化学与生物传感器课程体系创新与实践

化学与生物传感器是生物医学工程专业学生培养过程中一门重要的专业课程,对于学生掌握化学量和生物量生物医学传感技术的基本原理、特点和应用至关重要。针对华中科技大学生物医学工程专业化学与生物传感器课程中存在的一些问题,提出采用学研结合的教学模式,选取典型的电化学生物医学传感器和胶体金层析试纸作为实践教学范例,借助教师的科研实验室作为本课程的实践教学场地,带领学生人人动手实际制作传感器件,同时通过虚拟仿真实验,有效地促进了学生对生物医学传感技术的认识。

融合生物信息技术的微生物学实验教学改革探索——以华中科技大学为例

微生物学实验是大多数高校生命科学相关专业本科生的一门必修基础实验课,是生命科学教学研究的基础之一。随着高通量测序技术的快速发展,生命科学领域进入以海量多元组学数据为特征的大数据时代,这势必要求高校教学内容根据学科特点结合时代特色进行适度改革。本实验教学改革的探索,针对大数据背景下微生物组学所蕴含的丰富知识,构思了将传统微生物学实验和微生物组分析相结合的实验教学框架,设计了校园土壤微生物组探究实验,通过实验操作和数据分析,证实了其在本科生实验教学中的可行性。该实验不但有助于学生了解数据驱动进行知识发现的研究方式,尤其是针对微生物群落的研究方式,还可拓展学生基于全局整体思考的科研思维。

课程思政融入细胞生物学实验混合式教学的探索与实践

立德树人是高校教育事业的根本任务,课程思政建设是实现立德树人的重要途径。细胞生物学实验课程是生物学各专业的必修基础课程,该文结合课程的特点及授课对象,通过PBL、TBL和BOPPPS等多种教学方法,采用虚实结合、开放与半开放和线上线下结合的混合式教学模式;从思政育人目标、思政元素挖掘及其实现路径等方面进行了探索和实践,以期实现知识传授和育人目标的协同前行,也为其他实验课程的教学改革提供借鉴经验。

大型仪器共享平台助力生命科学拔尖创新人才培养

培养拔尖创新人才是当前中国高等教育的重要战略目标,关系到建设创新型国家和人才强国战略目标的实现,别出机杼的创新思维和游刃有余的实践能力则是拔尖创新人才培养的重要指标。生命科学与技术学院始终坚持“尚人文、厚基础、强实践、理工医多学科交叉、创新精神和实践能力突出”的培养特色,充分发挥大型仪器共享平台优势,将大型仪器设备向本科生全面开放,激励学生接触前沿科学技术、开展创新性研究,结合实验教学中心丰富的教学资源,促进科教深度融合,提升学生创新思维和实践能力,助力新时代生命科学拔尖创新人才的培养。

以生涯规划赋能生化与分子实验教学的探索

强基计划登峰班是本硕博连读的人才培养模式。由于学生基础背景和未来研究方向不同,为了探索精准教育、促进个性化发展,将生涯规划理念赋能实验教学课堂:以“能力三核”设置教学结构;以“生涯四看”导图式预习报告构建知识图谱;以“技能闯关”训练扎实的实验技能,以“小老师”“给你10 min”和“项目负责制实验”等方式促进学生个人才干发挥;以现代化智能系统实现在线可视化过程管理。通过一系列举措,探索了生物化学与分子生物学实验教学模式,取得了良好的效果。

基于柔性虚拟仿真技术的智慧实验教学平台建设

该文以信息技术与实验教学融合为背景,介绍了基于柔性设计虚拟仿真系统的智慧实验教学平台的总体框架与实施,重点阐述了柔性设计虚拟仿真系统的优势以及相关实验教学资源的建设范畴与要求,为实现高校智慧化实验教学探索出一条可供借鉴的方案。

虚拟仿真实验教案设计及实践

以生命科学与技术国家级虚拟仿真中心近年在教案设计方面的探索及实践为依据,从专业知识、虚拟场景、逻辑结构、交流互动、教学反馈、效果与质量评测等方面深入探讨了虚拟仿真教案的准备与设计,以期推进虚拟仿真教学模式在实验教学中的广泛应用,提高学生综合实践能力。

虚拟仿真教学资源开放共享策略探索

针对虚拟仿真教学资源开放共享程度偏低的问题,从资源共享意义、资源分类、共享体制与共享机制等方面进行了探讨,提出顶层规划设计、学科组与实验教学示范中心引导和示范、分类建设与管理的开放共享策略,以期推动虚拟仿真教学资源建设、推动高校间教学资源开放共享和虚拟仿真实验教学中心可持续发展。

生命科学与技术虚拟仿真实验教学体系的构建

以华中科技大学第一个国家虚拟仿真教学中心建设为例,阐述了在教学内容、教学手段、教学过程及教学效果评价等方面所采取的措施,构建了虚实融合的一体化实验教学体系,为高素质人才培养和深化教学改革开辟了一条新的途径。

虚拟仿真教学资源建设原则与标准

虚拟仿真实验教学是教育信息化背景下出现的一种新教学模式,将推动教学改革和提升教育质量。从技术、应用、管理等层面深入探讨了虚拟仿真教学资源建设原则与标准,将有利于教学资源有序、高水平建设,有利于虚拟仿真实验教学模式的实施。

