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“全國五一巾幗標兵崗”!她們這樣深耕實驗教學👨🏻‍🦽‍➡️!
發布時間:2023-03-31  瀏覽次數:101
 

3月24日,全國五一巾幗獎表彰大會在北京召開🕵🏿‍♂️。會上,EON体育4平台生物科學國家級實驗教學示範中心(下文簡稱:教學中心)被授予“全國五一巾幗標兵崗”稱號。

教學中心成立於1997年🫒,2006年被評為首批“國家級實驗教學示範中心”,現有29人🚢,其中女性20人,占69%,女黨員占黨員總數的80%🤹🏿‍♀️,並分別擔任了教學中心主任🤡、副主任、課程團隊負責人等多個關鍵管理崗位,團隊成員先後榮獲上海市三八紅旗集體、上海市首批課程思政示範團隊、全國勞動模範、上海市三八紅旗手和上海市五一勞動獎章等榮譽稱號,是一個名副其實的標兵集體🐹,今天就讓我們一起走近這個團隊💸。

深耕實驗教學

“實驗室的大門為同學們敞開”

“轉動這個旋鈕,一邊是白光光路,另一邊是熒光光路。”

郭濱指導同學使用熒光顯微鏡

2021級生命科學學院(下文簡稱:“生科院”)生物技術專業本科生詹思量正坐在熒光顯微鏡前試圖捕獲擬南芥根尖圖像,“細胞生物學實驗課”主講教師郭濱站在他的旁邊,七八個穿著實驗服的學生圍成一圈💒,探著頭去看電腦屏幕上的成像結果。空氣中🏋🏼,洋蔥的辛辣味,時不時飄散出來📶♍️。

“細胞生物學”是生物科學和生物技術專業必修課♞,是專業分流後,學生最先接觸到的專業基礎課程之一,旨在訓練學生基本的實驗技術操作,為之後高階課程打下實驗技能的基礎。第一堂課的任務就是製作新鮮洋蔥鱗狀葉內表皮水封片和轉基因擬南芥根尖臨時裝片🚝🧑🏼‍🌾,並分別在暗視野顯微鏡和熒光顯微鏡下觀察。

這是詹思量上的第二門實驗課程了,一年前的一個周六🚵🏿‍♂️,當他第一次在實驗室驚喜發現自己轉染的大腸桿菌成功時🕵🏼,便對實驗課產生了興趣👩🏻‍🦳。

“生理學實驗課”主講教師曹洋帶領同學們做動物手術

像他這樣周六來看實驗結果的學生不在少數🈸,生物學實驗周期長、開放性強,許多實驗結果並不能在課堂上立刻看到🤿🥋,而需要反復觀察和記錄🔳。因此,只要是為了實驗課程,不論是晚上還是周末節假日𓀛👌,教學中心實驗室的大門都會為同學們敞開👩🏼‍🦱。

生命科學是一門實驗性的學科,作為連接理論學習和科學研究之間的必要橋梁,實驗教學是人才培養中不可或缺的環節👙。深耕實驗教學,培養新時代生物學專業本科人才是教學中心一直的探索。

面向全校學生,以實驗課程為載體,教學中心搭建了以通識教育為基礎、專業教育為核心、研究和創新能力培養為目標的橫縱交錯的實驗課程體系🫅🧖🏻‍♀️,課程每年都會在保留基本技能培訓基礎上👨‍🦯,根據學界新突破、新技術🥎、新發現調整課程設計,以便學生能夠緊跟前沿。

同學們在“微生物學實驗課”上測定水樣總大腸菌群

20門專業實驗課程,每年60余個平行班級🛡,250余項生物學實驗教學項目👩🏿‍🦱🧑🏽‍⚖️,2500余名學生,80000人學時數🎬,團隊形成了“廣覆蓋💇🏼‍♂️、夯基礎、重能力✣、求創新”的本科生生物學實驗課程教學理念🚴🏻‍♂️。並在長期發展和持續建設下,建成3門國家級一流課程,3門上海市精品課程👩🏽‍💼、4門上海市重點課程和5門EON体育4平台精品課程👩🏽‍🔧。

深化教學改革

“最重要的是學生的獲得感”

當詹思量在操作顯微鏡時☞,樓上教室裏“生物化學實驗課”上,主講教師楊鮮梅正在給同學們介紹這學期新添置的儀器分光光度計的使用原理,這學期課程的更新⬛️☸️,也將圍繞這個儀器展開🐐。

