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三、課程網站的建設
為了讓學生更好地了解《細胞生物學》課程的相關信息,目前我們將與課程有關的所有信息都公布于互聯網上,包括教學大綱、教學進度、教學課件、課后復習題、考試樣題及標準答案等。2008年本課程通過國內專家的評審入選教育部雙語示范課程建設項目,按照課程的建設規劃,我們將完成本課程所有章節的授課錄像工作,將廈門大學生命科學學院《細胞生物學》課程的教學成果與其他兄弟院校共享。網站建設的最終目標是建立國內第一個互動型的《細胞生物學》教學網站,通過網絡這一平臺,引導學生參與課程相關知識的學習討論,任課教師及時解答學生疑問,使之成為課程教學的第二課堂。
關鍵詞:細胞生物學、實驗教學、創新能力培養
【中圖分類號】G642
基金項目:國家基礎科學人才培養基金項目(J1103507)
隨著生命科學的不斷進步,人們對細胞的研究不斷深入。細胞生物學已成為當前各個高校生命科學相關專業的主干課程之一。細胞生物學作為一門實驗科學,在本科教學中具有舉足輕重的地位[1]。細胞生物學實驗課程的開設,是以學生掌握基本實驗技能和有關細胞生物學的研究方法為目的,并通過實驗培養學生的創新能力和科研意識,從而達到提高學生綜合科研素質的目的。
目前細胞生物學實驗教學仍存在著一些不足與缺陷。諸如教學方法過于簡單、教學內容不能體現最新研究成果、教學評價有待進一步科學化和規范化所導致的實驗教學效果不佳和效率低等問題。這些都影響了學生創新能力的培養和科研素質的提高,不利于學生將來的綜合發展。培養具有一流科研素質和創新能力的復合型人才, 是廣大教育工作者面臨的巨大挑戰。在當前的學習中, 學生注重理論學習輕視實驗學習思想還很嚴重;教師隊伍中, 存在著重科研輕教學特別是基礎實驗教學的現象, 這在很大程度上忽視了對本科生動手能力和科研創新能力的培養。實驗教學的水平和裝備條件差異較大的問題依然存在。為提高細胞生物學實驗教學質量, 全面培養學生的創新能力, 我們在細胞生物學實驗教學過程中更加注重學生創新能力的培養環節,對實驗教學進行了初步改革探索。
1 優化實驗教學內容,體現時代性
(1)優化細胞生物學實驗教材
作為一門獨立開設的課程,細胞生物學實驗課在于培養學生的實驗動手能力、創新能力,提高學生的科研素養。隨著教學改革的不斷加快和教學設施的不斷完善,陳舊的實驗教學內容和單一乏味的驗證性實驗過程已不能滿足現階段的實驗教學要求[2]。優化細胞生物學實驗內容,體現本領域最新研究成果并增強實驗教學的時代性,是目前一項重要的工作。首先要選取兄弟院校的優秀實驗教材用書。我們學院選用的是有高等教育出版社和施普林格(Springer)出版社聯合出版,李素文主編的《細胞生物學實驗指導》。其次專業實驗課教師可根據多年細胞生物學實驗教學的經驗和學院特色編寫制作更合適的實驗課教材及與之配套的課件。細胞生物學實驗教學內容的選取一是應依據精煉、新穎、靈活的思路,二是要根據現有的實驗基礎條件,充分利用共享公共資源平臺,增設開放性,研究性實驗項目。讓學生通過實驗課教學能更好的鞏固理論知識,用理論知識支撐實踐教學。
(2)及時更新實驗內容,完善培養模式
科技發展永不止步,細胞生物學領域的新概念、新信息、新理論也是層出不窮。細胞生物學實驗教學要能及時跟蹤國際上細胞生物學研究進展及熱點并在實驗內容上有所體現。通過對最新研究成果的評述,讓學生結合已學習過的理論知識開啟發散性思維。首先我們不斷嘗試結合細胞生物學的最新進展,在原有課程的基礎上,增設研究型實驗課題。比如開展了C2C12細胞的傳代培養及活性檢測實驗,在此基礎上我們選取了一些細胞炎性因子讓學生自己設計實驗去研究細胞的增值和遷移現象。另外還采取本科生導師制,由學生根據自己的興趣自由選擇細胞生物學方面的教師作為導師,進入到專業實驗室結合導師的科研課題進行探究性實驗。這些舉措不僅讓學生在極有限的時間內學到了基礎性實驗技術,而且在綜合性實驗階段進一步促進了學生的三種能力培養(創新能力、實踐動手能力和團隊合作能力),極大地激發了學生對細胞生物學實驗的興趣。
2 建立以學生為主體的實驗教學方法
(1)討論啟發式教學
