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【关键词】医学细胞生物学实验教学PBL模式
前言
作为生物医学领域重点学科,医学细胞生物学专业性强,囊括诸多理论、概念、实验内容等。其中,实验教学尤为关键。其能够把理论、实践结合起来,对课堂知识加以巩固,培养医学生的创新能力、动手操作能力等,增强课堂有效性,为后续各类相关学科的学习奠定良好基础,引导学生对所学知识进行融会贯通。
1.医学细胞生物学实验教学问题
1.1教材实验内容陈旧单一
在现有教材中,医学细胞生物学实验内容丰富,操作过程完整。教师照本宣科,向学生逐一讲解实验操作流程及各个步骤。课堂之初,学生没有预期相关内容,课堂上又没有预留出充足的思考时间,导致实验教学过于枯燥,又不具备探索性。这使学生过于依赖教材标准答案,导致医学细胞生物学实验教学过程缺乏思考和创新。
1.2教师教学方法不当
开展医学细胞生物学实验时,教师为了避免学生在实验中出现错误,总是再三强调实验内容、方法、流程及相关注意事项,使学生在实验操作过程中比较顺利。这一过程中,学生严格按照教材内容、教师要求等开展实验,课堂讨论、提问等不足,仅是简单重复上书本上已有的实验内容及知识[1]。这种实验方法违背了医学细胞生物学的探索性,导致课程教学过程中,趣味性不强,很难对学生的思维能力、问题分析能力等进行培养。
2.医学细胞生物学实验教学创新方法
2.1问题导向法
问题导向法即PBL,在医学细胞生物学实验教学中备受青睐。这一教学模式,以问题为导向,将学生作为课堂主体,在教师引导下,进行自学和讨论。在临床实践中,依据课程背景、教学内容等,带领学生分组讨论,通过提出问题、查阅资料、研究讨论、总结反思获取相关知识,熟练掌握正确的实验操作方法。具体实施方法如下:教师提出问题或任务之后,要求学生把观察对象、实验方法等确定下来,通过课堂探究,给出正确答案,由教师点评。
2.2多媒体实验教学
医学细胞生物学涵盖的专业实验内容、知识点等比较多,倘若采用传统实验教学方法,很难把细胞内部结构及功能描绘出来,教学内容抽象,实验操作难度大。发挥网络多媒体优势,在医学细胞生物学实验课堂上加以应用,依托线上指导,完成实验过程,降低学习难度。将图片、声音、动画等融入实验教学中,使医学生物细胞学课堂具备动态性特征,实验教学质量和效率兼具。例如,染色、离心等相关实验,操作难度大,耗时长。借助网络多媒体,向学生展示往届学生实验效果及不规范操作,使学生对该实验内容、流程具备深刻的认识和了解,从而成功参与到医学细胞生物学实验中。
2.3自主探索法
医学细胞生物学中涉及到的各类实验相对比较难,教师往往需要花费大量时间做准备工作,为学生提供最佳实验时间、条件等,使之规范操作,以保证实验准确度。这种实验教学方法对医学生创造能力培养非常不利。以“利用甲基绿—派洛宁染液进行细胞内DNA和RNA染色观察”这一实验教学为例,在实验之前,反复向学生强调实验标本大小、染液染色时间等,导致学生课堂主动性不强。实验过程中,依据医学细胞生物学特性及要求,给予学生充足的自由,使之自主参与到变量设计中,在不同变量条件下,探索实验结果。通过这种方式,提高学生的实验积极性[2]。完成实验操作之后,带领学生总结实验结果,回顾实验过程,真正把实验原理、方法等了解透彻。
关键词 医学细胞生物学;互动式教学;多媒体教学;案例教学
中图分类号:G642 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)20-0092-03
Abstract As an imperative fundamental course in medical univer-sity, Medical Cell Biology has a crucial significant on the part of me-dical students’ further study in their specialized courses as well as their future career developments. It is a hard obligation for every teacher professing Medical Cell Biology to instruct relevant basic knowledge systematically, introduce further development in related field and train students’ scientific thinking ability. Illustrate how tointegrate methods such as interactive teaching, multimedia teaching, case teaching, bilingual teaching, heuristic teaching into the teachingpractice of Medical Cell Biology.