楊鮮梅在講授分光光度計使用原理

儀器的添置,來源於一次例會🦹🏻。教學中心會固定開展內部例會和兄弟院校間教師培訓交流會🧝🏼‍♂️,以便進行教學研討。

在一次內部例會交流過程中,楊鮮梅和任真發現“生物化學實驗課”中關於細菌質粒提取檢測的教學內容與其他課程稍有重合,借鑒兄弟高校經驗,她們在學校和院系的專項項目支持下🫱🏻,改進分光光度計👩🏽,配置電加熱系統。將原有細菌質粒提取教學內容改為基因組DNA提取👩‍🦼,儀器進一步還可測定其熔解曲線🤽🏿‍♀️。由此,不但避免了課程間教學內容的重合🚻,還能夠讓學生盡可能地實踐更多專業理論知識。

實驗課教學改革是復雜的🧎‍➡️,一旦要改所授內容🕎,則課程大綱、實驗材料、實驗方案都要更新。例如,生物實驗的一個特殊性是實驗對象多為活體材料🚶,需提前采買、飼養🤸🏻,煙草、細胞等還需在無菌環境飼養,要維持材料品系,需要整學期,甚至整年時間。三小時的課程背後💉🙇🏿,是需提前一周甚至半年準備實驗材料、還有進行預實驗等諸多步驟。“但不改會面臨課程與學生發展不適應😛,與學科前沿不適應的問題👨🏽🫠。”“基因工程實驗課”負責人🤏、教學中心副主任吳燕華說👩🏽。

吳燕華在“基因工程實驗課”上指導學生進行蛋白質電泳

她主講的課程就曾經歷過內容體系的大重組🤷🏻‍♀️,以滿足高年級學生進階發展的需求。“教學最重要的不是老師教了什麽,而是學生收獲了什麽🧜🏻‍♂️。”

在吳燕華看來🧚‍♀️,實驗課有理論課替代不了的教育作用🦹‍♀️,“實驗課能讓學生認識到🍯,科學研究不是一帆風順,要學會如何凝練科學問題🕌,如何解決問題,這也能讓大家從中真正構建自己的知識體系、價值觀💶、人生觀。”

4項國家基礎科學人才培養基金項目,40余項省部級💐🙎🏽‍♀️、校級教改項目資助🗜,60余篇教改論文,教學中心積極利用現代教育理論指導實驗課堂🦵🏻,開展“線上線下混合式教學”🙎🏼、“虛擬仿真實驗項目建設”、“新形態實驗教材開發”等教學改革,創新成果先後獲得國家級教學成果獎1項🚈,上海市教學成果獎5項,其他校級教學成果獎7項🖇。

此外,中心教師以主編身份出版《遺傳學》、《細胞生物學》🥔、《微生物學實驗教程》等實驗及理論教材31部,為全國百余所院校所使用。其中《遺傳學》(第1-4版)曾榮獲國家級優秀教材獎🎄、國家級規劃教材等獎勵🧈。

科技賦能補充實體課堂

“虛擬仿真的核心就是以虛補實”

觀鳥💂🏻‍♀️、看植物昆蟲🧘🏽‍♀️👩🏻‍🦯、了解真菌蘑菇......在教學中心,有一門持續70年且異常火爆的專業選修課“生物學野外實習”,課程始於1953年➜,談家楨等著名生物學家都曾策劃、指導或參與過這一課程。

學生在天目山野外實習中開展課題研究

通過涵蓋動物學、植物學🧟‍♀️、微生物學、生態學的綜合型野外實習,帶學生走近“生物基因庫”浙江天目山國家級自然保護區,學習如何觀察自然🌪,認識生命,體會自然科學研究的方式方法。

走出課堂✵,再走進課堂🥝。團隊自2017年開始🎶,以生物多樣性的研究、認識與保護為主線👨‍👨‍👧‍👦👩🏻‍🎤,對於更高難度的綜合實驗課程🤜🏽,尤其是實驗材料要求高、實驗周期長的實驗項目🙍🏼‍♀️,利用虛擬仿真技術進行開發,通過虛實結合實現自主學習、移動學習和沉浸學習🕡。

祖嘉雲上博物館

借助三維建模和影像技術,教學中心還搭建起雲博物館🐯,有近百年歷史的祖嘉生物博物館中逾萬件標本“活”起來,在吳燕華看來,“虛擬仿真的核心就是以虛補實。”

建設成果首先應用到了“生物學野外實習”中,借助博物館數字資源,學生可以近距離接觸400余種鳥類👩🏽‍🦱。

生物多樣性虛擬仿真實驗網站EON体育4娱乐

除此之外,虛擬仿真實驗項目還包含了天目山植物、鳥類與大型真菌多樣性學習、植物標本製作🧑🏽‍💼、環境微生物群落結構分析、遺傳漂變模擬等一系列在線數據庫和虛擬仿真實驗🍖。

