生物学科学研究方法
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生物学科学研究方法范文第1篇
备课，指教师在课堂教学之前进行的设计准备工作，即教师根据课程标准的要求和本门课程的特点，结合学生的具体情况，对教材内容作教学法上的加工和处理，选择合适的教学方式方法，规划教学活动。一般地，备课有狭义的备课与广义的备课之分。狭义的备课：是指针对当次课程的备课，即在一节课开始之前，收集、考察与课程相关的资料，并且预备适当教具。广义的备课，是指教师的自我武装、自我成长和持续发展。
教师在备课时，必须明确自己的角色定位，按照新课程的要求，帮助学生制定适当的学习目标，并确认达到目标的最佳途径；指导学生形成良好的学习习惯；创设丰富的教学情境，建立宽容的课堂气氛；激发学生的学习动机，培养学生的学习兴趣；作为学习参与者，与学生分享自己的感情和想法。教师这些备课目标的实现需要教师花大量的时间和精力在备课这个环节上。我认为，使这些目标实现的一个有效做法就是在备课环节中引入学生的活动，即让学生参与到备课环节中来。
将学生引入备课环节的具体做法及好处：
一、教材中的材料由学生来引入，解释和补充
例如在《从生物圈到细胞》一节的教学中，关于病毒的结构、生活习性、繁殖和与人类关系等情况，我指导班里的学习小组提前查阅相关资料，分析整理成小文章，再在课堂上请他们给同学介绍。这样做让他们从刚刚一接触生物这门学科，就逐步学会收集资料，分析整理信息，并养成小组内部分工合作，交流统筹的好习惯。再如在讲完了《酶的特性》后，要介绍酶与生活的关系，我也采用相同的方式。这可以使学生的知识面得到扩充，而且，在课堂展示成果的同时，锻炼了语言表达能力，建立了自信心。
二、实验的准备由学生来参与完成
例如在《使用高倍镜观察几种细胞》这个实验中，因为是学期初，要对很多显微镜进行安装和调试，我邀请了班里的学习小组成员和我共同完成，学生同时也就把显微镜的结构弄清楚了。做《生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质》这个实验时，我把生物材料拿到年级组，利用课间，让感兴趣的同学和我一起来准备，学生对这些很常见的生物材料充满热情，都跃跃欲试。再如观察根尖分生组织细胞有丝分裂中洋葱根尖的培养，观察植物向光性实验的整个过程我都是把实验引入到教室，由小组成员承担完成。渗透到学生的学习生活中，让他们养成处处留心，时时留心的好习惯。事实上，必修三本教程中涉及的各个学生实验和演示实验，绝大部分都是在学生的共同参与下完成准备的。这一做法充分调动了学生的学习热情，学生都喜欢参与到生物实验的准备中来，也喜欢生物这门学科。
三、了解学生的实际，改变教学方法
在细胞中的糖类和脂质一节的教学中，我认为这一节的教材内容较细且多，学生在这一节的学习中主要的困难不是理解而是记忆。怎么样在教学中突破这个学生学习的难点呢？我和我所带3个班级的部分学生分别进行了交流，最终达成共识：采取教师设计学案，学生自学的方法。大致过程是教师将本节的主要内容设计成表格，提前一天发给学生，让学生自己认真钻研教材，完成表格相关内容，第二天上课的时候，让学生参考自己填写的内容，谈谈对细胞中糖类和脂质的认识。
这一节课达到了非常好的效果。1.课堂非常踊跃，几乎80%的学生参与了课堂内容的发言。2.关于教材中对糖类和脂质的介绍能很好的进行总结，个别同学说的不准确的地方，其他同学能及时修正。3.下课时大部分同学能对本节内容进行记忆：学生自己阅读的过程是第一遍记忆，同学讨论，教师补充的过程是强化记忆，在习题训练时又可以达到巩固的作用，这节课保证让学生“吃饱”、“吃好”又“易消化”，我认为很成功。这种教师指导下学生自学的方法在必修二、三的部分章节中曾几次用到，如在必修二《人类遗传病》一节的教学中，我大胆尝试请学生编写教案，制作课件，承担讲课任务。所有这些尝试的前提都是教师能准确把握学生的学习能力，这和老师与学生的充分交流，对学生状态的充分了解分不开。
