生物學科學研究方法

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生物學科學研究方法范文第1篇

備課，指教師在課堂教學之前進行的設計準備工作，即教師根據課程標準的要求和本門課程的特點，結合學生的具體情況，對教材內容作教學法上的加工和處理，選擇合適的教學方式方法，規劃教學活動。一般地，備課有狹義的備課與廣義的備課之分。狹義的備課：是指針對當次課程的備課，即在一節課開始之前，收集、考察與課程相關的資料，并且預備適當教具。廣義的備課，是指教師的自我武裝、自我成長和持續發展。

教師在備課時，必須明確自己的角色定位，按照新課程的要求，幫助學生制定適當的學習目標，并確認達到目標的最佳途徑；指導學生形成良好的學習習慣；創設豐富的教學情境，建立寬容的課堂氣氛；激發學生的學習動機，培養學生的學習興趣；作為學習參與者，與學生分享自己的感情和想法。教師這些備課目標的實現需要教師花大量的時間和精力在備課這個環節上。我認為，使這些目標實現的一個有效做法就是在備課環節中引入學生的活動，即讓學生參與到備課環節中來。

將學生引入備課環節的具體做法及好處：

一、教材中的材料由學生來引入，解釋和補充

例如在《從生物圈到細胞》一節的教學中，關于病毒的結構、生活習性、繁殖和與人類關系等情況，我指導班里的學習小組提前查閱相關資料，分析整理成小文章，再在課堂上請他們給同學介紹。這樣做讓他們從剛剛一接觸生物這門學科，就逐步學會收集資料，分析整理信息，并養成小組內部分工合作，交流統籌的好習慣。再如在講完了《酶的特性》后，要介紹酶與生活的關系，我也采用相同的方式。這可以使學生的知識面得到擴充，而且，在課堂展示成果的同時，鍛煉了語言表達能力，建立了自信心。

二、實驗的準備由學生來參與完成

例如在《使用高倍鏡觀察幾種細胞》這個實驗中，因為是學期初，要對很多顯微鏡進行安裝和調試，我邀請了班里的學習小組成員和我共同完成，學生同時也就把顯微鏡的結構弄清楚了。做《生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質》這個實驗時，我把生物材料拿到年級組，利用課間，讓感興趣的同學和我一起來準備，學生對這些很常見的生物材料充滿熱情，都躍躍欲試。再如觀察根尖分生組織細胞有絲分裂中洋蔥根尖的培養，觀察植物向光性實驗的整個過程我都是把實驗引入到教室，由小組成員承擔完成。滲透到學生的學習生活中，讓他們養成處處留心，時時留心的好習慣。事實上，必修三本教程中涉及的各個學生實驗和演示實驗，絕大部分都是在學生的共同參與下完成準備的。這一做法充分調動了學生的學習熱情，學生都喜歡參與到生物實驗的準備中來，也喜歡生物這門學科。

三、了解學生的實際，改變教學方法

在細胞中的糖類和脂質一節的教學中，我認為這一節的教材內容較細且多，學生在這一節的學習中主要的困難不是理解而是記憶。怎么樣在教學中突破這個學生學習的難點呢？我和我所帶3個班級的部分學生分別進行了交流，最終達成共識：采取教師設計學案，學生自學的方法。大致過程是教師將本節的主要內容設計成表格，提前一天發給學生，讓學生自己認真鉆研教材，完成表格相關內容，第二天上課的時候，讓學生參考自己填寫的內容，談談對細胞中糖類和脂質的認識。

這一節課達到了非常好的效果。1.課堂非常踴躍，幾乎80%的學生參與了課堂內容的發言。2.關于教材中對糖類和脂質的介紹能很好的進行總結，個別同學說的不準確的地方，其他同學能及時修正。3.下課時大部分同學能對本節內容進行記憶：學生自己閱讀的過程是第一遍記憶，同學討論，教師補充的過程是強化記憶，在習題訓練時又可以達到鞏固的作用，這節課保證讓學生“吃飽”、“吃好”又“易消化”，我認為很成功。這種教師指導下學生自學的方法在必修二、三的部分章節中曾幾次用到，如在必修二《人類遺傳病》一節的教學中，我大膽嘗試請學生編寫教案，制作課件，承擔講課任務。所有這些嘗試的前提都是教師能準確把握學生的學習能力，這和老師與學生的充分交流，對學生狀態的充分了解分不開。

