期的封面，標(biāo)明期刊的ISSN號及影響因子。

1.3.2國際化的投審稿系統(tǒng)

在調(diào)研的5本刊物中，其期刊網(wǎng)站的投稿鏈接都采用了國際學(xué)者熟悉的投審稿系統(tǒng)，APS、AJA、JMCB都使用的ScholarOneManuscripts系統(tǒng)，CR使用的是NPG系統(tǒng)的投稿系統(tǒng)，JGG則使用的Elsevier的投稿系統(tǒng)?？梢?，采用國際學(xué)者熟悉的投審稿系統(tǒng)，是吸引國際投稿的做法之一，遠(yuǎn)程投稿、在線辦公的國際化形態(tài)是期刊國際化網(wǎng)站的基本構(gòu)成要素。利用國際學(xué)者熟悉的投審稿系統(tǒng)、在線投稿、遠(yuǎn)程編審，利用在一個更為廣泛得多的地理位置內(nèi)工作的學(xué)者的專長、人際關(guān)系和研究視角，提高期刊的有效擴(kuò)展和影響。

1.3.3加強(qiáng)出版內(nèi)容的可獲得性，提高文章被引頻次

在調(diào)研的5本刊物中，都施行了OA或部分OA的在線出版模式。開放獲?。∣penAccess，OA）是國際科技界、學(xué)術(shù)界、出版界、信息傳播界為推動科研成果利用因特網(wǎng)自由傳播而發(fā)起的運(yùn)動，以此促進(jìn)科學(xué)信息的廣泛傳播、促進(jìn)學(xué)術(shù)信息的交流與出版、提升科學(xué)研究的公共利用程度、保障科學(xué)信息的長期保存。統(tǒng)計(jì)調(diào)查表明，OA出版可以顯著提高論文的被引頻次，直接影響到刊物的影響因子。如APS過刊內(nèi)容全部OA。JMCB現(xiàn)刊與過刊內(nèi)容全部OA。AJA部分內(nèi)容OA，期刊在網(wǎng)上為讀者提供3篇當(dāng)期全文免費(fèi)閱讀服務(wù)，其余文章則須通過國際出版合作集團(tuán)購買，部分文章只給出Researchhighlight的內(nèi)容。JGG出版的文章中，2007年之后的全文都鏈接于ScienceDirect數(shù)據(jù)庫，2006年之前的文章內(nèi)容列于期刊的網(wǎng)頁，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)刊與過刊內(nèi)容全部OA。CR通過NPG向133家發(fā)展中國家機(jī)構(gòu)免費(fèi)提供網(wǎng)站瀏覽權(quán)限，同時中國境內(nèi)也有136家高等學(xué)府和研究所能夠免費(fèi)網(wǎng)上閱讀。CR選擇混合模式，作者可以選擇付費(fèi)以使自己的文章OA。CR刊登的優(yōu)秀論文及?？撐哪苤苯渔溄拥街黜撋线M(jìn)行重點(diǎn)宣傳，featuredarticles欄目在主頁上醒目位置顯示，部分文章內(nèi)容可以免費(fèi)獲取。

1.3.4借力國際出版集團(tuán)加強(qiáng)國際傳播

期刊通過與國際出版集團(tuán)合作，加強(qiáng)鏈接的制作和使用，可以提升網(wǎng)絡(luò)版的可視度，提升國際影響力和知名度，數(shù)字化品牌傳播效果顯著。CR、AJA、APS都與NPG（NaturePublishingGroup）合作，在主頁醒目位置設(shè)置了NPG的鏈接。CR通過CR@NPG直接鏈接到，即NPG提供的CR頁面；CR還與NPG旗下的優(yōu)秀期刊展開合作，比如CR刊登的研究論文曾在國際頂級學(xué)術(shù)期刊NatureCellBiology上得到專家點(diǎn)評。AJA@Nature直接鏈接到，即NPG提供的AJA頁面。APS在主頁面有鏈接直接鏈到。NPG不同雜志的頁面內(nèi)容不同，但風(fēng)格統(tǒng)一，也便于國際讀者檢索和瀏覽。通過與NPG合作，以NPG提供的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)界面，期刊網(wǎng)頁優(yōu)化了版式設(shè)計(jì)和欄目設(shè)計(jì)，加大了市場推廣力度。JMCB與OxfordUniversityPress合作，在/頁面可以檢索刊物的出版內(nèi)容及相關(guān)信息。JGG與Elsevier集團(tuán)合作，其稿件處理系統(tǒng)鏈接到/jgg/，而全文則鏈接于ScienceDirect數(shù)據(jù)庫。

1.3.5提供增值信息，聚集特色資源

科技期刊增值服務(wù)以內(nèi)容為基礎(chǔ)，專業(yè)化程度極高，具有極強(qiáng)的針對性和極高的專業(yè)價值；以受眾需求為核心，主動服務(wù)，滿足用戶個性化選擇，突顯特色；新鮮的信息才有價值，科技期刊增值服務(wù)以高效傳播為目標(biāo)，服務(wù)迅速。數(shù)字化增值服務(wù)借助互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代科技工具，體現(xiàn)及時性和有效性。所調(diào)研的5種刊物基于自己的出版內(nèi)容和學(xué)科范圍進(jìn)行了深入的挖掘，通過多種形式的高附加值的增值信息，期刊網(wǎng)站可以不受時空局限，成為期刊特色資源聚集的新空間。APS的網(wǎng)站主頁提供了相關(guān)學(xué)科學(xué)術(shù)會議的信息，并鏈接到相關(guān)的論壇，提供GOOGLE檢索鏈接。CR主頁上學(xué)術(shù)會議通知滾動播出，有部分行業(yè)內(nèi)的商業(yè)廣告，主頁上鏈接了NPG旗下相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的其他期刊網(wǎng)站，提供E-alerts服務(wù)。提供GOOGLE檢索鏈接及Pubmed檢索鏈接。提供網(wǎng)絡(luò)預(yù)出版內(nèi)容及下載引用前10名的文章。JGG提供網(wǎng)絡(luò)預(yù)出版，most-read下載文章列表，提供學(xué)術(shù)會議信息，F(xiàn)eedback功能收集讀者、作者的反饋。JMCB根據(jù)研究內(nèi)容提供特別專輯，特色文章。編輯服務(wù)鏈接到英論閣，理文編輯，幫助作者潤色英文，改進(jìn)文章質(zhì)量。每期介紹coverlegend,突出研究亮點(diǎn)。列出50篇高被引文章。提供GOOGLE檢索鏈接及PubMed檢索鏈接。FastTrack是為優(yōu)秀的競爭性強(qiáng)的文章提供的投稿后立即進(jìn)入同行評審階段的通道，1-2周可以完成。JMCB還提供GreenTrack，對大量被國際一流期刊（包括Nature,Science,NatureMedicine,NatureCellBiology,Cell等）拒收的優(yōu)秀文章提供一個機(jī)會，為作者節(jié)省精力和時間，JMCB鼓勵作者將上述期刊的評審意見和文章一起投到JMCB，進(jìn)行快速評審，通過這個綠色通道使文章在短時間內(nèi)被JMCB錄用。AJA提供網(wǎng)絡(luò)預(yù)出版,提供當(dāng)期特色文章，editor’schoice及coverstory欄目突出研究亮點(diǎn)。Englishcorner提供大量英文論文寫作的幫助信息。AJA主辦的“亞太地區(qū)男科學(xué)論壇”在網(wǎng)站上單獨(dú)有信息獲取頁面和論壇注冊及論文摘要投遞系統(tǒng)，從而使這個四年舉辦一次的國際論壇的影響力在網(wǎng)上得以延伸。