Key words Medical Cell Biology; interactive teaching; multimedia teaching; case teaching
1 前言
现代医学教育呈现出向多学科交叉渗透的发展趋势,而作为一门生命科学领域的重叠核心学科,医学细胞生物学的理论知识已经渗透到医学的各个领域。因此,掌握医学细胞生物学的基础知识和基本思维方法,成为每一名医科生进一步学习专业知识的必备要素[1]。
值得一提的是,细胞生物学是生命科学领域的四大前沿学科之一,近几年来一直发展迅速[2],无数新理论、新发现的诞生,更使得细胞生物学总体呈现出知识更新周期短、速度快的特点。要跟上细胞生物学飞速发展的步伐,医学细胞生物学的教学工作不可以再沿袭老一套枯燥乏味的教学模式,而是应该优化教学方法,整合教学内容,合理利用教学资源,力求让学生掌握基础知识的同时,开阔眼界并培养科研思维能力。以下是笔者在自己的实际教学经历中总结出的一些经验。
2 互动式教学
传统的教学模式往往以教师讲解课本内容,学生被动地听讲记忆为主。这种教学模式效率高,可以在短时间内灌输给学生大量的知识,很容易就能达到教学进度,也给教师的备课减小了难度;但是容易造成学生的主动性不强,无法对所学内容及时地进行消化,对记住的知识点理解也不够深刻等一系列问题。而医学细胞生物学本来就有知识点杂散、抽象、难以理解的学科特点,填鸭式的教学往往会让学生失去学习的热情,造成“台上一家言,台下百家梦”的现象。针对这一问题,本着教学平等的理念,采取多种形式和学生教学互动,有利于增强他们的课堂参与度,集中注意力,提高教学效率。
课堂提问 课堂提问是一种很好的互动式教学方法。回答问题可以帮助学生巩固所学知识,加深对知识点的印象,也可以使他们听课时注意力更加集中。除此之外,课堂提问也有助于学生从整体上掌握所学得的知识。
细胞生物学涵盖了近几百年来人类在分子水平、亚细胞水平和细胞水平上对细胞内的生命现象进行研究而得到的众多的知识,其内在联系是相当复杂的。虽然现行的教材已经根据知识点之间的关联程度将这些散乱的内容整合成为十几个大章节、60多个小章节的有机体系,再加上编排这些内容的人士都是细胞生物学领域拥有多年从教经验和科研经验的资深学者,其科学性和严谨性不容置疑,但这并不意味着整本教材就已经是一本面面俱到的完美之作了。事实上,为了要满足整本教材的编写思路,还是有相当一部分存在内在联系的知识点被打散分割到不同的章节、不同的部分中去了。对于学生而言,只有找出这些被打散的知识点之间的联系,才能够从整体上把握所学到的知识,才能够在真正意义上学好细胞生物学,而这恰恰就是学生普遍感到困难的地方。这就需要教师平时在课堂上多提醒学生养成课后多总结、平时多留意的习惯。这种习惯当然不是一朝一夕就可以养成的,它需要长时间的训练和积累,而课堂提问恰恰就是一种训练学生总结归纳能力的很好的方法。
具体来讲,教师在讲到某一个重点时,没必要完全按照书本的内容一口气讲完,而是可以放慢节奏并适时地向学生提问前几章里与该知识点相关的内容。比方在讲到细胞有丝分裂的胞质分裂期收缩环形成的内容时,就可以提问学生收缩环是由哪种细胞骨架构成的?这种问题对学生发现不同章节知识点之间的内在联系大有帮助,也锻炼了学生的发散性思维。久而久之,学生就拥有了自发跳出书本框架,按照自己的理解梳理所学知识的意识,并逐步建立起一套只属于自己的知识架构网络图。
