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三、课程网站的建设
为了让学生更好地了解《细胞生物学》课程的相关信息,目前我们将与课程有关的所有信息都公布于互联网上,包括教学大纲、教学进度、教学课件、课后复习题、考试样题及标准答案等。2008年本课程通过国内专家的评审入选教育部双语示范课程建设项目,按照课程的建设规划,我们将完成本课程所有章节的授课录像工作,将厦门大学生命科学学院《细胞生物学》课程的教学成果与其他兄弟院校共享。网站建设的最终目标是建立国内第一个互动型的《细胞生物学》教学网站,通过网络这一平台,引导学生参与课程相关知识的学习讨论,任课教师及时解答学生疑问,使之成为课程教学的第二课堂。
关键词:细胞生物学、实验教学、创新能力培养
【中图分类号】G642
基金项目:国家基础科学人才培养基金项目(J1103507)
随着生命科学的不断进步,人们对细胞的研究不断深入。细胞生物学已成为当前各个高校生命科学相关专业的主干课程之一。细胞生物学作为一门实验科学,在本科教学中具有举足轻重的地位[1]。细胞生物学实验课程的开设,是以学生掌握基本实验技能和有关细胞生物学的研究方法为目的,并通过实验培养学生的创新能力和科研意识,从而达到提高学生综合科研素质的目的。
目前细胞生物学实验教学仍存在着一些不足与缺陷。诸如教学方法过于简单、教学内容不能体现最新研究成果、教学评价有待进一步科学化和规范化所导致的实验教学效果不佳和效率低等问题。这些都影响了学生创新能力的培养和科研素质的提高,不利于学生将来的综合发展。培养具有一流科研素质和创新能力的复合型人才, 是广大教育工作者面临的巨大挑战。在当前的学习中, 学生注重理论学习轻视实验学习思想还很严重;教师队伍中, 存在着重科研轻教学特别是基础实验教学的现象, 这在很大程度上忽视了对本科生动手能力和科研创新能力的培养。实验教学的水平和装备条件差异较大的问题依然存在。为提高细胞生物学实验教学质量, 全面培养学生的创新能力, 我们在细胞生物学实验教学过程中更加注重学生创新能力的培养环节,对实验教学进行了初步改革探索。
1 优化实验教学内容,体现时代性
(1)优化细胞生物学实验教材
作为一门独立开设的课程,细胞生物学实验课在于培养学生的实验动手能力、创新能力,提高学生的科研素养。随着教学改革的不断加快和教学设施的不断完善,陈旧的实验教学内容和单一乏味的验证性实验过程已不能满足现阶段的实验教学要求[2]。优化细胞生物学实验内容,体现本领域最新研究成果并增强实验教学的时代性,是目前一项重要的工作。首先要选取兄弟院校的优秀实验教材用书。我们学院选用的是有高等教育出版社和施普林格(Springer)出版社联合出版,李素文主编的《细胞生物学实验指导》。其次专业实验课教师可根据多年细胞生物学实验教学的经验和学院特色编写制作更合适的实验课教材及与之配套的课件。细胞生物学实验教学内容的选取一是应依据精炼、新颖、灵活的思路,二是要根据现有的实验基础条件,充分利用共享公共资源平台,增设开放性,研究性实验项目。让学生通过实验课教学能更好的巩固理论知识,用理论知识支撑实践教学。
(2)及时更新实验内容,完善培养模式
科技发展永不止步,细胞生物学领域的新概念、新信息、新理论也是层出不穷。细胞生物学实验教学要能及时跟踪国际上细胞生物学研究进展及热点并在实验内容上有所体现。通过对最新研究成果的评述,让学生结合已学习过的理论知识开启发散性思维。首先我们不断尝试结合细胞生物学的最新进展,在原有课程的基础上,增设研究型实验课题。比如开展了C2C12细胞的传代培养及活性检测实验,在此基础上我们选取了一些细胞炎性因子让学生自己设计实验去研究细胞的增值和迁移现象。另外还采取本科生导师制,由学生根据自己的兴趣自由选择细胞生物学方面的教师作为导师,进入到专业实验室结合导师的科研课题进行探究性实验。这些举措不仅让学生在极有限的时间内学到了基础性实验技术,而且在综合性实验阶段进一步促进了学生的三种能力培养(创新能力、实践动手能力和团队合作能力),极大地激发了学生对细胞生物学实验的兴趣。
2 建立以学生为主体的实验教学方法
(1)讨论启发式教学
