细胞生物学论文范文

时间:2023-03-31 13:14:24

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细胞生物学论文

篇1

RT-PCR检测耐药相关基因MDR1、BCL2L1、LRP、PRKCA的表达取对数生长期细胞,TRIzol试剂提取细胞总RNA,反转录试剂盒合成cDNA,SYBYGreen方法进行实时荧光定量PCR实验。引物设计由Invitrogen公司合成,见表1。PCR反应体系:cDNA1μl,2×SYBRGreenPCRMastermix12μl,引物F/R(上下游引物的终浓度各为15pmol/μl)各0.3μl,DEPC水11.4μl,共25μl。PCR循环设置:50℃2min95℃10min(95℃15s60℃1min)×40个循环(生成扩增曲线)95℃15s60℃15s95℃15s(生成溶解曲线)。SDS2.2软件分析处理数据,管家基因校正目的基因的表达,得到相对定量结果。1.6耐药细胞的保存耐药细胞SKOV3/TAX30分别冻存于含0、10、30nmol/L紫杉醇药物的冻存液里。于冻存后1、3、6月分别复苏细胞,观察复苏情况,MTT法检测IC50。1.7统计学方法对有关数据采用SPSS13.0软件进行独立样本t检验(independentsamplet-test)、单因素方差分析(OnewayANOVA),P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

2.1耐药细胞的建立

SKOV3经300μg/ml大剂量的紫杉醇作用2h后,大部分细胞死亡漂浮,剩余细胞肿胀,伸出树枝状突起呈蜘蛛状,胞质见空泡形成、颗粒增多。少量存活的细胞克隆生长,恢复生长至对数期消化传代,再进行下一次冲击;SKOV3经10~30nmol/L小剂量的紫杉醇作用24h,约50%的细胞死亡,细胞体积增大,形态不规则,胞质内颗粒增多,贴壁性变弱,给药24~72h内最明显,96~120h后逐渐恢复原状。经两种诱导方法获得的耐药细胞系,分别命名为SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30。

2.2耐药细胞的生物特性

2.2.1耐药指数MTT实验结果显示,耐药细胞及其敏感细胞的IC50值及耐药指数,可见小剂量浓度递增诱导的耐药细胞SKOV3/TAX30耐药性较强,见表2。2.2.2平板克隆形成实验在无药物作用时,SKOV3敏感细胞较两种耐药细胞系的克隆形成能力强,见图1A的d组,SKOV3敏感细胞的克隆形成数为(934±16.37),SKOV3/TAX300的克隆形成数为(440±13.75),SKOV3/TAX30的克隆形成数为(579±9.50)。与敏感细胞SKOV3相比,两种耐药细胞克隆形成数少,差异有统计学意义(P均=0.000),见图1B。而在相同浓度紫杉醇作用下,耐药细胞形成的克隆明显多于敏感细胞。在紫杉醇浓度为5nM时,SKOV3/TAX30可形成(1206±9.50)个克隆,SKOV3/TAX300可形成(870±32.30)个克隆,而SKOV3形成的克隆数仅(202±6.08),差异有统计学意义(P均=0.000);当紫杉醇浓度进一步升高为50nM和500nM时,SKOV3/TAX30和SKOV3/TAX300形成的克隆数仍明显高于敏感细胞SKOV3。紫杉醇浓度为50nM时,SKOV3细胞与SKOV3/TAX300细胞形成的克隆数相比,差异有统计学意义(P=0.013),SKOV3细胞与SKOV3/TAX30细胞形成的克隆数相比,差异也有统计学意义(P=0.000);紫杉醇浓度为500nmol/L时,SKOV3细胞与SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30细胞形成的克隆数相比,差异有统计学意义(P=0.009、0.0001),见图1B。2.2.3生长曲线倍增时间的差异SKOV3敏感细胞和两种耐药细胞系在相同条件下培养7天,细胞增殖产生一定的差异。耐药细胞的生长较敏感细胞减慢,生长曲线的斜率减小,见图2。同时,根据生长曲线计算出SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30细胞的倍增时间分别为28.90h、24.0h,与敏感细胞的倍增时间20.84h相比也有所延长。

2.3耐药相关基因

MDR1、BCL2L1、LRP、PRKCA在各细胞中的表达MDR1、BCL2L1、LRP、PRKCAmRNA在SKOV3、SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30细胞中的相对表达丰度见图3A、3B。两种耐药细胞中,MDR1的表达明显增高,提示SKOV3/TAX300、SKOV3/TAX30对紫杉醇的耐药与MDR1高表达有关。SKOV3/TAX300细胞中PRKCA、LRP的表达均高于SKOV3细胞,差异有统计学意义(P=0.016,P=0.005),BCL2L1的表达与敏感细胞比较,差异无统计学意义(P=0.815)。而SKOV3/TAX30细胞的PRKCA、LRP的表达与敏感细胞比较差异无统计学意义(P=0.154,P=0.206)。BCL2L1的表达低于敏感细胞(P=0.001),见图3B。以上数据表明不同诱导方式导致耐药细胞发生不同生物学变化,可能存在不同的耐药机制。

2.4耐药细胞的保存

耐药细胞SKOV3/TAX30分别冻存在含有0、10、30nM紫杉醇的冻存液中,于冻存后1、3、6月复苏,检测IC50,见表3。1、3月后检测结果提示,在3种药物浓度条件下的细胞IC50没有明显区别,但冻存6月后,无药冻存组的耐药细胞与两种加药冻存组的细胞比较,其IC50明显下降,差异有统计学意义(P<0.01)。同一个药物浓度条件下,无药冻存组的耐药细胞在冻存6月时,出现耐药性下降,而两种加药冻存组细胞在6月的冻存过程中,细胞IC50虽然出现轻度下降,但差异无统计学意义。

3、讨论

3.1耐药细胞的建立

本实验结果提示:增加给药剂量、适当延长无药间歇期,可能延缓细胞的耐药性。由于大剂量冲击诱导与临床治疗模式相似,临床上体内耐药指数≥2倍即足以导致化疗失败[5],因此大剂量冲击诱导产生的耐药细胞虽然耐药指数较低,也是模拟临床耐药的良好模型。

3.2耐药细胞的特性

本研究的结果表明:在无药物作用时,SKOV3细胞的集落形成能力强于两种耐药细胞SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30,但在不同浓度紫杉醇药物条件下,耐药性最强的SKOV3/TAX30集落形成能力也最强,而敏感细胞SKOV3的集落形成能力最弱,此结果与MTT法检测的耐药性一致。紫杉醇的作用机制是促进微管蛋白二聚体装配成微管,抑制纺锤体形成,将细胞阻断于G2/M期,细胞的有丝分裂异常或停止,使多核细胞的形成增多[6]。诱导的过程中耐药细胞膨胀、形态不规则、细胞体积的增大可能与细胞群体中多核细胞的增多有关。本研究的生长曲线实验中,SKOV3/TAX300和SKOV3/TAX30的倍增时间分别为28.9、24.0h,与敏感细胞SKOV3的倍增时间20.84h相比有明显延长,显示耐紫杉醇的卵巢癌细胞生长速度减慢。细胞周期的阻滞,除导致一些细胞周期特异性药物失效外,肿瘤细胞处于相对静止状态,易对化疗药物产生耐受。

