细胞生物学研究方法范文
时间:2023-12-06 17:54:00
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篇1
晶状体后囊膜混浊(PCO)是现代白内障囊外摘除联合人工晶状体植入术术后引起视力下降的常见,有多种方法用于研究后囊膜混浊,但各有利弊。细胞调节系统在后囊膜混浊的形成发挥重要作用。本文就后囊膜混浊的不同研究方法及与后囊膜混浊有关的细胞生物学调节方式进行综述,展望防治PCO的前景。
【关键词】 后囊膜混浊 细胞生物学调节 晶状体上皮细胞
Progresses of researching approaches and cell biology researches on posterior capsular opacification
AbstractPosterior capsular opacification is one of the main causes of visual ability decrease after cataract extraction combined with intraocular lens implantation. Its researching approaches are various with different advantages and disadvantages. Cell regulation system plays an important role in the forming of posterior capsular opacification. The present paper reviews the different researching approaches of posterior capsular opacification and related cell biological development.
· KEYWORDS: posterior capsular opcaification; cell biological regulation; lens epithelial cells
0引言
目前治疗白内障唯一有效的方法就是通过手术来恢复视功能。后囊膜混浊(posterior capsular opacification,PCO)是白内障手术的最常见并发症。PCO的出现会引起继发性的视功能丧失,需要进一步应用激光治疗,激光治疗费用较高,术后并不是没有风险[1]。现代白内障手术保留了囊袋,囊袋由部分前囊和整个后囊组成,起到隔离房水和玻璃体的作用,大部分囊袋内放置了人工晶状体。剩余前囊膜的晶状体上皮细胞会顽固地残留,这些残留细胞会重新增殖进入裸露的前囊区域,还会侵入人工晶状体的表面,占据前囊的外表面,最重要的还会分布在原来非细胞成分的后囊。细胞的持续性分化最后覆盖整个后囊而遮挡视轴。一薄层细胞不足以引起影响视路,随后出现的有基质和细胞成分的组织会引起光的散射。如果这些变化不断加重,视力将严重受损并需手术治疗。
目前,用于研究后发性白内障的研究方法主要以下几种方法:细胞培养研究;活体动物研究;囊袋模型;活体观察;尸体眼的分析。这些研究方法各有利弊,却从不同角度为研究PCO提供了可靠的工具。
1.1细胞培养研究 这是最简单的研究方法,一般使用细胞系或从原位获取组织后原代细胞培养来分析其生长特征。这些实验能够确定哪些因子能够刺激或抑制生长。缺点是使用的细胞培养介质不是活体发生后发性白内障眼内环境,同时,培养的介质成分很大程度上不仅决定生长的速度,而且决定细胞的分子特性。例如,原位人晶体上皮细胞主要表达M1毒蕈碱的受体亚型,而人晶体细胞系HLE-B3表达M3亚型[2]。另外,在一些细胞系不表达αA-晶体蛋白,而αB-晶体蛋白和PAX6(眼主导基因)却被发现。并且,细胞培养所受到的干扰因素较大,单纯的晶状体上皮细胞培养必须加入一定浓度的胎牛血清,血清中含有多种生长因子,部分成分不明。但是,细胞系仍旧有许多研究价值,首先它提供哪些分子是有潜在研究价值的,在多大浓度下是有效的。而且,一旦被证实与更复杂的实验模型或尸体材料有相关性,这种易于获取的细胞系就是深入研究的最好体系。
1.2活体动物研究 最普通的动物模型就是兔。主要的缺点除了论理学上的考虑外,兔或猫动物体内细胞生长与于灵长类(动物) 有差别。同时,灵长类不同物种手术造成的创伤后具有不同的特殊表现[3]。另外,大多数信息只能在动物处死后检测到,不利于研究PCO发展的相关细节问题。
1.3囊袋模型 这种模型是在最近出现的,通过模拟一个虚拟的白内障手术获得,这种囊袋与活体的是一致的。囊袋培养体系需要有正常的基质,无血清条件下可生长。这类模型的一个重要方面就是如何维持囊袋的形状。一些研究组将环形结构植入囊袋内[4,5],而另一些研究组使用细针固定维持环形结构[6,7,8]。同时,可以将IOL植入到这种模型里用来研究其所起到的作用。这种模型研究方法已经应用到人[4,6,7],犬齿类动物[8]、牛的晶状体[5]上。人和犬齿动物都是接受了常规白内障手术,囊袋培养系提供了目前最直接的临床相关活体资料。国内黄瑾[9]有报道应用囊袋法体外培养晶状体上皮细胞的情况,认为可以建立较为稳定的体外环境,较为真实体现白内障囊外摘除术后的各种变化,体外培养的后囊膜上的晶状体上皮细胞的增殖、移行、皱褶形成、囊膜光散增强均与体内变化相似。
1.4活体观察 随着科学技术的发展,摄影系统已经发展到能够观察到视轴范围内的囊袋的细节改变[10,11],能够随时观察患者的病情变化。尽管这项技术目前不能提供单一细胞水平的信息,却是观察PCO进展的较好方法。
1.5尸体眼分析 这种方法有利于理解哪些分子在囊袋内出现并参与了PCO。这些分子可能有基质成分、细胞标记物及生长因子。用来分析研究的技术包括;电子显微镜、免疫组织化学、RT-PCR和ELISA。通过这种方法得到的信息可以与其他提到的实验方法相比较。这种研究方法只能提供出与PCO病变相关的致病信息,不提供哪些分子与PCO进展确切的证据。
2细胞生物学调节系统
大多数白内障手术,术后晶状体上皮细胞将粘附于囊膜下,成为发生PCO的隐患。尽管PCO的发生过程,IOL起到重要作用,但PCO的严重程度依赖于细胞调节系统的本身。参与PCO发展的细胞调节信号来源于周围环境。这些调节因子来源于晶状体细胞本身或眼内其他组织,形成了自分泌和旁分泌调节方式。这两种调节系统提供了充足的信号信息进而维持细胞的生存与生长,参与PCO的发展过程。
2.1旁分泌调节 最初人们就认识到血——房水屏障破坏后房水中蛋白质含量增高,出现炎症反应的现象。有些蛋白质仅仅在眼外伤后的房水内存在,产生的多肽与蛋白质具有强大的调节晶状体细胞的功能。大量实验数据表明有多种因子调节控制不同物种的晶状体细胞生物活性。Davidson曾报道使用含有200μg/L的转铁蛋白培养介质能够明显增加LEC细胞的生存时间[12]。碱性成纤维细胞生长因子(bFGF),能够以不同浓度使培养的鼠晶状体上皮细胞的增殖、迁移、分化速率达到最大化[13]。酸性成纤维细胞生长因子也有相似的作用,但是有效浓度要更大[14]。转化生长因子TGFβ是一种蛋白质,是参与伤口愈合和肉芽组织形成的重要生长因子之一,后囊膜混浊也是手术性创伤后机体的一种愈合反应过程,对TGFβ和PCO关系的研究一直是热门[15]。TGFβ通常存在于房水中,但多数是以隐匿的形式存在,外伤及手术刺激后其活性增加。 眼内合成的主要以TGFβ2为主,TGFβ1也能从血中进入房水中。将TGFβ加入鼠或牛晶状体上皮细胞胶原伐培养基能够诱导衬(下)层基质的收缩[16]。同时,加入TGFβ后可以诱导鼠晶体上皮细胞转化为平滑肌肌动蛋白SMA[17],这一诱导过程特异性依赖TGFβ2和TGFβ3,且效果强于TGFβ1的10倍。大多数情况下,TGFβ增加细胞外基质的生成,抑制多数类型细胞的增值,并且诱导许多生长因子如结缔组织生长因子、血小板衍生生长因子,FGF等。Wunderlich等[18]就报道了在尸体眼囊袋内存在结缔组织生长因子,这种特殊因子的表达与 TGFβ有关。
