生物技术课题研究十篇

生物技术课题研究篇1

长期以来，我国采用的“从上而下”的中央集权的课程政策模式，使我国的课程多年来一直处于高度统一的状态。随着社会经济文化的发展，统一标准的国家课程已经满足不了社会经济对多元化人才的需求，满足不了学生个性发展的需求，也不能完全体现学校的教育思想和办学特点。因此，在新一轮课程改革中，我国改变了课程的管理方式，实现国家、地方和学校三级课程管理，赋予地方和学校合理而充分的课程自，调动地方和学校主动开发和建设课程的积极性，增强了课程对地方的适应性。

二、研究思路

（一）研究目标与内容

1.民间传统生物技术的收集和整理

由于生物课本介绍的知识大部分是比较先进的生物技术，在高中的生物实验室里，由于资金有限，设备有限，学生要想体验这种技术过程大部分是不可能的，而那些传统的生物技术在必修教材上已经微乎其微，理论上仅一句话，但是生物过程由于时间和条件很难控制，在必修课堂教学上往往无法展示或实践一下。本课题研究针对普高生物教材的不足，按照学校对校本课程的要求，利用乐清本土资源，查访民间传统生物技术，将它们收集起来，根据本校学生认知水平，编制成适合高中学生的校本课程。

2.传统生物技术的仪器设备的购置和改进

校本课程不同于现有必修课程。实验室现有的仪器设备主要是用于必修实验的，民间生物技术校本课程需要民间特殊的传统的设备，所以，有些需要重新购置，有的需要改进。

3.对传统生物技术的改进

学生是有思想的独立体，学生利用自己现有的知识可以对传统的生物技术进行思考，并加以改进。学生提出问题后，可以继续实验加以验证。

校本课程是地方课程，是灵活的课程，在不断的实践中不断的改进和提升，使其不断完善。

（二）研究方法

1.访问调查法，也称访谈法

访问调查法，就是访问者通过口头交谈等方式直接向被访问者了解社会情况或探讨社会问题的调查方法。利用访问调查法可收集民间传统生物技术。

2.文献研究法

文献研究法主要指搜集、鉴别、整理文献，并通过对文献的研究，形成对事实科学认识的方法。利用文献研究法可以深入了解传统生物技术的基本生物学原理。

3.实地考察法

实地考察法是从人类学中借用过来的定性研究方法。指为明白一个事物的真相，势态发展流程，而去实地进行直观的，局部进行详细的调查。

4.比较研究法

比较研究法可以理解为是根据一定的标准，对两个或两个以上有联系的事物进行考察，寻找其异同，探求普遍规律与特殊规律的方法。可在选修课堂上利用比较研究法将学生实验操作结果和民间生产结果进行比较，找出两者的差异，提出改进的方法。

5.经验总结法

经验总结法通过对实践活动中的具体情况，进行归纳与分析，使之系统化、理论化，上升为经验的一种方法。通过让学生写心得体会，总结经验，可以改进实验，提升传统生物技术。

三、研究过程

1.校本课程理论学习阶段：2013年3月至2013年7月

校本课程是新课程改革的重要内容，为了做好校本课程开发和研究的准备工作，课题组在这一阶段进行了新课程改革理论的学习，了解课程改革的思想，把握新课程的实质，理解校本课程在新课程改革中的地位和作用。

2.收集民间传统生物技术：2013年8月至2013年12月

课题成员全面展开到民间收集传统生物技术，上网查询民间传统生物技术的制作方法，比较研究，整理简单易行的，可在实验室操作的生物技术。

3.整理资料，编制校本课程：2014年1月至2014年7月

将整理好、操作性较强的民间传统生物技术，按照校本课程结构编制成校本课程，并编写校本课程纲要。

4.校本课程课堂实践，不断改进和完善校本课程：2014年9月至2015年7月

经过一年校本课程课堂实践，将实际操作中遇到的问题及时讨论解决，修改并完善校本课程。

四、课题研究经费和必要的物质条件

学校对课题研究提供经费和必要的物质条件。该课题研究需要到民间收集传统生物技术，需要购买进行生物技术实践所需要的原材料、仪器设备等，所以为保证课题研究按计划持续有效地进行，需要学校提供一定的资金帮助和必要的物质条件。

参考文献：

生物技术课题研究篇2

1主要问题现有课程体系大体上按学科建立，课程体系方面与就业要求，特别是与“卓越计划”不相符的地方，主要在：一是全日制“应用研究型”研究生课程设置与“学术研究型”研究生课程差别不大，所使用教材和授课内容基本相同；二是专业课中缺少实验教学环节及缺乏工程技术的训练环节，这与“应用型”所要求的重视实践环节相背离；三是“应用研究型”研究生主要以学校教师的指导为主，缺乏企业导师的实质指导。

2课程体系的构建我校环境工程专业的研究生教学体系已经历了几轮的修改，基本形成了比较完善的课程体系。“学术型”研究生应修满课程学分≥34分；“应用型”修满课程学分≥32。依据环境工程学科特点构建课程体系，课程设置主要包括学位课(公共学位课、专业学位课)、非学位课、实践环节为必修课(含学术活动、科研实践、社会实践)及专业补修课。其中公共学位课是国家规定的必修科目，主要包括自然辩证法概论、英语读写、数学类课程(如数理统计与随机过程等)，其目的是使学生构建基础知识体系，掌握本专业的基础理论和基本方法。在专业学位课的设置上，对环境工程专业培养计划中的化学类课程进行了整合和系统优化，强化了环境工程理论基础和工程专业基础，提升环境工程专业学生的基础研究能力及综合竞争力。选修课分为专业选修课和一般选修课。专业选修课主要根据学生不同的研究方向，开设多种应用性强的课程由学生选修。包括油田污水处理、石油与环境微生物技术、石油污染土壤修复的原理与技术等。一般选修课主要包括一些通用的课程，包括知识产权法、科技论文写作等，主要是为了拓宽学生的知识面，增加学生分析及解决问题的能力。

二、课程体系呈现的特点

1课程设置层次分明环境工程专业课程体系中四类课程层次分明，体现研究生教育循序渐进规律，授课内容各有侧重，充分考虑各类课程之间的区别、联系，考虑硕士生课程与本科课程之间的区别、联系。一级学科平台课程是本科课程的延续、深化，讲授从事学科研究必须掌握的基础知识、基本理论、方法技能，注重学科交融。二级学科选修课程着重介绍学科发展趋势、发展动态、研究成果，指导硕士研究生开展具体的科研活动，完善知识体系，培养创新思维。三级学科可以是原有的二级学科，可以由一级学科内各个二级学科重组而成，也可以是新的学科生长点或交叉学科的研究范围。

2课程设置弹性化课程设置要充分体现“选”字，并且打通院系之间、专业之间的壁垒，同时整体化、弹性化地设计课程，增加选修课比例，选修课广泛覆盖环境科学与工程学科的各个方面和学科前沿，满足应用型和学术型人才培养的需要。分类培养，实行真正的选修制，研究生充分拥有选修自，能够根据个人学术背景和发展需求，选择适当课程，以增强硕士生对未来工作和研究的广泛适应性。对学术型培养模式重在理论问题、前沿问题的理解和创新能力的培养；应用型培养模式重在动手能力和解决实际工程问题能力的培养。

3缩短集中上课时间，强化研究生活动课程新一轮培养方案要求各类课程的设置依据环境工程学科的培养目标、学科特点，将原来的三学期授课时间调整为二学期授课时间。通过整合教学资源，优化课程设置，规定各学科最低学分要求，突出导师在硕士研究生培养中的主导地位。研究生活动课程指在培养方案中没有明确要求、在课外实施、并由学生自愿参与的各类课程。主要包括：各类学术报告、学术沙龙、学术会议以及学生间的课余学术讨论等。这些活动课程在课程内容和组织方式等方面具有前沿性、自主性、探究性、开放性，集中体现了研究生教育的学术探究性和研究生的自主学习性。

三、环境工程学科形成的优势

我校环境工程专业经过28年的建设，在能源环境科学、石油与环境微生物技术、水处理工程与技术及农业环境保护方面显现了自身特色。

1能源环境科学主要以石油工业等行业污染物的处理为主要目标，尤以注重石油开采过程中“储层保护”和“环境保护”的“双保”问题，开展了油气田缓蚀技术、三维电极电化学、含油污泥无害化等方面的研究，其相关研究已在能源环境科学领域形成鲜明的优势。

2石油与环境微生物技术面对日益严重的石油工业污染，微生物降解技术由于其成本低廉，原位性及无二次污染，应用越来越广泛。我校在废弃钻井物生物评价、微生物采油、海洋石油污染的生物修复技术等方面形成独特的优势。

3水处理工程与技术主要针对油气田勘探开发过程中产生的石油工业污水(含油污水等)，利用先进的物理化学新理论和新方法达到消除污染，综合利用水资源的目的。目前已在油田水处理工程、水处理剂的开发等方面形成独特的优势。

生物技术课题研究篇3

中图分类号：R2-04 文献标识码：A 文章编号：1005-5304（2014）04-0118-02

如何更好地发挥临床医学院公共研究平台资源整合优势，提高科技资源使用效率，增强科技创新能力，并实施科教互动，实现科研活动与教学活动、科技创新与人才培养的结合，使公共研究平台真正成为科研与教学活动的支撑平台，构建科研与教学双轨并行模式，是目前国内许多临床医学院迫切期望解决的课题。自2011年开始，按照上海中医药大学工作精神，以实验教学改革为契机，上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院积极探索公共研究平台科研与教学的双轨并行模式，以提高学生综合创新能力，增强医院科研发展动力。兹介绍如下。

1 构建公共研究平台科研与教学双轨并行模式的必要性

分子生物学是生命科学的带头学科，其理论与技术几乎渗透到医学、药学所有领域。中医药专业的医、教、研工作者，尤其是研究生对学习和运用分子生物学技术的热情十分高涨。然而，与国内外西医界相比，分子生物学技术在中医药研发中的应用还存在着很大的差距[1]。一方面，对该技术在中医药研究中是否能用、为何用、如何用，以及对中医学术的继承和发展有何帮助等存在许多困惑，以致在研发中对是否采用该技术犹豫不决，甚至形成学术阻力；另一方面，一味追求一些技术新、价格昂贵的设备和方法，与原有实验积累不相衔接，检测数据不能有效消化，造成资源的浪费。为此，充分发挥公共研究平台资源整合优势，从中医药研究实际出发，实施科教互动，实现科研活动与教学活动、科技创新与人才培养的结合，促使中医药专业的医、教、研工作者尤其是研究生进一步掌握必要的分子生物学知识和相关的技术手段，学以致用，使公共研究平台真正成为科研与教学活动的支撑平台，构建科研与教学双轨并行模式，是当务之急。

2 公共研究平台科研与教学双轨并行模式设计与实践

我们以公共研究平台为依托，开展分子生物学实验教学课程改革，实践和探索公共研究平台科研与教学双轨并行模式。本课程以第一课堂（实验室操作现场及授课课堂）为基础，以自主创新、动手实践为主旨，以第二课堂（专题研讨会、课题论证会等）为拓展，课程得到大学及医院教学与科研等管理部门的大力支持，以及资深专家监督指导，同时还得到青年骨干教师的热情参与，发挥了研究平台丰厚的科研资源优势，也得到了广大医、教、研工作者，尤其是研究生的积极参与及好评。经过3年多的实践与探索，本课程以边实践、边总结、边改进的方式，顺利完成了一个完整的教学循环，结果令人满意。

2.1 构筑以需求为导向的课程教学体系

本课程在上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院范围内，以公共研究平台为依托，针对广大医、教、研工作者培训需求日趋多样化和差异性明显的现状，推出了以学生需求为导向的课程教学模式，使需求调研成为制订教学大纲的必经环节。筛选了一批典型的科研项目和成果，有效整合实验内容，提高教学培训的针对性和实效性，分别组成教学内容相对独立的小单元。其内容涵盖了分子生物学、组织病理学及细胞生物学等技术平台关键技术和方法，鼓励新思路、新知识点与经典实验技术教学内容的融合与渗透。以实验室为第一课堂，完成了“基础实验-综合实验-设计性实验”实验教学体系的初步探索，形成了一套系统、完整又互相衔接的课程体系。与此同时，将本课程建设中所涉及的教学与课程管理内容纳入实验室标准操作规范（SOP）管理体系，为今后更大范围和规模教学提供质量控制的保障。