诱发学生学习动机、激发其学习兴趣,对于细胞生物学实验教学至关重要。目前很多学校的实验教学方法依旧是采用“灌输式”方法教授学生,学生在教学过程中只是被动的、按部就班的进行实验,缺少主动思考的时间和空间。这种教学方法不仅禁锢了学生的创新思维,更加泯灭了学生对实验的兴趣。细胞生物学实验教学方法的好坏直接影响着教学目标的实现和教学内容的确立。我们利用有限的课时开展讨论启发式教学方法,并结合利用现代化教学手段,结合音频,视频等材料辅助教学,充分调动学生学习的积极性;基于细胞生物学教学实验室和科研实验室的设施条件,选取实验主题,实施开放式教学,让学生积极主动参与实验教学过程中,变被动为主动,充分建立以学生为主体的实验教学方法。在学生参与实验的过程中,对学生进行自由分组,每组4人左右,根据选中的课题,鼓励学生充分利用图书馆资源、数据库资源查找相关文献,最终提交实验项目小论文,并作为主角在课堂上进行讲解展示,同时回答老师和同学们的提问。通过这种讨论启发式的教学,极大拓展了学生的创新思维。
(2)现代化多媒体教学手段辅助
多媒体教学直观生动,有利于学生对知识的理解和掌握,激发学生的兴趣,提高教学效果。细胞生物学实验教学内容中,有不少具有一定的复杂性和抽象性,仅依靠传统的教学方法已经无法满足学生们的需要,多媒体技术的应用能将一些原本口述或板书困难的抽象概念具体、直观地显示出来,使学生对要学习的实验课有更加整体直观的印象。比如我们在进行细胞培养实验课的教学过程中,就安排参加教育实习的研究生按照实验流程进行相关的实验操作,同时用录像机记录下相关视频配上解说制作成视频文件,在做细胞培养实验前给同学们放映。让同学们通过观看录像,对实验的前期准备工作和实验过程中的要点难点进行学习,这样可以有效地提高学生的实验技能和成功率,并且同学们在观看的过程中还可以进一步巩固自己学过的理论知识,进而提出关于实验的疑惑之处。通过在实验教学过程中适当的运用多种教学手段,使学生对实验原理、实验过程、实验结果等理解的更加透彻,让学生能够充分发挥他们的想象力、创新性和主动性。
3 构建多层次实验成绩综合评定模式
(1)设置开放式实验
实验开放包括实验材料的开放,实验内容的开放和实验室的开放[3-4]。由于目前本校细胞生物学实验主要是面向大三本科生开设,他们在本学期的课程任务较重,时间有限。所以灵活开展一些开放性实验,充分利用他们的空余时间对培养他们的创新能力非常必要。比如我们在开展细胞核的荧光显微镜观察实验中,就设置了不同染色原理的荧光染料,让同学们自由选择,根据荧光染料的选择,自己动手设置荧光显微镜的激发滤光片,通过规范操作,得出结果并形成实验报告。这样,选择不同染料的同学得到的结果就不相同,避免了有些同学在写实验报告过程中的相互借鉴现象,同时在此过程中也激发了同学们的创新思维能力。
(2)实验报告更注重对结果的分析
生物学是一门实验科学,有实验就要允许失败。我们细胞生物学实验教学过程中并非要求所有学生一定要得到预设的实验结果。我们的实验课允许没有实验结果的实验报告上交,前提是学生要根据我们的实验步骤,回忆自己实验过程中的操作,找出实验失败的原因并进行分析。我们认为这样的实验报告,虽没有实验结果,但锻炼了学生的分析能力,同时在另一方面培养了创新能力。
(3)成绩评价多样化
细胞生物学实验课的成绩要体现出评价多样化。仅仅根据平时的实验报告已不能全面反映学生在实验课上的表现,更不能全面体现学生的创新能力和科学素养。我们的成绩评价是以平时的实验报告为基础,还包括平时考评(出勤率和课堂表现),操作性强的实验课的操作成绩,以及期末考试成绩。为考察学生分析解决问题的能力,我们在期末笔试中还加入了一定比例的实验设计题和综合性分析题。这些题目让学生更注重知识的综合应用,非常有利于学生综合素质的提高。通过多样化的成绩评定模式既提高了学生学习的主动性,夯实了基础实验知识,又促使学生更重视平时的实验操作训练,提高自己的实验技能和综合素质,从多方面培养其创新能力。
随着细胞生物学学科的迅猛发展,细胞生物学实验教学的改革探索必须跟上。细胞生物学实验教学的改革,能进一步提高学生的实验专业技能,增强其团队合作意识,同时培养学生的创新能力。
主要参考文献:
[1] 孙剑华,张红锋。2010. 基于学生发展的细胞生物学实验评价.实验室研究与探索, (3):127~129.