四、学生参与教学模具的制作
学生参与了真核细胞三维结构模型、有丝分裂和减数分离染色体变化模型等的建立，《植物生长素的发现》一节补充教学模具――说明生长素的实际作用部位在胚芽鞘尖端以下――是由学生制作完成，并由学生讲解。学生通过参与教学过程中教学模具的制作而投入到教师的备课环节，学生非常乐于参与，也非常喜欢上生物课，而且对该知识点可以说记忆终生。
五、学生参与课件的制作过程
课件的制作也属于备课范畴。课件制作好了以后，可以请一部分同学做一个预览，对课件的出现顺序，动画设计、字体内容编排等，学生都能仁者见仁，智者见智。这也是教师备课的自我完善和发展的过程。
学生参与备课环节的不足之处是：
1.部分学习小组工作效率比较低，导致个别分配的任务不能按时完成；这需要教师在教学中给那些学习能力较弱、激情不高、动力不足的学生经常性的鼓劲加油，或者鞭策引导。2.学生的认知水平和知识积累决定了教师要对学生参与备课环节做大量的准备引导工作，并用对学生提出的意见和建议进行筛选，工作量大。
以上这些都是我在实际教学过程中的一些体会。如何完善教师的教学思想，如何实施有效备课，改进备课方式方法，建构符合高中生物学新课程理念的有效备课理念，实施有效备课行动等等，这些问题还要在今后的工作学习中继续探索。
参考文献：
[1]黄希庭：《普通心理学》，甘肃人民出版社1982年版。
生物学科学研究方法范文第2篇
在我国，还没有出现与初中生物教学完全适应的科学方法体系，就必然会使教师在教学过程中没有借鉴的依据，周而复始，教师就会很少或基本放弃对学生进行科学方法的训练。对于初中生物的教学来说，授课过程中举例是必不可少的。例如，在学显微镜的如何使用时，教师先要举例介绍显微镜的发展历史，然后再用不同的显微镜观察放大的红细胞的形态，借此来引出结构与其放大的原理，使学生的学习过程变得生动有趣，充分体现科学方法教育在课堂中的实践。
一、科学方法教育对初中生物的作用分析
在生物教育研究中，科学方法教育自始至终都是着重研究的课题，不管是从提高民族的整体素质角度还是当前的课程改革的时间来讲，做好生物科学方法的教育教学工作，都具有深刻的时代意义。
在教育不断改革的今天，非常有必要对中学生进行科学方法教育，让学生自己动手实验，这样可以使学生以最好的学习方式，主动接受最新的授课知识。例如，在探究非生物因素对某种动物的影响时，教师引导学生总结生物生存所需要的因素、作出假设、设计实验、进行实验，然后在小组内交流讨论。这样，不仅可以让学生知道实验不是只有大科学家才能做，学生也可以做，而且在实验过程中，可以让学生获得学习的乐趣。
在整个生物教学中，教师和学生是一个不可分割的整体。对于学生来说，在观察生物现象、形成生物认识、认识生物规律以及分析解决科学问题的过程中，所涉及的认知结构以及有关知识内容和科学方法基础的准备程度等都与科学方法教育有着极大的联系。
对于教师来说，科学的方法教育表现为教师教学设计时，能够对学生学习的内容了解，针对每个单元列出详细的科学方法目标，并且能在最好的时机将科学方法教育带到初中生物的教学之中。比如在学习植物的绿叶光照下可以制造有机物的过程中，教师必须根据教材先找出可以进行此实验的素材，如天竺葵，而其他植物如白薯叶也可以进行这个实验，而如果教师考虑使用菠菜叶的就不可以，原因是菠菜叶不可以积累淀粉，所以不能使用。所有的授课，都需要教师的精心准备才可以。
二、科学方法教育在生物教学实践的研究
