细胞生物学的研究方法范文

时间:2023-12-07 18:04:01

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细胞生物学的研究方法

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。

1后囊膜混浊的研究方法

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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25 McDonnell PJ, Krause W, Glaster BM. In vitro inhibition of lens epithelial cell proliferation and migration. Ophthalmic Surg ,1988;19(1):25-30

26 Behar-Cohen FF, David T, D'Hermies F, Pouliquen YM, Buechler Y, Nova MP, Houston LL, Courtois Y. In vivo inhibition of lens regrowth by fibroblast growth factor 2-saporin. Invest Ophthalmol Vis Sci ,1995;36(12):2434-2448

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篇2

一、生物专业细胞生物学课程发展历程

1978年,哲里木医学院生物教研室成立,在临床医学专业开设了《医学生物学》课程,本、专科分别为72、54学时,先后由王光荣、董秀兰、王静霞、马文良、孟青、南晓光等教师任教。在当时的《医学生物学》课程中,已用相当的篇幅向学生介绍了医学细胞生物学知识。1992年,蒙医学院将临床医学专业的《医用生物学》课程一分为二,南晓光老师开设《医学细胞生物学》,理论课30学时,实验课18学时。2000年,哲里木盟畜牧学院、内蒙古民族师范学院及内蒙古蒙医学院三所学校合并成立今天的内蒙古民族大学后,教学条件得到了显著改善。2007年,随着生命科学院的成立,《细胞生物学》的发展进入了一个崭新阶段,被评为内蒙古民族大学首批校级精品课程之一,而且获得了0.5万元/年的经费大力支持。

二、课程内容体系和结构

随着我校课程教育改革发展形势,我们教研室对细胞生物学专业课程进行了较系统的改革探索,并经历了反复实践调查研究,才逐渐形成了今天的细胞生物学课程教学体系。在学校和学院的大力支持下,以及老一辈教师与新一代青年老师的共同努力下,细胞生物学在课程体系、教学平台、教学手段、教学理念、教学内容建设等方面进行了深入的改革和完善,教学质量不断提高,赢得了学生、老师和同行认可的实际效果和学术成果。细胞生物学课程在这些年的教学实践基础上形成了具有自己特色的内容体系结构。基本内容由14章组成:第一章,细胞的统一性与多样性,第二章,细胞生物学研究方法,第三章,细胞质膜与物质转运,第四章,内膜系统与膜运输,第五章,线粒体与叶绿体,第六章,细胞内蛋白质的分选与膜泡运输,第七章,核糖体,第八章,细胞骨架与细胞运动,第九章,细胞核与染色体,第十章,细胞周期与细胞分裂,第十一章,细胞与胚胎发育、分化与调控,第十二章,细胞衰老、死亡与癌变,第十三章,细胞社会的联系,第十四章,细胞信号转导。

三、细胞生物学课程改革

(一)细胞生物学课程改革建设目标

经过多年教学实践,教研室曾对细胞生物学理论课教学方法进行了相应改革,例如,响应学校提倡科研能力的培养,从研究问题着手,把细胞生物学的一些核心知识构建过程展现出来,并提出专业相关问题,让学生进行思考进而研究,这种采取研究性教学与学习的方法,双向互动。对于学生自主获取知识能力的培养,我们预计开设第二课堂活动,比如学生专题报告会、参与教师科研、放大课程章节提要等。在实验教学中,通过开放实验室、实验项目、实验内容、实验仪器等措施将学生主置突显出来。随着学校课程教育改革形势的发展,我们将继续发扬内蒙古民族大学细胞生物学教学的优良传统,在保持原有特色的基础上,充分利用民族院校优势,比如我校蒙医药学特色,可以在本科实验教学中增设蒙医药用植物研究,同时结合现代教育的技术和手段,采用多样化多形式的教学模式,丰富教学内容,促进学生的自主学习。进一步让我院生物学专业细胞生物学课程体系结构得到完善,积极建设具有民族特色资源的专业课。同时为以后的生物学专业课程的学习和培养高素质的生物科学人才奠定基础。

(二)课程改革建设步骤

1.进一步改革教学方法和手段,努力钻研现代化教学手段,把教学质量提高到一个更高的新水平。我院从2007年至今全程使用多媒体授课,因此首先要制作完善细胞生物学多媒体教学课件,并探讨如何使用好多媒体课件进行教学的方法;不断地更新和补充各种细胞教学图片;加强教学中的启发性与互动性;并争取更多的在国内外学习的机会,提升新一代教师的素质。

2.随着我校本科生导师制的完善,以细胞生物学为基础,充分发挥教师在培养学生的科研能力和创新精神方面的作用。

3.联系国内其他先进学校的细胞生物学精品课的教师(如清华大学、北京大学、东北师范大学、四川大学等知名大学)进行交流,学习他们的经验,进一步提高我们细胞生物学教学的水平。

4.进行教材建设,这是一个重要环节,也是一个刻不容缓的改革。由于,我校民族特色,除了生命科学学院,蒙医药学院和医学院同样开设有细胞生物学,所以针对这些民族专业的细胞生物学课程没有相应的教材,我们将结合蒙药特色积极编写符合我校的新的细胞生物学教材和细胞生物学实验指导。

5.课程资源上网计划。近些年,很多大学都开设了网上资源,以供学生自由使用与学习。我校2007年,也将细胞生物学课程挂到了网上。比如“细胞生物学”教学大纲、多媒体教学课件和教材教参等已经上网。但仍需进一步改革完善。比如,

(1)加快和完善网络课程建设,探讨发挥网络教学的方法。

(2)准备开展在网上实时指导学生学习和进行一些问题的讨论。

篇3

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4

关键词:高校;细胞生物学;教学;改革

细胞生物学是科学家们结合现代分子生物学理论要点,采用科学技术分析手段,分别从生物分子水平、细胞水平、组织水平等方面去研究细胞生命活动的主要规律。经过多年的长期发展,我国科学家们通过不断对细胞生物进行分析与研究,最终在生命科学领域获得许多重大发现,推动了我国生物学、医药学、农林业学、畜牧学等的发展。随着细胞生物学研究成果的不断发现,高校细胞生物学课程内容也随之更新,为了更好地调动学生的学习积极性,让学生在简短的课堂教学时间中掌握更深入的细胞生物学知识,对细胞生物学教学方法进行改革创新刻不容缓。

一、高校细胞生物学教学改革实践分析

(一)适当取舍,合理突出教学重点

随着科学文化的不断发展,细胞生物学与不同学科之间的教学内容在不断充实完善的同时也出现了一定程度的重叠,由于不同学科在教学安排上有先后之分,因此,教师如何有效避免与先行课程的教学内容重复,又能为后续课程留有余地,合理突出教学重点,成为每个细胞生物学教师必须解决的重要问题。针对此,教师必须科学制定教学大纲,合理划分与其他学科的教学内容,根据教学内容的难易程度制定教学计划。

例如,细胞周期调控的遗传基础内容是现今细胞生物学的研究热点内容,学生对这方面的内容也较为感兴趣,但由于学校之前已经开设过遗传学、生物化学等课程,为了避免教学内容重复累赘,提高教学成效,本人在授课时侧重讲解CAD基因的实验操作、原癌基因的发现和基本调节功能、常见抑癌基因的调节等内容,便于学生对生物细胞的功能及其内部关系有一个系统而全面的认识。

(二)优化教学,采用多种教学方法

为进一步培养学生的问题分析和解决能力,本人在细胞生物学课程教学过程中会采用多种教学方法来激发学生的学习热情,促使学生主动投入到学习中,有效提升教学质量。

1.多媒体教学法。细胞生物学中涉及较多知识繁杂的抽象理论,学生在学习时难免会觉得抽象难懂,甚至会感到很大的学习压力。为更好地让学生学习掌握各个知识点,本人在教学中会借助多媒体设备辅助教学,制作和编辑大量的多媒体图片和动画,帮助学生梳理各个知识点。例如,在讲到“细胞信号转导”的相关内容时,本人制作了关于细胞信号通路与分子间作用的教学PPT,使复杂的知识点更为简化,学生也容易归纳知识重点难点,达到良好的教学效果。