[2] 娄慧玲,郭滨,吴燕华,等。2011. 细胞生物学实验教学的探索与实践. 高校生物学教学研究(电子版),(1):44.
【关键词】细胞生物学 教学
细胞生物学是生命科学的基础学科,其理论知识已经渗透到生物学相关课程的各个领域,是高校生物学相关专业的一门重要基础课。细胞生物学以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层次,以动态的观点, 研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命现象。细胞生物学研究的是细胞的微观世界,是一门比较抽象的学科,不容易理解。在教学过程中如何将抽象的微观世界更加精彩、形象的展示给学生,如何将复杂的生命活动事件简明、扼要的讲述给学生,使学生清晰准确地掌握抽象的知识,要求高校生物学教学工作者不断地进行探索和尝试。
1.教学内容的优化
细胞生物学是一个前沿学科,它的讲授需要与时俱进。但是很多高校教师只是在年复一年的重复自己的授课内容,而这些教学内容有些可能会随着生物学的不断发展已经失去原有的价值。作为教师,我们不仅要让学生掌握细胞生物学这门课的基本知识体系,还要将细胞生物学的前沿知识传递给学生。这就要求教师阅读大量细胞生物学相关的国内外优秀的书籍、文献[1],根据每年新的研究热点以及生物学发展动态补充教学内容。例如,在讲述高尔基体的功能时,将病原菌入侵机体如何限制MHC分子的表达及抗原提呈实现自身潜伏感染的报道融入教学,使学生更加深刻的掌握高尔基体胞内运输蛋白的功能。
细胞生物学既是一门基础学科更是交叉学科,教学内容需要避免重复。细胞生物学与生物化学、遗传学、分子生物学、微生物学等生物学相关课程均存在相互联系、相互渗透的关系。这就要求教师要对教学内容进行研究、归纳、取舍,既保证细胞生物学课程体系的系统、完整,又避免重复教学的问题。例如,细胞生物学第三章中细胞内生物大分子的结构与功能主要讲述的是核算与蛋白质的结构与功能,而此部分内容在生物化学这门课程中会重点讲述,因此此部分内容在细胞生物学教学内容中可以略讲;此外《细胞核与染色体》这一章中染色体的复制与表达内容在分子生物学课程中是重点讲述的内容,我们把核膜、核孔复合体结构及生物学功能作为本章重点,这样既可以在有限的课时内避免知识的重复赘述,又可丰富细胞生物学特有的内容。
细胞的生命活动与我们人类身体有着密切的关系。将理论知识与人的日常生活现象紧密结合,学生很容易掌握相关的知识。例如,缺少维生素C时,脯氨酸的羟基化受到影响,从而引起坏血病。这是由于形成胶原蛋白的前a链未经羟基化不能形成稳定的3股螺旋结构而很快在细胞中降解,结果导致胞外基质中较远的不断丢失而引起血管脆性增加、牙齿松脱以及创生不能恢复。又如,做面膜补水,不是向细胞内补水,而是向胞外基质中补充各种可以吸收水分的多糖成分,糖胺聚糖可以像海绵一样吸收水分,使皮肤变得水润。通过这些例子学生极容易记住相关的知识点,而且也不容易忘记。
2.教学方法的完善