誘發學生學習動機、激發其學習興趣,對于細胞生物學實驗教學至關重要。目前很多學校的實驗教學方法依舊是采用“灌輸式”方法教授學生,學生在教學過程中只是被動的、按部就班的進行實驗,缺少主動思考的時間和空間。這種教學方法不僅禁錮了學生的創新思維,更加泯滅了學生對實驗的興趣。細胞生物學實驗教學方法的好壞直接影響著教學目標的實現和教學內容的確立。我們利用有限的課時開展討論啟發式教學方法,并結合利用現代化教學手段,結合音頻,視頻等材料輔助教學,充分調動學生學習的積極性;基于細胞生物學教學實驗室和科研實驗室的設施條件,選取實驗主題,實施開放式教學,讓學生積極主動參與實驗教學過程中,變被動為主動,充分建立以學生為主體的實驗教學方法。在學生參與實驗的過程中,對學生進行自由分組,每組4人左右,根據選中的課題,鼓勵學生充分利用圖書館資源、數據庫資源查找相關文獻,最終提交實驗項目小論文,并作為主角在課堂上進行講解展示,同時回答老師和同學們的提問。通過這種討論啟發式的教學,極大拓展了學生的創新思維。
(2)現代化多媒體教學手段輔助
多媒體教學直觀生動,有利于學生對知識的理解和掌握,激發學生的興趣,提高教學效果。細胞生物學實驗教學內容中,有不少具有一定的復雜性和抽象性,僅依靠傳統的教學方法已經無法滿足學生們的需要,多媒體技術的應用能將一些原本口述或板書困難的抽象概念具體、直觀地顯示出來,使學生對要學習的實驗課有更加整體直觀的印象。比如我們在進行細胞培養實驗課的教學過程中,就安排參加教育實習的研究生按照實驗流程進行相關的實驗操作,同時用錄像機記錄下相關視頻配上解說制作成視頻文件,在做細胞培養實驗前給同學們放映。讓同學們通過觀看錄像,對實驗的前期準備工作和實驗過程中的要點難點進行學習,這樣可以有效地提高學生的實驗技能和成功率,并且同學們在觀看的過程中還可以進一步鞏固自己學過的理論知識,進而提出關于實驗的疑惑之處。通過在實驗教學過程中適當的運用多種教學手段,使學生對實驗原理、實驗過程、實驗結果等理解的更加透徹,讓學生能夠充分發揮他們的想象力、創新性和主動性。
3 構建多層次實驗成績綜合評定模式
(1)設置開放式實驗
實驗開放包括實驗材料的開放,實驗內容的開放和實驗室的開放[3-4]。由于目前本校細胞生物學實驗主要是面向大三本科生開設,他們在本學期的課程任務較重,時間有限。所以靈活開展一些開放性實驗,充分利用他們的空余時間對培養他們的創新能力非常必要。比如我們在開展細胞核的熒光顯微鏡觀察實驗中,就設置了不同染色原理的熒光染料,讓同學們自由選擇,根據熒光染料的選擇,自己動手設置熒光顯微鏡的激發濾光片,通過規范操作,得出結果并形成實驗報告。這樣,選擇不同染料的同學得到的結果就不相同,避免了有些同學在寫實驗報告過程中的相互借鑒現象,同時在此過程中也激發了同學們的創新思維能力。
(2)實驗報告更注重對結果的分析
生物學是一門實驗科學,有實驗就要允許失敗。我們細胞生物學實驗教學過程中并非要求所有學生一定要得到預設的實驗結果。我們的實驗課允許沒有實驗結果的實驗報告上交,前提是學生要根據我們的實驗步驟,回憶自己實驗過程中的操作,找出實驗失敗的原因并進行分析。我們認為這樣的實驗報告,雖沒有實驗結果,但鍛煉了學生的分析能力,同時在另一方面培養了創新能力。
(3)成績評價多樣化
細胞生物學實驗課的成績要體現出評價多樣化。僅僅根據平時的實驗報告已不能全面反映學生在實驗課上的表現,更不能全面體現學生的創新能力和科學素養。我們的成績評價是以平時的實驗報告為基礎,還包括平時考評(出勤率和課堂表現),操作性強的實驗課的操作成績,以及期末考試成績。為考察學生分析解決問題的能力,我們在期末筆試中還加入了一定比例的實驗設計題和綜合性分析題。這些題目讓學生更注重知識的綜合應用,非常有利于學生綜合素質的提高。通過多樣化的成績評定模式既提高了學生學習的主動性,夯實了基礎實驗知識,又促使學生更重視平時的實驗操作訓練,提高自己的實驗技能和綜合素質,從多方面培養其創新能力。
隨著細胞生物學學科的迅猛發展,細胞生物學實驗教學的改革探索必須跟上。細胞生物學實驗教學的改革,能進一步提高學生的實驗專業技能,增強其團隊合作意識,同時培養學生的創新能力。
主要參考文獻:
[1] 孫劍華,張紅鋒。2010. 基于學生發展的細胞生物學實驗評價.實驗室研究與探索, (3):127~129.