2.2自分泌调节 手术后短期内房水中的蛋白质迅速增高,在数周或数月内缓慢降低恢复正常。PCO出现后并不是需要马上二次手术治疗,这就提示在最初高血清蛋白质的条件下,PCO的不发展可以持续一段时间。这时就有可能存在另一调节系统——自分泌调节机制。由此可以推测,生长因子在正常水平的情况下,由晶状体分泌的大量的可发觉的蛋白质起到缓慢促进PCO进展的作用。Ishizaki等[19]研究鼠的晶状体细胞发现在无蛋白质培养基条件下细胞能够生存,他们也推断之所以避免由凋亡引起的细胞死亡而生存是依赖于下层基质和细胞密度。Wormstone等[7]揭示了用无血清培养基培养的人囊袋模型中晶状体细胞不仅能够抵御手术造成的破坏而且能够活跃地增殖和生长。这个重要发现揭示了晶体上皮细胞自分泌调节系统的存在。在牛、狗的晶状体细胞在类似条件下也能够生存[5]。晶状体细胞能够合成蛋白质,可能与血-房水屏障破坏后,为了适应不利的生存环境,晶状体细胞合成必需蛋白质维持其自身生存。其他的屏障系统(如血-脑屏障)破坏后,也会出现与晶状体相似的自分泌调节机制来维持生存[20]。
已有研究囊袋模型认为原位的晶状体上皮细胞是完整的自分泌系统。EGF和EGF受体在人晶状体上皮细胞表达[21]。应用囊袋培养系,能够鉴定出手术后不同时期的哪些信号成分出现,检测出它们在PCO发展中起到作用。通过RT-PCR技术研究培养的人晶状体囊袋,认为碱性成纤维细胞生长因子bFGF及FGFR1是参与潜在的自分泌途径的成分[22,23]。
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3防治晶状体后囊膜混浊前景展望
已经有多种不同方法用于防治PCO。术中行晶状体囊膜抛光可以有效减少晶状体上皮细胞的数量。但是,目前看来,通过这种方法不可能完全去除所有细胞,并且少量残留细胞可以引起后囊再生。与手术相关的技术改进主要针对眼内晶状体的创新。制备人工晶状体的材料有多种,各种人工晶状体在防治PCO发生的作用主要是由晶状体的物理特性决定的。现在认为,直角型晶状体能够形成一个屏障阻止细胞向后囊生长。这种设计方法的改进无疑对于防治后发性白内障是有效果的,但是仍不能完全杜绝后发性白内障的发生[24]。
目前有大量的药物通过体外抑制晶状体细胞的增长来防治PCO[25-29]。临床上,目前有3种方法通过药物减少细胞的增长,包括药物直接注入到前房,调整灌注液成分,调整人工晶状体成分。问题是,这些药物释放对其他组织有毒性作用,尤其是对角膜内皮的伤害。目前,释放药物的最佳途径就是通过人工晶状体,这样能便于控制药物的释放,同时局部达到较高浓度有利于原位抑制有潜在增殖能力的细胞。事实上,将人工晶状体的襻修饰上细胞毒性药物能够直接将药物释放到赤道部细胞。Behar-Cohen[26]曾经观了将FGF-皂草素复合物结合到肝素表面处理的人工晶状体后植入兔眼的效果,皂草素通过FGF与上皮细胞受体结合,并杀死细胞。这种方案出现了一些副作用,包括暂时性角膜水肿和虹膜色素沉着。药物释放系统既需要有保护作用有能够保证有用的药物释放。也有一些研究针对了药物缓释系统,这些材料通常是不透明,不能放置视轴部位,但可以应用到囊袋内张力环或襻上。
总之,用于研究防治后发行白内障的研究工作除了在人工晶体的改进方面取得了较大进步外,在研究方法上及细胞分子生物学方面也取得了可喜成绩,但还有许多问题需要解决。应用细胞分子生物学技术治疗后囊膜混浊是未来治疗后发性白内障的有效手段。
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篇2
关键词:细胞生物学;应用型;教学改革;实践
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)14-0158-02
Abstract:In order to meet the needs of the development of applied undergraduate colleges,and improve the teaching quality of cell biology,the reform of the cell biology in teaching content,teaching method and examination mode must be carried out. Teaching content should be continuously optimized,to pay attention to the combination of the theoretical teaching and scientific research and the practice teaching;teaching method should be diversified,which it could be stimulate students' interesting;reasonable appraisal way should reflect students' mastery of knowledge. Through the reform,it could improve the teaching quality of cell biology and transmit of cell biology talents with applied for the society.
Key words:Cell biology;Applied;Teaching reform;Practice
细胞生物学是现代生命科学的前沿基础学科,紧跟时展。随着新技术、新方法、新研究的不断出现,细胞生物学迅速发展,已经成为21世纪生命科学研究的重要领域,直接影响和改变着人类的生活[1]。细胞生物学也是生命科学相关专业的一门必修课程。作为应用型本科院校,以培养应用型人才为目标,为适应新形式下的教学目标要求,培养具有创新能力的应用型人才,结合自身的教学经验,对细胞生物学在教学内容、教学方法和考核方面进行改革,目前取得了一定的效果,为提高大学生素质教育和创新能力提供参考。
1 教学内容的改革
应用型本科院校以培养应用型人才为目标,通过课堂教学、实验实践教学和校企合作来培养学生的创新意识、应用能力[2]。教师在教学中,也要以应用型人才培养为理念,结合学生自身情况,在教学内容上体现应用性知识和能力的传授和培养,提高教学水平。
