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【关键词】细胞生物学 拓展 实验操作
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2011)07-0057-01
【Abstract】Cell biology is a basic subject of life science, which is very important in the teaching of postgraduate. This paper enhences the higher level in the teaching cell biology for postgraduste by the definite reform measures of teaching with combining the requirement teaching program, and adopt the development and progress of science and technology.
【Key words】Cell biology Expand The exprement operation
目前,随着科学和技术的快速发展,细胞生物学作为生命科学和生物技术领域的一门专业基础课,在当前该方向的研究生教学中十分重要。那么,如何使研究生的细胞生物学教学跟上时代的步伐,如何培养和提高研究生的实践创新能力,是从事研究生细胞生物学教学的教师必须认真思考的问题。根据近年来研究生细胞生物学教学的教学体会,作者认为应从以下几个方面着手进行教学改革,旨在为研究生的细胞生物学教学提供参考:
一、教学改革实践的措施
1.建立一支高水平的教师队伍
细胞生物学是一门实践性比较强的学科,要建立细胞生物学教学与实验相结合的机制,就必须选择具有扎实基本功和教学经验丰富的教师作为该课程的主讲教师。[1]必须配备一定的实验技能教师进行研究生教学实践的实验教学,培养学生的动手和创新能力,同时要求课题组形成以教师讲解与实验教学相结合的教学机制,辅以博士研究生和硕士研究生亲自动手参与实验和教学的新的教学方式。同时要注意课题组的教师经常进行教学经验和教学技能的教改研究,熟悉学科的前沿发展趋向和研究动态。[2]教师能够把最前沿的知识传授给学生,扩展视野,激发研究生进行科学实验的兴趣十分重要。同时,也为高水平的教师队伍的建设提出了更新、更高的要求。
2.结合教学大纲和教学实际,调整教学内容。
(1)力求按照教学大纲要求进行教学,培养创新能力。细胞生物学教学大纲是开展教学的基本框架和内容,为了适应未来社会的需求,教师必须让学生掌握细胞生物学的基本理论和基本内容,为将来的实际应用打下良好的基础。因此,选取教材十分重要,作者认为研究生作为高校培养的高级人才,在本科阶段已经学过细胞生物学,但是对分子细胞生物学的了解较少,应该选取分子细胞生物学教材,同时在课程安排上考虑实际情况,针对薄弱环节结合教学大纲的要求进行知识结构的调整,从一定的层次要求他们学好这门课程。例如,在教学细胞生物学的基本概念和原理时,应该给出一些事实(例)和问题,让学生积极思考回答这些问题,在理解的基础上掌握概念和原理,而不是进行单纯的讲解,同时也允许学生能够结合自己在做科研中发现的问题,进行课堂讨论,及时总结,激发学生兴趣,充分发挥学生的积极性和创造性。[3]
(2)根据课题组的实际情况,进行教学内容的调整。随着科学技术的进一步发展,细胞生物学领域的进展十分迅速,原来的细胞生物学教科书所涵盖的内容可能正在发生着新的进展,同时研究生作为学科发展的生力军,在本学科的教研中起着非常重要的作用,例如针对植物课题组的研究生教学就应该把重点放在植物细胞生物学的研究上,同时也要照顾到动物学和微生物学课题组修该课的研究生,不同的学生要求掌握的重点不一样,进行教学讲解,要做到有的放失。同时,在现行的教学研究中应该根据大纲要求的每个章节所涵盖的内容结合课题组的实际情况作以适当的调整,补充新的研究进展,开展专题讲座,做到既要顾及全局,又要点面结合,[4]做到切合实际的讲解,便于研究生更深入的了解和学习各个章节的内容。