教学方法是教学活动的基本要素,是增强教学效果和提高人才培养质量的重要手段[2]。细胞生物学是一个动态发展的学科,要改变传统的教学模式。课堂上以教师为中心单纯的知识传授不能调动学生学习的主动性和积极性。因此我们采用多种教学方式,如启发式、讨论式并且结合双语教学。例如,在细胞生物学教学中开设专题讨论课,每个专题讨论一个问题,问题提前设置,学生以组为单位上课之前查找相关资料,并对资料进行整理、综合、提炼,形成报告,其他小组成员进行质疑和补充。经过证实,我们的专题讨论课极大地调动了学生的学习积极性、提高了学生收集整理资料的能力,锻炼了学生的勇气、增强了学生的自信。专题讨论的形式加深了学生对知识的理解程度,同时在查阅资料的过程中也拓展了学生的知识面。实践证实多种教学方式联合应用能够充分调动学生的学习热情,培养学生获取知识和独立思考的能力,增强学生分析解决问题的能力,有利于学生对理论知识的理解和记忆。
3.教学手段的扩充
细胞生物学给学生呈现的是一个微观的世界。如何把一个微观、抽象、复杂的细胞世界形象、直观、生动的展现给学生?简单的挂图已经不能满足细胞生物学教学的要求,这就要求教师在教学过程中应用多媒体课件[3]。采用多媒体技术,细胞生物学教学摆脱了传统的“黑板+ 粉笔 + 挂图 + 模型”静止化的教学模式,以声音、图像、动画、视频等相结合的方式形象化教学[4]。在细胞生物学教学过程中,我们收集了大量国外知名大学制作的动画,定期对多媒体教学资料库、教学课件库进行更新和整理同时设立课程教学网页,为教师和学生提供一个知识共享的平台。我们细胞生物学每一章都设计了相应教学内容的动画和视频。例如,在细胞培养与细胞工程这一节内容中,我们将克隆羊多莉的制备过程从卵母细胞开始,以动画的形式将全过程形象直观的展示给学生。除此之外物质跨膜运输、细胞信号转导、细胞分裂、线粒体相关疾病等视频会在相应的章节一一展示给学生。多媒体课件的应用不但增大了教学信息、扩展了教学容量,还大大地增强了视听效果,加深了学生的记忆力。实践证明学生对形象的图解的记忆能力要远远高于对文字的理解能力,以此我们的课件涉及概念、细胞各种生命活动过程都有相应的图解或动画视频。
4.考核方式的改革
改变以往“重知识、轻能力”的考核方式,树立以能力和素质考核为中心的考试观念[5],完善考核方式是为了更好地进行细胞生物学教学改革。为了调动师生的教与学的积极性,我们制定了细胞生物学课程考核方式改革实施方案。(1)把考核内容定位在对以往知识的理解和对学生独立思考能力的考查上,即增加应用、创新知识的考核;减少单个知识技能的考核,增加知识能力体系的考核。在具体考核内容的设计上,要求授课教师将考核内容延伸到课外知识上。(2)考核形式多样,具体包括开卷、闭卷、开闭卷结合、答辩、实验操作、撰写专题报告、学术论文以及多种方式结合等。同时要求考核形式要推行多个阶段,如平时测试、作业测评、课外阅读、期中考核、期末考核等。(3)改变考核成绩的构成,加大学习过程、到课率、平时作业、平时表现得分率,加大实验课成绩构成比例,适当体现阶段性考核成绩比例,降低期末成绩考核的占分比例,推行多种成绩评定方式。期末考核成绩占50%,平时成绩、单元考核及期中考核成绩共占50%。课程平时成绩包括课程教学过程中的测验、作业、实验报告、课堂讨论等成绩。通过改革我们已经初步建立了双向式、沟通式的考核信息反馈机制,并且发挥了考核促进教法和学法改进的作用,强化了学生课外自主学习的积极性。
改革之后的细胞生物学教学体系已经应用于生物技术、生物科学专业的学生,并且获得了预期的效果。今后,我们将在教学实践中继续完善该教学体系,不断提高细胞生物学教学质量,保证“教”与“学”的有效性。
【参考文献】
[1]曾军,陈宏远.研究性教学模式在医学细胞生物学教学的应用[J].山西医科大学学报,2010,12(4):350-352.