2科技期刊建設(shè)國際化期刊網(wǎng)站的啟示

2.1提高國際顯示度

國際顯示度對國內(nèi)科技期刊的對外傳播非常重要，網(wǎng)絡(luò)鏈接去區(qū)域化、提高網(wǎng)絡(luò)可見度。國際化科技期刊網(wǎng)站的主頁設(shè)計(jì)風(fēng)格，應(yīng)注重適用性、嚴(yán)謹(jǐn)性、藝術(shù)性相結(jié)合，并以適用性為決定性因素，加強(qiáng)導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)，幫助用戶快速獲取信息。資源豐富、界面友好，結(jié)構(gòu)清晰、重點(diǎn)突出，功能齊全。希望每位第一次點(diǎn)擊此網(wǎng)站的讀者可以將網(wǎng)站加入收藏夾，這就是網(wǎng)站設(shè)計(jì)基本成功的一個準(zhǔn)則。國外出版機(jī)構(gòu)擁有知名的出版品牌、成熟的國際銷售渠道及完善的網(wǎng)絡(luò)平臺，依托這樣的國際化平臺，能迅速提升科技期刊的國際顯示度。國外出版機(jī)構(gòu)在全球已經(jīng)擁有龐大的營銷網(wǎng)絡(luò)，參與國際上主要的學(xué)術(shù)會議，通過國外出版機(jī)構(gòu)在國際上推廣中國科技期刊的效果遠(yuǎn)比我們自己做要好，事半功倍，極大地提高期刊的國際發(fā)行和論文傳播效力。

2.2提升國際學(xué)術(shù)聲譽(yù)

高質(zhì)量文章的高被引、高下載是建立國際學(xué)術(shù)聲譽(yù)的基石，稿件處理流程、處理質(zhì)量、審稿質(zhì)量、發(fā)表周期，在網(wǎng)站上應(yīng)有全面的反映。注重學(xué)術(shù)質(zhì)量，注重出版文章的多樣性、豐富性，出版內(nèi)容準(zhǔn)時在線，不遲于印刷版期刊出版。加快數(shù)字出版速度，縮短時滯，提供OA或在線優(yōu)先出版（onlinefirst）。這些都直接影響刊物的學(xué)術(shù)聲譽(yù)。文獻(xiàn)服務(wù)功能是科技期刊網(wǎng)站依托出版內(nèi)容而設(shè)立的重要網(wǎng)絡(luò)服務(wù)內(nèi)容。在功能設(shè)置上強(qiáng)調(diào)搜索、而不僅是瀏覽功能。系統(tǒng)的搜索、檢索功能（如根據(jù)作者、文章標(biāo)題、摘要、關(guān)鍵詞或正文中的主題詞識別文章的能力）比瀏覽現(xiàn)刊的能力更加重要。所刊載文章應(yīng)有較高的國際文章比例，讀者會在當(dāng)期及歷史的目錄中，注意到中國及非中國作者的比例，只有了解到期刊刊載的內(nèi)容是來自全球范圍的，才會吸引更多的國際學(xué)者關(guān)注刊物，這樣才能不斷樹立在國際學(xué)術(shù)界的知名度和影響力。

2.3提高國際傳播效率

為了加強(qiáng)出版內(nèi)容的有效傳播，應(yīng)及時將文章內(nèi)容上傳到相關(guān)學(xué)科的知名數(shù)據(jù)庫，依靠數(shù)據(jù)庫的影響力和渠道實(shí)現(xiàn)有效傳播。國際重要檢索數(shù)據(jù)庫收錄過程有嚴(yán)格的要求和標(biāo)準(zhǔn)，這有利于提高科技期刊的辦刊質(zhì)量，還可以促進(jìn)學(xué)術(shù)期刊出版與國際傳播效率，擴(kuò)大國際影響。大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，有集成的技術(shù)與運(yùn)營能力，使加入其中的期刊可以減少前期投入，迅速地進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)群，面對網(wǎng)絡(luò)用戶，提升網(wǎng)絡(luò)影響力。在被著名數(shù)據(jù)庫收錄上線后，就可以被廣泛瀏覽。廣泛瀏覽是高下載量的前提，高下載量又是提高引證的基礎(chǔ)。同時還可以建立自己的開放瀏覽頁面作為補(bǔ)充。

2.4重視特色服務(wù)

利用網(wǎng)站為讀者、作者提供多種形式的數(shù)字化服務(wù)。利用科技期刊網(wǎng)站宣傳學(xué)術(shù)會議動態(tài)、學(xué)科研究熱點(diǎn)、即將召開的會議或活動，形成學(xué)科或課題的討論平臺，可以提升期刊數(shù)字化品牌在國際學(xué)者中的口碑。主辦有國際影響的學(xué)術(shù)會議可以方便認(rèn)識和了解與會專家、作者和讀者，向國際一線科研人員近距離宣傳刊物。在行業(yè)重要國際會議、論壇、專業(yè)展示活動方面的組織和參與程度是衡量品牌輻射能力的尺度；創(chuàng)建和主導(dǎo)大型學(xué)術(shù)活動，能迅速提高刊物品牌在科學(xué)界的認(rèn)知度。

3《中國天然藥物》網(wǎng)站國際化建設(shè)中的舉措

通過對中國優(yōu)秀生命科學(xué)類SCI期刊國際化網(wǎng)站建設(shè)的學(xué)習(xí)與借鑒，《中國天然藥物》在網(wǎng)站的國際化建設(shè)過程中采取了相應(yīng)的有效措施，大大提高了刊物的國際顯示度，有效提高了刊物的國際傳播效率，目前刊物國際稿源的比率已達(dá)到35%~40%?！吨袊烊凰幬铩吩诰W(wǎng)站國際化建設(shè)過程中，注重網(wǎng)頁的國際顯示度、建立國際學(xué)術(shù)聲譽(yù)、提高國際傳播效率及增值服務(wù)等。使用GOOGLE搜索雜志名稱，在首條搜索結(jié)果顯示期刊主頁的網(wǎng)站，并有簡短、醒目的雜志介紹，這樣可以在第一時間吸引來自全球范圍的讀者和作者?！吨袊烊凰幬铩纷⒅丶訌?qiáng)導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)，幫助用戶快速獲取刊物信息。有關(guān)刊物的介紹、對文章的要求等都采用國際學(xué)者熟悉的導(dǎo)航名稱，網(wǎng)站上的作者指南內(nèi)容詳盡，通過網(wǎng)絡(luò)直接服務(wù)全球作者?！吨袊烊凰幬铩吩谥黜撎峁┌l(fā)表文章的數(shù)據(jù)庫鏈接，設(shè)有ScienceDirect、SCI及MEDLINE數(shù)據(jù)庫鏈接，方便檢索，鏈接結(jié)構(gòu)有效、高效，提高了刊物出版內(nèi)容在全球的有效傳播?！吨袊烊凰幬铩分黜撛O(shè)ScholarOne投審稿系統(tǒng)鏈接，設(shè)定高水平的稿件錄用標(biāo)準(zhǔn)，過刊目錄在線顯示文題和作者名，較高的國際論文比例吸引了更多的國際學(xué)者關(guān)注刊物?！吨袊烊凰幬铩吩谥黜撛O(shè)置了學(xué)術(shù)活動專欄，利用科技期刊網(wǎng)站宣傳學(xué)術(shù)會議動態(tài)、學(xué)科研究熱點(diǎn)、即將召開的會議或活動，以期提高刊物品牌在本領(lǐng)域的認(rèn)知度。

4結(jié)語

篇9

【關(guān)鍵詞】 光電子技術(shù) 光醫(yī)學(xué) 光保健 學(xué)科現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

一 引言

生物醫(yī)學(xué)光學(xué)與光子學(xué)是光學(xué)或者說光子學(xué)現(xiàn)展的一個分支學(xué)科。由于光學(xué)與光子學(xué)是具有極強(qiáng)應(yīng)用背景的學(xué)科，所以“生物醫(yī)學(xué)光子技術(shù)”這一多學(xué)科交叉的新興研究領(lǐng)域在20世紀(jì)末葉也隨之應(yīng)運(yùn)而生。

激光技術(shù)作為一項(xiàng)重大的科技成就，為研究生命科技和疾病的發(fā)生、發(fā)展開辟了新的途徑，為保健和臨床診療提供了嶄新的手段,推動人類科學(xué)技術(shù)進(jìn)入新的發(fā)展階段。

可以把與光的產(chǎn)生、傳播、操縱、探測和利用有關(guān)的物理現(xiàn)象和技術(shù)包括在內(nèi)的科學(xué)及工程籠統(tǒng)地簡稱為光學(xué)。用光學(xué)最廣的含義來概括各研究領(lǐng)域及其相關(guān)交叉分支時必然包括了激光和光電子技術(shù)。運(yùn)用光學(xué)及其技術(shù)研究光與人體組織的相互作用問題可歸之于“組織光學(xué)”范疇。它是研究光輻射能量在生物組織體內(nèi)的傳播規(guī)律以及有關(guān)組織光學(xué)特性的測量方法的一門新興交叉學(xué)科，是光醫(yī)學(xué)（光診斷和光治療）的理論基礎(chǔ)。經(jīng)過40多年的發(fā)展，激光與光電子技術(shù)在人類的保健、醫(yī)療以及生命科學(xué)中產(chǎn)生了很大影響。