[2] 婁慧玲,郭濱,吳燕華,等。2011. 細胞生物學實驗教學的探索與實踐. 高校生物學教學研究(電子版),(1):44.
【關鍵詞】細胞生物學 教學
細胞生物學是生命科學的基礎學科,其理論知識已經滲透到生物學相關課程的各個領域,是高校生物學相關專業的一門重要基礎課。細胞生物學以細胞為研究對象,從細胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個層次,以動態的觀點, 研究細胞和細胞器的結構和功能、細胞的生活史和各種生命現象。細胞生物學研究的是細胞的微觀世界,是一門比較抽象的學科,不容易理解。在教學過程中如何將抽象的微觀世界更加精彩、形象的展示給學生,如何將復雜的生命活動事件簡明、扼要的講述給學生,使學生清晰準確地掌握抽象的知識,要求高校生物學教學工作者不斷地進行探索和嘗試。
1.教學內容的優化
細胞生物學是一個前沿學科,它的講授需要與時俱進。但是很多高校教師只是在年復一年的重復自己的授課內容,而這些教學內容有些可能會隨著生物學的不斷發展已經失去原有的價值。作為教師,我們不僅要讓學生掌握細胞生物學這門課的基本知識體系,還要將細胞生物學的前沿知識傳遞給學生。這就要求教師閱讀大量細胞生物學相關的國內外優秀的書籍、文獻[1],根據每年新的研究熱點以及生物學發展動態補充教學內容。例如,在講述高爾基體的功能時,將病原菌入侵機體如何限制MHC分子的表達及抗原提呈實現自身潛伏感染的報道融入教學,使學生更加深刻的掌握高爾基體胞內運輸蛋白的功能。
細胞生物學既是一門基礎學科更是交叉學科,教學內容需要避免重復。細胞生物學與生物化學、遺傳學、分子生物學、微生物學等生物學相關課程均存在相互聯系、相互滲透的關系。這就要求教師要對教學內容進行研究、歸納、取舍,既保證細胞生物學課程體系的系統、完整,又避免重復教學的問題。例如,細胞生物學第三章中細胞內生物大分子的結構與功能主要講述的是核算與蛋白質的結構與功能,而此部分內容在生物化學這門課程中會重點講述,因此此部分內容在細胞生物學教學內容中可以略講;此外《細胞核與染色體》這一章中染色體的復制與表達內容在分子生物學課程中是重點講述的內容,我們把核膜、核孔復合體結構及生物學功能作為本章重點,這樣既可以在有限的課時內避免知識的重復贅述,又可豐富細胞生物學特有的內容。
細胞的生命活動與我們人類身體有著密切的關系。將理論知識與人的日常生活現象緊密結合,學生很容易掌握相關的知識。例如,缺少維生素C時,脯氨酸的羥基化受到影響,從而引起壞血病。這是由于形成膠原蛋白的前a鏈未經羥基化不能形成穩定的3股螺旋結構而很快在細胞中降解,結果導致胞外基質中較遠的不斷丟失而引起血管脆性增加、牙齒松脫以及創生不能恢復。又如,做面膜補水,不是向細胞內補水,而是向胞外基質中補充各種可以吸收水分的多糖成分,糖胺聚糖可以像海綿一樣吸收水分,使皮膚變得水潤。通過這些例子學生極容易記住相關的知識點,而且也不容易忘記。
2.教學方法的完善
教學方法是教學活動的基本要素,是增強教學效果和提高人才培養質量的重要手段[2]。細胞生物學是一個動態發展的學科,要改變傳統的教學模式。課堂上以教師為中心單純的知識傳授不能調動學生學習的主動性和積極性。因此我們采用多種教學方式,如啟發式、討論式并且結合雙語教學。例如,在細胞生物學教學中開設專題討論課,每個專題討論一個問題,問題提前設置,學生以組為單位上課之前查找相關資料,并對資料進行整理、綜合、提煉,形成報告,其他小組成員進行質疑和補充。經過證實,我們的專題討論課極大地調動了學生的學習積極性、提高了學生收集整理資料的能力,鍛煉了學生的勇氣、增強了學生的自信。專題討論的形式加深了學生對知識的理解程度,同時在查閱資料的過程中也拓展了學生的知識面。實踐證實多種教學方式聯合應用能夠充分調動學生的學習熱情,培養學生獲取知識和獨立思考的能力,增強學生分析解決問題的能力,有利于學生對理論知識的理解和記憶。