教育信息化背景下虚拟仿真教学资源建设

虚拟仿真教学是教育信息化背景下出现的新教学模式,将推动教学改革和促进教育质量的提升。该文从需求分析、素材获取、模型制作、程序开发等4个方面探讨了虚拟仿真教学资源的立项原则、建设内容、实施过程及技术需求。实践表明,虚拟仿真教学推动了虚拟仿真教学模式的顺利实施,并推动了高校间教学资源开放的共享。

虚拟仿真实验教学中心建设理念及发展模式探索

分析了高校实验教学的信息化发展趋势和虚拟仿真实验教学中心的建设理念。以6种类型的生物类实验项目为例,具体说明了采用虚拟仿真实验的适用原则,提出虚拟仿真实验教学中心的建设应统筹规划,在制度层面、技术层面建立有利于资源开放共享的技术规范或协议以及相应的管理体制和运行机制,建立虚实结合、以实为主、以虚促实的实践教学体系,推动虚拟仿真实验教学中心快速、有序地建设与发展。

虚实融合、自主设计、研究型实验教学模式研究

生物技术大实验是华中科技大学生命科学与技术学院为生物技术专业本科生开设的一门必修课,课程内容均为综合设计型实验项目。为适应教育信息化和突破实体实验局限性,课程组老师设计构建了高度逼真的虚拟仿真实验室和具有设计功能的虚拟仿真实验项目,并推动虚实融合、自主设计、研究型实验教学模式的应用。这里以生物大分子分离纯化实验为例,详细介绍该教学模式的设计与实施,这些工作有力地推动了实验教学改革,促进了实验教学水平和教学质量的提高。

信息化背景下虚拟仿真实验教学中心建设规划与实践

虚拟仿真实验教学中心是实践国家教育信息化战略的重要平台,是培养学生实践与创新能力的重要基地。本文阐述了虚拟仿真中心的建设意义,并从五个方面重点探讨了虚拟仿真实验中心建设应遵循的原则与思路。在此基础上介绍了我们的虚拟仿真实验中心建设情况及所开展的实践探索。

教育信息化背景下持续推进实验教学改革

教育信息化已成为教育改革与发展的方向,以慕课为代表的在线开放课程体系给现行教学体系带来了巨大冲击。实验教学作为理论联系实际的桥梁,在教育信息化时代更应充分发挥其在提高人才培养质量上的重要作用。本文将信息化理念与手段引入实验教学,从教学模式、实验教学内容、教学评价体系、教学资源建设、实验室开放管理以及师资队伍建设等方面阐述持续深化实验教学改革,推进学生创新创业思维能力的培养和分析问题解决问题能力的提升。

表面等离子共振实验平台研制

表面等离子共振技术已成为对生物分子相互作用进行定量分析的一种重要工具。为了使生物医学工程专业学生了解和掌握这种技术,构建了基于波长检测型表面等离子共振实验平台,并用于实验教学。该测量平台具有成本低、操作简单等优点,起到良好的实验教学效果。叙述了表面等离子共振测量的基本原理,介绍了该实验平台的构成,给出了测量结果——共振波长与乙醇质量分数的关系曲线。

重交叉强实践的显微镜综合实验设计及应用

当前高等教育正处深刻变革之中,对人才培养模式、教育质量提出更高要求。我们通过对教学内容重组、优化及新内容开发,设计构建了三类四层次的以显微镜为主体的实验教学体系,实验注重学科交叉、强化实践探索。这是落实卓越拔尖计划、适应教育信息化的重要举措,有助于激发学生学习情趣和培养主动探索的精神,培养学生实践动手能力和解决问题的综合能力。

学研结合的主动实践教学模式探索

生物医学光子学已成为国内外光学界、生物医学界广泛关注的研究领域,然而它是一个多学科交叉、相互渗透的新兴学科,给传统实验教学带来诸多挑战。文中以华中科技大学生命科学与技术学院生物医学光子学应用实验课为例,分析其存在的问题和挑战,进而开展了的一些教学改革尝试与实践,构建了具有学习、科研兼顾的主动实践教学模式,为培养学生创新能力、实验动手能力搭建了一个很好的平台。实践证明我们的方法、措施是有效的,有助于提高教学质量。

一种正弦波形变化光刺激器研制

光遗传学方法为调控特定神经元及神经环路提供了一种新的途径,极大地推动了神经科学的发展。在利用光遗传学方法调控细胞时,通常需要正弦波形变化的光刺激信号。该文采用偏振激光器、半波片、偏振片及步进电机,搭建一套光强变化呈正弦规律的刺激器,其输出频率精准,最高频率可达89 Hz。实践表明,该技术方案将在光遗传学中有良好的应用前景。

基于双光子激发的荧光相关谱测量

本文利用多光子激发激光扫描显微镜的部分光路和探测器,建立了双光子荧光相关谱系统(Two-PhotonFluorescenceCorrelationSpectroscopy,简称TP-FCS)。利用TP-FCS系统观察到了"光子爆发"现象,实现了染料分子的双光子激发,测量出若丹明B染料分子在蔗糖溶液中的扩散系数。实验证明该系统具有操作简便、可靠性高、费用低廉等特点,可实现单分子检测。