鼓励学生复述所学知识中的重点和难点 一般来讲,完整地复述出一个新学的知识,尤其是一个相对比较复杂的生物学过程,对大多数学生而言应该是一件比较困难的事情。但是,医学细胞生物学这门学科有其特殊性。由于有着高中生物以及大一开设的基础生命科学的基础,许多学生在系统地学习医学细胞生物学之前就已经对教学大纲中的某些内容拥有一定程度的了解;再加上课前预习和课堂教授,基本上可以掌握其中的大部分知识点,因此,当堂复述对他们来说是完全有能力办到的。这种方式可以让学生在巩固原有知识的基础上理顺知识脉络,锻炼对科学问题的口头表述能力,有利于他们的全面发展。另外,在学生复述的同时,教师也可以对他们理解不到位的地方加以引导,对他们疏漏忽视的问题进行补充,协助他们完成整个复述过程,这样可以极大地提高学生的自信心,鼓舞他们的学习热情。
结合不同专业的实际情况,适当补充介绍细胞生物学的前沿进展和科研方法 就比如生物技术专业,该专业的大多数学生将来的工作方向可能和科研联系很紧密,在不影响主干知识讲解的前提下,向他们介绍一些科研的方法和思路,对他们未来的发展帮助很大。笔者有过多年从事科研的经验,对细胞生物学最前沿的进展又有相当的了解,曾在课上向该专业学生介绍PCR、RTPCR、Western Blot、DNA ladder、荧光可视化技术等细胞生物学的传统研究方法。但是必须指出的一点是,如果只是机械式的讲授,这种扩展教学可能很难引起学生的兴趣。因此,笔者同样采取师生互动的方法:先鼓励一些对科研有兴趣学生大胆谈谈自己对某种技术的了解,然后在此基础上补充他们认识上的欠缺,一定程度上起到激发他们学习兴趣的作用。
3 多媒体教学
作为一种现代化的教学手段,计算机辅助教学(Computer
Assisted Instruction,CAI)的优越性是显而易见的。它可以把文字、图像、声音、动画等多种信息表现媒介综合起来,直观地呈现在学生的眼前,从而大大地提高了教学效率和教学质量[3]。尤其是对于细胞内一些比较复杂的生化过程,利用Flas演示的教学手段可以达到事半功倍的效果。
举个例子来说,用来解释新合成肽链如何转移至内质网的信号肽假说一直以来是教学中的一个重点和难点。由于这个过程中涉及的分子机制比较复杂,再加上作为一种细胞内不可见的生化反应,整个过程又显得很抽象,单纯只靠教师口头描述,学生可能很难对信号肽、信号肽识别颗粒(SRP)、信号肽识别颗粒受体(SRPR)产生直观的印象。但是如果采用多媒体教学手段,只需要一段1分钟左右的Flas,就可以把整个复杂的过程形象生动地呈现在学生的眼前:信号肽识别颗粒结合信号肽,并同时被位于内质网膜上的信号肽识别颗粒受体特异性识别,从而介导整个核糖体锚着到内质网上;然后信号肽识别颗粒脱离复合体,肽链也通过核糖体大亚基中央管和易位子蛋白形成的通道进入内质网;最后信号肽切除,肽链继续延伸。
显而易见,用Flas代替枯燥无味的理论讲解,能够使课堂的气氛更加活泼,从而让学生产生一种浓厚的学习兴趣,大幅度提高学习效率;同时也替教师省去了费尽心思让学生理解细胞内一些动态的抽象过程的麻烦,节省了大量时间。
此外,在短短四十几分钟的课上,教师没法做到向学生传达所有的重点。但如果事先在教学PPT上标注出一些比较重要的内容,课堂上学生自然就能一目了然。同时,一些有需要的学生还可以在课后拷贝走教学课件作为他们课后复习的重要资料。
4 双语教学
不得不承认的一点是,当下,我国在生物医学领域与西方发达国家存在不小的差距,该领域的最新信息和研究成果大多数是以英语论文的形式发表在西方发达国家的学术期刊上。因此,必须要促进教学和全球化接轨,培养国际型的医学专长人才。在这样的时代背景下,双语教学也就显得尤为重要[3]。