3.教學手段的擴充
細胞生物學給學生呈現的是一個微觀的世界。如何把一個微觀、抽象、復雜的細胞世界形象、直觀、生動的展現給學生?簡單的掛圖已經不能滿足細胞生物學教學的要求,這就要求教師在教學過程中應用多媒體課件[3]。采用多媒體技術,細胞生物學教學擺脫了傳統的“黑板+ 粉筆 + 掛圖 + 模型”靜止化的教學模式,以聲音、圖像、動畫、視頻等相結合的方式形象化教學[4]。在細胞生物學教學過程中,我們收集了大量國外知名大學制作的動畫,定期對多媒體教學資料庫、教學課件庫進行更新和整理同時設立課程教學網頁,為教師和學生提供一個知識共享的平臺。我們細胞生物學每一章都設計了相應教學內容的動畫和視頻。例如,在細胞培養與細胞工程這一節內容中,我們將克隆羊多莉的制備過程從卵母細胞開始,以動畫的形式將全過程形象直觀的展示給學生。除此之外物質跨膜運輸、細胞信號轉導、細胞分裂、線粒體相關疾病等視頻會在相應的章節一一展示給學生。多媒體課件的應用不但增大了教學信息、擴展了教學容量,還大大地增強了視聽效果,加深了學生的記憶力。實踐證明學生對形象的圖解的記憶能力要遠遠高于對文字的理解能力,以此我們的課件涉及概念、細胞各種生命活動過程都有相應的圖解或動畫視頻。
4.考核方式的改革
改變以往“重知識、輕能力”的考核方式,樹立以能力和素質考核為中心的考試觀念[5],完善考核方式是為了更好地進行細胞生物學教學改革。為了調動師生的教與學的積極性,我們制定了細胞生物學課程考核方式改革實施方案。(1)把考核內容定位在對以往知識的理解和對學生獨立思考能力的考查上,即增加應用、創新知識的考核;減少單個知識技能的考核,增加知識能力體系的考核。在具體考核內容的設計上,要求授課教師將考核內容延伸到課外知識上。(2)考核形式多樣,具體包括開卷、閉卷、開閉卷結合、答辯、實驗操作、撰寫專題報告、學術論文以及多種方式結合等。同時要求考核形式要推行多個階段,如平時測試、作業測評、課外閱讀、期中考核、期末考核等。(3)改變考核成績的構成,加大學習過程、到課率、平時作業、平時表現得分率,加大實驗課成績構成比例,適當體現階段性考核成績比例,降低期末成績考核的占分比例,推行多種成績評定方式。期末考核成績占50%,平時成績、單元考核及期中考核成績共占50%。課程平時成績包括課程教學過程中的測驗、作業、實驗報告、課堂討論等成績。通過改革我們已經初步建立了雙向式、溝通式的考核信息反饋機制,并且發揮了考核促進教法和學法改進的作用,強化了學生課外自主學習的積極性。
改革之后的細胞生物學教學體系已經應用于生物技術、生物科學專業的學生,并且獲得了預期的效果。今后,我們將在教學實踐中繼續完善該教學體系,不斷提高細胞生物學教學質量,保證“教”與“學”的有效性。
【參考文獻】
[1]曾軍,陳宏遠.研究性教學模式在醫學細胞生物學教學的應用[J].山西醫科大學學報,2010,12(4):350-352.
[2]別敦榮.大學教學方法創新與提高高等教育質量[J]. 清華大學教育研究,2009,30(4): 95-101.