2.2 改革教学手段和方法，提高自主学习探究能力

本次教学改革充分考虑医学院校学生的特点，融入了开放式教学、讨论式教学、探究式教学及多媒体教学等多种实验教学方法，组织学生轮流到实验室相关技术平台，由资深专家和一线青年骨干教师现身说法，用通俗的语言和直观的形式（如实验室现场、题板、演示文稿、视频动画、前沿报告及启发式设问等）全方位展示教学内容，与学生进行讨论交流，分享自己的经验教训、心得体会。让学生了解和掌握分子生物学技术在中医药研究领域所遇到的问题，使学生能将分子生物学的基本理论和实验技术与临床实践、科研新发展相结合。逐渐建立起了一套指导学生自己准备实验试剂、材料和条件的方法，强化实验教学中学生的主体地位，使其主观能动性得到充分发挥，增强创新意识，培养独立思考和解决问题的能力。

2.3 拓展第二课堂，强化实践教学

由实验室组成的教学科研服务平台是培养学生创新能力和实践能力、进行实验教学和科学研究的重要场所。第一课堂之外，拓展第二课堂，全面开放实验室，积极引导课外探究式阅读，构建专题研讨交流、师生共研课题的实践载体。专题研讨会是本课程开展教学科研的另一重要方式。由资深专家主持，全方位探究科研过程，讲述项目背景、立项和实施的过程，以及所依托的装备条件和遇到的问题、解决问题的思维方法，组织并开展了20余次课题论证会议，并在此基础上逐渐形成了每周例会制。重视扩大本课程对中西医结合临床学科发展的辐射效应，以教学促进科研，借助实验技能培训与课题论证等方式，促进学科梯队人才对分子生物与其他常用实验技能及其应用的理解，规范学科研究项目实验方案的实施过程，促进学科研究水平的提高。

3 小结

经过2年多的公共研究平台科研与教学双轨并行模式实践与探索，逐渐形成了一套系统、完整和互相衔接的课程体系，并增强了本课程的辐射效益，充实了上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院科技强院的内涵建设，不仅促进了研究生科学研究能力和素养的提高，同时也加强了青年医务骨干对中医药现代化研究的认识和理解。近几年来，上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院国家自然科学基金中标率得到了进一步提升，特别是青年项目已达到总中标项目的近四成。在今后的教学科研活动中，我们将进一步把研究生课题研究的共性技术和理论问题与个性技术及医学研究的前沿相结合，进行兴趣教学、科研素质教育与针对性更强、更为深入的专科实验技能培训等多层次的模式相结合的探索，以期促进人才梯队科研素质培养和科研实施质量，进一步提高学生综合创新能力，增强医院科研发展的动力，并有望得到同领域的推广和借鉴。

参考文献：

生物技术课题研究篇4

关键词：实践能力；卓越理念；务实精神；燃烧与污染物控制；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）23-0121-02

改革开放30多年来我国高等教育取得了举世瞩目的成就，基本实现了立足国内培养高层次人才的战略目标。但总体上看，我国高等教育主动服务国家大局的体制机制仍不完善，培养模式与经济社会发展的需求还不适应，学生创新和实践能力尤为不足，不能完全适应经济社会发展的多样化需求，培养质量与国际先进水平相比还有较大差距。为此，高校教育教学改革始终是主要内容之一。特别是当计划经济体制向市场经济体制转轨、高等教育由精英教育阶段迈向大众化教育阶段之后，教育观念、教育价值、社会对人才需求等诸多方面的变化对高校教育教学提出了新的要求，促使高校教育教学在观念、内容、方法等各方面不断深化改革，向前发展，以适应经济、社会变化的新需要。

研究生教育作为高等教育不可或缺的一部分，同样存在着亟需解决知识传授和能力培养方式改革的问题。本课程组对研究生课程“燃烧与污染物控制”进行了模块化、专题化教学改革的尝试，依据教学大纲，按照教学内容的逻辑联系和主线，将教学内容重新建构为若干个模块专题，每一个模块由若干个专题组成，促进了对教学内容的理解，有利于全面把握教学的重点和难点，增强教学的针对性、实效性，同时，与实验室实验、现场实习、专题研究过程紧密结合，使研究生的综合素质全面提高，通过课程提升了学生的创新意识和实践能力。

一、课程教学的模块化、专题化

1.模块化

研究生课程“燃烧与污染物控制”的教学内容包括能源与环境污染现状、燃烧理论、燃烧污染物生成及其形态转化机理、污染物测试与控制方法以及二氧化碳减排技术等。在全面系统把握教学内容的基础上，以内在逻辑、基本内容及其框架，结合研究生知识结构与课题研究需要构建教学内容，将各部分内容设置模块（能源与环境现状、火电厂大气污染物排放标准与对策、燃烧理论、污染物减排控制等模块），使教学内容更清晰、系统，有利于学习和掌握。

2.专题化

科学设计课程模块中的专题。模块中具体专题是模块内容的支撑点，每一个模块专题中设立若干个专题，围绕模块的核心内容全面展开对核心内容的阐述，如污染物减排控制模块分为SO2、NOx、PM、重金属减排、多种污染物联合脱除技术、烟气CO2吸收等专题。

专题的设计与问题导向结合起来，结合教学的重点、实验过程存在的问题、电厂污染物控制问题等进行模块的具体专题设计。通过对问题解析式的教学改变了传统的以教师课堂教学为主体的教学方法。课堂知识的建构在于着重培养学生的问题意识，吸引学生探究未知，把着力点放在以问题为出发点的专题式教学，有利于提高学生对理论知识和实践技能的掌握，提高课堂教学效果，增强课程教学的针对性和实效性。

二、课程教学紧密结合实践过程

1.与实验结合

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”实践是培养基础实、知识宽、能力强、素质高、创新型研究生的关键环节。教学是教师的主导作用与学生的主体作用的有机结合。要提高教学质量和学生的综合素质，关键是加强理论知识与实验的结合，最大限度发挥学生的主观能动性和动手操作以及创新能力。污染物控制模块细分为多个专题，以专题为中心点，通过让研究生查阅相关文献，了解最新的研究进展并进行一系列湿法脱硫、SCR脱硝、CO2吸收、PM测试与控制、烟气中重金属汞测试与控制、多种污染物联合脱除的实验方法探讨，并在实验室进行烟气污染物控制的实验研究。通过实验更加清晰地理解燃烧污染物的控制机理，与课堂教学的内容相互印证，极大提高深入研究的兴趣，为自主学习指明方向，提高多方位解决实际问题的能力。

同时，这也加强了实验室的建设。实验室是教学、科研工作的重要基地，实验室水平是衡量学校教学质量、科研技术水平和办学水平的重要标志，将实验室建设成为设计规范、管理科学、技术先进、特色鲜明、专业突出、科研雄厚的实践基地和创新基地，能更好地促进理论与实践的结合，也唯有如此才能培养出高质量的创新型人才，才能更好地推动高等教育事业不断向前更好、更快地发展。

2.与现场参观学习结合

对知识的掌握并不是停留在对知识的记忆和理解上，归根结底是要应用到实践中去。在“燃烧与污染物控制”课上，主要是燃煤电厂的污染物控制，部分学生在本科并未去电厂参观实习，对于现场的整个系统结构尚无系统的认识，对知识的掌握较为抽象。本课程教学过程中由教师带领到上海本地及周边百万机组进行参观学习，充分认识电厂的实际运行情况，与工程师专题研讨，对电厂污染物控制设备的运行过程及其改进措施进行探讨，加深对系统和设备及其运行特性的理解，不断完善知识体系，为使实验室研究更有针对性、后期研究生课题研究及就业后更好服务社会打下良好基础。

3.与科学研究相结合

研究生教育离不开科研的支撑。科研是一种实践性创造活动，不仅有利于形成合理的知识结构，也是激发研究生学习兴趣、培养创造性思维和实践能力的重要手段。通过专题的科学研究，不断拓展研究生的学术视野，深化专业领域，提高学术水平，同时，研究的过程也是强化基础、提高技能、培养兴趣、激发创造欲望的过程。在研究生课程“燃烧与污染物控制”的教学过程中，结合研究生课题、上海市研究生创新创业训练项目、研究生优秀学位论文培育项目及研究生自身兴趣分为若干小组进行专题讨论与科学研究，并结合导师科研项目、横向课题进行，学以致用，科研过程反过来促进课程学习的深化。

4.与学科建设相结合

在教学过程中，实现课程与上海电力学院承担的上海市发电环保工程技术研究中心建设的有机结合。该中心涉及火电厂电力清洁生产技术、多种污染物联合控制技术、烟气脱硫技术、SCR脱硝技术、烟气脱汞技术、烟气脱碳技术及脱硫副产物处理技术等，与“燃烧与污染物控制”课程契合度高，满足研究生知识体系构建的需求，并为相关领域的学科建设、科学研究、人才培养提供了广阔空间，融课程于学科建设，为学科平台建设服务，高屋建瓴统筹教学过程，在满足教学要求的前提下不断提高教学的整体品质。

三、取得的成效

1.形成具有自身特色的基于实践追求卓越的教学模式

在课程教学的实践过程中，以研究生综合素质、创新意识和实践能力提高为目标，统筹设计教学内容和模式，依托实验室平台、科研实践和实习基地联合培养等多种方式形成具有特色的基于实践追求卓越的“燃烧与污染物控制”课程教学模式。

在实验室实验过程中，研究生以模块和专题分组，结合具体的课题进行创新实验活动，逐步形成一定的研究能力，在科研过程中钻研课题和课程的内容，既加深了理解，更在运用中升华了知识及其应用能力，在实验过程中自主解决遇到的问题，提高了动手操作能力和综合素质。学校与大量的电厂等实习实践基地有着长期的联合培养研究生和本科生的合作，为研究生课程教学提供了良好的实践条件，在参观、与工程师的专题研讨、参与导师横向课题等过程中加深了课程知识的学习和运用。

2.极大提高了对课程的学习兴趣

模块设计，专题教学。多人一课，多位老师共同承担本门研究生课程，精心备课，讲透、讲活了每一个专题，体现出模块专题教学的特色和魅力。联系理论知识与实践知识，透彻分析问题。模块专题教学运用多样化的教学方法，注重案例、研讨和实践，突出课堂教学过程中对学生的问题意识和创新思维能力的培养。强化实践教学环节，理论联系实际是本课程教学内容的特点，在模块专题教学中组织研究生走出课堂，进入实验室和企业，提升对课程教学内容的理解，提高分析和解决问题的能力，极大提高了研究生对课程的学习兴趣，动力工程及工程热物理一级学科下进行燃烧与污染物控制方向的研究生、对节能减排有兴趣的研究生，甚至别的一级学科点下的研究生也来旁听、参与专题讨论与研究。

3.获得累累硕果

通过该教学模式极大提高了学生的综合能力，通过本课程的学习，研究生获得上海市研究生创新创业项目，在《Fuel》、《Energy & Fuels》、《Chemical Engineering Science》等杂志上发表了一批高水平学术论文，申请了发明专利40余项，近一半授权，在全国大学生“挑战杯”、国家节能减排大赛、全国研究生数学建模大赛、上海市科创杯、陈嘉庚发明奖等竞赛以及上海市优秀发明选拔赛上获得各类奖项50余项。这些成果反映出本课程教学模式的成效。

4.为走出校门做好准备

在教学过程中研究生自主进行实验研究，并进入相关电厂参观实习，与工程师专题研讨，得到较为系统的科学训练，为之深造打下了坚实基础。进入科研院所、企事业单位从事研发与项目管理的研究生从课程追求卓越的理念与基于实践的务实精神中受益匪浅，不少进入单位不长时间便能独挡一面，成为技术与管理骨干。

四、结语

研究生课程“燃烧与污染物控制”所形成的依托实验室平台、科研实践和实习基地联合培养等多种方式，具有特色的基于实践追求卓越的课程教学模式，采用模块化、专题化教学，以研究生综合素质、创新意识和实践能力提高为目标，统筹设计教学内容和方法，培养了浓厚的学习兴趣和创新能力，取得了累累硕果，为研究生进一步深造、就业及为社会提供更好的服务打下了基础，极大提高了研究生的研究能力和就业竞争力。

参考文献：

[1]吴江，等.基于培养模式改革的卓越工程师计划探索与实践[J].中国电力教育，2013，（32）：30-31.

