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关键词:医学细胞生物学;教学;实践
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)42-0100-03
医学细胞生物学是从细胞整体、显微、亚显微和分子水平等多个层次,来研究细胞结构及功能的学科[1],其理论及技术已经渗透到基础和临床医学的各个方面,是当前医学生物研究最活跃的前沿地带。作为高等医学院校重要的必修课,它起到承上启下的作用。
如何通过教学内容和组织形式的优化整合,来提高教学质量,让学生在掌握基础理论的情况下,形成系统的全局观,提高知识迁移能力和实践综合能力,培养良好的科学素养,成为高校医学细胞生物学教改的重要内容之一。为此本文结合实践教学过程,谈谈在教学中的一些心得体会。
一、精选教学内容
精选教学内容包括教学中教材的选择组合、教学内容的优化和更新[2]。
细胞生物学是生命科学的基础学科,内容涉及许多相关领域,如生物化学、遗传学、分子生物学、组织胚胎学、生理学、病理学等[2]。因此现行医学细胞生物学教材普遍篇幅较大、知识覆盖面很广,以人民卫生出版社陈誉华主编的《医学细胞生物学》为例,分为细胞生物学概论、细胞结构和功能、细胞的社会学、细胞基本生命活动、细胞工程五个部分,共17个章节。而目前临床专业的细胞生物学的理论学时安排为40学时,如果授课时每章面面俱到,不但与后继学科内容重复,而且学生势必觉得内容繁杂,重点不突出。因此在有限的学时内,如何对教学内容进行合理取舍,如何将条理清晰、重难点分明、容量较大的知识点系统地传递给学生,是应该首先进行思考的。
在教学实践中,首先在教材选用上,进行主教材和辅助教材的结合使用。主教材采用科学出版社杨抚华主编的《医学细胞生物学》。其最大特点在于线条清晰、内容浓缩、重点突出、框架分明。对于刚从中学进入大学的学生来说,这种风格让其容易很快掌握所学知识点的整体框架和相互关系,不会陷入过多繁冗的细节之中而迷惑。辅助教材采用人民卫生出版社陈誉华主编的《医学细胞生物学》。其优点在于各个知识点讲解得透彻详实,知识面辐射广,案例较多。在授课上,以主教材拉章节线条和框架,在对重要知识点扩展时,让学生参阅辅助教材的相关内容,进行知识拓展和迁移。让其在学习中慢慢地参悟自我学习的思维方式,学会如何有效学习。
其次,优化和更新教学内容。备课时,查阅下游课程,如生物化学、分子生物学、组织胚胎学、生理学、病理生理学,了解细胞生物学与它们的衔接、渗透、重复部分,做好对后继课程的铺垫作用。对重复的内容要淡化或舍去,对延伸的内容要讲透。比如细胞膜与物质转运这部分,离子泵内容涉及到生理、病理、药理的一些知识点,因此这一部分必须讲透讲深,结合案例进行分析。比如核糖体章节中的蛋白质合成过程的内容,在生物化学课程中,会深入学习,因此在这里只需要简单地介绍核糖体的结构和功能,其余设为学生自学内容[1]。再如信号转导部分,这部分新名词较多,转导路线繁杂,内容有一定难度。虽然在生物化学中将详细学习,但由于该内容会影响学生对后继课程如生理学、药理学等知识点的理解,因此在细胞生物学教学中,应该抓主线轻细节,让学生建立一个受体、配体、信使、细胞信号转导特点和路线的宏观整体印象即可。此外,对于教材内容要及时更新,将各个章节的一些最新动态、前沿专题引入。
二、优化教学方法和形式
(一)重视案例引入,增强学生学习兴趣,加强基础学科的学习[1]
由于授课的学生将来都要进入临床,他们关注的重点常为所学的知识是否有利于未来的临床工作。因此,经常会有初学者问我,学习细胞膜、细胞器这些内容,到底和今后的临床或者科研工作有多大关系?
因此在绪论部分,重点介绍了细胞生物学的发展沿革,特别是近年来的前沿领域和重大发现,同时特别介绍了在医学领域的应用实例。如2001年以来的生理或医学诺贝尔奖、化学奖的获奖内容,包括2001年生理或医学奖“发现细胞周期调控的分子机制”、2002年生理或医学奖“器官发育的遗传基础和细胞的程序性死亡”、2003年化学奖“细胞膜水通道、离子通道结构”、2007年生理或医学奖“胚胎干细胞、基因敲除技术”等,通过这些对生物医学发展具有深远意义奖项的介绍,让学生切实地感受到细胞生物学一直活跃在科学研究与应用的前沿,并非只是过时、毫无价值的基础理论,从而增强学生的好奇心和学习兴趣。
其次,在理论教学中,设立细胞生物学的研究技术和方法这一章节,而此部分是很多院校细胞教学中的删除内容。在教学实践中发现,学生对教材中各种细胞与亚细胞结构图的来源,以及细胞组分的分离与培养过程,好奇而充满兴趣。生物学本来就是一个实践性学科,任何数据的产生,都以实验为基础,因此在有限的课时内,以案例引入的方式简要介绍常规研究技术和方法。其重点集中在以显微镜介绍为主的细胞形态研究技术、细胞的分离与培养、细胞组分和亚组分的分离、测定技术。让学生对细胞的研究过程有一个系统、整体的了解,有利于对后续理论教学和实验操作步骤的理解。
再次,在教学中加强病案的分析。医学细胞生物学与临床密切相关。在教学中,分章节讲述后进行相关的病案分析,将增强学生的兴趣,加大与所学专业的联系。比如在细胞膜与物质的跨膜运输中,引入家族性高胆固醇血症的介绍,让学生对膜受体的作用有深刻的认识。在讲授内膜系统中的溶酶体时,以“矽肺”和“痛风”为例进行讲解。引发学生探究发病机制,加深对溶酶体的认识和理解。在细胞周期的讲解中,将与细胞周期有关的肿瘤治疗策略贯穿其中,举例讲述肿瘤细胞的化疗药物作用机制和使用原则,加深学生对细胞周期运行机制的理解。
(二)加强多媒体辅助教学
细胞生物学的研究对象(如细胞及细胞器结构,各种生理过程)多集中于细胞的微观水平,学生理解起来较为抽象和枯燥。因此在医学细胞生物学的教学中应强调图形、动画、文字的三结合。如膜转运蛋白介导的跨膜运输中,学生很容易混淆离子通道和离子泵这两种运输的原理。在讲解中应对比图形并引入动画,将两者差异变得直观可辨,一目了然。在细胞连接中,涌现出许多关于连接的新名词,如紧密连接、锚定连接、通讯连接、桥粒、半桥粒等等,光从语句上辨析,容易混淆。通过细胞连接总图的展现,各个连接类型的区别及其功能便清楚可辨,让学生在脑海中建立一个立体完整的细胞连接通讯网络。又如细胞微丝和微管的装配,很多学生无法通过文字在脑海中呈现出“踏车行为”这种动态的组装过程,一个几秒的动画,能让学生获取直观的印象。细胞信号转导的动画演示,能强化转导线路中的每个传输节点,能形象展示信号传递中蛋白修饰或结构的改变,以及之后信号级联放大的生物事件,让学生从冗长枯燥的文字表述中脱离出来,得到一个完整的印象。因此,在一些不易区分、不易理解的微观水平的分子事件的教学上,加大图形和动画的使用频率,通过动画图形之间的对比,区分相似事件,建立动态的概念,形成相互联系的全局观,促进学生进一步理解生命活动的本质规律[3,4]。
(三) 适当应用PBL教学方法
以问题为中心,培养学生分析解决问题的能力,养成终生自我学习的能力,是PBL教学法的特点[6]。在医学细胞学教学中,适当穿插PBL教学法。如细胞骨架中的阿尔茨海默病的病因、诊断、治疗的讨论。在内膜系统教学中,在讲述内质网和高尔基复合体的功能及相互动态关系时,以“胰岛素如何合成、分泌”为中心问题,引导学生提出“胰岛素如何翻译合成”、“如何加工修饰”、“如何分泌出细胞”这三个问题,从而具体到“这个过程和哪些细胞器有关”、“每个细胞器扮演的什么角色”这些细节问题。通过讨论这些细节问题,最终完成对中心问题的学习[7]。
三、加强实验教学中学生的科学素质的培养
在实验教学中应根据不同时期学生的特点,循序渐进地展开教学。对于刚进大学的学生来说,医学细胞生物学实验是第一门与动物相关的实验课程,学生对仪器、动物充满好奇感,容易忽略对知识点的关注和理解。在初期实验教学上,应加强学生对实验的基本认识和基本操作能力的培养。将预实验所拍摄的照片及录像穿插在课件中,在操作关键点上进行讲解,将学生的兴奋点引入到所学的知识中。在中期实验教学上,应着重培养学生主动学习的能力,强调实验的逻辑性和严密性。以提问的方式,让学生通过预习了解使用药品和操作步骤的目的性,得出实验的流程图。在实验过程中,提倡能够丢开书本,按流程图,有逻辑地进行独立操作,使学生了解细胞生物学拥有一个系列性、完整性较强的实验体系,并非依葫芦画瓢的简单模仿就能做好实验。此外,还应加强实验课堂最后10分钟的实验小结,让学生分组讲述实验的心得体会,并由老师进行点评,增强学生的学习积极性和协助精神,培养学生的知识迁移能力和创新能力[2,8]。
教学中还应有意识地培养学生的实验习惯和心态,对于部分有专业兴趣倾向和喜爱科研的学生,可开放实验室,让其根据相关的课题进行实践,过程中采用方式多种多样,包括查文献、写综述、写实验方案、实验小结、注意事项,培养学生的科学思维,提高其实验综合能力。
综上所述,通过细胞生物学的教学内容及形式方法的初步探索,在一定程度上能加强学生对理论知识的理解,提高知识迁移能力和实践综合能力,培养一定的科学素养。
参考文献:
[1]郭慧芳,肖桂芝,刘朝晖.多元化教学方法在医学细胞生物学教学中的应用[J].承德医学院学报,2012,29(3).
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[5]杨飞.向光盛等,细胞生物学事件主导的医学细胞生物学教学探讨[J].基础医学教育,2013,15(2).
[6]李正荣.朱栋梁等,启发式教学模式在医学细胞生物学教学中的探索[J].基础医学教育,2013,15(5).
[7]方瑾.于敏等.构建多元化的细胞生物学PBL教学模式[J].中国细胞生物学学报,2013,35(1).
细胞生物学立体化教学应用细胞生物学作为现代四大前沿生命学科之一,自20世纪创建以来,在国家大力支持和帮扶下,得到快速发展。经典细胞生物学教学是研究细胞形态、结构和功能,现代细胞生物学在经典教学的基础上,向生物医学、环境科学、农业科技、公共卫生等各个领域延伸。因此,对细胞生物学教学进行改革势在必行。
立体化教学模式,就是利用新技术、新理念、新方法,对资源进行有效整合,把教与学结合,教学理论联系实际,教学和考核结合,构建一个科学的、全面的、互动的、有效的系统教学模式。
一、课堂教学立体化
1.教学内容立体化
细胞生物学具有典型的形态学特点,专业性和理论性强。老师在进行细胞生物学教学时,很容易照搬课本知识,对学生照本宣科,内容枯燥无趣,教学方法死板,难以引起学生兴趣,自然教学质量不高。立体化教学要求老师首先在教材准备阶段,通过研究和熟悉教材,整体把握课本,疏通脉络,进行知识整合,形成科学系统的动态立体化体系。然后利用多媒体技术,把讲课内容用PPT的形式有重点、有层次的罗列出来,结合相关图片、视频等把细胞生物学知识直观的展现在学生眼前,引起学生兴趣,激发其学习欲望。同时要关注最新科研成果和消息,拓宽学生的知识面,提高学生综合素养。
2.教学方式立体化
(1)多媒体教学
随着科技的发展,多媒体教学已广泛运用到教学中。在进行细胞生物学教学时,要运用多媒体技术,把教学内容用PPT、Word等展示出来,在上面可以放置图片、音频、视频、动画等,使细胞生物学由抽象向具体、静态向动态、微观向宏观转变,教学内容多样,生动有趣,让学生的眼、耳、脑全方位地动起来。同时可以建立专业网站,通过衔接的方式查看国内外相关网站,在线做题目和交流等,促进教学质量的提高。
(2)因人施教
学生因为家庭背景不同、学习能力不同、沟通能力不同,在学习细胞生物学时也就各有差异。老师不能顾此失彼,要平等的对待每一个学生。所以老师在教学时要因人施教。可以把学生分为ABC三类,A属于优秀的学生,基础较好,在对这类学生进行一两次基础训练之后,对其进行知识拓展训练,促进其思维发散和创新能力的提升;B属于中等,通过几次基础培训后进行拓展训练;C属于基础差的学生,着重训练其基础,在打好基础后再进行拓展学习。总之,老师要应材施教,让学生发挥各自优势,促进学生个性化发展。
(3)教与学相结合
老师要转变以“教”为主的教学观念,要使学生成为课堂的主体,把教与学结合起来。在进行教学时,老师可以通过学生演讲、参与讲解、课堂讨论、学生提问、课外互动等方式加强与学生的沟通交流,激发学生的积极性,促进学生自主学习,培养学生创新能力,促进学生全面发展。
二、实验教学立体化
1.通过验证实验,培养操作技能
实践是检验真理的唯一标准,细胞生物学理论性强,比较抽象,只有通过实验才能让学生有切身的体会,才能更好的理解消化知识。教学中,要适当的开放实验室,进行实验教学。比如讲细胞的形态时,要让学生在显微镜下进行观察,并做好记录、写成报告。比如对小动物进行活取细胞的实验,不但让学生学会操作方法,更能加强学生心理素质建设,为以后搞科研做准备。
2.通过探究实验,培养创新能力
现代社会需要创新人才,细胞生物学研究更是如此。在进行实验时,老师可以安排一些设计性强的实验让学生进行操作,鼓励学生自主创新,大胆提出问题、分析问题、验证问题、得出结论。在这个过程中发散思维,提出创造性的见解,和老师一起讨论研究。同时,也可以让学生根据兴趣自主设计实验,比如抗衰老化妆品的开发、预防老年斑等,通过自主设计实验,开拓学生思维,激发学生的潜能,培养其创新能力。
三、教学评价立体化
随着科技的发展,现代社会大量需要创新型、复合型人才,对于细胞生物学研究来说也不例外。因此,细胞生物学教学的最后环节――教学评价就显得尤其重要。在对学生进行教学评价时,要根据不同的学生、不同的内容进行立体化评价。
1.理论课和实验课分离
近年来,细胞生物学进行了改革,把实验课单独设置学分、列为专门课程。以小班分组的方式让学生进行实验,提高其动手能力。在对学生进行评价时,要实行对半分制,甚至偏向实验课。对动手能力强的学生给以表扬,并让实验能力强的学生带引相对较差的学生进行合作探讨,促进共同进步。
2.综合能力的考察
在对学生进行评分时,要采用“课堂表现+期中考试+期末考试”的方式,其中课堂表现一般占30%~40%,期中成绩占25%~30%,期末成绩占30%~45%。课堂表现可分为平时作业、上课回答问题、课外知识延展性等,主要考察学生的学习态度和参与性。期中考试试卷出题目,要以基础为重,适当的延展知识,考察学生的学习效果和对最新国内外细胞生物学的关注。在期末考试时,可以让学生设计实验课程,考察学生的创新能力。
总之,对学生的评价不能单纯的从成绩出发,要综合基础知识和实践能力、要看学生平时表现、要看学生的创新潜能等,全方位的对学生进行客观公正的评价。
四、结束语
在细胞生物学教学中运用立体化教学,可以有效整合利用资源,理论联系实际,引起学生兴趣,激发学习欲望,提高教学质量,促进学生个体化发展和综合素质的提高。同时,学校和老师要与时俱进,根据学生实际情况,不断更新教学模式,完善细胞生物学立体化教学体系,为社会源源不断地输入科研人才。
参考文献:
本科高校的办学理念直接决定了其专业的建设特点,构建应用型高校教育是当前我国高等院校发展的重要方向,也是培养应用型人才的主要场所。在新环境下,应用型本科高校必须树立应用型教学理念,制定培养“基础扎实、技能强、综合素质高”的应用型人才培养目标,通过课堂教学、实践教学、校企合作教学等多形式教学方式,全面提高学生的创新意识、实践能力,提高学生的择业就业能力[2]。在应用型本科高校教育中,教师要明确,构建应用型本科高校是满足市场发展及学生发生的客观需求,是学校发展的基础,教师必须树立良好的应用型教学理念,结合学生发展的实际情况,积极探索细胞生物学教学内容、教学手段、实践教学等的改革策略,从而全面提高细胞生物学教学水平。
2.优化细胞生物学教学内容
在应用型本科高校细胞生物学教学中,教学内容直接影响到学生的基本能力和基本知识构架,科学合理的设置教学内容,能帮助学生全面掌握基础知识,提高学生的创新意识。对于细胞生物学,其教学内容与生物化学、植物生理学、分子生物学等学科都有一定的交叉,例如细胞生物学中的“蛋白质生物合成”,在生物化学中有相关介绍;细胞生物学中的“叶绿体结构、光合作用”,在植物生理学中有相关介绍;细胞生物学中的“基因表达、调控”在分子生物学中有相关描述,因此,在教学内容设置中,要合理的取舍,从而避免教学内容的重复,各学科的教师要加强沟通交流,衔接好各课程之间关联,重点突出本专业的特有内容。对于细胞生物学,其教学内容比较繁多,加上与其他学科的交叉比较广,很容易使得学生思维混乱,难以抓住细胞生物学教学内容的重点,因此,在设置细胞生物学教学内容时,需要在第一章节全面介绍整个细胞生物学的知识结构,为学生构建一个清晰的知识整体框架,同时在每章节后面明确该章节的重点、难点。由于细胞生物学发展十分迅速,因此,市场对细胞生物学人才的要求越来越高,这就对高校细胞生物学教学提出了极高的挑战[3]。同时在细胞生物学中,越来越多的新观点、新理论涌现出来,这些新观点很有可能与以往的知识观点、理论相冲突,为满足时展的需求,必须及时更新细胞生物学的教学内容,结合当前学者的研究热点、研究成果,调整教学内容,并将这些知识引进细胞生物学教学中,如转基因技术、细胞凋亡、细胞增值调控等,使得学生更加深入了解细胞生物学的最新研究成果,提高高校细胞生物学教学质量。另外,由于增加新内容可能会增大学生的学习负担,给学生的学习带来困难,因此,要对当前的教学内容进行深入分析,有针对性、有目的选择增加的教学内容,从而在不影响学生积极性的前提下,增加学生的知识面。细胞生物学是一门综合性比较强的学科,不仅涉及到细胞的各个方面,还与其他学科相互交叉渗透,因此,在教学中要注重各个相关学科的相互比较,从而帮助学生更深入的理解细胞生物学知识。
3.灵活运用多种教学方法
3.1合理应用多媒体教学方式
多媒体教学是当前应用最广泛的一种教学辅助手段,对于细胞生物学,主要是从分子、亚显微、显微等角度对细胞的功能、结构进行分析,了解细胞增值、分化、调控、基因表达、衰老死亡等生命活动规律[4]。细胞生物学是一门极其复杂、抽象的学科,学生在学习过程中,经常会由于学习难度比较大,而丧失学习兴趣。在细胞生物学课堂教学中,合理的应用多媒体教学手段,能营造一个良好的学习氛围,帮助学生更加深入的理解教学难点。教师可以利用网络上的各种课件和视频资源,通过多媒体将细胞结构图展现出来,让学生更加形象、直观的认知理解细胞超微结构,同时教师还能通过动画演示,让学生观看理解细胞生命活动动态过程,如细胞信号传导、细胞结构组装、细胞中蛋白质的转运,这样更能提高学生的学习兴趣和对知识的掌握。
3.2注重互动教学方式
在以往的教学中,教师经常会采用“满堂灌”的教学方式,以自己为核心,学生以旁观者的身份听讲,整个课堂死气沉沉,学生不能获得良好的学习效果。因此,在应用型本科高校细胞生物学教学改革中,教师要特别注重课堂教学的互动,在教学过程中,教师可以采用提问、启发等手段来调动学生的热情,激发学生的思维,让学生积极主动的发现问题、思考问题、分析问题、解决问题,为课堂教学增添活力[5]。在正式教学前,教师可以提问学生一些之前讲过的问题,帮助学生巩固学过的知识,同时教师可以根据本节课的教学内容,设置一些启发式问题,并与学生的实际生活联系在一起,让学生主动思考。为增加师生互动,活跃课堂气氛,教师可以组织学生对细胞生物学中的一些学说、观点进行讨论,如线粒体与叶绿体起源学说、膜脂膜蛋白运动实验等。在课后,教师还可以布置一些具有思考性的问题让学生进行思考,这样学生就能在巩固学到的知识的同时,加深对知识的应用。如细胞在叶绿体、线粒体、细胞核、高尔基体等中都存在蛋白质转运的现象,但蛋白质的转运有什么不同?学生通过对这些问题的综合思考,能更加全面的掌握细胞跟部分结构及其生物学功能。
3.3采用类比、故事、讨论教学法
细胞学属于微观学,是人体肉眼无法直接观察到的,为了使学生更加深入的了解细胞生物学知识,教师可以在教学过程中,采用类比教学法,从宏观的角度看待细胞结构、功能[6]。例如教师可以将细胞核看做城市的中心,将溶酶体看做城市的垃圾处理场,将细胞之间的通讯看做是城市之间的通讯等,这样一方面能让学生更加深入的理解教学内容,另一方面还能培养学生的形象思维,让学生换个角度思考问题。在教学过程中,教师还可以为学生讲一些关于细胞生物学的名人趣事,以此来启发学生。例如教师可以为学生讲解发现细胞的故事,鼓励学生要善于发现问题、分析问题、解决问题;通过威尔金斯、克里克等人的事迹,告诉学生要用严谨的态度面对细胞生物学。在进行细胞生物学教学时,教师还可以采用讨论教学发,在课堂上,教师可以根据当前细胞生物学研究的热点内容,为学生提供主题,让学生针对该主题进行讨论[7]。如细胞信号转导的研究、细胞凋亡作用机制等,学生在讨论结束后,教师可以引导学生写相关的小论文,这样一方面可以扩展教学内容,让学生了解细胞生物学最新研究成果,另一方面还能培养学生查阅资料、论文写作等能力,这对学生的全面发展有很大的帮助。
4.开展“双语”教学
在21世纪,生命科学得到了飞速的发展,市场对基础知识扎实、精通外语的复合型人才需求量越来越大,因此,在应用型本科高校细胞生物学教学中,要注重“双语”教学,从而培养全面的复合型人才。细胞生物学是现代生命科学最重要的一门学科,通过开展“双语”教学,能极大的提高学生的综合素质,帮助学生更加牢固的掌握细胞生物学的基础理论、基础知识,并让学生了解细胞生物学的英语专业词语,这不仅扩展了学生的知识面,还极大的提高了学生的外语能力[8]。教师在细胞生物学教学中开展“双语”教学时,要结合当前的实际情况,采用合理的教学模式。对于应用型本科高校细胞生物学教学,教师可以采用相对简单的双语教学模式,在课堂讲课过程中,教师要以中文为主,涉及到细胞生物学的专业词语或者主题时,教师可以采用英语教学,如果在讲课过程中,存在特别抽象、很难理解的知识,教师可以用汉语进行讲解。在对学生进行双语教学时,教师要循序渐进,由易到难,逐步提高学生的细胞生物学英语专业能力。在教学过程中,教师要特别注重师生互动,在很多时候,学生会随着师生互动频率的增加,而提高自身的知识接受能力,因此,在进行双语教学时,教师要经常与学生互动,对于学习能力比较差的学生,教师要积极的鼓励他们,结合这部分学生的实际情况,针对性开展教学,并不断优化教学内容,从而充分调动学生的积极性。在实际教学中,教师还需要对双语教材、教学课时等问题进行深入分析,同时学校也要不断完善细胞生物学双语教学设施,科学的调整教学计划,逐步改善教学中遇到的问题,全面提高细胞生物学双语教学质量。对于细胞生物学双语教学,必须由细胞生物学专业知识扎实、英语水平高的教师进行,因此,在开展细胞生物学双语教学时,还要加强师资队伍的建设。当前在应用型本科高校细胞生物学教学中,教师的专业知识虽然都比较扎实,但在英语水平方面还有一定的欠缺,因此,学校要加强双语教师培训,制定合理的激励措施,提高教师的积极性,从而细胞生物学双语教学打下良好的基础。
5.注重实验教学
实验教学是培养学生动手实践能力、知识应用能力的重要环节,也是培养应用型人才的重要手段,因此,应用型本科高校在开展细胞生物学教学时,要特别注重实验教学的开展[9]。对于细胞生物学,其实验性非常强,所以必须加大细胞生物学应用性实验的开设,利用细胞培养实验、细胞融合、巨噬细胞吞噬现象等综合实验,全面培养学生的知识应用能力、动手操作能力。在实验教学中,要改善学生被动操作的现象,在以往的实验教学中,实验所需要的药品、器材等大多都是教师事先准备好,学生只需要按照教材要求进行操作就可以,在这种模式下进行的实验教学,很难全面培养学生的能力,同时学生还容易对教师产生依赖心里。因此,在实验教学中,教师可以让学生自行分组,每组学生根据自己的兴趣拟定实验课题,并组织设计实验,当学生遇到问题后,各组学生自主讨论解决,这样就能有效地培养学生的动手能力和思考解决问题能力。另外,高校可以尽量加大实验室开放力度,鼓励学生在课余时间自主进行实验训练,这对培养学生的实践水平有很大的帮助。
6.总结
关键词:细胞生物学、实验教学、创新能力培养
【中图分类号】G642
基金项目:国家基础科学人才培养基金项目(J1103507)
随着生命科学的不断进步,人们对细胞的研究不断深入。细胞生物学已成为当前各个高校生命科学相关专业的主干课程之一。细胞生物学作为一门实验科学,在本科教学中具有举足轻重的地位[1]。细胞生物学实验课程的开设,是以学生掌握基本实验技能和有关细胞生物学的研究方法为目的,并通过实验培养学生的创新能力和科研意识,从而达到提高学生综合科研素质的目的。
目前细胞生物学实验教学仍存在着一些不足与缺陷。诸如教学方法过于简单、教学内容不能体现最新研究成果、教学评价有待进一步科学化和规范化所导致的实验教学效果不佳和效率低等问题。这些都影响了学生创新能力的培养和科研素质的提高,不利于学生将来的综合发展。培养具有一流科研素质和创新能力的复合型人才, 是广大教育工作者面临的巨大挑战。在当前的学习中, 学生注重理论学习轻视实验学习思想还很严重;教师队伍中, 存在着重科研轻教学特别是基础实验教学的现象, 这在很大程度上忽视了对本科生动手能力和科研创新能力的培养。实验教学的水平和装备条件差异较大的问题依然存在。为提高细胞生物学实验教学质量, 全面培养学生的创新能力, 我们在细胞生物学实验教学过程中更加注重学生创新能力的培养环节,对实验教学进行了初步改革探索。
1 优化实验教学内容,体现时代性
(1)优化细胞生物学实验教材
作为一门独立开设的课程,细胞生物学实验课在于培养学生的实验动手能力、创新能力,提高学生的科研素养。随着教学改革的不断加快和教学设施的不断完善,陈旧的实验教学内容和单一乏味的验证性实验过程已不能满足现阶段的实验教学要求[2]。优化细胞生物学实验内容,体现本领域最新研究成果并增强实验教学的时代性,是目前一项重要的工作。首先要选取兄弟院校的优秀实验教材用书。我们学院选用的是有高等教育出版社和施普林格(Springer)出版社联合出版,李素文主编的《细胞生物学实验指导》。其次专业实验课教师可根据多年细胞生物学实验教学的经验和学院特色编写制作更合适的实验课教材及与之配套的课件。细胞生物学实验教学内容的选取一是应依据精炼、新颖、灵活的思路,二是要根据现有的实验基础条件,充分利用共享公共资源平台,增设开放性,研究性实验项目。让学生通过实验课教学能更好的巩固理论知识,用理论知识支撑实践教学。
(2)及时更新实验内容,完善培养模式
科技发展永不止步,细胞生物学领域的新概念、新信息、新理论也是层出不穷。细胞生物学实验教学要能及时跟踪国际上细胞生物学研究进展及热点并在实验内容上有所体现。通过对最新研究成果的评述,让学生结合已学习过的理论知识开启发散性思维。首先我们不断尝试结合细胞生物学的最新进展,在原有课程的基础上,增设研究型实验课题。比如开展了C2C12细胞的传代培养及活性检测实验,在此基础上我们选取了一些细胞炎性因子让学生自己设计实验去研究细胞的增值和迁移现象。另外还采取本科生导师制,由学生根据自己的兴趣自由选择细胞生物学方面的教师作为导师,进入到专业实验室结合导师的科研课题进行探究性实验。这些举措不仅让学生在极有限的时间内学到了基础性实验技术,而且在综合性实验阶段进一步促进了学生的三种能力培养(创新能力、实践动手能力和团队合作能力),极大地激发了学生对细胞生物学实验的兴趣。
2 建立以学生为主体的实验教学方法
(1)讨论启发式教学
诱发学生学习动机、激发其学习兴趣,对于细胞生物学实验教学至关重要。目前很多学校的实验教学方法依旧是采用“灌输式”方法教授学生,学生在教学过程中只是被动的、按部就班的进行实验,缺少主动思考的时间和空间。这种教学方法不仅禁锢了学生的创新思维,更加泯灭了学生对实验的兴趣。细胞生物学实验教学方法的好坏直接影响着教学目标的实现和教学内容的确立。我们利用有限的课时开展讨论启发式教学方法,并结合利用现代化教学手段,结合音频,视频等材料辅助教学,充分调动学生学习的积极性;基于细胞生物学教学实验室和科研实验室的设施条件,选取实验主题,实施开放式教学,让学生积极主动参与实验教学过程中,变被动为主动,充分建立以学生为主体的实验教学方法。在学生参与实验的过程中,对学生进行自由分组,每组4人左右,根据选中的课题,鼓励学生充分利用图书馆资源、数据库资源查找相关文献,最终提交实验项目小论文,并作为主角在课堂上进行讲解展示,同时回答老师和同学们的提问。通过这种讨论启发式的教学,极大拓展了学生的创新思维。
(2)现代化多媒体教学手段辅助
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。细胞生物学实验教学内容中,有不少具有一定的复杂性和抽象性,仅依靠传统的教学方法已经无法满足学生们的需要,多媒体技术的应用能将一些原本口述或板书困难的抽象概念具体、直观地显示出来,使学生对要学习的实验课有更加整体直观的印象。比如我们在进行细胞培养实验课的教学过程中,就安排参加教育实习的研究生按照实验流程进行相关的实验操作,同时用录像机记录下相关视频配上解说制作成视频文件,在做细胞培养实验前给同学们放映。让同学们通过观看录像,对实验的前期准备工作和实验过程中的要点难点进行学习,这样可以有效地提高学生的实验技能和成功率,并且同学们在观看的过程中还可以进一步巩固自己学过的理论知识,进而提出关于实验的疑惑之处。通过在实验教学过程中适当的运用多种教学手段,使学生对实验原理、实验过程、实验结果等理解的更加透彻,让学生能够充分发挥他们的想象力、创新性和主动性。
3 构建多层次实验成绩综合评定模式
(1)设置开放式实验
实验开放包括实验材料的开放,实验内容的开放和实验室的开放[3-4]。由于目前本校细胞生物学实验主要是面向大三本科生开设,他们在本学期的课程任务较重,时间有限。所以灵活开展一些开放性实验,充分利用他们的空余时间对培养他们的创新能力非常必要。比如我们在开展细胞核的荧光显微镜观察实验中,就设置了不同染色原理的荧光染料,让同学们自由选择,根据荧光染料的选择,自己动手设置荧光显微镜的激发滤光片,通过规范操作,得出结果并形成实验报告。这样,选择不同染料的同学得到的结果就不相同,避免了有些同学在写实验报告过程中的相互借鉴现象,同时在此过程中也激发了同学们的创新思维能力。
(2)实验报告更注重对结果的分析
生物学是一门实验科学,有实验就要允许失败。我们细胞生物学实验教学过程中并非要求所有学生一定要得到预设的实验结果。我们的实验课允许没有实验结果的实验报告上交,前提是学生要根据我们的实验步骤,回忆自己实验过程中的操作,找出实验失败的原因并进行分析。我们认为这样的实验报告,虽没有实验结果,但锻炼了学生的分析能力,同时在另一方面培养了创新能力。
(3)成绩评价多样化
细胞生物学实验课的成绩要体现出评价多样化。仅仅根据平时的实验报告已不能全面反映学生在实验课上的表现,更不能全面体现学生的创新能力和科学素养。我们的成绩评价是以平时的实验报告为基础,还包括平时考评(出勤率和课堂表现),操作性强的实验课的操作成绩,以及期末考试成绩。为考察学生分析解决问题的能力,我们在期末笔试中还加入了一定比例的实验设计题和综合性分析题。这些题目让学生更注重知识的综合应用,非常有利于学生综合素质的提高。通过多样化的成绩评定模式既提高了学生学习的主动性,夯实了基础实验知识,又促使学生更重视平时的实验操作训练,提高自己的实验技能和综合素质,从多方面培养其创新能力。
随着细胞生物学学科的迅猛发展,细胞生物学实验教学的改革探索必须跟上。细胞生物学实验教学的改革,能进一步提高学生的实验专业技能,增强其团队合作意识,同时培养学生的创新能力。
主要参考文献:
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[2] 娄慧玲,郭滨,吴燕华,等。2011. 细胞生物学实验教学的探索与实践. 高校生物学教学研究(电子版),(1):44.
【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】1674-4810(2015)23-0067-02
随着细胞结构及功能的相关知识和理论在医学领域中应用的不断深入,细胞生物学已成为现代医学的重要基础,在医学教育中占有重要的地位。对于现代医科学生来说,具备细胞生物学的相关基础知识和基本技能,是进一步学习其他医学课程必不可少的条件。2011年以来,我校执行新版教学计划,其中对蒙医专业、临床和护理专业的医学细胞生物学课时改革,学校教研室对其教学内容的安排和教学方法的施用也进行了相应的改革,旨在进一步提高和完善教学质量和效果。
一 我校医学细胞生物学发展历程
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,先后由校内一些教师任教。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×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,内蒙古民族师范学院、内蒙古蒙医学院和哲里木盟畜牧学院三校合并成立内蒙古民族大学后,教学条件得到了显著改善。2011年,学校各学院执行新版本科生培养计划,蒙医药学院蒙医专业、医学院临床和护理专业医学细胞生物学课时压缩(仅24学时)。
二 优化医学细胞生物学教学大纲
教学大纲作为重要的指导性文件,是课程教学的基本依据和教学质量的基本保证。大纲中的教学内容与学时分配是对一门课程教学的基本内容所做的基本规定,是教学大纲的核心部分。在教学大纲的制定过程中,我们既要注重医学专业目标培养的需要,还要考虑与其他医学基础课程的前后链接,对于已学课程、将开课程和正在进行中的课程的教学内容,要深入了解分析,注意知识之间的衔接,避免遗漏与重复,最大程度地保证教学质量的不断提高。
蒙医学专业,过去曾开设“医学生物学”,该课程中涵盖了部分细胞生物学知识,后来取消了这门课程,这样在医学细胞生物学教学内容安排时增加了相应内容,并作深入讲解。如在医学生物学中第二章《细胞膜及其表面》的教学内容拟定过程中,细胞膜的化学组成、细胞膜的分子结构和细胞膜的特性三部分内容加到医学细胞生物学中。2011年,执行新版教学计划,蒙医、临床医学和护理学专业,学时由原来的30减为24学时,由于课程压缩,医学细胞生物学总课时数减少。我们知道每个专业培养计划中所开设的每门课程相互之间联系密切,医学专业也不例外。如今医学细胞生物学面临着学时严重不足的现状,所以,我们重新审视了这门课的教学大纲。甄别在医学细胞生物学大纲中与其他课程重复的部分予以删除,尽量使学生在有限时间内学习掌握医学细胞生物学的精髓内容。近几年,学校教研室通过类似的教学改革研究,更加合理地组织医学细胞生物学教学内容,不但解决了课时少、内容多的矛盾,同时也使我们的教学活动有的放矢,学生也学有所获。
三 结合多媒体教学手段,改进教学方法
当今很多课程都使用了多媒体辅助教学,在医学细胞生物学教学当中,我们也将比较枯燥的纯理论知识放在图文声像并茂的多媒体课件中,将微小的、看不见的细胞变为可视的,并营造了一种科学性、知识性、形象性融为一体的富有强烈感染力的教学情境,确实激起了医学专业学生学习细胞生物学的兴趣,调动了学生多种感官参与到细胞生物学的学习中,激发了学生学习细胞生物学的积极性。
多媒体课件的另一大特点(优点)是极大压缩了传统教学中教师板书及学生记笔记的时间。同时由于屏幕的快速投放,在短时间内播放大量的信息,提高了教学效率,并且解决了学时矛盾。这个优点也在其他很多课程中得到了验证,我们也利用多媒体的这个优点,在教学中增加了细胞生物学的一些新知识、新进展、新技术,这样既开阔了学生视野又扩展了知识面,这在应用多媒体手段之前是不可能实现的。因此,可以制作内容丰富的多媒体课件,改进教学手段,提高教学质量。
医学细胞生物学这门课侧重于从形态学的角度研究。在整个授课过程中,细胞的形态结构及功能机制的讲授是细胞生物学中的重点及难点内容。多媒体辅助教学的第三个特点是可以进行大量相关图片的演示。由于该课程的研究对象是细胞,一般肉眼是看不见的,更不用提细胞的超微结构。在课堂中无论一个教师是多么善于语言、肢体表达或是精致的绘画,都难以表现或画出一些抽象的细胞结构图画,而这些结构知识内容又恰恰是细胞生物的重点和难点。
多媒体教学的第四个优点就是过程再现等操作,不但可以演示细胞功能机制,还能重现,即一遍没理解,能再播放一遍。例如,讲授“细胞质膜的物质跨膜转运”这一知识要点时,将细胞质膜上的钠钾泵转运细胞内外的钠离子和钾离子,可以把这个过程做成动画,并配以相应的讲解,使书面理论变成看得见的动态图像,能帮助学生更好更快地理解掌握这个知识内容。
传统的课堂教学模式是以老师板书为中心进行的教学活动。如今多媒体辅助教学作为一种新的教学手段,具有一些传统手段无可比拟的优越性。如图文并茂的课件带动学生兴趣;有限的课堂时间汇聚大量知识;易突破重点并分散难点,而且在众多其他课程中已得到了充分应用与认可。众所周知,医学是一门应用科学,作为21世纪的医学人才必须具备医术精、能力强等较高的素质,而创新能力就是高素质的人才所必需的,因此我们在教学活动中就必须更新教育观念,改进教学方法。
四 建设具有民族特色的医学细胞生物学教材
1.课程教材建设目标
教学内容的改革是提高课程教学质量的关键,教材建设是教学改革与课程建设的体现。发扬内蒙古民族大学细胞生物学教学的优良传统,在保持原有体系的基础上,充分利用校内民族特色资源,建设符合我校医学专业的课程教材,使学生既能扎实掌握细胞生物学的基础知识和基本理论,又具有较强应用知识的能力和探究创新意识,为后续的生物学课程的学习和高素质的生物、医学科学人才的培养奠定坚实的基础。
本课程在老一辈细胞生物学家的带领下,曾编写了《细胞与遗传实验指导》教科书,在使用过程中,收到了良好的评价。目前我校的医学细胞生物学课程已构建了完整的教学建设体系,教材建设提上日程。
2.教材建设步骤
第一,整理分析已有的医学细胞生物学教学教案,积极编写适合我校不同学院专业的新的细胞生物学教材和细胞生物学实验指导。第二,结合我校的民族特色,如蒙医蒙药研究,增设民族研究特色内容,对学生更具针对性,有的放矢。比如在细胞实验中开设综合性实验蒙药对肝脏的保护作用等。第三,聘请校内外的知名专家作教材编写顾问,对教材编写进行指导,进一步提高教材质量。加强与国内其他先进学校的细胞生物学精品课的教师(如北京大学、清华大学、内蒙古民族大学、四川大学、东北师范大学等知名大学)的联系与交流,学习他们的经验,进一步提高我们教学的水平。第四,结合多媒体授课手段,在教材编写中,注重图片与文字相结合,特别是重点难点内容,要多插入图片,便于学生理解。
参考文献
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关键词 细胞生物学实验;实验教学;教学方法;教学改革;创新
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)08-0281-02
Reform Measures of Improving Teaching Effect of Cell Biology Experiment Course
BU Wen-jie GONG Lei LIN Ai-qin
(Medical Biology Teaching and Research Section,Wannan Medical College,Wuhu Anhui 241002)
Abstract Cell biology as one of the key specialty in life science discipline,its required courses are important for undergraduates to cognize cell biology by cell levels.So the cell biology experiment is essential for students to grasp this basic discipline. In order to promote students′ ability of operational and raise students′ innovation consciousness,so as to improve the effect of cell biology teaching,this paper gave deep analysis of teaching reform measures from teaching content,methods and innovative spirit.
Key words cell biology experiment;experimental teaching;teaching method;teaching reform;innovation
在教W改革和教学创新不断深化的今天,实践教学已经成为培养高素质创新型人才的关键环节。实验教学作为实践教学的基础,在高校教学中起着重要作用。细胞生物学作为生命科学研究中一门基础学科,其实验技术方法也随着理论知识的更新而迅猛发展,现已渗透到遗传学、分子生物学和发育生物学等生命科学各分支学科,成为生命科学研究的重要利器[1]。对于如何通过实验教学的创新与改革,加强实验教学效果,提高学生的实验技术水平、独立思考能力以及实践创新能力,本文作出了一定的思考。
1 皖南医学院医学细胞生物学实验课程存在的问题
皖南医学院是医学类本科院校。医学细胞生物学课程开设在大一第一学期,是临床、影像、口腔、预防、护理等专业的基础课程。学好此门课程对医学生未来专业课程的学习具有重要意义,但是关于此课程的实验课仍存在很多问题。其一,对于医学细胞生物学实验课存在认知问题。实验课程主要是开设在理论课的学习过程中,学生们往往认为实验课仅作为理论课的附属课程,并没有给予重视,实验课学习效率低。其二,教学内容问题。本教研室针对大一基础课程,实验课内容仍保持传统内容,局限于细胞形态观察、临时切片制作、DNA提取,缺少创新;另外,实验课程较少,难以进行系统实验课程安排,无法使学生接触一整套实验流程的实验课程。其三,教学方法存在问题。教学方法较死板,以教师讲述和演示为主,学生参考后进行实验操作,缺乏独立思考和创新精神,同时,并未参与实验准备活动,对实验整体把握上缺乏一定主动性。
2 改革措施
2.1 改革实验教学内容
在实验教学过程中,大多以理论课本为基准,实验结果用以证明理论知识,实验课程能加深学生对专业知识的理解、加强理论基础。但是,随着科研水平的不断发展,旧的教学理念和方式已经不能满足培养创新性人才的需求,实验课程的改革也迫在眉睫。
参考以往的教学内容以及一些高校的细胞生物学实验课程内容,不难看出实验教学的改革并不是抛弃经典,而是创造经典的革新,对于细胞生物学的基本知识,如细胞结构、细胞器、细胞分裂等,需要进行创新教学。以往教师主要以讲述的方式进行细胞基本知识教学,学生再根据教师的讲解进行玻片观察等一系列实验验证,在这一过程中,学生仅仅是作为知识的接受体,机械地吸收教师传达的思想,缺少思考过程,这一教学过程不仅缺乏创新性,学生也难以发现问题。那么,如果对教学过程进行一定的丰富,比如让学生分组制作不同种生物细胞临时切片(如血细胞、小鼠细胞并计数等);学生自己动手做出细胞分裂期切片;玻片标本观察中适当添加荧光显色标本,让学生了解荧光显微镜使用原理和基本方法;又如进行小鼠成纤维细胞的原代培养等,并在实验过程中对学生实验技术水平的疑难进行解惑,不仅可以促使学生更加深入地了解细胞的基础知识,也能提高学生动手实践能力、发现问题的能力以及解决问题的能力。
2.2 改革教学过程
因为中国的教育仍然大部分采用教师授课、学生接受的传统模式,实验课也停留在教师讲解、演示,学生根据步骤进行操作的模式,对于学生深入了解实验目的、原理等教学目标并不十分有效,所以改革、创新教学方法至关重要。
2.2.1 改革实验用品准备方法。以往学生进行细胞生物学实验课前,实验员准备好所有实验用品。为了使学生更加深入了解实验内容,可以改为由学生在实验课开始前20~30 min,自行到实验准备间领取所需材料,实验技术人员辅助完成,主要由学生亲自操作。一方面调动学生的学习积极性,培养主动思考能力;另一方面,使学生更好地了解实验流程,掌握实验步骤;另外,通过实验结束后的器材清点,可以降低学生丢失实验器材的几率。
2.2.2 实验课前准备。根据学生分组,教师提前布置好下一次实验内容,每组学生以实验课本为参考,并查阅文献资料,自拟一套实验方案。在课堂上与教师的教学方案对比,从而产生实验相关问题,经过教师的讲解以及各组间的互动交流,使学生真正了解本次实验内容和每个操作步骤的目的,深入理解实验原理。
2.2.3 在课堂中加入竞赛机制。应用学生的竞争心理[2],安排实验技能比赛,各班各小组进行抽签,班内层层选拔,教师规定1~2项实验技能,最后结果可公布在“医学细胞生物学竞赛结果一览表”中。不仅调动了学生的学习和动手积极性,也让学生在竞争中找到乐趣,体会课程的魅力。
2.2.4 引导学生创新思维。启发学生主动参与到实验中,比如让学生走上讲台谈谈对实验原理及各步骤中操作的理解,教师可以点拨学生,鼓励他们不要默守陈规,比如提出DNA提取实验中的低渗液和固定液是否可以用别的试剂替换等问题。教师还可以适当采用研究式教学方法,让学生通过一系列的探索、创造性活动解决实验问题,让学生在实验中寻找一个实验难题,并建立一个研究课题,通过翻阅文献、查找科研前沿、设计实验,并在指导教师的帮助下实施所设计的实验方案。通过启发式和研究式教学方法的运用,激发学生创造性思维和科研创新精神,并加强他们发现问题、分析问题、解决问题的能力,为培养新一代创新型人才发挥作用。
2.2.5 应用多媒体和网络教学。多媒体课件集文字、图片、影像等于一体,从不同方面和角度调动学生的注意力和兴趣[3]。如胞分裂中的蝗虫精母细胞、小鼠基因组提取等内容都可通过动态的影像和精美的图片展示给学生,让学生更加轻松地掌握实验内容。新时代下的教学改革提出了“虚拟仿真实验室”的概念,在实验课上无法让学生做的实验操作,通过拍摄实验过程,运用多媒体方式,从实验准备开始,在每一步操作上设置关键问题点,实验人员严谨地完成每一项实验内容,学生通过上网观看影像,真实体验每一步实验过程,这是本教研室目前努力的一个研究方向。
2.3 改革技能考核标准,注重体现学生的综合能力
实验考核成绩大部分表现在实验报告和最后的技能考核上,而平时的实验操作及过程在实验考核中所占比例很小,甚至没有平时成绩。实验教学的创新要表现在不以最终的实验结果为唯一标准衡量学生成绩,教师要更加注重实验中的探索过程,为更好地适应创新实验教学要求,在实验成绩中应该肯定学生的创新探索精神[4]。如实验课成绩占这门学科总成绩的20分,那么实验报告占8分,实验考核占8 分,实验操作过程和考勤占2分,如果在实验课中表现出创新思维,教师适当给予2分鼓励。为获得较好的实验成绩,学生不但要掌握实验基本操作技能、认真书写实验报告,还要积极培养其创新探索精神。
2.4 定期开放实验室
细胞生物学实验课每次4个学时,虽然教师基本能够系统全面地完成教学内容,但仍有部分学生并不能完全掌握课程内容。如观察减数分裂各时期玻片标本时,一些感兴趣的同学并不能完全观察到每个分裂期,特别是第一次减数分裂前期中的5个时期,在课上不能完成,学生可以通过兴趣小组的形式在课余时间进入实验室进行观察。实验技术人员制定一系列开放实验室规章流程以及时间安排,各组根据成员需要,组织学生进入实验室完成个人感兴趣的实验内容[5-6]。另外,本教研室无法面向全体学生开展的一些细胞培养相关实验内容,各教师在本班成立兴趣小组,分批进入实验室进行观察操作,为一些接受能力强、热爱科研的学生们提供了一个很好的平台,本教研室正逐步开展此项活动。开放实验室对于学生更加全面掌握实验教学内容以及培养实验兴趣起到一定作用,这也需要高校实验技术人员重视实验室建设,合理规划开放实验室章程。
2.5 培养学生正确的科研价值观及创新意识
在实验课上,部分学生难免存在学习态度不端正、纪律松散的现象,教师有义务帮助学生培养正确的实验价值观与科研精神。如实验小组之间需要通力合作完成实验内容,培养学生的合作意识;实验中需要正确使用实验器材并在完成后恢复原位,培养学生的责任意识;进行动物实验在处死动物时,教师需要对学生进行适当引导,不要随意拍照、虐待动物,要树立正确的人道主义实验价值观。教师应作为引导者渐渐代替传授者的角色,在实验教学中引导学生思考,让学生多问为什么,并鼓励学生给出不同答案,让学生亲自去验证得到结果。这一过程中,学生可以体验实验的乐趣、感受科研的魅力及丰富自我创新意识。创新是近年来教育改革的一个重大攻克点,需要教育工作者在一次次教学改革中不断积累经验,共同进步,同时培养出更加优秀的创新型人才。
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关键词:实践;细胞生物学;教学效果
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)46-0176-02
任何知识的学习都以学以致用为最终目的,必须做到理论联系实际,细胞生物学的学习也是如此,而且生物这门学科本身具有较强的实践性,我国在进行生物学教学的时候,也是将实验教学放在首要位置的,但是,我国基于实践的细胞生物学教学体系并不完善,需要对教学方法进行深入的改进,使细胞生物学的知识能在实践研究中得到更好的应用。
一、将细胞生物学教学与实践结合的重要意义
1.将细胞生物学教学与实践结合起来是学科本身发展的需求。细胞生物学是一门基础性的生命科学,主要任务是研究细胞的生命活动规律,通过对细胞生命现象的观察,总结出细胞生命活动的规律,进而采用合理的方法手段控制或者引导细胞向有利于人们身心健康的方向发展,近些年,全球癌症的发病率逐年上升,鉴于这种实际现状,世界上的细胞生物学开始尝试通过一定的物理或者化学手段,减少癌症的发病率、增强癌症患者的生命期,并且已经取得了良好的研究成果,所以,生物学本身的发展就要求理论与实践相结合。
2.将细胞生物学教学与实践结合起来是人才培养的需要。目前,根据我国生物科学的发展现状,生物学方面的学生就业方向主要是地方教育机构或者一些生物方向的厂家。对于地方教育机构来讲,随着我国教育事业的不断发展,现在的生物学教育理念已经发生了巨大的变化,现在的教育模式更倾向于课堂实验教学,老师通过课堂做实验,让学生对自己得出结论。
3.将细胞生物学教学与实践结合起来是提高教学质量的需求。细胞生物学的实践教学可以提高学生对事物的观察能力和操作能力,对未来的生物数据处理和实际应用生物理论解决问题能力也有很大的帮助,在进行有效的生物教学之前,学校必须首先为实践教学创造良好的硬件条件,购买一些先进的生物设备、根据实际需要建立具有一定规模的实习基地,社会对学生细胞生物学的检验标准不仅仅是依靠学习成绩,更多的是考查学生对实验内容、实验操作细节等的理解程度。实践是学好细胞生物学课程的基础,将细胞生物教学与实践结合起来对提高教学质量有很好的效果。
二、提高基于实践的细胞生物学教学效果的措施
我国的细胞生物学实践教学主要方式是课堂的实验教学,所以,要想提高基于实践的细胞生物学教学效果还得从提高实验教学效率入手,通过提高学生做实验的学习效率来达到提高生物屑教学效果的目的。
1.改变实验教学模式。以前我国的学校进行细胞生物学实验的方法是:老师将实验步骤、实验操作、注意事项在实验之前全部告诉学生,学生在老师设置的要求里用心完成课堂实验,造成学生在做实验的时候,对老师的指导形成了严重的依赖性,缺乏创新意识,不利于学生未来实践能力的培养。鉴于这种情况,我国开始改变实验教学模式,在保证学生生命安全的条件下,尽可能的将实验变成开放性实验,增强学生在实验过程中的自主性,学生根据自己的设想,用一定的实验方法去验证自己设想的可行性,老师的任务是现场监督实验的安全性,对一些存在安全隐患的实验方法进行制止,并在实验快要结束的时候,将课本上的实验方法进行讲解,并鼓励学生无论设想是否正确都要积极去做,科学的路上本来就充满挫折,失败是很正常的,使学生更加愿意按照自己的设想去做实验,久而久之增强了学生的实验设计能力和创新能力,从长远来看必将推动我国甚至世界生物科学的发展。
2.及时的更换实验内容。科学技术在不断的进步,生物科学也不例外。在生物学实践教学的路上必须不断丰富实验内容,及时的让学生学习到世界先进的研究成果或者优良的研究方法。学校可以根据本校学生的实际情况,适当增加实验的难度,在安排实验的时候尽量多一些创新性的实验减少验证性实验的比例,因为相对应于验证性实验,创新性的实验更加有利于培养学生的创新能力和生物研发能力,创新性实验提前不知道实验结果,学生带着问题和好奇去做实验,而验证性实验学生在做实验之前就已经知道了本实验的实验结果,只是通过一定的方法验证结论即可,此外创新性实验的实验结果不唯一,有利于培养学生的发散思维,根据自己对实验现象的不同理解,从不同的角度得出不同的实验结论。实验是一个实践性的教学,更改实验内容光从改变这些实验的理论是不够的,还必须要求实验硬件的配合,增加在实验方面的投资,购买一些先进的实验设备,聘请一些国内外知名的生物学教授来学校进行教师的培训或者办学生讲座,软件和硬件双管齐下才能达到更换实验内容目标,最终提高基于实践的细胞生物学教学效果。
3.老师根据学校现有的物质条件,合理的安排实验内容。虽然我们在细胞生物学的教学过程中,大力支持和发扬实践教学,也就是将课堂做生物实验作为教学的主要形式,学生通过做实验,将理论与实践结合起来,并从中锻炼自己实际解决问题的能力,甚至创造出一些科技成果来,但是,我们也不能盲目的追求实验教学,因为大多数实验尤其是生物实验需要非常先进的设备,有的还需要珍贵的材料做实验标本,这会无形之中提高学校的教学成本,不利于学校的可持续发展,所以,必须将实践教学与学校的实际办学条件紧密结合起来,老师根据目前学校目前拥有的先进设备和实验标本合理的安排实验,保证将现有的资源合理利用,对于那些必须的先进生物设备和实验标本老师应该向上级部门提出申请,希望学校能尽力满足。当学校的实际条件不允许的时候,老师不能将实验内容省略,而是可以对实验的实际环境和场景进行模拟,让学生尽可能的感受实验的过程,虽然模拟环境与实践环境有一定的差异,但是对学生未来的实践却有着不可忽视的作用。此外,提高生物学实践教学效果的方法还要求老师根据本校实际情况自编实验教材、在实验结束后开展实验讨论会、完善细胞生物学实验的考核制度等等。
理论联系实践是当代教育改革的一个重要任务,细胞生物学的教育也是如此,必须将生物知识通过具体的实验与实践联系,才能让学生真正的理解知识的内涵,增加对知识的理解深度,并积累丰厚的实践经验,为以后的实际工作打下坚实的基础。本文通过介绍细胞生物学实践教学的重要性,从如何提高课堂实验教学效率方面入手,对基于实践的细胞生物学教学做简要分析。
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[关键词]细胞生物学 双语教学 教学改革
[中图分类号]G624.8 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349(2014)11-0205-02
随着全球经济一体化的迅猛发展,为了适应新形势的需要及掌握国际最新科研动态,教育部在2001―2007年先后提出了在高校开展双语教学的要求,并特别强调生物技术等专业要率先施行。双语教学是我国教育改革的一项全新尝试,是推动我国高等教育国际化的重要举措,是培养具有国际意识及国际竞争力生物学专业人才的战略选择。目前,国内许多高校已开展双语教学工作。本文在总结以往细胞生物学双语教学的实践体会基础上,对高校开展细胞生物学双语教学的必要性、面临的问题及有效解决对策等方面做以讨论。
一、细胞生物学双语教学的必要性
在全球科技领域竞争日趋白热化的形势下,如何在竞争中处于绝对优势,这取决于掌握先进科学技术的水平,这也是国家富强、民族兴旺的根本支撑。在生命科学领域中,细胞生物学是发展最为快速的一门前沿学科,它是人们研究生命奥秘、改造生命和征服疾病的关键切入点。同时它又是一门重要的基础学科,是生物工程、生命科学、农学、医学等相关专业的一门必修基础课程。而其中的克隆技术、细胞工程、基因表达等技术的发展迅速,使得本门课程教学内容要求不断丰富、不断更新。因此,细胞生物学的教学不仅要求学生掌握基本理论和知识,又要求学生关注最新发展动态与科技发展前沿接轨。可见,采用细胞生物学的双语教学势在必行。同时,加强双语教学研究、提高双语教学质量,是我国推行双语教学改革的迫切需要。
二、细胞生物学双语教学存在问题
现今,我国高校开展的细胞生物学双语教学工作尚处于起步阶段,在教学中仍存在一些不可忽视的问题和困难,主要表现为以下几方面:
(一)师资力量
双语教学对师资素质要求很高,不但要求精通专业内容,还要求具备较高的英语水平。现今我国达到这两种要求师资的并不多,一些教师外语的运用能力不错,但他们专业素质不佳。而一些教师精通专业知识,但外语讲解课程方面却存在困难。因此,双语教学师资匮乏是各高校亟待解决的问题。
(二)学生水平
双语教学的效果受学生整体水平的限制。首先,学生信心不足,认为细胞生物学的内容难度较大,用英文授课接受起来会更加困难;其次,学生掌握的专业词汇不够,还需要一定良好的英语基础。结果造成学生整体英语水平的参差不齐,给教学过程增加了一定的难度。
(三)教材
在双语教学中教材的选择,直接影响学生的学习效果。然而,目前国内可供选择的细胞生物学的外文版教材非常有限,教材主要分三种:一是国外原版教材,二是原版引进后“再加工” 的双语教材,三是在具体教学实践上由教师编写出版的双语教材。英文原版教材与自编英文教材比较,在文字表达上更为严谨,更能反映出学科领域的前沿,有利于培养学生英语表达的语感,逐渐体会和学习细胞生物学科独特的用语习惯。但在选用原版教材进行双语教学时,很可能因为知识结构体系不同而造成脱节。
(四)教学方法
双语教学的教学过程中衔接性很重要,而细胞生物学双语教学也是以其知识的内在联系为顺序,并不是以英文单词、语法的难易程度为顺序,这样便造成不同阶段教学的英文语言衔接效果不佳,同时增加了教学的难度。而由于各学校间师资力量、生源水平等各方面的差异。因此,各高校应根据实际情况,选择合理有效的教学方法。
三、双语教学改革对策
针对上述双语教学过程中普遍存在的一些问题,提出了相应的教学改革对策及建议。
(一)增强师资力量
关于双语教学师资匮乏的问题, 我们可通过挑选专业精深、英语能力强的复合型人才来解决。选择双语教学的教师时,把教学经验和专业知识放在第一位,因为只有充分掌握了本专业的知识体系和重难点,具有丰富的教学经验,才可能把握好双语教学中中英文使用的尺度,保证学生能掌握专业基础。在此基础上再选拔具有较高英语水平的教师,提高师资水平将是一个循序渐进且必不可少的积累过程。
(二)原版教材为主,国内教材为辅
双语教学的有效开展,必须以国外先进的原版教材为基础。但是原版教材价格较高,给学生带来一定经济压力。
因此,目前还只能保证教师备课使用原版教材,学生主要还是使用影印教材,再辅以适量的中文材料或文献的阅读。大多数院校选用的教材是翟中和等人编写的《细胞生物学》中文教材,以Gerald Karp编写的“Cell and Molecular Biology―Concepts and Experiments”为英文教材。总之,在具体教学过程中尽可能的多选择几本原版教材做以参考比对,从中选择适合自己院校和专业的内容,为提高双语教学效果奠定了坚实基础。
(三)双语教学的目标、手段及方法
1.教学目标
明确教学目标是教学体系建构的关键,也是设置课程、选择内容、教学实践等依据和标准。而双语教学具有不仅提高大学生英语水平,还要完成学科教学任务的双重目标。经过实践分析,提出了双语教学以“知识目标为主,语言目标为辅”的拟定目标,保证学生融会贯通地掌握现代细胞生物学的基础知识和基本技能,建立完整的细胞生物学的知识脉络和体系。而语言目标则着重在读和写两方面:一方面让学生掌握一定量专业词汇,熟悉专业英语思维;另一方面,培养他们阅读文献和自主获取、跟踪该领域的发展动态的能力。
2.教学手段
细胞生物学双语教学是以多媒体课件为主,同时结合传统的黑板书写进行授课。多媒体技术能够激发学生学习的兴趣,更有助于学生理解授课内容。另外,利用丰富的网络资源,帮助学生课前预习和课后复习。为了帮助学生课前预习和课后复习,提前将教学大纲、教案、课件挂上网,同时挂网的材料还有教学录像、大量的图片、动画、阅读材料及参考文献、习题和试卷,并对这些教学资源进行定期更新。
3.教学方法
在高校的教学过程中,教学方法的好坏是实现教学目标、完成教学任务的关键。过去的老式教学方法仍占主导,但这已经与飞速发展的经济、科技和社会形势不相匹配,更是影响了人才培养质量的提高。我们可以采取以下教学原则来改进教学方法,达到预期的教学效果。
(1)循序渐进原则。在双语教学的开始阶段,不应该采用整版的英语授课模式,这会使学生产生畏惧的心理。首先,适当减少英语应用比例,授课形式可以采取中英文相结合,以中文教材为主;随着教学实践的进行,学生对于英文逐渐适应,可依据情况增加课件中英文的比例,讲解时也可逐渐增加专业术语的英语表述。[7]让学生由少到多、由简单到复杂地接触并接受双语教学。
(2)做好预习及复习。学生进行课前预习,课前教师把英文课件提供给学生,让他们熟悉专业词汇及专业背景知识,这样能够降低学生课堂上的学习压力。课后应布置适量的作业,不仅有助于学生准确地掌握专业知识,并且能够提高他们的英文阅读和表达能力。
(3)建立考核机制。考核是促进学生学习的一种手段,是了解学生知识掌握程度的重要途径,从中可以发现教学方式及教学模式中存在的问题,并及时解决“教”与“学”中的问题。针对双语教学的课程,考核平时成绩的比重应适度增加,如课堂讨论表现、作业的完成情况等。另外,期末考试可以增加一些英文试题,并鼓励学生用英语答卷,而不过分强调语法的准确性。
双语教学是我国高等教育适应国际形势发展的需要,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。虽然现阶段还存在一定的问题和困难,但随着国家对教育事业的不断关注,随着教学经验的逐步积累、师资队伍的不断建设、学生英语水平的不断提高,双语教学必将实现由量变到质变的跨跃。
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医学细胞生物学作为医学专业基础课程,在临床医学、口腔医学、预防医学、医学检验、医学影像等各个专业中的开设课时都是相同的,作为授课教师,在讲授教学大纲规定的教学内容的基础上,针对不同专业的特点,教学及考核方式要与专业特点相结合,我们应用了各种形成性评价方式来达到这一目的。
1.网络课程实现无纸化考核
医学细胞生物学建设的网络课程在我校点击率排名较高,丰富的内容受到学生的好评,网络课程中上传了课程的教学大纲、考试大纲、教学课件、习题等,学生们不仅可以在网络课程里学习教学内容,而且可以在线做习题练习,可以在线向教师提问,教师也可以统一安排同学们进行无纸化考核。这种评价方式可以随时进行,无人员和场地的限制,极大地方便了教师和学生的交流,也可以体现出学生的平时学习。网络课程中还有教师制作的各类微课课件,有对课堂上的重点难点内容的讲解,学生在课堂上没有吃透的内容,在课余时间可以通过微课继续学习,这对一些学习基础薄弱的同学来讲,提供了一个非常有效的学习平台,在学习的同时,遇到的问题也可以在线留言,教师可以及时的回复问题,这种交流方式可以有效的解决问题,教师和学生面对面交流的机会较少,这就为双方提供了更多的交流机会。
2.口试在形成性评价的应用
现代教育注重创新人才与实践人才的培养,“医学细胞生物学”也是如此。我们要通过各种方式加强对创新人才的培养,给学生创造更多的表达机会,传统的文字考題方式忽略了学生的口语表达能力。教师在日常教学中应注重学生口语表达能力的培养,要求学生在熟知基础知识的同时进行探索,勇于表达自己的看法,教师也要给予创新能力强的学生一定鼓励。医学细胞生物学课程近几年一直在学生中实行口试,一方面是督促同学们的学习,另一方面也是锻炼学生的口语表达能力,评定学生对知识点的掌握和联系,同时也加强了师生间的交流,增加了彼此的相互了解,可以让老师更有效的发现学生在学习中存在的问题,学生也可以向老师反映教学中的问题,教师可以及时调整授课方式,取得更好的教学效果,受到了学生的好评。
3.实验考核
医学细胞生物学是一门形态学科,理论知识很重要,但实验操作也是必不可少的,我们观察细胞以及细胞器的结构组成和功能,是通过各种实验技术来实现的,要做好“医学细胞生物学”教学形成性评价工作,还要重视实验考核的应用。细胞生物学课程是医学院校各专业学生学习的第一门基础医学课程,让学生学会基本的实验操作,同时掌握一些实验仪器的操作方法,既是为医学生学习后续学科奠定基本的操作基础,也是为学生将来进行的科研实践工作奠定基础。在实验过程中不仅要掌握实验目的、实验原理等内容,还要独立完成实验内容,更重要的是要进行结果分析,找出实验失败的原因,教师根据学生的实验内容和结果给出考核分数,激励所有同学认真完成实验,才能起到实验课的效果。
4.设计性实验
医学细胞生物学由于实验课时的限制,我们给学生开设的实验类型少,学生们希望能有更多的机会参与实验,因此我们给学生安排了实验设计,指导学生查阅文献与资料,在网上查其他院校或其他学科的一些实验,结合医学细胞生物学的课程内容,可以将没有安排的实验结合自己的兴趣自行去进行实验设计,要求学写出完整的实验方案,包括实验目的、原理,以及具体的实验内容和实验步骤,在此基础上,可以申报实验室的开放性实验,完成整个的试验计划。这样可以提升学生自主学习的能力,把理论和实验有机的结合起来,锻炼了学生的积极思考问题、分析问题、解决问题的能力。这也是培养学生科研思维的有效方式,可以为学生将来参与教师的科研课题奠定基础,培养他们的研究创新能力。