一、引言
細胞生物學是生命科學中一門重要的分支學科。細胞生物學主要從細胞的不同結構層次以及細胞間的相互關系來研究細胞生命活動(生長、分裂、分化、遺傳變異、運動和興奮、傳導、衰老和死亡)的基本規律。從生命結構層次來看,細胞生物學位于分子生物學和個體生物學之間,同它們相互銜接、相互滲透。因此,從這一意義上來說,細胞生物學是一門承上啟下的學科,和分子生物學一起同是現代生命科學的基礎,并廣泛滲透到遺傳學、發育生物學、生殖生物學、神經生物學和免疫生物學等學科的研究中,和農業、醫學、生物高新技術發展有著密切的關系,是生命科學的重要支柱之一[1]。
目前,國內已有過百所高校開設了細胞生物學專業,細胞生物學專業的培養目標是“使學生既掌握本學科的發展簡史和前沿領域,又掌握細胞生物學的基礎知識、基本概念和基本理論,使學生受到基本科學思維訓練,同時使學生學會學習,具有自我開拓可獲得知識和利用信息的能力。要求學生牢固掌握細胞的基本結構和功能及各細胞器間的關系的基本知識,并且能夠掌握和了解細胞生物學的熱點課題的現狀和未來的發展趨勢,包括生命信息流和細胞信息網絡的研究、信號傳遞與細胞識別、神經活動的細胞及分子基礎、蛋白質的加工與分選、發育的分子機制及遺傳控制、細胞增殖、調控與編程死亡等,使學生對認識細胞的生命活動具有強烈的追求和探索精神,善于從生命現象探求其內在規律,能夠運用現有的細胞生物學知識去研究生命科學中與細胞生物學有關的課題。”[2]當前,許多高校開設的細胞生物課程,針對學生綜合能力的培養還不夠,同時,缺乏專業性與系統性。本文針對本校細胞生物學課程存在的問題,在學校教改項目的支持下,探索“授之以魚,不如授之以漁”的優化細胞生物學教學體系,融知識傳授與能力培養為一體的教學新模式。
二、細胞生物學教學內容的優化
《細胞生物學》的內容涵蓋植物、動物、細菌等多種生物,并且與其他學科內容交叉滲透廣泛,因此教學過程中,容易導致主線不清晰,層次紊亂,內容繁雜等問題。在教學過程中,要使學生在腦海中建立起一個較為牢固的細胞生物學的知識體系和網絡,這就要求在一線教學的我們更多地考慮授課的內容。
(一)突出重點,避免重復
細胞生物學課程內容涉及到微生物學、生物化學、植物生理學、動物生理學、遺傳學和普通生物學等學科,這些專業課的內容在授課的時間上不一致。為了有效避免與先行課程中所講授的內容出現重復,并且游刃有余地突出本課程在此知識點上特有的重點,必須對教學的內容進行優化。首先在教學的過程中應該掌握每個章節的內容與哪門課程的知識點重復;其次應了解與此知識點重復的課程的授課時間是否早于此知識點。若是,則在教授此知識點時,與細胞生物學不相關的內容則一帶而過。若否,則建議在傳授此知識點時,即使此內容與細胞生物學的內容相關性不強,但為了方便學生更加深刻地理解此知識點,則應簡單介紹。比如在介紹線粒體和葉綠體這兩個章節的內容時,電子傳遞鏈、氧化磷酸化和光合磷酸化的內容在生物化學課程中是作為重點講授的內容。因此,在細胞生物學課程中,若學生已經具備了此知識點,則在講課的過程中,我們應當簡單提及此知識點,而重點闡述線粒體與葉綠體的結構與化學組成、其上蛋白的定位、代謝自主程度,核基因對其控制及其起源等。又比如細胞核與染色體章節中,在分子生物學和遺傳學的內容中,都重點闡述了此部分內容,因此在細胞生物學課程中,僅做簡單介紹即可。這樣,使本學科與其他課程的知識緊密銜接又避免了不必要的重復,在有限的學時內,將重點內容最大化地傳授給學生。
(二)貫穿前沿內容,貼近時展
細胞生物學是一門實驗科學,科學在日新月異地發展,而我們的課本卻并不能時刻地更新以順應科學的發展。因此,這就要求我們的細胞生物學的教師不能因循守舊,只顧及課本的基礎知識點。我們必須站在科學發展的前沿,掌握本領域科技發展動態,并將此動態轉化為知識點的內容,及時傳遞給學生,激發學生對科研的熱情,吸引其注意力。近年來的諾貝爾醫學或生理學獎絕大多數都頒給了細胞生物學相關的研究領域,例如今年的獎項頒發給了日本科學家大隅良典,贊揚其在細胞的自噬作用方面的卓越貢獻。當我們在傳授“溶酶體的自噬作用”這一內容時,我們可以將此例先呈現出來,吸引學生的注意力,再將要講授的知識點加以闡述,以便于學生對知識點的理解和記憶更加牢固。