苏教版教材体现了以学生为主的教学理念，用科学方法教育把学生带到学习中，做学习的主人，培养和发展学生的主体性，这是苏教版教材的教学根本任务。对此，在生物授课过程中，可以借鉴其优点，发展学生的学习主体性。以学生为中心的理念要在课程中充分体现，根据学生的思想与认知程度，在课堂中设计问答、思考与讨论等多种形式的活动，使学生全身心投入课堂，真正做学习的主人。
在新的一轮课程改革中，我国已将教学目标从过去的一维发展到三维。苏教版教材将科学方法教育带到了教学实践当中，取得了良好的效果。据此，将科学方法教育带到生物的教学实践中，会进一步提高学生的科学素养，提高教师的课堂教学效率，为学生终身发展、应对现代社会未来的发展的挑战奠定基础。
例如，对于“种子的萌发条件”这节课，重点在于让学生了解种子萌发条件及其内部变化。这就需要教师进行引导进行探究实验，得出结论。让学生在实验中观察现象。根据科学方法教育的理论，教师在设计思想的时候可以采取实验与讨论的教学方法，让学生在课前充分预习，并且能够在课前实验，得出种子萌发所需的内部条件。在课堂上，教师可以让学生做课堂的主人，讨论观察的结果，引导学生的思考，并得出结论。随后，教师可以让学生讲述自己所学种子萌发这一课的方法、过程、结论，使科学方法教育在初中生物课堂上完全实践起来。
对于初中生物的教学来说，将科学方法教育运用到其教学的实践中的要点就是将两者做到有效的结合。根据初中生物授课内容的特点与初中生的思维特点来设计教学方案的主要目标是科学方法教育在生物教学中的发展主线。在实践中沿着主线走，在授课中，跟着科学方法教育走，是科学方法教育真正融入初中生物教学的重要保证。
生物学科学研究方法范文第3篇
关键词： 细胞生物学 考试方法 改革策略
细胞生物学作为生物学相关专业的基础课程，其考核环节一直为我国高校相关专业所重视。传统细胞生物学课程的考试环节主要以闭卷检测作为考核方式，以考试分数作为标准对学生的学习能力及学习成绩进行评定。这种考核方法难以有效地反映学生的综合素质，因此对细胞生物学课程考试方法进行改革具有一定的必要性。
一、细胞生物学课程考试改革的原则与思路
（一）考试方法改革原则
由于细胞生物学课程专业性及理论性较强，对该课程考试的改革应以培养学生的自主创新能力及动手实践能力作为切入点，根据学生的实际专业需求及个人能力的差异性对学生能力进行评价[1]。对专业成绩的评述不应单纯地以闭卷理论试卷成绩为最终成绩，应当综合评价学生日常课堂表现、实验课表现及课堂讨论等环节表现出的能力，并对成绩比例进行合理分配，具体考试方案由各专业教研部门自行确定。通过引入综述论文、课堂发言、实验课表现等环节的成绩评定，可以有效提高学生的学习兴趣。
（二）考试方法改革思路
对细胞生物学课程考试方法的改革，主要将考试成绩合理地划分为“闭卷理论考试（60%）+论文综述（10%）+实验课表现（20%）+日常课堂表现（10%）”四个部分。
1.对学生日常课堂表现进行评价
学生的学习活动以课堂学习为主，因此对学生日常课堂表现进行客观评价可以有效地反映学生细胞生物学课程的知识水平及能力基础。因此，将细胞生物学课程考试成绩中的10%作为日常课堂表现的分值，主要对学生课堂参与程度、讨论问题积极性、师生互动与沟通、课堂出勤率等方面进行考察，从而有效地提高细胞生物学课程教学质量。
2.对学生实验课表现进行考核
细胞生物学课程主要由理论课及实践课构成，实践课教学可以有效地对理论进行验证，是学生深化理论、接触生物学领域的重要途径。传统细胞生物学课程的考试主要侧重期末闭卷考试的考试成绩，对实验课考核重视程度不足，导致绝大多数生物教师在教学过程中缺乏相应的重视。将细胞生物学课程考试成绩中的20%作为实验课表现的分值，可以有效地提升学生实验操作的积极性。
3.设计论文综述环节进行考评