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，光電子技術(shù)使各種新療法，包括從激光心臟手術(shù)到用光學(xué)圖像系統(tǒng)的關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡進(jìn)行微損膝關(guān)節(jié)修復(fù)等，成為可能或得以實(shí)現(xiàn)。目前，科學(xué)家們正致力于研究光學(xué)技術(shù)在非侵入式診斷和檢測上的應(yīng)用，如乳腺癌的早期探查、糖尿病患者葡萄糖的“無針”監(jiān)控等。激光在醫(yī)學(xué)上的最早應(yīng)用雖然集中在治療方面，然而在80年代初期起便開始了光診斷技術(shù)的探索。指望無損害地獲得診斷信息是這些研究的驅(qū)動力之一，其中在物理學(xué)中高度發(fā)展的光譜技術(shù)有望在診斷醫(yī)學(xué)中得到應(yīng)用。利用光纖把光傳輸?shù)缴眢w內(nèi)部的能力，可以完成膀胱、結(jié)腸和肺等器官的檢查。隨著醫(yī)學(xué)診斷方法向無損化方向發(fā)展，利用光電子學(xué)技術(shù)對組織體進(jìn)行鑒別和診斷，有可能更早期、更精確地診斷各種疾病。近年來，人們開始把這種診斷方法稱之為“光活檢”。

隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)模式的轉(zhuǎn)變、健康概念的更新以及人民生活水平的提高，從20世紀(jì)80年代后期起，“激光美容術(shù)”在世界各地包括在我國各大城市逐漸地開展。保健美容是光電子技術(shù)應(yīng)用越來越活躍的領(lǐng)域。激光技術(shù)應(yīng)用于美容外科的起步較早，使得一些在美容整形外科很棘手的疾病，如太田痣、血管瘤等治療變得簡易有效。到20世紀(jì)末，人們又開發(fā)了一種稱為光子嫩膚術(shù)的新美容技術(shù)。它基于選擇性的光熱解作用，有效地改善肌膚的質(zhì)地和彈性，達(dá)到美容的效果。之所以用激光或強(qiáng)脈沖光進(jìn)行非消融性的嫩膚或治療越來越流行，是因?yàn)檫@類手術(shù)具有無損、不必住院、幾乎無副作用和無疼痛，從而使受術(shù)者容易接受的優(yōu)點(diǎn)。

國家自然科學(xué)基金委員會先后二次在“光子學(xué)與光子技術(shù)”以及“生物醫(yī)學(xué)光學(xué)”優(yōu)先資助領(lǐng)域戰(zhàn)略研究報(bào)告中分別指出：近年來生物醫(yī)學(xué)光學(xué)與光子學(xué)的迅猛興起，令人矚目，并因而引發(fā)出一門新興的學(xué)科－生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)（Biomedophotonics）。研究報(bào)告選定了近期優(yōu)先研究領(lǐng)域包括生物光子學(xué)、醫(yī)學(xué)光子學(xué)基礎(chǔ)研究、醫(yī)學(xué)臨床的光學(xué)診斷和激光醫(yī)學(xué)中的重要課題等諸方面。

福建師范大學(xué)在1974年成立了“醫(yī)用激光及其應(yīng)用技術(shù)”研究組，以激光與光電子技術(shù)為基礎(chǔ)，圍繞激光醫(yī)學(xué)應(yīng)用的核心技術(shù)開展研究與開發(fā)。至二十世紀(jì)九十年代，跟隨該領(lǐng)域的國際走向，轉(zhuǎn)入激光醫(yī)學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究工作，在國內(nèi)率先開展了生物組織光學(xué)與光劑量學(xué)的研究。伴隨研究工作的深入開展，逐步形成了我們有特色的若干前沿研究方向，并于2005年獲準(zhǔn)立項(xiàng)建設(shè)醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

二 國內(nèi)外現(xiàn)狀

光學(xué)在生命科學(xué)中的應(yīng)用，在經(jīng)歷了一個緩慢的發(fā)展階段后，由于激光與新穎的光子技術(shù)的介入，進(jìn)入了一個迅速發(fā)展的新階段。與光學(xué)有關(guān)的技術(shù)沖擊著人類健康領(lǐng)域，正在改變著藥物療法和常規(guī)手術(shù)的實(shí)施手段，并為醫(yī)療診斷提供了革命性的新方法。特別在近十多年來，與蓬勃的學(xué)術(shù)研究活動相對應(yīng)，國際上出現(xiàn)了專門的研究性學(xué)術(shù)雜志，如：Laurin 出版公司于1991年發(fā)行了“Bio-Photonics”新雜志。美國光學(xué)學(xué)會重要的會刊之一“Applied Optics”也于1996年將其“Optical Technology”欄目擴(kuò)充為“ Optical Technology and Biomedical Optics”，并定期出版有關(guān)生物醫(yī)學(xué)光學(xué)的論文專集。SPIE亦于1996年創(chuàng)辦了期刊Journal of Biomedical Optics，且聲譽(yù)日隆。到2004年，該刊的SCI影響因子已達(dá)3.541。當(dāng)前，發(fā)達(dá)國家普遍對生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)學(xué)科給予了高度重視。例如，在美國國家衛(wèi)生研究院（NIH）新成立的國家生物醫(yī)學(xué)影像與生物工程研究所（NIBIB）中，生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)也成為其主要資助的領(lǐng)域。近三年中，美國NIH已經(jīng)召開過4次研討會，認(rèn)為新的在體生物光子學(xué)方法可用于癌癥和其它疾病的早期檢測、診斷和治療。新一代的在體光學(xué)成像技術(shù)正處在從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)向癌癥臨床應(yīng)用的重要時刻。在NIH的支持下，美國國家癌癥研究所（NCI）正在計(jì)劃5年投資1800萬美元，招標(biāo)建立“在體光學(xué)成像和/或光譜技術(shù)轉(zhuǎn)化研究網(wǎng)絡(luò)（NTROI）”，其研究內(nèi)容主要包括：光學(xué)成像對比度的產(chǎn)生機(jī)理、在體光學(xué)成像技術(shù)與方法、臨床監(jiān)測、新光學(xué)成像方法的驗(yàn)證、系統(tǒng)研制與集成等五個方面。2000年底，在美國NIBIB的首批支持項(xiàng)目中，光學(xué)成像方法約占30%。2000年7月，美國NIH投資2000萬美元，開展小動物成像方法項(xiàng)目（SAIRPs）研究，受到生命科學(xué)界的高度關(guān)注，其中光學(xué)成像方法是研究重點(diǎn)之一。美國國家科學(xué)基金會（NSF）在2000-2002年了4次關(guān)于生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究（Biophotonics Partnership Initiative）的招標(biāo)指南?！?.11”事件后，美國國防部啟動了“應(yīng)激狀態(tài)下的認(rèn)知活動”(Cognition under stress)項(xiàng)目，采用的研究方法就是光學(xué)成像技術(shù)。美國加州大學(xué)Davis分校于2002年10月宣布：未來10年內(nèi)，將投資5200萬美元建立生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)科學(xué)技術(shù)中心（The Center for Biophotonics Science and Technology），其中4000萬美元由NSF支持。在學(xué)術(shù)交流活動方面，國際光學(xué)界規(guī)模最大西部光子學(xué)會議（Photonics West）上，每年的四個大分會之一即是生物醫(yī)學(xué)光學(xué)會議（BiOS），論文均超過大會總數(shù)的三分之一，如，2003年關(guān)于BiOS的專題為19個，占整個會議的19/52=36.5%；2004年，IBOS會議專題為20個，占整個會議的20/55=36.4%。另外，每年還召開歐洲生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)會議。除疾病早期診斷、生理參數(shù)監(jiān)測外，在基因表達(dá)、蛋白質(zhì)―蛋白質(zhì)相互作用、新藥研發(fā)和藥效評價等研究中，特別是近年來的Science, Nature, PNAS等國際權(quán)威刊物發(fā)表的論文表明，光子學(xué)技術(shù)也正在發(fā)揮至關(guān)重要的作用。在某些領(lǐng)域，如眼科，光學(xué)和激光技術(shù)已成熟地應(yīng)用于臨床實(shí)踐。激光還使治療腎結(jié)石和皮膚病的新療法得以實(shí)現(xiàn)，并以最小的無損或微損療法代替外科手術(shù)，如膝關(guān)節(jié)的修復(fù)?，F(xiàn)在，用激光技術(shù)和光激勵的藥物相結(jié)合可治好某些癌癥。以光學(xué)診斷技術(shù)為基礎(chǔ)的流動血細(xì)胞測量儀可用于監(jiān)測愛滋病患者體內(nèi)的病毒攜帶量。還有一些光學(xué)技術(shù)正處于無損醫(yī)學(xué)應(yīng)用的試驗(yàn)階段，包括控制糖尿病所進(jìn)行的無損血糖監(jiān)測和乳腺癌的早期診斷等。光學(xué)技術(shù)還為生物學(xué)研究提供了新的手段，如人體內(nèi)部造影、測量、分析和處理等。共焦激光掃描顯微鏡能將詳細(xì)的生物結(jié)構(gòu)的三維圖象展現(xiàn)出來，在亞細(xì)胞層次監(jiān)測化學(xué)組成和蛋白質(zhì)相互作用空間和時間特征。以雙光子激發(fā)熒光技術(shù)為代表的非線性成像方法，不僅可以改善熒光成像方法的探測深度、降低對生物體的損傷，而且還開辟了在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行高度定位的光化學(xué)療法。近場技術(shù)將分辨率提高到衍射極限以上，可以探測細(xì)胞膜上生物分子的相互作用、離子通道等等。激光器已成為確定DNA化學(xué)結(jié)構(gòu)排序系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。光學(xué)在生物技術(shù)方面的其它應(yīng)用還包括采用“DNA芯片”的高級復(fù)雜系統(tǒng)，和采用傳輸探針的簡單系統(tǒng)。激光鉗提供了一種在顯微鏡下方能看見的一種新奇的、前所未有的操作方法，能夠在生物環(huán)境中實(shí)現(xiàn)細(xì)胞或微觀粒子的操縱與控制，或在10-12m范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)力學(xué)參數(shù)的測量。結(jié)合光子學(xué)和納米技術(shù)已經(jīng)可以探測細(xì)胞機(jī)械活動，揭示細(xì)胞水平上隱秘的生命過程，利用納米器件甚至可以檢測和操縱原子和分子，這可以應(yīng)用在細(xì)胞水平的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。高技術(shù)的進(jìn)步，如：微芯片極大地加速了生物光子學(xué)的發(fā)展進(jìn)程。集成電路、傳感器元件和相連電路的小型化、集成化促使在體和體外測量分子、組織和器官圖像成為可能。許多生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)技術(shù)已經(jīng)在臨床上應(yīng)用于早期疾病監(jiān)測或生理參量的測量，如血壓，血液化學(xué)，pH，溫度，或測量病理生物體或臨床上有重要意義的生化物種的存在與否。描述不同光譜特性（如熒光，散射，反射和光學(xué)相干成像）的各種光學(xué)概念出現(xiàn)在功能成像的重要領(lǐng)域。從大腦到竇體再到腹部，精確導(dǎo)位和追蹤，對于精確定位醫(yī)療儀器在三維手術(shù)空間的位置具有重要的作用?；诜肿犹结樀墓庾蛹夹g(shù)可以識別發(fā)生疾病時產(chǎn)生的分子報(bào)警，將真正實(shí)現(xiàn)令人激動的、個人的、分子水平的醫(yī)學(xué)。