[2]别敦荣.大学教学方法创新与提高高等教育质量[J]. 清华大学教育研究,2009,30(4): 95-101.
一、引言
细胞生物学是生命科学中一门重要的分支学科。细胞生物学主要从细胞的不同结构层次以及细胞间的相互关系来研究细胞生命活动(生长、分裂、分化、遗传变异、运动和兴奋、传导、衰老和死亡)的基本规律。从生命结构层次来看,细胞生物学位于分子生物学和个体生物学之间,同它们相互衔接、相互渗透。因此,从这一意义上来说,细胞生物学是一门承上启下的学科,和分子生物学一起同是现代生命科学的基础,并广泛渗透到遗传学、发育生物学、生殖生物学、神经生物学和免疫生物学等学科的研究中,和农业、医学、生物高新技术发展有着密切的关系,是生命科学的重要支柱之一[1]。
目前,国内已有过百所高校开设了细胞生物学专业,细胞生物学专业的培养目标是“使学生既掌握本学科的发展简史和前沿领域,又掌握细胞生物学的基础知识、基本概念和基本理论,使学生受到基本科学思维训练,同时使学生学会学习,具有自我开拓可获得知识和利用信息的能力。要求学生牢固掌握细胞的基本结构和功能及各细胞器间的关系的基本知识,并且能够掌握和了解细胞生物学的热点课题的现状和未来的发展趋势,包括生命信息流和细胞信息网络的研究、信号传递与细胞识别、神经活动的细胞及分子基础、蛋白质的加工与分选、发育的分子机制及遗传控制、细胞增殖、调控与编程死亡等,使学生对认识细胞的生命活动具有强烈的追求和探索精神,善于从生命现象探求其内在规律,能够运用现有的细胞生物学知识去研究生命科学中与细胞生物学有关的课题。”[2]当前,许多高校开设的细胞生物课程,针对学生综合能力的培养还不够,同时,缺乏专业性与系统性。本文针对本校细胞生物学课程存在的问题,在学校教改项目的支持下,探索“授之以鱼,不如授之以渔”的优化细胞生物学教学体系,融知识传授与能力培养为一体的教学新模式。
二、细胞生物学教学内容的优化
《细胞生物学》的内容涵盖植物、动物、细菌等多种生物,并且与其他学科内容交叉渗透广泛,因此教学过程中,容易导致主线不清晰,层次紊乱,内容繁杂等问题。在教学过程中,要使学生在脑海中建立起一个较为牢固的细胞生物学的知识体系和网络,这就要求在一线教学的我们更多地考虑授课的内容。
(一)突出重点,避免重复
细胞生物学课程内容涉及到微生物学、生物化学、植物生理学、动物生理学、遗传学和普通生物学等学科,这些专业课的内容在授课的时间上不一致。为了有效避免与先行课程中所讲授的内容出现重复,并且游刃有余地突出本课程在此知识点上特有的重点,必须对教学的内容进行优化。首先在教学的过程中应该掌握每个章节的内容与哪门课程的知识点重复;其次应了解与此知识点重复的课程的授课时间是否早于此知识点。若是,则在教授此知识点时,与细胞生物学不相关的内容则一带而过。若否,则建议在传授此知识点时,即使此内容与细胞生物学的内容相关性不强,但为了方便学生更加深刻地理解此知识点,则应简单介绍。比如在介绍线粒体和叶绿体这两个章节的内容时,电子传递链、氧化磷酸化和光合磷酸化的内容在生物化学课程中是作为重点讲授的内容。因此,在细胞生物学课程中,若学生已经具备了此知识点,则在讲课的过程中,我们应当简单提及此知识点,而重点阐述线粒体与叶绿体的结构与化学组成、其上蛋白的定位、代谢自主程度,核基因对其控制及其起源等。又比如细胞核与染色体章节中,在分子生物学和遗传学的内容中,都重点阐述了此部分内容,因此在细胞生物学课程中,仅做简单介绍即可。这样,使本学科与其他课程的知识紧密衔接又避免了不必要的重复,在有限的学时内,将重点内容最大化地传授给学生。
(二)贯穿前沿内容,贴近时展
