分子生物学虚拟仿真实验平台的建设与应用

从分子生物学实验教学的实际应用出发,建立了分子生物学虚拟仿真实验平台。探讨了虚拟仿真实验平台的"基础型—综合型—创新型"三层次的建设思路和"虚实结合,以虚促实"的实现方法,并提出了平台的改进方向。该平台充分发挥了信息技术的作用,将虚拟仿真实验同实体实验有机结合,大大提升了实验教学效率,强化了实验教学效果,加强了多层次人才的培养,推动了分子生物学实验教学的改革和创新。

虚实结合实验教学驱动生物学卓越教师培养

虚拟仿真实验是基于计算机仿真技术构建的网络化虚拟实验系统,为解决传统生物学实验教学做不好、做不了的教学问题提供了新途径。生物学国家虚拟仿真实验中心紧跟虚拟仿真实验快速发展的步伐,围绕高危实验环境不可及、珍稀生物实验材料不可采,微观瞬时实验过程不可见等教学瓶颈问题,利用3D、VR、三维数字还原和人工智能等技术,开展虚拟仿真实验项目建设与应用探索,在国家虚拟仿真实验教学一流本科课程建设、虚实结合实验教学改革、卓越教师培养等方面取得了明显成效,有力推动了高校新型教学形态变革,为生物学虚拟仿真实验课程建设和卓越教师培养提供了新渠道。

基于虚实结合的光合作用电子传递实验教学改革探索与实践

光合作用电子传递是植物生理实验教学中的重要环节,受实验电子传递微观不可见、过程迅速以及数据分析难的影响,电子传递实验教学效果不佳。利用3D Studio Max平台建立了逼真的虚拟实验场景、形象的PSⅡ三维仿真结构和生动的电子传递动画,仿真了叶绿素荧光诱导动力学曲线,开发出具有良好沉浸感和交互性的虚拟实验。华中师范大学植物生理教学团队采用引导式、讨论式、研究式的教学方法,将虚拟仿真同实体实验有机结合,优势互补。经实践和调研后发现,虚拟仿真实验有助于提高学生的学习主动性,提升光合作用电子传递实验的教学效果。

行为相关声信号的加工机制研究应用于神经生物学实验教学研究

将高水平的科研支撑高质量的实验教学,有助于提高学生培养质量。该文以具体案例“行为相关声信号的加工机制”实验为例,通过编制实验指南、录制实验视频、电生理实验设计、数据分析及科研报告撰写等方式,将最新神经生物学研究进展融入实验教学过程,提高了教学质量,在培养学生科研素养中起到了积极的促进作用。

基于虚实结合的分子生物学实验教学初探及成效研究

随着我国虚拟实验建设工作的开展,如何将虚拟仿真技术应用到教学中,已成为一个重要的研究课题。以华中师范大学生物学国家级虚拟仿真实验教学中心在分子生物学实验的虚实结合教学应用研究为例,从教学内容安排、教学过程设计两方面阐述了虚实结合实验教学体系的构建方法;并采用定量评估和定性评估相结合的方法,探讨了“虚实结合的教学效果”、“学生对虚实结合教学体系的评价”问题。研究结果显示虚实结合的教学方式提升了学生的学习兴趣和学习主动性,对教学效果有积极的影响。

生物实验中心安全环保长效管理机制探索与实践

实验室安全环保长效管理机制是实验室安全高效运行的重要保障和关键所在。结合华中师范大学生物学实验教学中心安全环保工作实际,分析了国内高校生物学实验室安全环保的现状,介绍了中心从安全环保教育、管理体系构建、安全设施建设、实验教学运行、危险化学品和实验废弃物管理等多方面入手,积极构建安全环保长效机制的举措和成效,并强调信息化和规范化对实验室安全环保的意义和作用,为高校实验室安全环保的有效开展提供参考。

信息化资源在大型仪器共享平台管理中的应用

分析了大型仪器共享平台管理工作中出现的主要问题,结合当前信息技术的发展,探讨了信息化资源在大型仪器共享平台管理中的作用。通过网站建设、物联网管理系统的引入、虚拟仿真教学资源的使用等方式解决当前大型仪器共享平台管理工作中出现的问题,调查分析新的管理模式成效。结果表明,信息化资源的利用提高了大型仪器共享平台的管理效率,获得了师生的认可。

放射性同位素标记核酸杂交实验项目的建设与应用

国家虚拟仿真实验项目“放射性同位素标记核酸分子杂交实验”综合运用Unity3D、三维数字采集还原等信息技术,将RNA提取、变性RNA电泳、Northern印迹(转膜)、预杂交、探针的制备与杂交、洗膜和放射自显影压片等实验内容进行虚拟仿真,还原虚拟实验场景,实现3D交互。该项目突破了时空和高危实验环境限制,虚实互补,有效地提升实验教学效果,培养学生实践创新能力。通过对软件功能开发、实验内容和教学模式设计、开放共享、优化改进等全面探究,发挥国家虚拟仿真项目的示范引领作用,为建设优质虚拟仿真实验教学资源积累经验,提供参考。

新时期生物实验室安全教育体系探索与实践

华中师范大学生物学实验教学示范中心在传统安全教育体系的基础上加入了线上答题系统、虚拟仿真教学系统、物联网监管系统和网上问卷调查等信息化内容。将信息技术与实体教育和监管深度结合,探索出了一套包括生物学实验室安全与环保培训、消防演练、虚拟仿真实训学习、物联网监管等生物实验室安全教育新体系,为高等院校生物实验室的安全教育工作提供了新思路。

基于高分辨质谱的蛋白组学实验教学设计

液相色谱与质谱联用系统(LC-MS)在蛋白组学研究中发挥着重要作用,是目前生物学研究的热点。通过探索将大型液相色谱质谱联用系统应用到研究生实验教学的方法,建立了人类全蛋白的检测鉴定实验教学方法。使学生了解目前生命科学领域研究热点与研究方法,开阔学生专业视野,提高研究生对科研的积极性。