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【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-9682(2011)07-0057-01
【Abstract】Cell biology is a basic subject of life science, which is very important in the teaching of postgraduate. This paper enhences the higher level in the teaching cell biology for postgraduste by the definite reform measures of teaching with combining the requirement teaching program, and adopt the development and progress of science and technology.
【Key words】Cell biology Expand The exprement operation
目前,隨著科學和技術的快速發展,細胞生物學作為生命科學和生物技術領域的一門專業基礎課,在當前該方向的研究生教學中十分重要。那么,如何使研究生的細胞生物學教學跟上時代的步伐,如何培養和提高研究生的實踐創新能力,是從事研究生細胞生物學教學的教師必須認真思考的問題。根據近年來研究生細胞生物學教學的教學體會,作者認為應從以下幾個方面著手進行教學改革,旨在為研究生的細胞生物學教學提供參考:
一、教學改革實踐的措施
1.建立一支高水平的教師隊伍
細胞生物學是一門實踐性比較強的學科,要建立細胞生物學教學與實驗相結合的機制,就必須選擇具有扎實基本功和教學經驗豐富的教師作為該課程的主講教師。[1]必須配備一定的實驗技能教師進行研究生教學實踐的實驗教學,培養學生的動手和創新能力,同時要求課題組形成以教師講解與實驗教學相結合的教學機制,輔以博士研究生和碩士研究生親自動手參與實驗和教學的新的教學方式。同時要注意課題組的教師經常進行教學經驗和教學技能的教改研究,熟悉學科的前沿發展趨向和研究動態。[2]教師能夠把最前沿的知識傳授給學生,擴展視野,激發研究生進行科學實驗的興趣十分重要。同時,也為高水平的教師隊伍的建設提出了更新、更高的要求。
2.結合教學大綱和教學實際,調整教學內容。
(1)力求按照教學大綱要求進行教學,培養創新能力。細胞生物學教學大綱是開展教學的基本框架和內容,為了適應未來社會的需求,教師必須讓學生掌握細胞生物學的基本理論和基本內容,為將來的實際應用打下良好的基礎。因此,選取教材十分重要,作者認為研究生作為高校培養的高級人才,在本科階段已經學過細胞生物學,但是對分子細胞生物學的了解較少,應該選取分子細胞生物學教材,同時在課程安排上考慮實際情況,針對薄弱環節結合教學大綱的要求進行知識結構的調整,從一定的層次要求他們學好這門課程。例如,在教學細胞生物學的基本概念和原理時,應該給出一些事實(例)和問題,讓學生積極思考回答這些問題,在理解的基礎上掌握概念和原理,而不是進行單純的講解,同時也允許學生能夠結合自己在做科研中發現的問題,進行課堂討論,及時總結,激發學生興趣,充分發揮學生的積極性和創造性。[3]
(2)根據課題組的實際情況,進行教學內容的調整。隨著科學技術的進一步發展,細胞生物學領域的進展十分迅速,原來的細胞生物學教科書所涵蓋的內容可能正在發生著新的進展,同時研究生作為學科發展的生力軍,在本學科的教研中起著非常重要的作用,例如針對植物課題組的研究生教學就應該把重點放在植物細胞生物學的研究上,同時也要照顧到動物學和微生物學課題組修該課的研究生,不同的學生要求掌握的重點不一樣,進行教學講解,要做到有的放失。同時,在現行的教學研究中應該根據大綱要求的每個章節所涵蓋的內容結合課題組的實際情況作以適當的調整,補充新的研究進展,開展專題講座,做到既要顧及全局,又要點面結合,[4]做到切合實際的講解,便于研究生更深入的了解和學習各個章節的內容。
(3)補充新的教學前沿動態研究。傳統的細胞生物學研究只是研究細胞的形態、結構和功能等方面,目前細胞生物學的發展逐漸深入到分子領域,且處于快速發展的領域,例如細胞功能方面的研究已深入到分子領域,作者認為研究生細胞生物學的教學應該結合此領域新的研究進展進行講解,使學生能夠了解最新的發展動態,使其受到啟發和教育,為今后的科研工作奠定一定的理念和指明方向。[5]應該在緊扣教學大綱的基礎上結合分子生物學的發展進行拓展講解,使學生能夠了解該章節所涉及的發展前沿,跟上科技進步的步伐,才能在以后的科研中奠定好的基礎,不致于落伍。
(4)結合教學實驗課進行教學實踐總結。細胞生物學是一門實踐性非常強的學科,應該在進行教學的同時給學生一個實踐的機會,因此應該結合教學計劃給予一些階段性的實驗操作,因為實驗是教學的重要組成部分,二者相結合更有助于培養研究生的動手能力和創新能力,這樣對教學的效果也起到一定的補充和檢驗過程。[6]
二、教學改革效果的檢查和驗收
現行的研究生教學必須進行改革,但是對于教學改革的效果如何?應該分階段針對所進行的教學改革的具體實踐措施進行有針對性的檢查和驗收,促進研究生細胞生物學教學的大膽改革和嘗試,同時也為高校培養細胞生物學方面的高級人才隊伍打下基礎。
參考文獻
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醫學細胞生物學課程是醫學院校的基礎課程,在教學型醫學院校中,由于其與臨床知識聯系不甚緊密或不是臨床技能考試的科目而長期不受重視,導致其理論和實驗的教學方法與手段長期落后于其它基礎醫學課程。然而,隨著生命科學研究的飛速發展,醫學細胞生物學理論知識和實驗技術正在或已經與醫學研究緊密相連,特別是細胞生物學研究技術越來越成為醫學研究所不可或缺的必備基礎之一。因而要培養一個面向21世紀的創新型醫學人才,必須加緊實施對醫學細胞生物學實驗教學的改革。然而,在教學型醫學院校中,醫學細胞生物學實驗課程的開展存在著很多現實問題:①學生人數眾多。醫學細胞生物學是醫學的基礎課程,是所有醫學相關專業必修的課程,與生命科學專業每年級100-200人左右的學生規模相比,醫學院校的規模是其數倍,這對師資力量、資源設備都帶來了巨大壓力,使其任何實驗項目的改革都變得相對困難。