细胞生物学是一门实验科学,科学在日新月异地发展,而我们的课本却并不能时刻地更新以顺应科学的发展。因此,这就要求我们的细胞生物学的教师不能因循守旧,只顾及课本的基础知识点。我们必须站在科学发展的前沿,掌握本领域科技发展动态,并将此动态转化为知识点的内容,及时传递给学生,激发学生对科研的热情,吸引其注意力。近年来的诺贝尔医学或生理学奖绝大多数都颁给了细胞生物学相关的研究领域,例如今年的奖项颁发给了日本科学家大隅良典,赞扬其在细胞的自噬作用方面的卓越贡献。当我们在传授“溶酶体的自噬作用”这一内容时,我们可以将此例先呈现出来,吸引学生的注意力,再将要讲授的知识点加以阐述,以便于学生对知识点的理解和记忆更加牢固。
(三)启发引导,对知识点适当延伸
改变传统的“教师在讲台上照本宣科,学生在台下死记硬背应付考试。”的僵化做法。在传授学生知识时,我们教师应该多用“问题导入法”来引出知识点,并让学生根据他们现有的知识,在脑海中搜寻相关的解释。这一方面让学生积极参与课堂之中,最重要的是让学生学会思考问题,比如在讲授“细胞的大小及体积恒定”这一小节时,可以先让学生思考一个问题:人和小鼠相应的器官都是由细胞组成的,比如心、肺、脾脏等,但是人的这些器官都比小鼠大很多,那么这到底是由于细胞的数量造成的,还是由于细胞的大小不一造成的?另外,每个知识点发?F过程的背后都是有很有趣的小故事,在传授这些知识点之前,我们教师不妨先讲述一下这些小故事,从而激发起学生发现新知识的热情和动力,帮助学生学会预测、预见和构想未来事物的发展变化,不断增强学生的自觉性和创造性。
三、教学手段和方法的优化
在慕课和微课逐渐发展壮大的大背景下,我们教师应该通过整合网络上优秀的资源来进行授课。虽热目前慕课和微课的资源并不能完全涵盖整个细胞生物学的所有知识点,但部分已经成型。在上课前,我们可以让学生通过自学的方式先对知识点进行预习,通过上课提问的方式来了解学生学习的动态,这样可以有效避免因为教师“填鸭式”的授课让学生出现学习上的“惰性”。在上课时,我们可以通过“自学―讨论―总结”的教学模式来激发学生对学习以及探索的热情。
四、改革考核方法
??下,各个院校最常用的考核方式局限于期末考试,这样带来的不可避免的一个问题就是,就算学生平时不怎么学习,只要在期末前几天突击一下,也可以取得一个不错的成绩。为了提高学生的综合能力,我们应当改变考核方式。考核应贯穿于整个课程学习之中,如布置课程论文就是一个提高学生综合能力的方法。在部分知识点或者章节讲授完成之后,给出一个研讨题,让学生以团队的形式共同查阅相关的文献,最终以PPT或者以课程论文形式进行专题交流研讨,这样不仅提高了学生的论文查阅能力、团队协作能力、语言表达能力,还提高了学习的主动性,对科研训练和毕业设计也将起到很大的作用。
关键词 细胞生物学实验;实验教学;教学方法;教学改革;创新
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 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改革和教学创新不断深化的今天,实践教学已经成为培养高素质创新型人才的关键环节。实验教学作为实践教学的基础,在高校教学中起着重要作用。细胞生物学作为生命科学研究中一门基础学科,其实验技术方法也随着理论知识的更新而迅猛发展,现已渗透到遗传学、分子生物学和发育生物学等生命科学各分支学科,成为生命科学研究的重要利器[1]。对于如何通过实验教学的创新与改革,加强实验教学效果,提高学生的实验技术水平、独立思考能力以及实践创新能力,本文作出了一定的思考。
1 皖南医学院医学细胞生物学实验课程存在的问题