2.讨论式教学法。个体生物的遗传到变异、生理到病理都与细胞的生长发育情况密切相关,为加深学生对细胞生物学课程的兴趣,本人在教学课程中增加了6个课时的讨论课,要求学生根据教师给的议题分组进行讨论,最后统一结论后在课堂上总结展示各组的讨论成果。例如学生曾经参与过“光合作用对人类未来粮食影响的问题探讨”、“探究细胞信号传导与环境的适应性”、“生物克隆对人体遗传及生物伦理的影响”等讨论议题,学生通过分组协作讨论能充分调动学生的积极性,各组自主查阅文献资料、制作PPT展示成果、课堂成果汇报等工作,最后由教师作出综合评价,不仅能有效培养学生的口头表达能力和问题探索能力,还能培养学生的团队协作精神,促进学生综合素质的有效提高。

3.探究式教学法。细胞生物学的理论思想是建立在无数的实验探索之上的,因此,教材中也列举了许多经典实验。在细胞生物学教学过程中,本人注重讲解探究性实验的设计原理和操作过程,进而引导学生自主分析、总结和归纳实验的意义,培养学生的探究能力和逻辑思维能力。课后本人會积极鼓励学生参与到本人的植物细胞组织培养科研项目中,引导学生自主完成一些基本的探究实验环节,并将科研问题带到课堂上进行深入探究和分析,全面激发学生的自主学习兴趣,加深学生对理论知识的理解。

(三)围绕重点,推进实验教学改革

细胞生物学是一门注重理论与实践相结合的应用型学科,因此,本人在教学课程中会适当增加实验环节,一方面能激发学生的学习兴趣,满足学生对新知识的探索需求,另一方面又能加深学生对知识点的认识和理解。

例如,在进行免疫荧光法显示细胞骨架实验时,本人不仅在实验过程中引导学生掌握细胞骨架在细胞的分布情况,同时也让学生巩固了荧光显微镜的作用原理和使用方法,让学生在动手操作中加深知识印象。为充分培养学生的科研探索精神,本人在细胞骨架显示实验中,要求学生细心观察细胞的生长发育情况和培养基的颜色变化特征,同时要求学生要仔细观察被污染的细胞培养情况,加强学生对“无菌培养”的认识。此外,本人还要求学生分组合作,共同完成一份细菌培养观察报告,要求学生详细记录细胞从单个悬浮状态至贴壁的形态变化,并根据这个过程提出自己的疑问,逐步培养学生的科研严谨思维和求真务实的科研态度。

二、结束语

总而言之,细胞生物学已成为生物学、医药学、农林业学、畜牧学等专业的基础课程,为有效提高教学质量,教师必须结合学生的专业特色和学科发展要求,认真研究教学内容,根据教学实践不断改进教学方法,逐步优化教学评价手段,同时充分培养学生的创新思维能力,将学生培养成为综合性应用型专业人才。

参考文献: 

[1]金朝霞,肖萍,曹芳,张宗申.以培养创新人才为目标的细胞生物学教学模式探索[J].教育教学论坛,2015(29):114-115. 

篇5

关键词: 细胞生物学 实验教学 改革

细胞是生命活动的基本单位。细胞生物学是生命科学中至关重要的基础学科,是生命科学与生物技术专业一门重要的专业基础课。细胞生物学实验是该课程对应的实践课,其目的不仅是训练学生的技能,培养学生的动手能力,更重要的是通过实验培养学生对细胞生物学理论知识的联想和理解,增强学生对细胞结构、功能及生命现象进行探讨的兴趣和思维的自觉性,从而提高学生的综合素质。近年来,细胞生物学和遗传学、分子生物学等的联系日趋密切,理论发展非常迅速,然而细胞生物学实验的教学普遍滞后于理论课,存在着诸多缺陷与不足,严重影响了该学科教学质量的提高[1]。如何根据高等院校培养目标,对实验课教学内容和方法进行改革和充实,全面提高学生的实际操作动手能力,充分调动学生学习的主动性,显得尤为重要。为此,笔者进行了一系列相关的有益的尝试与探索,并取得了很好的教学效果。

1.更新和完善细胞生物学实验内容体系

高等教育改革的深入,对理论教学和实践教学提出了更高的要求,重基础、重实践、重效率已成为人们的共识,细胞生物学实验也逐渐从以直观验证为主的粗放要求,朝着以技术和技能为主,着力培养学生综合运用能力和创新能力的方向发展。我们遵循该教学原则,对细胞生物学实验课教学内容进行了调整,比如:普通显微镜的使用、红细胞凝集反应、细胞膜渗透性等这些细胞学科发展最初被验证的实验我们进行了缩减,因为这些实验侧重验证书本知识,忽略了对学生综合素质和创新能力的培养。增加能培养学生独立设计能力的一些综合性、设计性实验,将国内外细胞生物学科学研究新出现的已经成熟的科学实验充实到实验教学中来。这些新实验不仅能锻炼学生的设计能力,同时更验证了一些基本的理论,比如细胞凋亡的诱导和观察。细胞凋亡机制研究作为细胞生物学领域的重要进展已经获得了诺贝尔生理医学奖,经过改进后完全可以被用于实验教学,仅仅通过对细胞凋亡的诱导和凋亡现象的观察这一个综合性实验,就可以使学生有机而系统地掌握细胞培养、玻片制作、显微镜的使用、电泳等技术。不仅可增强学生的学习兴趣,而且可以通过对细胞凋亡试验的有机编排增强学生对科学实验系统性、严谨性的认识,让学生进一步了解科研设计的思路和方法,有利于培养学生的创新意识和提高学生的综合能力。

2.改变教学模式,实行开放式实验教学

传统的实验课教学以教师为主体,从实验内容的选择、材料的准备到试剂的配制,完全由教师包办,学生无须思考,只要按照教师的讲解一步一步地去做,最后按要求写出实验报告。这种“照方抓药”的教学方式容易造成学生的依赖性,使学生缺乏独立自主的创新意识。为改革传统的实验教学模式,笔者从2004年开始,在细胞生物学实验教学中逐步采用开放式教学。①开放实验室,打破以往的实验室封闭,向学生开放实验室,学生可以向教师预约实验时间。②开放实验内容,还学生主动权,学优生可以根据所学知识,自主设计实验,在教师指导下修订实验方法,完成实验。③举行开放式实验研讨会,由学生当主角,将自选研究课题写成小论文,用PowerPoint形式演讲。④实验报告以论文形式完成,它涵盖材料与试剂、方法、结果、讨论四个部分。这些探索旨在进一步培养学生的实验兴趣和实验操作技能,培养学生的创新意识,提高分析问题和解决问题的能力。

3.重视考核,完善考评体系,促进全面发展

考核是教学效果的检查,也是督促学生学习和复习的手段。根据课程特点,细胞生物学的实验考核应以考查学生运用理论知识、运用实验技术的能力为主要内容。一般可以安排或利用一个综合性实验。首先,由教师提出实验目的;然后,要求学生利用所学的理论知识和实验技术,进行综合运用,并结合相关的基础理论知识,进行综合分析,得出结论;最后,教师根据学生的操作和分析评分。在考核过程中,对于实验技术,应以学生的直接操作作为考核方式,而对于实验理论知识的考核,可以通过闭卷考试的方式完成,也可以通过要求学生对实验结果的分析来考核。此外,在学生实验课程成绩的评定上,除了严格执行上述的考核外,也应有一定的灵活性,实行一定的加分措施。对于能够自主设计、完成实验,积极申报、完成开放性实验的学生给予一定的加分,以激发学生对科学的求知欲和对本课程的兴趣,培养学生运用理论知识分析问题和解决问题的能力。

细胞生物学的实践课程,其教学不应仅仅作为增强学生感性认识的手段,而应让实验课成为培养学生创新意识与科学思维的窗口与平台[2][3]。教师应通过调整实验内容、开放实验教学、完善考评体系等措施,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,为创新性高素质人才的培养作出应有的贡献。

参考文献:

[1]胡敬松,黄晨,郑黎明等.细胞生物学实验课教学的现状与改革设想[J].西北医学教育,2004,12,(6):527-528.