《细胞生物学》课程内容繁多,与其他学科交叉较多,学生容易出现思维混乱,难以抓住学习重点。所以,在与其他学科交叉的问题上,可以合理取舍教学内容。比如,细胞的统一性与多样性中关于原核生物、真核生物、病毒的介绍。由于这部分内容在《微生物学》课程中已经详细介绍过,采用以学生自学为主,课堂上不再介绍这部分内容。再比如,物质的跨膜运输、蛋白质的合成,在《生物化学》课程中都有介绍,课堂上可以采用提问的方式,帮学生回顾这部分的内容,但不再详细讲述。细胞生物学虽然内容庞杂,但也有自己的逻辑性,我们采用的是翟中和第4版的教材,本书分为17章内容,第4章至第12章主要介绍细胞的结构,内容方面或多或少与膜有关,比如细胞质膜、物质的跨膜运输、膜相细胞器、细胞信号转导、与细胞质膜有链接等,这样连起来讲解,让学生知道这些章节的共性和联系,学生就更容易理解。
细胞生物学发展十分迅速,新理论、新观点、新发现不断的涌出,为了适应时代的发展,细胞生物学的教学内容必须改革,紧跟前沿发展动态,及时将新知识传授给学生。比如,在转基因技术、细胞信号转导、细胞凋亡方面,由于新研究不断增多,在上课时,可以选择部分有代表性的知识讲解给学生听。再比如,清华大学教授施一公在细胞凋亡方面的研究,揭示了细胞凋亡通路中的一系列分子过程,这一成果已被应用于治疗癌症的新药。对于这样的实例,既能增加学生的兴趣,又启发了学生的创造思维。同时教师还可以把自己科研体会融入教学中,以科研促教学,增强学生对科研和应用的兴趣。
2 教学方法的改革
篇3
【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。
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篇4
关键词: 细胞生物学 实验教学 教学改革
“生命科学是本世纪发展最快的学科之一,作为生命科学的基础学科和前沿学科,《细胞生物学》是医学教育中重要的基础课程,与医学生后续课程的学习有密切联系,在学生的知识结构体系中占有重要的地位”[1]。“实验课是《细胞生物学》教学的重要组成部分,不仅有助于学生理解细胞生物学理论知识,让学生掌握细胞生物学基本研究技能,而且能启迪学生的科学思维,培养学生的创新意识和创新能力,对学生综合素质的发展具有直接而长远的影响”[2]。近年来,细胞生物学新理念和新技术层出不穷,涌现出了一系列具有先进性和实用性的新内容。“然而,由于《细胞生物学》不是临床技能考试的科目,因此其理论和实验的教学方法和手段长期落后于其他基础医学课程”[3],“实验课的教学从内容上和教学模式上大大滞后于理论课教学”[4]。在我校,细胞生物学是临床医学、口腔医学、预防医学、医学检验等专业的基础课。作为西部院校,由于教育经费不足,实验教学中存在诸多不适应时展的问题,如果不加以及时解决,将难以培养适应时展的高素质创新人才。为此,本文结合我校目前《细胞生物学》实验教学的实际情况,对存在的问题进行剖析,探讨实验教学改革的措施和方法。
1.《细胞生物学》实验教学存在的问题
1.1实验内容陈旧,教学模式单一
目前,我校《细胞生物学》实验课仅有12学时,由于学时少,仅开设了普通光学显微镜使用、显微测量法、生物作图基础、细胞形态结构的观察、细胞化学成分的显示和细胞有丝分裂标本的制备与观察。所开设的实验均为验证性实验,不仅内容陈旧,而且各个实验之间缺乏相互联系,造成实验教学与理论教学严重脱节,不利于学生创新精神的培养。原有的实验教学模式,还是“以教师为主体”进行填鸭式的教学。实验准备教师课前准备好实验仪器和相关试剂,上课时由主讲教师详细讲解实验原理和演示操作步骤,学生依照实验指导书的步骤完成规定的实验内容,按照教师给定的格式完成实验报告。整个过程中,学生只是被动地接受和效仿,不仅不利于对学生思维创新和能力的培养,而且也起不到应用实验教学培养学生综合素质能力的作用。
1.2教学实验设备落后
细胞生物学是一门发展非常迅速的学科,各种新技术、新方法和新仪器层出不穷。但我校目前却面临着实验设备数量严重不足的窘境,一些实验操作常常无法细化到每一位学生。另外,由于经费的原因,导致一些性能落后和老化的设备没能得到及时更新,无法开设涉及新技术和新方法的实验,严重挫伤了学生学习的积极性。
1.3考核评价体系不够科学
实验考核成绩以教师评价打分为主,以实验报告的成绩来评定,而对学生实验过程中的实验设计、实验方法和操作技能几乎不涉及,这种单一的评价方式无法避免教师单边倾向,忽略了实验过程中形成性评价,难以客观公正地评价学生的学习效果和学习主动性,不利于学生实验操作能力和科研创新能力的培养。
2.细胞生物学实验教学改革思路
2.1精选实验内容,改变单一教学模式
对原有实验教学内容进行认真筛选,剔除重复和过时的实验项目,补充反映学科发展前沿的新实验,增加实用性、设计实验比重,内容不断补充完善。把与《细胞工程》实验重复的“细胞的原代培养”和“培养细胞的观察、记数及活力测定”删除,结合学科发展,增设设计性实验“应用细胞融合技术制备染色体提前凝集标本”及“细胞凋亡的诱导与形态学检测”,鼓励学生在设计性实验项目下进行大胆创新,开拓新的实验项目或课题。实验课采用多种教学方法调动学生主观能动性,如:设计性实验前安排学生自己配试剂,授课过程中综合运用多种教学方法,如:启发式、PBL模式、互动式展开教学,引导学生对实验进行分析,甚至改进实验方法和实验步骤;启发学生寻找问题、分析问题和解决问题,激发学生自主学习和探究学习的积极性。
2.2建立实验网络教学辅助平台
多媒体具有形象、逼真和直观等优点,一些难以观察清楚的现象、难度较大、不易开展的先进性实验,借助多媒体可以使其生动活泼、形象和直观地表现出来。细胞生物学发展的日新月异,让反映细胞生物学现展水平的实验,通过多媒体技术,将实验操作过程拍摄成录像,将实验结果拍摄成彩色显微图片介绍给学生。此外,通过网络收集或购买光盘资料,能获取一些具有代表性的高、精、尖实验技术的资料,用于构建实验网络教学辅助平台,开辟一个资源丰富的开放式网络教学平台,拓宽教学的时间和空间。网站内容包括实验大纲、实验内容、实验教案、多媒体课件、实验视频、练习自测实验动画、实验图片和虚拟实验等,扩大了实验教学的信息量和覆盖面,为学生提升实验技能和从事科学研究打下良好基础。
2.3完善考评体系,全面提高教学质量
作为实验教学过程的重要组成部分,科学地进行考核是提高学生学习积极性和保证教学质量的重要手段。考评体系应全面反映学生的实验态度、操作技能、实验过程中解决问题和分析问题的能力。为此,将实验考核细化为平时成绩(包括出勤率、实验态度和课堂表现等)、实验报告、设计性实验的实施和实验综合技能考试三大块,比例分别为20%,15%,25%,40%,实验考核成绩占总成绩的40%。这样,不仅可以加强学生对实验的重视程度,而且可以促进学生动手能力和创新能力的培养。教师在第一次开课时就将实验考核方案告知学生,使学生明确考核的评分标准和课程的最终评价体系。在教学过程中,任课教师还根据不同阶段的教学要求,灵活运用课堂讨论、实验报告、设计性实验等多种方式,了解学生的学习情况及存在问题,让考核贯穿全程,从而使实验课程考核向注重能力考核转变,使学生更加注重平时的自主学习。
总之,实验教学是《细胞生物学》课程不可缺少的重要组成部分,要构建适应时展的西部医学院校《细胞生物学》实验教学体系,就必须充分调动学生学习的主动性和积极性,充分发挥实验课教学的优势与特点,为培养适应时展的高素质医学人才创造条件。
参考文献:
[1]李士怡,董秀,王守岩.《细胞生物学》实验教学改革研究[J].辽宁中医药大学学报,2009,11(5):254-255.
[2]张盛周,陆卫.细胞生物学实验教学的改革[J].实验室研究与探索,2009,28(5):107-108.