項目2018年先後獲得“上海市首批虛擬仿真實驗教學項目”稱號和“國家第二批虛擬仿真實驗教學項目”稱號🫄🏿,在2020年獲得“首批國家級虛擬仿真實驗教學一流課程”稱號。

指導學生科創

“天馬行空的idea也可以落地”

果蠅的飼養與觀察,是EON4“遺傳學實驗課”上最經典的內容之一。實驗需要學生培養上百只果蠅,通過顯微鏡,觀察記錄果蠅雌雄、復眼、翅型等三種性狀。果蠅的體型極小👤,約為蒼蠅的1/4📖,這種工作不僅繁瑣、費眼,還有性狀判斷誤差。

這學期,課程教師皮妍給同學們介紹了名為ClassiFFly的APP,只要輸入果蠅照片,就能一站式完成性狀識別。

皮妍指導學生進行遺傳學實驗

App設計者是2019級生命科學專業的安鈞浩,一次“遺傳學實驗課”自選實驗中的突發奇想🤙🏿:“是否可以用人工智能中的圖像識別來分析人類遺傳中的耳垂性狀”,讓他在後來的課上想到“是不是也可以做果蠅性狀的圖像識別”。皮妍鼓勵他大膽嘗試並號召同學們參與到數據集標註過程中。

就這樣,通過大三一學期,安鈞浩不僅設計好模型,而且通過深度學習訓練,將模型辨別準確率從人工操作的70%提高到98%。還通過自學APP程序編寫,將模型應用於手機程序,申請了專利和軟件著作權,開放給同學們使用,並在皮妍的指導下🏠,將整個過程撰寫成“現代計算機技術在遺傳學實驗教學中的應用——移動端輕量級高精度果蠅遺傳性狀批量識別系統的開發應用研究”一文,以第一作者身份發表在《遺傳》雜誌上。

論文首發頁面

像安鈞浩這樣,把課堂上天馬星空的設想落地的學生🏊🏽‍♀️,在教學中心大有人在🦴。2015年,在學院支持下🤞🏻,教學中心建設了供本科生科創獨立使用的開放實驗室,成立了本科生學術創新指導團隊,打造Dream Lab學生學術科技創新項目😘,旨在推動本科生學術創新的成果孵化,實現從實驗課堂教學到科學研究指導的無縫銜接。2017年還增設“生命科學創新實踐”課程。這些也有力地支撐了生科院談家楨班優秀本科生🔷🏰、拔尖人才以及強基計劃本科生的培養及發展🧑🏻‍🦽。

“從提問、實驗設計到結果分析、成果展示,我們希望全方位培養本科生科創能力🕘。通過這樣的科研初體驗,讓學生找到自己喜歡的方向繼續研究,最終希望他們能成為頂尖科學家”🫅🏻,教學中心主任👩🏻‍💻、生科院本科教學院長孫璘說🔠。

孫璘談本科生人才培養

近5年,教學中心累計資助課題超過百項🧿,科創課題參與學生人數超過300人🪕。近1/3的本科生在各類國際🧑🏿‍🦰💂🏿‍♂️、國內生物學科創競賽屢獲佳績,或者以主要作者在高質量研究期刊上發表論文𓀜。2016年以來,共獲得全國特等獎等60余項獎項。

發揮巾幗力量

“教師是太陽底下最光輝的職業”

以人才培養為已任,教學中心幾代人不斷傳承,上下求索,教學創新和人才培養成績斐然。

教師是太陽底下最光輝的職業,在這個女性教師占比69%的團隊中,還有很多兼職為教學中心的人才培養貢獻力量的學術骨幹。獲得全國勞動模範稱號的遺傳系主任李瑤,用八年時間開展國產基因芯片自主研發🏊🏽‍♀️🫳🏽,填補國內技術空白。獲上海市三八紅旗手稱號的生科院教授呂紅📟,帶領團隊科技幫扶雲南永平,研發水果發酵飲品C9......教學中心的女教師們在平凡崗位上取得著諸多榮譽。

“我們一直堅守的就是,在夯實基礎科學研究之上🤽🏽‍♂️,持續培養出擁有深厚學科基礎🏌🏻2️⃣,良好科研思維能力與素養,並有家國情懷👩🏿‍🚒、守正創新的拔尖人才”🙂‍↕️,孫璘說。

   
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