我國的研究基礎(chǔ)與條件雖然相對落后，研究投入不足，但生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)是一門正在興起和不斷發(fā)展的學(xué)科，在這一新興交叉學(xué)科上國內(nèi)外處于一個起跑線上。近年來，在國家自然科學(xué)基金委、省部委以及其它基金項(xiàng)目的資助下，我國在生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的研究中取得了很大的進(jìn)展，尤其是2000年第152次主題為 “生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)與醫(yī)學(xué)成像若干前沿問題”、第217次主題為“生物分子光子學(xué)”的香山會議后，有許多學(xué)校和科研單位開展了生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的研究工作，并初步建成了幾個具有代表性的、具有自己研究特色和明確科研方向的研究機(jī)構(gòu)或?qū)嶒?yàn)室，并在生物醫(yī)學(xué)光學(xué)成像（如OCT、光聲光譜成像、雙光子激發(fā)熒光成像、二次諧波成像、光學(xué)層析成像等）、組織光學(xué)理論及光子醫(yī)學(xué)診斷、分子光子學(xué)（包括成像與分析）、生物醫(yī)學(xué)光譜、X射線相襯成像、光學(xué)功能成像、認(rèn)知光學(xué)成像、PDT光劑量學(xué)、高時空譜探測技術(shù)及儀器研究等方面取得了顯著的研究成果。發(fā)表了許多研究論文，申請了許多發(fā)明專利，有些已經(jīng)獲得產(chǎn)業(yè)化。國家自然科學(xué)基金委員會生命科學(xué)部與信息科學(xué)部聯(lián)合發(fā)起并承辦的全國光子生物學(xué)與光子醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)研討會已經(jīng)舉辦了六屆。這對我國生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)學(xué)科的發(fā)展起到了積極的推動作用。在我國近年所召開的亞太地區(qū)光子學(xué)會議中，有關(guān)生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的內(nèi)容已大幅增加，成為主要的研討專題。我國的生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究和學(xué)術(shù)活動也方興未艾，呈現(xiàn)與國際同步的態(tài)勢。在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究以及對新技術(shù)的掌握方面跟蹤國際先進(jìn)水平，但國內(nèi)科研經(jīng)費(fèi)的投入相對較小，科研隊(duì)伍規(guī)模不大，原創(chuàng)性的科研成果與國外有較大差距。和國外的發(fā)展水平相比，我國的生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)發(fā)展還存在以下問題：

（1）盡管從事生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的科研單位很多，但取得突破性、創(chuàng)新性的研究成果很少，主要是由于我們的科研隊(duì)伍在組織、組成上還不合理，過于分散、開展的內(nèi)容繁雜，難以將有限的資金投入到一些有利于國計(jì)民生的及上水平的研究方向上；另外許多單位的研究重復(fù)，缺乏合作，導(dǎo)致水平低下；

（2）和國外相比，研究經(jīng)費(fèi)無論在絕對值還是相對值上均投入十分不夠；

（3）缺乏研究成果產(chǎn)業(yè)化的引導(dǎo)機(jī)制。

三 醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與技術(shù)（福建師范大學(xué)）教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室概況

“醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與技術(shù)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)立于福建師范大學(xué)物理與光電信息科技學(xué)院（激光與光電子技術(shù)研究所）內(nèi)，作為本學(xué)科開展科研研究和實(shí)施建設(shè)與發(fā)展的一個基礎(chǔ)平臺。實(shí)驗(yàn)室已有30年發(fā)展歷史，1973年成立福建師范學(xué)院物理系激光實(shí)驗(yàn)室，1984年成為福建師范大學(xué)激光研究所實(shí)驗(yàn)室，1995年為福建省首期211重點(diǎn)學(xué)科《應(yīng)用光子學(xué)》學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，2003年5月26日經(jīng)福建省科技廳批準(zhǔn)成立“光子技術(shù)福建省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，2005年7月28日經(jīng)教育部批準(zhǔn)立項(xiàng)建設(shè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室座落于福建師范大學(xué)長安山校園內(nèi)。

30年多來，實(shí)驗(yàn)室在生物組織光學(xué)、醫(yī)學(xué)光譜與光學(xué)成像技術(shù)、光診斷及光診療技術(shù)、信息技術(shù)光學(xué)及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用等四個主要方向上努力開拓，承擔(dān)并完成了數(shù)十項(xiàng)國家與省部重點(diǎn)、重大項(xiàng)目課題，取得一批代表我國本領(lǐng)域研究水平的科研成果，其中十五以來獲省部級科技進(jìn)步一等獎1項(xiàng)，二等獎2項(xiàng)，三等獎2項(xiàng)，其它省級以上獎勵12項(xiàng)。在國內(nèi)外重要刊物發(fā)表的論文以及被SCI、EI收錄的論文均超過100篇。