現行很多醫學院校進行實驗項目改革的方式并不適合在教學型醫學院校普遍推廣[1-4]。②學時數少。與生命科學院校30-40學時以上相比,醫學院校醫學細胞生物學的實驗教學學時一般都少于20學時,生命科學院校在開設基礎性實驗的基礎上,一般還開設綜合性實驗、設計性創新型實驗,而醫學院校中僅有的學時數對這些實驗的開設有很大限制。③師資和設備支撐力量薄弱。研究型院校有碩博士學位授權點,人才濟濟,科研性實驗室眾多,這給先進實驗技術的教學帶來非常大的便利,各類綜合性實驗、設計性實驗都可以順利進行,甚至可以安排學生分散進入各研究室,以輔助研究的形式來促進教學[1-3]。而在教學型院校,師資和設備相對缺乏,任何新實驗項目的增減都顧慮重重。④培養計劃側重點受到限制。在生命科學院校和研究性院校中,細胞生物學研究技術對學生畢業后的研究和應用都非常重要,因而在培養計劃設置時會處于一個有利的位置,學校經費投入多。而在教學型醫學院校,學生培養計劃的側重點還在于與臨床應用相關的課程上,細胞生物學則處于一個相對尷尬的次要位置,學校在教學改革的投入上關注度相對減少。面對如此多的困難,教學型醫學院校的醫學細胞生物學實驗教學改革該如何進行才能適合當前醫學生的需求呢?其關鍵在于如何在學校有限資源與改革所需投入之間尋求平衡,更直接的說,實驗改革必定要求開設一些能反映學科技術發展的新實驗項目,同時又要求不能耗費太多的投入。為此,我校醫學細胞生物學采用如下改革。
1建立動物細胞培養實驗平臺
毫無爭議的是,動物細胞培養已經成為細胞生物學研究技術的基礎核心技術,是生命科學研究領域和醫學研究領域的基礎核心技術;同時,對于醫學院校本科學生而言,醫學細胞生物學是其能接觸動物細胞培養知識的唯一一門課程。因而建立動物細胞培養實驗平臺,在醫學細胞生物學實驗改革中開設動物細胞培養實驗項目是必然趨勢,也更能為學生以后更深入進行醫學研究、提升自身技能打下基礎。動物細胞培養實驗平臺核心設備包括無菌室、超凈工作臺、CO2培養箱、倒置顯微鏡等等,由于其設備相對昂貴,學校可以根據自身情況建設相應規模。
2建立以動物細胞培養為基礎的新實驗體系
舊的醫學細胞生物學實驗體系建立在普通光學顯微鏡基礎上,主要是通過普通光學顯微鏡來觀察細胞的形態和各種生命現象。如細胞化學、細胞吞噬、細胞組分分離等。這些實驗內容陳舊,與細胞生物學實驗技術的發展嚴重脫節,難以起到鍛煉學生動手能力的效果,學生也毫無興趣。因而醫學細胞生物學實驗教學改革有必要將之淘汰。同時,醫學細胞生物學是從細胞和亞細胞水平對細胞進行研究的學科,舊實驗體系為了觀察細胞生命活動,只能從外周血、骨髓、表皮等特定組織來獲得單細胞,其材料非常局限,能觀察的生命現象極其有限。相反,體外培養的細胞本身就以單細胞的形式長期存在,可以對它進行各種觀察檢測,實驗結果更直觀的與理論知識相印證,最后,現行醫學研究領域中使用的動物細胞培養相關的部分實驗項目從時間和難度上都能夠適合作為本科醫學學生實驗,并且更能提高學生的學習興趣。在我校的改革中,作者采用了表1中實驗項目,建立了一個以動物細胞培養為基礎的全新實驗體系。在改革后的實驗項目中,“細胞基本形態結構的觀察”為實驗一,是鍛煉學生基本顯微鏡操作和細胞基本形態結構認識的基礎性實驗,因而選擇保留;實驗二“血細胞計數”為其后的動物細胞培養做準備;實驗三“胎鼠原代培養”、“換液與傳代”為培養學生進行動物細胞培養實驗技能的基礎性實驗,第四、五、六個實驗項目分別為細胞結構和生命活動的驗證性實驗,它們分別是培養學生實驗技能有免疫細胞化學,熒光顯微鏡的原理與操作,細胞凋亡的檢測、細胞染色體鑒定。我校改革后的實驗體系具備很多優點。首先,除實驗一以外,其它實驗以動物細胞培養為基礎,并引入了醫學研究領域中廣泛使用的新技術,在印證相關理論知識的基礎上,又能反映細胞生物學的技術發展;其次,開設本實驗體系對師資要求不高,所涉及的技術都在廣泛使用,因而現行相關專業的碩士學位的教師基本都能掌握;再次,實驗四、實驗五采用細胞爬片的形式進行,能有效降低耗材的耗費,并且對于部分需要相對昂貴的熒光顯微鏡的實驗,可以換成使用一般染色劑染色后用一般顯微鏡觀察,以降低實驗建設和運行成本;另外,本實驗體系只有實驗二、實驗三需要在無菌室操作,其余實驗主要在一般實驗室操作,因而可以使無菌室適合大規模授課;最后,本實驗體系具有很大的延展空間,在條件允許的情況下,可以結合細胞融合、細胞周期同步化、細胞染色體提前凝聚等實驗項目開設綜合性實驗,并為未來開設自主設計性創新實驗打下一個結實的基礎。由此我們可以看出本實驗體系具有非常好的適應性、靈活性和延展性,因而其具備很大的推廣性。
3授課時間差別化編排
在醫學細胞生物學實驗改革中開設動物細胞培養實驗項目是必需的,但同時它也存在著非常大的缺點,如動物細胞培養實驗室的建設費用高,占地面積大,無法建立一個適合大批量學生同時操作的實驗室規模,這也是現階段限制其在教學中使用的一個重要因素,對于醫學院校來說更是如此。但此時醫學細胞生物學實驗學時少的缺點則可以變成優勢。我們的策略是針對不同班級的授課時間進行差別化編排,采用分階段分時段進行授課。以我校醫學細胞生物學實驗課教學為例,理論課30學時,分15周進行授課,6次實驗課只需6周時間進行。在帶教教師準備材料的情況下,只有實驗二、實驗三需要學生在無菌室操作,其它實驗主要在一般實驗室操作,因而只有實驗二、實驗三是限制學生規模的瓶頸。我們進行如下安排:將不同專業、不同班級的學生分成不同批次,第一批次的學生在第二周授課,其它批次的學生實驗課開課時間依次后延2星期時間,這樣在第15周理論課授課結束時,實驗課總共可以進行五批次的學生授課。如果強調與理論課授課同步,還可以采用另一種安排方式:實驗一統一在第二周授課,實驗四、實驗五、實驗六則分別在理論課的最后三周(即13-15周)授課,而中間有十周的時間可以在無菌室對實驗二、實驗三進行五批次的學生授課。由此,我們可以發現,通過授課時間差別化編排,就能提高動物細胞培養實驗室的使用效率,使小規模的實驗室建設適合大批量學生使用。
關鍵詞:生物技術專業 細胞生物學 教學質量
中圖分類號: G642 文獻標識碼: A 文章編號:1672-1578(2014)11-0055-01
細胞生物學是生命科學的重要分支學科,是在分子層次上研究細胞生命活動過程中各種生命現象的規律和機制的一門學科。該課程在學生的抽象思維能力、科學實驗及知識更新能力的培養中有著獨特的作用。但眾所周知,細胞生物學信息量大、內容抽象、重點難點多,怎樣才能在有限的學時內,使學生既掌握細胞生物學的基本內容又了解其最新動態,是細胞生物學教學工作者仍面臨和需要探討與解決的問題[1]。