[2]张俭,刘胜贵.细胞生物学实验课程的改革探索[J].黔东南民族师范高等专科学校学报,2005,23,(3):71-72.

篇6

【关键词】医学细胞生物学教学改革

【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2018)05-0172-02

医学细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学。随着21世纪生命科学的发展和分子生物学技术和新方法的不断更新,要培养21世纪的高级医学人才,细胞生物学作为必修课在高等医学院校开设是非常必要的。细胞是机体组织器官的基本单位,在细胞亚细胞及分子水平掌握细胞各部的结构与功能又是医学教育的基本要求。可见细胞生物学在现代医学教育中充当着前沿与基础双重作用。因此在国内许多医学院校都为本科生硕士生开设了此课程。

在临床医学、麻醉、影像、检验、口腔和预防等专业开设了医学细胞生物学课程,虽然代课教师遵循教学大纲进行了系统地、充分地准备,但由于现代自然学科内容研究水平深入,微观的结构,抽象的理论,不能引起学生的学习热情,教学效果始终不理想。我校医学细胞生物学开设在大学第一年第一学期,就是为了让新生慢慢适应大学的授课进度和在已有的高中理论知识基础上拓展知识内容。但是,医学细胞生物学总学时为32学时,其中理论为24学时,试验为8学时。为了解决高等医学院校对低年级开设的基础学科的掌握及临床上更好的运用,我教研室对此进行了一些改革。

1.教学方面:

理论学时少,因此在第五章内膜系统授课结束后,进行一次网络(无纸化)考试。以选择题和填空题为主进行网络考试,对已学过知识内容进行一次总结。同学们对此也很赞同,从中看出自己对前几章节的知识内容到底掌握了多少有一个了解。

对于一些重要掌握内容布置作业,让学生看教科书以及课堂的授课内容相结合完成作业。有的学生按照教科书上内容来找答案,有的学生按照课堂上授课时所讲知识内容找答案,还有一部分学生就按照课件上内容来绘图并解释,这样可启发学生的自学能力。

本教研室实行课前十分钟讲课活动,这样可激发学生对于学过内容总结并讲解的能力。从第四章细胞膜与物质的穿模运输开始,给学习委员安排任务,把班里学生分小组,每次开课前安排一个学生来講解上节课讲的重要内容。每小组由4-5个学生组成,一起讨论制作小课件或绘图的方式也可总结出重点内容。既可培养团队合作能力也可培养学生的讲解能力。

2.教师的评价和考核方面:

通过课前提问形式,了解学生的复习情况并给予一定评分。另外,对于课前十分钟内容进行评价,给学生鼓励和支持,强化学生的自学、总结和思考能力。对于网络考试结果进行分析和总结,找出学生学习中的难点并进行解释和更正。这样对大一的学生提供一个了解和掌握大学教材的理解和学习方法的把握,也可以渐渐提高学生的思考、分析、总结等方面的基础能力。

3.教师授课及培育学生方面:

授课时,不仅要讲清楚重难点还要带领学生一起讨论相关内容的病例。分析病例时,让学生清楚所举病例与所学内容的哪个部分有联系等问题,以免发生错误的理解。作为高校医学院校教师要注重医德教育,应贯穿渗透于整个专业教育中。在医学细胞生物学课中,时刻加强学生医德医风的教育。教育学生认真细致,因为将来他们面对的是鲜活的生命,他们对病人的诊断不容许一点失误,否则将会造成无法弥补的后果。不善于总结分析的学生,要提醒学生在未来的工作中出现错误或者没有对病人的病情进行认真的分析都可能导致严重的医疗纠纷。通过发现的问题教育培养学生一丝不苟、严谨细致的工作态度,培养高素质的医学人才。

参考文献: 

[1]刘庆平,王仁军,宋梅 .细胞生物学教学模式的优化与实现.大连大学学报,2005,25(6),38-40. 

篇7

【关键词】教学改革; 细胞生物学; 课堂教学;核心课程Experience on the reform of classroom teaching of cell biology

Deng Fang-Yi Cheng Hai-Yun Dai Jian-Hui

(Key Laboratory of Ethnic Medicine Resource Chemistry ( Yunnan University of Nationalities) , State Ethnic Affairs Commission & Ministry of Education,School of Chemistry and Bio-technology 650031)

【Abstract】Cell biology is life science and related specialized compulsory core courses. Courses not only content, complex and decentralized knowledge points, Concepts and abstract is often difficult to understand. Authors combine their years of experience in teaching, in the course of cell biology in church teaching has taken some measures. Some reforms, made good results.

【Keywords】Education reform; Cell Biology; Classroom teaching; Core curriculum.

【中图分类号】G642.421 【文献标识码】B【文章编号】2095-3089(2012)09-0026-02

引言

教育改革的号角在新的世纪来临之际早已吹响,课堂教学改革作为教育改革的重要领域,日益受到教育者们的关注与重视。细胞生物学是生命科学的一门核心课程,其课堂教学改革也迫在眉睫。细胞生物学是生物技术、生物制药、遗传学、生物化学及微生物等生物学相关专业的必修课程,在生命科学中占据核心地位,是从根本上理解各种生命现象和规律的关键学科,生命科学中的其它学科如分子生物学、生物化学等的发展能推动细胞生物学向更深的层次发展,但是分子生物学、生物化学等学科均无法替代细胞生物学,更离不开细胞生物学,因此,学生对于细胞生物学学习的好坏,直接影响到他对其他学科的学习。而对学生而言,要学好细胞生物学,课堂教学是关键。如何把握好这个关键,是每位教师不能不思考的问题。然而,在传统的课堂教学中,教师基本采用的教学方法与手段主要以教师讲授为主,课堂上,没有一点活跃气氛,整个堂课都显得死气沉沉, 迷迷糊糊的学生毫无半丝兴趣。 时间一长,大批学生开始厌学,不愿学,不想学,把学习当成一种负担,学起来很枯燥、乏味,累,烦,学习效果之差,难以用语言来描述。为了改变这种局面,为了将课堂教学的效率提高与提高学生的学习兴趣,必须对课堂教学进行改革,改变传统的授课方式,摈除二元对立的行为模式和思维方式,必须研究教与学之间的协调与对立、整合与冲突,在冲突和对立之中寻求整合和协调、在整合和协调之中解决冲突和对立,在以教师为主导的基础上,有效发挥学生的主体作用,充分调动学生学习细胞生物学的积极性,使课堂充满着生命活力,形成基本的课堂教学改革思路,那么,如何活跃课堂气氛, 提高学生的学习兴趣呢?这是每个讲授细胞生物学这门课的教师不能不面对的问题,要解决这个问题,关键在于教师采取什么样的教学方法与手段进行教学, 本人在多年的细胞生物教学过程中,在课堂教学方式方面,采取了一定的措施(如右图),对细胞生物学课堂教学进行了改革与实践的尝试,取得了较好的教学效果,本文结合细胞生物学的课堂教学的改革与实践,谈一谈自己的体会。

1传统课堂教学中存在的不足

1.1在教学方式方面太单一化: 传统的教学方法基本上是教师在课堂上不停地讲授, 学生在下面不停地记笔记:将老师讲授的内容原封不动地抄在笔记本上,上完课后或考试之前, 学生使尽全力去背上课抄下来的笔记和教科书上的重点内容,这样学生整个过程都非常辛苦,而真正掌握的知识却非常少,课程结束后, 学生几乎对临时所背的内容忘得一干二净。而且教与学之间没有互动性, 这样下去,时间一长,学生在很大程度上完全依赖老师, 自己不去主动思考,在知识方面就没有多少长进,能力上没有创新性。再加上背抄是一种疲劳状态,学生学习起来自然感觉很累,漫漫地开始厌学,由于厌学,学生在课堂上不愿听课,课堂教学效率自然难以提高。

