《生物检测技术与仪器概论》课程教学大纲.docx
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《生物检测技术与仪器概论》课程教学大纲
《生物检测技术与仪器概论》课程教学大纲
一、课程简介
课程中文名
生物检测技术与仪器概论
课程英文名
IntroductionofBiologicalTestingTechniquesandInstrument
课程代码
131Z08R
课程学分
2
总学时数
51（17+34）
课程类别
□通识课程
□学科基础课☑专业课
□实验实践课□其他
课程性质
□必修
☑选修
□其他
课程形态
□线上
☑线下
□线上线下混合
□其他
考核方式
□闭卷□开卷□一页开卷□面试□口试□答辩
☑论文□报告□大型作业□课程作品□其他
开课学院
海洋学院
开课基层教学组织
生物技术系
面向专业
生物技术
开课学期
4.1学期
课程负责人
审核人
先修课程
生物化学、分子生物学、无机化学，有机化学，分析化学
后续课程
无
课程网址
课程简介
本课程着重介绍生物检测技术的基础理论、技术方法、仪器分析方法及其在相关领域的应用，并介绍一些新近发展的重要技术及应用，充分反应生物检测技术的发展趋势。
主要内容包括生物检测常用技术及在相关领域的应用（微生物分类、食品安全、生物安全、医学等）、掌握仪器分析方法的基本原理、仪器的基本构造，熟知分析方法，并能综合运用于对实际问题的分析。
二、课程目标
《生物检测技术与仪器概论》是生物技术及其相关专业的一门专业选修课程，也是一门重要的理论加实践应用课程，在专业课程体系中起承前启后的作用。
课程主要以生物检测技术为基础，结合相关检测仪器的基本构造，使学生深刻理解生物检测领域常用检测技术及相应仪器的工作原理及应用，具备对实际生物样品进行设计、分析、检测等基本能力；在了解生物检测新技术与发展趋势的同时，结合国家建设和时代发展对生物检测检测要求不断创新的时代背景，增强学生家国情怀与文化自信，激发学生使命感和责任心。
通过理论教学和实践活动，达到以下课程目标：
表1课程目标
序号
具体课程目标
课程目标1
具备基本的科学素养，及时了解生物检测及相关仪器的国内外新技术和发展趋势，掌握国家相关方面的科技战略需求，增强其爱国主义使命感与责任心。
课程目标2
掌握生物检测技术相关理论、技术方法及其在微生物、食品、医学诊断等生命科学领域的应用和发展趋势。
课程目标3
掌握生物检测技术相关仪器分析方法的基本原理、仪器的基本构造，熟知分析方法，了解分析仪器的最新研究动态。
课程目标4
具备扎实的理论基础和实践技能，具有应用基本仪器解决相应问题的能力，为从事科研及相关工作打下坚实的基础。
课程目标5
具有一定的实践分析能力，同时培养学生具有较强的动手能力和科研能力，实现对实际生物样品的独自分析。
三、课程目标与毕业要求对应关系
表2课程目标与毕业要求对应关系
毕业要求
指标点
课程
目标
毕业要求4：
专业知识：
能够应用生物技术专业的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析生物学中复杂现象和问题的原因，并获得有效结论。
4.1能运用生物技术及相关科学原理，识别和判断生物学问题的关键环节；
2,3,4
毕业要求5：
掌握并灵活运用生物学相关技术：
针对生物学问题，能够利用科学原理和科学方法，设计实验、综合分析，并得到合理有效的结论。
5.2能够灵活运用上述技术，并应用于解决生物学相关问题。
4,5
毕业要求6：
使用现代工具：
能够针对生物技术相关领域复杂现实问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源和信息技术工具，并能够理解其局限性。
6.1了解生物技术专业常用的现代仪器、信息技术工具和模拟软件的使用原理和方法，并理解其局限性。
1,2,5
四、课程目标与教学内容和方法的对应关系
表3课程目标与教学内容、教学方法的对应关系
教学内容
详细内容与要求
教学方法