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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。
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[关键词]细胞生物学;医学检验;实验教学;教学改革
[作者简介]黄蕾(1983—),女,江苏赣榆人,本科,实验师,研究方向为实验教学;王芳(1974—),女,江苏扬州人,博士,教授(通信作者),研究方向为免疫学。
[中图分类号]G640[文献标识码]A[文章编号]1674-9324(2020)37-0383-02[收稿日期]2019-12-17
细胞生物学作为当前生命科学领域中最活跃、最富有发展前景的学科之一,细胞生物学的研究方法、技术在医学基础科学研究中处于重要的地位[1]。南京医科大学医学检验技术专业在基础医学阶段开设了细胞生物学这门课程,侧重讲授了细胞生物学理论知识,然而在专业课学习阶段,很多学校并没有开设细胞生物学实验技术这门课程,大多数高校认为细胞生物学实验技术对于临床常规检验工作无直接关联,且开设这门课的硬件和软件要求都较高,对于本科阶段的学生没有开设的必要性。
南京医科大学医学检验学系自2001年招收本科生以来,一直关注学生动手实践能力的训练,拓展学生的知识面和毕业后的就业广度。在此过程中,我们发现越来越多的学生对科学研究充满兴趣,本科毕业后进入科研机构、研究室以及升入硕士研究生阶段的学生比例逐年递增。细胞生物学实验技术是一门与生命科学密切相关的基础研究手段,因此,我们认为开设细胞生物学实验技术这门课很有必要,并且在专业发展的十几年里不断学习,总结经验得失,改革教学的内容与形式,使得课程设置更具有科学性,让学生在最精简的课时里获得最优化的教学效果。
一、改革经验
本学系自设置细胞生物学实验技术课程后,经过十几年的教学实践和探索,总结出以下几方面的教学经验:
(一)教学模式的改革,培养学生的科研思维
运用科研思维可以让学生更深入地了解科学,增加学习热情,明确发展方向,提高教学效率,让实验内容由验证型向研究创新型转变[2]。本学系实验室是“江苏省医学检验学实验教学示范中心”“中央与地方共建高校特色优势学科实验室”及“江苏省高等学校特色专业建设点”,不仅承担本科生的实验教学,还承担了硕士、博士研究生的科研培养。同时,本学系采用的是“系科合一”的模式,即医学检验系设在南京医科大学第一附属医院医学检验学部,检验专业主干课程的老师多来自临床检验一线医生和技术人员,师资力量雄厚。但是考虑到每年的本科生人数较多,而传统意义上的大课教学特别是实验教学无法兼顾到每个学生,不利于引导和挖掘在本学科上有特长的学生。因此,我们在教学模式上进行改革,将本科生教学和研究生教育结合起来,相互促进。具体做法:将本科生划分为每四人为一小组,让硕士研究生以教学助教的身份参与到实验课带教中,形成一个学习小组,指导本科生查阅细胞生物学技术方面的文献,指导学生实验操作,引导学生的科研思维。研究生在助教的过程中也得到了锻炼和成长,促进教学相长。
(二)以细胞培养技术为主体的实验课内容改革
细胞培养技术是细胞生物学研究的基础,因此我们将细胞培养技术作为细胞生物学实验技术实验课程的主要内容。我们在多年的教学过程中,根据学生的反馈以及相关学科的融合,不断改革与调整课程内容,形成了现在的实验教学课程体系。在此体系中,包含了细胞提取、培养、换液传代、冻存复苏、细胞融合和单抗制备技术,由浅入深展开,有助于学生以后在科学研究方向的发展。
(三)建立细胞生物学实验技术特色的考核评定模式
实验考试是考核学生掌握实验知识与技能的一种手段,是检查教师教学工作、了解教学成果、总结教学经验、改进教学方法的一个重要途径[3]。以往的实验教学考核主要根据最后一次的实验考试成绩及每次实验报告分数来评定,导致难以调动学生的学习积极性与主动性,并且一次考试的成绩存在偶然性,不利于考查学生对知识、动手操作技能的掌握程度。因此,我们采用“全程考核”的模式动态考核学生的学习成绩,这样的考核模式更全面客观,更具公平性。具体做法:将实验考核成绩分为三个部分,第一部分,以学习小组为单位,由研究生助教根据每位小组成员在每次课程学习过程中的表现打分,再结合每位成员的细胞生物学方面的文献汇报评分,最终评定一个分数;第二部分,分为实验理论知识答题和实验技能考核两个部分。以随机抽题的方式回答两个问题,老师根据学生的回答情况评分。同样以随机抽取的方式让学生抽取一个实验操作试题,老师根据学生实验操作的流程是否规范以及操作的手法是否流畅来评分,最终将这两个分数汇总评定为实验考试分;第三部分,学生平时表现分,包含考勤、课堂回答问题、动手操作情况及实验报告评分等。汇总这三部分的考核分即为学生的实验课成绩。通过多样式的考试模式,能较客观地反映学生的学习成效,调动了学生的自主学习兴趣,同时也丰富了教学形式,课程中充满了挑战和趣味性,学生对我们的课程反馈良好。
二、改革成效
我们在数年的教学过程中不断总结,在教学改革中取得了一定的成果。我们以细胞培养技术为切入点,让参加的学生参与导师的课题研究,这样的形式非常有助于我们发掘科研的好苗子,近年来我们有多名学生在本科阶段申请到学校《大学生创新实验》课题项目,发表SCI论文以及获得发明专利,取得了许多教学成果[4]。我们的本科学生经过训练,在研究生招生面试中更具竞争力,近年来保研、考研的人数逐年递增,导师们对学生评分很高。
三、改革方向
通过多年的努力,我们在课程教学改革中取得了一定的成果,未来我们将在以下几个方面推进教学改革。
1.针对课程内容较单一现状,将进一步提高实验课时比例,而理论课课时的不足将通过引导学生上网课、微课以及开选修课的形式来补充。
2.与学校医学模拟中心合作,尝试开展新型的虚拟实验的教学形式,便于我们开设那些现有实验室条件下无法开展的实验课程,丰富我们的教学形式和教学内容。
3.通过调查发现,本专业细胞生物学实验技术这门课各高校开展情况不同,并且缺少统一的教材,我们希望推广这门课,并联合其他院校一起制定适合本专业的材。
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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
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中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2017)10-0028-03
“细胞生物学”是生命科学的基础学科,也是前沿学科,是教育部规定的生命学科各专业学生必修的7门主干课程之一[1],在生命科学教育中占有核心地位,近年来,随着新的仪器设备、先进手段的应用,尤其是细胞生物学与医学、分子生物学、神经生物学等学科的相互渗透及交融,已成为21世纪生命科学的重要研究领域[2]。商洛学院作为地方应用型本科院校,以培养应用型人才为目标,在细胞生物学教学中不断更新教育观念,钻研新的教学方法,也取得了一点成绩,现就该课程建设实践与经验进行总结探讨如下。
一、商洛学院细胞生物学课程发展的历史沿革
追溯商洛学院的办学历史,它经历了专科和本科两个阶段。在专科教学阶段,商洛学院创办的生物类专业先后有生物教育、生物技术及应用,“细胞生物学”作为该专业的基础课、必修课,在该专业的人才培养方案课程体系中起着重要的作用,课程教学共设54学时,其中课堂教学36学时,实验教学18学时,这一阶段的教学活动都是以教师为中心,学生在教与学的过程中是被动地认知信息的接受者。这种教学方式,往往忽视学生主动获得知识的潜在能力和理解知识的差异性,以及发展知识的创造性。这种传统的“讲授式”教学模式虽然在教学中统一了大纲,确定了标准,规范了教学制度,但同时也阻碍了学生个性的发挥,忽略了学生积极思维的发展,不利于面向21世纪的高素质应用型人才的培养。