近年來,我校新開設了生物技術本科專業,旨在培養具有良好職業道德、創新精神、實踐能力和終身學習能力,系統掌握生物科學基本理論和現代生物技術知識,既有基礎醫學和一定臨床醫學知識又具有較強的生物技術實驗操作和一定的科學研究能力,能夠從事醫學、生命科學、疾控防疫、檢驗檢疫及生物制藥等醫療實踐、醫學教育和科學研究等方面工作的高素質應用型生物技術人才。本教研室承擔了生物技術專業細胞生物學課程教學任務,筆者通過教學實踐,對于提高細胞生物學教學質量做出初步思考。
1 優化課程結構
本著以學生為中心,充分發揮學生的自主能力和創新能力,調動學生學習的積極性的教學宗旨,力求達到能夯實基本實驗技能、學習先進技術,又能培養學生創新思維、提高科研素質的教學目的,為了更好地提高教學質量,為了使課程體系更加科學、合理,我們在原有開設于臨床醫學專業的醫學細胞生物學課程結構體系上,針對生物技術專業的教學內容進行了適當調整。細胞生物學是一門實踐性很強的學科,實驗課在課程教學體系中舉足輕重,它是理論課必要的輔佐和補充,是強化理論知識和增強形態概念的重要手段。為從根本上改變“單純傳授知識”的傳統教學方式,必須將理論教學和實踐教學進行緊密結合,因此我們對細胞生物學課程進行了結構調整,增加了實驗教學的內容,實驗課時占總課時的一半以上。通過實驗課教學,不僅可強化學生對理論知識點的理解與記憶,開拓學生的視野,而且可通過教師對學生面對面的言傳身教,加強學生的素質教育。
2 加強師資培訓
目前我校并未設置獨立的細胞生物學教研室,細胞生物學課程由組織胚胎學教研室教師兼而承擔,而根據培養方案,我校生物技術本科專業細胞生物學課程教材選用了由翟中和等主編的《細胞生物學》,這本教材在多個醫學院校為碩士研究生教學用書。這也對授課教師提出較大挑戰,根據課程教學特點,教師不僅要有豐富的理論知識和實踐技能,而且要不斷地擴展新知識、學習新技術、掌握新方法,了解學科發展前沿,還需更強的耐心、責任心去以引導學生,教育學生。為此我們開展多項措施,以期提高教師隊伍素質,如教研室積極組織相關培訓(含業余或脫產形式),鼓勵教師外出進修學習,開展相關講座、集體備課,并建立激勵機制來鼓勵更多的教師全身心地投入到教學中來。從而有力提升教研室教師教學能力,對教師教學質量的提升起到了很大的推動作用。
3 選擇合適的教學手段
細胞生物學是從細胞水平認識、探究生命問題的學科,內容多、更新快,對于剛入校的大學一年級學生來說,具有一定難度,學生有畏難情緒,難以產生興趣。本著以建構主義教育理論為指導,以學生為中心的原則,依據教材特點和學生特點,我們充分利用網絡和多媒體技術等輔助手段,依托校園網開發了細胞生物學雙語網絡教學平臺。該系統以本教研室的主頁為基礎平臺,是一個集教學指導、網上虛擬實驗室及師生在線交流等較強功能為一體的網上運行系統。它將本課程的相關軟件資源鏈接到網上,學生可以在網上預習、仿真,還可進行實時在線師生交流,從而打破時間和空間的束縛。教學計劃的安排執行、教學內容的制定乃至學生成績等都可以通過網絡化實現資源共享。課堂上,通過演示、講授及提問,啟發學生運用舊知識,解決新內容,達到知識遷移。動靜結合,宏觀和微觀結合,生活與臨床結合,化抽象為具體,拓展教學內容,豐富教學形式,盡可能提升理論知識的直觀性。將抽象的知識直觀化,形象化,使抽象的內容具體化,讓學生獲得生動的感性認識,激發學生的學習興趣, 啟發學生主動思考和培養學生的實踐能力。
總之,樹立終身學習的理念,培養開拓進取、勇于創新的精神,具有較強的學習能力和發展能力是我們對于培養醫學院校人才的希望。針對生物技術專業的培養目標,總結分析出適合本校開展細胞生物學教學的有效方法,增強了教師的綜合素質,大大提高了學生學習的積極性與主動性,也綜合培養了學生的動手實踐能力和科研創新能力,從而真正做到教學相長。
參考文獻:
關鍵詞:細胞生物學 實驗 教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)05(a)-0161-01
細胞生物學實驗課程是細胞生物學理論教學的重要組成部分,是獲得相關知識的重要方法和手段。通過細胞生物學實驗課程的學習,不僅能培養學生對細胞生物學理論知識的理解和鞏固,使學生獲得更強的感性認識[1]。更能訓練學生的基礎操作技能,培養學生的實驗能力、操作能力、觀察、分析和解決問題的能力,對更好地調動學生學習的主動性、提高獨立思考能力等都具有非常重要的作用。
細胞生物學內容繁多,學生沒有感性認識,難于理解。同時,在傳統重理論輕實驗思想的影響下,實驗內容陳舊,組織方法單一,實踐效果低,實驗教學與理論教學相脫節,不能發揮學生的主觀能動性和調動學生的興趣和積極性,不能很好地啟迪學生的創造思維,不利于培養學生分析問題和解決問題的能力也制約了實驗課程的發展革新[2-4]。隨著新的教學理念、教學內容和實驗技術層出不窮,使得細胞生物學理論發展非常迅速,其實驗教學的內容也要跟上理論發展的步伐,需要不斷推陳出新,不斷探索行之有效的實驗教學方法。
1 將現代化教學手段與傳統教學方法相結合
運用顯微電視投影儀、多媒體教學手段輔助教學,能夠實現傳統的板書或掛圖的教學無法完成的效果。傳統教學方法對實驗對象的展示不夠形象直觀,特別是對于微小結構、復雜材料的講解以及繁雜實驗過程的描述不能深入,但是通過多媒體就可以達到意想不到的效果,不僅形象生動,也激發了同學們的學習興趣,使教師教授和指導更加具有針對性。比如光鏡觀察細胞骨架,經過考馬斯亮藍R250染色后,雖然蛋白質骨架得以顯現,但是仍然不夠清晰。利用顯微電視投影,可以讓大家清楚的看到染色后粗細不均,網狀分布的蛋白質骨架。
2 調整實驗內容,增加綜合性和設計性實驗的比例