课程目标
1.生物检测技术及仪器的应用发展
（1）教学内容：
●生物检测技术的基础理论；
●生物检测技术的技术方法概括；
●生物检测技术仪器分析方法的应用及发展趋势。
（2）教学重点：
生物检测技术的基本理论及应用。
（3）教学难点：
无。
（4）教学要求：
结合理论介绍及时间轴分析，掌握生物检测技术/仪器的基础理论、应用领域及发展趋势。
思政融合点1：
增强学生对生物检测技术领域的认识，培养学生对掌握历史、探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感，结合当前形势与国家对生物技术的需求发展，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。
课堂讲授、课堂讨论、案例分析设计、课后自学、文献查阅
1,2
2.病原学及免疫学检测技术
（1）教学内容：
●病原检测技术应用与发展；
●常见病原的检测特点和相关仪器分析技术；
●检测抗原、抗体制备技术；
●免疫检测技术及相关仪器应用。
（2）教学重点：
病原微生物检测技术及相关仪器应用；免疫检测技术/仪器理论及原理。
（3）教学难点：
病原体染色技术。
（4）教学要求：
结合实际案例分析，掌握实际生物样品中病原/免疫检测的应用。
课堂讲授、课堂讨论、案例分析设计、课后自学、文献查阅
2,3,5
3.生物化学和分子生物学检测技术
（1）教学内容：
●生物大分子代谢试验；
●酶类及抑菌试验；
●PCR技术；
●核酸分子杂交技术。
（2）教学重点：
碳水化合物、氨基酸及蛋白质代谢试验；PCR技术及相关仪器应用。
（3）教学难点：
碳水化合物、氨基酸及蛋白质代谢试验。
（4）教学要求：
基于生物化合物结构性质分析，结合实验操作及案例分析，掌握生物化学及分子生物学检测技术及相关仪器使用。
思政融合点2：
通过生物分子技术以及病原微生物和免疫学技术学习，结合“新冠”等疫情发展，突出我国在该领域的取得的发展及成就，激发学生的爱国主义热情、民族自豪感及使命感。
课堂讲授、课堂讨论、案例分析设计、课后自学、文献查阅
1,2,5
4.光学检测技术
（1）教学内容：
●光学检测技术的基本原理；
●光学检测仪器的基本结构及主要性能指标，操作方法、注意事项及维护保养
（2）教学重点：
仪器的基本原理、基本结构及主要性能指标。
（3）教学难点：
操作方法、注意事项；
（4）教学要求：
了解仪器的基本工作原理，熟悉仪器的基本结构、主要性能指标，掌握仪器的操作技术和正确保养技术。
熟练地掌握本课程所学习的仪器操作技术，将对后续专业课程的技能学习起到事半功倍的作用。
思政融合点3：
增强学生对生物实验及仪器分析的认识，培养学生实事求是的科学精神，不弄虚作假。
引导学生自觉树立并实践实事求是、守规律的职业精神。
课堂讲授、课堂讨论、案例分析设计、课后自学、文献查阅
1,3,4,5
5.生物传感器
（1）教学内容：
●生物传感器技术概述；
●生物传感器技术发展历程，基本原理和特点，基本概念和类型及发展前景。
（2）教学重点：
了解化学传感器，电化学生物传感器、热生物传感器、半导体生物传感器、光纤生物传感器、纳米生物传感器及分子印迹生物传感器等基本原理。
（3）教学难点：
掌握生物传感器的生物分子敏感元件基础及其固定化方法，具备开展简单实验操作能力。
（4）教学要求：
能了解生物传感器技术发展历程，熟悉基本原理和特点；掌握掌握生物传感器的生物分子敏感元件基础及其固定化方法；具备相关技术开展简单实验操作能力。
课堂讲授、课堂讨论、案例分析设计、课后自学、文献查阅
3,4,5
6.生物芯片检测技术
（1）教学内容：
●基因芯片和蛋白质芯片检测技术的基本原理；
●芯片制备，检测流程以及生物芯片的应用前景。
（2）教学重点：
生物芯片的基本原理，生物芯片的制备，使用和阅读，各种生物芯片的种类以及生物芯片的应用前景。
（3）教学难点：
掌握生物芯片的制备，使用和阅读能力。
（4）教学要求：
能熟悉生物芯片的基本原理，分类及应用前景。