2006年2月经教育部批准我校升格为本科院校,同时更名为商洛学院,2011年起成为省市共建高校,2014年被陕西省教育厅确定为向应用技术大学转型发展试点高校。随着商洛学院学科发展、人才能力培养需求及现代网络技术的冲击,原先知识体系、师生互动模式、考核方法等方面已不能满足课程教学要求和学生学习兴趣要求。伴随生命科学的发展,细胞生物学课程内容也出现了调整,教学重点从过去对细胞形态结构与功能定位的描述,转移到细胞重大生命活动及其分子机制的研究上来。这种课程内容结构的转变和对新时期人才能力培养的要求致使“细胞生物学”的教育教学改革势在必行。目前商洛学院生物类专业“细胞生物学”课程教学共设72学时,其中课堂教学36学时,研究性教学课程论文18学时,实验教学18学时。特别是对于新建地方本科院校而言,目前能充分体现应用型人才培养目标和以能力培养为核心的人才培养规格的研讨式教学模式的更新更加迫在眉睫了。
二、细胞生物学精品课程建设的意义
2003年,教育部在全国高校启动精品课程建设,其目的是为了切实推进教育创新、深化教育教学改革、培养创新型人才[3]。而商洛学院作为应用型本科院校,主要培养具有创新能力和实践能力的应用型人才,目的是面向地方,服务于地方区域经济社会发展。在教育教学过程中,商洛学院自升本以来不断修订完善人才培养方案,通过教育教学改革,促进学生了解学科前沿和热点问题,培养学生的自主学习能力,提高学生分析、解决问题的能力等,保障新时期对创新型人才的需求。
“细胞生物学”是现代生命科学的三大基础之一[4],而细胞的研究既是生命科学的出发点,又是生命科学的汇聚点,著名科学家E.B.Wilson在1925年就曾提出:“一切生命的关键问题都要到细胞中去寻找”[5],因此,建立好细胞生物学理论与实验的学科基础,从显微、亚显微、分子水平,从细胞系统化、动态化的角度认识生命和生物科学,为后续课程的学习打下良好基础。
然而在教学中,我们发现地方高校“细胞生物学”教学模式陈旧,学生只知道听、记、背,这种“灌输式”的教学模式已经不能满足现代社会对创新型人才培养的需求,呈现出学生学习积极性不高、自主学习能力不强、所学知识不能紧跟时展等问题。同时,本课程内容多、抽象难懂,又是一门前沿性学科,在教学上既要保证学生对基础性知识的掌握,又要尽可能地介绍新的理论和方法,让学生了解本学科的前沿动态,更好地达到应用型人才培养的目标。为了解决地方高校“细胞生物学”教学过程中产生的诸多问题,培养学生的学习兴趣,提高教学质量,我们就有必要建立“细胞生物学”精品课程。
课程建设与改革是提高教学质量的核心,也是教学改革的重点和难点,而“细胞生物学”精品课程建设能在很大程度上改善学生的学习条件,提高学生的学习热情,塑造良好的学习氛围,提高教学质量。通过精品课程建设,教师转变了教学理念,改进了教学方法,创新了教学模式。精品课程建设也是地方高校深化教育教学改革的一项重要任务。
三、细胞生物学精品课程的主要特色
(一)以“学生为主体、教师为主导”创新教学模式
教学改革的一个重要趋势是教育工作者要以人为本,促进大学生全面发展,尤其是注重从知识的传承向能力的培养的转变[6]。“细胞生物学”教学紧跟学科发展趋势,在近七年的教学中,课程组成员积极改变传统的教学模式,在教学中践行了“以学生为主体、教师为主导”的研究性教学模式。
为了充分调动学生的积极性,提高教学质量,课程组成员不断修订人才培养方案,调整教学大纲,在教学内容中增加了合作研讨教学环节,从已授理论课的重点内容中提炼一些具有综合性、趣味性、争论性的讨论话题,并将其作为合作讨论式教学的论题,如线粒体与阿尔兹海默症、p53与衰老的关系、细胞膜与癌症等,通过学生查阅文献及自主学习,使学生能自主参与知识的获得过程,有利于学生实践能力和创新能力的培养。
本次改革分别以商洛学院生物技术、生物科学专业学生为对象,进行了五轮合作讨论式教学的尝试。教学过程分两部分,即大班上课和小班讨论,在大班上课中,由教师讲解本课程的基本理论,而针对一些具有共性意义的重大问题或热点问题所涉及的“细胞生物学”知识及前沿动态进行小班讨论,有效地培养了学生的自主学习能力、团队合作精神,促进了学生个性的发展,对学生综合能力的培养起到了较好的效果,对于以应用型人才培养为目标的其他高校生物类专业的“细胞生物学”教学和其他专业课教学也具有一定的借鉴意义。
(二)以“教学奠基科研,科研反哺教学”培养创新人才
高校的根本任务是人才培养,人才培养的质量是衡量一所高校教育教学水平的一个重要标志,也是高校生存和发展的唯一途径。只有将科研成果转化为教学资源并融入教学实践,才能弥补课堂内容的不足,实现教师的专业化发展,形成专业特色,培养创新型人才,进而提高课程教学团队的整体水平,实现“以教学奠基科研,科研反哺教学”的目标。
近年来,课程组成员能结合地域资源特点,积极申报科研项目,将科研成果及学科前沿动态融入教学。同时,通过鼓励学生积极参与教师科研项目、大学生科技创新项目及课外实践活动等多种方式对学生进行科学素质培养和创新思维训练。这种方式极大地促进了课堂教学的延伸,显著地提高了学生的创新意识和创新能力,涌现出了一批优秀的学生。近年来,在学生毕业论文选题中与该课程相关的论文题目每年平均占该专业的26.7%,整体上反映了学生良好地掌握了基础理论、专业知识和应用知识的能力。从近三年生物技术专业学生考研情况来看,以该课程作为专业课的学生平均每年占考研上线率的46.7%。
(三)以“理论联系实际,技术支撑产业”服务地方经济
服务地方经济社会发展是推动高校科学发展的一个重要方面,也是商洛学院响应转型发展的一项重要职能。随着大学从“精英教育”向“大众教育”发展转型和地方经济发展对人才需求的增加,这一职能显得尤为重要。
为了适应新形势的需要,拓宽学生的知识面,提高学生的实验操作技能,培养学生的创新能力,更好地适应社会对人才的需要,本课程组依托商洛学院生物学优势学科和GAP科研工程中心,结合地方资源和产业特点,积极申报各类科研基金项目,利用“细胞生物学”中的核心技术开展了五大商药、秦岭野生兰花、秦岭高山杜鹃等研究,为相关产业的发展提供技术支撑和服务平台。同时,这也是商洛学院面临转型发展,根植地方行动的重要举措。
(四)注重实践教学,提高学生的综合素质
实践教学是“细胞生物学”教学中不可缺少的环节,2014年,商洛学院成立生物医药与食品工程学院,为促进细胞生物学学科发展,我们对生物技术及生物科学专业的人才培养方案进行了调整,坚持以先进的教学理念为指导,改造传统的以依附和印证理论为主的实验模式,建立以能力培养为主线,分层次、多模块的实验教学体系的基本框架[7]。课程实验内容分基础性实验、综合性实验和设计性实验三个层次设置实验项目并实施。如:学习完细胞融合知识后,完成鸡血细胞计数与PEG诱导的细胞融合实验项目,使学生明确细胞融合的原理及方法。学习完线粒体结构及功能后,进行线粒体的超活染色与观察,明确细胞器的超活染色技术;学习完植物组织与细胞培养知识后,让学生查阅文献,自行设计实验方案,撰写实验论文。
教学方法上采用统一模式、开放模式和导师模式等多种方式。教学手段上,充分发挥现代化教学手段在实验教学中的作用,使实验课程和实践教学资源陆续上网。建立多种实验考核方法,统筹考核实验过程与实验结果,激发学生实验兴趣,提高实验能力。采取平时成绩同期末考试成绩相结合的办法,严把毕业论文关,鼓励学生在实验中有所创新。
实验教学加深了学生对课程理论知识的理解,也激发了学生的专业学习兴趣。近年来,依托本区域优势、特色资源,结合生物技术学科领域的发展,主要侧重于“细胞生物学”实践应用方面的选题,大部分选题结合教师科研或来自生产第一线,有较大的实用价值或参考意义,有一定的创新性。
(五)应用现代教育技术,提高教学效果