3.3耐药相关基因的检测

卵巢癌紫杉醇耐药机制的研究中,多药耐药(multidrugresistance,MDR)一直是热点。多药耐药是指对一种药物具有耐药性的同时,也对其他结构和作用机制完全不同的化疗药物产生交叉耐受的一种现象。多药耐药的产生是一个多因素的过程,主要包括:(1)细胞内有效药物浓度的降低;(2)细胞内药物活性的改变;(3)凋亡的抑制;(4)肿瘤细胞微环境改变化疗敏感度。P-gp是多药耐药基因MDR1编码的相对分子质量为17kD的一种跨膜糖蛋白,其功能是使细胞内药物浓度降低,药物的作用减弱或丧失,细胞由此获得耐药性。与大多数其他化疗药物的多药耐药机制相似,紫杉醇作为P-gp的作用底物之一,其耐药机制与MDR1基因扩增导致的P-gP高表达密切相关[7-8]。肺耐药相关蛋白LRP是在多药耐药的肺癌细胞株中发现的与MDR相关的非糖蛋白,相对分子质量为110kD,能阻止药物通过核孔进入细胞核,避免其作用于核内靶点,药物运送到胞质的囊泡中,再通过胞吐作用将药物排出体外,从而发生紫杉类药物耐药[9-10]。凋亡抑制基因也参于紫杉醇耐药。BCL2L1基因,全称为BCL-2样1基因(BCL-2-like1),编码蛋白属于BCL-2蛋白家族,BCL-2蛋白家族通过抑制肿瘤细胞凋亡,导致耐药性[11-12]。PRKCA基因为蛋白激酶Cα(proteinkinaseCalpha),也被称为PKCA、PRKACA、KPCA、AAG6。细胞过度增殖和抗细胞凋亡机制障碍都可导致肿瘤进展和耐药现象发生[13]。另外PKC的作用是使底物蛋白磷酸化而活化,p-gp是PKC的作用底物,当其表达增加或活性增强时,可使大量的P-gp磷酸化而活化,从而产生耐药性。本研究结果提示。SKOV3/TAX300细胞PRKCA、LRP的表达均略高于敏感细胞。但SKOV3/TAX30细胞的PRKCA、LRP的表达与敏感细胞比较差异无统计学意义。BCL2L1在SKOV3/TAX30细胞的表达低于敏感细胞,但SKOV3/TAX300细胞中BCL2L1的表达略高于敏感细胞,结果提示不同方式诱导的耐药细胞,可能存在不同的耐药机制。

3.4耐药细胞的保存

篇2

【推荐单位】武汉大学

【推荐理由】用基因技术来诊断和分析癌症,其在国际顶级期刊《细胞》上。在生命科学领域,《细胞》和《自然》《科学》属于同级别的国际顶级学术期刊。100多年来,包括教授在内,武大从未有人在如此高级别的学术期刊上。

【人物简介】宋卢挺,23岁,武汉大学2011届本科毕业生。在武大读本科期间,他选择的利用基因技术来诊断和分析癌症的科研项目,取得丰硕成果,并写完科研论文。目前,他在中科院昆明动物研究所念研究生一年级。

篇3

[关键词]研究型 教学模式 细胞生物学

细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科,是生物类专业的重要基础课程,它联系着生物科学的许多分支学科,如:组织学、胚胎学、生理学遗传学、免疫学等。细胞生物学作为一门基础课,对学生的知识、能力和素质具有直接和长远的影响。20世纪50年代以来,诺贝尔生理与医学奖大都授予了从事细胞生物学研究的科学家。因此,细胞生物学教学是衡量教学质量的重要组成部分。传统的教学方式是以教师为中心、以课堂为中心、以教材为中心的“三中心”教育模式,学生作为知识的被动接受者,处于从属地位。这实际上束缚了学生的批判性思维,抑制学生个性发展。为了让学生更好地学习细胞生物学的基本概念,掌握细胞生物学的基本内容和研究方法,在课堂教学中对学生进行细胞生物学研究型学习模式的应用显得十分紧迫。

一、细胞生物学教学内容的刷新

细胞生物学的内容覆盖面广、跨度大、发展快、与其它学科的交叉渗透广泛,教学过程中容易出现主线不清晰、体系不严密、层次不分明、内容多而杂、学生理不清、记不牢等问题。在教学中要使学生能较全面系统地掌握细胞生物学教学内容,在头脑中建立起一个牢固扎实的“知识网络”,这就要求教师在教学中更多地考虑讲授的内容和质量。同时要积累细胞生物学发展的最新动态,并及时把这些动态研究成果以及有待攻关的重大课题在教学内容中反映出来,从而引导学生去探索发现新知识的热情和动力,从而发展学生的发散性思维能力,不断增强学生的自觉性和创造性。

二、细胞生物学教学手段和方法的优化

1.多采用多媒体教学。细胞生物学主要讲授细胞的结构与功能,以及探索生物体细胞发生、发展、成长、衰老、死亡的生命活动规律的科学,需要大量的细胞超微结构示意图,对教师来讲在黑板上绘制、挂图等手段,会导致准确度不高,缺乏动态感。加之细胞生物学本身具有高度的综合性、抽象性和复杂性,学生学习有一定的难度,容易失去兴趣。因此在教学过程中,要多制作多媒体课件,大量采用外文细胞生物学图书上的彩图,借助丰富多彩的图片,实现微观结构宏观化。如在课件中对一些复杂的概念,利用Flash动画做一些直观的模拟,从而有利于学生的掌握。

2.发挥学生的主体作用。课堂教学要以讲授、提问、讨论、布置思考题、查找资料等方式相结合,充分利用网络信息资源,精心进行研究型教学。如在部分内容的课堂教学中,先用 2/3时间讲授基本理论和基本概念,然后提出一些针对性的问题,组织学生分组看书讨论,最后推荐1名代表回答教师提出的课堂问题,教师再做一个小结。多种教学方法相结合,能激发学生的学习兴趣,充分发挥学生的能动作用。

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3.指导学生开展“第二课堂”。针对细胞生物学的研究热点,给学生提供一些信息,指导他们走进图书馆与上网,选择与课程内容相关的专题进行研究,在此过程中学会主动获取知识、应用知识、解决问题;并通过自主学习、相互讨论、查找资料等获得对相关知识的进一步认识和解决问题的亲身体验,并将其研究结果或成果写成研究论文。这种变封闭式为开放式、变知识教育为能力培养的学习模式,能培养学生研究性学习的兴趣和能力,引导学生的发散思维,增强学生参与知识建构的积极性和自觉性。

三、充分挖掘学生自主学习的积极性

提升学生的自主学习能力,提高发现问题和解决问题的能力,发展创新精神,实现“学会学习”是研究型教学的重要内容。要培养学生浓厚的研究兴趣、探究精神及学习过程中的批判精神,开掘学生的创新能力,制定合理的知识结构策略,尝试相关知识的综合应用;改革抑制学生个性发展的“三中心”的传统教育模式,建立一个互动的、以学生为中心的教学过程,培养学生的自信、自主、自立精神和学生在学习中的主体作用;学会沟通、合作与分享,培养协作精神和团队精神,培养与他人合作意识及合作能力;学会利用网络收集资料、筛选分析、归纳信息资料,培养获取信息分析处理信息的能力,激活各种学习中的知识储量;提升教师对研究型学习的指导能力,建立新型的师生关系,营造良好的研究型学习外部环境。

四、全面建立课程成绩综合考核体系

1.改革考试命题方法。根据细胞生物学教学大纲,精心编制细胞生物学试题,同时向学生征集试题,从中筛选好的题型作为考试试题,以此督促学生对所学内容系统地复习。试题的内容既包括基本知识、基本概念,又涉及到主观发挥题和部分考研热点试题。试题库结构合理,知识覆盖面大,理论联系实际,对于改变死记硬背和克服考试作弊将起到重要作用。

2.改革考核形式。课程考核贯穿整个课程的学习过程。课程成绩包括考试成绩(50%)、实验成绩(30%)、平时成绩(20%)。实验考核包括两部分:(1)平时考核。根据学生平时预习、操作、实验结果、实验态度和实验报告情况,给出一个平时成绩,占实验考核总成绩80%;(2)实验技能考试。实验课结束后进行一次综合实验技能随堂考试,根据其操作情况当场给出成绩,该成绩以20%计入实验考核总成绩中。平时成绩包括上课考勤、预习、提问、作业、课程论文等情况。综合考核办法能客观实际地反映学生对该课程的学习情况,改变过去仅由一次考试决定成绩的弊端。

总之,研究型教学模式是教师在教学过程中创设一种类似于科学研究的情境和途径,使学生在教师指导下,以类似科学研究的方式获取知识和应用知识,学生通过自主学习来探讨、研究或解决某个或某些特定的问题,从而促进学生主动学习和探索学习,提高学生综合素质。

参考文献

[1]于海涛,张淑玲.提高医学细胞生物学教学质量的做法与体会[J].齐齐哈尔医学院学报,2001,(11).

