生物學的研究方向范例6篇

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生物學的研究方向

生物學的研究方向范文1

[關鍵詞]:基礎生理實驗課體系 生理信號分析與處理 研究性教學 考核評價體系

[中圖分類號] TH79 [文獻標識碼] A

一、 引言

依據高等教育內外部環境的諸種變化,以及國家自主創新對于創新性人才培養的要求,在“卓越工程師”培養的教育理念指導下,通過對學生知識、能力與創新要素的綜合分析研究,本文提出構建一種以學生為中心,以滿足創新型人才培養的個性化需要,利于學生自主學習為目標的多模式開放型實驗教學體系。該種實驗教學體系對創新型人才培養的推動作用主要體現為實驗教學的多模式化組織以及綜合性開放式實驗考核評估2個方面。

生物醫學工程及相關儀器專業的學生在實驗技術上應培養具備生物醫學信息采集、傳輸、處理、分析新型生物醫療電子、信息與儀器等硬件知識、并具備較強的醫學應用軟件設計、開發的能力,能夠將信息技術與醫療管理、醫療服務有機結合的高級醫學信息技術人才。因此在課程內容安排上做到面和點的結合,既要保證知識面廣,同時要重點突出。但現狀是生物實驗與儀器等軟硬件平臺的掛鉤程度不夠。目前生物學實驗一方面主要涉及以細胞等微觀生物信息為主的實驗數據,主要以細胞生物學、遺傳學、解剖學為代表;另一方面涉及以人體生理信息為主的宏觀生理信號為主的實驗數據,主要以醫學儀器相關實驗為代表,均以單一化實驗結果作為實驗考核依據,限制了學生主動性和創造性的發揮。所以生物學實驗需要結合自身的教學經驗,對教學中存在的問題進行逐步改進。通過調整實驗內容、改革教學方法、完善考評體系等措施,對于生物實驗分析不能以短期實驗唯一結果論的定性認識為主,而應該強調以“長時程跟蹤的過程啟發式”為主的定量累積式分析,即在側重得到實驗結果的同時,鼓勵學生自主采用各種軟硬件儀器平臺知識,靈活選擇信號特征提取方法,加強對信號分析的能力和對結果的理性認識,發揮實驗課的實踐性優勢,得到多樣化的處理結果,最大程度地增強學生的自主性與參與性。

在以過程化為主的“一問多答”教學模式中,采用啟發式的教學方法。教師根據教學內容向學生提出問題,引起學生主動思考,從而變結果灌輸式的被動學習為過程啟發式的主動學習,加深學生對概念、理論的理解,發現問題,敢于提出問題,渴求解決問題。而課后的各種實驗數據處理結果可以直觀地了解教師教學內容安排是否合理,教學效果是否明顯,為教學改革提供依據,從而為創新性高素質人才的培養作出應有的貢獻[1]。

二、現有模式的現狀及改革途徑

(一). 微觀生物實驗內容由于教學條件等因素的限制,多局限于顯微鏡使用、或細胞膜通透性等驗證性實驗,對于推動微觀細胞生物學快速發展的新技術新方法,缺少教學資料與手段;同時,人體生理信息等宏觀醫療儀器生物實驗的測試側重于對醫療儀器面板的操作和各種簡單生理信息的直接獲取。

(二). 實驗教學模式單調,難以激發學生的積極性和主動性?,F行的實驗教學基本都先由學生預習實驗指導書,實驗儀器設備及試劑都由實驗教師提前準備好,學生只要按照實驗步驟按部就班地做,最后寫出實驗報告。這種實驗教學模式難以很好地啟發學生創造性思維,不利于培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。學生容易無精打采,注意力分散,反應遲滯,多數學生被動應付教師的要求,甚至投機取巧,如采用“配色”等方式快速完成生化實驗;有的課堂學生隨心所欲,各行其是,故意搗亂,師生處于一種對抗狀況。在這樣的課堂環境里,教學任務難以完成,傳授知識、培養素質的目標難以實現[2]。

(三). 實驗教學缺乏綜合性、設計性,不利于學生綜合素質的培養。由于課時安排固定、實驗條件的限制,現行開設的實驗項目多為驗證性實驗,實驗過程及可能出現的問題基本固定,結果也基本已知,只要按照步驟去做,基本都能達到較好效果。這種模式限制了學生思維,難以達到學生綜合素質的培養[3]。

(四). 實驗課成績評定方式需要進一步完善。實驗課程由于其性質的特殊性,往往難以確定完善的考核指標和體系,從而導致學生實驗報告書寫的工整和完整程度決定了最終成績,使得最終實驗課成績評定存在一定的隨意性,從某種程度上影響了學生學習的動力[4]。

在此評估基礎上,應實現的改革途徑主要包含以下兩個方面:

第一,生物學實驗教學鼓勵學生自主采用各種軟硬件儀器平臺,靈活選擇信號特征提取方法,加強對信號分析的能力和對結果的理性認識,發揮實驗課的實踐性優勢,得到多樣化的處理結果,最大程度地增強學生的自主性與參與性,培養學生理論聯系實際、獨立思考、團隊合作、自主創新的科學精神;

