合成生物学底盘微生物细胞的应用及其生物安全在创新型本科生培养中的实践

本科生创新能力培养是"双一流"建设人才培养的重要组成部分。合成生物学是一门新兴多学科交叉领域,被誉为可改变世界的十大新技术领域之一。构建高版本底盘微生物细胞和利用底盘细胞人工合成细胞工厂是合成生物学的重要组成部分。以实现创新型本科生为培养目标,我们将合成生物学底盘微生物细胞技术融入人才培养环节,通过组织学生参加国际遗传工程机器设计竞赛、主持大学生创新创业训练项目以及完成本科生毕业设计课题等多元化途径,提高学生理论联系实际及创新实践能力。同时,由于底盘微生物细胞是基因组经过精简、优化或其基因通路被改变的细胞,其应用存在一定的生物安全风险。我们通过将安全教育纳入培养大纲和教学计划、出版实验室安全与操作规范专业教材、开发虚拟仿真实验项目、建立实验室准入制度和信息化管理体系,以及针对底盘微生物细胞从购买、管理、规范使用和废弃物处理等进行生物安全教育等系列举措,规范底盘微生物细胞应用的生物安全。这些实践为培养创新型本科生提供了一个强有力的途径和有效保障,也为合成生物学的发展提供了支持,并有助于培养新的生力军。     

思维导图在微生物学教学中的应用实践

在现行多媒体课堂教学的基础上引入思维导图,提出了地方师范院校微生物学课程教学的可视化思维新策略。本文具体实践应用了微生物学教学过程中的教学设计、导入新课、板书设计、课堂笔记、复习总结、教学评价等6个关键教学环节,指出思维导图不仅能够提高教师的教学效果,也能够提高学生的学习效率,同时也是一种能够促进学生学习积极性和主动性、激发学生的联想与创意、让学生形成系统的学习和思维习惯、实现"以学生为中心"的教学方法。     

遗传作者须知

《遗传》为中国精品科技期刊,是反映中国遗传学原创性研究成果及国际遗传学进展的中文核心期刊。读者对象为生命科学领域研究与教学人员、技术研发人员、研究生及本科生等。     

以“新冠”病毒肺炎疫情为案例的问题导向式微生物学课程思政教学设计

在微生物学课程中开展思政教学有助于提升相关专业学生的思想道德修养和综合素质,是当前高校教育"立德树人"根本任务的具体要求,也是思政教育"全过程、常态化"的重要体现。案例教学法是微生物学课程思政的一种重要教学方法,主要以微生物学科发展中的一些著名学者及其事迹为案例,引导学生认识和理解这些案例的思想内涵,以提升自身思想道德水平。该教学方法在实践中获得了较为理想的教学效果,但也存在着设计不够充分、时效性不足等问题。针对这些问题,本文提出了以新型冠状病毒肺炎(COVID-19,简称"新冠"病毒肺炎)疫情为案例的问题导向式微生物学课程思政教学设计方案。该设计基于当前"新冠"病毒肺炎疫情中涌现出的诸多先进人物和事迹,以及暴露出的一些不良现象和问题,通过将这些案例与微生物学专业知识,以及微生物学科发展历史上的经典人物事迹进行有机整合和提炼,开展问题导向式教学。这些案例都是学生亲身经历过的重大事件,因此能有效地提升学生的参与感,引发学生的共鸣。使用这些案例是对微生物学课程思政经典教学案例的有益补充,能更好地引导学生在学习相关专业知识的同时,主动思考各案例所蕴含的思想道德意义并将之内化为自己的价值信念,帮助他们塑造正确的"三观",最终实现微生物学课程思政"寓思想教育于科学知识学习"的教学目标。     

“同伴教学法”在“微生物学实验”混合式教学中的应用

1984年,哈佛大学教授埃里克·马祖尔(Eric Mazur)在物理学教学实践中创立了"同伴教学法(peer-instruction,PI)",PI引导学生主动探究、互相学习,获得良好的教学效果。21世纪,信息技术和生命科学的飞速发展,使得生命科学的实验教学走向网络平台。在"微生物学实验"的混合式教学中,应用"同伴教学法"让学生在实验原理掌握、实验操作技术、实验结果分析和作业互评等学习过程中始终保持在教授给他人的状态,即两周后知识技能的保持率稳定在90%。对比"同伴教学法"班级和未实施"同伴教学法"班级,发现各种成绩的统计中,实施了"同伴教学法"的班级都显著提升。因此,在实验课程的教学中"同伴教学法"是值得深度研究和推广的高效教学方法。     

创新创业教育在微生物学实践教学中的探索

创新创业教育是当前高等教育改革的重要方向,如何将微生物学实践教学与创新创业教育相结合是一个值得研究的课题。我们在微生物学实践课程体系和学生业余科研中探索出以下举措来培养学生的创新能力和创业思维:建立兴趣小组参与实验准备的模式,这能让学生快速成长为实验能手,成了我校微生物学实验教学的优良传承和特色,并辐射到全校的其他课程;通过多元化的设计方案、专题实验来锻炼学生综合应用知识的能力、科研思维和创新能力,这让学生在潜移默化中走上科研道路;指导学生申报科研课题和参加学科竞赛项目,培养学生的实验技能和探索能力,这成为实践教学的有益延伸。上述改革的成效显著,学生学习的积极性和参与科研的意识被激发,申报科研项目的质量和数量大大提高,在学科竞赛获奖、参与论文发表和专利申请等方面获得了不俗的成绩。该组合模式为本科生创新创业能力的培养和综合素质的提升发挥了重要的作用,尤其对地方本科院校人才培养具有重要的推广价值。     

基于成果导向教育理念的生物化学多维度教学改革体系的构建

生物化学是生物类相关专业的重要基础课,具有发展迅速、信息量大且理论性和实践性均强等特点,针对教与学过程中普遍存在的学生学习难度大、实验课缺乏整体性、综合性和设计性实验少等问题,笔者在成果导向教育 (Outcome-based education,OBE) 理念的指导下,从理论教学及实践教学入手,通过引入灵活多样的教学方法、用好在线课程、实施双语教学、加强实践教学环节、改进考核模式等方面,构建了生物化学多维度教学改革体系。实践证明,该教学改革体系能够使学生由“被动学”变“主动学”,充分调动了学生的学习积极性、培养了学生的创新能力,在提升高校人才培养质量方面起到了重要作用。     

网络微实验在本科实验教学实践中的应用探析——以生物化学实验课程网络微实验建设为例

为了深化实践教学改革,加快教学信息化建设进程,促进数字化教学资源的开发与应用,吉林大学生物国家级实验教学示范中心开展了生物化学实验课程网络微实验项目的建设工作。该项目现已成功建立并实现了网上运行,为我校生物学及相关专业学生提供了规范化、标准化的生物化学实验技术操作学习资源;为学生创造了随时随地、具有针对性地学习生物化学实验知识点的机会,提高了学生对实验的兴趣和动手能力,无形中促进了生物化学实验教学质量的提升。现就该项目的具体建设内容及建设过程和在本科生实验教学中的应用情况予以介绍。