为了提升细胞生物学课程的考评的合理性，可以设计相应的论文综述环节，对学生整体知识结构的掌握能力进行考核。论文综述环节可以在考试周前一周至两周进行，由教师提前布置相应的论文论述主题，给予学生充足的时间撰写论文、制作幻灯片，在考核过程中由学生自主上台进行论文汇报，再由其他学生进行自主提问。在评分过程中，可以将细胞生物学课程考试成绩中的10%作为论文综述环节的分值。
二、细胞生物学课程考试改革应注意的问题
（一）加强相关教师的素质培训
随着新课程改革的深化，虽然学生成为课堂教学活动的主体，但教师仍然处于主导者地位，教师的职业素质及教学观念直接影响细胞生物学课程考试方法改革的贯彻效果。因此，为了保证细胞生物学课程考试改革的有效性，我国高校相关专业应当开展周期性培训，培养生物教师相应的职业素养，相关专业教研室应根据教学活动的推进对教师进行跟踪性的培训，积极开展教学前期培训、教学中期检测及教学末期总结，保证生物教师可以明确细胞生物学考试方法改革的必要性，并从考试改革入手提高课堂教学质量。
（二）贯彻落实相应的考核操作
在明确了细胞生物学课程考试方法改革的原则与思路之后，应当将相应的方案与思路落实到实践中，用实践检验理想化的方案，提高细胞生物学课程考试方法改革的合理性[2]。在实际考核操作过程中，教师应当制定相应的规章制度明确相应的考核流程，并对学生课堂表现、课堂出勤情况等评价因素进行了解。在实际考核过程中，可以打破传统单一性由教师评价学生的教学模式，引入相应的学生互评、学生自评评价机制，尊重学生实际能力的差异性，对学生成绩进行合理的评估。
（三）在考核过程中加强教师的协作
由于细胞生物学课程考核具有较强的专业性及理论性，且考试改革涵盖面与考察面较为广泛，学生成绩考核工作难以由一个教师单独完成，因此应当以过程性目光看待细胞生物学课程考核工作，加强各环节教师的协作与沟通。在学生成绩评价过程中，由不同的教师负责学生日常表现统计、学生论文综述情况、学生试卷批阅等环节。在过程性评价中教师之间进行合理化分工，可以有效提升学生成绩考核的合理性。
（四）引导学生注重日常学习过程
细胞生物学课程考核不仅具有检测教学成果的功能，还具备评价功及引导功能[3]。传统侧重期末考试成绩的考核模式对教学成果的评价较单一，很容易导致学生陷入学习时仅注重考点的学习误区。对细胞生物学课程考试方法的改革对学生日常表现、实验课表现等方面进行综合考核，因此教师应当注重引导学生的日常学习课程，尽可能地消除功利性的学习目的。
总而言之，细胞生物学不仅是一门集理论性、创造性为一体的学科，而且是临床医学及生物学的学科基础。在教学考核过程中，相关教师应当明确考试的评价功能及引导功能，树立素质教育理念，利用多种形式的综合性考核内容对学生学习情况进行考评。
参考文献：
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生物学科学研究方法范文第4篇
关键词 ：DNA生物传感器；切刻内切酶；量子点；电致化学发光；信号放大
1 引 言
近年来，随着生命科学的不断发展，低浓度特定DNA序列的超灵敏检测在临床诊断、基因突变检测等生物学研究中显示出越来越重要的作用和意义[1～4]。与荧光法[5]、石英晶体微天平法[6]、比色法[7]等众多的DNA检测方法相比，电化学发光法因其方法简单、响应速度快、灵敏度高和选择性好而得到了广泛应用[8～10]。
目标放大和信号放大是提高DNA检测灵敏度的两种常用方法。传统的目标放大方法如聚合酶链式反应（PCR）[11]、依赖核酸序列的扩增技术（NASBA）[12]等因高的放大效率、灵敏的检测效果而被广泛应用[13]。然而这些方法一般都需要特殊的设备或昂贵的检测仪器，存在耗时、易污染、成本高、操作不便等缺点[14]。相比之下，通过目标物提高检测灵敏度的信号放大技术，快速、简便，已成为超灵敏检测DNA的研究热点之一[15～18]。切刻内切酶信号放大是近年来逐渐采用的低浓度核酸的检测方法[19]。探针DNA与目标DNA结合成双链时，形成切刻内切酶的识别位点，内切酶对探针DNA进行剪切，使得目标DNA被释放出来，并进行循环利用，实现检测信号的放大[20～24]。