第二,通過施行開放式多結果的過程化實驗教學模式,注重實驗知識的延伸,創造和諧課堂、完善考核制度等改革措施,發揮實驗課的實踐性優勢,努力營造和諧課堂,最大程度地增強學生的自主性與參與性,培養社會需要的創新型、應用型、復合型、外向型人才。

三、實驗內容改革的模塊化設置

(一)修改完善教學大綱,科學合理設置實驗內容。

本專業實驗本著充分利用現有資源和儀器設備的原則,綜合考慮知識的難點和重點調整實驗教學內容,以“綜合課程設計”的2-3個相互銜接的短學期形式,對原有實驗內容進行篩選和整合,依照學生的實驗技能發展過程依次開設基本操作實驗、驗證性實驗、綜合性和創新設計性實驗。以微觀生物實驗為例,基本操作實驗包括顯微鏡的使用、顯微測量、細胞形態觀察等內容;設計驗證性實驗包括活體染色、細胞化學、核酸存在部位及檢測方法、細胞膜的滲透壓及細胞吞噬作用等內容;設計綜合性實驗需要在完成基本操作實驗和驗證性實驗的基礎上,指導學生查閱實驗資料及設計實驗方法,合理利用實驗室資源,充分利用實驗材料來完成實驗,如動物細胞的原代及傳代培養可作為設計綜合性實驗內容。相關生物實驗進行后,應著重加強特定生物信號與相應軟件處理的結合工作??珊唵胃艣r為將專業軟件類課程打通,開設一門面向專業的軟件設計課程,如“生物醫學工程軟件設計”,或“電子信息技術及儀器軟件設計”課程,處理對象可定位為前期獲得的實驗數據。而以宏觀的動物生理數據為例,離體培養的小雞或蛙心肌細胞信號可通過相關動物實驗獲得,通過將測試的信號存儲成dap數據格式,輸入labVIEW軟件進行鎖相處理編程及特定濾波處理,實現對所弱信號的分析和相應數字信號處理工具的掌握,達到將感性數據上升到理性知識的目的。

(二)改革教學方法,變結果灌輸式為過程啟發引導式。

實驗過程中,既要發掘實驗背后的理論支持,又要培養技術意識,重視實驗技術和方法。同時,鼓勵師生交流,提倡師生間的問答,活躍課堂氣氛。教學過程中,教師在講清實驗目的和原理的前提下,鼓勵學生根據所學知識,自主設計實驗過程并完成實驗,實驗報告可考慮通過建立在各種實驗數據分析基礎上的論文形式完成。

(三)完善考評體系,激發學生對科學的求知欲和對本課程的興趣。

實驗考評體系應以過程累積式考核為主,擯棄傳統結果式考評。以細胞生物學實驗為例,其考核應以考查學生運用理論重視、運用實驗技術的能力為主要內容,可安排綜合性實驗要求學生利用所學的理論知識和實驗技術進行綜合分析、實際操作、做出實驗結果。對于實驗技術,以學生的直接操作作為考核方式,對于實驗理論的考核,通過閉卷方式完成,也可以通過學生對實驗數據的各信息化平臺分析來進行多結果式考核。另外,對于能夠自主設計完成實驗,積極申報完成開放性實驗的學生給予較大系數的鼓勵性加分。實驗具體路線圖如下。

四、實驗操作的關鍵性問題

(一)如何處理實驗室的開放問題。

在改革過程中,實驗設備資源的開放和教學方式的開放是該長期化銜接實驗的重要保障。其主要實現途徑為,結合生物學和儀器教學平臺,實施“具體生物弱信號案例教學法”,采用學期末“首尾相連”的兩個短學期和整個學期的“三明治”夾心時間實施整個實驗課程,并由相關實驗課的青年教師負責各實驗室的公共開放時間和相互協調。這樣能有效調動學生的主觀能動性,加強課程內容的實踐性,在知識的傳授過程中滲透工程技術的內容,使學生掌握工程設計、工程實踐的一般規律和基本方法,避免工科教學理科化、脫離實際的傾向。如圖2所示針對在體心電信號的測試及信號處理方法,可安排在微觀動物心肌細胞的培養及生物學方法觀察的細胞生物學實驗的短學期時間,同時合并進行在體式心肌細胞搏動的信號及噪聲分析,加強定性實驗及理性的定量分析實驗的融合,提高相關理論知識與動手能力的結合(圖2)。

(二)如何充分利用實驗室資源,引導學生設計綜合性實驗

第一,以生理儀器平臺為主的硬件實踐動手能力。

當完成基礎性生理實驗及相關軟硬件知識的授課后,以宏觀人體生理信息為主的醫學儀器實驗,應該以設計開發性實驗為主,鼓勵學生自己設計開發醫學儀器。同樣以心電信號為例,如心電監測儀實驗中,可要求根據在體式及離體式心電信號的特點(圖3(a)(b)),結合理論知識,設計電信號檢測原理圖,用布線軟件軟件畫出其原理圖,并制作電路板、布線和焊接電路,在單片機應用開發環境中編寫程序并調試。最后制作簡單心電監測儀,通過相關的虛擬儀器平臺,在示波器上顯示被測者心電圖。同時配合相關傳感器知識,還可制作體溫計、氣體檢測儀等醫學儀器。在此基礎上,還可設置網絡數據平臺,進行遠程控制。