[2]刘静,刘艳平等.浅议细胞生物学理论教学的技巧[J].基础医学教育,2002,(3).

篇4

关键词:贵州大学;细胞生物学;双语教学

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)19-0104-02

一、在贵州大学开展《细胞生物学》双语教学的必要性

美国细胞生物学家威尔逊(E.B.Wilson)曾经说过:“每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找”,“细胞生物学”是现代生命科学中最重要、最基础的学科。“细胞生物学”的新知识新内容层出不穷,其发展日新月异,几乎涵盖了当今生命科学研究的所有前沿热点领域,包括细胞信号转导、细胞周期调控以及细胞基因表达调控等前沿领域。它作为现代生命科学的四大支柱及前沿学科,已渗透到生命科学的各个层次,成为人们揭示生命奥秘及攻克医学难关等的重要基础,并且成为了现代生命科学中最具有代表性和国际性的课程。据统计,90%的“细胞生物学”有关的研究成果以英语方式传播,高质量的学术论文都是用英文撰写然后通过SCI期刊发表。我国由于细胞生物学科起步较晚,高等院校目前所用的好的《细胞生物学》教材也主要来自国外英文原版教材的翻译及不断的修订再版,这不可避免地存在知识滞后及新专业术语直译所造成的模糊等问题。为了将“细胞生物学”的新知识、新技术及新学说引入我国高等院校《细胞生物学》的课堂教学中,让学生直接感受和接触细胞生物学的前沿知识,使学生了解细胞生物学的最新研究进展,在高校教育中实施《细胞生物学》双语教学模式是该学科国际化不可避免的趋势,也是我国高等教育课程改革的一个发展方向。近几年,国家教育部在2001―2007年先后出台的有关双语教学文件中,高度强调在高校本科课程中开展双语教学的重要性,要求高校20%的本科课程要进行双语教学,并且明确提出了生物技术等专业需要在双语教学上先行一步。目前在全国范围内,一些比较好的高校都已经在其生命科学学科建设中开展了《细胞生物学》理论课程的双语教学,并取得了良好的教学效果。

《细胞生物学》双语教学课程能以全新的视角展现生命科学领域,拓宽学生知识面,帮助学生接触学科前沿发展,为学生选择进入各个实验室进行实习或毕业论文设计或者将来考研从事科研工作奠定良好基础。同时,双语教学还能锻炼学生以英语为工具获取专业知识,增强学生英文水平,提高他们阅读文献的能力,一举数得。贵州大学地处西部,由于师资力量、生源质量等各方面因素的限制,一直未开展《细胞生物学》双语本科教学工作,但是作为教育部在西部地区重点建设的“211”高校,贵州大学一直坚持把提高教育教学质量作为学校生存发展的生命线。因此,为了提高本科生生物科学的整体素养,培养出适应当代生命科学发展需要的应用型专门人才,在我校开展细胞生物学的双语教学是十分必要的。

二、在贵州大学开展《细胞生物学》双语教学的师资条件已经基本具备

一般认为,双语教学(Bilingual Teaching)是指采用国外具有代表性和先进性的原版教材,用两种语言作为教学媒介语言,通过学习达到掌握科目知识和语言的目的。我国目前开展的双语教学主要是指在学校中全部或部分地采用外语作为教学媒介,传授非语言学科的教学。研究发现,制约双语课教学效果的因素主要包括:双语教学师资问题,学生英语水平问题,双语教材选择以及学校双语氛围等。双语教学对老师的要求很高,既需要掌握综合运用外语的能力,又要求精通本专业知识。因此,在高校推进双语教学工作过程中,首先会遇到的难题就是该专业的双语师资不足。双语师资最好是有过海外留学经历的专业人才,现在,贵州大学开展《细胞生物学》双语教学已经具备了这个基本的双语师资条件。近几年来,学校为了提高大学的整体实力,大量引进高水平专业人才。我们学院也采取了派出去、请进来的办法,一是采取选派青年教师出国进修的方式,加快培养本院现有师资,特别是青年教师;二是通过引进人才政策,外引海外归来的博士。通过这些手段,极大地加强了我院的师资力量,如今我们院的海归博士比例与2010年相比,增加了50%。这些留学回来的教师在承担科研工作的同时,还担负了本科生的教学工作。在我们院,有实力讲授本科生《细胞生物学》课程的专业老师一共有八位,全部是博士,其中有三位教授,五位副教授,并且有六位老师有海外留学两年以上经历。这些优秀的师资人才,为我校推进《细胞生物学》双语教学奠定了坚实的基础。

三、在贵州大学推进《细胞生物学》双语教学面临的主要问题以及解决方案

2010年,我们曾在本院对另一门和生命科学相关的学科――《基因工程》进行了双语教学尝试,当时因为缺乏相关师资力量,并且没有从贵州大学学生生源的实际情况考虑,制订的教学目标太大,整体教学效果不是很理想。尽管如此,关于双语教学的首次尝试还是为后来的双语教学改革和建设奠定了相关的理论和实践基础。针对双语教学初始阶段存在的问题,结合目前我院的师资力量和学生整体水平,我们认为在贵州大学开展《细胞生物学》双语教学主要受限于学生的英语水平。

贵州大学地处西南地区,招收的学生主要也是来自西南地区,该地区基础教育水平相对滞后,大部分学生英语水平不高,这一点从历年的高考英语成绩以及以往的英语听力和口语训练情况就可以反映出来。同时,《细胞生物学》作为生命科学的代表学科,涉及的都是科学发展前沿的最新内容,对于刚入校的大学生来说,该专业课本身就有一定难度。双语教学过程中,学生的英语水平和对专业知识的理解能力是能否搞好双语教学的重要因素。根据以往中文授课的经验,在大学二年级的时候开设该课程,学生会理解的好一点但是结合贵州大学本科生源英语水平较差的情况,我们认为开展《细胞生物学》双语课程的授课对象应为三年级上学期的学生。因为这个时期,在英语水平上,大多数学生已经达到了大学英语四级,积累了足够的词汇量,口语和听力也得到了一定的训练;在专业知识上,学生已经熟悉了本专业的相关基础知识,这个时候开设双语教学,能让学生更好地理解双语讲授的学科理论知识,并较快地融入适应双语教学。

在学生英语能力较差的情况下,如果要顺利开展双语课程,对双语教师的教学方法要求就会更高。一方面,在课前,双语老师要积极引导和鼓励学生进行预习,熟悉课程中的相关英文词汇;在课后,要和学生进行沟通和交流,了解他们的真实接受程度。另一方面,每一位双语教师都需要花大量的时间与精力做课前准备,学习借鉴一些其他高校精品双语课程中的教学方法,课前进行试讲,尽量做到用简单、通俗、流利的英语讲解该双语课程。在双语课的最初阶段,笔者认为,双语教师应该把握好教学目标,不要把双语课的精力放在“外语”上,使教学走入“学外语”的误区。《细胞生物学》中文版教材的课程内容大部分是从外文研究结果中翻译编著而来,由于翻译者具有不同的文化背景、语言习惯、理解方式与处理方法,加之译文时间相对滞后,导致学生在获取信息方面不够准确、及时或加大了学生的理解难度。我们采用双语教学的目标是要通过学习英文的研究成果和内容使授课对象能更好地理解本领域的专业知识,并在理解掌握专业知识的基础上,提高学习外语的能力。也就是说,我们双语教学的目标是专业知识,而不是外语。