以前在開設實驗項目和安排上課進度時,實驗課是根據理論課的進度來安排的,這很多時候會限制實驗課程內容安排的獨立性和完整性。當實驗課程是為了加強學生的操作能力、提高課程整體水平的一門獨立課程來開設時,這一課程就需要與理論課程分開,根據教學目的重新進行整合,這就使細胞生物實驗在課程開設上成為一個獨立體系,同學們在學習時的時候也覺得有一個循序漸進的提高過程[5]。另外,細胞生物學的實驗安排中經常有很多單項小實驗,如獨立安排會占用很多學時,這是教學計劃不允許的,為在有限課時內完成相應多的實驗內容,可將相關單項實驗組合為系統的綜合性實驗。還有就是增加綜合性試驗的開設,平時在細胞生物學實驗中提高學生基本操作能力和驗證性的實驗一般很多。而設置這些實驗的目的也是為了鞏固和加強基礎理論知識和培養實驗操作能力為目標的。一般結果都是已知的了,實驗過程中可能出現的一些問題也一般都是已知的。這在很大程度上阻礙了學生的綜合素質的提高和創新思維的培養。比如原生質體融合實驗分成好幾個部分,原生質體的制備、再生、融合和檢出,實驗不在一起,周期較長,學生記憶不深刻,可以安排一個開放性的大實驗,讓學生自己準備和操作,當做一個科研訓練或大實驗,老師進行協助指導。這樣的實驗便可調動學生的積極性和動手能力,培養學生的創新思維和解決探索問題的精神。
3 充分利用實驗間隙時間
個別細胞生物學實驗時間較長,在如材料固定、染色、離心等步驟時常常需要半小時或數小時的等待時間,在等待期間可以通過多媒體大屏幕讓學生學習實驗相關的研究成果、理論知識和本領域研究熱點和前沿技術,比如諾貝爾獎獲得者及國際權威期刊的研究內容等等。也可以向同學們展示成功的裝片,這樣讓同學們提前看到自己所做的實驗的預期結果,會增強學生對實驗結果直觀性的認識。另外,此過程中老師也可以集中同學們以上實驗操作步驟中的的發現的問題和難點而進行指點和解答,并在接下來過程中重點讓同學注意這些問題。
4 增加互動環節,提高學生積極性
在實驗過程中,使學生掌握基本理論知識固然重要,但是讓學生了解操作過程中的細節問題,比如實驗用品的正確使用和規范的實驗操作,培養良好的實驗習慣也同等重要[6]。為了防止個別學生操作,其他同學等著抄襲結果的現象發生,除了老師加強監督之外,盡可能的增加實驗器材,縮小同組學生人數,采取2~3人一個小組的操作方式,力爭使每個同學都有動手機會。還有在實驗過程中,除了在每次實驗前的講解及實驗操作中的互動指導外,還要在每次實驗完成后都進行課后總結回憶,通過老師的一些提問,讓學生回憶和總結之前的實驗操作過程。重點詢問同學們對實驗中的關鍵步驟是否掌握,學生對實驗過程有哪些想法和是否有改進的地方進行討論,以期獲得更好的效果。比如在顯微測微實驗中,講授完實驗原理后,可以撤掉鏡臺測微尺,讓同學來找一個替代品,對目鏡測微尺進行標定,加深學生對實驗的認識和理解。
在科學發展的今天,需要廣大教師通過科學調整實驗內容,改革教學方法和教學手段,借助輔助教學手段等,探索對學生創新精神的培養,鼓勵學生個性的發展,最大限度地增強學生的自主性與參與性,同時,在教學實踐中不斷總結經驗,提高自身專業水平和個人素質,培養出更多高水平、高專業素質的人才。
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細胞生物學 “金字塔-棋盤復合式” 實踐教學
實踐教學是帶著學生走向知識的重要路徑,是學生理解理論知識、形成主動學習精神、鍛煉綜合素質和能力的重要手段。細胞生物學實驗的目的,不僅是訓練學生技能,培養動手能力,更重要的是通過實驗培養學生對細胞生物學相關理論知識的聯想和理解,搭建宏觀世界和微觀探索之間的橋梁,增強學生對細胞結構、功能及生命現象進行探索的熱情和能動性。
創新性實驗作為近年來細胞生物學實驗教學領域里的一股鮮活的力量,對于培養學生探索科學的精神等方面都有著不可替代的重要意義和作用。隨著高校實驗教學改革的深入,創新性實驗教學在各高校正在蓬勃興起,一些重點大學創建了比較有效的模式,但大多數普通高校往往是資金投入大,設備更新多,而產生的效益少,學生的創新能力和動手能力并沒有得到明顯提高。
一、細胞生物學實驗教學的現狀
1.忽視基礎知識的訓練,一味強調創新
所有的實驗教學的改革和提升必須有一個堅實的前提,那就是學生具備扎實的基本實驗技能,否則,創新型實驗以及自主實驗都將只是空中樓閣。因此,在創新性實驗教學過程中,首先需要從點滴去訓練學生的基本實驗技能和良好的實驗習慣,然后關注學生對實驗內容更新的欲望,組織引導學生對提出自己的問題,通過自己獨立的思考和操作來解答內心的疑惑。
2.過分追求教學內容的更新,忽視實驗教學的整體創新思考
在創新性實驗教學過程中,更新實驗教學內容是很有必要的,但過分強調更新實驗內容和實驗教材,不僅不利學生創新能力的培養,而且會造成極大的浪費。真正有利于學生創新能力的教學,一定是豐富的教學內容和新穎教學方法的有機結合,二者始終不能分離。在實驗教學改革中,二者也要協調前進方可收到明顯的成效。
3.目前創新性實驗缺乏學科之間的內容交叉,缺乏對學生已掌握技能的綜合應用
當談到創新性實驗教學時,往往只注重單個實驗的改革與創新,缺乏對整個課程實驗教學進行創新思考,忽視了對課程實驗教學全過程的創新,這種創新只是開出了某個創新的實驗,算不上創新性實驗教學。完成課程內“金字塔”式的知識積累之后,要引導學生將已經掌握的相關學科的實驗技能進行綜合,注重學科內和學科間知識的縱橫交叉。
二、構建“金字塔-棋盤復合式”細胞生物學教學體系
構建創新性的細胞生物學實驗體系,是一個綜合的系統工程。要改革目前細胞生物學實驗教學中存在的問題,必須對整個的實驗教學體系進行全面革新,而不是在大部分核心內容原樣保留的基礎之上,美其名曰點綴幾個創新型實驗就創新了細胞生物學實驗教學體系。既注重學科知識縱向積累的金字塔規律,又關注學科之間橫向交叉的棋盤模式,倡導“金字塔-棋盤復合式”實驗課程體系。
1.革新細胞實驗教學理念
實驗教學應以培養創新性人才為核心,與理論教學體系有機結合,但又相對獨立。除了注重培訓學生的基本實驗技能、科學規范的實驗方式和方法,同時還必須培養學生對于科研的興趣和探索精神,引導學生自主學習、合作學習以及研究性學習,發揮其主觀能動性和積極性,使其對理論知識有更深入的理解和掌握。
2.優化實驗教學內容
(1)金字塔-棋盤復合模式教學體系的建立
打破學科界限、章節界限,開發復合型、積木型實驗;既注重學科知識縱向積累的金字塔規律,又關注學科之間橫向交叉的棋盤式模式,倡導“金字塔-棋盤復合式”教學體系。
設計開發某一項實驗要有全局性、復合性,要能夠為多個學科研究服務,特別是相關學科。現在每個實驗往往是和某一章節相對應,各個實驗之間缺乏必要的聯系,不利于學生學習知識的連續性。如HELA細胞凋亡的誘導和檢測實驗,包含動物細胞的基本培養,化學試劑對凋亡的誘導處理,形態學的顯微觀察以及電鏡觀察,細胞核染色的熒光觀察,DNA電泳的檢測等方法綜合檢測。該實驗涉及細胞工程,顯微觀察,熒光標記,電泳分析等多項實驗技能,相對綜合連續的實驗有利于學生全面掌握相關知識。單個的獨立的實驗學生往往印象不深,很難留下深刻的記憶。