(三)啟發引導,對知識點適當延伸
改變傳統的“教師在講臺上照本宣科,學生在臺下死記硬背應付考試。”的僵化做法。在傳授學生知識時,我們教師應該多用“問題導入法”來引出知識點,并讓學生根據他們現有的知識,在腦海中搜尋相關的解釋。這一方面讓學生積極參與課堂之中,最重要的是讓學生學會思考問題,比如在講授“細胞的大小及體積恒定”這一小節時,可以先讓學生思考一個問題:人和小鼠相應的器官都是由細胞組成的,比如心、肺、脾臟等,但是人的這些器官都比小鼠大很多,那么這到底是由于細胞的數量造成的,還是由于細胞的大小不一造成的?另外,每個知識點發?F過程的背后都是有很有趣的小故事,在傳授這些知識點之前,我們教師不妨先講述一下這些小故事,從而激發起學生發現新知識的熱情和動力,幫助學生學會預測、預見和構想未來事物的發展變化,不斷增強學生的自覺性和創造性。
三、教學手段和方法的優化
在慕課和微課逐漸發展壯大的大背景下,我們教師應該通過整合網絡上優秀的資源來進行授課。雖熱目前慕課和微課的資源并不能完全涵蓋整個細胞生物學的所有知識點,但部分已經成型。在上課前,我們可以讓學生通過自學的方式先對知識點進行預習,通過上課提問的方式來了解學生學習的動態,這樣可以有效避免因為教師“填鴨式”的授課讓學生出現學習上的“惰性”。在上課時,我們可以通過“自學―討論―總結”的教學模式來激發學生對學習以及探索的熱情。
四、改革考核方法
??下,各個院校最常用的考核方式局限于期末考試,這樣帶來的不可避免的一個問題就是,就算學生平時不怎么學習,只要在期末前幾天突擊一下,也可以取得一個不錯的成績。為了提高學生的綜合能力,我們應當改變考核方式。考核應貫穿于整個課程學習之中,如布置課程論文就是一個提高學生綜合能力的方法。在部分知識點或者章節講授完成之后,給出一個研討題,讓學生以團隊的形式共同查閱相關的文獻,最終以PPT或者以課程論文形式進行專題交流研討,這樣不僅提高了學生的論文查閱能力、團隊協作能力、語言表達能力,還提高了學習的主動性,對科研訓練和畢業設計也將起到很大的作用。
關鍵詞 細胞生物學實驗;實驗教學;教學方法;教學改革;創新
中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)08-0281-02
Reform Measures of Improving Teaching Effect of Cell Biology Experiment Course
BU Wen-jie GONG Lei LIN Ai-qin
(Medical Biology Teaching and Research Section,Wannan Medical College,Wuhu Anhui 241002)
Abstract Cell biology as one of the key specialty in life science discipline,its required courses are important for undergraduates to cognize cell biology by cell levels.So the cell biology experiment is essential for students to grasp this basic discipline. In order to promote students′ ability of operational and raise students′ innovation consciousness,so as to improve the effect of cell biology teaching,this paper gave deep analysis of teaching reform measures from teaching content,methods and innovative spirit.