刚开始上课时,为了使学生能顺利适应双语,我们可以采用过渡性双语教学,强调的原则是在教学过程中逐渐增加主流语言(英语)的使用比例。在这里具体表现为:用英文展示课件,用中、英文讲解教材的教学模式。在讲解过程中对简单的内容,比如专业词汇的名词解释,可以用英文讲解;而对于复杂难理解的内容,比如细胞信号转导的原理和过程等,给予中文解释,但考试为全英文。另外,在教材的选择上,我们认为如果一开始就以原版英文教材为主,学生还没有这个能力去理解,并且原版英文教材纸质版本也比较贵,不符合大多数学生的经济情况。因此,我们选择以中文教材《细胞生物学》(瞿中和,高教第四版)为主,国外原版英文教材《Molecular biology of the cell》为辅,结合教师精心制作的全英文PPT教程进行教学。

总之,《细胞生物学》双语教学是我国高等教育适应国际发展形势的需要,是培养社会高素质复合型人才的有效途径,也是把我国高校素质教育向前推进的一个新举措。虽然现阶段在贵州大学推进双语课程还存在一定的问题和困难,但是对该课程双语教学条件和教法研究进行积极的探讨,有助于我们开展和深化该课程的教学工作,也为贵州大学《细胞生物学》双语教学从最初的探索性尝试到逐步建立双语教学的模式提供了良好的理论和实践基础。另外,随着国家对西部教育事业的不断关注、贵州大学师资人才队伍的不断建设、本科生英语水平的不断提高以及教师对该课程的不断探索和研究,我们相信,贵州大学的双语教学必将实现由量变到质变的跨跃。

参考文献:

[1]叶军.教育部双语示范课程《细胞生物学》的建设与发展回顾[J].教育教学论坛,2014,(14).

篇5

论文关键词:细胞生物学;实验教学;现状;模式改革

引言:

细胞生物学是生物科学领域的重要学科之一,是高等院校生物科学的一门专业基础课程,也是生命科学的前沿学科,在学生的知识结构体质中占有重要的基础性地位。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。因而,实验课是教学的重要组成部分,是获得细胞生物学知识的重要方法和手段。通过实验课的教学,不但可以加深对细胞生物学一些基本理论知识的理解,而且还可以得到专业技能操作训练,提高观察、分析和解决问题的能力,对更好地调动学生学习的主动性、提高独立思考能力等都具有非常重要的作用[2]。

如何使细胞生物学实验教学适应创新型人才培养的要求,是新形势下实验教学改革的一项重要而艰巨的任务。纵观这些年来西藏大学细胞生物学实验教学,存在着实验内容陈旧、实验手段落后、实验开出率低等问题,迫切需要改革,以使学生更好地适应和接近当今社会人才需求的标准。

一、细胞生物学实际课教学现状

1.实验内容陈旧。由于受计划课时、实验教学软硬件条件等限制,目前西藏大学细胞生物学实验内容多局限在传统验证水平,主要为普通光学显微镜的构造与使用、细胞显微测量、细胞化学、细胞膜通透性、细胞分裂、染色体制备等内容。以上实验内容大多缺乏综合运用基础理论、实验技能及各种检测手段和方法,缺少那些能够体现细胞生物学学科进展的新技术、新方法。这就从客观上造成了实验教学与理论教学相脱节的现状。

2.实验课组织形式单一。现行的实验教学还没有摆脱以验证理论为主,学生“照着做”的实验模式,实验方式单调,缺乏综合性、设计性实验。采取由教师按实验要求准备好所有实验过程中所有所需仪器药品,在规定上课时间先由教师讲解实验目的、原理、步骤,然后,学生按教师讲的照做,最后得出实验结果,写出实验报告。这样很少发挥学生的主观能动性,不能调动学生的兴趣和积极性,不能很好地启迪学生的创造思维,不利于培养学生分析问题和解决问题的能力。

3.实验内容开出率低。实验开出率是实际开出实验总数与计划开出实验总数之比,是衡量高等院校实验教学水平的标准之一,其高低影响着一所院校的教学质量。由于仪器不配套、材料单一、教学技术手段的开发与应用不足等原因,目前,西藏大学细胞生物学实验开出率仅达70%,与国内许多综合性大学相比,尚有一定差距,要想摆脱这种局面,任务艰巨。

4.考核内容不完善。由于西藏大学细胞生物学实验课考核独立于理论课考核,设定为考查,考查内容主要以出勤、实验报告、期末测试为主,教师主观性较大,缺乏一定的量化标准,较难反应学生的动手能力,进而影响了学生学习动力。建立完善的考核内容是保证实验教学质量的关键。

二、改革措施

针对细胞生物学实验教学中存在问题,必须进行必要的探索和改革,发挥实验课的实践性优势,最大限度地增强学生的自主性与参与性。

1.优化组合实验,调整教学内容。调整教学内容的原则是精简和提炼实验内容,以适应压缩了的课时,将重复性和单一的技术则尽可能安排到相关实验中去。细胞生物学实验中有很多单项小实验,如独立安排会占用很多学时,这是教学计划不允许的,为在有限课时内完成相应多的实验内容,可将相关单项实验组合为系统的综合性实验,如洋葱鳞茎表皮细胞为材料观察细胞形态结构和液泡系、线粒体和活体染色技术,以及植物细胞骨架的光学显微镜合并为一综合实验。又如将“人类X染色体的观察”和“DNA的Feulgen染色实验”合并。不但节约了学时,而且还便于对实验结果进行比较鉴定,这样丰富了实验内容,使学生更有效地掌握相关内容。另外,引用成熟的科学实验充实到细胞生物学实验教学,比如象细胞化学实验,用新颖、技术含量高的免疫组织化学代替传统的染色方法显示酸碱性蛋白质、DNA和RNA的实验内容。因此,通过替代、删减压缩一些相对陈旧的实验内容可以实现实验内容的优化。  2.改革教学方法和教学手段,激发学生的学习兴趣。按照教育心理学原理,学习兴趣的培养与激发,对实现教学目标有着十分重要的作用。由于上述西藏大学细胞生物学实验中存在的由教师“包办”的问题,致使学生很少去独立思考各实验环节内容。只是机械地按部就班地重复一次,尽管实验可以顺利完成,也能写出完整无误的实验报告,但由于实验材料的选择、采集、药品的配备,仪器的调试、实验方案的设计都是老师包办代替的,实验的很多环节学生未能亲自参与,处于被动的学习地位,实验做过后心中无数,更不要说分析问题和解决问题的能力的提高。针对这些问题,可采取成立实验兴趣小组,让小组成员自行选择实验材料、参与药品的调配和仪器的调试,在实验前使学生明确实验方案,特别是对师范生,通过查阅相关资料、预习实验内容等准备工作,让学生课前上台讲解,然后同学间讨论,最后由老师总结的方式,充分调动学生学习主动性,这样,不仅丰富了学生的教学方法,为以后的工作奠定基础,而且调动了学生学习的兴趣和积极性。另外,在细胞生物学实验教学中,有很多等待时间,如染色、固定、离心等,长达半个小时。等待期间学生无事可做,既浪费了时间,又不便于管理。为此,可采用初步互动手段,展示往届学生制作的效果好的和效果差的同一内容临时装片,用于与自己的进行比较。精选部分相关切片让学生观察,这样既可以有效地管理课堂秩序,又能增强对实验结果的直观性了解。同时,也利用等待时间,要求学生分析实验过程,甚至激励学生大胆提出改进的办法。帮助学生寻找问题、分析问题、讨论问题,以达到良好的学习效果。