电化学发光法不仅具有化学发光分析的灵敏度高、线性范围宽和仪器简单等优点，而且电化学分析控制性强，选择性好[25]。量子点作为一种新兴的纳米材料，因其独特的光学性质，如高稳定性、不易分解、荧光寿命长等[26]，已被作为生物传感器的标记物和信号探针[27]。近年来，利用量子点高效及稳定的电化学发光性能研制的电化学发光生物传感器备受关注[28～31]。然而，将量子点优异的电化学发光性能与切刻内切酶的特异性相结合，进行目标物测定的研究至今未见报道。
本研究基于切刻内切酶的信号放大和量子点高效的电化学发光性能，建立了超灵敏检测DNA的方法。通过自组装方式将捕获DNA（cDNA）固定在电极表面，靶DAN分子（tDNA）与其特异性杂交形成双链，利用切刻内切酶对形成的双链中的cDNA进行识别和切割，释放出tDNA序列，参与下一轮的杂交和酶切。本传感器制作简单，灵敏度高，选择性好，具有良好的应用前景。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
MPIE 型电致化学发光分析系统（西安瑞迈分析仪器有限公司），采用三电极系统：工作电极为金电极（直径2 mm），参比电极为Ag/AgCl（饱和KCl）电极，对电极为铂丝电极。PGSTAT128N Autolab 电化学工作站（瑞士万通有限公司）；UV2400PC紫外可见分光光度计（日本岛津公司）；F7000 荧光仪（日本日立公司）。
氯化镉（CdCl2・2.5H2O）、碲粉（Te）、硼氢化钠（NaBH4）、巯基乙酸（TGA）、巯基乙醇（MCH）、N羟基琥珀酰亚胺（NHS）、1乙基33二甲基氨丙基碳化二亚胺（EDC）购于上海Aladdin公司；切刻内切酶Nt.BstNBI（New England Biolabs有限公司）；其它试剂均为分析纯，实验用水为二次蒸馏水。DNA序列均购自于上海生工生物工程技术服务有限公司，使用时用TE缓冲液（10 mmol/L TrisHCl， 1 mmol/L EDTA， 100 mmol/L NaCl， pH 8.0）进行配制和稀释，碱基序列如表1所示。
2.2 水溶性量子点的制备
CdTe水溶性量子点合成方式参考文献[32]的方法并稍做改进。将250 mL 0.0025 mol/L CdCl2溶液倒入三口烧瓶中，磁力搅拌，通氮气除氧15 min，接着加入100 μL TGA，并用NaOH调节至pH≈10，继续通氮气10 min，封口。
量取3 mL二次蒸馏水倒入另一个50 mL 三口烧瓶中，同样通氮气除氧。称取0.36 g NaBH4和0.144 g Te粉加入水中，在65℃水浴和磁力搅拌下反应，直到黑色Te粉完全消失，得到紫色透明的NaHTe溶液。将得到的溶液倒入上述含有CdCl2溶液的三口烧瓶中，95℃水浴中搅拌回流2 h，得颜色透明的CdTe水溶性量子点。
2.3 电化学发光DNA生物传感器的制备
将金电极用0.05 μm Al2O3抛光至镜面，分别置于50% （V/V） HNO3、无水乙醇、水中超声清洗后，浸入含有1 μmol/L cDNA溶液中过夜，cDNA通过SAu键自组装在电极表面。将修饰电极浸入到巯基乙醇溶液中，避光孵育1 h，封闭其非特异性结合位点，分别用0.1 mol/L PBS缓冲液和0.5 mol/L NaCl溶液清洗，制得电化学发光DNA生物传感器。
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生物学科学研究方法范文第5篇