[2]吴江，等.能源动力卓越计划学生工程实践能力评价体系研究[J].中国电力教育，2012，（36）：43-44，51.

生物技术课题研究篇5

[关键词]未来课堂；设计与应用；教育技术研究

[中图分类号]C434　[文献标识码]A　[文章编号]1672―0008(2010)04―0027―07

一、问题的提出

课堂是学校中最平常、最常见、最细小的教学元素，教师每天都在课堂上生活，学生的学习时光大多在课堂上度过，这种“貌不惊人”和“见多不怪”常使得我们在经意或不经意间忽视课堂，忽视对课堂内涵的深度挖掘。

教育技术的产生与发展一直关注于人类的学习过程，从其演变的定义中，可以看出教育技术研究关注领域和热点的变化。目前，国内外关于教育技术的定义很多，比较权威的是美国教育传播与技术协会(AECT)的历次定义。从1963年至今，教育技术的定义已经历了五次演变(如图1所示)。其名称也从视听传播演变为教育技术，再到教学技术，最后又回到教育技术。

在历次的定义界定中，教育技术的研究领域、主要研究对象与研究内容也随着人们对教育、教与学的过程、教育技术的认识的深入，逐渐发生了变化，如表1所示。

从历次的定义分析以及历次定义研究领域、对象与内容比较中，我们可以看出教育技术的发展与当时的媒体技术发展与教与学相关理论的发展水平是密切相关的。但总的来说，教育技术在进行界定时，更多的是从促进教与学信息传播、促进学习者学习的角度出发，关注于媒体的应用和学习过程、学习资源的设计、开发、管理、评价和应用。定义演变体现出教育技术的社会化和全方位发展趋势，教育技术的大众化、人性化发展趋势，教育技术的规范化、标准化发展趋势以及教育技术的“结果导向(绩效导向)”发展趋势。

在教育技术学领域的界定方面，除了美国AECT的历次界定所涉及的研究领域与研究对象以外，日本及我国的一些学者也给出了一些自己的认识。如，教育技术学研究和实践的核心和关注点是“如何教育”，它把教育、教学实践活动作为自己的研究对象，试图利用一切相关的教和学的科学知识或经验，改进教育实践，更好更快地实现教育的目标，这就是教育技术学要达到的目的。

1971年，坂元昂曾为教育技术学(教育工艺学)设定过三方面的课题：利用自然科学、工程技术的成果来提高教学效率的研究；利用心理学关于学习理论的研究成果研究教学内容、教学方法，以提高教学效率的研究；利用人类工程学的知识开发用于教育现场使用的设备和教材教具，以提高教育效果的研究。

米切尔(P.D.Mitchell，1978)曾提出教育技术学有五个方面的研究内容：教育心理技术、教育信息与传播技术、教育管理技术、教育系统技术和教育计划技术。

教育技术的研究领域包括两方面：一方面是基础性探索，包括教学设计研究(学习环境设计研究)、创新性技术研究和哲学文化研究；另一方面是应用性探索，包括面向学校教育所进行的关于IT整合于学校教育的研究、面向企业培训所进行的绩效技术研究以及远程教育与远程培训研究。

教育技术是恰当地运用相关的手段和方法提高教育绩效的研究领域。

教育技术是解决教育教学问题的技术、方法和技巧。要解决教育教学问题，首先要对教育教学问题有深刻的理解和认识，其次要了解技术的使用条件。所以，教育技术研究者应更多关注教育教学问题和技术使用条件方面的研究。

教育技术学，以改善现时以及未来的教育教学为目标，设计并开发有效的技法以及系统，通过实践对其效果进行评价，并循环往复地对其进行改善。

教育技术的最终目的是改进教育。这一学科是一门新兴交叉学科，或日边缘学科，主要的研究领域包括教育中的媒体(媒体艺术与媒体技术)、教与学的心理学(教学论、教学心理学、学习论，学习心理学)和教育系统方法(教学设计、信息教育与学科整合研究)。

综合以上国内外学者关于教育技术研究领域的认识，我们发现，目前国内外教育技术界关于教育技术的界定都比较关注与学习过程和学习资源，强调对资源与过程的创造(含设计与开发)、管理(含评价)和使用，以促进学习者的学习的理论与实践研究。虽然在其对于资源的界定中，认为资源可以理解为学习者为优化学习和提高绩效而使用的各类工具、材料、设备、环境以及人力等，但更多的是强调作为教学资源的工具、材料和设备，而缺乏对作为教学过程实施载体的课堂的关注。

此外，通过对近五年国内外教育技术主要期刊和会议文献的调研，我们发现，当前教育技术的研究热点主要包括技术支持的学习、绩效技术、知识管理与知识共享、学习支持、数字化学习、混合学习、移动学习、泛在学习、学习对象、非正式学习、WEB2.0、基于游戏的学习、学习科学、虚拟世界、教师专业发展、媒体素养、协作学习、创新，批判性思维的培养等。教育技术的研究者们把更多的精力花在资源的设计、开发和教育应用上，却忽视了我们长期实施教与学过程的场所――课堂。作为教育资源的一种形式，课堂理应成为教育技术研究关注的一个领域，我们需要建构适合与未来人才培养需求的未来课堂。

未来社会对创新人才的要求，也需要我们重新认识、设计和构建未来课堂。美国《时代》杂志2006年12月18日将“How to Build a Student fbr the 21st Centuy”作为封面；ORA-CLE教育基金会提出的21世纪人才应具备的技能是批判性思维、创造力、团队合作、跨文化理解、人际交往能力、技术素养和自我导向；李开复先生在给中国学生的第七封信中也提出了他的未来人才观：未来的人才应是一个融会贯通者、创新实践者、跨领域融合者、三商皆高者、沟通合作者、热爱工作者、积极乐观者。当前的课堂形态很难满足这种人才培养的需求，需要我们变革和重建现有的课堂。作为关注于应用技术促进学习者学习和发展的教育技术研究者，我们需要研究和构建未来课堂。

此外，当前社会发展对人自由、民主、心理健康、对话、协商、和谐共存、平等、问题解决(实际生活场景中)的关注，以及教与学、心理与认知等理论与技术的发展，也使得研究未来课堂和重构课堂成为可能。

二、认识课堂与未来课堂

课堂是什么?在许多人的头脑中，这可能是一个不言而喻的问题，不需要问，也不值得问。大概也正是由于这一原因，在我们诸多的教育类工具书以及教科书中甚至没有“课堂”的界定和解释。《新华字典》中关于课堂的解释是：教室在用来进行教学活动时叫课堂，泛指进行各种教学活动的场所。

那什么是未来课堂呢?要认识和了解未来课堂，我们首先要厘清课堂的历史演变和形态。课堂的演变过程是从最初

的大自然山林作为教育场所，教育强调自然、随性、活泼和个性发挥。到后来的杏坛、庙宇讲学、私塾、书院等私学，以及官学(成均)、上庠(大学)、国子监(隋朝起)等形态。现代意义上的教室(课堂)则是在班级授课制产生的同时出现的。

通过考察历史，课堂的形态最少有三种：第一种是指课堂教学的场所，即教室，只是一个条件性的理解；第二种是指课堂教学，就是发生在教室里的教学活动，即人类专门的知识传授场所；第三种是指课堂综合体，包括教学环境、教学活动、课程、师生关系等，即人才培养的专门场所。

传统的课堂是学生学习的场所，是教师进行教学的场所。作为以关注每一个学生发展为核心理念的新课程教学改革的实施，更需要完成对课堂的“概念重建”，使其突破现有的课堂教条化、模式化、单一化、静态化的特点。课堂应该是师生交流的场所，是学生之间交流的场所；课堂是知识与知识交流的场所，是酝酿新知识的场所；课堂是运用知识交流形成的场所，是产生新知识的场所；课堂是运用知识交流形成能力张扬个性的场所；课堂还是引领学生向未知方向的教学目标挺进的微观世界……因此，无论在课堂物理环境上还是在心理环境上，均需要作出相应的改变才能满足新课程改革和未来创新人才培养的要求，目标是要将课堂建成“知识课堂”与“生命课堂”的综合体。

要对未来课堂进行概念界定，除了理解什么是课堂外，我们还需要厘清学习环境这个概念，因为课堂既是一个教与学的场所，同时也是学习环境的一种具体体现形式，具有学习环境的诸多特点。理解学习环境的定义与内涵有助于我们更好地理解课堂和对未来课程进行界定。

学习环境是影响学习者学习的外部环境，是促进学习者主动建构意义和促进能力生成的外部条件。1979年，美国信息技术专家Knirk.F.G将学习环境定义为：“由学校建筑、课堂、图书馆、实验室、操场以及家庭中的学习区域所组成的学习场所”。这一定义将学习环境限定为学校和家庭中的物质因素。1161Wilson(1995)认为，学习环境是这样一个场所，学习者在这里相互合作、相互支持，并且用多种工具和信息资源相互支持，参与解决问题的活动，以达到学习目标。他把学习环境分成三类：计算机微世界，基于课堂的环境(促进积极学习的丰富环境，抛锚式教学)，开放的虚拟环境。Kirschner(1997)认为，学习环境是学习者能找到充分的信息资料和教育辅助手段的地方，借助学习环境，学习者能够有机会去根据自身的情况及其与他人的关系去构建定向基础，决定他们将介入的目标与活动。乔纳森(Jonassen，1999)认为，学习环境是学习者共同体一起学习或相互支持的空间，学习者控制学习活动，并且运用信息资源和知识建构工具来解决问题。乔纳森认为，学习环境是以技术为支持的，在学习过程中技术是学习者探索、建构和反思学习的工具，提出了认知工具和学习策略的重要性并且还考虑了社会背景的支持因素问题。诺顿和维贝格(Norion＆Wiburg，2002)认为，学习环境应包括物理、知识和情感三个方面，即进行教学的物理空间(物理环境)，支持学习目标的软件、工具(知识环境)和与学习结果一致的体现适合学生的正确的价值氛围(情感环境)。日本学者加藤幸次(1995)提出，学习可以在三种环境中进行，第一是人的学习环境，整体来说，教师是学习环境的主角，而教材、教室等都是辅助系统。第二是物理性的学习环境，学生按照物理性空间的认识产生学习活动，所以教师要顺着学习的生活习惯、学习方式，创设问题引起学生对学习环境的兴趣，并运用自己能力解决学习问题，这是教育者应该考虑的环节。第三是潜在的学习环境，即文化环境。他认为学习活动一定会受到文化、氛围的影响，营造一种非意图的但有价值的学习环境是相当重要的。

国内，朱晓鸽1996年在其论文中指出，学习环境指的是一种面对面的发生在学生与学习资源交流的学习过程。阎杨开诚(2000)认为，学习环境是一种支持学习者进行建构性学习的各种学习资源(不仅仅是信息资源)的组合。其中学习资源不仅包括信息资源、认知工具、人类教师等物理资源，还包括任务情境等软资源。武法提(2000)认为，学习环境是一个动态概念，它与动态的学习进程是紧紧联系在一起的，是学习活动展开的过程中赖以持续的情况和条件。认为学习环境的要素不仅仅是支撑学习过程的物质条件(学习资源)，而且还包括教学模式、教学策略、学习氛围、人际关系等非物质条件。李芒(2003)在武法提提出学习环境的条件说(物质条件和非物质条件)的基础上，进而认为学习环境的非物质条件主要是指人与人、人与物质环境相互作用而产生的心理环境，也称为软环境或精神环境。而物质条件一般是指物理环境，或称硬环境和物质环境。心理学习环境对学生学习所产生的影响，起到的作用是决定性的，物理学习环境对学习和教学的影响必须通过心理学习环境才能发挥积极作用。何克抗、李文光(2002)两位学者认为，学习环境是学习资源和人际关系的组合。学习资源包括学习材料(即信息)、帮助学习者学习的认知工具(获取、加工、保存信息的工具)、学习空间(比如教室或虚拟网上学校)等等。人际关系包括学生之间的人际交往和师生人际交往。