實(shí)驗(yàn)室目前承擔(dān)著國家與省級重要課題50余項(xiàng)，科研經(jīng)費(fèi)超過2000萬元。其中國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目11項(xiàng)，國家教育部、科技部、衛(wèi)生部項(xiàng)目9項(xiàng)，福建省科技重大專項(xiàng)1項(xiàng)，其它省級重要項(xiàng)目近30項(xiàng)。

中科院半導(dǎo)體研究所原所長王啟明院士任重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會主任，副主任由黃尚廉院士和謝樹森教授擔(dān)任。另有九位國內(nèi)外著名的激光、光電子與醫(yī)學(xué)學(xué)科交叉的院士、專家或資深教授擔(dān)任委員，其中海外委員兩人。他們規(guī)劃、指導(dǎo)并檢查本學(xué)科實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與發(fā)展。

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要學(xué)術(shù)帶頭人、實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會常務(wù)副主任謝樹森教授是中國光學(xué)學(xué)會副理事長、福建省光學(xué)學(xué)會理事長、國家有突出貢獻(xiàn)的中青年專家、光學(xué)工程專業(yè)博導(dǎo)、全國勞動模范，是我國醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)帶頭人與開拓者。實(shí)驗(yàn)室主任陳榮教授、副主任李暉教授均為國務(wù)院特殊津貼專家，實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任陳建新教授來自于北京大學(xué)的優(yōu)秀博士后研究員。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室擁有穩(wěn)定的可持續(xù)開展高水平科研的學(xué)術(shù)梯隊(duì)，其中的中青年學(xué)術(shù)帶頭人或?qū)W術(shù)骨干包括1位閩江學(xué)者特聘教授、1位福建師范大學(xué)特聘教授、3位國務(wù)院特殊津貼專家、2位全國優(yōu)秀教師、2位福建省優(yōu)秀教師和15位博士。

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與國內(nèi)外學(xué)術(shù)界建立了并保持著廣泛的聯(lián)系。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已設(shè)立面向國內(nèi)外的開放課題基金。已批準(zhǔn)并實(shí)施來自浙江大學(xué)、廈門大學(xué)、上海光機(jī)所、西安交通大學(xué)、華南師范大學(xué)、天津醫(yī)科大學(xué)、上海市激光醫(yī)學(xué)研究中心等單位知名學(xué)者的開放課題。

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已具備良好的科研軟硬件環(huán)境?，F(xiàn)有面積近5000平方米，儀器設(shè)備原值2500多萬元。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)管理制度健全。

“醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與技術(shù)”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在我國現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域特色鮮明，在我國相關(guān)學(xué)科處于領(lǐng)頭地位，有較大影響。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)將有力促進(jìn)福建省科技創(chuàng)新能力建設(shè)，促使福建師范大學(xué)迅速向高水平、有特色、開放型的綜合性大學(xué)邁進(jìn)。同時，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與發(fā)展將有力促進(jìn)我國醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，為廣大民眾的身心健康，為海峽西岸的科技、社會與經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。

四 發(fā)展趨勢和展望

光子學(xué)及其技術(shù)已廣泛應(yīng)用或滲透到生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)的諸多方面，被科學(xué)界所認(rèn)同和重視。生物醫(yī)學(xué)光學(xué)已經(jīng)成為國際光學(xué)學(xué)科重要發(fā)展方向之一。生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的發(fā)展，將為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)帶進(jìn)嶄新的時代。本學(xué)科的發(fā)展將繼續(xù)體現(xiàn)了多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，研究領(lǐng)域涉及到了生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、和光學(xué)，還有化學(xué)等不同大學(xué)科的方方面面。技術(shù)開發(fā)與臨床應(yīng)用研究的結(jié)合將越來越密切。一般認(rèn)為，光學(xué)領(lǐng)域未來發(fā)展的重點(diǎn)是將各種復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)和技術(shù)更加廣泛地應(yīng)用于保健和醫(yī)療。當(dāng)今世界中,與光子學(xué)有關(guān)的技術(shù)沖擊著人類對生命體的認(rèn)知及人類健康領(lǐng)域?；诂F(xiàn)代激光與光電子技術(shù)的生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)技術(shù)將為生命科學(xué)研究帶來具有原始性創(chuàng)新的重要科研成果，并可望形成有重大社會影響和經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)業(yè)。

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，光子學(xué)技術(shù)正在改變著藥物療法和常規(guī)手術(shù)的實(shí)施手段,并為醫(yī)療診斷提供了新方法。在某些領(lǐng)域,如眼科,光學(xué)和激光技術(shù)已成熟地應(yīng)用于臨床實(shí)踐。激光還使治療腎結(jié)石和皮膚病的新療法得以實(shí)現(xiàn),并以無損或微損療法代替外科手術(shù),如膝關(guān)節(jié)的修復(fù)?，F(xiàn)在,用激光技術(shù)和光激勵的藥物相結(jié)合可治好某些癌癥。以光學(xué)診斷技術(shù)為基礎(chǔ)的流動血細(xì)胞測量儀可用于監(jiān)測愛滋病患者體內(nèi)的病毒攜帶量。還有一些光學(xué)技術(shù)正處于無損醫(yī)學(xué)應(yīng)用的試驗(yàn)階段,包括控制糖尿病所進(jìn)行的無損血糖監(jiān)測和乳腺癌的早期診斷等。

在基礎(chǔ)研究方面，研究重點(diǎn)在于從細(xì)胞，甚至是亞細(xì)胞尺度層次揭示病變組織與正常組織之間的差異，為新技術(shù)開發(fā)以及應(yīng)用提供理論依據(jù)。另一方面，研究光與人體組織之間的相互作用以及所產(chǎn)生的光化學(xué)、光熱和光機(jī)械效應(yīng)。在技術(shù)的應(yīng)用方面，研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向比較各種技術(shù)中光源（相干光源/非相干光源、波長、功率密度、偏振性、連續(xù)/脈沖光源、脈沖持續(xù)時間等）和個體差異（年齡、性別、臨床癥狀、發(fā)病史、發(fā)病時間等）對診斷或治療結(jié)果的影響，在確定各種技術(shù)臨床適應(yīng)癥的同時，進(jìn)一步實(shí)用化各種技術(shù)。此外，還在不斷開發(fā)新的實(shí)用于不同疾病的診斷、治療和監(jiān)測技術(shù)。

值得關(guān)注的是，國外從事“生物醫(yī)學(xué)光學(xué)”領(lǐng)域研究的高?；蜓芯繖C(jī)構(gòu)中，來自大陸的中國學(xué)者的數(shù)量越來越多。這有助于使國內(nèi)外的學(xué)術(shù)交流更加有效，并可以預(yù)期國內(nèi)與國外在該領(lǐng)域的研究水平差距將不斷縮小。

今后若干年內(nèi)醫(yī)學(xué)光電科技學(xué)科需關(guān)注的重大科學(xué)問題和優(yōu)先研究領(lǐng)域如下：

（一）醫(yī)學(xué)光子學(xué)基礎(chǔ)

在組織光學(xué)方面，其中最主要的有光在組織體內(nèi)傳播的特殊方式、組織光學(xué)性質(zhì)的描述以及有關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的開發(fā)和完善等。組織光學(xué)是醫(yī)學(xué)光子技術(shù)的理論基礎(chǔ)。光在生物組織中的運(yùn)動學(xué)（如光的傳播）問題和動力學(xué)（如光的探測）問題是研究的主要內(nèi)容，目的是要研究生物組織的光學(xué)性質(zhì)和確定某靶位單位面積上的光能流率。應(yīng)優(yōu)先解決測量技術(shù)和實(shí)驗(yàn)精度的問題，利用近場光學(xué)顯微技術(shù)、光鑷技術(shù)測量活體組織的光學(xué)參量。在理論建模方面，建立生物組織中光的傳輸理論和數(shù)值模擬方法。具體開展的研究工作應(yīng)包括：1）光在生物組織中傳輸理論：要用更復(fù)雜的理論來描述生物組織的光學(xué)性質(zhì)以及光在其中的傳播行為。建立準(zhǔn)確的組織光學(xué)模型，使之能反映生物組織空間結(jié)構(gòu)及其尺寸分布情況、組織各個部分的散射與吸收特性以及折射率在一定條件下的變化情況；改造傳輸方程，使之適應(yīng)新的條件，并能在某些情況下求出光在生物組織中傳輸?shù)幕拘再|(zhì)。2）光傳輸?shù)拿商乜_模擬：繼續(xù)開發(fā)新的更為有效的算法以適應(yīng)生物組織的多樣性和復(fù)雜性的要求。除了了解光在組織中的分布，還在探索從大量數(shù)字模擬中得到生物組織中光的宏觀分布與其光學(xué)性質(zhì)基本參量之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。另外，發(fā)展非穩(wěn)態(tài)的光傳輸?shù)拿商乜_模擬方法也是一個重要的研究方向，從中可以獲得比穩(wěn)態(tài)條件下更多的信息。