(3)补充新的教学前沿动态研究。传统的细胞生物学研究只是研究细胞的形态、结构和功能等方面,目前细胞生物学的发展逐渐深入到分子领域,且处于快速发展的领域,例如细胞功能方面的研究已深入到分子领域,作者认为研究生细胞生物学的教学应该结合此领域新的研究进展进行讲解,使学生能够了解最新的发展动态,使其受到启发和教育,为今后的科研工作奠定一定的理念和指明方向。[5]应该在紧扣教学大纲的基础上结合分子生物学的发展进行拓展讲解,使学生能够了解该章节所涉及的发展前沿,跟上科技进步的步伐,才能在以后的科研中奠定好的基础,不致于落伍。
(4)结合教学实验课进行教学实践总结。细胞生物学是一门实践性非常强的学科,应该在进行教学的同时给学生一个实践的机会,因此应该结合教学计划给予一些阶段性的实验操作,因为实验是教学的重要组成部分,二者相结合更有助于培养研究生的动手能力和创新能力,这样对教学的效果也起到一定的补充和检验过程。[6]
二、教学改革效果的检查和验收
现行的研究生教学必须进行改革,但是对于教学改革的效果如何?应该分阶段针对所进行的教学改革的具体实践措施进行有针对性的检查和验收,促进研究生细胞生物学教学的大胆改革和尝试,同时也为高校培养细胞生物学方面的高级人才队伍打下基础。
参考文献
1 郭培俊、龚洪胜.研讨式教学法探微[J].浙江工贸职业技术学院学报,2005(1)
2 王 昕.教学改革的时间与思考[J].中国科技信息,2008
3 孙剑华、张红锋等.多层次系统性细胞生物学实验教学体系的建设[J].实验室研究与探索,2009(1):121~124
4 高宗华、付彩霞、胡 威.深化实验教学改革 培养学生创新能力[J].实验室研究与探索,2007(10):95~97
【关键词】细胞生物学;教学;改革
21世纪是生命科学的世纪,生物产业的开发需要生物学的发展。我国在基础科学发展规划中, 把细胞生物学、分子生物学、神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科,反映了细胞生物学在生命科学中的重要性[1]。细胞生物学目前已经成为现代生命科学的一个前沿领域,随着新方法、新技术的建立,更促使该学科取得日新月异的快速发展,并且已经成为生命科学相关专业的一门必修课程[2-3]。为适应新形势下的教学要求,围绕大学生实践和创新能力的培养,结合自己多年的《细胞生物学》课程的教学实践与经验,对细胞生物学课程教学内容、教学方法及课程考核方法进行了合理的改革,并取得了明显成效,为进一步提高大学生教学质量和人才培养水平提供参考。
1 教学内容的改革
突出教学主线。《细胞生物学》课程内容多,教学过程中容易出现主线不清晰,使得学生感到内容多而乱,不容易系统地理解。如何在有限的时间内让学生熟练掌握该课程的原理和方法并能应用到实践中去,成为本课程改革的关键。比如我校生物技术专业选用了翟中和主编的《细胞生物学》第三版作为主要参考教材,全书分为15章,内容较多。我们在讲解的时候,从课程的体系出发,以真核细胞三大体系为主线。将所有部分分为膜系统(第一章到第八章及第十五章内容)、骨架系统(第九章内容)和遗传系统(第十章到第十四章内容)三大系统。