(2)基礎型、綜合型、創新型實驗的合理比重以及循序漸進地推進
實驗項目的設計是創新實驗的關鍵。題目應體現內容新、難度適中和可操作性強。設計適當比例的基礎型(40%),綜合型(40%),創新型(20%)的實驗內容,循序漸進地推進。首先,注重學科知識縱向積累的金字塔規律,打破章節界限,以問題為線索,開發復合型、積木型實驗。在基本技能和綜合實驗完成之后,引導學生關注學科之間橫向交叉的問題,利用已經掌握的所有方法和技能,以某一典型實驗材料為線索,設計一些以細胞生物學為主,交叉其他學科如遺傳,生化,分子生物學的實驗項目。倡導“金字塔-棋盤復合式”教學體系。最后,鼓勵學生以問題為線索和以材料為線索兩種思路去自由設計創新型實驗項目,經歷選題,課題論證,課題指導與實踐,課題答辯與總結等階段,最終完成創新性實驗。
“金字塔-棋盤復合式”細胞生物學實驗教學體系已成功開展兩年,細胞生物學實驗呈現全新的面貌,不僅教學內容更加先進,更加符合學生需求,而且教學的組織管理也將更加科學規范。創建了新的實驗教學模式和管理模式,具有一定的借鑒意義。
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關鍵詞:細胞生物學;實驗教學改革;問題教學法;嘗試
細胞生物學是現代生命科學中一門實驗性很強的重要基礎課程,其實驗教學目的不僅是訓練學生的實驗技能,還要通過實驗培養學生運用理論解決實際問題的能力,增強學生對細胞生命現象進行探索的興趣和思維的自覺性,提高學生的綜合素質[1]。隨著細胞生物學的迅猛發展,越來越多的新理論、新技術逐步滲透到生命科學的各學科中,而由于多數院校存在師資及實驗條件限制等種種缺陷,使得細胞生物學實驗教學總是滯后于理論課。如何在有限的學時內讓學生完整、系統地掌握細胞生物學理論基礎,及時了解細胞生物學發展動態,進而培養學生創新思維和從事科學研究的能力,是目前細胞生物學實驗教學改革的一項重要內容。采取“問題教學法”可以激發學生的創新精神,培養學生的創新能力,更好地實現細胞生物學實驗的教學目的。
“問題教學法”教學過程包括提出問題—自學解疑—重點講授—總結歸納幾個階段,它是以學生對問題的探索和研究為主的教學方法,學生通過對教師設計的問題的分析、研究、探索、總結,而獲得新的知識,并在此基礎上,發現并提出新的問題。學生經由該探索研究過程獲得的知識,易于理解掌握,且訓練了學生從事科研工作的能力。
一、“問題教學法”在細胞生物學實驗教學中的應用
“問題教學法”在細胞生物學實驗中的應用顧名思義要以“問題”為主進行實驗教學,因此問題的創設是個非常重要的環節,即教師首先要根據實驗教學大綱的要求,聯系實際條件創設一系列問題。這些問題由教師在實驗實施整個過程中有計劃、有步驟地向學生提出,學生則以一個問題為出發點,由此帶出一系列相關的理論基礎知識和實驗中應該注意的問題。問題設計的成敗直接關系到最終的教學效果。
例如對于設計性實驗我們嘗試的做法是: 4位學生為一組,每組根據教師提出的問題和布置的范疇確定實驗項目,并利用圖書館和網絡查閱相關的參考文獻尤其鼓勵其查閱英文文獻,然后共同設計實驗方案,各小組選派代表在實驗課上以PPT演示實驗方案,然后圍繞“問題”進行課堂討論,其他小組可在每個代表演示完后提出自己的看法和問題,自由討論,教師則需要在此過程注意學生易混淆或不易理解的問題,適當參與并發揮導向作用,以順利解決學生學習過程中存在的疑難問題。最后由教師針對“問題”歸納總結,并對每個小組的實驗設計方案予以點評和修正,維持小組學習向既定的教學目標進行,并最終實現有效運用已有的知識,去理解獲取新知識,解決新問題的目標。通過該學習過程既可充分調動每個學生的積極性、主動性,又可培養其查閱文獻資料、分工協作、運用理論知識解決實際問題的科研能力。
二、應用“問題教學法”的幾點體會
著名教育家陶行知先生曾經說過“創造始于問題”,因為問題可以引發思考,思考才有解決問題的方法,才有獲得獨特思路的可能。因此,在平時的教學中應該貫穿問題教學的思想。
1.提高認識,轉變觀念
為確保“問題教學法”在教學中的運用,我們首先對指導教師和學生進行了“問題教學法”培訓,便于其深入理解問題教學的內涵特點。“問題教學法”一改傳統教學中教師為中心,學生被動學習的方式,它是一種以學生為中心,教師為引導,學生自主學習的全新教學理念。實驗教學不再是教師講授實驗原理、步驟,學生根據方法“照方取藥”。教師的角色在問題教學法實施的不同階段也是不同的:在準備階段,教師要根據實際創設問題,引發學生的探究欲望;在引導學習階段,指導學生使用檢索工具,擔任學習向導角色;在分組討論階段,適當參與討論,發揮顧問作用;在歸納總結階段,對學生提出的實驗方案予以點評修正,答疑解惑。學生也不再是“填鴨式”的被動接受,而是主動求知,學生是學習的主體。師生之間應該是合作、互動、相互配合的關系。所以師生都應改變傳統觀念, 教師應成為學生學習的引導者,不僅要教授知識,更要教會學生學習方法,培養和提高學生主動分析問題、分工協作、通過查閱文獻資料運用所學知識解決實際問題的能力。學生也應該認識并發揮自己在這一新教學模式中的主體地位,變被動學習為主動求知,從關注理論學習轉變為能夠運用理論解決實際問題。
2.加強師資,加大投資力度
問題教學法除要求以學生為主體外,也要求教師富于改革精神和創造力,且有較高的知識水平,掌握全面的理論知識和實驗技能,投入更多的精力和時間去準備,從而創設準確、精練、針對性強的問題,而且要求教師具備較強的課堂調控能力,只有這樣才能正確、合理而有效地引導學生進行自主學習,達到既定的教學目標。從師資力量上,除專門的實驗準備人員外,我們配備了三名副教授(博士)、三名講師(碩士)作為實驗課專職教師,改善了師資隊伍的學歷、年齡結構,加強了師資隊伍建設,并保證每次實驗均有實驗準備人員及兩名專職教師在場。
實施問題教學過程中,教師要向學生提出許多問題,需要通過多媒體演示系統展示給學生,在分析探究問題時,也需要用實物、模型、標本、圖片及音像資料等教學媒體輔助,學生只有充分占有了有關資料后,才能較好地進入教師所創設的情境中,進行研究,最終得到知識。為此,我們加大了投資力度,建立了多媒體演示系統的細胞生物學實驗室。多媒體教學有配套的實驗課教學軟件及配套實驗設施如顯微鏡、熒光顯微鏡、CO2培養箱、PCR儀、蛋白及DNA凝膠電泳槽及凝膠成像系統等,為順利實施實驗課教學及改革提供了良好的物質條件。