我是复旦大学的一名退休教师。在20世纪80年代,我的老师谈家桢先生推荐我参加《辞海》的工作,从此我与《辞海》结下了不解之缘,参加了第四版(1989年版)、第五版(1999年版)和第六版(2009年版)的工作并担任了生物学科的主编。
第六版《辞海》的生物学部分共有5107条词目,在删除冷僻、很少使用的词目和增加反映学科发展前沿的词目外,对80%的条目内容进行了更新、修改和充实,比较全面地收录了生物学科领域中的基本概念、学科发展历程、著名人物等基本面貌。这是我们生物学科几十位同仁不辞辛劳、通力合作的成果。特别要提到的是上海水产大学的伍汉霖先生和中科院古脊椎动物所的叶祥奎先生两位耄耋长者,在国外探亲或身患重病期间仍不忘为《辞海》收词、审订和校阅。
我是《辞海》的作者,又是《辞海》的读者,我的体会是《辞海》是适合于所有知识阶层阅读的综合性工具书。有一种误解认为专家只是《辞海》的作者而不是读者。其实不然。我举个例子。美国《科学》杂志编辑部在组织讨论生命本质时曾提出一个问题:一只活猫和一只死猫有什么区别?生物学家可以从心脏搏动、血液循环、呼吸停止和神经反应等层面上指出两者的差别。可是,物理学家说:活的猫是无序趋于有序,是负熵增加;死的猫则是有序趋于无序,是熵增加。熵是什么概念?恐怕不是每一位生物学专家都很清楚的。这时,就需要《辞海》了。
《辞海》给人另一个误解,是收录的词目偏重于历史。这是误解,同时也是广大读者对《辞海》能更好、更多地反映当代科学发展的期待和需求。
生命科学是当展最为迅猛的自然科学。人们对生命本质的认识日益深入,并且在这个基础上不断发明新的技术来为提高人类生活水平和增进身体健康而服务。其中最突出的是近年来出现的“组学”研究,就是说,从研究一个基因、一种蛋白质或一个生物大分子的结构和功能,逐步深入研究一个细胞里的所有基因、所有蛋白质和所有生物大分子的结构和功能,以及这些分子之间的相互作用。从研究单个分子到研究一组分子,从研究单个分子间的相互作用到一组分子间的网络式的调控,由此开辟了生命科学研究的新天地,大大地推进了对癌症、衰老和许多种复杂疾病的病因研究和提出新的医疗措施。这种“组学”包括[基因组学]、[蛋白质组学]、[转录物组学]、[代谢物组学]、[糖组学]等。这些都是第六版《辞海》增添的反映科学前沿和发展趋向的词目,反映了生物学条目的重大变化和新的面貌。
词目的收录总是落后于科学发展的步伐。在《辞海》2009年版出版之日,正是2019年版修订起步之时。我感到,生物学已经有大量需要增添的词目,比如,[生物学]和[生命科学]。现在全国高校没有一家设立生物学系,都改成生命科学学院或生物工程(技术)学院。生物学和生命科学的区别及定义需要诠释说明。又比如,以前是生物化学、生物物理、生物数学等学科,现在则出现了化学生物学、物理生物学、数学生物学,需要诠释这些学科的内涵与界定。举个例子,BioNano生物纳米是研究生命系统中处于纳米量级的物质及其运动规律。而NanoBio纳米生物学则是以纳米技术为背景的生物学研究,探讨纳米技术能为生命科学研究提供哪些新思维和新技术。这说明,纳米生物学、生物纳米不是文字游戏而是各有实质内涵的科学名词,需要我们作出诠释和介绍。
干细胞研究是当代的一个热点。2006年日本科学家山中伸弘把4个基因转入小鼠皮肤细胞,使细胞“返老还童”,使即将衰老死亡的细胞重获新生,具有分化发育成其他类型细胞的能力。2007年,以同样的方法使36岁整容妇女的皮肤细胞和69岁男性的结缔组织细胞也“返老还童”。2009年我国科学家把转入了“重编程因子”基因的小鼠皮肤细胞经过处理后移植到小鼠的子宫里,结果正常发育生下了小鼠。这说明皮肤细胞还原成为胚胎细胞。 这有非常诱人的医学应用前景。比如,可将皮肤细胞改变成多种脏器,为病人提供来源于自身皮肤细胞的器官,可以不产生免疫排异反应。