Key words cell biology experiment;experimental teaching;teaching method;teaching reform;innovation
在教W改革和教學創新不斷深化的今天,實踐教學已經成為培養高素質創新型人才的關鍵環節。實驗教學作為實踐教學的基礎,在高校教學中起著重要作用。細胞生物學作為生命科學研究中一門基礎學科,其實驗技術方法也隨著理論知識的更新而迅猛發展,現已滲透到遺傳學、分子生物學和發育生物學等生命科學各分支學科,成為生命科學研究的重要利器[1]。對于如何通過實驗教學的創新與改革,加強實驗教學效果,提高學生的實驗技術水平、獨立思考能力以及實踐創新能力,本文作出了一定的思考。
1 皖南醫學院醫學細胞生物學實驗課程存在的問題
皖南醫學院是醫學類本科院校。醫學細胞生物學課程開設在大一第一學期,是臨床、影像、口腔、預防、護理等專業的基礎課程。學好此門課程對醫學生未來專業課程的學習具有重要意義,但是關于此課程的實驗課仍存在很多問題。其一,對于醫學細胞生物學實驗課存在認知問題。實驗課程主要是開設在理論課的學習過程中,學生們往往認為實驗課僅作為理論課的附屬課程,并沒有給予重視,實驗課學習效率低。其二,教學內容問題。本教研室針對大一基礎課程,實驗課內容仍保持傳統內容,局限于細胞形態觀察、臨時切片制作、DNA提取,缺少創新;另外,實驗課程較少,難以進行系統實驗課程安排,無法使學生接觸一整套實驗流程的實驗課程。其三,教學方法存在問題。教學方法較死板,以教師講述和演示為主,學生參考后進行實驗操作,缺乏獨立思考和創新精神,同時,并未參與實驗準備活動,對實驗整體把握上缺乏一定主動性。
2 改革措施
2.1 改革實驗教學內容
在實驗教學過程中,大多以理論課本為基準,實驗結果用以證明理論知識,實驗課程能加深學生對專業知識的理解、加強理論基礎。但是,隨著科研水平的不斷發展,舊的教學理念和方式已經不能滿足培養創新性人才的需求,實驗課程的改革也迫在眉睫。
參考以往的教學內容以及一些高校的細胞生物學實驗課程內容,不難看出實驗教學的改革并不是拋棄經典,而是創造經典的革新,對于細胞生物學的基本知識,如細胞結構、細胞器、細胞分裂等,需要進行創新教學。以往教師主要以講述的方式進行細胞基本知識教學,學生再根據教師的講解進行玻片觀察等一系列實驗驗證,在這一過程中,學生僅僅是作為知識的接受體,機械地吸收教師傳達的思想,缺少思考過程,這一教學過程不僅缺乏創新性,學生也難以發現問題。那么,如果對教學過程進行一定的豐富,比如讓學生分組制作不同種生物細胞臨時切片(如血細胞、小鼠細胞并計數等);學生自己動手做出細胞分裂期切片;玻片標本觀察中適當添加熒光顯色標本,讓學生了解熒光顯微鏡使用原理和基本方法;又如進行小鼠成纖維細胞的原代培養等,并在實驗過程中對學生實驗技術水平的疑難進行解惑,不僅可以促使學生更加深入地了解細胞的基礎知識,也能提高學生動手實踐能力、發現問題的能力以及解決問題的能力。
2.2 改革教學過程
因為中國的教育仍然大部分采用教師授課、學生接受的傳統模式,實驗課也停留在教師講解、演示,學生根據步驟進行操作的模式,對于學生深入了解實驗目的、原理等教學目標并不十分有效,所以改革、創新教學方法至關重要。
2.2.1 改革實驗用品準備方法。以往學生進行細胞生物學實驗課前,實驗員準備好所有實驗用品。為了使學生更加深入了解實驗內容,可以改為由學生在實驗課開始前20~30 min,自行到實驗準備間領取所需材料,實驗技術人員輔助完成,主要由學生親自操作。一方面調動學生的學習積極性,培養主動思考能力;另一方面,使學生更好地了解實驗流程,掌握實驗步驟;另外,通過實驗結束后的器材清點,可以降低學生丟失實驗器材的幾率。
2.2.2 實驗課前準備。根據學生分組,教師提前布置好下一次實驗內容,每組學生以實驗課本為參考,并查閱文獻資料,自擬一套實驗方案。在課堂上與教師的教學方案對比,從而產生實驗相關問題,經過教師的講解以及各組間的互動交流,使學生真正了解本次實驗內容和每個操作步驟的目的,深入理解實驗原理。
2.2.3 在課堂中加入競賽機制。應用學生的競爭心理[2],安排實驗技能比賽,各班各小組進行抽簽,班內層層選拔,教師規定1~2項實驗技能,最后結果可公布在“醫學細胞生物學競賽結果一覽表”中。不僅調動了學生的學習和動手積極性,也讓學生在競爭中找到樂趣,體會課程的魅力。