整合教学内容。《细胞生物学》课程内容多且与其它学科的交叉广,教学过程中容易出现内容重复、轻重不分的情况。针对这些特点,细胞生物学老师在讲解过程中必须合理整合教学内容,如前八章的内容可以从膜系统相关性来讲,不管是物质代谢、能量转换、还是信号传导都是发生在细胞的膜上,这样联系地讲解起来便于学生更好的理解和接受。另外,《细胞生物学》课程与其它课程,如微生物学、生物化学、遗传学、分子生物学等课程的内容相互联系、相互渗透。因此,在该课程的讲解过程要合理整合教学内容,避免与先行课中某些内容重复,又要为后续课程留有余地,在学生头脑中形成细胞生物学的联系性、统一性和辩证的学习方法。实践证明,这种承前启后的教学方式,既保持了细胞生物学课程的完整性、系统性,又解决相关课程间的重复教学问题,对提高单位时间内的教学效果,激发学生的兴趣具有积极作用[4]。
追踪学科前沿。《细胞生物学》课程发展快,因此,教学内容是否新颖,对提高教学质量具有重要影响。《细胞生物学》的教师需要站在该学科领域的前沿,不断更新自己的知识,并及时把该领域的发展趋势、研究热点和应用价值归纳总结后在相关的章节中进行讲授,从而来提高学生对该课程重要性的认识、产生浓厚的学习兴趣、激发起学生对该课程的学习积极性。
2 教学方法的改革
全面推行“问题式”教学法,激发学生的学习兴趣与主动性。强调以培养学生发现、分析、解决问题的能力为主要目的。“问题式”教学方法的正确使用对于提高学生的素质,强化学生学习的兴趣,调动学生的主观能动性,培养学生的创新能力有积极作用。课堂教学是教学过程的主要环节,兴趣是最好的老师,浓厚的兴趣可以转化为强烈的学习动力和创造性。在教学过程中,我们要自始至终都围绕问题而展开教学活动,激发学生自觉思考、和主动探索,引导学生不断发现现象、提出问题、分析问题并最终解决问题,培养学生的创造性思维。
课后小论文,提高学生的综合应用能力。可以一个学习小组或一个宿舍集体为单位,进行课后小论文。在一些重要章节讲解介绍后,为了巩固学生的理论知识和培养学生的知识应用能力,课后布置一些相关的论文题目,通过学生的查阅文献、设计方案、过程操作、结果分析和论文写作等环节。同时,可以提高学生学习的主动性,对以后的科研训练和毕业设计的文献综述写作大有帮助。
加强课程实践环节。细胞生物学是一门试验性很强的学科,光是“听”和“读”是不够的,在努力提高课堂教学的同时,必须加强实践环节,开设一些综合性实验。实践教学是培养学生的动手能力、基本科研能力和创新能力的重要手段。找出与本课程的实践结合点,培养对知识应用的能力,在设计实验的时候、一改以往有的单纯的、验证性的实验,开设一些具有设计性的综合实验,使得学生在实验设计、过程操作和结果观察与分析中了解该课程的内容,并对整个研究内容有一个全面的、深入的学习,培养综合应用能力和创新意识。对于有科学研究的教师,要鼓励一些对科研感兴趣的学生参与自己的一些课题。一般到大三时候,学生完全可以利用他们学过的一些专业基础理论设计一些他们感兴趣的小实验,通过他们的收集资料、设计方案、实验过程和结果分析的全过程,大大提高其科研创新能力。
3 考核体系的改革
树立科学的考核观,使课程考核过程化。课程考核不仅要检验学生对理论知识的掌握,更应该评价学生综合应用知识的能力。课程最后成绩包括考试成绩(50%)、实验成绩(30%)和平时成绩(20%)。课程考核过程化不仅有助于理论知识的掌握,还能起到引导学生勤于思考、善于发现问题、启迪学生创新思维的作用;实施多元化的考核方式,把考核有机融入教学的全过程,促使“教、学、考”有机结合,形成“教、学、考”互动,调动学生学习积极性和创造性,消除部分学生平时松懈、考前背诵、考试作弊、考后遗忘的不良现象。
通过对细胞生物学课程教学体系的研究与探索,我们对细胞生物学课程的教学内容、教学方法、课程考核方法进行了合理的改革,优化改革后新教学体系已在生物技术专业的细胞生物学教学中应用,并且取得了良好的效果。
【参考文献】
[1]朱宏.细胞生物学教学与改革的思考[J].黑龙江高等教育,2004(4).
[2]余晓丽,杨珂金,高宛丽,陶爱丽,吴红.高师院英语专业创新人才培养与新课程设置研究[J].南阳师范学院学报,2006(6).
