“全国五一巾帼标兵岗”！她们这样深耕实验教学！

3月24日，全国五一巾帼奖表彰大会在北京召开。会上，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）被授予“全国五一巾帼标兵岗”称号。

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，今天就让我们一起走近这个团队。

深耕实验教学

“实验室的大门为同学们敞开”

“转动这个旋钮，一边是白光光路，另一边是荧光光路。”

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郭滨指导同学使用荧光显微镜

2021级生命科学学院（下文简称：“生科院”）生物技术专业本科生詹思量正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。空气中，洋葱的辛辣味，时不时飘散出来。

“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，旨在训练学生基本的实验技术操作，为之后高阶课程打下实验技能的基础。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了，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。

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“生理学实验课”主讲教师曹洋带领同学们做动物手术

像他这样周六来看实验结果的学生不在少数，生物学实验周期长、开放性强，许多实验结果并不能在课堂上立刻看到，而需要反复观察和记录。因此，只要是为了实验课程，不论是晚上还是周末节假日，教学中心实验室的大门都会为同学们敞开。

生命科学是一门实验性的学科，作为连接理论学习和科学研究之间的必要桥梁，实验教学是人才培养中不可或缺的环节。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。

面向全校学生，以实验课程为载体，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，课程每年都会在保留基本技能培训基础上，根据学界新突破、新技术、新发现调整课程设计，以便学生能够紧跟前沿。

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同学们在“微生物学实验课”上测定水样总大肠菌群

20门专业实验课程，每年60余个平行班级，250余项生物学实验教学项目，2500余名学生，80000人学时数，团队形成了“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。并在长期发展和持续建设下，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。

深化教学改革

“最重要的是学生的获得感”

当詹思量在操作显微镜时，楼上教室里“生物化学实验课”上，主讲教师杨鲜梅正在给同学们介绍这学期新添置的仪器分光光度计的使用原理，这学期课程的更新，也将围绕这个仪器展开。

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杨鲜梅在讲授分光光度计使用原理

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。将原有细菌质粒提取教学内容改为基因组DNA提取，仪器进一步还可测定其熔解曲线。由此，不但避免了课程间教学内容的重合，还能够让学生尽可能地实践更多专业理论知识。

实验课教学改革是复杂的，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。例如，生物实验的一个特殊性是实验对象多为活体材料，需提前采买、饲养，烟草、细胞等还需在无菌环境饲养，要维持材料品系，需要整学期，甚至整年时间。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。

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吴燕华在“基因工程实验课”上指导学生进行蛋白质电泳

她主讲的课程就曾经历过内容体系的大重组，以满足高年级学生进阶发展的需求。“教学最重要的不是老师教了什么，而是学生收获了什么。”

在吴燕华看来，实验课有理论课替代不了的教育作用，“实验课能让学生认识到，科学研究不是一帆风顺，要学会如何凝练科学问题，如何解决问题，这也能让大家从中真正构建自己的知识体系、价值观、人生观。”

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，开展“线上线下混合式教学”、“虚拟仿真实验项目建设”、“新形态实验教材开发”等教学改革，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。

此外，中心教师以主编身份出版《遗传学》、《细胞生物学》、《微生物学实验教程》等实验及理论教材31部，为全国百余所院校所使用。其中《遗传学》(第1-4版)曾荣获国家级优秀教材奖、国家级规划教材等奖励。

科技赋能补充实体课堂

“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”，课程始于1953年，谈家桢等著名生物学家都曾策划、指导或参与过这一课程。

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学生在天目山野外实习中开展课题研究

通过涵盖动物学、植物学、微生物学、生态学的综合型野外实习，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，对于更高难度的综合实验课程，尤其是实验材料要求高、实验周期长的实验项目，利用虚拟仿真技术进行开发，通过虚实结合实现自主学习、移动学习和沉浸学习。

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祖嘉云上博物馆

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，在吴燕华看来，“虚拟仿真的核心就是以虚补实。”

建设成果首先应用到了“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。

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生物多样性虚拟仿真实验网站首页

除此之外，虚拟仿真实验项目还包含了天目山植物、鸟类与大型真菌多样性学习、植物标本制作、环境微生物群落结构分析、遗传漂变模拟等一系列在线数据库和虚拟仿真实验。

项目2018年先后获得“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。

指导学生科创

“天马行空的idea也可以落地”

果蝇的饲养与观察，是复旦“遗传学实验课”上最经典的内容之一。实验需要学生培养上百只果蝇，通过显微镜，观察记录果蝇雌雄、复眼、翅型等三种性状。果蝇的体型极小，约为苍蝇的1/4，这种工作不仅繁琐、费眼，还有性状判断误差。

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。

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皮妍指导学生进行遗传学实验

App设计者是2019级生命科学专业的安钧浩，一次“遗传学实验课”自选实验中的突发奇想：“是否可以用人工智能中的图像识别来分析人类遗传中的耳垂性状”，让他在后来的课上想到“是不是也可以做果蝇性状的图像识别”。皮妍鼓励他大胆尝试并号召同学们参与到数据集标注过程中。

就这样，通过大三一学期，安钧浩不仅设计好模型，而且通过深度学习训练，将模型辨别准确率从人工操作的70%提高到98%。还通过自学APP程序编写，将模型应用于手机程序，申请了专利和软件著作权，开放给同学们使用，并在皮妍的指导下，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。

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论文首发页面

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，旨在推动本科生学术创新的成果孵化，实现从实验课堂教学到科学研究指导的无缝衔接。2017年还增设“生命科学创新实践”课程。这些也有力地支撑了生科院谈家桢班优秀本科生、拔尖人才以及强基计划本科生的培养及发展。

“从提问、实验设计到结果分析、成果展示，我们希望全方位培养本科生科创能力。通过这样的科研初体验，让学生找到自己喜欢的方向继续研究，最终希望他们能成为顶尖科学家”，教学中心主任、生科院本科教学院长孙璘说。

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孙璘谈本科生人才培养

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。

发挥巾帼力量

“教师是太阳底下最光辉的职业”

以人才培养为已任，教学中心几代人不断传承，上下求索，教学创新和人才培养成绩斐然。

教师是太阳底下最光辉的职业，在这个女性教师占比69%的团队中，还有很多兼职为教学中心的人才培养贡献力量的学术骨干。获得全国劳动模范称号的遗传系主任李瑶，用八年时间开展国产基因芯片自主研发，填补国内技术空白。获上海市三八红旗手称号的生科院教授吕红，带领团队科技帮扶云南永平，研发水果发酵饮品C9......教学中心的女教师们在平凡岗位上取得着诸多荣誉。

“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”，孙璘说。