综合以上国内外学者对学习环境的定义，我们发现，学习环境与学习场所、空间、支持、技术工具、信息资源、共同体、建构性学习、情况与条件、社会环境等有着密切的关系，学习环境包括物理学习环境、资源学习环境、技术学习环境和情感学习环境等。其内涵表现在：学习环境最基本的理念是以学习者为中心；学习环境是一种支持性的条件；学习环境是为了促进学习者更好的开展学习活动而创设的；学习环境是一种学习空间，包括物质空间、活动空间、心理空间；学习环境和学习过程密不可分，是一种动态概念，而非静态的。它包括物质和非物质两个方面，其中既有丰富的学习资源，又有人际互动的因素；学习者在学习环境中处于主动地位，由学习者自己控制学习；学习环境需要各种信息资源、认知工具、教师、学生等因素的支持；学习环境可以支持自主、探究、协作或问题解决等类型的学习。

关于未来课堂的界定，国内外的文献中并不多见。Clayton M.Christensen、Michael B.Hom和Curtis W.Johnson在“Disrupting Class”一书中指出未来课堂是一个集成了技术与软件，提供给学生一些替代方法和选择，以达到规定的目标的课堂。它们鼓励形成一个让学生一起工作计划，分享经验和教训和进行概念化的学习，而不是单纯记忆一些信息的环境。

美国的《每日论坛报》(The DailyTribune)在“Classroom ofthe future，here，now”一文中指出，未来的课堂是一个学习环境，采用创新的教育活动，从课堂管理到教学的所有方面提高对技术的使用。它能使教学者和学习者成为优越的学习环

境的一部分。

台湾的《启动学习革命》一书中认为，“未来教室=无所不在的学习环境+电子书包+随意教室+远距实验室+高互动教室+相连教室”。在未来教室里，无处不可以学习，还可以跨班际、校际甚至国际，进行交流。

台湾的网奕信息科技提出，所谓的“未来教室”便是利用先进及新一代信息科技，改变传统学校教室的学习环境，建立师生间双向互动的教育学习模式。换言之，在先进软硬件与网络通讯技术的支持下，未来的教室学习方式得以重新塑造，不但能刺激学生学习动机与创新、探究之精神，更让老师能够丰富教材内容以及轻松教学。

台湾的陈曼萃认为，所谓未来教室，是指这样一种教室环境，教学上，希望由过去单向的讲述教学，转变成为师生有趣与互动的学习模式，引发及提高学生的学习兴趣，并进而启发学生的创意与思考；同时让学生有更大的自由可以依自己的喜好选择学习及探索的方式，以多元的管道汲取知识，包括使用各类的硬件载具，如计算机、学习机、电视、手机、电子书等。

综合以上观点和论述，笔者以为未来课堂(future class－room／classroom of the future)是相对于传统和现代课堂而言的，在相关的理论和技术支持下，以充分发挥课堂组成各要素(人、技术、资源、环境和方法等)的作用，实施教与学，以促进人的认知、技能、情感、学习与发展的活动及环境。

三、目前国内外关于未来课堂的研究现状

虽然课堂设计问题已经受到教育技术研究者们的关注，但目前教育技术研究领域中的课堂设计“learn space design”多为虚拟空间上的非结构化的设计，比如数字化图书馆、博物馆，甚至咖啡厅、草坪。这种非结构化的空间设计是开放性的自由式设计，符合当前人们对学习的需求，随时随地、随心随意，也符合当前人们的学习口味，容易吸引人们的注意。因而成为当前研究的趋势。但对于我们而言，还应该看到课堂设计的现实需要，数以万计的学生还在要在一个封闭的固定的环境中接受学习内容，因而面对面的物理课堂的设计，才是我们当前最需要的。

目前，未来课堂的设计是教育技术的一个前瞻性的领域，己经有许多探索性的研究，从日本“Computopial996”想象中的未来课堂，到1990 Ocotillo Retreat设计的凤凰城未来教室模型，NASA支持的Pennsylvania Department of Educa-tion；Devon Country Council；Leigh University；Columbia College项目，微软支持的University 0fSzeged未来课堂项目闭以及James Madison University，Harrisonburg(Toward a future wire-1ess classroom paradigm)项目，Middle Tennessee州立大学的高级课堂技术实验室，斯坦福大学的iRoom项目等。英国教育部2002年提出“未来教室”计划，英格兰十几所地方教育机构正在利用从财政大臣戈登・布朗那里得到的拨款建造教室，政府希望这些教室将“引导未来的教室设计”。在亚洲，2005年3月2日，新加坡信息通信发展管理局和微软公司在新加坡国立教育学院设立中心，联手打造未来教室，以高科技技术辅助教学活动。日本文部科学省2001年在“21世纪教育新生计划”(rainbow plan)中，作为其中关键之一的为了“实现站在孩子的立场进行理解授课”的具体目标，对新时代型学习空间提出了整备要求。台湾地区教育主管部门投入新台币71亿元经费，积极升级中小学的教室环境，在经济部技术处、工业局、中华电信和电子白板业者的共同支持下，强调信息融入教学、缩短城乡差距的“未来教室”，正是实现教育机会均等、减轻补习支出的大好契机。㈣香港圣保禄学校也建有未来课堂体验教室。而内地的研究起步较晚，大多数研究停留在理论探讨层面，目前研究关注的主体是构建未来课堂的主体交互白板技术。2002年青岛科技馆建设和开放了未来教室展示馆，2009年华东师范大学985二期建设项目“教师教育创新优势学科平台建设”也将未来课堂的设计与应用项目作为建设子项目之一，该项目的主要目标在于研究和设计适应未来创新人才培养和基础教育新课程改革相配套的新型课堂架构与智能设计、教与学的模式、策略与评价等内容。

四、未来课堂的定位及特性

基于对传统课堂的分析和新课程及创新性未来人才发展对于课堂教学提出的要求，我们在上文对未来课堂所做界定的基础上，也可以把未来课堂看作是基于一定的技术和理论，以互动为核心，建构一个服务和支持课堂教学主体的发展和自由的，各构成要素和谐共存的教与学的活动及环境。即未来课堂应定位于服务与支持教学主体的自由与发展和定位于建构课堂各要素之间和谐的关系。

而关于未来课堂的特性，David Miliband在学校的创新性设计中提出未来课堂应该体现出漂亮、激发灵感、可适应的、可持续的、兼容、新鲜的、安全的、灵活的、信息通讯技术能动的、多用户、有趣的、令人愉快的、曲线的、不断成长的、自然的的特征。

通过我们对国内外已有未来课堂项目的研究。我们认为，未来课堂的特性主要体现在未来课堂的人性化、混合性、开放性、智能性、交互性和生态性等方面。其中未来课堂的人性化主要体现在未来课堂的设计应更多地体现对于组成课堂主体的教学者与学习者的关注，在相应技术的支持下，在技术设计与应用上更多地体现以人为本的精神。未来课堂的混合性则主要体现在未来课堂可以实现多种教与学活动的混合，正式学习和非正式学习结合，虚拟课堂和现实课堂的混合，不同交互类型的混合等。未来课堂的开放性主要体现在课堂教学组织形式的开放以及教学资源的开放，在课堂桌椅设计上方便根据不同教学活动的要求灵活进行组织，而无需过多的移动桌椅。在资源方面，教学者和学习者可以很方便的获得课堂内外的资源，并与资源进行良好的交互。未来课堂的智能性则体现在未来课堂应是一个智能化的课堂，是嵌入了计算、信息设备和多模态的传感装置的学习空间，具有自然便捷的交互接口，以支持教与学主体方便地获得未来课堂设备的服务，是人与设备(计算机系统)不间断的交互过程。移动设备和无所不在的连接使得人们可以随时随地学习。而未来课堂的生态性则体现在未来课堂应是一种平等、和谐、开放的生态系统。未来课堂教学要遵循教育生态学的限制因子定律、耐度定律、最适度原则、教育生态位原理、教育生态链法则，同时课堂教学也要关注环境，发挥课堂生态系统整体效应。其目标就是建立一个“坚持以人为本，使教育的各因素相互依存、相互促进、协调合作，形成完美的教学生态，从而促进学生自我激励、自我成长、自我完善”的和谐课堂。

五、未来课堂的研究内容

前面我们在对未来课堂进行界定的时候已经提及未来课堂作为一种面向未来人才培养，以互动为核心，注重人与环境之间的和谐，促进人的自由与发展的教学环境与活动。未来课堂包括物理形态的课堂和心理形态的课堂，所以，未来课堂的研究应该包括这两种形态的理论与实践研究。作为教育技术研究的领域之一，教育技术的研究范畴的界定，同样对未来课堂研究内容的确定具有重要的意义。未来课堂的研究内容包括对物理和心理两种形态课堂的创建、应用与管理(如图2所示)。

1　理论层面

未来课堂理论层面的研究是未来课堂研究的重要组成部分，包括两种形态课堂的创建、应用与管理的理论研究。作为学校教育组成要素之一的未来课堂，其设计与应用需要有相关的理论的指导。我们设计与应用未来课堂，既需要研究未来课堂设计的自身基本理论，也需要借鉴教育学、心理学、艺术设计学、建筑学、环境设计学、声学及光学等方面的理论，目标在于通过基本理论和相关理论的研究，指导我们的实践，建构体现和符合创新人才培养和新课程教改所需的未来课堂。

在未来课堂研究的创建范畴中，应主要包含未来课堂的物理架构(空间设计)研究。未来课堂既包括物理形态的课堂，也包括心理形态的课堂，而作为课程教学实施的载体，学习者学习活动的主要场所，物理形态的课堂更应关注，这也是教育技术研究者更有所作为的领域。未来课堂的物理架构研究主要包括研究未来课堂的空间设计，设备配置，声、光、电的设计，有无线网络的配置，投影及显示屏幕的设计等。

未来课堂研究的应用范畴主要包含未来课堂的教与学的方式研究与未来课堂的互动研究。作为课程教学和人才培养实施的主要阵地，未来课堂在设计理念上要有别于传统课堂，需要创新和重构传统的教与学的方式，研究适合于未来创新人才培养和新课程改革所需的教与学的方式。此外互动是未来课堂设计理念的核心，叶澜教授说：“课堂教学的本质应当被视为师生、生生互动的过程。”西方学者克林伯格也指出，“在所有的教学之中，进行着最广义的‘对话’。不管哪一种教学方式占支配地位，这种相互作用的对话是优秀教学的一种本质性的标识。”在他看来，教学原本就是形形的对话，拥有对话的性格。通过对话，学生不仅获得了活的知识，更重要的是获得了人生的感悟，在启发式的、探索式的列话中获得了主体性的发展。因此，未来课堂从物理空间设计、设备功能配置以及教与学活动的选择都应体现出互动。

未来课堂的互动研究包括：教与学主体与课堂设备的互动、设备与设备之间的、主体与主体之间的互动(包括教学者与学习者、学习者与学习者，课堂内的主体与课堂外主体之间)，主体与资源之间的交互等等。未来课堂的人本性、开放性、混合性等特性的体现，需要研究适应于不同学习与教学状态下的互动。

未来课堂研究的管理范畴应主要研究未来课堂设计与应用的规范和标准。作为教学场所或是教学活动的体现，未来课堂并不是一个人凭空臆想出的虚无缥缈的事物，它是针对于当前课堂存在的诸多弊端进行分析的基础上提出的，其设计包括物理的和心理的环境设计，尤其是物理架构的设计需要有相应的设计与应用的规范和标准，这个规范和标准的研究有助于将未来课堂的规范化，有利于在实际的教育领域中进行推广。

2　实践层面

未来课堂的实践研究同样是未来课堂研究的重要组成部分。正如需要加强未来课堂的理论研究一样，作为一个新的事物、新的研究领域，我们需要在理论研究的基础上，将创建、应用与管理的理论应用于未来课堂的设计与应用上，同时也需要借助于已经构建的未来课堂进行教学实践研究，通过实践研究，可以探讨不同学科性质的课程，不同层级的学习者在未来课堂中学习特点，从质性和量化两方面来研究未来课堂设计和应用的实际效果。