细胞生物学在大学生物相关专业的课程设置中占有重要地位,它是一门非常重要的专业基础学科,也是我校本科生培养计划中的一门必修课程。因此,在细胞生物学的教学中,我们要兼顾其基础性和前沿性,使学生在掌握细胞生物学基本理论知识的同时,能够关注细胞生物学最新发展动态,这样及时将基础知识与科技发展前沿相接轨。教学计划的改革,学时数的减少,需要更高效的教学手段。多媒体的使用大大解决了这方面的矛盾,但实际多媒体授课有利也有弊。
一、细胞生物学教学中应用多媒体课件的优点
(一)图文并茂的课件能够激发学生的兴趣
在细胞生物学教学过程中,如果把看上去枯燥的纯理论知识放在一个比较活泼且生动的情境中,将会更易激起学生学习细胞生物学的兴趣。现代化的多媒体正是创设情境的有力工具之一。在形、声、画、光作用下,图文声像并茂,多媒体课件将抽象变为具体,化理性为感性,可营造出科学性、知识性、形象性三者为之一体的教学情境,强烈感染、调动学生的多种感官,激发学生学习细胞生物学的积极性。
(二)在有限的教学时间内汇聚大量知识
我校近年对生物科学、生物技术等专业教学计划进行了调整,细胞生物学教学时数被压缩,总课时数减少。每个专业所设课程相互之间密切联系,生物学专业也不例外。细胞生物学作为一门专业基础必修课,面临严重不够的学时,我们考虑研究了很多改善方法,比如删减部分内容。但又不能删减太多,因为生物科学专业的整个知识链是相互联系的,删减太多的教学内容必然会导致整个知识链的不完整,更会导致本科学生在后来开设的细胞工程、微生物等课程上学习吃力。应用多媒体辅助教学,在某种意义上可以极大地压缩传统教学中板书以及学生记笔记的时间,而其屏幕的快速播放,在较短时间内可以传递给学生较大量信息,提高了教学效率,并且解决了学时矛盾。
(三)易突破重点并分散难点
细胞生物学侧重于从形态学的角度研究。在整个授课过程中,细胞的形态结构及功能机制是细胞生物学的重点与难点内容。辅助教学工具――多媒体最主要的特点之一是可以进行大量精美图片的演示。在细胞生物学教学课堂上,不管教师多么善于表达,绘画功底多么强,都难以表现一些抽象的、绘出逼真的图画,但这些有关细胞结构的知识内容又往往是细胞生物学大纲中的重点和难点。多媒体可以实现过程再现等操作,重复演示细胞的相关功能机制。比如,“细胞质膜的物质转运”这一知识要点,我们通过改革把该内容做成动画模式并配上讲解,让学生把课本中的书面理论和静态图片变成看得见的动态图像,授课效果显示学生们更快更易理解和掌握这个知识点。
二、细胞生物学教学中应用多媒体课件的不足
(一)容易忽视情感交流,降低师生互动
教学实际是一门综合艺术,在过去教学中教师一般是以丰富的肢体语言、生动有趣的讲解以及丰富的面部表情调动学生。而这些学生也正是通过老师的语言、动作或表情得到激发,更加积极自主地参与到学习中。对于人与人的交流、沟通是教学中不应缺少的,也是任何形式的教学手段与工具所不能媲美的。多媒体教学往往缺乏这样的表达方式。比如教师如果只知道一味点击鼠标,照着电脑讲授,而学生们眼睛不离屏幕,虽然多了声像俱全的有趣画面,但却缺少了人与人即师生间的互动。即师之授业,还应有学生的反馈。
(二)课件固定化,降低了主体性
多数多媒体课件都是授课教师备课时设计好的,而老师的整个课堂教学思路要按已有课件设计来进行。那么每一届学生只能遵循固定课件固定的教学思路来学习细胞生物学知识和思考相关问题。表面上多媒体辅助教学的运用以及图文并茂的课件带动了学生的学习兴趣。实际上,多媒体教学课件像计算机一样程序化、格式化,降低了教师的主导作用以及学生的主体作用。
关键词:医学细胞生物学;教学模式;教学改革