1.2教学手段方面过于死板:在传统的课堂教学中细胞生物学主要强调理论教学, 很少结合实验教学, 即使部分结合实验教学,但使用的这手段太过于死板,对学生来说理论教学是固定不变的,而实验操作与所观察的实物非常有限,这样很难将抽象的理论形象化,也就增大了对理论知识熟练掌握的难度。因此, 如果能改变一下教学手段,如播放一些实验操作的录像, 让学生观看一些具体的实物,播放一些Flas,让学生心目中对所学的知识形象化,让学生再在实验操作中加深印象, 枯燥的理论知识就更容易理解和掌握。

1.3.教学内容缺乏先进性:传统的教学中使用的教材比较陈旧, 有些内容过于繁杂, 没有突出重点内容。而教师在授课过程中又没有及时更新, 在讲授基本知识时, 又不能适当结合自己的科研, 将前沿性内容加入到自己授课内容之中、致使授课内容缺乏先进性和启发性,学生听来索然寡味,由于缺乏兴趣听课,课堂教学效率自然非常低。

2课堂教学改革采取的措施

2.1将每一节课的教学引导语设计好,俗语说:“万事开头难”,教学引导语就是课堂教学的开头,头开好了,下一步就好办了。运用教学导语导入新课, 是课堂教学的重要环节。好的教学导语能有效控制学生的思维, 引其渐入佳境。教学引导语的运用除了遵循一般的教学心理原则之外, 还必须讲究艺术性, 充分发挥教师的创造性, 激发学生学习的主动性、积极性[1] 。比如在讲授细胞信号转导时, 可以先引入古人话,“南橘北枳”,及中药的“道地”性,然后提问学生:古人之言及中药的“道地”的含义,让学生认真思考,再展开热烈的讨论,然后教师解释:“南橘北枳”是指生在南方的橘子是酸甜的,而生北方却成了苦涩的枳子,所谓“道地药材”是指特定的地域所产的药材具有独特的药效。如长白山的人参、宁夏的枸杞、四川的黄连、云南昭通天麻,还有石牌藿香等等。这样一经老师解释,让学生豁然开朗。通过此类问答及讨论,可以引起学生思考, 提高其学习的兴趣。然后让学生总结得出结论:植物的生长发育是在环境因子的影响下正确进行时空表达的过程,再引出植物细胞信号转导的概念:植物细胞信号转导(signal transduction)是指细胞耦联各种刺激信号(包括各种内外刺激信号)与其引起特定生理效应之间的一系列分子反应机制。最后再举例说明植物细胞信号转导的途经:信号ü受体ü反应,如手触摸含羞草后小叶合拢,手触摸就是刺激(信号),小叶合拢就是反应。偶联刺激到反应之间的生化和分子途径就是这个反应的信号转导途径(signaling pathway)。通过这种方式,加深了学生对概念的理解,课堂气氛也变得非常活跃。导语的形式可以多种多样,如 一首歌、一个笑话、一幅画等等, 都可以触发学生学习的兴趣。但万变不离其宗, 运用导语目的是为了提高学生听课的兴趣, 给学生创造一种愉快而高兴的教学情境,同时迅速将学生的注意力引入到预设的教学轨道上来。这就要求教师吃透教材, 认真备课、只有在备好课,抓住教材关键内容的基础上, 才能设计出合理的、风趣的、符合教学目标的、富有艺术性的引导语。

2.2 采取多种多样的教学形式 在传统的教学形式上,存在许多不足之处,如课堂上,教师只顾自己讲,学生只顾听, 师生之间没有情感交流, 常此以往,学生容易觉得听课乏味, 从而失去听课的兴趣。相反, 如果教师在准备课程时, 布置一些问题让学生去思考, 课堂上给予一定的机会进行研讨, 甚至让学生自己走上讲台去试讲, 去发表各自自己的看法, 锻炼自己的表达能力, 积极、认真、充分地参与课堂教学过程, 这样即可充分调动学生听课的积极性,又可以提高老师讲课的热情,发挥老师的特长。比如,在讲到细胞内物质的跨膜运输与信号传递时,其中自由扩散、主动运输、被动运输等相关概念, 在《普通生物学》这门课程中就已经学过, 如果仍然按照老师讲授、学生听讲的方式进行上课, 学生就会觉得内容重复, 假如教师在课堂教学中只引导、协调、指导和评价这些内容, 对学生来说往往能收到意想不到的教学效果[2] 。在上课之前的几周就给学生布置任务,让他们自己做好上课的充分准备,让学生自己自行分组,让他们自己选择题目,自己查找资料,再做好课件,再上讲台进行讲授等。在课堂上每个小组选出一名表达能力较强的学生到讲台上去讲授,通过学生自己讲授,教师可以按照学生选题是否新颖、所做课件是否精美、课堂教学的组织是否妥当、在语言表达方面是否做到了准确而且清晰等方面给学生进行评分,这种教学方式颇受学生喜欢,在课堂上学生表现非常积极、踊跃, 创造能力惊人, 从选择研究课题、查找资料、到做成课件等都进行了认真、精心的准备, 合作、竞争成为课堂内的主旋律, 很好地体现了团队协作精神, 讲授也很富于激情, 课堂气氛十分活跃, 取得了非常好的教学效果。

2.3采用多媒体课件授课 与传统的教学模式相比较, 采用多媒体课件教学不能不说是一种十分巨大的进步。在整个教学过程中, 按照教学目标和教学对象的特点, 选择合理的文字、图形、图像、声音等多媒体信息要素, 并利用计算机技术对其进行辅助教学, 为学生创设多样化的课堂教学情境, 把抽象性的、阐述性的教学内容转变为具体的、生动形象的感性素材, 通过增强和丰富教学过程的外部刺激, 从而达到提高教学质量的目的[3] 。在细胞生物学课程的讲授过程中, 笔者采用了大量的图片、动画、影片等, 以多媒体课件的形式进行展示, 再加上讲述时进行生动的描述和设置一些启发式的问题,极大地激发了学生的听课的兴趣, 学生的学习效果非常好。

2.3.1一般问题采用图片解释 笔者在讲授长期细胞生物学的过程中, 利用图书馆、数码相机拍摄及网络等资源积累了许多细胞生物学方面的图片, 多媒体授课中用大量的图片解释一些细胞的相关问题, 尽量少用或不用文字。比如在介绍细胞的基本形态时,不同细胞的形态千差万别:呈圆形、椭圆形、柱形、方形、多角形、扁形、梭形,甚至不定形等, 配以大量细胞形态的图片,然后引出高等生物是多细胞有机体,其细胞多构成了组织,各种细胞发生了结构和功能上的分化:细胞的形状往往与细胞执行的功能及存在的位置有一定的关系。采用一些常见的结构与功能相统一的图片:如在高等动物体内的肌肉细胞呈长条形或长梭形,利于收缩功能,红细胞呈双面凹圆盘状,有利于O2和CO2气体的交换;高等植物筛管细胞呈条形,有利于植物茎部起支持和输导作用,叶表皮保卫细胞呈半月形,以利于呼吸和蒸腾等来加以形象地说明,最后得出结论:形态结构与功能的统一是生物体细胞的一个重要特征! 使学生印象极其深刻,课堂教学效果非常好。

2.3.2知识难点采用动画来解释。例如, 在讲授物质出入细胞时, 采用多媒体技术, 用动画描述物质或离子从膜内到膜外再从膜外到膜内的全过程, 形象生动。使学生对于物质或离子出入细胞印象深刻。

2.3.3适当放映一些录像,让学生放松。为了使课堂教学改革顺利进行, 本人引进了多部教学录像片, 如显微镜的使用、肿瘤细胞发生,细胞的分化、细菌的分离与纯化方法、细胞的生理化反应、物质的跨膜运输等。在理论教学与实验课之中穿插这些录像片, 使不生的学习得到了放松,极大地提高了学生的学习兴趣, 提高了教学效果。