3.积极创造条件,提高实验开出率。随着西藏大学教学科研水平的不断发展,学校对实践教学投入不断加大,实践教学条件得到明显改善,一定程度上提高了细胞生物学实践开出率。但是由于部分设备使用操作要求严、程序复杂,缺少相关零配件等原因,使用效率低,直接影响实验开出率。为此,首先必须加强对实验教师的培养,通过“请进来,送出去”的办法,对现有仪器设备进行针对性使用技能培训,察漏补缺,配备缺损零配件,使其物有所值,真正为教学科研服务。其次,加强实验材料准备工作,根据教学大纲要求,开学前明确细胞生物学实验所需材料,有计划、分阶段提前准备,采取购买,就地培育方法,通过积极与本地科研院所联系获取相关实验材料,最大限度地满足实验教学所需材料。另外,提高实验教师自身敬业精神,肯花时间、常进实验室,多研究实验方案,避免因主观原因影响实验开出率。总之,实验开出率受多方面因素影响,既要重视硬件建设,更要重视软件建设,积极创造条件,使西藏大学细胞生物学实验开出率逐步达到教学大纲规定的要求。

4.借助辅助教学手段,提高实验效果。一些具有代表性的高、精、尖科学实验技术,因受其操作严格性、技术尖端性及资金投入所限,无法在普通实验室开展。这就需要运用现代的电教手段辅助教学,通过网络或其他方法获取这些先进实验技术的电子资料,利用视频互动实验室播放,增强直观感受,激发学生兴趣。

在细胞生物学实验教学的显微微观观察中,使用视频互动实验室,此系统通过显微镜与计算机相连接,教师与学生能同时在大屏幕上观察全班学生的所获得的显微图像信息。在这一系统下,由传统的显微镜下的微观形态结构,改变为师生互动的、图像共享的教学体系,便于比较和鉴定,提高教学效果。

5.规范实验要求,完善考核内容。西藏大学细胞生物学实验考核方式为考查,独立于理论课考核,一般是以优、良、中、合格、不合格方式给学生打分,但是这样做的弊端是教师的主观性较大,缺乏科学的量化标准,较难反映学生的真正水平。因此,可采用综合测评方法。实验课总成绩由期末成绩和平时成绩两部分组成,分别以30%和70%的比例计入总成绩。期末考试采取抽签口试方式,对本学期所做实验中的一些基本原理、主要现象、操作程序等内容进行考核。检验学生对所学实验内容的掌握情况。平时成绩采用每次实验结束后当场打分,每次的累积分为平时成绩,平时成绩打分依据主要为预习实验情况、课堂实验态度、操作规范情况、课堂纪律、实验报告、课后清洁等这种考核方式,有效地避免传统的实验课考核只依据实验报告和最后的笔试成绩所带来的弊端。体现出实验态度、操作技能,避免表现好与表现不好差别不大、做与不做差别不大的情况。调动学生做实验的积极,这虽然从某种程度上增加了教师的工作量,但是能从各个方面确保实验成绩的真实性,增强学生上实验课的主动性,有效提高实验教学质量。

结语:

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[关键词]细胞生物学实验 教学方法 教学内容 教学改革

[中图分类号] G642.423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)12-0153-02

细胞生物学是生物学至关重要的一门基础学科,发展也是日新月异,同时也是一门实验性学科。理论教学可使学生掌握课程的基础知识、学科框架以及学科前沿,而实验课程的开设能使学生巩固所学理论知识,掌握该学科基本实验技能和研究方法,培养学生科学研究的思维和意识,提高学生的综合科研素质。细胞生物学实验不仅是理论课程的补充,也是整个生物学实验教学体系重要的一门课程。[1] [2]

随着细胞生物学实验技术方法的快速发展、教学条件的改善以及学生培养目标的调整,目前细胞生物学实验教学过程中逐渐出现了一些不足与缺陷。例如,课程内容较陈旧,不能与时俱进;教学方法单一,课堂气氛沉闷;学生缺乏积极主动性,教学效果欠佳等。如何丰富和更新细胞生物学实验内容,提高教学效果,达到培养创新型人才的目的,已成为摆在教师面前亟待解决的问题。

一、优化实验教学内容

细胞生物学实验内容广泛,基本实验包括细胞器结构观察、细胞及亚细胞组分离心分离技术、细胞常规制片技术、细胞染色体标本的制备及观察等,有些较综合性的实验涉及的实验技能较多,时间较长,如动物细胞培养实验等。

基本实验所需时间较短,在课程设置时可将一些同类的实验项目合并,合理安排时间,提高实验效率。细胞器的观察可归为一个实验,细胞核的分离与叶绿体的分离合并起来,有丝分裂和减数分裂染色体形态观察和分析合并等。通过这些措施,可以在有限的时间里做更多的实验,提高了效率,节约了时间。这些基本实验教学的目的是强化细胞生物学实验基本技能,掌握基本实验方法和技术。[2]

为了强化学生的基本操作能力,启迪创新意识,培养综合运用实验技术分析和解决问题的科研能力,应合理开设综合性实验,将单一验证性的实验项目整合为系统化的综合性实验。比如动物细胞的原代培养及保存与复苏这个实验,包含了原代培养、细胞计数及观察、细胞的保存与复苏等小的实验项目。

二、现代化手段辅助教学

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。在实验课中,可播放一些自己录制或购买的实验教学录像,让学生更直观、更清楚地看到整个实验过程。例如在动物细胞培养实验时,先播放动物细胞培养的视频录像,让学生了解前期准备的细节,了解动物细胞培养的过程和注意点,这样可有效地提高学生的实验技能和实验的成功率,弥补传统教学的不足。另外,随着细胞生物学实验技术的快速发展,一些重要而当前不能实际操作的实验,在课堂上可以让学生观看教学录像或网络视频资料,使学生了解其结构和用途。如流式细胞仪的使用。

通过带有显微成像系统的显微镜,将好的实验结果拍摄下来,可以对图像进行进一步的分析和长期保存,展示给学生,使学生有一个清晰、直观的认识,老师讲课的时候也更加具有针对性,内容更具体、生动。例如在植物细胞有丝分裂和减数分裂染色体形态分析实验中,学生常对典型分裂时期的图像把握不好,那么就可以拍摄该种生物各个分裂时期的图像,有针对性的讲解,学生更容易理解,也有了判断依据和标准,提高了效率。

三、逐步实施开放性实验教学,提高学生主动性

目前细胞生物学实验教学大多是验证性,学生对这种被动的、按部就班的教学方法积极性不高,难以激发其学习兴趣,效果也不理想。很多专家教授提出要打破细胞生物学实验这种传统教学模式,实施开放性教学,培养学生科研思维能力。开放性实验教学的效果毋庸置疑,但在我们的实践中以及调研其他院校后发现,开放性实验普遍存在教学时间有限、实验老师工作量巨大及需要较多实验经费等现实问题。另外,学生知识水平有限,难以把握实验难度,实验设计不够合理,往往难以获得理想的结果,有时会打击学生的学习积极性。开放性实验室的安全性和实验室日常管理等问题也是不易解决的问题。我们在实践中采用多层次、灵活的办法,适当增加一些经费和人力投入开放式教学,引导学生自己准备实验,对实验所用材料进行选择,对同一实验采用不同实验方法等不同程度的、有限的开放,达到学生积极参与的效果。