六、华东师范大学的未来课堂研究项目介绍

华东师范大学教育科学学院教育信息技术学系的“未来课堂研究项目”是华东师范大学“985”工程项目“教师教育创新优势学科平台建设”的子项目，主要研究和设计适合未来创新人才培养，符合和推进基础教育新课程改革需要的新型课堂架构、教与学模式及策略、评价机制等内容。项目的设计理念在于以互动为核心，建构一个服务和支持课堂教学主体的发展和自由的，各课堂构成要素和谐共存的教与学的活动及环境。该项目主要是利用华东师范大学的教师教育学科优势和所处的地区优势，开展未来课堂设计与应用探索研究。华东师范大学教育科学学院教育信息技术学系的教育技术学专业具有博士学位授予权，其所属一级学科教育学是部级重点学科，也是“十一五”期间“211工程”重点建设学科，在国内教育技术领域处于领先地位。长三角地区经济发展迅速，重视教育现代化和信息化建设，特别是本课题研究的主要基地――上海市浦东新区，具备开展未来课堂教学研究和试点推广的良好条件，新区教育主管部门也认识到研究的必要性和急迫性。此外，本课题长期以长三角江浙沪地区的中小学为研究基地，与许多学校建立了良好的关系，研究工作得到政府部门的大力支持。华东师范大学与国内知名信息化设备生产企业“卓越电子”和“巨龙科教”保持着良好的合作，发挥技术和资源优势，建有未来课堂实验室。未来课堂实验室的功能模型如图3所示。

我们的未来课堂实验室在设计与应用上主要体现以下六个方面的功能：一是基于泛在网络设计实现手提设备的无线接入；二是桌椅采用便于移动和组合的形状，便于教学者和学习者根据教学过程的需要灵活进行拼装；三是在未来课堂内采取多通道显示，既能满足集体讲授上课的需要，又能满足小组讨论、合作学习的需要；四是借助视音录制设备实现教与学过程的实录，方便学习者课后自学和交流用；五是实现教学资源与情境的虚实结合，借助视频会议系统能够实现本地课堂与远程课堂的互动，实现资源的共享与拓展；六是基于智能控制技术，实现课堂的光、声、温度、教学设备的智能化控制，体现以人为本的思想。

目前，未来课堂研究项目主要着眼于未来课堂基本理论研究、未来课堂的物理架构研究、未来课堂的教与学的方式研究、未来课堂的互动研究、未来课堂设计与应用规范和标准和未来课堂的教学实践等六个方面的研究。

七、结语

生物技术课题研究篇6

法国的跨学科研究由来已久，但真正得到政府政策上的大力支持，形成制度化、规模化和职业化却是在20世纪90年代初。

1993年，第一个由法国研究部资助的部级跨学科研究规划问世，确定生命科学、信息与传播学、环境科学、社会动力学、材料与技术和天文学六大学科为法国跨世纪跨学科研究的重点学科领域，同时批准了数十个课题项目。这些课题项目是政府、科研、教育机构和企业根据现实问题、社会需求和科学自身发展需要设立的，一般每隔一两年调整一次，每四五年彻底更新一次。

1993年以来，法国政府连续3次将跨学科研究列入国家科研规划，并作为国家科研发展战略的重点。特别是进入新世纪以后，重新修订了跨学科研究发展战略，大幅度提高了重点学科领域的科研经费。

新世纪初颁布的《2002年法国研究与发展预算》(注：Le projet du budget civil de recherche et développment(BCRD)pour 2002，recherche.gouv.fr/dis cours/2001/budget/bcrd.pdf.)继续将生命科学、宇宙科学、信息科学与环境科学列为国家重点投资的学科领域。

生命科学成为政府的重点投资对象　2002年的法国研究与发展预算总计90.36亿欧元(592.72亿法郎)，比2001年提高了2.9%。其中生命科学预算高居榜首，达到22.37亿欧元(146.73亿法郎)，占总预算的近1/4(24.8%)。

环境、能源与可持续发展问题引起特别关注

紧随生命科学之后的是对环境、能源与可持续发展问题的研究。2002年，该问题的研究预算首次跃居第二位，达到14.448亿欧元(94.78亿法郎)，比上一年提高了3.3%，占总预算的16%。

空间研究优势不减　2002年，法国研究部仍将空间开发与研究列为重点投资对象，把经费预算提高到14.286亿欧元(93.71亿法郎)，约占法国研究与发展预算的15.8%。

信息科学的研究经费仍保持增长势头　2001年，信息科学与信息技术经费预算的增幅最大，提高了15.7%。2002年虽然有所下降，但也提高了7个百分点，即增加了5470万欧元(3.59亿法郎)，总经费超过了54亿法郎。

新增经费主要投向三个方面：(1)支持建立计算机集成系统；(2)法国技术、教育与研究电信网从第二代升级到第三代，实现国家和私人研究机构与大学的联网，提高上网速度和服务质量，使用户能便捷上网；(3)2001年，法国研究部向“信息资源与数据全球化”项目投资1500万法郎，与教育部合作建立“数字大学”，发展远程高等教育。

二、新世纪的跨学科研究课题规划

鉴于法国国家科学研究中心(以下简称为“法国科研中心”)在法国的跨学科研究方面占有举足轻重的地位，承担了大部分部级跨学科课题项目，是落实法国政府制定的全国科研规划的主要科研机构(在生命科学科研规划方面承担了28.9%的课题项目，在环境科研规划方面承担了28.5%的课题项目)，本文重点分析介绍该机构在新世纪的跨学科研究和课题规划情况。通过对该机构的分析介绍，管中窥豹，以了解全法国的跨学科研究状况。

1997～2000年，由法国“跨学科研究指导与协调办公室”确定并负责领导的跨学科研究领域有5个：生命及其核心问题、环境、社会发展动力、电信与认知和材料与技术。这5个领域共设立16项重点课题，其中半数课题项目已于2000年第三季度结项。(注：cnrs.fr/SHS/programmation/scientifique.htm.)

2000年5月16日，法国科研中心公布了《2000～2004年跨学科研究规划》。该规划与上一个跨学科研究规划的主框架基本相同，仍然围绕着5个学科领域，只是把“社会发展动力”换成了“物质”，同时又新增了7项课题：带脱氧核糖核酸的蚤(Puces à AND)，生物信息学，分子与治疗对象，环境与过去的气候：历史与演变，人类、言语和语言的起源，单个的纳米物体和天体粒子。(注：Programmes du CNRS:sept nouveaux programmes pour 2000～2004，CNRS-Info，n°386，septembre 2000.)

据法国科研中心科学委员会(2001年3月22日)和机构行政管理委员会(2001年3月29日)透露，2001年法国科研中心对课题规划再次进行了调整，新增了9项新的课题：生物链的活力与反应性，蛋白质学与蛋白质工程学，小动物拍摄技术，生物医学、健康与社会，信息社会，认知与信息处理，机器人技术与人造实体，非常环境的地理微生物学，生物技术对农业生态系统的影响。(注：Programme du CNRS:neuf nouveaux programmes　pour 2001，CNRS-Info，n°396，septembre 2001，cnrs.fr/SHS/Pinfo/info.htm.)

2002年，为使各传统学科的边缘产生出更多的新学科，为应对科技、社会和经济的挑战和解决当代社会问题，法国科研中心根据法国新的科技政策方针和《2002年法国研究与技术发展预算》，在仍然坚持五大学科领域的基础上，对2001年的课题规划进行了又一次的调整和更新，使课题项目达到了17个。(注：Programmes du CNRS:sept nouveaux programmes pour 2000～2004，CNRS-Info，n°386，septembre 2000，cnrs.fr/Cnrspresse/n386/pdf/n386osl.pdf.)其中生命及其核心问题方面有8个，信息与认知方面有3个，环境与能源方面有3个，材料与纳米技术方面有2个，物质方面有1个。

从以上调整中我们可以发现，2000～2004年的跨学科课题规划与1997～2000年相比有了很大的变化，增减了不少课题项目。其中最值得关注的是：

技术科学成为研究热点　新技术层出不穷，科学工作者不断挑战技术极限和利用尖端技术支持商品生产和服务。在新世纪的跨学科课题规划中，我们发现技术科学的研究领域明显拓宽，有关生物技术、环境技术、信息和电子技术、化学与物理学工程和材料技术(纳米技术)的课题多得令人眼花缭乱。

认知科学成为前沿学科　认知科学是一门新兴的学科，从1997～1999年的课题规划中，我们发现，当时科研人员只是从理论上单纯地研究认知科学，但进入新世纪之后，情况发生了根本性的变化：认知科学与信息技术相结合，发展前景变得异常广阔，开辟出许多新的研究领域，如计算机视觉领域、脑认知成像领域、视感知觉领域、语言学领域、推理等高层次认知过程领域、认知神经科学等。随着新世纪的到来，法国把“认知与信息处理”、“机器人技术与人造实体”提上了跨学科研究日程。

环境与能源始终是焦点问题　在1997～1999年的课题规划中，有关环境的课题只有“环境、生命与社会”，2000～2004年的课题规划不仅重新调整了研究的重点，而且扩展了研究的范围，新增两项课题。新课题的最大特点是环境研究与生物技术挂钩，与历史上的气候联系在一起，从不同的角度探讨导致环境变化的因素。

生命科学研究异常火爆　新世纪的课题规划表明，生命科学引起法国科学界的高度重视，课题项目由1997～1999年的3个猛增到目前的8个，成为法国跨学科研究中最为火爆的一个学科领域。新世纪的生命科学不仅研究对象比过去显著增加，而且研究的问题更加贴近时代、社会发展和人类自身生存与发展的需要。

三、人文社会科学大显身手的三大跨学科研究领域

关于跨学科研究重点涉足的学科领域上文已作了介绍，下面分析探讨人文社会科学与自然科学相互结合最紧密、相互渗透最多、交叉范围最广和交互作用最明显，同时也是法国科研中心人文与社会科学部在其中发挥作用最突出的三个跨学科研究领域，它们是生命科学、信息与认知科学、环境科学。

1.生命及其核心问题

语言折射社会发展的轨迹。语言的发展与种族的扩增和社会变迁之间究竟存在着怎样一种对应关系?生物医学的发展对人的健康和社会发展将产生什么影响?这三者之间究竟存在着一种什么样的关系?为了探明这些问题，法国科研中心把“人类、言语和语言的起源”和“生物医学、健康与社会”列为重大科研项目。

(1)人类、言语和语言的起源

语言的起源对于我们来说一直是一个谜。最近几十年，随着遗传学、考古学和语言学数据和文献资料的快速积累，随着分子生物学、人类种群遗传学(génétique des populations)、考古学和语言学的相互交叉和渗透，随着新的研究方法和技术手段的不断进步，有关人类和人类交际起源的探索取得重大进展，我们终于看到了解开这个“世纪之谜”的曙光。

“人类、言语和语言的起源”是法国部级重点科研项目，法国科研中心在这项研究中发挥着举足轻重的作用。鉴于这个问题与人文社会科学关系密切，又具有很强的跨学科性，法国科研中心将该课题交给人文与社会科学部主持，以便进一步突出人文与社会科学部的作用和促进该部各学科(语言学、生物人类学、古人类学、考古学)与生命科学部各学科(神经学、分子遗传学、种群遗传学)的相互交叉。该项目是人文与社会科学家参加人数最多，也是内容最丰富的一个项目，它包括语言与基因、语言与考古学或古考古学、语言与思想或大脑、语言与社会群体4个方面。年预算500万法郎，计划于2004年10月完成。

生物技术课题研究篇7

日本中小学的学习指导要领每10年修订一论文联盟次，2009年3月日本文部科学省公布了新修订的“高中学习指导要领”。在这份新修订的高中学习指导要领中，理科课程的设置发生了新的变化，取消了设置近40年的“理科基础”和“理科综合a、b”综合类课程，新设了主题综合性的“科学与人类生活”课程和突出研究性学习的“理科课题研究”课程。这2门新设课程有什么样的性质和特点呢？

