农业微生物根瘤菌共生固氮过程虚拟现实(VR)仿真教学软件的开发与应用

根瘤菌是一类重要的农业微生物,可以与植物形成共生关系,并通过共生固氮为宿主植物提供氮素营养,对农业生产的可持续发展具有重要意义。在农业微生物学的课程教学中,教师需要对根瘤菌与宿主植物之间的共生过程及固氮作用的分子机制进行讲解,而传统的教学方法缺少动态性和直观性,不利于学生对微观分子机制的理解。虚拟现实技术利用计算机模拟逼真的虚拟环境,而使用者借助头戴显示器和手柄设备,进入虚拟环境并与其中的事物发生互动,从而产生强烈的沉浸感和参与感。笔者通过将虚拟现实技术应用于根瘤菌共生固氮过程,开发了仿真教学软件,为学生提供沉浸式学习体验,提升了教学效果,也为虚拟现实技术在高校生物学教学改革中的应用提供了新的探索。

以创新力为导向的“土壤微生物学”教学改革与实践

在新时代亟需创新型人才的背景下,现行“土壤微生物”课程教学中存在教学内容相对滞后、缺乏提升学生自主学习和分析能力的培养机制、重分数轻能力等3个主要问题,影响对学生创新能力的培养。为此,根据教学实际情况尝试了4项改革措施:修改过时教学内容并紧跟前沿、采取开放引导式教学方法、设计布置“看图说话”或话题讨论模式作业任务,以及期末考核采用试验设计或者观点论文方式。实践表明,这些教学改革获得了绝大多数学生的正面评价,有效提高了学生的创新积极性和创新能力。

创新型实验教学项目建设的探索——土壤微生物分离实验

武汉大学生命科学学院微生物学实验教学中注重创新型实验教学项目的建设,创新型土壤微生物分离实验项目建设是培养学生创新能力的一次实践。从武汉大学校园和国家级自然保护区神农架采集土壤样品,分离土壤细菌、放线菌和霉菌。让学生了解土壤微生物数量测定的基本方法,学习了解平板计数的基本操作技术。在引申实验过程中又有机地结合与贯穿了微生物学的无菌操作技术、显微镜技术、纯培养技术、分离纯化技术等各项技术及最新的分子生物学研究方法和技术。本实验的创新点有三:首先,实验从室内延伸到室外;其次,从本科生的常规土壤微生物的分离实验衍生到科研实验(新菌种的分离、鉴定);最后,使共性教学衍生为个性化培养。