医学细胞生物学是一门以细胞生物学和分子生物学为基础,探索研究人体细胞发生、发育、增殖、衰老、死亡以及细胞结构与功能的异常与人类疾病关系的学科[1]。医学细胞生物学是临床医学、检验医学、口腔医学、预防医学等医学专业的一重要基础课,同时也是生理学、病理学、免疫学、组织胚胎学、药理学等医学基础课程以及后续临床课程的基础[2]。学习医学细胞生物学的基本理论知识有助于医学专业学生从分子细胞层面理解人体生命活动规律和疾病发生发展进程,为专业课学习和后续的科研工作奠定坚实的理论基础[3]。医学细胞生物学是一门实验操作性极强的学科,实验教学是这门课程教学工作中的重要实践环节,在培养学生动手能力、实践探索能力和科学创新能力等方面具有重要作用[4-6]。传统的教学理念和教学方法已经不能满足新时代的需要,如何能在有限的时间内,让学生系统掌握医学细胞生物学的基础理论知识,并熟练掌握基本实验操作技术,是新形势下医学细胞生物学教学改革的一项重要内容[7-8]。本文结合郑州大学基础医学院的实际情况,对医学细胞生物学理论课及实验课教学中存在的问题及改革策略进行探讨并提出建议,以提高医学细胞生物学教学质量。
1提高医学细胞生物学理论课教学质量的建议
1.1理论课教学内容的改革
首先,针对不同专业,因材施教。临床医学、检验医学、法医学、临床药学、预防医学等专业均需要开设医学细胞生物学。任课教师应该结合教学大纲并根据教材内容,为不同专业的学生制定相应的教学计划和授课内容,按照学校的课程设置,多方面、多角度、多层次因材施教,提高医学细胞生物学的课堂教学效果。其次,注重基础理论,由浅入深。注重教学内容的基础性,构建并完善由细胞基本结构及其功能、细胞重大生命活动现象及本质等所组成的理论教学体系,加强学生对基本理论知识及基础实验技术的理解。授课教师应该以真核细胞的结构与功能为教学重点,使学生对细胞的主要结构及其功能等有系统、全面的了解和认识。然后,精炼教材内容,突出重点。医学细胞生物学课程的内容较多,但课时有限,所以,任课教师应精炼教材内容,有的放矢授课。该门课程的必修内容是认识人类自身生命活动的基础,也是认识疾病发生、发展的理论基础。授课教师在授课过程中要注意精练授课内容,突出重点章节,同时,课后需要对本节课的内容进行归纳总结。
1.2理论课教学方法的改革
首先,使用启发式教学。授课教师应该在课堂上开展启发式教学,实现教师与学生的课堂互动。启发式教学相比传统单纯由教师讲课的教学方式更具有优势,可以更加有效地激发学生的学习兴趣。启发式教学不但注重知识的传授,更注重能力培养,因此,启发式教学可提高学生的思维能力和创新能力。其次,使用多媒体教学。医学细胞生物学课程中有很多细胞结构图和分子机制图需要制作成动画,以使复杂抽象的内容变得直观有趣,调动学生的学习主动性,增强学生的学习兴趣。同时,任课教师可以充分利用网络资源,搜集医学细胞生物学的视频课件资料并运用到课堂教学中。这样既可以拓展学生的学术视野,又可以提高学生的综合素质。然后,使用案例式教学。案例教学是在事实案例基础上的一种开放式、互动式的新型教学方式。医学专业学生不仅要掌握细胞的结构、功能,还应该熟悉细胞的病理改变与疾病发生发展的关系。但是由于医学细胞生物学课程的理论性强、内容抽象,所以任课教师应该积极探索案例式教学,以激发学生的学习兴趣,提高医学细胞生物学的教学质量。
1.3理论课考试方式的改革建议
首先,优化考试内容。任课教师可以通过以下几点优化理论课程的考试内容:(1)建立和完善理论课程的考试题库,保证理论课程考试的有效性;(2)根据本院开设的临床医学、检验医学、预防医学等专业设置相对应的考试题目;(3)指导学生撰写综述性论文或科研标书,以培养医学专业学生良好的思维能力和创新意识。其次,优化考试形式。任课教师可以通过以下方法优化理论课程的考试方式:(1)构建综合丰富的考试方式。建立平时成绩和期末考试成绩相结合的考试体系;(2)增加创新能力考试的比重。任课教师让学生按照要求写出科研标书并进行打分;(3)增加平时表现考试的比重。平时表现考试主要是在课堂上对学生回答问题的情况予以评分并记录。然后,优化评价方案。任课教师可以通过调整期末闭卷考试及平时表现考试优化评价方案。理论课考试中的期末闭卷考试成绩占理论课总成绩的70%,试题从考试题库中随机抽取。同时理论课考试中也包含学生的平时成绩,这一部分占总成绩的30%,包括学生的出勤情况、课堂上回答问题的情况以及学生完成综述性论文的情况。
2提高医学细胞生物学实验课教学质量的建议
2.1实验课教学内容的改革建议
首先,优化实验教学大纲。由于受到课堂学时及硬件条件等方面的制约,很多院校的医学细胞生物学课程的实验课内容仅仅局限在一些验证性和基础性的实验。任课教师需要调整教学内容,增开一些与理论课程密切相关并且与学科前沿紧密联系的综合设计实验。这样可以激发学生的学习兴趣,更好地发挥学生的积极性和主观能动性。其次,培养学生创新能力。任课教师可以在基础性实验之外开设一些探索性及创新性较强的综合实验,例如细胞融合实验、细胞凋亡实验、细胞免疫组织化学实验和免疫荧光实验等。培养并提高学生的实际操作能力以及分析问题和解决问题的能力,使学生初步具备进行设计性实验的能力,提高学生的科研素质和创新能力。然后,设置开创综合实验。任课教师应当结合理论课内容及相关临床应用,修改完善实验课教学大纲,科学设置实验内容,培养学生的实验操作能力,以增强学生的科研兴趣为重点,在实验课教学中适当增加一些开放性强且创新性强的综合实验,让学生运用已掌握的知识与技术进行更深入的研究设想,培养独立科研工作的能力。
2.2实验课教学方法的改革建议
首先,应用启发式教学。与传统的实验课教学相比,在启发式的实验课教学中,任课教师应该在讲解实验目的和原理后,鼓励学生根据所学的知识设计实验过程,然后分析研究最后得到的实验结果以探索实验原理。采用启发式教学可以培养学生的思维能力,引导学生积极思考,启发学生从不同的角度考虑问题,期提高学生的综合科研素质。其次,使用多媒体教学。在医学细胞生物学的实验课教学中,多媒体技术的应用能够极大地方便课堂教学工作。多媒体教学形象生动、易于理解,可以方便地解决一些不容易讲解或者难以开展的实验。另外对于某些受条件所限而不便亲自操作的实验,学生可以观看教学演示片,全面了解这些前沿实验仪器的结构、性能和用途。然后,开展研究型教学。医学细胞生物学的实验课程与科研工作相结合可以提高学生的学习兴趣和科研热情。任课教师在实验课堂上采用开放式的研究型教学可以激发学生的求知欲,让学生学会分析问题和解决问题。开放式研究型的实验课教学,让学生经历严格的科研训练,为以后申报、参与以及实施各种创新性科研项目奠定基础。
2.3实验课考试方式的改革建议
首先,优化考试内容。为全面、科学地考察学生的实际动手能力以及科研创新能力,改革后的医学细胞生物学实验课的考试内容应该以核学生的实验操作水平为主,以考试学生的理论知识水平为辅。这种改革模式,可以培养学生在实验操作过程中分析问题、解决问题的能力,并拓宽学生对实验操作技术在临床应用中的思考。其次,优化考试形式。建立完善的成绩评定体系是保证实验教学质量的关键。实验课程的考试应是一个全方位、多角度、全时段的综合评测,包括平时课堂考试及综合实验考试,平时课堂考试包括出勤情况、课堂回答问题情况和实验操作情况、实验报告完成情况,综合实验考试包括实验理论考试、实验操作考试、开放性及探索性实验考试等。然后,优化评价方案。实验课的考察应该以考察学生运用实验技术的能力为主,包括以下几点:(1)考察学生的平时成绩,包括出勤情况、实验报告完成情况等,占实验课总成绩的20%;(2)考查学生的理论水平,包括实验基本原理、实验技术手段、实验操作方法等,占实验课总成绩的20%;(3)考察学生的实验操作,占实验课总成绩的60%。综上所述,医学细胞生物学的教学是教师与学生共同学习、教学相长的过程。在这个过程中,首先任课教师需要不断提高自身素质,认真做好科研工作并积极学习本课程最先进的理论知识与最前沿的实验技术。其次,任课教师也需要精心把握课程内容,不断总结教学经验,比较各种教学方法的优劣,并将各种教学方法有机结合、交叉运用。同时,任课教师可以根据学生的不同专业方向,改进传统教学模式中教案和课件的内容,在上课时适量引入案例教学,从而调动学生的学习兴趣,提高学生的综合素质。另外,任课教师也需要加强实验课教学的比重,改革实验教学内容,完善实验教学条件,采用多种教学手段,建立完善评价体系,并不断探索研究新实验,使实验课堂更富有学术气氛。以上这些举措是提高医学细胞生物学的教学质量,培养适应现代社会发展的具有较强的综合能力和科研素质,具有独立发现问题、思考问题、分析问题及解决问题能力的创新型医学专业人才。
作者:郑皓 单位:郑州大学基础医学院医学遗传与细胞生物学系
参考文献:
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1 当代大学生的生物科学素养现状及其存在问题
生物相关专业的学生对生物科学技术具有浓厚的兴趣,生物科学技术基础知识扎实,对生物技术发展持积极的肯定态度,具备良好的科技强国的信念。但是,他们对高新生物科学技术知识和先进实验技术了解较少,生物科学实验实践技能较差,对生物科学科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有调查表明,当代大学生对于当前的一些生物热点问题有一定的了解,但是对于高新技术的应用和新的科学研究领域的认识不足。在理性上,有43%的学生是盲目的怀疑,或者是盲从专家和他人的观点,对事物较少有自己的看法;在探索求知精神上,“科学功利主义”对学生的影响最大,使得学生视野狭窄、目光短浅;在实证精神上,有62%的学生缺乏实验实证精神,偏重抽象思维,缺乏科学实验的精神和价值眼光。②此外,许多高校只注重生物专业课的常规教学,很少举办专门的科研活动,且科学技能培养与锻炼的途径缺乏,这使得大学缺乏浓郁的科学素养氛围,学生较难形成一定的科学技能,由此科学实践能力也较差。
2 细胞生物学教学中培养科学素养的意义
细胞生物学是生物学类及农林医药类本科生一门必修的专业基础课,是现代生命科学的前沿分支学科之一,它是以细胞为研究对象,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活动规律的学科。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的研究中,和农业、医学、生物高新技术的发展有密切的关系,是生命科学的重要支柱之一,在解决人类面临的重大问题、促进经济和社会发展中发挥重要的基础作用。同时,细胞生物学又是一门实践性很强的学科,重要理论与实践密切地联系着。随着生命科学自身和生物产业的快速发展,对生命科学相关领域创新型人才的需求也在不断增加。由此可见,细胞生物学课程中科学素养的培养对于建立与其专业层次、研究方向相符合的细胞生物学知识构架体系,培养和锻炼学生的科学思维能力具有非常重要的作用。
3 细胞生物学教学中如何培养学生的科学素养
细胞生物学作为生物学类及农林医药类的一门专业基础课程,在培养学生的科学素养方面,具有举足轻的重要作用。然而,科学素养的提高不是一朝一夕之功,教师应始终将其贯穿于自己的教学之中。如何在细胞生物学教学中培养和提高学生的科学素养,以下是笔者的一些想法和体会。
3.1 加强课堂教学中的“生活化”融合
细胞生物学的知识理论性强,内容抽象深奥、难于理解,教师可以试将抽象的内容与日常生活相联系,使学生有此联想起有趣的、熟悉的生活场景或事物,这不仅使抽象的内容具体化和动态化,使其容易理解,而且激发了学生的探究欲望和学习兴趣。例如讲解“蛋白质的分选”时,引导学生由细胞社会联想到人类社会。细胞中的各种蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞的各种膜区和组分,只有当蛋白质各就各位并组装成结构和功能复合体,才能参与细胞的各种生命活动。这就好比在人类社会中,各专业的毕业生只有找到适合其自身特点的工作岗位才能发挥所长。总之,运用发散性思维,尽可能地将细胞生物学抽象的理论知识与生活实际联系起来,并配合以多媒体辅助手段,使抽象的内容变得形象生动,易于理解掌握。
3.2 侧重教学内容的前沿性和新颖性
细胞生物学发展极为迅速,随着科学家们研究成果的不断涌现,其内容处在不断更新的动态过程中。因此,教师在教学过程中,要注重联系学科的前沿和热点,讲述较先进的科学结论,跟踪国际上最新进展。此外,教师在注重教学的同时,宜以科研并举,以科研引导和促进教学;教学与培养科学研究型人才紧密结合;教学内容与最新科研进展同步,使学生在正确掌握细胞生物学基础上学会解决与之相关的科学研究问题。如将教师的主要科研成果与基础理论教学有机结合,结合教学内容介绍自己的科研成果,这样既生动又贴切,学生又很熟悉,使学生获得学习的兴趣和动力,亦可以启发学生的创新思维能力,培养学生的科研钻研精神。
3.3 增加细胞生物学实验综合性和设计性实验的比例
综合性实验注重知识的综合运用,实验原理和方法步骤较为复杂,可以使学生更好地理解实验原理,正确使用仪器设备,锻炼学生综合分析问题的能力;设计性实验是指学生根据实验项
目,自主设计实验方案,自主准备实验材料,自主配制实验所需试剂,根据自己的时间自主安排实验进程,设计性实验可以充分调动学生的实验积极性,培养学生的创新思维和勇于探索的精神。由此可见,综合性和设计性实验可以锻炼学生综合分析问题和解决问题的能力。③然而目前许多高校由于实验条件和课时安排的限制,细胞生物学实验主要以基本操作和验证性实验为主,综合性和设计性实验较少甚至没有,这在一定程度上限制了学生综合素质和创新思维的培养。④因此,教师应根据科学性、可行性和实用性原则增大综合性和设计性实验的比例。如我们精选了真核生物基因组的提取、纯化、鉴定、扩增、酶切、重组、转化、筛选的大实验,膜蛋白的分离与鉴定等综合设计型大实验,这些实验中的每个实验都构成了一个综合性整体,同时,在实验材料的选择上尽量做到由学生自主选择。通过每一次的综合设计实验,使学生进一步巩固了已学习的知识和已掌握的技术,并能够对实验结果进行合理的正确的资料采集、整理、分析和归纳,有效地培养了学生的科学素质、科学精神、创新思维及分析问题和解决问题的能力。 3.4 组织各种“科学小组”,布置学科发展前沿的讨论,与全程科研训练对接,以培养学生的科学态度和科学精神