2.4教学与科研相结合 在学校规定的每位教师的各项工作中, 教学是基础, 科研是主导, 每位教师都不能单纯地搞教学而脱离科学研究工作。只有长期参加科研实践的教师, 才能使自己讲课的内容更加具有前沿性、独创性和启发性[4] 。例如在介绍细胞分化时,将肿瘤细胞的研究进展及干细胞的分化联系起来,笔者正好在做肿瘤细胞的培养, 故在授课过程中插入细胞培养的方法、肿瘤细胞及干细胞的研究思路、实验过程, 以及最终获得的实验结果, 将理论与实践相结合起来, 比较贴近实际, 而且通俗易懂, 大大激发了学生听课的兴趣, 也培养了学生解决实际问题的能力。

2.5 采用双语教学:细胞生物学的双语教学不仅能有效地促进高质量生物技术及相关专业的人才培养, 使生物技术专业的学生初步具备直接阅读细胞生物学方面的外文期刊与外文版教材等资料的能力, 也可促使学生从多个渠道去了解国外本专业最新的学术研究动态和各种学术观点, 扩大了学生的专业视野, 同时还可以使学生利用最新的外文资料进行学术研究[5] 。当然,细胞生物学的双语教学目前还处于起步阶段, 存在很多目前很难解决的问题。如学生的英语水平跟不上来,如果课程内容全部采用英语书写, 只有其中的关键词汇用汉语注解的方式来授课, 能听懂的同学只占很少一部分, 大部分学生都认为生词太多,记忆与识别很难, 要使学生掌握该课程知识目前还难以办到。经过积极探索与实践, 决定反过来,采用汉语书

写课程内容, 采用英语来注解其中关键词汇, 并让授课老师花一定的时间讲解英语词汇的含义和相关的背景内容, 全部采用英语进行章节内容总结的方式授课在每一章结束后再进行, 实践结果表明效果非常好。双语教学不同于基础英语的教学方式, 不能只强调英文教学“形式上” 的效果。通过双语教学, 学生首先应该学到的是必须掌握的细胞生物学专业知识, 其次才是对细胞生物学专业英语词汇听、说、读、写及专业英语表达内容的理解能力。

3改革与实践所产生的效果

传统教学方法的不足在新的教学方法中得到了克服, 受到广大学生们的欢迎。通过对05、06、07、08、09、10级生物技术共近五百多名学生的进行问卷调查发现, 细胞生物学课堂教学改革与实践取得了非常好的效果(见表1) , 从表1可以看出::(1)学生的学习兴趣成倍增长。改革前对细胞生物学这门课程感兴趣的学生占40%,改革后对细胞生物学感兴趣的学生为88%,增加了48% ;(2)学生自主学习的积极性在有提高。改革前有学习主动性的学生25%的学生具有学习该课程的主动性, 改革后增加到了65%,增加了40%。(3)课堂教学参与性得到了提高,改革前教师总是在课堂上不停地讲授, 学生总是在课堂下不停地记笔记,只有35% 的人能积极参与课堂教学活动, 教学方法改革后, 参与课堂教学活动的学生人数增加到82%,提高了一倍多。(4)提高了学生的实验操作技能,改革前课堂上主要是理论教学, 实验内容只有较少的一部分, 改革后由于在课堂上播放了相关内容的实验课件与录像, 然后学生才到实验室亲自做实验, 有86% 的学生认为实验操作技能得到了提高,(5)提高了专业外语水平,双语教学实行以后, 有50%的学生认为专业外语水平得到了提高。总之,通过细胞生物学课堂教学改革,使学生在各方面都有所提高,达到了预期的目的。 表1 细胞生物学课堂教学改革实践效果

学习兴趣学习的主动性课堂教学参与性实验操作技能专业外语水平改革前40%有兴趣25%具有主动性35%能积极参与22%有助于提高10%有助于提高改革后88%有兴趣65%具有主动性82%能积极参与86%有助于提高50%有助于提高4结语

细胞生物学在生命科学领域里占有的地位,其应用也越来越广泛, 对其教学的改革也是一个漫长而艰巨的任务。如何使生物及其相关专业的学生学习细胞生物及细胞生物学的课堂教学进行得更科学, 使生物技术及相关专业的学生具备较高的细胞生物学综合素质, 仍然是每位细胞生物学的授课者不能忽视与应该摸索探讨的问题。因此, 细胞生物学教学必须朝着这一目标, 不断进行改革, 为培养出综合型、设计型、高素质的人才而不断努力。

参考文献

[1]朱长俊, 许平华.细胞生物学 教学导语设计艺术[J] . 嘉兴学院学报, 2007, 19(3) : 55- 57.

[2] 宾丽英. 启发式教学法在细胞生物学教学中的应用[J] .广东工业大学学报: 社会科学版, 2007(7) : 132- 133.

[3] 王立梅, .细胞生物学课程教学改革的体会[J] . 江南大学学报: 教育科学版, 2007, 27(4) : 80- 85.

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【关键词】医学细胞生物学;教学改革;中医药院校

湖南中医药大学是以中医药为主兼顾西医的一所地方医药类高校,本校开设的西医专业主要包括临床医学5年制、7年制和医学检验等专业,这些专业在大二都会开设一门共同的专业基础课——医学细胞生物学,该课讲授的知识内容主要涉及细胞的结构与功能和各种重大生命活动,是西医学生必需学习的一类基础性医学知识,对他们日后学习专业课程有很大的帮助[1],因而我校对西医学生开设医学细胞生物学是有必要的,但考虑到中医药院校西医专业的特色性,本课程学时安排较短,总学时仅有48学时,其中理论课占32学时,实验课占16学时,这就需要授课教师有别于其他综合性大学和西医院校的普通教学,探索适应于中医药大学的特色性教学,现就中医药院校实践医学细胞生物学教学改革的做法谈一谈体会。

1精选理论课教学内容

医学细胞生物学是生命科学的一个重要分支,其研究领域相当广泛,研究内容也十分丰富,当把它作为一门专业基础课对西医本科生开设时,就需要教师认真思考自己的讲授内容,避免在授课时为了片面追求学科知识的完整性和系统性,而出现讲授内容面面俱到,但都浅尝辄止的局面。为此,在理论课课时允许的情况下,以西医学生应该掌握的医学细胞生物学基础知识为前提,对精选教学内容进行探索。

1.1选择合适的授课教材

教材是教师授课和学生学习的一个重要媒介,其选择是否合适会直接影响到整个教学的成败,因此在教材选择上通过比较国内综合性大学、师范院校、农林院校、医学院校等编写的相关教材,发现由陈誉华主编的《医学细胞生物学》相对合适[2],该书内容精炼、调理清楚,较好地协调了知识的基础性、系统性和先进性,并且书中每章最后一节还会对临床上一些与本章知识相关的疾病进行细胞分子机制的阐述,从而在一定程度上加强了细胞生物学与医学的联系,使西医学生感受到了医学细胞生物学知识的临床应用价值,提高了他们对本门课程的学习热情。

1.2讲授重点的知识内容

医学细胞生物学是生命科学中一个既基础又前沿的学科,它的知识体系已渗入到其他西医基础学科当中,如生物化学、分子生物学、生理学、遗传学等,因此在讲授医学细胞生物学时就一定要注意突出课程自身的特色和重点,学会合理取舍,从而避免因学科间的一些交叉知识的重复讲授浪费原本宝贵的理论学时,譬如医学细胞生物学中对于细胞内生物大分子的介绍、线粒体的呼吸代谢功能、细胞核内DNA的复制与转录、细胞质中蛋白质的合成等内容,因在其他课程中会重点学习,故在本门课程中可在向学生说明原由的情况下略讲或不讲。