3.優化實驗內容,改革考核方式
我們的細胞生物學實驗在較長的一段時間內以教研室前輩編寫的講義為主來進行,其上多為驗證性實驗,已經陳舊。為了進一步規范實驗教學,適應細胞生物學改革和問題教學法實施的需要,教研室的老師們一起編寫了細胞生物學實驗教材(李芬主編: 《細胞生物學實驗技術》,科學出版社2007年出版[2]),該教材不僅添加了很多細胞生物學新技術,而且結合各實驗專職教師從事的科研工作對實驗內容進行重新編排,把實驗內容分為基礎性、綜合性和設計性三部分。在實驗教學中,有目的地組織并安排教學內容,針對學生將來的就業和發展的需求,確定基礎性、綜合性和設計性實驗的適當比例,使學生在了解細胞生物學基本原理的基礎上,重點培養其實驗操作技能并訓練其積極主動查閱文獻資料、分工協作、運用理論知識解決實際問題的科研能力。
研究性學習 細胞生物學 實踐教學
教學模式不是固定不變的公式。任何教師組織研究性學習都不能機械地套用它;同時,任何學生都沒有一成不變的學習方式。細胞生物學作為一門理論性與實踐性較強的學科,其方法與技術已經滲透到現代生命科學的各個分支領域。面向21世紀,為了躋身世界先進行列,為了完成我國高等教育“培養具有創新精神和實踐能力的專門人才”的光榮任務,深化高等教育改革勢在必行。深化高等教育改革的關鍵在于探索以培養學生創新能力為重點的新型教學模式。為了能在有限的課時內,讓學生在理論與實驗技能方面有一個全面的提升,筆者將研究性學習模式引入細胞生物學實踐教學。
一、中國高校實踐教學的困境
過去很長一段時間,實踐教學由于受到主、客觀因素的束縛,從總體上說不很令人滿意。主要表現在門類眾多、內容單一、重復嚴重、學時不夠、方式呆板、考核不力等諸多方面。
1.課時減少,內容滯后。實踐教學課時減少,是近幾年新教學計劃的特點之一。課時的減少與加強實驗課、擴充實驗內容的普遍趨勢形成尖銳的矛盾。由于學科的高速發展,使得實踐教學滿足不了與理論接軌,往往實驗內容滯后于理論發展,存在著很多缺陷。而隨著教學形勢和任務的改變,這些弊端顯得更加突出,影響了該學科教學質量的提高。
2.教學方法單一陳舊。不少教師觀念保守,滿足于完成既定教學任務,只教書,不育人。集中表現在因循知識的“注入”而不重視思維的啟迪;固守教師在課堂上信息的單向傳遞,而不重視學生的主動參與;局限于基本教材的知識面而不重視引導學生涉獵更廣泛的知識領域。“讓學生成為學習的主體”、“讓學生學會學習”還未能得到落實。因而,我國大學生的獨立性、批判性、創造性、應用性等能力與國外大學生相比顯得較差。
3.考核方法片面。一般是根據學生的實驗報告來直接打分,但是這樣做的弊端是教師的主觀性較大,同時對學生實際的實驗操作掌握水平很難有一個正確的評價,較難客觀的反映實踐教學的效果。
二、研究性學習模式引入細胞生物學實踐教學
1.統籌課程安排,改進實驗方案。不開設驗證性的實驗,只開綜合性、系統性強的實驗,將學術研究比較成熟的研究結果改造成符合實驗教學要求和特點的綜合性實驗。系統教授完理論課程后,利用集中的幾周時間進行實驗教學,使理論課和實驗課有一個有效的銜接,使學生能夠系統掌握細胞生物學的基本實驗技能。
2.自編實驗教材,重新設置內容。在實驗教學過程中,根據精選的教學內容,編寫了《生物學實驗教程》實驗指導書;在教學過程中,以自編教材為主,并參考其他輔助教材。教師只講解基本的操作方法和技術,既不是嚴格的實驗順序,也不是標準的操作程序,學生可根據自己的實驗方案參考使用。
為學生創設實際情境,以便提出高質量問題,并以“課題研究”作為載體,激勵學生尋找問題的答案。這些問題應該是:
(1)新的,即呈現的是不熟悉的情境;(2)在學生的能力范疇之內,即在先前學會的知識和技能的范圍之內時。學生自主組隊,根據提出的問題,選用合適的實驗方法,解決問題。
3.全面開放實驗室,以科研帶動教學。實驗室開放是實驗教學方式、手段的革新,我們要樹立教學與科研相結合的思想,“以科研促教學,以教學帶科研”,在教學中研究,在研究中教學。實驗室的開放包含兩個方面:實驗設備資源的開放和教學方式的開放。實驗設備資源的開放,即學生可以合理選擇、使用適合的實驗儀器設備,完成實驗項目。教學方式的開放,也就是教與學的開放。主要表現在學生對實驗內容、實驗方法等的選擇,實驗運行的環節,完成實驗的形式,以及指導教師指導方法的開放,強調學生的主體地位。
4.利用網絡,實時指導。由于現代教學手段的廣泛應用,基于校園網的Black Board網絡平臺已經成為傳統教室的延伸。教師和學生可以通過網絡隨時進行交流和答疑。充分利用計算機輔助教學實驗軟件和多媒體教學課件。網絡的充分利用可以實現教師與學生之間的實時互動,大大提高實驗教學的效率。這種教學方式不受時間和空間的限制,充分利用了師生的空閑時間。
5.建立合理的考核機制。實踐教學的效果不應該由原有單一的考試或實驗報告成績老考核。我們的教學目標直接指向學生多方面的發展變化,因此評價的指標也應該以學生多方面的發展變化為依據。以現代的教學質量觀來指導學生學習效果的評價,必須以是否有利于學生的進步與發展作為考核指標。如可由實驗態度(10%)、基本理論(15%)、操作技能(50%)、實驗結果(25%)綜合評定產生。實驗考核以學生實際操作技能和分析解決問題的能力為主。
三、結束語
總之,在當前高校課程實踐教學中,改革的目的是改變傳統教學中的一些不合理的教學方法和手段,提高教學質量,激發學生的創新思維,促進學生學習的自覺性和主動性,使培養的學生更能適應現代社會發展對生物類專業專門人才的需求。
細胞生物學實驗是一門重要的實驗課程,把握好理論課程和實驗課程的有效銜接,才能真正提高實驗教學的質量和效果。在本科生中開設細胞生物學實驗這樣的綜合性實驗課的改革是一個系統工程,除了在教學實踐中不斷改進教學方法外,我們教師自身也要為人師表,不斷提高自己,以科研工作充分帶動教學,應在教學過程中對應學生自身的特點,根據自己的學科特點和學生未來發展的不同要求對他們進行因材施教,培養更多高素質的人才。
參考文獻:
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關鍵詞:醫學細胞生物學;實驗教學;教學改革
醫學細胞生物學是醫學臨床專業的主干課程之一。學習此門課程對于我們從細胞水平理解生命現象,闡述機體發病原理及選擇最佳治療方案提供理論依據。同時,醫學細胞生物學又是一門實驗操作性極強的學科,實驗教學不僅是此門課程教學工作的重要組成部分,也直接關系到學生的動手能力、綜合素質,是臨床學生正式走上醫療崗位前的一種必需的培訓。