；掌握常规生物芯片的制备方法及检验技术；能够利用相关技术，开展实验工作。
课堂讲授、课堂讨论、案例分析设计、课后自学、文献查阅
3,4,5
7.气相色谱检测技术（GC）
（1）教学内容：
●气相色谱的发展史；
●气相色谱的基本原理；
●气相色谱技术在生物检测中的应用；
●气相色谱仪的基本构造及使用。
（2）教学重点：
气相色谱的基本原理及应用。
（3）教学难点：
气相色谱的基本原理。
（4）教学要求：
通过理论介绍、动画、模型等工具，掌握气相色谱基本原理及气相色谱仪的基本组成及应用；利用相关技术完成实际样品检测分析。
课堂讲授、课堂讨论、案例分析设计、课后自学、文献查阅
3,4,5
8.液相色谱检测技术（HPLC）
（1）教学内容：
●液相色谱的发展史；
●液相色谱的基本原理；
●液相色谱技术在生物检测中的应用；
●液相色谱仪的基本构造及使用。
（2）教学重点：
液相色谱的基本原理及应用，HPLC与GC的对比。
（3）教学难点：
液相色谱的基本原理及应用。
（4）教学要求：
通过理论介绍、动画、模型等工具，结合与气相色谱技术对比，掌握液相色谱基本原理及液相色谱仪的基本组成及应用；利用相关技术完成实际样品检测分析。
课堂讲授、课堂讨论、案例分析设计、课后自学、文献查阅
3,4,5
9.质谱分析
（1）教学内容：
●质谱分析原理及质谱仪介绍；
●质谱定性解析；
●质谱分析的应用；
●色谱-质谱联用技术。
（2）教学重点：
质谱分析原理及色质联用技术。
（3）教学难点：
质谱分析原理。
（4）教学要求：
结合GC、HPLC学习，通过案例分析等，掌握质谱分析样品方法；利用相关技术完成实际样品检测分析。
思政融合点4：
通过生物检测技术相关领域大型仪器原理及基本理论学习，突出我国在该领域的取得的发展及成就，同时明确在此方面的发展欠缺，激发学生的创新意识，加强学生的爱国主义热情与使命感。
课堂讲授、课堂讨论、案例分析设计、课后自学、文献查阅
1,3,4,5
五、实验环节及要求
详细说明每个实验环节主要内容和基本要求两方面。
实验要求及类型如表4所示：
表4项目要求及内型
序号
实验名称
基本要求
实验类别
实验类型
要求
每组人数
1
转基因大豆的PCR检测
掌握转基因大豆的实时荧光定量PCR检测方法及结果判定。
专业基础
综合性
必做
4-5
2
水产品中兽药残留检测技术—ELISA法
理解并掌握酶联免疫法的测定原理及特点，掌握ELISA法的操作要点及酶标仪使用。
专业基础
综合性
必做
4-5
3
食品中副溶血性弧菌检测
理解副溶血性弧菌的形态与染色特点，掌握副溶血性弧菌的检验方法。
专业基础
综合性
必做
4-5
4
气相色谱分析实验
掌握气相色谱技术基本原理，掌握气相色谱仪的基本操作及注意事项。
专业基础
综合性
必做
4-5
5
液相色谱分析实验
掌握气相色谱技术基本原理，掌握气相色谱仪的基本操作及注意事项。
专业基础
综合性
必做
4-5
合计
填表说明：
（1）“实验类别”项请填写：
①基础；②专业；③专业基础；
（2）“实验类型”项请填写：
①验证性；②综合性；③设计研究；④其他；
（3）“要求”项请填写：
①必做；②选做；
每个实验的教学内容、对课程目标的支撑关系、教学方法如表5所示：
表5课程目标与教学内容、教学方法的对应关系
序号
实验名称
教学内容
教学方法
课程目标
1
转基因大豆的PCR检测
掌握转基因大豆的荧光定量PCR检测方法、结果判定
实验指导、查阅文献、理论讲授、小组研讨
2,3,5
2
水产品中兽药残留检测技术—ELISA法
检测样品制备，试剂盒试剂配制及使用，酶标仪等检测仪器使用，结果计算和表述
实验指导、查阅文献、理论讲授、小组研讨
2,3,5
3
食品中副溶血性弧菌检测
副溶血性弧菌生物学特性及检验方法，副溶血弧菌测试片使用，定性/定量检测
实验指导、查阅文献、理论讲授、小组研讨
2,3,5
4
气相色谱分析实验
生物样品中待分析物的前处理技术，气相色谱仪的基本构造及操作，数据处理及结果
实验指导、查阅文献、理论讲授、小组研讨
2,3,4
5
液相色谱分析实验