1.3补充“游离教材”的教学内容

据吴泽球的调查显示,一门学科最新版教材的面世总会比该学科自身的发展晚3~5年[3],因而就医学细胞生物学教材来说,它里面记载的知识与学科最新的知识比还是相对滞后的,这就需要教师在授课时适时游离教材,并补充一些与本学科相关的新知识、新资讯或参考书目,如讲到物质的囊泡运输和细胞自噬时,就可以分别结合综述性文献谈一谈2013年和2016年的诺贝尔生理或医学奖,并介绍获奖者在这些领域中都做了哪些贡献,以及现阶段有哪些更新的进展和将来可能的发展方向[4-5],通过以上这种适当补充教材以外内容的方法,不但可以使学生加深对教材相关知识的理解,而且还可以使学生受到高尚科研精神的熏陶,激发他们进行科学研究的求知欲和探索欲。

2精选实验课教学内容

医学细胞生物学是一门实验性学科[6],它里面小到每一个观点的提出,大到一套理论学说的建立都是通过实验得出的,因而要使西医学生强化理论课上学到的知识,最好的方法就是让他们走进实验室,在老师的指导下亲自动手进行实验,但由于我校实验课课时一共才16个学时,且每次实验只有4学时,因而西医学生能做的实验内容只有4个,这就要求教师在开设实验前需精心准备,从众多的实验内容中挑取即经典又方便开设的内容进行实验。经过反复的斟酌和讨论,我校医学细胞生物学实验主要开设《细胞膜的渗透性》《细胞中微丝的显示与观察》《人外周血淋巴细胞染色体制备与观察》和《鸡血红细胞计数和活性检测》4个内容,之所以选择这4个内容主要有以下3个方面的考虑:首先,医学细胞生物学研究的主体是真核细胞,而真核细胞在结构上主要是三大体系:(1)生物膜体系;(2)细胞骨架体系;(3)遗传信息表达体系,因此在实验中分别以细胞膜、微丝和染色体作为真核细胞三大结构体系的代表各开设一个实验内容,这对学生加深理解和记忆真核细胞三大结构体系是有益处的。其次,细胞培养是进行细胞研究的一项基本技能,因此在开设的《人外周血淋巴细胞染色体制备与观察》中初步涉及了有关这方面的知识和操作步骤,这对西医学生日后在临床工作中开展医学细胞生物学的研究工作是有帮助的。最后,在实验内容中开创性地使用鸡血红细胞进行细胞计数和活性检测,这一方面使西医学生掌握了血球计数板的使用方法和细胞活性判断的原理,另一方面也为其他一些实验条件相对落后且没有细胞培养室的中医药院校,开设类似的细胞计数和活性检测实验提供了可以借鉴的实验材料。

3革新教学手段和模式

目前,因我校医学细胞生物学教学课时偏少,故其教学模式依然是以教师为中心的传授—接受模式,但考虑到教学活动的最终目的不是为了灌输知识,而是为了促进学生的学习,培养学生主动获取知识的能力,因此在教学实践中我们对一些传统的教学模式和手段进行了革新。

3.1革新教学手段

随着信息技术的快速发展,多媒体教学已广泛应用于我国高等教育[7-8]。这种新兴的教学手段较传统的教学手段最大的优势是,它能通过图像、音频、视频等传播媒介在短时间内向学生传递大量的知识信息,并能将原本抽象、枯燥的内容以形象、生动的形式表现出来,因而它特别适用于如医学细胞生物学这类课时短、内容多、理解难的学科。在湖南中医药大学医学细胞生物学教学手段革新实践中,积极采用以多媒体教学为主传统粉笔教学为辅的革新策略,通过课前精心准备多媒体课件,课中认真讲解多媒体课件,课后主动多媒体课件这3个环节,使听课西医学生在有限的学时中获得并掌握大量的课程知识,从而达到了提高授课效率和授课质量的目的。除此之外,由于网络是当前高校学生中一个普遍受欢迎的事物[9-10],因而在教学手段革新实践中应重视它的作用。在实践中,可利用校园网络建立了课程专用邮箱,而且根据学生喜欢挂QQ、聊微信的特点,还专门建立了课程QQ群、微信群,通过这些网络平台的搭建,实现了教师与学生的全天候联系,让原本局限于教室的传统教学平台延伸至学生的平时生活,因此一旦学生在非课堂学习过程中遇到什么学习问题,就可以利用这些网络平台及时与老师联系,老师也可以在第一时间对学生进行解答,而且老师通过网络还可将一些重要的学习资料给学生,从而较好地实现师生之间的双向交流。

3.2革新教学模式

近年来,被称为探究式教学或基于问题学习(Problem-basedlearning,PBL)的教学模式在我国教育界广受教育工作者的青睐[11-12],其核心思想就是提倡教师授课时要以某一核心问题为中心,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,从而达到“授人以鱼不如授人以渔”之目的。在实际教学中,运用该教学模式在一些章节中进行授课,譬如在讲授细胞衰老时,就把解释细胞衰老的可能机制作为一个核心问题提出来,然后要求学生以寝室为单位组成学习小组,利用课余时间到图书馆或网上搜寻资料进行探究学习,最后在学期末利用1~2个课时向老师和同学汇报探究学习成果,并接受老师的点评。通过以上的尝试,发现探究式教学能较好的激发学生的学习热情和探索欲望,而且学生对自己探究学习的知识掌握牢固,但这种模式也存在着不足之处,其中知识学习缺乏系统性是该模式的一个最大“短板”,因此建议授课时以讲授为主,辅之该模式应该能收到较好的教学效果。

4完善课程评价体系

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关键词:医学细胞生物学实验;创新能力;培养方法

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)32-0123-02

近年来,人类在医学细胞生物学取得的成就对现代医学的发展起到巨大的推动作用,它为人们从细胞和分子水平认识人类疾病的发生和发展提供了理论依据和重要的技术手段。医学细胞生物学同时作为生理学、免疫学、组织胚胎学、药理学等重要基础理论课程的基础,医学细胞生物学又与临床医学的其他各个学科紧密相连,为医学生进一步学习其他医学课程奠定基础[1]。医学细胞生物学实验是医学细胞生物学教学的重要组成部分,提高医学细胞生物学实验的教学水平对于提高整体的医学教育水平有重要的推动作用。在实验教学过程中如何提高学生分析问题和解决问题的能力、培养学生的实践能力和创新能力成为十分重要的任务。为此笔者根据我院医学细胞生物学实验的教学实际情况,就在医学细胞生物学实验教学中培养学生的创新能力提出自己的几点建议,以供探讨。

一、实验教学与理论教学将结合,正确引导和激发学生的实验欲望

孔子说:知之者不如好知者,好知者不如乐知者。兴趣是最好的老师。很多学生在高中就接触过一些生物学实验,但是比较简单,而且动手的机会并不多。大多数学生直接动手做实验的兴趣很强,但是此时学生的实验兴趣都停留在对实验本身的好奇心上,对于“为什么会这样设计实验”和“这样设计实验会出现几种结果”等问题缺乏深层次的思考。教师要学会合理利用学生的好奇心,认真加以引导,把学生的好奇心转化为理性思考支配下的求知欲。细胞生物学的概念、原理和规律都是通过大量的实验发现,经过一系列缜密的推理论证得到的,每一个重要的原理和规律的背后都有一系列经典的实验去证明它。比如:在理论课讲授细胞分化的本质特征是基因选择性表达的时候,我们重点讲解如何证明这一结论的实验——通过采用Northern和Southern的方法来检测三种组织来源不同的细胞(红细胞、胰岛细胞、输卵管上皮细胞)中三种特异表达基因的DNA和mRNA的情况。通过对实验背景、实验方法以及实验过程的详细讲解,引导学生在自己的头脑中“进行实验”,进而让学生了解科学家们是怎么针对研究目标设计实验的,在学生进行“头脑实验”的同时又是与科学家进行科学思想上的“对话”,增强学生的兴趣和求知欲。最后,让同学们思考,为了揭示细胞分化的本质,我们自己能否设计出新的实验来阐明这一科学问题。我们通过在理论课上讲授一些经典的实验,激发学生的实验兴趣和探索未知世界的欲望,探索未知世界的欲望越大,成功的欲望也就越大,创新思维也就越活跃。