組織光學(xué)參數(shù)的測量方法和技術(shù)方面，尚未獲得人體各種組織的可靠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。發(fā)展和完善活體的無損檢測尤為重要。在這方面，時間分辨率與頻率分辨率的測量方法引人注目。

（二）醫(yī)學(xué)光子學(xué)光譜診斷技術(shù)

醫(yī)學(xué)光子學(xué)光譜（非成像）診斷技術(shù)實(shí)質(zhì)上是利用從組織體反射、散射、發(fā)射出來的光，經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆糯?、探測以及信號處理，來獲取組織內(nèi)部的病變信息，從而達(dá)到診斷疾病的目的。

生物組織的自體熒光與藥物熒光光譜技術(shù)，內(nèi)容涉及光敏劑的吸收譜、激發(fā)與發(fā)射熒光譜以及各種波長激光激發(fā)下正常組織與病變組織內(nèi)源性熒光基團(tuán)特征光譜等?，F(xiàn)在人們所謂的特征熒光峰實(shí)際上只是卟啉分子的熒光峰?？陀^和科學(xué)地判斷激光熒光光譜對腫瘤的診斷標(biāo)準(zhǔn)是十分必要的。目前，某些癌瘤的藥物熒光診斷已進(jìn)入臨床試用，自體熒光的應(yīng)用尚處于摸索之中。需要開展激光激發(fā)生物組織和細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的機(jī)理研究，探討激光誘發(fā)組織自體熒光與癌組織病理類型的相關(guān)性以及新型光敏劑的熒光譜、熒光產(chǎn)額和最佳激發(fā)波長等方面的研究，以期獲得極其穩(wěn)定、可靠的特征數(shù)據(jù)，為診斷技術(shù)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

近年來，拉曼光譜技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)中已顯示出它在靈敏度、分辨率、無損傷等方面的優(yōu)勢。應(yīng)開發(fā)并完善重要醫(yī)學(xué)物質(zhì)拉曼光譜數(shù)據(jù)庫，并使基于拉曼光譜分析的小型、高效、適用于體表與體內(nèi)的醫(yī)用拉曼光譜儀和診斷儀將在醫(yī)學(xué)臨床獲得更廣泛的應(yīng)用。

超快時間分辨光譜比穩(wěn)態(tài)光譜在技術(shù)上更靈敏、更客觀和更具有選擇性。因此，將脈寬為ps、fs量級的超短激光脈沖光源用于醫(yī)學(xué)受到廣泛重視，其一，應(yīng)發(fā)展超快時間分辨熒光光譜技術(shù)，用于測量生物組織及生物分子的熒光衰變時間，分析癌組織分子馳豫動力學(xué)性質(zhì)等，為進(jìn)一步研究自體熒光法診斷惡性腫瘤提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；其二，應(yīng)發(fā)展超快時間分辨漫反射（透射）光譜技術(shù)。以時域的角度測量組織的漫反射，從而間接確定組織的光學(xué)特征。這是一種全新的、適用于活體的、無損和實(shí)時的測量方法，為確知光與生物組織的相互作用，解決醫(yī)學(xué)光子學(xué)中基礎(chǔ)測量問題開辟一條新徑。

（三）醫(yī)學(xué)光子學(xué)成像診斷技術(shù)

發(fā)展出具有無輻射損傷、高分辨率、非侵入、實(shí)時、安全的光子學(xué)成像診斷技術(shù)，并具有經(jīng)濟(jì)、小型、且能監(jiān)測活體組織內(nèi)部處于自然狀態(tài)化學(xué)成分等特點(diǎn)的醫(yī)療診斷設(shè)備。主要的醫(yī)學(xué)光子學(xué)成像診斷技術(shù)包括：

超快時間分辨成像技術(shù)：以超短脈沖激光作為光源，根據(jù)光脈沖在組織內(nèi)傳播時的時間分辨特性，使用門控技術(shù)分離出漫反射脈沖中未被散射的所謂早期光，進(jìn)行成像。正在研究的典型時間門有條紋照相機(jī)、克爾門、電子全息等。

散射成像技術(shù)：包括光子密度波散射層析成像、組織深度光譜測量以及復(fù)合成像等，利用紅外光源，光子密度波在生物組織中的穿透深度可達(dá)幾個毫米，在低散射的人腦組織中甚至可達(dá)30mm。

紅外熱成像：紅外熱成像是利用紅外探測器測量人體和動物的正常與病變組織的溫度差異來診斷病變及其位置，現(xiàn)已在醫(yī)學(xué)診斷中得到廣泛的應(yīng)用，如乳腺腫瘤的診斷。

光學(xué)相干層析成像技術(shù)：一種非侵入式無損成像技術(shù)，并且可以與顯微鏡、手持探針、內(nèi)窺鏡、醫(yī)用導(dǎo)管、腹腔鏡等相結(jié)合使用，從而具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。而且，OCT能進(jìn)行眾多功能成像，如分光鏡OCT、多普勒OCT、偏振OCT：也可以與眾多成像技術(shù)結(jié)合使用，如熒光、雙光子、二次諧波成像等技術(shù)。

熒光壽命成像：受超短光脈沖激發(fā)后，熒光團(tuán)，包括自體熒光團(tuán)如NADH、FAD等和外源熒光團(tuán)，如有機(jī)熒光染料、熒光蛋白等，所發(fā)出熒光的壽命取決于熒光團(tuán)的分子種類及其所處的微環(huán)境，如pH、離子濃度（如Ca2+、Na+等）、氧壓等，因此熒光壽命的測量和成像，有助于提供生物組織的功能信息。和內(nèi)窺鏡結(jié)合，可用于胃癌、食道癌等疾病的早期診斷，是一種很有前途的具有高靈敏度、高特異性以及高診斷準(zhǔn)確性的早期癌癥診斷方法。

光聲作用成像：利用超聲場在生物組織中的優(yōu)良傳輸特性和激光在生物組織中的選擇性吸收特性,將超聲定位技術(shù)和光學(xué)高靈敏度檢測技術(shù)結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)無損傷臨床醫(yī)學(xué)的結(jié)構(gòu)和功能層析診斷。預(yù)期成像深度遠(yuǎn)好于目前的光學(xué)成像方法,對于較厚生物組織成像及臨床應(yīng)用特別具有吸引力,可為及早發(fā)現(xiàn)一些特殊病變提供一種無損、有效、高準(zhǔn)確度的方法。

非線性光學(xué)成像：雙光子激發(fā)熒光顯微成像、二次諧波等成像技術(shù)由于具有三維高空間分辨率，對比度高、對生物組織的損傷小等優(yōu)點(diǎn)，研究工作重點(diǎn)是擴(kuò)展成像技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，重點(diǎn)解決研制小型化內(nèi)窺型診斷設(shè)備所面臨的相關(guān)技術(shù)問題。

人體經(jīng)絡(luò)的光學(xué)表征及其調(diào)控功能：已經(jīng)用不少事實(shí)證明了經(jīng)脈循行路線的現(xiàn)象，也初步顯示了人體體表沿十四經(jīng)脈路線存在的紅外輻射軌跡。然而，至今未能用西醫(yī)的形態(tài)學(xué)或生理學(xué)方法證明它的存在，也不能明晰地闡明“經(jīng)絡(luò)”的實(shí)質(zhì)?？梢岳靡寻l(fā)展的生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)諸多成像技術(shù)為工具，研究這個具有中國特色的中醫(yī)學(xué)中的重大問題。