皖南医学院是医学类本科院校。医学细胞生物学课程开设在大一第一学期,是临床、影像、口腔、预防、护理等专业的基础课程。学好此门课程对医学生未来专业课程的学习具有重要意义,但是关于此课程的实验课仍存在很多问题。其一,对于医学细胞生物学实验课存在认知问题。实验课程主要是开设在理论课的学习过程中,学生们往往认为实验课仅作为理论课的附属课程,并没有给予重视,实验课学习效率低。其二,教学内容问题。本教研室针对大一基础课程,实验课内容仍保持传统内容,局限于细胞形态观察、临时切片制作、DNA提取,缺少创新;另外,实验课程较少,难以进行系统实验课程安排,无法使学生接触一整套实验流程的实验课程。其三,教学方法存在问题。教学方法较死板,以教师讲述和演示为主,学生参考后进行实验操作,缺乏独立思考和创新精神,同时,并未参与实验准备活动,对实验整体把握上缺乏一定主动性。
2 改革措施
2.1 改革实验教学内容
在实验教学过程中,大多以理论课本为基准,实验结果用以证明理论知识,实验课程能加深学生对专业知识的理解、加强理论基础。但是,随着科研水平的不断发展,旧的教学理念和方式已经不能满足培养创新性人才的需求,实验课程的改革也迫在眉睫。
参考以往的教学内容以及一些高校的细胞生物学实验课程内容,不难看出实验教学的改革并不是抛弃经典,而是创造经典的革新,对于细胞生物学的基本知识,如细胞结构、细胞器、细胞分裂等,需要进行创新教学。以往教师主要以讲述的方式进行细胞基本知识教学,学生再根据教师的讲解进行玻片观察等一系列实验验证,在这一过程中,学生仅仅是作为知识的接受体,机械地吸收教师传达的思想,缺少思考过程,这一教学过程不仅缺乏创新性,学生也难以发现问题。那么,如果对教学过程进行一定的丰富,比如让学生分组制作不同种生物细胞临时切片(如血细胞、小鼠细胞并计数等);学生自己动手做出细胞分裂期切片;玻片标本观察中适当添加荧光显色标本,让学生了解荧光显微镜使用原理和基本方法;又如进行小鼠成纤维细胞的原代培养等,并在实验过程中对学生实验技术水平的疑难进行解惑,不仅可以促使学生更加深入地了解细胞的基础知识,也能提高学生动手实践能力、发现问题的能力以及解决问题的能力。
2.2 改革教学过程
因为中国的教育仍然大部分采用教师授课、学生接受的传统模式,实验课也停留在教师讲解、演示,学生根据步骤进行操作的模式,对于学生深入了解实验目的、原理等教学目标并不十分有效,所以改革、创新教学方法至关重要。
2.2.1 改革实验用品准备方法。以往学生进行细胞生物学实验课前,实验员准备好所有实验用品。为了使学生更加深入了解实验内容,可以改为由学生在实验课开始前20~30 min,自行到实验准备间领取所需材料,实验技术人员辅助完成,主要由学生亲自操作。一方面调动学生的学习积极性,培养主动思考能力;另一方面,使学生更好地了解实验流程,掌握实验步骤;另外,通过实验结束后的器材清点,可以降低学生丢失实验器材的几率。
2.2.2 实验课前准备。根据学生分组,教师提前布置好下一次实验内容,每组学生以实验课本为参考,并查阅文献资料,自拟一套实验方案。在课堂上与教师的教学方案对比,从而产生实验相关问题,经过教师的讲解以及各组间的互动交流,使学生真正了解本次实验内容和每个操作步骤的目的,深入理解实验原理。
2.2.3 在课堂中加入竞赛机制。应用学生的竞争心理[2],安排实验技能比赛,各班各小组进行抽签,班内层层选拔,教师规定1~2项实验技能,最后结果可公布在“医学细胞生物学竞赛结果一览表”中。不仅调动了学生的学习和动手积极性,也让学生在竞争中找到乐趣,体会课程的魅力。
2.2.4 引导学生创新思维。启发学生主动参与到实验中,比如让学生走上讲台谈谈对实验原理及各步骤中操作的理解,教师可以点拨学生,鼓励他们不要默守陈规,比如提出DNA提取实验中的低渗液和固定液是否可以用别的试剂替换等问题。教师还可以适当采用研究式教学方法,让学生通过一系列的探索、创造性活动解决实验问题,让学生在实验中寻找一个实验难题,并建立一个研究课题,通过翻阅文献、查找科研前沿、设计实验,并在指导教师的帮助下实施所设计的实验方案。通过启发式和研究式教学方法的运用,激发学生创造性思维和科研创新精神,并加强他们发现问题、分析问题、解决问题的能力,为培养新一代创新型人才发挥作用。