四、學生參與教學模具的制作

學生參與了真核細胞三維結構模型、有絲分裂和減數分離染色體變化模型等的建立，《植物生長素的發現》一節補充教學模具――說明生長素的實際作用部位在胚芽鞘尖端以下――是由學生制作完成，并由學生講解。學生通過參與教學過程中教學模具的制作而投入到教師的備課環節，學生非常樂于參與，也非常喜歡上生物課，而且對該知識點可以說記憶終生。

五、學生參與課件的制作過程

課件的制作也屬于備課范疇。課件制作好了以后，可以請一部分同學做一個預覽，對課件的出現順序，動畫設計、字體內容編排等，學生都能仁者見仁，智者見智。這也是教師備課的自我完善和發展的過程。

學生參與備課環節的不足之處是：

1.部分學習小組工作效率比較低，導致個別分配的任務不能按時完成；這需要教師在教學中給那些學習能力較弱、激情不高、動力不足的學生經常性的鼓勁加油，或者鞭策引導。2.學生的認知水平和知識積累決定了教師要對學生參與備課環節做大量的準備引導工作，并用對學生提出的意見和建議進行篩選，工作量大。

以上這些都是我在實際教學過程中的一些體會。如何完善教師的教學思想，如何實施有效備課，改進備課方式方法，建構符合高中生物學新課程理念的有效備課理念，實施有效備課行動等等，這些問題還要在今后的工作學習中繼續探索。

參考文獻：

[1]黃希庭：《普通心理學》，甘肅人民出版社1982年版。

生物學科學研究方法范文第2篇

在我國，還沒有出現與初中生物教學完全適應的科學方法體系，就必然會使教師在教學過程中沒有借鑒的依據，周而復始，教師就會很少或基本放棄對學生進行科學方法的訓練。對于初中生物的教學來說，授課過程中舉例是必不可少的。例如，在學顯微鏡的如何使用時，教師先要舉例介紹顯微鏡的發展歷史，然后再用不同的顯微鏡觀察放大的紅細胞的形態，借此來引出結構與其放大的原理，使學生的學習過程變得生動有趣，充分體現科學方法教育在課堂中的實踐。

一、科學方法教育對初中生物的作用分析

在生物教育研究中，科學方法教育自始至終都是著重研究的課題，不管是從提高民族的整體素質角度還是當前的課程改革的時間來講，做好生物科學方法的教育教學工作，都具有深刻的時代意義。

在教育不斷改革的今天，非常有必要對中學生進行科學方法教育，讓學生自己動手實驗，這樣可以使學生以最好的學習方式，主動接受最新的授課知識。例如，在探究非生物因素對某種動物的影響時，教師引導學生總結生物生存所需要的因素、作出假設、設計實驗、進行實驗，然后在小組內交流討論。這樣，不僅可以讓學生知道實驗不是只有大科學家才能做，學生也可以做，而且在實驗過程中，可以讓學生獲得學習的樂趣。

在整個生物教學中，教師和學生是一個不可分割的整體。對于學生來說，在觀察生物現象、形成生物認識、認識生物規律以及分析解決科學問題的過程中，所涉及的認知結構以及有關知識內容和科學方法基礎的準備程度等都與科學方法教育有著極大的聯系。

對于教師來說，科學的方法教育表現為教師教學設計時，能夠對學生學習的內容了解，針對每個單元列出詳細的科學方法目標，并且能在最好的時機將科學方法教育帶到初中生物的教學之中。比如在學習植物的綠葉光照下可以制造有機物的過程中，教師必須根據教材先找出可以進行此實驗的素材，如天竺葵，而其他植物如白薯葉也可以進行這個實驗，而如果教師考慮使用菠菜葉的就不可以，原因是菠菜葉不可以積累淀粉，所以不能使用。所有的授課，都需要教師的精心準備才可以。

二、科學方法教育在生物教學實踐的研究

蘇教版教材體現了以學生為主的教學理念，用科學方法教育把學生帶到學習中，做學習的主人，培養和發展學生的主體性，這是蘇教版教材的教學根本任務。對此，在生物授課過程中，可以借鑒其優點，發展學生的學習主體性。以學生為中心的理念要在課程中充分體現，根據學生的思想與認知程度，在課堂中設計問答、思考與討論等多種形式的活動，使學生全身心投入課堂，真正做學習的主人。