1 日本高中学习指导要领的修订与理科课程设置的新变化1.1 日本高中学习指导要领修订的新变化

日本现行的“高中学习指导要领”于1998年，2003年正式施行。新世纪以来，随着社会的进步和科学技术的飞速发展，日本社会，尤其是教育界深感过去实行的“宽松教育”政策已不能适应社会对人才培养的新要求。为此，日本开始着手对现行理科课程的施行情况进行有针对性的调查研究和国际比较，以为修订高中学习指导要领提供基本依据。

日本教育机构的有关调查结果显示，在“宽松教育”政策的影响下，2003-2007年间，日本学生在“国际教育成就调查委员会”（iea）举行的“国际数学与科学学习趋向研究”（timss）和经济合作与发展组织（oecd）举行的“国际学生学习达到程度”（pisa）调查中，日本中小学生的基本学力，特别是独立思考能力、判断能力和表现能力呈下降趋势，学习兴趣和意愿在减弱，学生的理科学力排名也出现明显的下滑[1，2]。在2007年的timss调查中，虽略有好转，但不显著[2]。

面对不利的局面，日本提出了应对“知识基础社会”来临、为提升日本学生的竞争力而改革教育课程的主张，并确立了本次修订高中学习指导要领的3个基本方针[3]：

（1）应对日本教育基本法的修改，以培养学生的“生存能力”为修订的基本理念；

（2）重视知识、技能的习得与培养思考能力、判断能力和表现能力的均衡发展；

（3）充实道德教育和体育，培养丰富的心灵和健康的体魄。

根据这3大基本方针，日本提出了本次修订学习指导要领的“五充实一改善”具体措施[4]：①充实日语语言活动；②充实理科与数学教育；③充实传统文化及相关教育；④充实道德教育；⑤充实体验活动；⑥改善与职业相关的课程设置。

依据这6项措施，日本在修订高中学习指导要领的过程中，对高中阶段的课程进行了结构性的调整，理科课程的设置方式及内容均在本次调整中发生了较大的变化。

1.2 日本高中理科课程设置的新变化

日本在本次修订高中学习指导要领的过程中，以提升日本学生“理科学力”方针，对理科课程的设置结构进行了调整，拟从2013年开始施行的日本高中理科课程新结构如表1所列[5]：

注：日本中学的1学时为50分钟，1标准学分对应35学时。高中修业学分总数（含综合学习时间学分）一般要求达到74学分。

从表1可见，日本本次修订高中学习指导要领时，理科类课程的设置呈现出了3个方面的新变化：一是减少了学习科目，将现行的11门课程合并重构为10门；二是取消了设置近40年的“理科基础”、“理科综合”两级综合课程，新设了主题综合的“科学与人类生活”课程；三是将原来分设在理科各科中的“研究课题”进行归并，重新整合后设置为专门的“理科课题研究”课程，以强化探究性学习。

2 “科学与人类生活”课程的性质及特点

2.1 课程的性质与目标

“科学与人类生活”是本次日本修订高中学习指导要领时，新设的一门主题综合理科课程。为什么要设置“科学与人类生活”课程？其学习的性质是什么？日本在本次改订的高中学习指导要领中明确提出，设置这门课程的目的就是为了能够起到使学生更深刻地理解科学技术与人类日常生活、与社会进步的联系，提高学生对科学的兴趣和关心的作用。并将其设置为必修课程。

尽管“科学与人类生活”是一门新设的课程，但这门课程的目标与日本高中理科的学习目标有着紧密的联系。日本本次修订高中学习指导要领时，新设的理科总目标与现行理科总目标对比如表2[5]：

从表3可见，新设的“科学与人类生活”课程也注意延续原“理科基础”和“理科综合”课程目标的某些内涵，既是过去综合理科课程的革新，也是其延续和进一步的改进。

2.2 内容构成及特点

日本在新修订的高中学习指导要领中，为“科学与人类生活”课程编选了3大主题内容[6]：

科学与人类生活科学技术的发展?人类生活中的科学?今后的科学与人类生活

各学习主题的具体内容构成如下：

（1）科学技术的发展

学习目的：理解科学技术发展对今天人类生活的贡献。

内容构成：以身边的科学技术为例，涉及有关科学技术的变迁与人类生活变化的关系。例如，像信息传播、交通、防灾、医疗，能源与资源的有效利用等相关内容。

（2）人类生活中的科学

学习目的：利用身边所涉及到的自然事物、现象来了解科学技术在日常生活及社会中的广泛应用，加深认识科学与人类生活的关系。

该主题的具体内容构成是：

①光学和热学：光的性质及其利用、热的性质及其利用；

②物质科学：材料及其再利用、衣料与食品；

③生命科学：生物与光、微生物及其利用；

④宇宙和地球科学：身边的天体与太阳系中的地球、身边的景观与自然灾害。

（3）今后的科学与人类生活

学习目的及内容构成要点：学习自然与人类生活的关系，科学技术对于人类生活的重要作用，并就科学对人类今后生活方式可能产生的影响进行探讨。

2.3 内容编选的理念与学习方式

对于如何确定“科学与人类生活”课程内容的编选范围及学习的程度，日本高中学习指导要领提出了5项建议性原则[7]：

（1）以身边的科学技术应用事实为例来探讨科学技术的变迁与人类生活变化的关系，促进学生养成科学的见解和思考方式，增进对科学的兴趣和关心；

（2）设置“科学技术的发展”、“人类生活中的科学”和“今后的科学与人类生活”的目的就是让学生加深理解科学技术对于人类生活和社会的影响，使理科学习更具实感，能够激发学生对于未来生活持续的兴趣和关心，能用科学的观点深入认识与日常生活和社会相关联的内容。

（3）在“科学技术的发展”主题中，就是要通过择取一些具体的事例来导出从自然现象和事例中发现的新理论及产生的新技术、新发明，以及它们在人类生活中的广泛应用，使学生感受到科学技术对于人类生活具有不可缺少的作用。

（4）在“人类生活中的科学”主题中，则要从人类生活与社会的关系层面认识自然事物与科学技术；为了扩展学习的领域，设置了光学和热学、物质科学、生命科学、宇宙和地球科学等4个学习项目，以供选择性学习。在具体知识内容的学习中，则要重视观察、实验，并注意运用科学史事例来进行分析说明。

（5）在“今后的科学与人类生活”主题中，主要涉及自然与科学技术对将来人类日常生活和社会的影响等问题，并通过设置适当的学习课题来培养学生考察自然的能力、解决问题的能力和提高对科学的兴趣和关心，使他们认识科学的有用性。

转贴于论文联盟

在课程的学习方式上，“科学与人类生活”是按照必修课程来设置的。如果学生选择这门课程，只需再从物理基础、化学基础、生物基础、论文联盟地学基础中自选1门作为必修课程。若不选修“科学与人类生活”课程，则须从物理基础、化学基础、生物基础、地学基础中选择3门作为必修课程。

3 “理科课题研究”课程的性质与特点

3.1 课程理念与目标

“理科课题研究”也是日本在本次修订高中学习指导要领过程中新设的一门研究性学习课程。其设置的目的就是为了提升日本学生的科学探究能力、培养科学的态度、养成创造性的思考能力。日本设置这门课程的基本定位是：“理科课题研究”是高中理科学习基础的、基本的知识和技能，促进其灵活运用于探究活动的一门基础性学习科目。因此，这是一门以实践性探究学习为主的课程。

日本为“理科课题研究”课程确立的目标是[7]：“设定与科学相关的课题，通过观察、实验进行研究，在培养科学探究能力和态度的同时，培养创造性的基础。”

在上列目标中，日本高中学习指导要领为“通过观察、实验进行研究”提出的具体要求是：学会设定假说、编写实验计划，能够运用实验验证、实验数据分析、解释和推论等探究的方法进行研究。

而“培养创造性的基础”则主要是要求在课题的研究性学习过程中，让学生通过独自的研究，学会如何撰写研究报告书，进而认识进行独立研究的重要意义，以此达到培养创造性思考能力的目的[7]。

3.2 内容构成

“理科课题研究”课程的内容由以下4个体现探究性的实践学习主题构成[7]：

（1）有关特定自然事物、现象的研究

日本高中学习指导要领建议学习时，可涉及以下具体内容：

①观察、观测及相关分析方式：包括有关物体运动的研究，天然产物成分的分离、提纯与分析，植物的生长与环境条件的关系研究，动物的行为研究，火山岩的观察与分类研究，用化石探究古环境和进化的研究等内容；

②装置的制作与物质的合成：机械装置的构造与制作研究，高分子化合物、染料、洗涤剂的合成研究，电池的制作及性能研究，天文望远镜的制作；

③有关模型和计算机的利用：电路特性的研究，中和滴定曲线的研究，断面模型的实验研究。

（2）有关新兴科学和交叉学科领域的研究

高中学习指导要领建议该主题可涉及学习以下6个方面的研究性课题：

①机器人的制作；

②传统工艺技法与先进技术，如：漆器、烧制绘画与电子产品的关系，织物与碳纤维的关系，先进技术与日本传统技术的研究；

③有关光触媒和太阳能电池等光反应技术；

④动植物的组织及细胞培养；

⑤利用数据库解析基因组的研究，如：遗传基因与蛋白质的核酸配对数据库的利用，有关生物系统的研究；

⑥运用摄影图像资料研究天体，如：图像处理软件的使用，利用天文望远镜拍摄的图片资料，特别是星团的hr图研究到疏散星团的距离，有关开普勒定律、哈勃定律的研究。

（3）基于自然环境的调查研究

①有关区域自然环境的化学调查研究，如：河流和湖泊水中的含氧量、阴离子表面活性剂的浓度变化研究，大气中二氧化氮、悬浮微粒浓度的连续测量，人类生活对自然环境恶化的影响研究等；

②有关生物栖息地中某些特定生物的生活习性及分布状况与季节变化关系的研究，如：有关植物与土壤动物、水生物的不同栖息环境及分布状况、随季节而发生变动的研究等；

③有关学校周边居住地域的地学调查。

（4）有关促进科学发展的实验研究

该主题主要涉及有关科学发展史的学习与研究。日本高中学习指导要领提出，可把科学发展史上一些著名的原理形成实验和案例作为课程学习的内容，并提出了以下2个具体的学习主题：

①运动的研究与物理学的发展，如：伽利略斜面实验、万有引力定律的发现等历史再现实验，确立运动与能量概念的相关实验研究；

②对化学科学发展中具有代表性的定律的形成实验进行验证，如：验证赫斯定律、法拉第电解定律、波义耳定律等的研究。

生物技术课题研究篇8

关键词:研究生培养;分子生物学;实验教学

分子生物学是从分子水平上研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的科学,是当前生命科学中发展最快并与其他学科交叉渗透最广泛的前沿学科之一.进入21世纪,分子生物学的实验技术与方法已经应用到了生物学各个分支学科的研究中[1].研究生教育是培养具有科学精神和创新能力高层次人才的主要方式,培养硕士研究生创新思维和科学研究能力,将是作为研究生阶段的研究工作和将来作为科研人员所必备的素质.近年来,很多高校在研究生的培养上采取了重大举措,如浙江大学、中国科技大学、西安交通大学、中国农业大学等,实现了研究生的理论教学、实验教学和学位论文研究三阶段的培养模式[2].在加强研究生理论教学和学位论文研究的同时,注重研究生实践能力的培养,增加了实验教学环节,实现研究生实践能力的宽领域培养,再通过学位论文的研究,形成研究生实践能力的立体全方位培养.作为一个生物学研究生,把本科所学的基础知识与科学研究的最新进展联系起来,学好、学通分子生物学是必需的一步.基于此,2012年起我校在生物学科研究生学位课中设置“分子生物学实验”课,3年来虽然取得了明显的成效,得到了研究生与指导教师的认可,但在实际运行过程中也发现了一些问题,还需要通过不断的改革和实践,使生物学科的研究生更系统、更全面地掌握分子生物学的实验技术和技能,为后续的研究性实验工作和今后走上工作岗位提高科研水平打好一个坚实的基础.