4.醫(yī)用激光治療技術(shù)（激光醫(yī)學(xué)）

強(qiáng)激光治療：是當(dāng)前激光醫(yī)學(xué)中最成熟和最重要的領(lǐng)域。隨著新型醫(yī)用激光器的不時出現(xiàn)，如：鈦激光、鉺激光、準(zhǔn)分子激光等，強(qiáng)激光治療技術(shù)的臨床用途也逐漸增多，提出一些新的問題。關(guān)于這些新型激光器及新的工作方式對人體組織的作用特點(diǎn)的認(rèn)識還相對不足，基本沒有適合國人組織特性的治療參數(shù)。為此需加強(qiáng)研究激光與生物組織間的作用關(guān)系，特別是在諸多有效療法中已獲得重要應(yīng)用的激光與生物組織間的作用關(guān)系；研究不同激光參數(shù)（包括波長、功率密度、能量密度與運(yùn)轉(zhuǎn)方式等）對不同生物組織、人體器官組織及病變組織的作用關(guān)系，取得系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，同時也有必要加強(qiáng)新型激光器及新的工作方式的臨床適應(yīng)證的研究。

低強(qiáng)度激光治療：非熱或低強(qiáng)度激光輻射可作為一種輔助治療手段，其作用機(jī)理尚不清楚。對弱激光治療機(jī)理的認(rèn)識有待于整個基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的提高，如充分認(rèn)識細(xì)胞基因表達(dá)與調(diào)控、細(xì)胞代謝的調(diào)控、免疫反應(yīng)的調(diào)控等，同時還需研究不同弱激光劑量對這些調(diào)控的影響，這才能提高弱激光治療的針對性和療效。針對目前臨床上盲目夸大療效、照射劑量嚴(yán)重混亂的局面，建議重點(diǎn)扶持2-3個弱激光研究中心，集中財(cái)力與人力進(jìn)行弱激光的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)研究；弱激光生物調(diào)節(jié)作用和細(xì)胞生物學(xué)現(xiàn)象（基因調(diào)控和細(xì)胞凋亡）的量效關(guān)系、弱激光鎮(zhèn)痛的分子生物學(xué)機(jī)制以及弱激光與細(xì)胞免疫（抗菌、抗毒素、抗病毒等）的關(guān)系及其機(jī)制。尋求弱激光生物刺激效應(yīng)的可能機(jī)制與量效關(guān)系；規(guī)范臨床治療參數(shù)與操作等。

光動力學(xué)治療（PDT）是當(dāng)前激光醫(yī)學(xué)中最具活力且發(fā)展迅速的領(lǐng)域。光動力療法具備了診斷和治療腫瘤、心腦血管病等人類重大疾病的潛力。光動力療法在鮮紅斑痣、老年性眼底黃斑病變、某些頑固性皮膚病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等常規(guī)手段難以奏效的良性疾病的治療研究中取得一系列進(jìn)展，并結(jié)合內(nèi)鏡技術(shù)的發(fā)展等，其應(yīng)用領(lǐng)域得到很大的延伸和擴(kuò)展。這些都說明發(fā)展光動力療法具有重要的社會和經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)資助PDT相關(guān)產(chǎn)品的國產(chǎn)化，扶持新一代國產(chǎn)光敏劑的開發(fā)及相應(yīng)激光器的產(chǎn)業(yè)化，資助新一代光敏劑光動力學(xué)治療的機(jī)理研究。作用機(jī)理、光動力療法各要素對光動力學(xué)效應(yīng)的影響、建立數(shù)學(xué)模型、新型光敏劑光動力學(xué)效應(yīng)的研究，為開拓光動力療法新的應(yīng)用領(lǐng)域取得系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

激光美容與光子嫩膚術(shù)：利用激光或強(qiáng)脈沖光照射皮膚后的選擇性光熱解效應(yīng)，即靶組織（病灶）和正常組織對光的吸收率的差別，使激光在損傷靶組織的同時避免正常組織的損傷這一原則，達(dá)到去皺、去文身、脫毛和治療各種皮膚病或達(dá)到美容的效果。

五 結(jié)論

醫(yī)學(xué)光子學(xué)及其技術(shù)的學(xué)科發(fā)展，對生命科學(xué)有重要且積極的意義。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，將為解決長期困擾人類的疑難頑疾如心血管疾病和癌癥的早期診治提供可能性，從而提高人類的生存價值和意義，其中的重大突破將起到類似X射線和CT技術(shù)在人類文明進(jìn)步史上的重要推動作用，在知識經(jīng)濟(jì)崛起的時代還可能產(chǎn)生和帶動一批高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

參考文獻(xiàn)

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課題組成員：

1.謝樹森：教授、博士導(dǎo)師，中國光學(xué)學(xué)會副理事長，福建省光學(xué)學(xué)會理事長

2.李 暉：福建師范大學(xué) 醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

3.陳 榮：福建師范大學(xué) 醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

篇10

關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)儀器；課程改革；虛擬儀器

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）15-0164-02

一、課程特點(diǎn)分析

生物醫(yī)學(xué)工程是一門跨學(xué)科的相對較新的專業(yè)，它綜合性強(qiáng)，在十幾年的發(fā)展過程中，生物醫(yī)學(xué)工程在生物、醫(yī)學(xué)、工程各個領(lǐng)域都有了長足的發(fā)展，所涉及的領(lǐng)域也越來越廣。但在國內(nèi)外高校中，對于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)方式則一直秉持著用工程角度來審視生物/醫(yī)學(xué)問題的理念。所以在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程中，既有細(xì)胞生物學(xué)、人體解剖與生物學(xué)等生物醫(yī)學(xué)課程，也有數(shù)字信號處理、單片機(jī)原理及應(yīng)用等工程類課程。旨在用技術(shù)科學(xué)的概念和方法來解釋和描述人體各層次的成分、結(jié)構(gòu)和功能，以及人體各種正常生理功能與病理狀態(tài)之間的差異，同時探索防病、診斷、治療及功能輔助的具體技術(shù)和設(shè)備[1]，因此《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》課程一直是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)重要的特色專業(yè)課之一。

作為生物醫(yī)學(xué)工程系的專業(yè)必修課，《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)體系的建立對于本專業(yè)學(xué)生專業(yè)知識的學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用。它涉及到生物醫(yī)學(xué)工程與電子信息技術(shù)及儀器兩個專業(yè)的知識交叉與融合，所以該課程的特色化建設(shè)對于一個學(xué)校生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展尤為重要?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器在生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展和現(xiàn)代臨床的診斷、治療中所發(fā)揮的作用是不可或缺的。從簡易的數(shù)字血壓計(jì)到大型CT（X射線電子計(jì)算機(jī)斷層掃描）的結(jié)構(gòu)，都是與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)電子技術(shù)密不可分的。因此，了解并掌握它們的工作原理、電路組成和設(shè)計(jì)原則，對促進(jìn)學(xué)科、教學(xué)發(fā)展，保障學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量和提高自身的市場競爭力都具有重要意義。

同時，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器又是現(xiàn)代工程技術(shù)的結(jié)晶。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì)無論是內(nèi)容、方法還是成本都發(fā)生了根本的變化。計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)儀器儀表的結(jié)合已成為一種趨勢，這項(xiàng)技術(shù)來自于虛擬儀器的概念[2]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器系統(tǒng)應(yīng)該是一個開放式的系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，可以根據(jù)當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)測量技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)信息處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和集成制造技術(shù)等的發(fā)展，隨時改善其系統(tǒng)構(gòu)成，從而使其永遠(yuǎn)是一個先進(jìn)的系統(tǒng)。而借助于近幾年發(fā)展起來的虛擬儀器技術(shù)，可以方便地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。虛擬儀器強(qiáng)大的功能是傳統(tǒng)儀器所無法比擬的：虛擬儀器是在通用計(jì)算機(jī)平臺上，用戶根據(jù)自己的需求來定義和設(shè)計(jì)測試功能的儀器系統(tǒng)。也就是說虛擬儀器是由用戶利用一些基本硬件及軟件編程技術(shù)組成的各種各樣的儀器系統(tǒng)[3]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì)過程必將和虛擬儀器產(chǎn)生交集，所以醫(yī)學(xué)儀器相關(guān)課程的傳統(tǒng)內(nèi)容已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，我們必須教會學(xué)生在虛擬儀器的平臺上進(jìn)行醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì)，這樣，培養(yǎng)出來的大學(xué)生才能緊跟時展的腳步，掌握最新的科學(xué)技術(shù)。