但在實際的教學過程中,教師在實驗課中重點講授實驗的基本原理,實驗所要達到的目的,并在實驗前已將實驗所需的各種試劑配好,學生按實驗指導書無需思考地將相應的試劑按順序加入,然后得到一個合理的結果就可以。對于學習主動性差的學生來講,他僅僅是觀察到一個實驗現象。因此,我們感到實驗課程的內容和設計并沒有達到我們最初預想的培養目的。那么,如何將實驗中所觀察到的現象很好地與理論知識結合起來,調動學生的主觀能動性,讓被動的學習變為主動以達到預期的教學效果呢?為了解決這一問題,我們對現有的實驗課作了相應的改革,結合課堂理論教學,借鑒其他醫學院校的經驗,讓學生自我設計,自我驗證,以加深對理論知識的理解,提高教學質量。
在制定改革方案之前,我們與學生進行了多次深入的交流,從他們反饋回來的信息了解到,當代大學生具有較強的求知欲,渴望掌握當代相關學科領域中的新進展、新理論及相應的新技術,對于實驗課教學環節有著殷切的希望,希望能夠通過專業技能訓練,掌握幾門實用性強的技術,以提高自身在就業市場上的競爭力。與此同時,我們也深深感到他們的動手能力差,獨立處理問題、解決問題的能力較弱,吃苦鉆研精神不夠。此外,應試學習的現象在他們身上體現得較為普遍。綜合以上的分析,對醫學細胞生物學實驗課教學環節提出如下改革建議:
一、加強實驗基本技能的訓練,培養科學嚴謹的學習作風
實驗包括顯微鏡的使用方法,生物繪圖的基本技巧,細胞形態結構觀察,細胞亞微結構的分離與觀察。主要目的是使學生掌握細胞學研究和觀察的基本實驗方法。此外,我們對實驗中的操作細節進行嚴格的要求,以培養學生良好的實驗習慣及嚴謹的學習作風,這對于臨床專業的學生尤為重要。
二、開展綜合性、設計性實驗,調動學生的主觀能動性,提高動手能力,將被動學習變為主動學習
結合理論課教學環節及相關臨床應用,提出問題,由學生獨立完成實驗方案設計,包括實驗相關原理,材料選擇,試劑配制,試驗現象的觀察記錄,以及最后的試驗結論,并提出對于實驗內容在臨床上相關應用及意義。只有這樣,學生才能通過實驗加深對理論的理解,培養學生獨立處理問題、解決問題的能力。例如,根據實驗課教學大綱,細胞生物學第二次實驗中有一個“紅細胞膜通透性觀察”實驗。常規的教學方法就是由教師分別配制低滲、高滲、等滲8種試劑,利用人的血液在生理鹽水下平衡,學生僅需要加入不同的試劑觀察是否溶血,而后得出何種試劑能夠發生溶血現象。在實際教學過程中,學生只是機械地做實驗,而不能將實驗內容與細胞膜的特性相聯系,實驗結束后學生僅僅掌握了溶血現象的觀察,紅細胞需要保存在等滲溶液中等一些表面現象。而無法加深對細胞膜通透性的理論知識的理解,實驗課流于形式。針對該實驗存在的一些問題,我們以本實驗為突破口,開展了設計性和探索性實驗。在具體教學環節上可做如下調整:
1.在理論課教學環節中,闡述細胞膜選擇通透性的原理,并提出一系列問題,包括:
(1)為什么臨床上輸液需輸入等滲溶液的?
(2)細胞膜針對不同分子其通透性有何變化?
(3)如何建立等滲溶液?
(4)水是如何通過細胞膜的?
(5)細胞的體積是如何維持的?
(6)腎臟是通過何種方式完成水和無機離子的重吸收?
2.由學生自己根據實驗目的設計實驗,設計內容包括實驗目的,需要解決的問題,選擇何種試劑和材料,采用何種試驗方法。
3.學生也可采用實驗指導書安排的方案,該種方式兼顧到對實驗設計有困難的學生,可以完成基本的實驗。
4.專門安排三個學時的實驗課,組織學生針對自己的實驗設計開展討論,學生可以在討論課上闡述自己的設計理念,設計思路,完成實驗的可行性,在討論階段有些學生修改了自己的設計,有些學生借鑒別人的建議完善了自己的設計方案,同時也進一步鞏固了相關的理論知識。
5.學生完成實驗,實驗過程中做好實驗記錄,對實驗過程中出現的問題提出假設,并進一步給予驗證。
通過這種完整的實驗設計訓練,學生可以掌握科研設計的基本方法,同時結合理論與相關研究的最新進展充分發揮自己的主觀能動性,提出自己的設計方案并通過實驗進行驗證。這樣我們的實驗過程從教師教學生被動的學習變成了學生主動的探求知識的過程,學生的學習積極性充分被調動起來。
三、評分標準的改革
原來的醫學細胞生物學實驗成績主要是對實驗報告的評分,其中包括實驗目的、原理、操作步驟及觀察結果記錄,將這幾項分別評分,并相加得到最終的分數,這就導致學生在書寫報告時不用心,應付了事,抄襲現象嚴重。配合以上實驗內容的改革,我們對評分標準也做了相應的改動。基礎性實驗評分重點放在討論題及注意事項上。拓寬學生對實驗基本技能在臨床應用上的思考,培養學生在實驗操作過程中發現問題、解決問題的能力。對于綜合性、設計性實驗,評分的重點要放在對實驗設計的科學性、合理性以及實驗相關內容擴展的評估上。通過這樣的評分改革進一步提高學生主動學習的積極性。
通過一輪的教學改革,我們從學生完成的實驗報告;醫學細胞生物學期末考試情況分析及隨機抽樣調查問卷三個方面對教學效果進行了評價。參加實驗教學改革的為206位2012級臨床醫學專業學生,經過充分討論全部完成了實驗設計,其中90%的學生設計了與實驗指導書不同的方案,部分學生還結合臨床實踐做了一些有益的探索,如針對腎小管上NH+4轉運通道的研究,高滲與等滲混合液對紅細胞膜的影響,ATP對葡萄糖的易化擴散作用的影響。去垢劑SDS對紅細胞膜的影響,紅細胞膜上水通道蛋白的研究等。此外,基礎實驗技術的實驗完成效果也有明顯提高,學生不僅能主動查閱相關文獻擴展對基本技術應用的認識,而且對于實驗的每一個細節都認真分析,在報告中提出了不少的注意事項與建議。
為了進一步驗證實驗課改革的效果,在醫學細胞生物學期末考試試題中,安排了綜合性設計實驗相關的理論知識試題,其中90%的學生答對了該題,正確率遠大于其他的題目。這說明通過學生自己的設計,對于紅細胞膜的特性有一個深刻的認識,實驗課教學加深了學生對理論知識的理解,對相關的理論知識起到了有益的補充作用,實驗課教學改革達到了預期的效果。
此外,抽樣調查結果表明:學生對教學改革滿意度高,認為實驗課能調動他們的積極性,這樣的教學能讓他們愿意去發現問題、解決問題。同時,在主動思考的過程中對課堂上的理論知識的掌握具有一定的促進作用,并對實驗課的進一步改進提出了許多建議。