1课程定位及理念

分子生物学在20世纪取得了理论和技术的飞速发展.分子生物学技术越来越广泛地应用于生命科学的各个研究领域当中.随着越来越多的理论突破,分子生物学技术也日新月异.在高等院校的生物相关学科的研究生教学中,越来越广泛地注重分子生物学的教学.分子生物学理论课教学内容多,范围广,有一定深度,学生很难透彻理解和掌握,如果不做实验,只学习理论,往往会事倍功半,理不出头绪.分子生物学实验课能给学生亲自动手参与实验全过程的机会,便于学生加深对相关理论的理解[3].研究生来自不同的院校,由于各院校课程设置不同,研究生接受的本科阶段的教育差别很大,这种差别在实验操作能力上体现最为明显.对于已经进入分子时代的生命科学来说,不熟练分子生物学实验操作的学生就很难快速适应课题研究的科研工作.在研究生学位课中设置分子生物学实验课,合理安排实验课内容,建立常规操作与科研课题相结合的实验课程体系,是提升研究生实践能力的重要途径,同时也能为学生完成硕士学位论文及将来从事科研工作打下良好基础.内蒙古科技大学生物学硕士研究生学位点于2006年经批准设立,2007年起招收首批硕士研究生,近10年来,已为内蒙古自治区及全国输送了一批从事生物学研究与开发的优秀人才.“加强专业技术教学、紧跟学科发展前沿、全面提升研究生培养质量”一直是本学科研究生培养工作的重点和目标.为适应新形势下高等院校研究生教育与创新型人才培养的目标,对研究生分子生物学教学的改革势在必行.2012年以来,我们通过在研究生学位课中设置“分子生物学实验”课,不仅显著地提高了研究生对分子生物学课程的学习热情,而且明显提升了研究生的科研能力.

2课程建设及特色

2．1课程建设的过程与方法

每学年的秋学期初新录取的研究生入学,根据对新生分子生物学知识背景和实验动手能力的详细调研合理安排实验课内容,建立常规操作与科研课题相结合的实验课程体系,并根据学科发展不断更新和完善,力求促进研究生科研工作的顺利开展.研究生分子生物学实验教学的改革分为3个阶段进行.

2．1．1准备阶段

组织相关人员成立课题小组,对小组人员进行具体分工,以2015年新入学的硕士研究生为研究对象,采用问卷调查方式对他们的分子生物学基础知识与实验操作能力进行摸底,撰写调查报告[4].

2．1．2实施阶段

(1)制定教学大纲.根据准备阶段的调查结果讨论研究生分子生物学实验课教学大纲,实验项目实行多层次、模块化管理,分为基础性、综合设计性、创新性3个模块.基础性实验项目以基本的分子生物学操作技术为主,如:质粒DNA的提取、限制性内切酶酶切DNA分子、琼脂糖凝胶电泳分离DN段、大肠杆菌感受态细胞的制备、重组DNA分子的构建与转化等、PCR扩增目的基因等.对没有任何分子生物学常规操作基础的研究生要逐个开出;对本科阶段已经接触并熟悉这些基础性实验的研究生可直接开出综合设计性实验,如:多种方法获得目的基因、动植物中某关键基因的克隆、重组质粒的构建等.创新性实验项目全部由本学科教师承担的科研课题转化而来,研究生可根据自己的研究方向与兴趣爱好选择项目完成,包括植物细胞中MYB类转录因子的筛选、与人类遗传病相关的核苷酸重复序列的克隆等.

(2)学生选课.将全部实验教学内容及具体开出安排提前公布,学生根据实际情况与自己的研究方向进行实验内容的选择,这一环节须由指导教师协助完成.选课结束后根据每个项目的选课情况准备实验,包括学生分组、准备实验材料、仪器设备、耗材试剂和实验讲义与实验报告册分发等.

(3)预实验.指导教师根据学生分组情况,每组安排组长一名,副组长一名,在实验开出前协助指导教师完成预实验.

(4)实验课开出.按计划认真组织研究生开出实验.实验操作阶段,要求学生熟练掌握实验操作流程,严格按规范进行操作.同时指导教师要充分调动学生的学习积极性和主动性,增强学生独立完成实验的能力和实际动手能力,使学生能够尽可能主动地、独立地完成实验的整个过程,为以后独立从事科研设计和科学实验打下良好的基础.

(5)课程考核.实验课结束后进行成绩考核,综合学生的预习报告、实验操作、实验结果与实验报告撰写情况给出实验课成绩.

(6)编写研究生实验教材.基于教学实践的积累,编写研究生实验教材“研究生现代分子生物学实验”,重点面向研究生的实验教学,将分子生物学基本实验技术和近年来发展起来的新技术、新方法有机融合.

2．1．3总结阶段

跟踪调查,了解研究生在分子生物学实验课结束进入课题研究后的情况,掌握他们在分子操作各个环节上的操作熟练程度,对取得的研究资料做全面的整理分析.在学科内部推出“研究生分子生物学实验”示范课,并完成相应的资料库与光盘制作,并进一步在全校范围内推广.同时课程改革小组的成员要不断讨论项目实施过程中存在的问题,并及时与兄弟院校沟通学习,提出切实可行的办法[5].

2．2指导教师队伍建设

自2012年生物学科硕士研究生开设分子生物学实验课以来,该课程的教学任务一直由我校外聘的留美分子生物学专家王建英教授负责,另配2名讲师作为助手.经过3年来的教学实践体会,加上学生与研究生导师的意见反馈,我们发现这种单一的指导教师模式是需要改进的,需要建设一支由长期工作在科研、教学一线教师组成的研究生实验课教学团队.教学任务分配上,根据团队内每位教师主要从事的科研领域和专业特长,分配相应的实验教学内容,每个项目安排2名指导教师,他们不仅熟悉所指导实验的技术要点,及时解决实验过程中出现的各种问题,还能将本领域相关的科研前沿、热点问题介绍给学生,以开阔学生视野,使每次实验均能获得预期结果.同时,指导教师在教学实践过程中也不断发现和审视自己,包括对自身专业知识的把握与实验技能熟练程度的反思,这样也能促使他们紧密跟踪学科发展前沿不断提高[6].本课程经各方面协调讨论,现已逐渐组建了一支人员稳定、业务基础全面、具有团结协作精神的教学团队.其中教授3人、副教授2人、讲师2人.其中大多数教师承担国家自然科学基金、内蒙古自然科学基金、内蒙古高校基金等科研项目,在努力完成这些科研任务的同时,有意识地将许多科研工作中的思路和先进的技术转化到研究生分子生物学实验的教学实践中.实验课教学团队的建设极大地提高了研究生实验教学质量,并申请得到了我校研究生教学改革项目建设立项资助.

2．3实验课成绩考核与结果评价

经过教学团队的调研讨论,针对分子生物学实验考核形式的问题,提出实验课评价体系多层次评价的管理制度,包含预习报告、平时考勤、实验操作、实验结果与实验报告撰写情况5个部分,分别所占比例为1∶2∶4∶1∶2;针对设计性与创新性实验,要加上实验方案制定与实验论文撰写环节.针对研究生各实验组人数较少、时间较灵活、学生专业多样化等特点,在考核中更加注重实验的具体操作过程.在课程开课初要将考核方案告知学生,让他们明确各环节的评分标准,在实际考核过程中如实记录作为评价依据.实验课结束后,通过“问卷调查与后期跟踪相结合”的模式及时对教学效果进行评价[7].通过发放问卷调查表的方式综合调查研究生对本门实验课的内容设置、教学方法及授课教师的教学效果等信息的评价.另外,在实验课结束一个学期后,我们对研究生指导教师进行问卷调查,对上一年度的实验教学效果进行了后期跟踪评价,对研究生进入到各自实验室工作后的科研思维、实验设计、操作能力等进行调研,综合评价实验教学效果[8].

3结语

分子生物学实验技术是生物学各分支学科科学研究必备的手段,在研究生入学后进入课题研究之前开设“分子生物学实验”课,熟练掌握基本的分子生物学操作技术,这是生物学研究生快速进入科研课题与顺利完成硕士学业的基本保证[9].研究生经过基本实验技能培训、全面综合实验及自主设计实验的锻炼及创新实验平台的全方位提升,科研能力得到大幅度提高.学生普遍反映研究生分子生物学实验为他们顺利进行课题研究、完成学位论文和未来的科研工作奠定了良好基础,一部分学生在硕士期间就发表了高水平的SCI论文.为生物学研究生开设分子生物学综合实验,在内蒙区内外兄弟院校进行此类设置的尚不多见,需要我们更加努力创立并逐步完善研究生实验教学平台,全面提升我校硕士研究生培养水平[10G12],及时将教师的科研成果提炼引入实验教学,提高指导教师的教学能力,使实验内容不断更新,为研究生进行课题研究及毕业以后从事相关的科研工作打下坚实的基础.

参考文献(References)

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[2]郑冬梅,王悦．构建研究生实验教学体系,培养研究生创新能力[J]．实验技术与管理,2010,27(5):146G150．

[3]文莹,李大伟,李颖．微生物专业研究生实验课设计思路与特色[J]．微生物学通报,2011,38(1):123G126．

[4]郭淑贞,李丽娜,张前,等．基于问卷调查的中医院校研究生分子生物学实验课程改革探索[J]．内蒙古中医药,2014(12):138G139．

[5]杜联峰,孙万邦,夏嫱,等．研究生免疫学实验教学改革与探索[J]．教育教学论坛,2015,16(4):263G264．

[6]郑源强,包玉龙,丁枫．研究生医学免疫学实验教学改革与探索[J]．中国免疫学杂志,2015,31(4):548G550．

[7]宁启兰,马捷,李冬民,等．研究生实验教学改革中的分子生物学教学实验设计[J]．西北医学教育,2009,17(4):693G694．

[8]汪渊,周青,袁凌云．开设博士研究生分子生物学实验课的探讨[J]．生物学杂志,2000,17(3):36．

[9]于振江,严国光,郑维洁．进一步加强教学实验室的建设与管理[J]．实验技术与管理,1998,15(4):34G37．

[10]王雅梅,李宝红,于培兰,等．医学研究生分子生物学实验教学体会[J]．医学教育探索,2008,7(2):173G174．

[11]孟照俊,俞小瑞,韩燕,等．医学分子生物学实验教学改革的初步探索与实践[J]．西北医学教育,2006,14(2):86G87．

生物技术课题研究篇9

＜1＞坚持将现代教育技术与优化课堂教学相结合

老师们在教学实践中自觉地运用现代教育技术与学科教学的整合，学校各部门都开展了信息技术应用、研究、推广活动，在平时的教学活动及省、市、区组织的各项教学活动中，都取得了可喜的成绩。

数学组在运用《几何画板》辅助课堂教学及教研方面作了深入的探讨。他们通过组织教师参加培训、听讲座、参加各类教学竞赛等实践活动，学习和掌握电化教学技术，学会了从网上吸取新信息，网页、课件制作等技术。在校、区、市、省各等级的说课比赛、课改研讨公开课、探索性的公开课教学比赛等活动中，该科组老师积极参与，团结协作、制作了大量的供说课、公开课、竞赛辅导用的课件，其中有2人获得省说课比赛的二、三等奖，2人获市说课比赛一等奖，2人获区一等奖，3人获区二等奖。

物理科组在实验中，根据教材的特点和学生的实际，对教学全程进行科学的设计，充分利用媒体的放大、重复、定格、模拟、动画等功能，利用媒体的优化组合，创设声、光、色、形于一体的情境，将较大容量的信息在短时间内生动、形象、有效地传递给学生，扩展了教室的空间，节省了时间，使传统教学不能实现的想法、做法得以实现， 并取得了喜人的成绩。特别是彭群英老师于99年12月在广东省青年物理教师说课比赛和2000年3月广东省青年物理教师教学大赛中，所上的《牛顿第三定律》均获省一等奖，并于2000年11月代表广东省参加全国第三届青年物理教师教学大赛，荣获全国一等奖。

历史科组利用以计算机为主的多媒体教学手段把语言处理技术、图像处理技术、视听技术集成一起，对历史资料进行储存、加工、控制、编辑，并以较完善的形式呈现在师生面前，创设历史问题情境，激趣引思；揭示历史发展的规律，强化重点、突破难点，升华知识。丁宝琴老师在全市青年教师历史公开课比赛中，运用多媒体教学手段所上的《第二次世界大战》一课获得了很好的视听效果，先后被评为市、省一等奖。其他教师也经常利用多媒体辅助教学。生动、活泼的教学形式激发了学生的学习兴趣，提高教学效果，师生们尝到了运用多媒体辅助教学的甜头。

化学科注重运用现代教育技术培养学生科学的观察能力、实验操作能力和探究能力。他们以“引导发现法”，向学生提出观察的要求，教会学生观察的方法，使他们养成观察的习惯，用先进的科学仪器提高观察的效果。如：用实物投影仪使学生对实物观察得更清楚，把演示实验改为探究性实验，提高学生实验操作能力，培养学生分析化学问题的方法。还有一些突出的实例，这里就不一一列举了。

我校所有学科在结合学科自身特点进行媒体整合方面都进行了大量的实践，总结出了许多宝贵的经验，极大地提高了课堂教学效率，为实现教育教学改革作出了贡献，为促进学生综合素质的全面发展起到了积极作用。

在现代教育技术实验中，学校的多媒体双向播控系统投入使用，为学校的教育教学工作服务。它主要用于对学校的教学活动点实行监控及电视教育的转播工作、实况转播、公开课教学、观摩听课、多端电视会议、收看电视教育资料、电化教育等；还有学校承担的各种考试，学生的英语听力训练、家长会、专题报告会等活动，每学期不少于50次。

学校承担了两次大型的省级比赛活动，2000年8月期间，我校成功举办了广东省高中青年教师数学说课比赛；2000年12月期间，我校又成功举办了广东省初中英语教师教学大赛。在活动中，我们提供了相应的软硬件环境、应用平台，保证了比赛的顺利完成，受到主办单位及执教者的赞扬。

＜2＞坚持现代教育技术与课题研究相结合

课题研究是实验工作的重点，也是检验学校实验成果的一个重要环节，我校自开展实验以来，电教实验研究，一直是我们考核科组工作的一个重要指标。我校所选取的课题都是教育中亟待解决的重点、难点问题，是本地区、本学校教育急待解决的问题。所申请的课题既有“九五”省级课题，也有“十五”教育部规划课题。学校为课题研究提供了有力的保障措施，给予充足的研究经费、充足的研究时间，并建立了激励机制。我校先后投入经费2万多元，用于课题组购买资料和开展研究活动，并将课题的开展情况与科组评先、老师评优挂钩，担任课题的教师承认其工作量，课题组定期开展活动。

近几年来，我校开展的省级课题研究（省级以上）有10个，其中有3个已经获得结题通过，市教育教学成果二等奖。另外，各科组都开展了校内课题研究活动，并都取得了一定的成果。

课题研究成果明显，我校在开展课题研究方面已取得了一批阶段性成果或终结性成果。（1）通过实验锻炼和培养了一批电教骨干，这些都是现代教育技术理论和实践的探索者、受益者和引导者。（2）撰写了一批质量较高的 论文，有的已在各类刊物上发表，有的获得了各级科研机构的肯定和奖励，大部分论文已从经验型逐步提高到理论型、学术型。（3）初步形成了电化教育促进中小学素质教育的一些新型教学模式，计算机辅助教学以及多媒体网络环境下的教与学模式。（4）研究开发了一批多媒体软件。近三年来，有150余篇论文获省级以上奖励或在全国及省市报刊发表。

＜3＞坚持实验与提高管理效能、办公效率相结合

现代教育技术在教学管理方面也取得了可喜的成绩，如学校的成绩管理、工资管理、档案管理、人事管理、体卫达标统计管理都已电脑化，提高了工作的质量与效益，为教育教学及学校管理工作提供了强有力的保障。

＜4＞坚持现代教育技术与课程改革相结合

生物技术课题研究篇10

On Graduates' Gardening Plant Genetic Engineering

Principles and Techniques Teaching and Reform

CHEN Changming

（College of Horticulture， South China Agricultural University， Guangzhou， Guangdong 510642）

Abstract Plant Genetic Engineering Principles and Techniques is a plant related graduate of an important basic course， the article reviewed the current postgraduate course in practice teaching reform， analyzes the existing problems. According to the characteristics and horticulture graduate personnel training requirements of plant genetic engineering， it is proposed to improve the quality of teaching practice teaching methods and measures to improve the practical teaching system to improve the ability of students to acquire knowledge and innovation.

Key words graduates; Plant Genetic Engineering; teaching reform

0 引言

基因工程是二十世纪八十年代在分子生物学和分子遗传学的基础上发展起来的一门新兴学科。它的主要研究内容是体外将核酸分子插入质粒或其他载体分子，构成新的遗传物质组合，并将其转化到原先没有这类遗传因子的寄主细胞内，且能持续稳定地表达和遗传。因此，应用基因工程技术，人们可以按照自己的主观愿望，创造出自然界原本不存在的新生物类型。科研人员正是利用这一特征，已在提高农作物产量，改善品质，增强抗逆性和抗病虫害的能力等方面取得令人瞩目的成就。园艺作物主要包含果树、蔬菜、观赏植物三大类经济作物，基因工程在园艺作物品种改良，关键基因的发掘，种质鉴定等方面有着重要的作用，如今很多农业院校园艺系相继开设了研究生的园艺植物基因工程原理与技术课程。

1 研究生基因工程原理与技术课程教学与实践改革现状

为了适应现代生物技术的飞速发展和达到培养高素质科研人才的要求，基因工程原理与技术课程已被设置为包括生物技术、生命科学、生物工程在内的生物相关专业、医学专业及农林专业本科生和研究生的必修课。由于基因工程技术在生物科学研究中的地位举足轻重，在众多综合院校和农业院校都开设了基因工程类课程，对基因工程类课程改革做了许多研究工作。阮小蕾等探讨了本课程在传统的理论和实验教学中存在的不足，结合笔者的教学经验，在教材建设、教学内容的改革与建设、实验配套的硬件与软件建设、实验教学安排等方面进行了探索，总结出了一套行之有效的理论和实验教学方法。姜大刚等对研究生基因工程实验教学改革进行了探讨。提出了以教学大纲为指导开展教学，做好课程规划;构建“和谐课堂”，重视教学效果;教学内容的与时俱进和不断充实完善;重视师资队伍建设，发挥骨干教师的模范作用;科研内容的渗入和应用等观点。马婧等针对园艺专业研究生的特点和人才培养要求，提出了根据课程性质，合理安排课程时间，针对专业特点，选择理论教学内容。并探讨了实验教学实践的方法，提出了采用小班教学，“高带低”的辅助教学模式。

2 园艺研究生植物基因工程原理与技术课程教学与实践存在的问题

园艺植物基因工程原理与技术是针对园艺专业低年级硕士、博士研究生的一门专业选修课程，包括基因工程原理讲授和实验技术操作两个部分。以笔者所在的华南农业大学园艺学院为例，该课程是针对园艺相关专业（包括果树学、蔬菜学、花卉学、园艺产品采后科学、茶学）低年级硕士和博士研究生开设的一门专业选修课程，该专业生源大部分为园艺专业本科毕业生，同时存在一些跨专业考研的与生物不相关专业的学生，他们在本科阶段没有学习过基因工程、分子生物学、植物生物技术等相关知识，相对来说，存在学生基础知识薄弱、专业背景复杂、研究方向多样等因素，这为园艺植物基因工程原理与技术课程在园艺专业研究生中的教学带来了一定的困难。除此之外，开设时间短，课时少，一些学校的实验条件有限等现实情况也成为了该课程开展的制约条件，另外由于很多同学以前没有做过分子生物学方面的实验，对基因工程实验的操作非常生疏，因此也必要对他们进行特别的指导与教学。针对以上问题，该课程应结合专业特色和教师个人科研工作，让研究生掌握一定的基因工程技术，为今后的研究和生产工作奠定基础，本文从课程的理论体系教学和实验设置等方面提出了课程改革的措施。

3 研究生园艺植物基因工程原理与技术课程教学改革措施

3.1 设计合理的园艺专业研究生植物基因工程原理与技术理论教学内容

园艺植物基因工程原理与技术虽然以实验操作为主，但离不开基本原理知识的讲述，传统的基因工程理论知识体系庞大而复杂，在有限的课时里（设计为30个学时），讲授者很难将所有相关知识一并传授给学生。因此挑选合适的讲授内容就显得尤为重要了。园艺专业研究生的研究对象主要为果树、蔬菜和花卉，运用植物基因工程技术的主要目的是对植物某一性状进行改良。所以在课程内容选择上应该以植物基因工程所要解决的主要问题为导向，带着问题和目标选择授课内容。讲授侧重于植物基因工程的相关内容，重点讲解核酸提取，目的基因的克隆，植物表达载体的构建，重组子筛选，农杆菌介导的转基因方法等内容。通过这些内容的教授，学生就可以掌握在植物基因工程研究中所需要的基本理论知识，为将来从事相关的科学研究打下基础。随着现代基因工程技术的快速发展，基因工程的技术更新很快，除了基本的基因工程原理知识，也需要及时获得最新的用于植物基因工程，尤其是适用于园艺类植物基因工程的新方法和新技术，并整合到教学内容中，如最近出现的可用于园艺植物基因沉默的新技术TALEN和CRISPR/Cas系统等，与时俱进地更新教学内容，将新知识、新理论、新方法传授给学生。

3.2 合理安排实验内容

研究生教育应以科研为目标，园艺植物基因工程原理与技术课程的学习就是为研究生将来进行植物基因工程相关的科研活动打基础的，我们的课程教学与设计也要以园艺植物研究为导向，巧妙进行实验设计，合理安排实验内容。植物基因工程相关的实验方法和技术非常多，应选择适合园艺专业研究生的实验内容。选择内容的标准主要有三个方面：第一，实用性原则，现在我们园艺学院科研项目所需的基因工程操作主要有基因克隆、载体构建、表达分析、基因遗传转化等，所以我们着重从这些方面入手，设计实验，让学生对将要从事的基因工程方面的实验有一个整体的认识;第二，创新性原则，基因工程技术发展了这么多年，出现了很多新的技术，然而在我们的实验教学过程中，一直沿用最基本的实验操作模式，因此在现有实验的基础上加上一些近年来新发展的技术可培养研究生科研上与时俱进的思维，如我们可在实验的内容加上生物信息学的内容，或者学生采用电子克隆技术得到的基因序列，设计扩增引物，用PCR的方法扩增，并送往公司测序，然后分析序列，以培养学生独立思考与探索的意识，而且现在用的实验指导书，实验技巧与知识已经陈旧，有必要增加新的基因工程操作技术到本课程的实验指导书中;第三，合理性和可操作性原则，园艺研究生有别于其他生物专业的研究生，他们的生物技术，生物化学以及分子生物学方面相关知识比较薄弱，所以在实验过程中的实验内容及时间安排应循序渐进，合理有序，首先从学生们易于接受的DNA提取、PCR以及凝胶电泳入手，再进一步到载体构建及基因表达，实验操作过程中分组进行，每组4～5人，每一组由一个实验经验丰富的高年级研究生任指导组长。

3.3 理论联系实际，开展科研训练，探索原理讲授与实验技术操作最佳结合方式

园艺植物基因工程原理与技术不但注重理论知识的讲授和掌握，相关实验技术更是本门课程的精髓所在，本门课程的最终产出还是看学生是否能够完成基因工程相应的实验操作，并将实验手段和方法用于生产实践。然而基因工程的基本原理是理解实验技术的基础，是解释实验技术和开发新的实验技术的必要支撑。如何将实验原理的讲授与实验操作的实施有序有效结合是开好该门课程的关键，可从以下四个方面考虑：第一，理论课与实验课时间顺序的安排，例如是先讲理论还是先做实验，是穿插进行，还是依次完成;第二，理论课与实验操作课的衔接性探索;第三，理论课与实验课讲授内容的分配，如在实验课中，相关实验注意事项及实验技巧需要强调，除此之外还会涉及一些实验原理，因此要探索实验课中应该重点讲授哪方面的实验原理;第四，在实验过程中让学生对实验结果逐步运用相关理论进行分析并制定下一步实验计划，让学生主动地参与到实验的设计与实施中，在实验中将各章节知识相融合，理论与实践相贯通。