生物样品中待分析物的前处理技术，液相色谱仪的基本构造及操作，数据处理及结果
实验指导、查阅文献、理论讲授、小组研讨
2,3,4
六、学时分配
各章节的学时分配如表6所示。
表6学时分配表
教学内容
讲课时数
实验时数
实践学时
课内上机时数
课外上机时数
自学时数
习题课
讨论时数
1.生物检测技术及仪器的应用发展
1
0
0
0
0
≥2
0
2.病原学及免疫学检测技术
2
6
0
0
0
≥4
1
3.生物化学和分子生物学检测技术
2
12
0
0
0
≥4
1
4.光学检测技术
2
0
0
0
0
≥4
0.5
5.生物传感器
2
0
0
0
0
≥4
0.5
6.生物芯片检测技术
2
0
0
0
0
≥4
0.5
7.气相色谱检测技术（GC）
2
8
0
0
0
≥4
0.5
8.液相色谱检测技术（HPLC）
2
8
0
0
0
≥4
0.5
9.质谱分析
2
0
0
0
0
≥4
0.5
合计
17
34
0
0
0
≥34
5
总计
课内51学时+课外自学34学时
七、课程学生成绩评定方法
1.课程考核与成绩评定方法
课程最终成绩使用百分制；
课程最终成绩构成比率：
平时占20%，实验占30%，期末占50%；
理论课程期末考核形式（小论文）：
平时成绩至少包含4项考核项目，总占比20%；实验成绩总占比30%，平时成绩考核项目包括：
课程思政实践（占25%）；课后作业（20%）；出勤（占25%）；课堂练习、课堂互动、课堂讨论（30%）。
表7课程考核与成绩评定方法
成绩构成
考核项目
考核关联的课程目标
考核依据与方法
占总评成绩的比重
平时成绩
课程思政实践
1
结合生物检测技术及相关仪器应用及发展，通过课堂讨论、课后作业及期末作业等形式，体现与课程内容相关的职业精神、创新意识、爱国情怀和使命责任感等思政思想
5%
出勤
有事请假、无旷课现象或有免修申请（对重修的学生）且经过审批同意得100分，对无免修申请、不请假、无故旷课者，每旷一次课扣20%的出勤成绩，多次旷课者扣完为止；至少考勤5次；占比不超过10%（包括实验课出勤）
5%
课堂练习
2,3,4,5
根据课堂练习提交情况及批阅成绩，计算平均得分；至少3次课堂练习；占比不超过20%
10%
课堂互动
2,3,4,5
通过课堂提问、抢答等环节，根据回答积极性、回答质量与回答次数计分；占比不超过20%（包括实验课课堂互动）
课堂讨论
2,3,4,5
通过生物检测技术方法的分组讨论环节，根据提交的研究报告或者演讲展示情况计分；占比不超过20%（包括实验课课堂讨论）
课后作业
2,3,4,5
布置不同生物检测技术原理、仪器构造、检测技术及仪器发展等新技术相关主题的文献阅读任务，提交阅读报告1篇，不少于3000字；根据批阅成绩计分；占比不超过5%
5%
实验成绩
实验报告
2,3,4,5
通过课程实验环节，自学，结合课堂或课后的讨论与交流，重点培养学生实际样品处理及仪器使用的能力，培养学生分析和解决问题的能力；根据批阅成绩计分；占比不超过30%
25
期末考试
小论文
1,2,3,4,5
论文写作规范：
有中英文论文题目、摘要、关键词；有完整的15篇以上的中英文参考文献；格式规范且完整，不符合规范要求，酌情扣分。
论文写作质量：
内容紧扣生物检测技术的主要内容，有自己的观点，论据充分，层次清晰，结构完整，对他人的观点标注了引用，不得出现抄袭现象；不符合要求者，酌情扣分。
50%
总评成绩
=平时成绩*20%+实验成绩*30%+期末成绩*50%
100%
2.各个考核项目的详细评分标准（以实验评分为例）
表8实验评分标准
实验准备
实验操作
实验报告
折算
分值
有预习报告（含简单书写或打印），并有疑惑问题者。
能按要求完成实验内容，熟练使用实验测试的仪器设备，实验结果测试正确，在基本要求的实验内容外还有一定的创意者；或者会用仪器设备进行实验过程中故障分析与排除，研究并解决了复杂的实验技术及仪器问题。
报告内容完整，独立或合作完成全部实验要求。
书写端正并有完整清晰的测试过程与结果，没有抄袭；对实验过程中存在问题有详细透彻的分析。