第二,以微弱生物信號實驗數據分析為主的軟硬件結合能力。

信息技術的發展對生物醫學信號的檢測、處理以及數字信號處理幾個方面發揮著重要的作用。生物信號一般可以分成電信號和非電信號,如心電、肌電、腦電等屬于電信號;其它如體溫、血壓、呼吸、血流量、脈博、心音等屬于非電信號。如從處理的維數來看,可以分成一維信號和二維信號,如體溫、血壓、呼吸、血流量、脈博、心音等屬于一維信號;而腦電圖、心電圖、肌電圖、x光片、超聲圖片、CT圖片、核磁等則屬于二維信號。醫學儀器實驗采集到大量的以上一些宏觀的人體生理信號數據,應利用學生的相關生物醫學信號處理的知識,根據生物醫學信號的特點,對所采集到的生物醫學信號進行分析、解釋、分類、顯示、存貯和傳輸,其研究目的一是對生物體系結構與功能研究,二是協助對疾病進行診斷和治療。

本學院的相關教研室教師結合labview、DSP等編程工具的實驗教學案例,對于“虛擬儀器技術”及“數字信號處理”的綜合做了以下研究及整合?!疤摂M儀器技術”及“數字信號處理”是一門應用性較強的技術課程。隨著信息化的發展,信息技術不斷地滲透到科學研究等各個領域中,發揮著越來越大的作用??茖W實驗、測試信號的處理、工業生產中自動化生產線的測控等都以信號處理為基礎。我?!皵底中盘柼幚怼睂嶒?,以數字信號分析為基礎,以數字濾波為手段,以數字信號處理為目的,突出譜分析和濾波的應用,加大與信號與系統、自動控制原理,以及后繼的通信原理、計算機圖像處理等課程之間的銜接,使其與其他課程實驗融合為一個有機的整體。

以虛擬儀器中的相關控件調用為例,解決數字信號處理課程中的基本知識點“快速傅里葉變換(FFT) 數字濾波器”的實驗設置,對本文提出的“多模式過程啟發型實驗教學體系”進行具體闡述。

該知識點通常的實驗要求和目的為:①加強對labVIEW相關控件工具的使用及虛擬儀器技術編程能力的提高,加深對FFT基本原理和性質的理解;②學習利用FFT對連續或離散時間信號進行譜分析,了解可能出現問題及其原因,以便在實際應用中能夠正確使用FFT。

按照基本的實驗要求和目的,和多模式開放性原則,對該知識點的實驗設置如下:

第一,驗證性實驗內容。主要通過調用labVIEW“信號分析模塊”總的FFT函數,分析序列和其頻譜的特點,設計產生相應的虛擬生理信號及噪聲源,利用數字信號處理中各濾波器的特點去除噪聲,分析去噪后結果,并利用相關原理解釋其中的現象。實驗目的是通過形象和具體的內容,加深對理論知識的理解。該層面的實驗以直觀、具體和形象化為主要特點,避免復雜化。學生不會因為陷入繁雜的具體過程,而影響對理論知識的理解和掌握

第二,綜合、設計型實驗內容。數字信號處理與所采集到的實驗數據具有密切相關的聯系。生物醫學信號中的特點是微弱、噪聲大,所以濾波和靈敏度是生物醫學信號采集的關鍵。另外生物醫學信號的隨機性強,是隨機的且非平穩的。正是因為生物醫學信號的這些特點,以傅里葉理論為基礎的小波變換方法成為生物醫學信號分析的有力工具。利用小波變換能將原始心電信號分解為不同頻率的信號,然后對信號進行重建,此方法能很好地消除心電信號中的基線漂移,抑制工頻和肌電干擾,同時能獲得QT間期的精確值,是本專業學生的重要編程思想。

所以,在實際的推進環節中,涉及一個短期的課程推導實踐以及長期的過程啟發式環節。其中短期內容包括將短學期等實踐類課程,如“醫學軟件編程實習”和本門課程合并,其課時作為本門課程的實踐環節;長期內容則包括:①將畢業設計環節和課程合并,增加實踐課時;②將所有的硬件測試類課程和相關軟件分析生理信號內容合并。如“C程序設計”,“數據庫基礎”,“面向對象程序設計”等。此時授課教師不再為單個教師,而是整個課程群的全體教師;③學生畢業嚴格按照“寬進嚴出”的理念操作??偨Y后的某“過程啟發式”實驗具體操作實例如下:

創設情境,提出問題??砂才旁谖⒂^動物培養及生物學方法觀察后,同時協調進行在體式動物信號及噪聲分析,加強感性的定性實驗及理性的定量分析實驗的融合,提高相關理論知識與動手能力的結合:如細胞離體培養后的各種生物信號指標及各種混入的噪聲和分類,在此基礎上結合該案例講解相關濾波器的工作原理和基本設計方法,然后將生理信號提取的設計任務作為設計性作業布置給學生。

分組研討,設計方案。在布置設計任務后,教師組織學生分組研討。根據學生自主學習能力的強弱和自身特點合理分組,方便學生間相互協作,共同提高。學生利用電子資料庫檢索,查閱相關資料,獲取豐富的信息資源,通過對各種信息資源的分析研究,提出自己的解決方案。

成果展示,分析歸納。在各小組取得了初步的設計成果后,教師以課堂教學形式組織各小組的成果展示與評價。在課堂上通過虛擬實驗室系統和數字投影儀,展示各種解決方案所取得的生理信號濾波效果,分析它們的優缺點,引導學生分析歸納出解決此類問題的思路與方法,并共同探討最佳設計方案。

五、結語

“加強實驗教學和實驗環節,抓好綜合性和創新性實驗,大力培養學生實踐能力”是我國高校推進自主創新,落實“高等學校教學質量與教學改革工程”,培養創新人才所需采取的重要措施[4]。本文總的改革目標是“遵循以學生為本,注重以互動式教學為核心的教學觀念,構建有利于增強求知欲和創造力的課程教學模式”。本文提出的多模式開放性實驗教學體系擯棄短期實驗唯一結果論的定性實驗,強調以“長時程跟蹤的過程啟發式”為主的定量累積式綜合分析實驗,在整個學年中分階段構建以實驗教與學為中心的綜合型數字化實驗教學環境;鼓勵學生自主采用各種軟硬件儀器平臺,靈活選擇信號分析方法,加強對信號分析的能力和對結果的理性認識,發揮實驗課的實踐性優勢。通過施行開放式多結果的過程化實驗教學模式,注重實驗知識的延伸,完善考核制度等改革措施,最大程度地增強學生的自主性與參與性,積極響應國家“卓越工程師教育培養計劃”,培養出具有專業領域特色,能夠基本獨立完成初級軟硬件規模設計和開發工作的創新型、應用型、復合型、外向型的“卓越工程師”型儲備人才。

[參考文獻]

[1]張曉東.人才培養與產學研結合實踐中的問題及對策[J].沈陽航空工業學院學報,2009,26:41-44.

[2]黃解軍,袁艷斌。大學新生專業思想教育的思路及對策[J].教育探索與實踐,2007,8:51-53.

生物學的研究方向范文2

例如,清華大學070300化學的8個研究生方向:

01無機化學;

02分析化學;

03有機化學;

04物理化學;

05高分子化學與物理;

06化學生物學;

07有機電子學;

08化學生物學(制藥)。

其中01-07的研究方向初試科目相同,都是:101思想政治理論、201英語一、645綜合化學、843物理化學(含結構化學)。

生物學的研究方向范文3

[關鍵詞]生物物理 交叉學科 研究生培養 創新能力

當今,科學技術綜合化、整體化的發展趨勢日益明顯,自然科學各學科間相互交叉、滲透,形成了一系列新興的邊緣學科、交叉學科和綜合性學科。學科交叉融合成為了優勢學科的發展點、新興學科的生長點、重大創新的突破點,同時也是人才培養的制高點。進入21世紀后,隨著生物科學的飛速發展,物理學與生物學的交叉成為一個重要趨勢,物理學中的理論模型、實驗技術和計算方法在生物系統中得到了廣泛應用,一些具有創新性、對生命科學和醫學發展有重大推動作用的物理新技術正是在跨學科研究中發展起來的[1]。因此,國外許多研究型大學紛紛成立了生物、物理和工程學的跨學科研究組織,并積極開展交叉學科研究生教育[2]。與發達國家相比,我國跨學科研究和研究生的培養處在一個起步階段,相關的教育模式還沒有形成較為完整的體系,存在很大的發展空間[3]。如何借助跨學科研究,使研究生教育與現代科技的交叉滲透整體化發展相適應, 是研究生培養工作中一個亟待解決和加強的課題。因此,本文以生物物理交叉學科研究生培養為典型研究范例,對交叉學科研究生教育模式進行深入研究分析,并闡述實踐中探索的具體方法和措施。開展生物物理交叉學科研究生教育模式探索,有利于加強學科建設,促進傳統優勢學科物理學、光學和生物學的發展,培育和造就新的優勢學科,催生新的研究方向;有利于培養和提高研究生的創造性,造就具有復合知識結構、能力與素質的創新人才;有利于師資隊伍建設,促進具有多學科知識背景的跨學科帶頭人的迅速成長,為申請國家重大科技課題儲備人才。

一、構建交叉學科研究組織和平臺,發揮現有學科優勢與特色

成立跨學科研究中心、交叉學科研究實驗室等跨學科組織,以此學術組織匯集來自不同學科、具有不同知識背景的研究生一起開展科學研究和學術活動,促進不同學科間的實質性滲透、交叉和融合。美國許多著名的研究型大學,如麻省理工大學、斯坦福大學、加州大學伯克利分校等擬定了“Bio-X”計劃,組建了跨物理學和生物學的研究中心,把物理學家和生物學家集中到共同的生命科學問題研究中去,以便更好地發揮物理學的思想、理論、技術和方法在生命科學研究中的作用[4]。北京大學成立了“前沿交叉學科研究院”, 開展生物、醫學、物理學、工程學跨學科研究,培養交叉學科的復合型優秀人才,在交叉學科研究生培養方面做了有益的嘗試[5]。

建立交叉學科研究組織和平臺, 是開展跨學科學術研究的重要保障。在此方面,以我校光學國家重點學科和生物工程教育部重點學科為依托,建設了生物單分子操縱和光量子生物探測交叉研究中心;依托我校物理電子學科,建立了生物物理測量交叉研究實驗室;依托信號與信息處理學科,建立了神經生物信息學交叉研究室。吸引物理學、生物學、電子信息等不同學科的研究人員和技術力量,引進了日本理化研究所蛋白質結構研究方向的科研人員,并以此跨學科研究組織為基礎,申請國家重大研究課題、國際合作項目以及重大專項課題。以教師的科學研究項目為導向,組建了三個交叉研究學術平臺:(1)生物光,以生物光子學與激光醫學為重點,開展生物單分子操縱和光量子生物探測交叉研究,利用光學測量手段探測各種生命信息,研究生命系統中的光效應,開發新型生物光學材料和光生物傳感器;(2)生物電,主要在細胞生物電、神經生物電以及生理電信號檢測方面進行理論和應用交叉研究,以電子學、生物學、計算機科學、控制科學為背景,以腦-機交互和腦控機器人研究為重點突破,進行前瞻性、交叉性的基礎應用研究;(3)生物磁,進行了生物弱磁測量和生物電磁效應的交叉研究,以生物弱磁測量方法和磁場對細胞膜離子通道特性影響的實驗為突破,在理論方法和實驗技術上進行生物物理交叉學科研究。這些學術研究組織和平臺的建立,為研究生進入交叉學科前沿技術奠定了良好的基礎,有效提高了研究生培養質量和效率。

生物學的研究方向范文4

獎學金類型

相信絕大多數申請人都比較清楚地知道美國大學可申請的獎學金種類和一般條件,這里只針對專業類型進行簡單說明:

(1)Fellowship

大家常說的“純獎學金”類型。所謂純獎學金,就是非服務性的資助。也是獎學金當中拿著最為舒服的一種,不用干活就可以拿的錢。此類資助通常不受專業限制,且數額較高,但是相應的名額很少,所以競爭都超常激烈。如果不是各項條件都非常優秀,想拿此類獎學金非常困難,但是在做網申的時候申請這類獎學金是我們的權利,因此看見后不要多想――肯定申請。

(2)Scholarship

另外一種形式的“純獎學金”類型。此類資助同樣不受專業限制,種類繁多,某些學校甚至有幾十種針對本土和國際學生的此類資助。但數額沒有Fellowship那么高,大陸地區申請者拿到幾千美金或是按州內學生收費,抵銷學費/學分的居多。如果拿到這類的獎學金,申請人們最好馬上確認該項獎學金的額度,了解和全額獎學金還有多大差距,防止I20都收到了才發覺不是全獎。

(3)Tuition-Waiver

部分或全部減免學費是眾多大陸地區申請者,尤其非理工類申請者拿到最多的一種資助類型。減免學費類的資助屬于非服務類資助中發放最多,最容易申請的一類。順便說一句,網上很多人不知道全獎、半獎如何區分,大家如果獲得全部減免學費就屬于半獎的類型,如果在此基礎上有TA、RA之類,那么通常就是全獎了(足夠Cover整個學習期間的費用了)。

(4)RA and TA

RA、TA顧名思義,就是助研和助教,這兩類助學金是國內申請者,尤其是理工類申請者拿到最多的兩種類型的獎學金。RA、TA對于美國研究生或以上級別的申請來說占大多數。通常大陸地區申請者拿到RA、TA后會附帶全免學費,就是通常意義上的全獎了。

獎學金的變化和誤區

對于獎學金類型有了基本了解之后,再談談大家更為關心的近年美國各專業申請中獎學金發放的一些變化和誤區,很多網上的信息已經失去實效性了,如果大家還拿著那些信息來做申請,必然會受到非常大的誤導和影響,甚至完全的失敗。

(1)盲目認為PHD意味著全獎Offer

這是在中國大陸地區申請者中普遍存在的一種誤區,不論專業,不管Program類型和特性,一律以PHD申請為先。不圖別的,為的就是全獎。事實上從近幾年的申請中我們可以看到,除了數學、化學、物理幾個基礎中的基礎學科外,其它類型課程的錄取趨勢和獎學金情況,都與以前發生了不同程度上的變化。拿經濟類申請舉例,以前大家只知道農業經濟和計量經濟類的理論性經濟學PHD課程有全獎,所以打破頭似的無一例外地主申這種研究方向。事實上,近兩到三年,一些實用性的經濟或金融課程的獎學金也有了很大幅度的提升,類似與區域經濟或反傾銷有關的經濟類研究方向和金融課程,都有全額獎學金出現。包括一些如電子信息工程、計算機一類的理工科課程,Master的全獎也不占少數。

除此之外,隨著中國大陸學生赴美人數的增加,客觀來講可以說是良莠不齊,有些夸大了自己的背景和條件,但到校之后被學校發現名不副實。因此有些大學基于此類教訓,逐漸開始對于PHD錄取學生采取先觀察再發獎的策略,就是你條件再好前期學校也只給你錄取,等到學校通過Qualification Exam之后才能發放全額獎學金,極大地避免那些濫竽充數的申請人混跡其中。

(2)生物類、臨床類背景申請者必選分子/細胞生物學

不知道是不是受到網上一些所謂申請經驗總結的影響,很多有生物類或醫學類背景的申請者在選擇時都會偏重分子生物學、細胞生物學、生物化學一類基礎研究方向。基礎性研究獎學金相對更多是不假,生物化學每年是發全獎最多的生物類研究方向也不錯,不過分子生物學、細胞生物學等幾個研究方向近兩年的錄取比率和全獎發放已經不像大家早期獲得的那樣了。反而神經系統類、遺傳類、生物工程相關專業,或研究方向的獎學金情況已經有了大幅度的提升。包括發放給大陸地區申請者的GA和Fellow數量都相當可觀。

(3)MBA等商科注定要純自費

對于這類大家認為的“高投入高產出”專業,很多人之前都不敢奢望獲得獎學金。不過從近兩年國內申請者獲得的結果來看,商科全獎、3/4獎等大量涌現,給了很多人“在夢境”的感覺,我就跟一個2006年拿Rice MBA 3/4獎的申請者進行過溝通,在他看來,獲得錄取后與學校積極主動溝通和聯系,或者憑借自己的優異背景或硬件成績拿到半獎以上的商科錄取是近一兩年很常見的情況。不要認為排名比較高的學校就不會給獎學金,這些學校給獎學金反而更為大方,關鍵是看你怎么處理自己的申請。

(4)本科的LAC一定會有全獎

隨著對于美國留學申請認識的提高,但又不是完全客觀的認識,很多家長都有了這樣一種想法――去美國讀本科既可以享受到優質的本科教育,同時還能拿高額的獎學金。但是隨著申請的人越來越多,人們也逐漸認識到不是所有美國的University都提供全獎,這時一個新的概念又出現在人們的視線當中:LAC。確實,從給錄取學生的獎學金比例和額度上,LAC的學校是要比University給的多一些,但也不是每所學校都會給全獎,因此把去美國讀本科和拿全獎等同起來也是一個對于獎學金認識的重大誤區,如果希望自己獲得全獎讀本科,那么之前一定要了解學校的獎學金政策,看這個學校的獎學金設置情況,是Need Based還是Need Blind,當然有一些學校是錄取后就給全獎,但是申請這樣的學校競爭是極為慘烈的,而且是眾多美國大學中的鳳毛麟角,想要獲得那樣的大學錄取,不付出超出常人的努力和成績是無法得到的。一般的University是會提供給優秀的錄取學生一定的Scholarship,數額從幾千美金到兩萬美金不等,根據學校具體的獎學金政策而定。

2004-2007年期間獎學金發放有不同程度提升的專業如下:

(1)提升幅度最大:經濟、金融類Master、MBA、會計、MPA等。

(2)提升幅度較大:遺傳、生物類、計算機、電子信息工程、機械工程類Master、國際經濟金融、工程管理等。

生物學的研究方向范文5

關鍵詞:微生物學實驗;教學內容;教學方法;教學模式

中圖分類號:G633.55 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)35-0249-02

微生物學是高等院校生物類專業一門重要的專業基礎必修課,發酵工程、基因工程、細胞工程都是在微生物學的基礎上形成和發展起來的。微生物學實驗課程是一門操作技能很強的基礎課程,其重要性不亞于其理論課程。該實驗課程是將理論與實踐相結合的橋梁與紐帶,是培養學生理論聯系實際的科學態度、樹立創新意識、提高獨立科研能力和素養的重要環節。傳統的微生物學實驗課程在教學方法、教學內容、課程考核等方面都存在弊端,因而對微生物學實驗教學進行改革迫在眉睫。

一、該課程存在的主要問題

1.教學方法。在很多高校以往的實驗教學活動中,教師通過講授法進行教學,學生往往被動地、機械地按照教師的講解、演示、實驗注意事項等完成實驗[1]。這種方法只發揮了教師的主導地位,忽略了學生的主體地位,使學生的主觀能動性不能有效發揮,導致學生學習熱情不高,缺乏思考的獨立性。

2.教學內容。微生物學實驗主要包含無菌技術、染色技術、純培養技術、顯微技術這四大技術[2]。傳統的微生物學實驗課程通常將這些實驗技術分散在相對獨立的實驗單元中,各單元之間缺乏方法和內容的有機結合,不能有效地培養學生融會貫通,以聯系性、全面性的思維去解決問題的能力。此外實驗內容多采用驗證式模式[3],該模式對于激發學生學習的積極性和主動性往往事倍功半,導致學生到了工作崗位缺乏獨立工作的能力,不能將已學過的微生物學基本實驗技能串聯起來去設計實驗方案和解決實際問題。

3.課程考核。由于實驗課學時比理論課學時少,有相當一部分學生把實驗課當作理論課的“附屬課”,沒有意識到實驗課程對于微生物學科的重要性。實驗課程的評分依據一般以學生課下完成的實驗報告為主,造成學生只看重實驗報告而輕視實驗操作的不良后果[4]。此外微生物學實驗多以小組為單位來進行,存在抄襲甚至篡改數據等現象,不利于培養學生動手能力和實事求是的科研品質。

二、項目研究目標

研究型高校一個重要任務是培養學生的思維和創新能力?;诖?,開發新的實驗教學模式、重組實驗教學內容、最大程度地發揮實驗教學在培養學生創新思維和創造能力中的作用將成為微生物學實驗教學改革的主要方向。本教改項目在確保學生全面掌握微生物學實驗基本操作技術和方法的基礎上,實現學生學習方式的根本性轉變,教師更多地發揮引導和服務的功能,將學習的主動權真正還給學生,最大限度地培養學生的科研能力。