2.2.4 引導學生創新思維。啟發學生主動參與到實驗中,比如讓學生走上講臺談談對實驗原理及各步驟中操作的理解,教師可以點撥學生,鼓勵他們不要默守陳規,比如提出DNA提取實驗中的低滲液和固定液是否可以用別的試劑替換等問題。教師還可以適當采用研究式教學方法,讓學生通過一系列的探索、創造性活動解決實驗問題,讓學生在實驗中尋找一個實驗難題,并建立一個研究課題,通過翻閱文獻、查找科研前沿、設計實驗,并在指導教師的幫助下實施所設計的實驗方案。通過啟發式和研究式教學方法的運用,激發學生創造性思維和科研創新精神,并加強他們發現問題、分析問題、解決問題的能力,為培養新一代創新型人才發揮作用。
2.2.5 應用多媒體和網絡教學。多媒體課件集文字、圖片、影像等于一體,從不同方面和角度調動學生的注意力和興趣[3]。如胞分裂中的蝗蟲精母細胞、小鼠基因組提取等內容都可通過動態的影像和精美的圖片展示給學生,讓學生更加輕松地掌握實驗內容。新時代下的教學改革提出了“虛擬仿真實驗室”的概念,在實驗課上無法讓學生做的實驗操作,通過拍攝實驗過程,運用多媒體方式,從實驗準備開始,在每一步操作上設置關鍵問題點,實驗人員嚴謹地完成每一項實驗內容,學生通過上網觀看影像,真實體驗每一步實驗過程,這是本教研室目前努力的一個研究方向。
2.3 改革技能考核標準,注重體現學生的綜合能力
實驗考核成績大部分表現在實驗報告和最后的技能考核上,而平時的實驗操作及過程在實驗考核中所占比例很小,甚至沒有平時成績。實驗教學的創新要表現在不以最終的實驗結果為唯一標準衡量學生成績,教師要更加注重實驗中的探索過程,為更好地適應創新實驗教學要求,在實驗成績中應該肯定學生的創新探索精神[4]。如實驗課成績占這門學科總成績的20分,那么實驗報告占8分,實驗考核占8 分,實驗操作過程和考勤占2分,如果在實驗課中表現出創新思維,教師適當給予2分鼓勵。為獲得較好的實驗成績,學生不但要掌握實驗基本操作技能、認真書寫實驗報告,還要積極培養其創新探索精神。
2.4 定期開放實驗室
細胞生物學實驗課每次4個學時,雖然教師基本能夠系統全面地完成教學內容,但仍有部分學生并不能完全掌握課程內容。如觀察減數分裂各時期玻片標本時,一些感興趣的同學并不能完全觀察到每個分裂期,特別是第一次減數分裂前期中的5個時期,在課上不能完成,學生可以通過興趣小組的形式在課余時間進入實驗室進行觀察。實驗技術人員制定一系列開放實驗室規章流程以及時間安排,各組根據成員需要,組織學生進入實驗室完成個人感興趣的實驗內容[5-6]。另外,本教研室無法面向全體學生開展的一些細胞培養相關實驗內容,各教師在本班成立興趣小組,分批進入實驗室進行觀察操作,為一些接受能力強、熱愛科研的學生們提供了一個很好的平臺,本教研室正逐步開展此項活動。開放實驗室對于學生更加全面掌握實驗教學內容以及培養實驗興趣起到一定作用,這也需要高校實驗技術人員重視實驗室建設,合理規劃開放實驗室章程。
2.5 培養學生正確的科研價值觀及創新意識
在實驗課上,部分學生難免存在學習態度不端正、紀律松散的現象,教師有義務幫助學生培養正確的實驗價值觀與科研精神。如實驗小組之間需要通力合作完成實驗內容,培養學生的合作意識;實驗中需要正確使用實驗器材并在完成后恢復原位,培養學生的責任意識;進行動物實驗在處死動物時,教師需要對學生進行適當引導,不要隨意拍照、虐待動物,要樹立正確的人道主義實驗價值觀。教師應作為引導者漸漸代替傳授者的角色,在實驗教學中引導學生思考,讓學生多問為什么,并鼓勵學生給出不同答案,讓學生親自去驗證得到結果。這一過程中,學生可以體驗實驗的樂趣、感受科研的魅力及豐富自我創新意識。創新是近年來教育改革的一個重大攻克點,需要教育工作者在一次次教學改革中不斷積累經驗,共同進步,同時培養出更加優秀的創新型人才。
3 參考文獻
[1] 張晶,華子春.細胞生物學課程體系優化的實踐與思考[J].中國細胞生物學學報,2011,33(6):716-719.
[2] 范萍,陶慧,王海彥. 護理實驗課教學方法的改革[J].中華護理教育,2007,4(5):211-213.
[3] 楊建課,徐思斌,宮磊,等.提高醫學細胞生物學教學效果的思考與實踐[J].基礎醫學教育,2014,16(2):84-86.
[4] 李小燕,劉江東,鄭凌,等.深化細胞生物學實驗教學改革培養創新型人才[J].實驗技術與管理,2011,28(4):116-119.