杭州電子科技大學(xué)近年來在《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》課程上做了一系列的探討，在培養(yǎng)目標(biāo)和課程設(shè)置上基本上有了一定的科學(xué)依據(jù)。然而在實(shí)際的教學(xué)過程中，我們還是發(fā)現(xiàn)了一些問題：《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》課程知識點(diǎn)多，而且課程內(nèi)容比較抽象，學(xué)生不易理解透徹；并且實(shí)踐性強(qiáng)，需要進(jìn)行理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程訓(xùn)練。同時，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)方法也已經(jīng)跟不上發(fā)展形式。因此，改變以往單一方式的該課程教學(xué)模式，建立一個由醫(yī)學(xué)儀器基本原理介紹、不同種類醫(yī)學(xué)儀器簡介及設(shè)計(jì)原則、醫(yī)學(xué)虛擬儀器設(shè)計(jì)構(gòu)成的新的教學(xué)體系，是順應(yīng)現(xiàn)代儀器技術(shù)發(fā)展的趨勢，可以最大程度地實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長。因此我們對《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》課程教學(xué)模式進(jìn)行了如下的改革，通過改革，使醫(yī)學(xué)儀器系統(tǒng)的發(fā)展不再拘泥于傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)儀器系統(tǒng)的框架，最大限度地滿足現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展的要求，使學(xué)生畢業(yè)以后能夠在醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì)應(yīng)用上有一個質(zhì)的飛躍，更能適應(yīng)社會需要。

二、課程改革的主要內(nèi)容

1.教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化。醫(yī)學(xué)儀器的概念非常寬泛，涉及到的內(nèi)容也十分繁復(fù)。要在短短的48課時內(nèi)講授完所有的醫(yī)學(xué)儀器相關(guān)知識是不現(xiàn)實(shí)的[4]。所以對于課程內(nèi)容的選擇就顯得尤為重要。在研究了多個高校類似課程的內(nèi)容設(shè)計(jì)之后，我們結(jié)合本學(xué)院專業(yè)交叉的特點(diǎn)，對課程的內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化?！夺t(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》要在內(nèi)容上做到點(diǎn)和面的結(jié)合，既要保證知識面廣，同時又要重點(diǎn)突出，要有體現(xiàn)較寬專業(yè)綜合理論和較強(qiáng)實(shí)踐特點(diǎn)的課程內(nèi)容。在目前高校常用的教材基礎(chǔ)上[5][6]，我們將課程內(nèi)容進(jìn)行整合與優(yōu)化。從基本原理知識出發(fā)，了解生物醫(yī)學(xué)信號的特點(diǎn)，通過數(shù)學(xué)建模方法的講解，深入醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì)原則，最后詳細(xì)介紹各類典型醫(yī)學(xué)儀器，包括：基礎(chǔ)生理信號（血壓、心電）的檢測儀器，臨床監(jiān)護(hù)儀器，治療及恢復(fù)設(shè)備，醫(yī)學(xué)成像設(shè)備，臨床檢測儀器等。此外，還涵蓋了國際和國內(nèi)關(guān)于醫(yī)學(xué)儀器的認(rèn)證和監(jiān)管，電器安全評估以及現(xiàn)在醫(yī)學(xué)儀器發(fā)展的方向等內(nèi)容。

2.教學(xué)方式和教學(xué)手段的多樣化。單一的教學(xué)方式無法滿足這類專業(yè)特色課程的需求，所以我們在教學(xué)過程中采用以多媒體為主，板書為輔的教學(xué)方式。由于課程內(nèi)容豐富，信息量大，需要借助多媒體的方式形象地展示各種圖片與視頻文件，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效果[7]。而板書的融入可以提高學(xué)生對知識的理解和掌握能力，使其學(xué)懂學(xué)透，起到事半功倍的效果。

此外，為了充分調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、歸納整理以及表達(dá)的能力，將學(xué)生分為5～6人一組，課外通過對任何一種醫(yī)療儀器的學(xué)習(xí)，在課堂上做一個10分鐘左右的presentation，內(nèi)容涉及該種醫(yī)療儀器的原理方法、使用過程、行業(yè)前景等內(nèi)容。這種互動方式可以提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時直觀地了解教學(xué)安排是否合理，效果是否明顯，為教學(xué)改革提供依據(jù)。

3.實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)和加強(qiáng)?！夺t(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，單一的課堂講授遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，為此，本課程采取理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的方式。具體來說，實(shí)踐環(huán)節(jié)包括課堂實(shí)驗(yàn)和上機(jī)課程設(shè)計(jì)兩個環(huán)節(jié)。課堂實(shí)驗(yàn)旨在讓學(xué)生最直觀地接觸市場上的醫(yī)療儀器，在使用過程中體會學(xué)習(xí)過的原理知識，感受不同廠家的產(chǎn)品在細(xì)節(jié)處的差別，以及不同檢測原理在測量同一生理參數(shù)時結(jié)果的區(qū)別。主要實(shí)驗(yàn)儀器包括：水銀血壓計(jì)，電子血壓計(jì)，紅外體溫計(jì)，血糖儀，電子刺激器等。上機(jī)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)主要為虛擬醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì)?；谔摂M儀器的軟件開發(fā)平臺Labview（美國NI公司），使用圖形語言，讓學(xué)生4人一組，共同設(shè)計(jì)一個能夠?qū)崿F(xiàn)基本功能的醫(yī)學(xué)儀器，并在全班同學(xué)前進(jìn)行演示和講解。通過這種課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生切身體會一下虛擬儀器平臺在醫(yī)學(xué)儀器發(fā)展中的重要作用，同時在設(shè)計(jì)醫(yī)療儀器的時候，又把在課堂上學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行了綜合運(yùn)用，既扎實(shí)了知識，又鍛煉了能力，為今后走向工作崗位奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.建立合理全面的考核方式。以往單一的僅用期末考試成績反映學(xué)生課程水平的方法已經(jīng)不適用于《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》這類綜合性專業(yè)課。我們建立了一套多形式、多層面的教學(xué)評價方法，既檢測學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握程度，又可以衡量學(xué)生的獨(dú)創(chuàng)性、探索性和分析應(yīng)用知識的能力。平時課堂表現(xiàn)、小組presentation的質(zhì)量、課程設(shè)計(jì)程序的優(yōu)劣以及期末考試成績，均成為新考核體系中的一部分。

課程的考核方式和考核結(jié)果并不是我們追求的最終目標(biāo)，在新考核體系的指導(dǎo)下，最大程度調(diào)動學(xué)生的積極性、鞏固學(xué)習(xí)到的專業(yè)知識、鍛煉學(xué)生的專業(yè)綜合能力、公平評價每個學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度才是課程考核體系的不斷完善的目標(biāo)方向?？己瞬皇亲罱K的結(jié)果，但卻是必不可少的一個重要手段。

三、總結(jié)

通過一個學(xué)期課程實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)，改革后的《醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)》課程在多個方面都有了明顯的進(jìn)步與提高。新的課程安排在內(nèi)容上體現(xiàn)了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的多學(xué)科交叉，課堂內(nèi)容的講解和學(xué)生自主學(xué)習(xí)有效融合，實(shí)驗(yàn)課程讓專業(yè)知識不僅僅局限于課本演示，虛擬儀器設(shè)計(jì)的訓(xùn)練緊跟現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器發(fā)展的腳步，全面提升了學(xué)生的專業(yè)知識和行業(yè)競爭力，為他們今后進(jìn)入社會，從事相關(guān)行業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時，學(xué)生對于這種新的教學(xué)模式十分喜歡，接受度很高，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，經(jīng)?？梢钥吹剿麄冞@樣寫道：“喜歡這樣的課程，很開心也挺有收獲”；“第一次接觸血壓計(jì)，比課堂上講解更直觀”；“嘗試了很多新東西，很有趣”，“既興奮又倍感收獲”……學(xué)生喜愛，教學(xué)效果良好，緊貼行業(yè)發(fā)展步伐，培養(yǎng)行業(yè)需要的人才，這正是我們高校課程改革的最終目的。

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