(一)实验材料自主选择。实验课中经常是一个实验内容都采用同一种实验材料,常出现个别同学实验积极性不高,参考别人实验结果的惰。有些实验内容,老师可以很方便的准备多种实验材料,学生可根据兴趣选取不同材料。这样学生会相互间进行比较,思考由于材料不同引起的实验方法和结果有哪些不同,有利于提高学习兴趣,培养科学思维能力,丰富基础知识。例如,在植物细胞有丝分裂染色体形态分析试验中准备洋葱根尖和蚕豆根尖,学生选取其中一种材料进行染色体形态观察和分析,又如在石蜡切片制作过程中,可选用植物或动物材料。[3]这样学生就会比较两种材料有什么不同,分析实验结果的差异在哪里,为什么有这样的结果。这样带着问题做实验,在实验中寻找答案,就会调动学习积极性,提高教学效果。

(二)灵活采用实验方法。在实验方法上同样可实行开放式教学,如细胞活性测定的实验中,染料排斥法、双色荧光检测法和N11检测法都可以检测细胞的死活,而三者的原理和所需的实验仪器试剂都是不同的。在实验教学过程中可以让学生根据自己的兴趣选择其中的任意一种或多种方法,只有当学生明确了实验原理、实验方法后,才可根据已确定的实验方法进行仪器试剂的选择。经过这样的自主选择后,学生对实验原理和实验方法都有了很好的掌握。

在每一个试验中,始终贯彻科学的思维方法和实验方法,对于实验指导中给出的具体的操作可做适当的调整或改变。如在植物细胞骨架的光学显微镜观察这一实验中,细胞骨架制片效果的好坏与TritonX-100的浓度和处理时间密切相关。在上课时,讲清楚在这一实验中的TritonX-100作用和原理,可以让学生分组后改变TritonX-100的浓度和作用时间,其余步骤不变,然后比较实验效果,确定最佳条件。通过这个实验,学生不仅掌握了细胞骨架的制片技术,而且能透彻理解TritonX-100的作用原理,也使学生认识到不能教条式照搬已有知识,培养其科学的思维和方法。

(三)逐步开放实验内容。依据实验内容和实验条件,从验证性实验逐渐开展不同程度的开放性实验。首先,可以让有兴趣的学生共同参与实验前期准备工作,在实验员准备实验的时间,提前通知学生,在老师指导下学生自己准备材料,如提供给学生洋葱、蚕豆,自己培育根尖,配置实验所需的溶剂等。在动物细胞培养试验中,让学生和老师一起洗培养瓶,灭菌,配置培养基等,从而提高学生的实验技能,培养学习兴趣,理解实验准备工作的繁琐,培养吃苦耐劳的品质。其次,可开放局部实验方案确定环节,培养学生的探索精神。最后,设置开放实验,可让学生自主设计实验。老师提供多个可行的实验项目,将学生分成几个小组,以小组的形式完成实验。这就要求学生主动查阅相关文献,设计实验,通过师生之间的讨论后,制订出可行的实验方案并予以实施,这非常有利于引导学生积极思考,激发学生探索欲望。

(四)课堂教学与课外科研工作相结合。二年级以上的本科生绝大多数都进入了不同老师的科研实验室,而科研实验室的开放可让部分感兴趣的同学在实验老师和科研实验室共同指导下自行设计实验,学生根据科研实验室条件和老师研究方向,查阅文献,提出实验设计方案,老师根据学生的知识结构,对选题和实验设计做出筛选,确定后在科研实验室完成这部分工作,最后做一次实验总结报告,计入平时成绩。

四、完善成绩综合评定体系

根据实验课程的特点,应对实验课全程跟踪评定,包括出勤情况,课堂纪律,规范操作,实验态度,实验结果,实验报告,劳动纪律,责任心等多方位对学生做出综合评定。[4]可分为三个方面:平时成绩,包括出勤率和课堂实验态度,操作规范情况等,培养学生良好的实验作风,激发学生学习的积极性;实验结果,实验操作能反映学生的基本实验素养与动手操作能力,主要通过考察学生的实验表现得到,对于一些操作性强的实验课可当场记录成绩并计入最后的综合考评中;实验报告,根据学生的实验报告来评定成绩,综合性实验的实验报告可以改成论文的格式,这就要求学生对实验原理、步骤、结果以及数据等做出总结,以提高总结能力。这样,才能达到使学生加深理解细胞生物学基本理论知识,锻炼学生的实际动手能力,提高实验操作技能,培养学生的科技创新意识和综合素质的目的。

[ 注 释 ]

[1] 陈媛媛,陈付学,华子仪,等.深化细胞生物学实验教学改革,探索开放式实验模式[J].教育教学论坛,2012(40):60-61.

[2] 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(4):116-119,142.

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昆虫生态学家。1949~1953年任北京师范大学生物学系教授;发表180余篇论文,出版20余本专著,主要有《昆虫毒理学》、《昆虫毒理学的新进展》等;科研成果《昆虫神经毒素的研究》获1988年国家教委科技进步二等奖。

郭毓彬(1892~1981)

生物学教育家。1928年自美国葛林乃尔学院和依林诺斯大学毕业回国。1931年任北平师范大学教授,教务委员会委员,生物系系主任。曾任东吴大学、西北联大、西北师范学院、北京师范大学教授。

胡先(1894~1968)

植物分类学家,中国植物学的奠基人,中国生物学的创始人,享有世界声誉的植物学家。1928~1952年在北京师范大学任教。毕生从事植物分类学研究,是继钟观光后的又一位大规模植物标本采集者。1948年4月与郑万钧共同发表的新种水杉震惊世界植物学界。

林(19D3~1981)

植物学家,中国科学院院士。曾任北京师范大学教授。毕生从事种子植物分类学研究,对菊科、龙胆科、旋花科及福建省植物均作过深入研究。主持《中国植物志》编写为中国植物区系研究提供了重要文献。

张春霖(1897~1963)

鱼类学家。1950~1952年任北京师范大学生物系系主任。曾任北京大学、北京师范大学理学院院长。是中国动物学会、中国海洋湖沼学会创建人和我国现代鱼类学的奠基人之一。著有《中国鲤类志》、《中国鲇类志》等。主编有《黄渤海鱼类调查报告》、《南海鱼类志》、《东海鱼类志》等。

陈桢(1894~1957)

动物学家、遗传学家、生物学史家,中国科学院院士。曾任北京师范大学教授。1952年院系调整后任北京大学生物系教授。1957年任中国科学院动物研究所所长。1933年编写的高级中学教科书《生物学》,对我国生物学基础知识的普及和生物学人才的培养,曾起过很大作用。

武兆发(1904~1957)

细胞学家。建国后,历任辅仁大学教授,北京师范大学教抵动物教研室主任。长期从事动物细胞学、生物制片学研究,创办前进生物标本馆,专于生物制片技术,创造新的制片染色方法。

孔宪武(1897~1984)

植物学家。1942年起任西北师范学院教授、生物系主任等职,兼任《中国植物志》编委会委员。毕生致力于植物分类学的研究和教学工作,奠基和推动了我国植物科学研究,受到国际学术界的赞誉。

秉志(1886―1965)

动物学家,中国科学院院士。1908年毕业于京师大学堂。中国科学院动物研究所研究员,中国近代生物学的一代宗师。组织了中国最早的群众学术性团体“中国科学社”,并刊行中国最早的学术刊物《科学》。1934年发起成立了中国动物学会,任第一届理事长。

汪仁(1912~1993)

细胞生物学家,中国科学院院士。1934年毕业于北京师范大学生物系。北京师范大学教授。发现刺激狗迷走神经中枢端后脑垂体后叶细胞发生变化,证明脑垂体中颗粒为其分泌产物;20世纪80年代以来开展了癌变原理和肿瘤细胞生物学的基础理论研究。

王文采(1926~)

植物分类学家,中国科学学院院士。1949年毕业于北京师范大学生物系。中国科学院植物研究所研究员。一直从事系统植物学种子植物研究。发现20个新属、540个新种。1987年国家自然科学一等奖和中国科学院自然科学二等奖。

郑光美(1932~)

鸟类学家,中国科学院院士。1954年毕业于北京师范大学生物学系,北京师范大学教授。长期从事鸟类学研究,在我国鸟类学研究的很多领域进行了开拓性工作。2000年获国家自然科学二等奖,2007年获国家级高等学校教学名师奖。

俞德浚(1908~1986)

植物学家,中国科学院院士。1931年毕业于北京师范大学生物系。对中国高等种子植物,特别是蔷薇科、豆科、秋海棠科的分类有广泛深入的研究。是中国科学院北京植物园的奠基者。

刘瑞玉(1922~)

海洋生物学和甲壳动物学家,中国科学院院士。1945年毕业于辅仁大学生物系。中国科学院海洋研究所研究员。系统阐述了中国各海底栖生物组成、分布、群落和生态特点,首次发现黄海冷水性生物群落,提出区系、群落区划方案。

孙儒泳(1927~)

动物生态学家,中国科学院院士。1951年毕业于北京师范大学生物系。北京师范大学教授。将脊椎动物生理生态引入我国,为我国动物生理生态的研究开创和发展做出了重大贡献。

王晓东(1963~)

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除了教材配套网站,利用TED()、开放课程等资源培养学生的听力与专业学习兴趣。每学期选取难度适中、内容生动的生物、食品相关科技、科普演讲5-6个,每个时长不超过15分钟,在课堂上播放。播放过程中分段提问,抽查学生的理解程度,并对复杂内容或句型进行讲解。学生如果感兴趣或需要,提供网址供其课外学习,教会学生使用TED网站的“Subtitle”和”Transcripts”功能。

(三)写作训练

虽然每学期安排2个课时用于讲授科技论文写作,但由于此阶段学生尚无论文写作经验且论文阅读量少,只能有个初步印象,因此写作训练还以“改写(rephrase)”为主。传授“剽窃”与“引用”的区别,帮助学生树立正确的科学道德观。在指导学生进行阅读的过程中启发、引导学生进行句型改写、词汇互换等训练;在期末考试中也安排改写相关的考察内容。

五、成绩评定

最终成绩由平时成绩(占总分的20%)和期末考试成绩(占总分的80%)组成。平时成绩的考量包括课堂表现、提问及回答问题的踊跃度、小组课堂报告的质量、PPT制作及听众响应等。期末考试为闭卷考试,考量范围包括常见专业英语词汇、英译汉、科技英语的阅读理解、段落改写等。

六、教学团队配置

《科技英语》教学模式与内容的改革也对教师提出了高要求。本课程主讲教师有留学美国八年的学习、科研经历,留美读博期间还从事了五年的助教工作,积累了用英语进行专业教学的经验,对专业英语的教学目的、教学手段和教学方法有独特的理解。在福州大学生物科学与工程学院工作6年期间,承担了《遗传学》(双语)、《细胞生物学》、《细胞生物学实验》等课程的教学工作,积累了双语和中文教学经验,摸索出一套效果良好的教学方法。教学团队其他成员长期工作在教学第一线,教学经验丰富,是省级精品课程《微生物学》和校级精品课程《细胞生物学》的教学骨干,人员配置为《科技英语》的教学开展与创新提供了保障。

七、教学效果调查

《科技英语》课程已开设两年,在课程结束时对教学效果进行不记名问卷调查(多选题),共收回有效问卷59份。59名学生中,27名过了大学英语六级考试,27名过了大学英语四级考试,平均英语水平较高。统计结果如下:

对课程开设必要性的意见。95%的学生认为开设《科技英语》课程有必要或很有必要。认为《科技英语》可以培养利用英语进行学习、交流和科研工作的能力或推动自己在专业领域得到更好的发展的学生分别占到所有受测学生数的71%和54%。

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《美国化学文摘数据库》简称CA,是世界最大的化学文摘库。也是目前世界上应用最广泛,最为重要的化学、化工及相关学科的检索工具。《美国化学文摘数据库》收录世界上150多个国家、56种文字出版的16000种科技期刊、科技报告、会议论文、学位论文、资料汇编、技术报告、新书及视听资料,还报道30个国家和2个国际组织的专利文献。收录的文献占世界化学化工文献总量的98%,该数据库是世界化学化工领域最权威的数据库。《美国化学文摘数据库》创刊于1907年,由美国化学协会化学文摘社编辑出版,CA报道的内容几乎涉及了化学家感兴趣的所有领域,其中除包括无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学外,还包括冶金学、地球化学、药物学、毒物学、环境化学、生物学以及物理学等诸多学科领域。CA特点:收藏信息量大、收录范围广。

二.荷兰《医学文摘库/医学文摘》

《医学文摘》收集内容广泛,不仅包括基础医学和临床医学,还包括与医学相关的许多领域(生物医学工程、卫生经济学、医学管理、法医学等)。创刊第一年只有8个分册,目前有42个分册,各分册的文摘统一用英语刊出,每一个分册代表一个学科。EM各分册根据其学科的大小和收录文献量来确定年卷期的多少,各分册根据文献量的多少,每年出1-4卷不等,每卷出8、10、12期不等。收录期刊达5400余种,其中属于纯医学类的有3000种左右,这类期刊中的大部分论文都以文摘形式报道;属于与医学相关学科类的有2400余种,对这类期刊的论文只选有关文章做摘录。EM与IM所收集期刊的交叉量为1700余种。是当今世界上唯一用英文出版的大型医学文摘,是世界上最有影响的二次文献之一。

三.俄罗斯《文摘杂志》(简称PЖ/AJ)

于1953年创刊。收录了全世界130多个国家的66种文字的科技文献,包括22000多种期刊、10000多种图书、6000多种连续出版物、15件发明证书和专利以及会议录、科技报告、标准等。是目前世界上引用出版物最多、报道量最大的一套文摘刊物。其所收录几乎包括了所有自然科学、技术科学和工业经济等方面的内容。

四.美国生物科学数据库(BIOSISPreview简称BP)

《美国生物科学数据库》是由美国生物科学信息服务社(BIOSIS)生产的世界上最大的有关生命科学的文摘和索引数据库。BP收录世界上100多个国家和地区的5500多种期刊和1650多个会议的会议录和报告,每年大约增加28万条记录。报导的学科范围广泛,涵盖所有生命科学内容,其中包括(不局限这些学科):空间生物学、农业、解剖学、细菌学、行为科学(BehavioralSciences)、生物化学、生物工程、生物物理、生物技术、植物学、细胞生物学、临床医学、环境生物学、实验医学、遗传学、免疫学、微生物学等。

五.《科学文摘》(ScienceAbstracts,简称SA)

《科学文摘》(ScienceAbstracts)是英国电气工程师学会(IEE)出版的检索性情报期刊。1898年创刊。供查阅有关物理、电工、电子学、计算机和控制方面的学科文献,简称SA。该刊主要报道由英国电气工程师学会的情报服务处搜集的文献,其来源包括世界各国出版的各种文字的期刊、科技报告、会议资料、专利和图书等,取材较为广泛。

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关键词 发育生物学;实验实践;教改;拟南芥

中图分类号 G642 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)10-0326-02

Research on Experimental and Practical Teaching of Development Biology Using Arabidopsis thaliana as Material

HUANG Yong CHEN Dong-hong RUAN Ying

(College of Bioscience and Biotechnology,Hunan Agricultural University,Changsha Hunan 410128)

Abstract To improve the teaching quality of the experiment and practices of development biology in higher agricultural institutions,firstly this paper reviewed the achievements of this course. And then,the content of experiment and practice of developmental biology were constructed used Arabidopsis thaliana as material. It was approved that the method brought more advantage to students.