“细胞生物学”属于生命学科领域的课程,授课内容和知识点存在客观、微观和抽象等特点,因此,国外许多教学机构很早就开展了将深奥难懂的理论知识以直观、形象的方式呈现出来,尤其需要现代多媒体技术辅助教学[8]。该技术以其大信息量、文字、图像、声音多形式的信息传播方式,在课堂教学中越来越受到重视。“细胞生物学”的教学内容中包含许多细胞和亚细胞精细结构,功能原理复杂、抽象难懂,尤其缺乏动态的机理解释,这使得原本客观实际的文字介绍,在初学者眼中变得抽象而枯燥,学习效果差,学习兴趣不高。多媒体技术,可以将文字、图片包括其中,使教学内容图文并茂,专题视频形象生动,使学生对细胞的微观构造产生直观的认识,如细胞内部结构视频、细胞功能动画、细胞重要生命活动相关图片、视频等。“细胞生物学”课程组通过近年来教学实践的积累,已完成全套“细胞生物学”课堂教学多媒体课件及收集到相关章节的视频及动画,使“细胞生物学”知识由抽象变具体、由静态变动态、由微观变宏观,有助于提高学生的学习兴趣,加深学生的理解和记忆,增强教学效果。
“细胞生物学”网络课件就是用于辅助学习的网络资源。近年来,课程团队致力于相应课件、电子教案、习题集和专题视频的收集、制作与更新,补充完善和充实了课程网络资源。为了使初学者能尽快熟悉课程教学组织形式,把握学习重点,做好课前准备工作,网络平台还专设了研究性教学单元模块,包括研究性教学题目来源、近年来小班课组织形式、学生汇报ppt、自主学习报告等内容,便于师生有效地开展教学活动。
根据历年来生物技术专业部分学生的考研复习需求,网络平台还增设了考研专题模块,涉及相关学校的考研信息、电子图书、历年考研真题等资料,反响良好。为了便于自学和师生交流,不断提高课程网站建设质量,拓宽服务面,网站系统开通了信箱答疑和在线沟通平台。
四、细胞生物学精品课程的建设成效
篇9
关键词:医学细胞生物学;实验课;创新
中图分类号:G642文献标志码:A文章编号:2096-000X(2018)02-0027-04
細胞是生命的基本单位。医学细胞生物学作为一门基础医学的基础课程,具有非常重要的地位[1]。医学细胞生物学是一门实验性很高的学科,实验课的教学在该学科的教学工作中占据着重要的地位。目前,在医学细胞生物学实验课教学的过程中出现了较多的问题,导致学生的实践动手水平不高,独立思考能力欠缺,普遍都缺乏创新意识及科研精神。
如今,国家提出了培养创新型人才的战略。当代大学生应该是具有较强的科研创新意识、较好的自主学习能力以及较高的实践动手水平的优秀人才。而这也对我们现在的高校教学工作提出了较高的要求。
针对目前医学细胞生物学实验课教学中出现的种种问题,我们医学院校的教师应该本着为国家培养创新型医学专业人才的教育理念,以重点培养学生的创新精神及动手能力作为重要切入点,对如何创新医学细胞生物学实验课的教学进行探究。
一、医学细胞生物学实验教学存在的问题
(一)教学内容更新滞后
目前,在医学细胞生物学实验课的教学工作中产生了这样那样的问题,其中教材内容的滞后是一个大问题。学生们接受知识的主要途径就是教材与讲义,然而目前教材内容的老旧已经成为了阻碍教学发展的重要羁绊。
在目前传统的高校医学教学工作中,医学细胞生物学实验课并不是一门单独的课程,而是从属于细胞生物学理论课的附属内容。所以这就容易使学生产生“重理论、轻实验”的心理,而不好好上实验课。
另外,目前大多数院校的医学细胞生物学实验课的内容都较陈旧且单一,缺乏前沿技术与先进知识。大部分实验都只是验证性的实验,实验理念落后、实验步骤固定、实验结果单一。因此,学生们也就只是“比葫芦画瓢”,完全按照步骤完成。这样的实验课内容缺乏探究性与新颖性,学生们的实验积极性不高,参与度也较差,很难保证教学效果。
(二)教学模式单一贫乏
在传统的医学细胞生物学实验课教学中,实验之前的所有准备工作都是由实验老师完成的,包括调试实验所需的仪器设备、制配实验所需的试剂药品等。学生们并不参与实验前的准备工作,对仪器设备的使用不熟悉,对药品试剂的制配不了解。
另外,实验课授课教师也会在实验前的讲解环节针对实验中的实验步骤、技术方法、注意事项等进行详细的讲授,并且会亲自为学生们进行正确规范的实验操作演示。学生们在接下来的亲自实验过程中,只能是机械的模仿刚才授课教师的操作动作,照猫画虎,完全没有自己的思考,缺乏创新。
传统实验课教学模式的简单化、程序化,带来的结果就是实验步骤的僵固化、实验结果的统一化。这导致学生们在很大程度上失去了很好的机会去参与到整个实验过程,也就不能更好的启迪激发学生的创新意识,不能帮助提升学生的发现问题、分析问题及解决问题的能力。
(三)教学技术方法老套
除上述问题,医学细胞生物学实验课教学技术方法沿袭传统的现象也非常严重。陈旧的教学方法就是简单的讲解式教学,即教师在讲台上讲,学生们在台下听,缺乏老师与学生之间的交流。
这样老旧的教学方式较大程度上削弱了对学生发现问题能力的训练,同时也扼杀了对学生思考问题能力的培养,抑制了对学生科研创新能力的提升。
目前,信息技术高速发展,这为现代教育的发展提供了良好的契机。众所周知,信息技术具有全天候、开放性的特点[3]。利用这一特点,现代化的“网络教学”能打破传统教学方式的种种局限,可以使学生前所未有的开拓视野。
利用现代信息技术的网络教学已经在一些学科领域中稳步的向前发展,也包括医学教育。在医学细胞生物学的实验课方面,国外有些院校已经开始尝试这一先进的教学方法。不过在我国,目前由于种种条件的限制,在医学细胞生物学的实验课教学方面,先进的网络教学并没有得到大范围的普及。
二、创新医学细胞生物学实验课教学
(一)创新实验教学方法
1.讨论启发式教学
讨论启发式教学是一种新颖的教学方式。授课教师通过这种教学方法可以让学生积极的参与到课堂教学中来。
这种新颖的教学方法要求教师在讲课时要注意做到“精、简、新、活”[4],即将重要的知识点进行精讲,非重要知识点则简要略过,同时需要将书本理论知识与当今社会的热点事件相结合,并在教学过程中穿插一些探究性的问题,这样便可以在调动课堂气氛的同时也能让学生们彼此启发,相互讨论,主动地去发现问题并思考问题,充分的让学生发挥主观能动性,真正的在课堂教学中占据主导地位。
在医学细胞生物学实验课上,任课教师可以将学生们分组,并在实验开始后组织学生实验小组对实验过程中出现的所有问题进行讨论,包括实验仪器的使用、实验试剂的配置及实验操作的实施等。另外在实验的过程中,教师可以要求学生适当改变实验的一些条件,例如仪器、试剂、方法及步骤等。然后在实验结束后,教师可以针对学生所有的实验结果讨论并进行讲解。
通过这种启发式教学过程,学生能在学习过程中充分展现出自觉性及主导性,并能极大程度的锻炼自己发现问题及解决问题的能力。另外,任课教师也能通过这种教学方式充分的启发学生的创新意识及探索精神,而这也是他们日后在工作中所不可或缺的。
2.开放发散式教学
在传统的教学过程中,任课教师将实验步骤、实验方法及最终的实验结果都告知学生。学生们在实验前缺乏预习,在实验课上也只是按照老师给定的实验步骤及方法,按部就班的去验证正确的实验结果,缺乏主动性学习。
开放发散式教学能较显著的改善上述不足。开放式实验课教学包括实验内容、实验材料及实验方法的开放。在开放式实验课上,学生们并不再是简单的重复验证实验,而是被允许参与实验的全部过程,并可以通过查阅资料对实验材料、实验步骤及实验方法进行适当的调整。
通过开放式的实验课教学,学生们的学习积极性被极大的调动起来。学生们通过充分参与实验,主动思考能力、实际动手能力以及独立解决问题的能力均能得到较大的提升。
3.科研思维式教学
科研思维式教学,是指以培养学生的科研思维能力为目的,授课教师在实验课的教学过程中引导学生在遇到问题时能主动思考,并以一种积极探究、创新探索式的态度对出现的问题进行批判性的分析研究。
授课教师在完成正常教学任务的前提下,可以吸纳一些学有余力且对科研比较有兴趣的学生组成学习小组,并根据自己的研究课题设计一些难度适中、可行性强且与医学细胞生物学这门课程有紧密联系的实验来让这些学生完成。同时,教师也可以让学生根据当前的细胞生物学领域的研究热点,自己设计并实施一些有研究价值的实验。