在新的一輪課程改革中，我國已將教學目標從過去的一維發展到三維。蘇教版教材將科學方法教育帶到了教學實踐當中，取得了良好的效果。據此，將科學方法教育帶到生物的教學實踐中，會進一步提高學生的科學素養，提高教師的課堂教學效率，為學生終身發展、應對現代社會未來的發展的挑戰奠定基礎。

例如，對于“種子的萌發條件”這節課，重點在于讓學生了解種子萌發條件及其內部變化。這就需要教師進行引導進行探究實驗，得出結論。讓學生在實驗中觀察現象。根據科學方法教育的理論，教師在設計思想的時候可以采取實驗與討論的教學方法，讓學生在課前充分預習，并且能夠在課前實驗，得出種子萌發所需的內部條件。在課堂上，教師可以讓學生做課堂的主人，討論觀察的結果，引導學生的思考，并得出結論。隨后，教師可以讓學生講述自己所學種子萌發這一課的方法、過程、結論，使科學方法教育在初中生物課堂上完全實踐起來。

對于初中生物的教學來說，將科學方法教育運用到其教學的實踐中的要點就是將兩者做到有效的結合。根據初中生物授課內容的特點與初中生的思維特點來設計教學方案的主要目標是科學方法教育在生物教學中的發展主線。在實踐中沿著主線走，在授課中，跟著科學方法教育走，是科學方法教育真正融入初中生物教學的重要保證。

生物學科學研究方法范文第3篇

關鍵詞： 細胞生物學 考試方法 改革策略

細胞生物學作為生物學相關專業的基礎課程，其考核環節一直為我國高校相關專業所重視。傳統細胞生物學課程的考試環節主要以閉卷檢測作為考核方式，以考試分數作為標準對學生的學習能力及學習成績進行評定。這種考核方法難以有效地反映學生的綜合素質，因此對細胞生物學課程考試方法進行改革具有一定的必要性。

一、細胞生物學課程考試改革的原則與思路

（一）考試方法改革原則

由于細胞生物學課程專業性及理論性較強，對該課程考試的改革應以培養學生的自主創新能力及動手實踐能力作為切入點，根據學生的實際專業需求及個人能力的差異性對學生能力進行評價[1]。對專業成績的評述不應單純地以閉卷理論試卷成績為最終成績，應當綜合評價學生日常課堂表現、實驗課表現及課堂討論等環節表現出的能力，并對成績比例進行合理分配，具體考試方案由各專業教研部門自行確定。通過引入綜述論文、課堂發言、實驗課表現等環節的成績評定，可以有效提高學生的學習興趣。

（二）考試方法改革思路

對細胞生物學課程考試方法的改革，主要將考試成績合理地劃分為“閉卷理論考試（60%）+論文綜述（10%）+實驗課表現（20%）+日常課堂表現（10%）”四個部分。

1.對學生日常課堂表現進行評價

學生的學習活動以課堂學習為主，因此對學生日常課堂表現進行客觀評價可以有效地反映學生細胞生物學課程的知識水平及能力基礎。因此，將細胞生物學課程考試成績中的10%作為日常課堂表現的分值，主要對學生課堂參與程度、討論問題積極性、師生互動與溝通、課堂出勤率等方面進行考察，從而有效地提高細胞生物學課程教學質量。

2.對學生實驗課表現進行考核

細胞生物學課程主要由理論課及實踐課構成，實踐課教學可以有效地對理論進行驗證，是學生深化理論、接觸生物學領域的重要途徑。傳統細胞生物學課程的考試主要側重期末閉卷考試的考試成績，對實驗課考核重視程度不足，導致絕大多數生物教師在教學過程中缺乏相應的重視。將細胞生物學課程考試成績中的20%作為實驗課表現的分值，可以有效地提升學生實驗操作的積極性。

3.設計論文綜述環節進行考評

為了提升細胞生物學課程的考評的合理性，可以設計相應的論文綜述環節，對學生整體知識結構的掌握能力進行考核。論文綜述環節可以在考試周前一周至兩周進行，由教師提前布置相應的論文論述主題，給予學生充足的時間撰寫論文、制作幻燈片，在考核過程中由學生自主上臺進行論文匯報，再由其他學生進行自主提問。在評分過程中，可以將細胞生物學課程考試成績中的10%作為論文綜述環節的分值。

二、細胞生物學課程考試改革應注意的問題

（一）加強相關教師的素質培訓

隨著新課程改革的深化，雖然學生成為課堂教學活動的主體，但教師仍然處于主導者地位，教師的職業素質及教學觀念直接影響細胞生物學課程考試方法改革的貫徹效果。因此，為了保證細胞生物學課程考試改革的有效性，我國高校相關專業應當開展周期性培訓，培養生物教師相應的職業素養，相關專業教研室應根據教學活動的推進對教師進行跟蹤性的培訓，積極開展教學前期培訓、教學中期檢測及教學末期總結，保證生物教師可以明確細胞生物學考試方法改革的必要性，并從考試改革入手提高課堂教學質量。

（二）貫徹落實相應的考核操作

在明確了細胞生物學課程考試方法改革的原則與思路之后，應當將相應的方案與思路落實到實踐中，用實踐檢驗理想化的方案，提高細胞生物學課程考試方法改革的合理性[2]。在實際考核操作過程中，教師應當制定相應的規章制度明確相應的考核流程，并對學生課堂表現、課堂出勤情況等評價因素進行了解。在實際考核過程中，可以打破傳統單一性由教師評價學生的教學模式，引入相應的學生互評、學生自評評價機制，尊重學生實際能力的差異性，對學生成績進行合理的評估。

（三）在考核過程中加強教師的協作

由于細胞生物學課程考核具有較強的專業性及理論性，且考試改革涵蓋面與考察面較為廣泛，學生成績考核工作難以由一個教師單獨完成，因此應當以過程性目光看待細胞生物學課程考核工作，加強各環節教師的協作與溝通。在學生成績評價過程中，由不同的教師負責學生日常表現統計、學生論文綜述情況、學生試卷批閱等環節。在過程性評價中教師之間進行合理化分工，可以有效提升學生成績考核的合理性。

（四）引導學生注重日常學習過程

細胞生物學課程考核不僅具有檢測教學成果的功能，還具備評價功及引導功能[3]。傳統側重期末考試成績的考核模式對教學成果的評價較單一，很容易導致學生陷入學習時僅注重考點的學習誤區。對細胞生物學課程考試方法的改革對學生日常表現、實驗課表現等方面進行綜合考核，因此教師應當注重引導學生的日常學習課程，盡可能地消除功利性的學習目的。

總而言之，細胞生物學不僅是一門集理論性、創造性為一體的學科，而且是臨床醫學及生物學的學科基礎。在教學考核過程中，相關教師應當明確考試的評價功能及引導功能，樹立素質教育理念，利用多種形式的綜合性考核內容對學生學習情況進行考評。

參考文獻：

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生物學科學研究方法范文第4篇

關鍵詞 ：DNA生物傳感器；切刻內切酶；量子點；電致化學發光；信號放大

1 引 言

近年來，隨著生命科學的不斷發展，低濃度特定DNA序列的超靈敏檢測在臨床診斷、基因突變檢測等生物學研究中顯示出越來越重要的作用和意義[1～4]。與熒光法[5]、石英晶體微天平法[6]、比色法[7]等眾多的DNA檢測方法相比，電化學發光法因其方法簡單、響應速度快、靈敏度高和選擇性好而得到了廣泛應用[8～10]。

目標放大和信號放大是提高DNA檢測靈敏度的兩種常用方法。傳統的目標放大方法如聚合酶鏈式反應（PCR）[11]、依賴核酸序列的擴增技術（NASBA）[12]等因高的放大效率、靈敏的檢測效果而被廣泛應用[13]。然而這些方法一般都需要特殊的設備或昂貴的檢測儀器，存在耗時、易污染、成本高、操作不便等缺點[14]。相比之下，通過目標物提高檢測靈敏度的信號放大技術，快速、簡便，已成為超靈敏檢測DNA的研究熱點之一[15～18]。切刻內切酶信號放大是近年來逐漸采用的低濃度核酸的檢測方法[19]。探針DNA與目標DNA結合成雙鏈時，形成切刻內切酶的識別位點，內切酶對探針DNA進行剪切，使得目標DNA被釋放出來，并進行循環利用，實現檢測信號的放大[20～24]。

電化學發光法不僅具有化學發光分析的靈敏度高、線性范圍寬和儀器簡單等優點，而且電化學分析控制性強，選擇性好[25]。量子點作為一種新興的納米材料，因其獨特的光學性質，如高穩定性、不易分解、熒光壽命長等[26]，已被作為生物傳感器的標記物和信號探針[27]。近年來，利用量子點高效及穩定的電化學發光性能研制的電化學發光生物傳感器備受關注[28～31]。然而，將量子點優異的電化學發光性能與切刻內切酶的特異性相結合，進行目標物測定的研究至今未見報道。

本研究基于切刻內切酶的信號放大和量子點高效的電化學發光性能，建立了超靈敏檢測DNA的方法。通過自組裝方式將捕獲DNA（cDNA）固定在電極表面，靶DAN分子（tDNA）與其特異性雜交形成雙鏈，利用切刻內切酶對形成的雙鏈中的cDNA進行識別和切割，釋放出tDNA序列，參與下一輪的雜交和酶切。本傳感器制作簡單，靈敏度高，選擇性好，具有良好的應用前景。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

MPIE 型電致化學發光分析系統（西安瑞邁分析儀器有限公司），采用三電極系統：工作電極為金電極（直徑2 mm），參比電極為Ag/AgCl（飽和KCl）電極，對電極為鉑絲電極。PGSTAT128N Autolab 電化學工作站（瑞士萬通有限公司）；UV2400PC紫外可見分光光度計（日本島津公司）；F7000 熒光儀（日本日立公司）。

氯化鎘（CdCl2?2.5H2O）、碲粉（Te）、硼氫化鈉（NaBH4）、巰基乙酸（TGA）、巰基乙醇（MCH）、N羥基琥珀酰亞胺（NHS）、1乙基33二甲基氨丙基碳化二亞胺（EDC）購于上海Aladdin公司；切刻內切酶Nt.BstNBI（New England Biolabs有限公司）；其它試劑均為分析純，實驗用水為二次蒸餾水。DNA序列均購自于上海生工生物工程技術服務有限公司，使用時用TE緩沖液（10 mmol/L TrisHCl， 1 mmol/L EDTA， 100 mmol/L NaCl， pH 8.0）進行配制和稀釋，堿基序列如表1所示。

2.2 水溶性量子點的制備

CdTe水溶性量子點合成方式參考文獻[32]的方法并稍做改進。將250 mL 0.0025 mol/L CdCl2溶液倒入三口燒瓶中，磁力攪拌，通氮氣除氧15 min，接著加入100 μL TGA，并用NaOH調節至pH≈10，繼續通氮氣10 min，封口。

量取3 mL二次蒸餾水倒入另一個50 mL 三口燒瓶中，同樣通氮氣除氧。稱取0.36 g NaBH4和0.144 g Te粉加入水中，在65℃水浴和磁力攪拌下反應，直到黑色Te粉完全消失，得到紫色透明的NaHTe溶液。將得到的溶液倒入上述含有CdCl2溶液的三口燒瓶中，95℃水浴中攪拌回流2 h，得顏色透明的CdTe水溶性量子點。

2.3 電化學發光DNA生物傳感器的制備

將金電極用0.05 μm Al2O3拋光至鏡面，分別置于50% （V/V） HNO3、無水乙醇、水中超聲清洗后，浸入含有1 μmol/L cDNA溶液中過夜，cDNA通過SAu鍵自組裝在電極表面。將修飾電極浸入到巰基乙醇溶液中，避光孵育1 h，封閉其非特異性結合位點，分別用0.1 mol/L PBS緩沖液和0.5 mol/L NaCl溶液清洗，制得電化學發光DNA生物傳感器。

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生物學科學研究方法范文第5篇

我是復旦大學的一名退休教師。在20世紀80年代,我的老師談家楨先生推薦我參加《辭海》的工作,從此我與《辭海》結下了不解之緣,參加了第四版(1989年版)、第五版(1999年版)和第六版(2009年版)的工作并擔任了生物學科的主編。

第六版《辭海》的生物學部分共有5107條詞目,在刪除冷僻、很少使用的詞目和增加反映學科發展前沿的詞目外,對80%的條目內容進行了更新、修改和充實,比較全面地收錄了生物學科領域中的基本概念、學科發展歷程、著名人物等基本面貌。這是我們生物學科幾十位同仁不辭辛勞、通力合作的成果。特別要提到的是上海水產大學的伍漢霖先生和中科院古脊椎動物所的葉祥奎先生兩位耄耋長者,在國外探親或身患重病期間仍不忘為《辭海》收詞、審訂和校閱。

我是《辭海》的作者,又是《辭海》的讀者,我的體會是《辭海》是適合于所有知識階層閱讀的綜合性工具書。有一種誤解認為專家只是《辭海》的作者而不是讀者。其實不然。我舉個例子。美國《科學》雜志編輯部在組織討論生命本質時曾提出一個問題:一只活貓和一只死貓有什么區別?生物學家可以從心臟搏動、血液循環、呼吸停止和神經反應等層面上指出兩者的差別。可是,物理學家說:活的貓是無序趨于有序,是負熵增加;死的貓則是有序趨于無序,是熵增加。熵是什么概念?恐怕不是每一位生物學專家都很清楚的。這時,就需要《辭海》了。

《辭海》給人另一個誤解,是收錄的詞目偏重于歷史。這是誤解,同時也是廣大讀者對《辭海》能更好、更多地反映當代科學發展的期待和需求。

生命科學是當展最為迅猛的自然科學。人們對生命本質的認識日益深入,并且在這個基礎上不斷發明新的技術來為提高人類生活水平和增進身體健康而服務。其中最突出的是近年來出現的“組學”研究,就是說,從研究一個基因、一種蛋白質或一個生物大分子的結構和功能,逐步深入研究一個細胞里的所有基因、所有蛋白質和所有生物大分子的結構和功能,以及這些分子之間的相互作用。從研究單個分子到研究一組分子,從研究單個分子間的相互作用到一組分子間的網絡式的調控,由此開辟了生命科學研究的新天地,大大地推進了對癌癥、衰老和許多種復雜疾病的病因研究和提出新的醫療措施。這種“組學”包括[基因組學]、[蛋白質組學]、[轉錄物組學]、[代謝物組學]、[糖組學]等。這些都是第六版《辭海》增添的反映科學前沿和發展趨向的詞目,反映了生物學條目的重大變化和新的面貌。

詞目的收錄總是落后于科學發展的步伐。在《辭海》2009年版出版之日,正是2019年版修訂起步之時。我感到,生物學已經有大量需要增添的詞目,比如,[生物學]和[生命科學]。現在全國高校沒有一家設立生物學系,都改成生命科學學院或生物工程(技術)學院。生物學和生命科學的區別及定義需要詮釋說明。又比如,以前是生物化學、生物物理、生物數學等學科,現在則出現了化學生物學、物理生物學、數學生物學,需要詮釋這些學科的內涵與界定。舉個例子,BioNano生物納米是研究生命系統中處于納米量級的物質及其運動規律。而NanoBio納米生物學則是以納米技術為背景的生物學研究,探討納米技術能為生命科學研究提供哪些新思維和新技術。這說明,納米生物學、生物納米不是文字游戲而是各有實質內涵的科學名詞,需要我們作出詮釋和介紹。

干細胞研究是當代的一個熱點。2006年日本科學家山中伸弘把4個基因轉入小鼠皮膚細胞,使細胞“返老還童”,使即將衰老死亡的細胞重獲新生,具有分化發育成其他類型細胞的能力。2007年,以同樣的方法使36歲整容婦女的皮膚細胞和69歲男性的結締組織細胞也“返老還童”。2009年我國科學家把轉入了“重編程因子”基因的小鼠皮膚細胞經過處理后移植到小鼠的子宮里,結果正常發育生下了小鼠。這說明皮膚細胞還原成為胚胎細胞。 這有非常誘人的醫學應用前景。比如,可將皮膚細胞改變成多種臟器,為病人提供來源于自身皮膚細胞的器官,可以不產生免疫排異反應。