Key words development biology;experimental and practical;reform;Arabidopsis thaliana

发育生物学是在传统胚胎学的基础上,随着生化与分子生物学、细胞生物学、遗传学等相关学科的发展和进步,形成的一门新兴学科[1]。发育生物学主要研究生物个体发育过程中的原理及调控机制,具有发展迅速、更新快等特点[2]。发育生物学是本科高年级的专业基础课、必修课。目前,国内使用的发育生物学教材多样化,而且还没有适合本科生使用的实验教材,即使有些院校开设了一些实验,但内容常取决于授课老师的研究方向,随意性较大,不够规范合理,学科和理论体系不完备[1-3]。

湖南农业大学生物科学技术学院发育生物学实验面向本部及国际学院生物科学专业,但目前为止尚无实验教材。基于已有的教学经验、本校及本院的研究内容与研究优势,以模式植物拟南芥为材料,建立“发育生物实验技术”体系,充分发挥实验课的作用与优势,不仅达到巩固理论知识的目的,而且尽量发挥学生学习的主动性,激发学生的学习兴趣和创造力,培养学生的科研能力与创新意识。项目已在我校2012―2014级生物科学专业学生中连续实施3届,取得了良好的效果。

1 发育生物学实验实践教材

发育生物学实验教材较少,常参考或借用动物胚胎学、解剖学、分子生物学、细胞生物学等课程的实验指导。适用于专业科研人员的指导书主要有吴秀山主编的《现育生物学实验指南》[4]。适用于本科教学的主要有林丹军主编的《发育生物学实验》[5],张蕾、赵洁主编的《植物发育生物学实验指导》[6]。前者包括动物发育模式的形态学观察及发育机制的实验,后者重点介绍了发育相关的分子生物学研究方法和技术,涉及植物开花、传粉、受精、胚胎发育及植株形成等不同发育阶段的细胞和分子机理。我校发育生物学实验已经开课3届,但尚未有合适的教材。

2 发育生物学实验实践内容教改研究

发育生物学是一门理论性与实验并重的学科,但目前很多学校发育生物学教学普遍存在着理论教学和实验教学相分离的问题。开设的实验课孤立于理论教学,甚至根本不开实验课,纯粹的理论教学使发育生物学变得更加晦涩难懂[7]。发育生物学实验具有涵盖面广、综合性强,发展速度快、架构不成熟,注重实验设计、实验结果不确定等特点[8]。常规实验内容主要包括模式动物胚胎发育过程观察、结构解剖等部分,与动物学或胚胎学部分重叠。董 巍等将实验分为模式动物饲养和胚胎早期发育、发育生物学常用基本实验技术、发育生物学研究中的经典和综合性实验3个层次,设计了一系列综合性实验[8]。丁乃峥等将实验内容设计成不同的模块,各专业根据需要选择性进行,实验内容涉及基础性、综合性、设计性、研究性等层次[3]。李巧峡等则以花背蟾蜍为唯一材料设计了胚胎外部形态观察、内部结构观察、不同处理对胚胎发育的影响及角膜诱导及免疫组化研究4个综合性实验,让学生根据自己基础知识及兴趣点选择相应的课题,自主完成实验设计、实施及总结过程,取得了良好的效果[9]。

植物及相关学科的研究在我校具有明显比较优势,农作物相关基础理论与应用研究在国内处于领先地位。紧密结合科研方向、发挥专业优势,构建以植物为主的发育生物学实验技术体系具有重要意义。本课题成员的研究方向包括植物开花发育、配子发育、表观遗传调控、抗性与发育等多方面,在拟南芥发育生物学领域积累了大量的经验,取得了较好的研究成果。项目组织课题组成员共同撰写实验实践教学大纲与讲义、制定教学计划、组织实施、课程考核,建立并完善课程体系。主要实验内容包括拟南芥野生型及突变体表型观察及数据统计;拟南芥配子发育的细胞学观察;载体构建及拟南芥遗传转化、筛选等。设计验证性试验2~4个,如拟南芥野生型及sdg8突变体表型观察;综合性实验7~10个,如拟南芥野生型及sdg2突变体雄配子体发育过程观察。

3 发育生物学实验实践实施方案教改研究

发育生物学实验技术实施方式与其他生物学科实验技术类似,每次实验常集中在2个或4个学时内进行,内容多为验证性。贾伟章等利用不同的模式生物开展实验教学,开设了海胆、文昌鱼、斑马鱼、蛙等相关实验教学内容,开设综合性实验,采用班级和分组教学的形式[10]。将教学实验与科研实验相结合是提高教学与科研水平的重要方式。如丁乃峥等在开放实验室的基础上,利用模块教学实现了从基础性实验到研究性实验的教学模式[3]。董 巍等在分层次实验基础上,与相关的课题组合作,将科研内容充实到实验教学中,实现将科研实验向教学实验的内向转化。同时在导师的指导下,让学生承担部分科研任务,实现探索性教学实验向科研的外向转化[8]。

传统的发育生物学实验多以大班方式进行,仅有少数学生有机会动手,效果有限。本校目前生物科学专业20~28人/班,人数相对较少,将学生进行课题分组,设置开放实验室。发育生物学实验周期长,但每次实验不全需要4课时。项目将尝试向本科学生开放实验室,在完成既定任务的基础上,学生可以自主安排其余时间。目前已有3个课题组在本实验室开展实验,并在《植物生理学报》上发表了论文[11]。

4 考核体系的改革

实验课程传统的考核体系存在考核内容局限性大、评价方式单一等问题[12]。针对之前设计的课题,以小组形式考核。成绩由3个部分构成:科研课题进展(50%)+研究报告/论文撰写(30%)+PPT/Poster汇报(20%)。鼓励学生发表科研论文。

5 结语

生物学实验教学是生物学教育中重要的教学环节,也是培养学生实践和分析能力的必要手段[13]。发育生物学是当今生命科学领域中发展最快的前沿学科之一,是现代生物学的带头学科[14]。建立健全适合我校现状的发育生物学实验技术体系,对于我校生物科学专业人才培养具有重要意义[15]。

6 参考文献

[1] 张红卫.发育生物学[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2] 彭树英,李俊,金显文.对发育生物学教学模式的探讨[J].安徽农业通报,2009,15(2):199-200.

[3] 丁乃峥,李善妮.浅论融会发育生物学知识的人体解剖生理学教学[J].生物学杂志,2011,28(1):103-105.

[4] 吴秀山.现育生物学实验指南[M].北京:化学工业出版社,2007.

[5] 林丹军.发育生物学实验[M].北京:科学出版社,2011.

[6] 张蕾,赵洁.植物发育生物学实验指导[M].武汉:武汉大学出版社,2010.

[7] 周景明,祁艳华,王爱萍.生物技术专业发育生物学教学改革与研究[J].洛阳师范学院学报,2012,31(8):66-68.

[8] 董巍,张媛,樊启昶,等.改革创新发育生物学实验教学的实践与思考[J].高校生物学教学研究(电子版),2014,4(1):46-50.

[9] 李巧峡,李保中.以花背蟾蜍为材料进行发育生物学综合性实验的设计[J].四川动物,2010,29(5):638-639.

[10] 贾伟章,余雪松,李浩明.浅谈对发育生物学教学内容与课程体系的认识[J].科教文汇,2013(9):69-70.

[11] 易吉明,黄婷,黄勇,等.小立碗藓MADS-box基因家族的系统进化分析[J].植物生理学报,2015,51(2):197-206.

[12] 彭安,向本琼,张根发,等.大学生物开放性和设计性实验教学探讨[J].中国大学教学,2007(3):55-57.

[13] 乔守怡.生物类实验教材改革的思考与展望[J].生命世界,2009(5):26-27.