通过这样的科研式实验课教学,学生们可以尽早接触到求实严谨的科研训练,能够极大程度的提高创新意识,激发创新能力。
(二)创新实验教学内容
1.科学调整基础实验
医学细胞生物学实验课中的基础实验是必不可少的。学生们通过基础实验,可以了解仪器的使用方法,掌握基本的实验技术。熟练掌握基础实验技术是以后进行科学研究的重要保障。任课教师一定要让学生认识到打牢基本功的重要性,要让学生明白掌握基础实验技术是以后进行科研工作的根本。
为了适应学科发展,提高学生综合素质。在基础实验的课程编排中,可以适当的删减一些学习过的或是过于简单的实验内容,例如在中学阶段就学习过的观察细胞有丝分裂各时期的洋葱根尖表皮细胞的制作实验。当然,在删减实验的同时,应当保留在医学细胞生物学实验中具有代表性的实验内容,如:显微镜的使用、细胞培养、细胞冻存、细胞复苏及细胞融合等。
在对实验内容进行删减的同时,我们也应该适当的增加一些实验,如显微显影技术。这项技术在现代生命科学的研究中经常使用到。医学生在掌握基本细胞培养技术的同时,也应该学习掌握细胞活力测定、细胞计数等技术方法[5]。
2.合理增加综合实验
任课教师在医学细胞生物学实验课的排课中,除了安排必要的基础实验,同时可以合理增加一些综合性实验。综合实验的设置是对实验课程教学要求的提升,也是对基础实验教学效果的检验。
学生们通过综合实驗,不仅可以巩固基础的理论知识及基本的实验技能,而且可以拓展学术眼界、培养科研精神及提高综合能力等[6]。
需要注意的是,综合性大实验的周期较长且较为复杂。因此任课教师应该合理审慎的安排综合实验的时间。
目前,我们系在医学细胞生物学的实验课教学上,已经部分的开展了细胞传代培养及增殖动力学检测的综合实验,共包括四部分:细胞的传代培养、生长曲线的测定、有丝分裂指数的测定以及克隆(集落)形成实验。通过该综合实验,学生能够将孤立的实验技术有机的串联整合,进而提升创新思维能力及综合科研素养。
3.适当开展创新实验
创新性实验,是指通过先进的实验技术手段对某领域进行探索性开创性的研究,是建立在基础性实验及综合性实验之上的对任课教师与学生都有着更高要求的实验课教学。
在创新性实验课教学中,任课教师确定研究方向及具体课题。学生查阅文献资料,确定并撰写研究方案。然后教师对实施方案进行检查论证并对学生后续的实验操作进行全程指导,最后对学生在项目实施过程中的表现予以评价。
通过创新实验的实施,学生能够学习并掌握先进的实验技术方法,提升科研素质及创新意识,同时也能提高自己的综合能力,包括查阅及翻译文献资料、撰写及论证研究方案、发现并解决科学问题等[7]。
目前,我们系已经开始在本科生的医学细胞生物学实验课教学中尝试开设有关流式细胞技术在生物医学研究中的应用的创新性实验,包括实体瘤组织细胞周期检测、细胞凋亡检测这两部分内容。通过该创新实验,学生能够掌握先进技术、提升学术素养、提高创新意识并增强科研能力。
(三)创新教学管理模式
1.学生角色的合理提升
学生可以参与医学细胞生物学实验课的教学工作,主要体现在三个方面,其一,任课教师可以在课前通知所带班级学生做好预习工作,尤其是实验中的重点及难点部分,并让学生做好相关课件。然后在课堂上,老师可以安排几名学生上台讲述自己的课件,并引导学生进行充分的思考与讨论,彻底明晰该次实验中的重要环节;其二,学生可以在实验课之前提前进入实验室,参与该次实验的准备工作,包括实验仪器的检查与调校、实验试剂的配制与分装、实验器械的清点与分发等;其三,学生可以在实验结束之后,参与本次试验的课后清洁工作,主要包括实验动物尸体的正确处置、实验器械器材的清洁归位、实验操作台面的整理擦拭以及实验教室地面的清扫消毒等。
通过这些举措,学生在实验课教学中的地位将有明显的提升,学生们参与实验课的积极性也会极大地增强。这样便可以有效的提高实验课的教学效果,同时也可以进一步培养学生发现问题及解决问题的能力。
2.实验教室的充分利用
提高实验课教学质量,其中一个非常重要的环节即是对实验室的充分利用。实验室在正常教学工作之余,也可以对学生开放,学生可以利用课余时间在实验室开展实验,以保证实验室及仪器设备均能得到充分的利用[8]。
实验室的开放可应用于以下两种情况:其一是可以对部分实验课的实验结果进行后续观测,例如哺乳动物细胞原代培养实验。学生们可将自己培养的细胞放入细胞培养箱中,然后在三天后根据自己的时间安排,来实验室于显微镜下观察细胞的生长情况,这样便可以很清楚的了解自己的实验是否成功,从而对细胞原代培养这项实验技术也有了更深刻的认识。
其二就是可以针对部分学生开展创新性实验。一些学有余力且对科研有兴趣的学生希望在实验课上课时间之余,有机会在任课教师的指导下开展一些创新实验。那么开放的实验室便为这些学生提供了非常理想的科研场所。
通过以上方式,能使实验室及实验仪器得到最大程度的使用,同时也能使学生的实验技能得到很大程度的提升。
3.任课教师的科学评价
在医学细胞生物学实验课上,任课教师对学生的成绩评价体现着实验课的教学效果。
科学的评价体系应由这几个方面组成:(1)出勤情况。任课教师应该严格控制实验课的上下课时间,严肃实验课堂纪律。这两项既是在督促学生上课,同时也可以充分调动学生上课的积极性;(2)课堂表现。任课教师应该将学生在实验课上的表现严格记录并作为最终实验课成绩的一部分,包括课前预习该次实验的表现、课上回答老师提问的表现、课后参与教室清洁的表现等;(3)实验操作。具体的实验操作是实验课教学的重中之重。学生在实验操作中的全部表现,包括对安全守则的遵守、对实验仪器的操作、对实验试剂的配制、对实验步骤的熟悉、对突况的处置以及与合作伙伴的配合等,均应成为实验课考察的重要部分;(4)实验报告。一次实验所涉及到的全部问题,包括实验意义、实验目的、实验原理、实验方法与步骤、实验中需要用到的仪器设备及试剂耗材、实验出可能出现的问题及解决方案、实验结果与讨论等均会在实验报告中体现。实验报告完成的优劣可以在很大程度上体现出学生对本次实验的完成质量;(5)期末考试。在本院系的医学细胞生物学期末试卷中包含10%的实验部分,可以在实验中涉及的理论知识及实践技能两方面对学生进行考察。
通过以上这五方面的综合考察,可以科学的评价一名学生对医学细胞生物学这门课程的实验部分的掌握情况。
三、结束语
随着科技的进步、社会的发展,高校教育工作也在改革与发展。为响应国家培养创新型人才的重大战略,我们高校教师应该对教学过程中出现的各种问题进行思考并做出有利的调整。
篇10
Abstract: Cellular biology is an important basic course in the lifescience, but its theoretical content is abstract and is mastered with difficulties.How to stimulate students' learning initiative and improve teachingquality? This paper summarizes some experiences in the teaching process that through the reinforcement and improvement of work of classroom, experiment and evaluation etc., stimulates students' interest in study, guides students to think by themselves, and improves the ability to analyze and solve problems, to improve teaching quality, and cultivate the high-quality creative talents those are suitable for the development of new century.