二、在实验教学过程中,培养学生的创新能力

医学细胞生物学实验教学过程作为培养学生实验创新能力的主要环节,在这一过程中,通过学生通过自己亲自操作进行创新能力的锻炼与培养[2]。在理论课上,通过教师对实验的正确引导,学生除了对实验有了正确的认识,同时对实验的积极性还大大增强,在渴望实验成功的欲望驱使下,每个学生都想在实验中“一展身手”。根据已有经验,我们认为在实验教学过程中,以下几点是培养学生创新能力的关键:①培养严谨的实验态度,严格规范实验操作。严谨的实验态度是进行创新能力培养的基础,规范严格的实验操作是进行创新能力培养的关键,如果学生缺乏严谨的态度,那么他就不可能有规范的实验操作,更谈不上学生的实验能力与创新能力的培养[3]。②培养观察能力,认真做好实验记录。为了避免学生只重视实验结果,我们要求学生认真记录下整个实验过程,让学生明白每一步实验的目的是什么的,会出现什么样的结果,省略此步骤,对实验结果有什么影响,比如细胞内遗传物质的观察,我们要向学生提出为什么要在细胞染色之后都要经过一步清洗,清洗的目的是什么,让同学多做一组省略清洗步奏的装片,让学生通过观察得出清洗步骤的作用,这样学生观察能力得到提高,分析思维的空间也得到了相应的拓展。③鼓励学生进行多种尝试,启发学生的思维。比如我们在洋葱细胞核观察的实验过程中,实验步骤要求采集洋葱内表皮细胞进行染色观察,我们鼓励学生,让学生同时采集洋葱外表皮的细胞进行观察,看看能否观察到细胞核,细胞核的形态有没有变化,从而启发学生对细胞核的功能进行深入思考,开阔了思路,激发创新意识。

此外,在实验过程中,如果有学生实验失败,很容易产生挫败感。教师要善于抓住这个“良机”,学生实验的失败是激发学生进行深入思考和创造性解决问题的重要时机。告诉学生,很多重要的发现都是通过一次次的实验失败得来的,爱迪生每失败一千次实验才能成功一次。接下来,根据实验记录,和学生一起寻找失败的原因,但这不是直接告诉学生实验失败的原因,而是通过一步步的进行引导,让学生自己找到实验失败的原因。在学生自己找出实验失败的原因的过程中,激发学生的思维,培养学生的创新能力。

三、邀请专家讲座,拓展学生知识面

拓展学生的知识面有利于学生创新能力的培养。医学细胞生物学属于实验性学科,细胞生物学知识的获得均是通过千百次的实验获得的知识的总结和升华,细胞生物学实验过程本身需要丰富的创新性。因此我们定期邀请工作在细胞生物学科研第一线的相关专家进行做报告,通过专家们通俗易懂的报告,向同学介绍他们是怎么设计实验的,他们采用此种方式设计实验的目的是什么?同学通过了解专家们的思维活动,进而激发他们的思维,激励他们在医学细胞生物学实验中主动进行创新,进而培养他们的创新能力。

四、定期举办学术沙龙

定期举办学术沙龙,通过学生间的自由讨论,激发学生思想的火花。我们医学院每年培养五十名左右的研究生,我们充分利用这一资源优势,每学期举办三次学术沙龙,每次时间大概两个小时左右,邀请细胞生物学方向的研究生与本科生一起参加,教研室的教师充当引导作用的角色,让本科生与研究生之间进行充分的交流。为了提高学术沙龙的效率,我们每次沙龙活动设定几个议题,让学生围绕设定的议题进行充分的讨论,另外,我们还专门留出时间,让每个学生自由提出他们感兴趣的问题,之后师生共同解决。学术沙龙我们已经举办过六期了,学生的反响和评价都很好。

五、改革考核评价机制,检验创新成果

以往医学细胞生物学实验的考核方式以学生提交实验报告,教师打分的形式进行。学生只注重完成实验报告,看不到他们的实际操作情况,学生只会把主要精力放在完成实验报告的上来,此外,这种考核形式造成学生之间相互抄袭的现象存在,教学效果大打折扣。针对此类现实情况,我们采用多元化的考核方式,考试内容包括设计的能力、实验操作能力和实验报告,通过三方面结合来考核学生创新能力的培养成果。设计实验的能力运用已经学习的实验原理、技术和方法设计实验,来达到预期的目的,学生通过实验能力的测试,提高自身对已有实验的掌握和应用能力。通过实验操作能反映学生的科学态度、科学精神,全面养成学生良好的科研习惯,从而促进学生综合素质的全面提高。实验报告侧重对学生操作步骤、数据处理、结果分析能力进行考察,能够反映学生的科学思维及逻辑推理能力。尽管我们的医学细胞生物学的实验教学改革刚刚起步,但是通过实验教学的各个环节以提高学生创新思维为指导,学生的创新能力得到不同程度的提高,比如在学校进行的大学生科技创新大赛中,医学细胞生物学的相关实验研究受到了学院的好评。同时与未进行实验改革的前几届学生相比,学生们的基本操作、动手能力和运用知识的能力得到显著的提高。

参考文献:

[1]黄元河,潘乔丹,冯治,等.医学细胞生物学教学改革的探索与实践[J].右江民族医学院学报,2011,33(2):231-232.

[2]何志颖,朱海英,陈元晓,等.医学细胞生物学实验教学改革的探索与实践[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2010,12(1):49-52.

[3]殷祥超.改革专业实验教学培养学生的综合素质[J].实验室研究与探索,2003,2:31-33.

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【关键词】高校专业课 教材 教学内容 教材模式 细胞生物学

【基金项目】本文系河南省高等教育教学改革研究省级研究项目(2012SJGLX134)和河南师范大学教学研究基金重点项目(521751)的研究成果。

【中图分类号】Q2 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)10-0175-02

一、高校专业课教学的现状

提高教学质量是教育的根本目的,课程是教学的最根本依据和最基本的知识源泉和表达形式[1]。细胞生物学是生命科学领域的基础和前沿学科,是从不同层次上(包括细胞整体、显微、亚显微和分子等层次)研究细胞结构、功能及基本生命活动规律的学科。细胞生物学是当今生命科学发展最为迅速的学科之一,学科的活跃发展为教学提供了日益丰富的内容。但是在高校课程改革的形势下,基础课和专业课的课时在不断的压缩,这就要求教师在有限的课时内,不仅要引导学生建立完整的课程体系,而且要及时补充最新的学科进展,平衡好教学内容和课时缩减之间的矛盾,因此高校专业课教学改革势在必行。

在以细胞生物学为例的专业课调查中发现,学生普遍认为细胞生物学是难度较高的课程,学习起来压力较大,这一方面是由于该学科发展迅速,内容更新快,教材内容多、难度大,尤其是研究层次已经进入分子水平,学科本身具有深奥和抽象的特点,一些涉及细胞功能和调控的实验难以通过学生实验开设,加上该学科研究技术难度提高、对实验设备和操作人员水平的要求严格,无法满足学生亲自操作的要求,所以总的感觉是理论教学和实验教学严重脱节,实验课已经不能起到深化理论课教学的作用;另一方面,对于有进一步深造意愿的学生来说(占我校生命科学学院应届毕业生的95%以上),细胞生物学常常是许多专业研究生入学的必考课程,因而学生对课程的学习要求很高,希望教师在教学中充分考虑重点院校和科研院所考研试题难度的要求,结合考研的要求把理论课讲深讲透,同时也希望通过课堂弥补理论和实验教学之间的断层和缺口,提高自身的考研竞争力,获得更多的深造机会。综上所述,我们认为教材和教学模式的研究对于提高专业课教学质量尤为重要。

二、对专业课教材的思考

以细胞生物学为例,为适应高校课程改革背景学生的需求,首先我们对现有的国内外优秀的细胞生物学教材进行了分析,从以下方面进行了探索和尝试。

1. 教材体系的构建:

专业教育的改革是以课程内容为重点的,教材是教学的重要载体,是学生学习的主要参考书,对学生学习有着深刻影响[2]。笔者认为教材应具备以下特征,首先是科学性和先进性,即与时俱进,及时反映学科发展的最新成果;其次是系统性,即注重知识的衔接和前后呼应,有助于学生学科知识体系的建立;再者是实用性,教材的编写从学生的实际出发,符合学生的求知实际,有助于学生科学素养、探索精神和创新思维的培养;此外,教材还应具有灵活性,即内容编排有弹性,给教师课堂教学留有较大的空间,对学生课外拓展和提高具有一定的指导作用。

教材是对课程标准的一次再创造、再组织。不同版本的教材具有不同的编写体例、切入视角、呈现方式、内容选择及图像系统。通过对国外优秀教材Karp的《cell and molecular biology》(第6版),以及目前国内著名的翟中和主编《细胞生物学》(第3版和第4版)、王金发主编的《细胞生物学》、韩贻仁主编的《分子细胞生物学》等教材的分析,结合课程目标、我校学生的培养方案和一线教师的教学体会,我们对课程结构和内容进行了重新的梳理和整合,本着教师易教、学生易学的指导思想,突出了教材的实用性、前瞻性、系统性和灵活性,将课程内容划分为概述和方法、细胞结构和功能、细胞生活和调控三个模块,以真核细胞结构、功能和调控为主线,将细胞生物学课程内容通过相对独立的11章贯穿起来,构建了一个特色鲜明、简洁清晰的细胞生物学教材体系,该教材已经于2012年8月由科学出版社作为生命科学核心课程系列教材之一出版发行。

2. 教学内容的衔接:

大学生四年系统的专业学习,将形成学生完整的专业知识体系。在教学实践中,我们发现一些进入大四准备考研的同学,甚至是考研面试的同学,并未完成专业课的系统梳理,还未达到融会贯通的境界,所以在专业基础理论的测试中存在不少问题。这些现象也提醒专业课教师,专业课程的开设,既要考虑学生的知识背景,也需要考虑课程设置的合理性和系统性。作为专业课任课教师,是否在教学中忽略了对本课程在专业知识体系中地位的介绍,以及与其他专业课之间联系的铺垫。

以细胞生物学教学为例,该课程在我校大二第二学期开设,在此之前,学生已经系统学习了植物学和动物学,所以在教学中,细胞生物学教学是从植物细胞和动物细胞的结构导入的,在复习旧知识的同时,引导学生从细胞这一层面上认识生物的统一性和多样性,进而导入原核细胞、真核细胞和古核细胞的概念,使学生非常自然的理解细胞生物学和已经学习的植物学、动物学之间的联系,也为学生继续学习微生物学等学科做了铺垫。从学生的认知上看,是以植物细胞和动物细胞的知识基础为起点的,接受起来并不困难,教师需要引导学生认识到细胞生物学是向更深、更广和更精方向的渗透和延伸,专业课之间是相互联系、各有侧重的关系。

3. 教学内容的整合优化:

内容重叠问题是专业课教学中经常遇到的问题,包括许多专业课在内容上存在部分的重叠,例如:关于真核基因表达的内容,在生物化学、分子生物学、分子遗传学和细胞生物学中都有涉及,给授课教师在教学中带来一定困扰。如何解决这一问题,避免各专业课老师都讲,但是都讲得不深不透这一问题呢?从学科特征上分析,细胞生物学侧重在细胞和分子水平上研究细胞结构、功能和调控;分子生物学则是从分子水平入手,研究大分子的结构与功能等生命本质问题;而生物化学则关注大分子的代谢本质。因此,在教学中,对真核基因表达调控部分的讲述在细胞生物学中突出遗传物质的组织、基因表达调控的多层次性,在分子生物学中则侧重于遗传信息遵循中心法则流动的分子机制,在生物化学中则将重点放在生物大分子的结构、功能和代谢的介绍上。

在侧重点的把握上,我们主要遵循两个原则,首先,一些最为基础的内容放在培养方案中最先开设的课程中详细讲解,例如:对生物大分子结构的介绍放在生物化学课程中,对真核生物遗传物质的组织和包装主要在细胞生物学课程中讲解,而遗传物质的复制、转录和翻译的分子机制则是分子生物学课程重点讲解的内容。这样学生在学习的过程中,不断有温故知新、渐入佳境的感觉,无形中也调动了学生的学习的积极性,激发了学生强烈的求知欲望,培养了学生的科学素养和探索精神。其次,要充分考虑学生的认知情况,根据学科特点进行取舍,确定在最适合的课程中讲授,尽量避免学生的知识链产生断层,挫伤学生的学习信心,影响教学进度和效果。

4. 保持教学内容的开放性:

尽管高校在课程的规划与设置上有较大的自,教师在课程设计和教学中也有较大的自主性、灵活性,但在教学实践中,教材与课程的关系处理不当,不仅影响学生的学习热情,而且将影响教学质量的提高。

在细胞生物学教学中,我们一贯重视教学内容的优化和更新问题,从国内外优秀教材中吸取精华,取长补短,结合教师自身的教学实践和体会,充分考虑学生的特点和需求,以易教易学为指导思想,在保证教学内容的基础性、创新性的同时,还贯彻了开放性、可塑性和灵活性,将学科前沿和进展与教学内容有机结合,使学生及时了解学科发展的新成果和趋势,拓宽学生思路,扩展学科知识的空间。例如:与细胞生物学有关的最新诺贝尔奖获得者的成就和对学科的贡献,在相关的章节讲解中都会涉及;在Science,Nature等期刊发表的最新进展也是任课教师考虑补充更新教学内容的来源。所以一些有考研打算的学生虽然在大二已经学习了细胞生物学,但是在大四,他们仍然会旁听细胞生物学课,因为他们了解细胞生物学这门课每年的教学内容都不会完全相同,一些补充更新的内容是他们在学这门课时没有听过的,所以细胞生物学的课堂总是座无虚席。其实,作为细胞生物学任课教师,也能感受到学生对于新知识的渴求。虽说保证教学内容常讲常新需要花费更多的时间备课、制作课件,但是学生从中获益,这样的付出是值得的。

三、对教学模式的思考

教材的主旨在于培养学生自主学习和创新能力,在我国现行课程体系中,细胞生物学是生物学类、医药学类、农学类和林学类本科生一门专业基础课。理论课教学学时在48~54 学时左右,有统计显示,全国仅设有生物科学、生物技术和生物工程三个专业的学科点共500 余个,在校本科生总数近10万人,因此教学需求量大。但是高校专业课教学,大多有重理论轻实验的传统,常常存在理论和实践脱节的问题,在课程建设上,处理好二者之间的关系,也是亟待解决的问题。

鉴于学科的特点,要将细胞生物学许多过于抽象、难于理解的理论讲明白,除了引导学生将理论与生活实际相结合,发挥想象力,使抽象的内容形象化和动态化之外,实验教学也是不容忽视的重要环节。为进一步贯彻《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》(教高[2007]1号)精神[3],提高高校本科教学质量,推广研究性学习和个性化培养,我们对细胞生物学实验进行了改革,增大了设计性、创新性和综合性实验的比例,降低了验证性实验的份量,学生普遍反映改革后的实验课更加有趣,学生参与的主动性明显提高。同时,我们鼓励学有余力的同学积极参与大学生创新性实验项目,通过以大学生为主体的创新性实验改革,一部分学生得到了科学研究与发明创造的初步训练,学生的创新意识和实践能力增强。一些学生设计的细胞生物学实验不仅获得了大学生创新项目的支持,还获得“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖,学生的培养质量受到了广泛好评。

参考文献:

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[2]邹方东,王喜忠.细胞生物学“教师、教材、教法”三位一体课程建设与改革,中国大学教学[J],2009,1:52-54

[3]教育部.财政部“高等学校本科教学质量和教学改革工程”(2007年1号文件)