复旦大学生物科学国家级实验教学示范中心(下文简称:教学中心)在今年的全国五一巾帼奖表彰大会上被授予“全国五一巾帼标兵岗”称号。
生命科学是一门实验性的学科,深耕实验教学,培养新时代生物学专业本科人才是教学中心一直的探索。
课程体系纵横交叉
“转动这个旋钮,一边是白光光路,另一边是荧光光路。”2021级生命科学学院(下文简称:“生科院”)本科生詹思量坐在荧光显微镜前试图捕获拟南芥根尖图像,“细胞生物学实验课”主讲教师郭滨站在他的旁边,七八个穿着实验服的学生围成一圈,探着头去看电脑屏幕上的成像结果。空中,飘散着洋葱的辛辣味。
“细胞生物学”是生物科学和生物技术专业必修课,是专业分流后,学生最先接触到的专业基础课程之一。第一堂课的任务就是制作新鲜洋葱鳞状叶内表皮水封片和转基因拟南芥根尖临时装片,并分别在暗视野显微镜和荧光显微镜下观察。
这是詹思量上的第二门实验课程。一年前的一个周六,当他第一次在实验室惊喜发现自己转染的大肠杆菌成功时,便对实验课产生了兴趣。
面向全校学生,教学中心搭建了以通识教育为基础、专业教育为核心、研究和创新能力培养为目标的横纵交错的实验课程体系,团队形成“广覆盖、夯基础、重能力、求创新”的本科生生物学实验课程教学理念,开设20门专业实验课程,建成3门国家级一流课程,3门上海市精品课程、4门上海市重点课程和5门复旦大学精品课程。
满足学生进阶发展需求
“最重要的是学生的获得感”。“生物化学实验课”主讲教师杨鲜梅这学期课程的更新,将围绕新添置的仪器分光光度计展开。
仪器的添置,来源于一次例会。教学中心会固定开展内部例会和兄弟院校间教师培训交流会,以便进行教学研讨。在一次内部例会交流过程中,杨鲜梅和任真发现“生物化学实验课”中关于细菌质粒提取检测的教学内容与其他课程稍有重合,借鉴兄弟高校经验,她们在学校和院系的专项项目支持下,改进分光光度计,配置电加热系统。
实验课一旦要改所授内容,则课程大纲、实验材料、实验方案都要更新。三小时的课程背后,是需提前一周甚至半年准备实验材料、还有进行预实验等诸多步骤。“但不改会面临课程与学生发展不适应,与学科前沿不适应的问题。”“基因工程实验课”负责人、教学中心副主任吴燕华说。
4项国家基础科学人才培养基金项目,40余项省部级、校级教改项目资助,60余篇教改论文,教学中心积极利用现代教育理论指导实验课堂,创新成果先后获得国家级教学成果奖1项,上海市教学成果奖5项,其他校级教学成果奖7项。
科技赋能课堂“新生长”
“虚拟仿真的核心就是以虚补实”。观鸟、看植物昆虫、了解真菌蘑菇......在教学中心,有一门持续70年且异常火爆的专业选修课“生物学野外实习”,带学生走近“生物基因库”浙江天目山国家级自然保护区,学习如何观察自然,认识生命,体会自然科学研究的方式方法。
走出课堂,再走进课堂。团队自2017年开始,以生物多样性的研究、认识与保护为主线,通过虚实结合实现自主学习、移动学习和沉浸学习。
借助三维建模和影像技术,教学中心还搭建起云博物馆,有近百年历史的祖嘉生物博物馆中逾万件标本“活”起来。建设成果首先应用到“生物学野外实习”中,借助博物馆数字资源,学生可以近距离接触400余种鸟类。
项目2018年获得“上海市首批虚拟仿真实验教学项目”称号和“国家第二批虚拟仿真实验教学项目”称号,在2020年获得“首批国家级虚拟仿真实验教学一流课程”称号。
让天马行空的设想落地
“天马行空的idea也可以落地”。果蝇的饲养与观察,是“遗传学实验课”上最经典的内容之一。这学期,课程教师皮妍给同学们介绍了名为ClassiFFly的APP,只要输入果蝇照片,就能一站式完成性状识别。
App设计者是2019级生命科学专业的安钧浩,他在皮妍的指导下,将整个过程撰写成“现代计算机技术在遗传学实验教学中的应用——移动端轻量级高精度果蝇遗传性状批量识别系统的开发应用研究”一文,以第一作者身份发表在《遗传》杂志上。
像安钧浩这样,把课堂上天马星空的设想落地的学生,在教学中心大有人在。2015年,在学院支持下,教学中心建设了供本科生科创独立使用的开放实验室,成立了本科生学术创新指导团队,打造Dream Lab学生学术科技创新项目。2017年还增设“生命科学创新实践”课程。
近5年,教学中心累计资助课题超过百项,科创课题参与学生人数超过300人。近1/3的本科生在各类国际、国内生物学科创竞赛屡获佳绩,或者以主要作者在高质量研究期刊上发表论文。2016年以来,共获得全国特等奖等60余项奖项。
“我们一直坚守的就是,在夯实基础科学研究之上,持续培养出拥有深厚学科基础,良好科研思维能力与素养,并有家国情怀、守正创新的拔尖人才”,教学中心主任、生科院本科教学院长孙璘说。
背景简介
教学中心成立于1997年,2006年被评为首批“国家级实验教学示范中心”,现有29人,其中女性20人,占69%,女党员占党员总数的80%,并分别担任了教学中心主任、副主任、课程团队负责人等多个关键管理岗位,团队成员先后荣获上海市三八红旗集体、上海市首批课程思政示范团队、全国劳动模范、上海市三八红旗手和上海市五一劳动奖章等荣誉称号,是一个名副其实的标兵集体。