綜上所述,我們根據教學實踐過程中發現的一些問題做出的相應的實驗課改革,在實際的教改過程中仍發現有許多不完善之處,還有待日后的進一步完善與補充。但教學改革的效果也是喜人的。我們應堅持這樣的思路,將教學改革進行到底,對原有教學進行甄別,取其精華去其糟粕。擺脫教師機械講授的“填鴨式”教學模式,提高學生學習的興趣,改變學生的應試學習狀態,為社會培養出具有獨立思考能力,獨立解決問題能力的合格的臨床醫學人才。
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關鍵詞:細胞生物學;實驗準備;實驗教學
中圖分類號:G642.423 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)17-0127-02
細胞生物學是研究細胞生命活動的基礎規律的學科,是現代生命科學的基礎學科之一。細胞生物學實驗配合著課堂教學,除了進一步鞏固理論知識之外,在培養學生創新精神、掌握實驗技術、養成科學態度和鍛煉團隊協作精神等各方面發揮著重要作用。然而實驗教學的成敗與前期實驗準備工作密切相關,直接影響著課程的教學質量,因此如何做好實驗準備工作就顯得尤為重要。以下筆者就結合自身的經驗談談如何做好細胞生物學的實驗準備工作。
一、實驗教輔人員的綜合能力是基礎
作為一名合格的實驗教輔人員,不僅需要完成實驗準備工作,還要做好實驗室的日常管理,對其綜合能力提出了很高的要求,而良好的綜合能力也為實驗工作本身打下了基礎。首先,實驗教輔人員需要出色的業務能力。對于一名技術員,扎實的理論基礎和熟練的實驗技能是最基本的職業素質。同時我們也應該注意到隨著教育改革和多學科融合的發展趨勢日漸主流,細胞生物學與分子生物學、基因工程等課程內容的結合也越來越多,這就需要實驗教輔人員不僅掌握本門課程的理論知識,在相關學科和分支學科的知識方面也要有一定涉獵。在平時多關注國內外相關學科的發展動態,對于可借鑒的實驗技術多加學習,運用到課程中來,積極參與實驗方法的改良,在過程中不斷提高自己的業務水平。其次,認真負責的工作態度也至關重要。實驗準備是一項瑣碎繁復的工作,所以必須以認真負責的工作態度對待實驗準備工作中的每一個細節和每一件瑣碎物品。無論是儀器維護、細胞培養,還是耗材采購、試劑配制都要保持高度的責任感,事無巨細,端正態度,在每個小環節上保證質量,這樣才能確保總體工作的完成。另外,團隊協作精神也必不可少。作為實驗教輔人員,并不是單一的完成實驗準備工作,在過程中的許多環節都需要調節和配合,比如實驗教室的安排、實驗內容的協調等等,這些都需要教輔人員與任課老師和工作同事之間互相尊重,互相學習,互相配合,和諧的工作氣氛往往能在完成工作時達到事半功倍的效果。
二、實驗室的管理和維護是保障
實驗課程的正常運作離不開實驗室硬件設施和儀器設備的輔助,儀器設備作為研究型大學各級、各類實驗室的主要技術裝備,因此,實驗室的日常管理和維護就為開展實驗提供了重要保障。細胞生物學實驗牽涉的設備種類繁多,包括:離心機、恒溫水浴鍋、顯微鏡、二氧化碳培養箱、干燥箱、高壓鍋、冰箱等。只要是實驗牽涉的器材,無論大小在開學初都要進行運行檢查,對于較精密的設備如顯微鏡,可以通知工作人員在學期初或學期末進行集體排查。根據筆者的經驗,做好多媒體設備的檢查也是十分重要的,因為多媒體設備往往會被大家忽略,它不算正式的實驗儀器,可是在教學過程中發生故障也會直接影響整個教學質量,所以應該引起重視。另外,實驗教輔人員對于新進的實驗儀器要做好建賬、驗收等工作,儀器使用中出現故障應及時報修。對于操作復雜的儀器設備建議將使用步驟條理清楚地張貼在儀器上,這樣做不僅方便了教師對學生關于儀器的講解,也為學生在實驗中獨立操作給予了指導。當實驗結束時也要對儀器進行檢查回收,保證下一次實驗的順利開展。
三、開展預實驗是前提
預實驗是實驗教學的重要環節,對實驗教學有著重要意義。通過預實驗不僅可以熟悉整個實驗流程,而且在過程中對實驗試劑和儀器也進行了質量測試。預實驗的開展可以將正式上課時可能出現的問題及早發現,通過集體備課過程中全體實驗老師一起討論,及時地解決。同時,通過預實驗對實驗條件的摸索和優化,更大限度地保證了實驗的穩定性和學生操作的成功率。而對于實驗教輔人員,進行預實驗也可以將實驗物品的具體用量、試劑配方等確定化,清楚記錄后,為后續的實驗準備工作提供方便。
四、做好實驗準備是根本
對于實驗教輔人員,最根本的工作還是完成實驗準備。而細胞生物學的實驗準備工作一般牽涉的物品繁多,需要處理的事情也比較瑣碎,所以認真做好實驗準備計劃表就顯得格外重要。開學初,收到實驗課表后就要及時根據實驗內容結合學生人數羅列出實驗物品,檢查現有庫存,對于不足耗材盡早購買。而對于需要實驗動物的項目則應仔細計算數量、送達時間,核實無誤后再提交給動物中心。針對實驗課程,要將實驗原理、目的、實驗步驟讀懂讀透,按照課程時間為試劑配制、試劑分裝、細胞培養等工作制訂計劃,再根據計劃表的內容嚴謹有序地完成工作。另外對于特殊的實驗材料和實驗條件,如一定量的細胞、水浴鍋溫度,秋水仙素注射時間等都要在計劃表上醒目標注提醒自己。由于細胞生物學牽涉無菌操作,實驗前期的準備工作量大,又比較瑣碎,只有認真仔細地做好計劃表才能切實保障實驗準備工作沒有錯漏,保證實驗課程的順利開展。
五、保證實驗安全是關鍵
筆者認為任何實驗操作最重要的就是保證實驗人員的安全,特別是對于來實驗室上課的本科學生,一般本科生的實驗經驗都比較少,對于實驗室的一些操作規范也并不熟悉。一旦疏忽就可能會造成人員受傷,所以搞好實驗室安全工作十分關鍵。首先,在課前要將實驗室的一些基本規范向學生進行說明。其次,對于需要接觸有毒物品的實驗要督促學生帶好手套、口罩,切實做好安全防護工作。此外,當課程結束后對使用過的危險品如刀片、廢針頭、EB廢物、動物尸體、有害廢液等要進行分類后統一收集,貼好標簽,學期末由專業人員集體回收處理。通過為學生灌輸安全、規范的實驗室使用方法,也保證了實驗課程的教學質量。
細胞生物學的實驗準備工作量大、物品繁多,為了實驗課程的順利進行,需要實驗教輔人員具備認真嚴謹的工作態度,專業熟練的業務技能,團結友愛的協作精神,以及積極進取、與時俱進的探索精神。根據以往的實驗成果,筆者也在不斷地總結經驗,希望能通過提高自身能力、完善實驗準備、優化實驗室管理等各方面將實驗課程的細節調整得更合理、更人性化,更好地適應學生的需求,從而使實驗教學質量更上一層樓。
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