（95-100分）/次
有预习报告（含简单书写或打印），对实验过程清晰者。
能按要求完成实验内容，会使用实验测试的仪器设备，实验结果测试正确；或者会用仪器设备进行实验过程中故障分析与排除。
报告内容完整，独立或合作完成全部实验要求。
书写端正并有完整清晰的测试过程与结果，没有抄袭。
（85-95分）/次
无预习报告，对实验内容和本次实验要达到的目的不清晰者。
按要求完成了实验内容，会使用实验仪器设备，实验结果测试正确。
报告内容完整，独立或合作完成全部实验要求。
书写端正，有较完整的测试过程与结果，没有抄袭。
（80-85分）/次
无预习报告，对实验内容和本次实验要达到的目的不清晰者。
按要求虽完成了实验内容，但在老师或同学的指导下完成，实验结果测试正确。
报告内容完整，间接完成实验要求。
（75-80分）/次
没有预习。
未能按要求完成实验；或在在老师或同学的帮助下完成实验内容。
报告内容不完整。
（60-75分）/次
总得分：
将每次的实验分求和，除以实验次数。
按实计算
八、教学资源
表9课程的基本教学资源
资源类型
资源
教材
生物检测技术，陈朝银，赵声兰，科学出版社，2019.1；现代仪器分析，李自刚，中国轻工业出版社，2018.2
参考书籍或文献
现代分子生物学及组学技术在食品安全检测中的应用，谭贵良，赖心田，中山大学出版社，2014.6；现代生物仪器设备分析技术，张淑华，2018.9
课程网址
www.icourse163.org/course/GDQY-1450822164；www.icourse163.org/course/FAFU-1002038001?
tid=1002654004
课程文档
大作业论文模板、实验报告模板
九、课程目标达成情况评价
在课程结束后，需要对每一个课程目标（含思政课程目标）进行达成情况进行定性和定量评价，用以实现课程的持续改进。
其中课程目标达成情况的定量评价算法如下：
1、使用教学活动（如课程思政实践、课后作业、课堂练习、单元测验、课堂讨论、互动、阅读报告、大作业等等）成绩或期末考试部分题目得分率作为评价项目，来对某个课程目标进行达成情况的定量评价；
2、为保证考核的全面性和可靠性，要求对每一个课程目标的评价项目选择超过两种；
3、根据施教情况，评价项目可以由教师自行扩展，权重比例可以由教师自行设计；
4、对某一个课程目标有支撑的各评价项目权重之和为1；
5、使用所有学生（含不及格）的平均成绩计算。
●课程分目标达成度计算公式如下（参照教学计划，本课程分目标一共有5个）：
δi=αi*A/100+βi*B/100+χi*C/100（i=1-5）
●其中：
A、B、C分别对应平时考核、实验考核、期末考核的平均成绩（百分计）；各考核环节分目标权重系数如下表：
分目标序号
平时考核分目标权重系数αi
实验考核分目标权重系数βi
期末考核分目标权重系数χi
目标1
0.2
0.3
0.5
目标2
0.2
0.3
0.5
目标3
0.2
0.3
0.5
目标4
0.2
0.3
0.5
目标5
0.2
0.3
0.5
●课程总目标达成度计算公式如下：
δ=εiδi=ε1*δ1+ε2*δ2+ε3*δ3+ε4*δ4+ε5*δ5
其中，本课程支撑的分目标权重系数εi（分值和为1）如下表：
分目标
目标1
目标2
目标3
目标4
目标5
εi
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
注：
支撑课程目标考核材料清单：
✧平时成绩记录表1份（包括出勤和课堂讨论、课后作业、互动交流情况）；
✧期末空白卷及标准答案各1份；
✧期末学生试卷册1份；
✧学生实验报告册1份
✧期末总评成绩单2份；
✧成绩分析报告1份（试卷分析；题型；课程目标；权重系数）；
✧课程目标达成度评价表1份。
十、说明
本课程大纲自2020级开始执行，生效之日原先版本均不再使用。
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