三、項目研究內容和方法

研究型微生物學實驗教學改革采用模擬科研課題的方式,將分散獨立的實驗課程內容串聯成有著密切聯系的整體,通過針對解決某一科學問題而展開實踐和探索。

1.探索式研究。在這一層次上,首先由教師將一系列獨立單元實驗設計成圍繞為解決某一模擬課題而展開的系列關聯的實驗環節;然后學生遵循框架式實驗內容,在一定范圍內自主選擇實驗對象,學習和掌握相關的實驗技術和方法,并學會對不同實驗結果進行分析比較;最后教師從總體上剖析模擬課題的目標與實驗內容設計的思路,學生在反觀已開展的實驗設計的基礎上探討其他可行方案,從整體/系統的角度看待模擬課題,對實驗課題如何入手、如何安排獲得基本認識。

2.綜合式研究。在這一層次上,教師圍繞某一專題通過課堂集中講述或提供實驗技術錄像的方式,分別闡述針對同一目的的不同技術方法,并設定不同的背景條件或者給予不同的實際樣本。學生通過課堂討論及輔助教學手段學習多種技術方法,對教師提供的一系列不同情況/樣品進行自主選擇適用方法并開展實踐,并對結果進行比較分析。例如:以“微生物的生長和控制”為專題,對不同的微生物(原核、真核),不同的培養基質,不同的細胞濃度(極低、高濃度),圍繞生長測定方法的選擇和使用,半自主設計小型方案研究理化因素(pH、溫度、碳氮源等)對微生物生長的影響,通過實驗獲得數據結果,初步掌握培養條件優化的方案。

3.設計式研究。在這一層次上,采用“學生自主實驗”的開放式教學模式。學生通過前兩個階段的學習和實踐,在開放式的教學平臺上,分組開展獨立課題研究,自主進行方案設計、內容安排、時間分配及相互配合完成整個過程,并獲得結果進行分析討論,提出改進或后續研究規劃。例如:以“產特定目標產物的目的菌株的篩選”為研究課題,通過生境分析明確采樣地點,自行采樣,查找或自行設計快速檢出方法,進行富集和選擇培養,比較獲取相對優良的產生菌株,并進行初步鑒定和簡單的培養優化。這不僅可以提高學生對實驗課的學習興趣,更重要的是使他們獲得一個真實的實驗研究過程的鍛煉。

4.改革課程考核評價體系。考核的內容不僅應包括對實驗原理的理解和基礎實驗技能的掌握,還應包括分析和解決問題的能力、團隊協作精神以及科學嚴謹的態度。因此實行實驗過程與結果并重的考評方法對于培養學生良好的實驗技能和求真務實的科學態度很有必要[4]。教師要加強對實驗課程的管理和考核,要嚴格規范微生物學基本實驗操作,除了在課堂上做好操作演示外,要隨時指導糾正學生不正確的操作方法。對于一次實驗課能夠完成的基礎性實驗,指導教師應當場檢查學生的實驗完成情況和結果,發現問題當場指出,并評定課堂表現成績,并要求學生當堂提交實驗報告。教師將根據實驗課堂表現和實驗報告完成情況,給出每個單元實驗的綜合成績,這樣避免了學生對實驗結果作假和抄襲實驗報告的現象發生。對于需要多次實驗才能完成的綜合性和設計性實驗,要求提供詳細的原始記錄、實驗結果分析報告作為實驗成績考核的重要依據。

我們希望通過上述改革能夠很好地解決微生物學實驗教學存在的問題,提高學生的學習熱情,培養學生的創新思維、實踐動手能力、分析問題解決問題的能力,為培養能夠適應社會發展的優秀人才做出貢獻。

參考文獻:

[1]劉志偉,屈年瑞,高大威.微生物學開放性實驗的探索與研究[J].微生物學通報,2011,38(1):118-122.

[2]葉輝.微生物學實驗教學改革與學生創新能力培養[J].實驗室研究與探索,2004,23(2):58-59.

[3]季淼,葉明,楊柳,王穎.工科院校微生物學實驗教學改革與實踐[J].微生物學通報,2008,35(6):977-979.

[4]劉曉紅,曾馳,繆禮鴻.微生物學實驗課程教學改革探索[J].安徽農業科學,2012,40(14):8394-8396.

基金項目:江南大學2013年本科教學改革項目(JGB2013078)。

生物學的研究方向范文6

1912年,河南大學的前身河南留學歐美預備學校在七朝古都開封誕生。當時,該校是中國的三大留學培訓基地之一。

從留學培訓基地到師范院校,再到學科齊備的綜合性大學,河南大學的發展植根于學科建設的沃土。

1923年,河南大學生命科學學科應運而生。這個如今的王牌學科在當時并未得到一帆風順的發展,1950年和1962年,河南大學辦學歷程的兩次變革成為生命科學學科前進路上的絆腳石。直至1987年,新的生物學科從零起步,重建并開始招生。

再次起航,河南大學的生物學科發展速度驚人,一舉奪得了河南省高校的數個第一,創造了在相對不發達地區和非中心城市學科建設的典范,也在全國相關專業領域產生了廣泛影響。

優勢學科助力中原經濟區建設

在這所百年高校中,產學研結合一直被視為學科發展的黃金法則。

在教學上,作為河南省的龍頭高校,河南大學實現了一個又一個“零”的突破。

2003年,在學位點申報工作中,河南大學獲得了植物學博士點,實現了河南省生物科學類博士點“零”的突破。

2007年,河南大學取得了河南省第一個生物學博士后流動站。

2011年,河南大學獲得了河南省第一個生物學和生態學一級學科博士點。

現在,植物生物學研究團隊已經成為在國際上有影響的中國內地8個植物學研究團隊之一。

令人振奮的還有兩個突破:第一個是依托河南大學等單位建設的“棉花生物學國家重點實驗室”獲得科技部立項,這是河南省依托高校建設的國家重點實驗室“零”的突破;第二個是以宋純鵬教授作為首席科學家領銜的團隊申請的“作物水分高效利用機理與調控的基礎研究”獲得立項,這也是河南省“973計劃”項目作為首席單位的重大突破。

河南大學黨委書記關愛和對生物學科建設經驗做了深刻的總結:一是樹立了人才第一、學術至上的核心價值觀;二是創造了團結協作、凝聚人心的工作環境和學術團隊;三是擁有了德才兼備的學科帶頭人;四是建立了相互支撐、各有側重的運行機制(學院和重點實驗室);五是夯實基礎、未雨綢繆,抓住了每一個發展機遇。

創新是科學研究的生命線

宋純鵬,“973計劃”首席科學家、國家杰出青年基金獲得者、中原學者、河南大學副校長兼植物逆境生物學重點實驗室主任,是生物學科的帶頭人。

自生物學科重新起步,宋純鵬就來到這里工作,為該學科的建設和發展付出了自己的全部心血和汗水。他認為,在生物學科國際國內競爭激烈的今天,要想站得住腳并取得突破,一是要創新,二是要堅持。

“創新是科學研究的生命線,是取得一流成果的保證。堅持就是需要你有馬拉松的耐力,需要你耐得住寂寞,需要你遇到任何困難不低頭、不后退,勇往直前,甘心把自己融入平凡的事業中。只有與這種心態和精神相應的行為,才能孕育出生物學科今天良好的局面?!彼渭凒i解釋說。

2011年4月18日,河南省依托高校建設的第一個國家重點實驗室——“棉花生物學國家重點實驗室”獲準組建。棉花生物學國家重點實驗室的主要研究方向為:棉花遺傳多樣性研究與新基因挖掘、棉花纖維品質性狀形成機理和棉花高產分子機理與品種設計等,對于促進我國經濟社會發展、農業科技進步和農民增收具有重要意義。

“棉花生物學國家重點實驗室的獲批,實現了河南省高校國家重點實驗室‘零’的突破,也圓了河南大學多年的夢想,為學校在建設高水平大學的征程上寫下了濃墨重彩的一筆。河南大學也將以此為契機,認真做好高層次人才培養、科學研究和社會服務工作,為中原經濟區的建設與發展提供強有力的智力支持和科研保障?!焙幽洗髮W校長婁源功說。

河南省植物逆境生物學重點實驗室常務副主任張驍表示:“中原經濟區提出不犧牲農業實現‘三化’協調發展,這給農業科技創新提出了很高的要求,需要國家級的科技創新體系提供支撐。棉花生物學國家重點實驗室的組建,對于河南建設特色高效農產品生產基地,提高農業發展質量和效益,增強農業競爭力,推動農業現代化,具有重要意義?!?/p>

作為生物學研究領域的學科帶頭人、生命科學學院的名譽院長、植物逆境生物學重點實驗室的主創者之一,山侖院士表示,逆境生物學的研究要加強基礎研究的建設,側重和本省的實際需求結合起來,也要和生態學緊密聯系。農業科研的創新沒有實踐的支撐就開展不起來。

山侖院士對生命科學學科的發展非常認可,他說:“河大的生物學研究發展速度非???,早期因為院校機構調整,后來成立起來的生命與科學學院以年輕教師為主力,但是后來者居上,成果是有目共睹的?!?/p>

“逆境”中華麗提升

“雖然起步較晚,但經過幾年的發展,我們整體科研水平有了較大的提升,已經呈現出良好的發展態勢。在某些領域的研究,已在國內外具備了較強的競爭力。目前,加快實驗室建設已經成為我們的核心工作?!弊鳛閷嶒炇医ㄔO和發展的見證者、參與者和領導者,宋純鵬每每回憶起實驗室的創建經歷都會感慨不已。

隨著核心競爭力的不斷增強,植物逆境生物學重點實驗室以技術平臺為基礎,已經成為植物逆境生物學原始創新和交流平臺之一。實驗室依托特色技術體系,如測定細胞膜離子通道的膜片鉗技術、檢測活體細胞成分的激光共聚焦顯微成像技術、遺傳學材料篩選的遠紅外成像技術、基因表達分析的基因芯片技術等,與國內外著名高等院校和研究機構廣泛開展合作研究,邀請了包括諾貝爾化學獎得主Aaron Ciechanover 教授在內的百余名國內外知名專家來實驗室訪問交流。

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