关键词:细胞生物学;教学质量;自主学习
Key words: cell biology;the teaching quality;autonomous learning
中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)22-0118-01
0引言
细胞生物学是高等院校生命科学专业的一门基础课程,同时也是一门前沿学科。我国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、生态学并列为生命科学的四大基础学科,在生命科学中占有核心地位。如何上好这门课?如何激发学生的学习积极性和主动性,有效地提高细胞生物学的教学质量?如何让学生在轻松开阔的氛围中学习领会到细胞生物学的精髓?以下是笔者的几点教学体会。
1开篇激发学生兴趣
“好的开始是成功的一半”。我们在教学过程中尝试用动画开头,选择生动有趣且有一定科学性的动画视频给学生放映,通过老师的讲解使学生对细胞生物学的研究内容有一个概念性的认识和了解,在一个轻松愉悦的氛围中开始细胞生物学的学习。让学生感觉学习不再是枯燥乏味的事情,并对这门课程产生兴趣。这样的开始还有另外一个优势就是消除了学生心理的阴影。从而打消学生的恐惧心理,建立正常的教学环境。
2理论联系实际,加强理性思考的引导
理论联系实际在很多学科教学中被反复强调[1]。原因主要是理论抽象,学生在短时间无法理解。为了使学生尽快理解,采用理论联系实际的方法是行之有效的。联系学生已有的知识基础和生活经验,从已知到未知,从现象到本质,把科学和经验结合起来,使之形成正确的科学概念。虽然理论联系实际可以加深学生的印象,提高学生的学习热情和积极主动性。但我们在培养学生学习兴趣的同时也应注意加强学生理性思维能力的引导工作。随着课程的深入,逐步加强理性思考的内容,逐渐引导学生建立理性思维模式,从规律和机制的角度进行思考,加深对细胞生物学的理解和掌握。
3跟踪前沿报道,开展讨论
细胞生物学不仅是一门基础课程,同时也是一门前沿学科。跟踪前沿报道不仅可以激发学生的学习热情,同时也是对教学内容的补充和更新。所有的知识和理论都是动态的,都处在不断更新的过程中。因此要教会学生灵活运用知识并不断地进行自我更新,学会积极主动地思考问题。细胞生物学的研究中目前还有非常多没有解决的问题,也存在很多学说派别。可以引导学生查阅相关资料,就已掌握的知识和理论展开讨论,给学生留出自学空间和思考空间。
4注重实验环节,引导学生分析问题,解决问题
实验教学既是课堂教学的辅助环节,又是课堂教学的深化与继续[2]。通过实验学生不但可以加深对一些基本知识和基本理论的认知和理解,而且还可以得到专业技能训练;通过动手操作、观察实验现象、分析实验数据、总结实验结果,可以提高观察、分析、综合和解决问题的能力,这些对学生更好地将理论与实践相结合,提高综合素质,更好地适应和接近当今社会人才需求的标准等都有非常重要的作用。在传统实验课的基础上加强实验的探索性。实验可以采取实验小组的组织形式,每个成员在实验中承担不同的工作。根据不同的实验材料或处理的方法不同,可以得出不同的结果。让学生针对不同的结果进行分析讨论,使学生逐步提高分析问题、解决问题的能力。探索性实验是一个积极的、发挥主观能动性的创造过程。这样的实验课不仅可以加深理论知识的理解,还可以使学生学会“提问”。对于实验过程中出现的问题,实验的过程与结果现象间的关系等等进行全方位的分析和思考。这对于学生提高认知能力,跟踪和把握生命科学前沿领域的发展,促进科研素质和综合素质的协调发展都起到重要作用。
5完善考评体系,促进全面发展
考核是教学效果的检验,也是督促学生学习的方法和手段。细胞生物学即基础又前沿,是一门及理论性、知识性、实验性、创造性为一体的学科,为了引导学生的全面发展,科学的评价学习效果,我们在考核过程中采取“多内容多形式的综合考试”。①理论课结束后的期末考试。这是考核项中的重要一环。试题题型广,题量大,覆盖面广。以基础理论、基本知识为主。另有部分较高层次的论述题,书中没有现成答案,必须理论联系实际才能得出答案。即考察了学生对基本知识的掌握,也考察了学生运用理论分析问题、解决问题的能力。②撰写综述或设计一个课题。细胞生物学是一门知识更新十分迅速的学科。针对当今研究的热点问题或学生感兴趣的问题,给学生提供一些信息,让学生查阅相关资料,撰写论文。这种做法不仅可以让学生找到兴趣点,同时对于科研素质的提高有很大的帮助。③实验课成绩。细胞生物学不仅要求学生有扎实的理论知识,而且要具备熟练的实验操作技能和富于创新的思维能力。实验课尤其是探索性实验课是考察学生综合素质的重要指标。根据学生在实验课上的动手能力,实验基本技能的掌握情况,实验报告中对实验过程的总结和对实验结果的分析讨论等内容对实验课的成绩加以评定。
6结语
细胞生物学作为生命科学中一门十分重要的基础课,是一门理论和实践相结合的学科。在教学过程中学生不仅是知识的接受者,更应是教学的主体。授人以鱼,不如授人以渔。合理引导和激发学生的学习兴趣和对知识探索的欲望,提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,全方位、多角度的提高学生的综合素质,培养适合新世纪发展的高素质创新性人才。
参考文献: