国家级教学成果奖工作总结

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1、国 家 级 教 学 成 果 奖成 果 总 结成 果 名 称 分 子 生 物 学 及 生 物 技 术 实 验 教 学 创 新 体 系 的 建 立 与 实 践 成 果 完 成 人 魏群 向本琼 王海龙 高云 马晴 成 果 完 成 单 位 北 京 师 范 大 学 成 果 科 类 理 学 代 码 0 7 5 1 2 3序 号 9 1 1 0 9 0编 号 分子生物学及生物技术实验教学创新体系的建立与实践分子及现代生物学技术已渗透到生命科学的各个领域，极大地推动了生命科学的发展，已成为生命科学各研究领域的必备工具。在过去的实验教学中存在着严重的不足，如：实验体系不完善，实验内容多以验证性实验、互相脱节的

2、小实验等为主，缺乏技术性的实验，培养出来的学生往往存在着高分低能的现象。随着招生规模的扩大，教学质量，尤其是实验教学的质量问题引起了教师、学生本身以及社会的高度重视。在生命科学领域的人才培养中，实验技能的培养具有举足轻重的作用。为了适应生命科学的发展和满足国家对生命科学与技术水平人才的需求，以“加强基础、拓宽口径、强化实践、注重能力、优化体系、提高素质”为宗旨，为实现教育创新，我们提出了“分子生物学与生物技术实验教学创新体系的建设方案”。我们在一体化、多层次、开放式、重基础、求创新的思想指导下，不断加大教学改革力度，逐步建立了一套全新的分子及现代生物学技术实验课程体系，注重对学生综合实验能力和

3、素质的培养，获得了很好的成效，对推动我国高校实验教学的改革和实验教学体系的完善起到了带头作用。课程体系面对原来生物化学和分子生物学实验教学体系的不完善、生物技术的迅猛发展、教育部对生命科学招生专业的调整和人才培养体系的转向，我们全面综合分子生物学及现代生物学领域的基本实验技术，把它们分别安排在分子生物学实验、高级生物化学实验和生物技术大实验三门独立的实验课程中，形成了一套国内首创、国际领先的实验课程体系，三门技术性实验课互相衔接形成一个整体。我们的课程体系完整、设计合理，着重突出生化分析、生物技术、分子克隆、动植物培养等实验教学特点，覆盖了生物化学、分子生物学、生物技术、细胞工程、基因工程、酶

4、工程、组织培养等课程的核心内容。该体系旨在使学生在理论课程学习的基础上系统地学习分子及现代生物学的基本实验技术，发展学生动手能力，分析问题、解决问题的能力与研究创新能力，充分训练学生的实际科研能力和科学的思维方式。我们希望通过建设这一人才培养体系，解决本科教育中在基本技能训练与发展创新能力方面存在的问题，有效地提高人才培养质量。教学内容我们全面更新了教学内容：取消了验证性实验；增加了技术性强的大型及综合性的实验，突出实验的基础性、技能性、整体性、探索性、先进性、交叉性和连贯性；设置了学生自主设计实验，使技术性、综合性、探索创新性的实验融合在一起。着重培养学生的创新思维和独立分析问题、解决问题的

5、能力。课程教学从学生培养的特点和要求出发，强化实验教学中学生的主体地位，加强对学生的基本生物技术和技能的训练，培养学生科学思维能力和综合分析能力。实验内容和思路贴近正规的科研实验。具体教学内容包括三部分：第一部分为实验理论，分为绪论和专论，穿插在各次实验中进行。主要目的是让学生了解和掌握分子、生化及现代生物学技术实验的基本理论与科学的实验设计思维；第二部分为基本实验技术与技能训练，主要包括分子、生化及现代生物学技术中最基本的实验及不断加入的随时代发展需要更新的前沿性实验。主要目的是让学生通过自己动手，使基本技能得到充分的训练；第三部分为学生实验设计，安排数个全新的和系统的实验课题，完全由学生设

6、计、学生自己完成实验（教师只是参与指导和讨论）。主要目的是通过学生自己设计、自己完成实验把以前学到的理论、技术融会贯通地用到实际课题中去，使理论与实践更好的结合，提高学生创新性思维和独立分析、解决问题的综合能力，有利于培养勤于动脑、认真思考、追求创新的人才。通过教师对实验内容的探索和配套教材及实验室的全面建设，从2000年开始把分子生物学实验、高级生物化学实验变成全院本科生的基础课，生物技术大实验为生物技术专业的专业课，使本院的学生能较全面地掌握分子及现代生物学的实验技术技能；提高分析问题和解决问题的能力；掌握科学的思维方法和正确的操作规范；增强创新意识，从而成为符合教育部及学校要求的高质量、

7、合格的毕业生并为今后在生物学各个领域的深入研究打下坚实的基础。这三门实验课是我院本科生教学实验中最为重要的内容。我们建立的富有时代特征与新世纪高素质创新人才培养要求相适应的教学体系、课程内容具有自己的特色，并带动了实验课程建设现代化整体水平的提高，达到国内领先水平和国际先进水平。实验教学模式通过对“理论（教师讲解） 实践（学生独立实验） 理论（教师、学生共同讨论，得到提高） 综合实践（实验设计及实施）实验教学模式”的建立和实践。我们总结出的“基本技能训练自主实验设计教师指导下的探索性实验”的教学模式，在实验教学中取得了成功。这种“理论 实践 理论 综合实践”的实验教学模式能使学生深刻理解实验的

8、技术与理论，能熟练运用已经学习的多种技术，学会充分利用本实验室已有的实验设备和条件，将自己的思想、想法付诸于实践。学生的主观能动性得到了充分发挥，提高了学生的文献检索能力和分析能力，增强了学生在实验过程中发现问题、解决问题的能力和学生的责任心。这种教学模式充分地将打好知识技能基础与培养创新能力有机地结合，开创了实验教学的新局面。通过实验教学的改革，带来的效果十分明显，学生的综合素质明显提高，学生普遍反映良好。实验教学方法1 实验试剂、材料等的准备是实验进行的关键环节。以往的实验教学是教师做实验准备，学生在实验中“照方抓药”，不利于培养独立工作能力。我们在实验教学中，逐渐建立了一套指导学生自己准

9、备实验试剂、材料等的方法，不仅使他们更好地学习实验技术，还培养了他们的独立工作能力和责任心。 2 开放式教学：全天开放教学实验室，使得我们的学生有更多的机会和灵活的时间来进行实验技能训练，提高他们的探索和创新能力。经常组织参观与教学内容相应的科研实验室。通过参观开阔眼界，配合教学内容，使学生得到更高更深层次的学习和认识，极大地激发了学生自主学习和研究的热情。开通网络。信息技术在本科教学中的应用，学生从网络中获取的实验信息和知识越来越多，同时也促进了实验教学的发展。3 研究式教学：在实验中安排学生专题报告。该报告活动主要由5个环节组成：咨询与选题、查阅文选、阅读文献、研究报告的写作及制定设计方案

10、、大会报告或书面报告。这种研究性的课程学习是一种结合课程进行的模拟科学研究，学生通过教材、期刊文献、电子文献，特别是充分利用信息技术和网络资源，广泛收集所选专题的相关文献，进行系统地科学研究与实验设计训练。4 讨论式教学： 过去的灌输式实验教学很难培养学生的科学思维和实际的分析问题和解决问题的能力，我们通过讨论实验设计的思路以及实验中遇到的问题，总结和提高实验设计能力，发展学生的创新思维，深受学生欢迎。5 多媒体教学：从2000年开始制作授课课件，演示工具由黑板转变成计算机。学生通过录像和多媒体课件，能够更为形象地理解和领悟实验内容和操作，同时还能吸取实验室以外的知识。实验室建设和管理实验室建

11、设是实验课程建设中的一个重要环节。本实验室属于生物基础教学实验中心，依托于“基因工程与生物技术”北京市重点实验室进行建设，得到世行贷款、教育部211工程、理科基地、北京市教委及北师大校级实验室及教务处基础教学实验室建设项目专项经费等的资助。专为此教学体系服务的实验室有：生化及分子生物学实验室、生物技术实验室、分子生物学操作室、细胞培养室、植物组培室、大型仪器室等；与实验内容相匹配的实验仪器设备也已经全部更新和完善；同时还能充分利用北京市重点实验室和生命科学学院中心实验室、校中心实验室的一些实验条件、实验仪器。建立了一套完整的实验室管理体制，保证了此实验课程体系的圆满完成。在实验教学中对学生进行

12、评价和考核的方案实验课程主要是训练学生们的实验技术和培养他们的科学素质，对学生这方面的评价和考核与理论课的评价和考核方案完全不同，但鉴于国内和国际上还没有合适的在实验课程中对学生进行评价和考核的理想方案，因此我们探究和总结出了如何更好的、全面的评价和考核学生的实验技能和知识的一套全新的评价方案。该方案注重全面考查学生的素质，而不是仅仅考察学生所掌握的知识。一是考核学生的平时成绩，包括实验技能、实验态度、实验室常识等的掌握和实验报告等方面。二是考核学生的独立实验设计和实践过程。注重对学生的创新性思维及独立分析问题、解决问题能力的考核。教师队伍由于生命科学的迅猛发展，实验教学规模的扩大和对教师素质

13、要求的提高，培养和引进了一批具有合理梯队的教师队伍。青年教师均具有博士学位，教学效果好；实验师队伍学历素质高，业务精。魏群教授以其丰富的教学和科研经验进行了课程体系的设计，组织了教材的编写，被授予了2004年北京市优秀教师称号；向本琼副教授获得了2002年北京师范大学本科教学优秀奖和2004年励耘优秀青年教师二等奖。成立了教学研究小组，经常以研讨和教学实践的方式开展研究。尤其是实验课程以小班平行进行，教师之间常常进行多方面的通力协作，互相交流学习、以保证教学质量。发挥了北京师范大学教育教学方面的优势，教学论专家参与本课程的研究与教学设计，在课程建设和教学改革、学习资源开发、教学评价改革方面已经

14、初步开展了合作，我们感到这种合作方式对课程建设、教师教学水平的提高和教学研究方面都有很好的促进作用，加强了教学研究，是一种新的合作模式。通过教材建设凝练与推广教学成果在开设这些实验课程中，我们深感实验指导教材的重要性。但由于当时国内还缺乏系统、实用的实验指导教材。所以我们率先编写了一套简明实用、适合学生和初学者使用的分子生物学实验指导（1999年12月，高等教育出版社）和生物工程技术实验指导（2002年8月，高等教育出版社）。据高教出版社统计，已有许多高校的生命科学学院把它们作为实验课本。尤其是生物工程技术实验指导的出版填补了国内生物技术实验教材方面的空白。同时我们又翻译了英国Terry Br

15、own教授新近的第四版基因克隆和DNA分析（2003年，高等教育出版社），是一本极好的配套实验教材。2001年和2003年,台湾九州图书文物有限公司分别买走了分子生物学实验指导和生物工程技术实验指导的版权，出版了分子生物学实验手册和生物工程技术实验手册,并在台湾高校中得到了广泛的应用。应用及获奖情况1 课程开设后一直受到学生们的普遍欢迎和好评。不少本科生在毕业论文中已能熟练地运用本课程所学的实验技术，不少研究生也已把本课程所学的实验技术灵活地运用到所在学科的论文和导师的课题中。而且这些学生毕业后都受到了用人单位的称赞。不少高校，研究所（如中国中医药大学，中医研究院等）的研究生，博士生们也纷纷找上门来，要求给他们集体开课。我们也已部分满足了他们的要求。2 受中国生物化学及分子生物学学会的委托和教材读者的要求，从2000年至今，每年暑期都举办