2.2.5 应用多媒体和网络教学。多媒体课件集文字、图片、影像等于一体,从不同方面和角度调动学生的注意力和兴趣[3]。如胞分裂中的蝗虫精母细胞、小鼠基因组提取等内容都可通过动态的影像和精美的图片展示给学生,让学生更加轻松地掌握实验内容。新时代下的教学改革提出了“虚拟仿真实验室”的概念,在实验课上无法让学生做的实验操作,通过拍摄实验过程,运用多媒体方式,从实验准备开始,在每一步操作上设置关键问题点,实验人员严谨地完成每一项实验内容,学生通过上网观看影像,真实体验每一步实验过程,这是本教研室目前努力的一个研究方向。
2.3 改革技能考核标准,注重体现学生的综合能力
实验考核成绩大部分表现在实验报告和最后的技能考核上,而平时的实验操作及过程在实验考核中所占比例很小,甚至没有平时成绩。实验教学的创新要表现在不以最终的实验结果为唯一标准衡量学生成绩,教师要更加注重实验中的探索过程,为更好地适应创新实验教学要求,在实验成绩中应该肯定学生的创新探索精神[4]。如实验课成绩占这门学科总成绩的20分,那么实验报告占8分,实验考核占8 分,实验操作过程和考勤占2分,如果在实验课中表现出创新思维,教师适当给予2分鼓励。为获得较好的实验成绩,学生不但要掌握实验基本操作技能、认真书写实验报告,还要积极培养其创新探索精神。
2.4 定期开放实验室
细胞生物学实验课每次4个学时,虽然教师基本能够系统全面地完成教学内容,但仍有部分学生并不能完全掌握课程内容。如观察减数分裂各时期玻片标本时,一些感兴趣的同学并不能完全观察到每个分裂期,特别是第一次减数分裂前期中的5个时期,在课上不能完成,学生可以通过兴趣小组的形式在课余时间进入实验室进行观察。实验技术人员制定一系列开放实验室规章流程以及时间安排,各组根据成员需要,组织学生进入实验室完成个人感兴趣的实验内容[5-6]。另外,本教研室无法面向全体学生开展的一些细胞培养相关实验内容,各教师在本班成立兴趣小组,分批进入实验室进行观察操作,为一些接受能力强、热爱科研的学生们提供了一个很好的平台,本教研室正逐步开展此项活动。开放实验室对于学生更加全面掌握实验教学内容以及培养实验兴趣起到一定作用,这也需要高校实验技术人员重视实验室建设,合理规划开放实验室章程。
2.5 培养学生正确的科研价值观及创新意识
在实验课上,部分学生难免存在学习态度不端正、纪律松散的现象,教师有义务帮助学生培养正确的实验价值观与科研精神。如实验小组之间需要通力合作完成实验内容,培养学生的合作意识;实验中需要正确使用实验器材并在完成后恢复原位,培养学生的责任意识;进行动物实验在处死动物时,教师需要对学生进行适当引导,不要随意拍照、虐待动物,要树立正确的人道主义实验价值观。教师应作为引导者渐渐代替传授者的角色,在实验教学中引导学生思考,让学生多问为什么,并鼓励学生给出不同答案,让学生亲自去验证得到结果。这一过程中,学生可以体验实验的乐趣、感受科研的魅力及丰富自我创新意识。创新是近年来教育改革的一个重大攻克点,需要教育工作者在一次次教学改革中不断积累经验,共同进步,同时培养出更加优秀的创新型人才。
3 参考文献
[1] 张晶,华子春.细胞生物学课程体系优化的实践与思考[J].中国细胞生物学学报,2011,33(6):716-719.
[2] 范萍,陶慧,王海彦. 护理实验课教学方法的改革[J].中华护理教育,2007,4(5):211-213.
[3] 杨建课,徐思斌,宫磊,等.提高医学细胞生物学教学效果的思考与实践[J].基础医学教育,2014,16(2):84-86.
[4] 李小燕,刘江东,郑凌,等.深化细胞生物学实验教学改革培养创新型人才[J].实验技术与管理,2011,28(4):116-119.