然而,由于大二学生的英语基础普遍较差,开展全英语式的教学显然不切实际。笔者认为,双语教学应该以母语传道为主,外语拓展为辅。举个例子来说,在细胞器这章的教学过程中,如果纯粹采用外语教学的方式,大量的专有名词一定会让绝大多数的学生感到不明所以,从而打击他们的学习积极性。但是假如只是要求学生识认细胞内的一些重要细胞器以及生化过程的英语名词,就显得相对容易得多。
此外,笔者还采用了一种全新的教学形式,帮助学生有效地记忆相对比较复杂的专业名词:取一张全英文标注的细胞模式图,让学生不查阅字典直接进行识认。由于之前的教学工作已经让学生对各种细胞器的形态结构有了形象的了解,对照着图片,他们基本上可以明白各个专业名词的含义,并在脑内产生直观的记忆。实践证明,这种方法能够推进双语教学有效开展。
5 案例教学法
胡以平教授主编的第三版医学细胞生物学教材为了保证全面性和系统性,许多内容和生物化学、分子生物学、医学遗传学有重复[4]。要在有限的教学时间内完成教学任务,必须侧重于本学科特有知识的讲解,对于重复的知识点则以学生自习为主。比如在线粒体功能这一节里,三羧酸循环、电子传递链、氧化磷酸化等过程在生化课上已经重点介绍过,在课堂上就无须赘述;反之,线粒体的显微结构与亚微结构、线粒体的半自主性以及线粒体的发生机制等内容在其他科目里较少涉及,应该重点介绍。
此外,医学细胞生物学和普通高校开设的细胞生物学最大的区别就在于它突出了细胞生物学和医学之间的联系。因此,教师在讲课过程中也应该特别注意强调细胞生物学的基本理论和人类健康问题间的关联,培养学生用所学得的细胞生物学知识理解、分析相关疾病发病机制的能力。比如:在讲完细胞骨架这一章的主干知识后,教师可以适当花费一些时间讲述细胞骨架和肿瘤、遗传性疾病以及阿尔兹海默症等神经退行性疾病的关系;在讲完细胞器这章后,教师可以简要地谈及一些细胞器损伤引发的疾病,比如溶酶体异常引发的泰-萨克斯病、过氧化酶体异常引发的脑肝肾综合征、线粒体mtDNA缺陷引起的亨廷顿舞蹈症等疾病。
关键词:细胞生物学,教学,高职高专,启发式教学
细胞生物学是生命科学的重要分支,它是一门重要的基础学科,并引领与之相互渗透交叉的多门学科领域,如生物学、化学、分子生物学、生理学及病理学等的发展前沿。21世纪是个科技发展全面提速的世纪,在这个人才辈出的伟大时代,细胞生物学的教学对于培养全面复合型人才发挥着越来越重要的作用。所以,全面开展细胞生物学教学改革,改变过去按部就班、枯燥无味的教学套路,开展优质高效的课堂教学迫在眉睫。为此,我们在充分研究分析学生认知结构与学科特性的基础上,进行了大胆的探索与尝试,寻找有效的教学方法,增强了学生的学习兴趣,提高了细胞生物学的教学质量。
一、深入分析学生认知结构与特点
所谓知己知彼,百战不殆。搞好教学的前提是充分掌握教学对象的特点,本文的研究对象为高职高专院校学生,学生构成主要分为三个部分,一是高考统招理科生,这部分学生生物、化学基础较好,理解能力较强,学习细胞生物学相对比较轻松,但容易产生浮躁心理;二是高考统招文科生,尽管他们的理解能力也比较强,但是因为高中生物与化学的基础较薄弱,对于细胞生物学的学习难免会心生畏惧;再者就是对口升学的学生,这部分学生的构成比较复杂,大多为中专毕业,对很多知识点属于一知半解型,基础不够扎实,但是这部分学生中有很多具有社会实践经历,所以他们在学习中对知识的选择性的更强,更能理解理论知识的实用性。
基于以上学生的特点,在教学中,我们要统筹兼顾,对理科生要恰当引导,帮助他们摒弃浮躁,潜心学习,更上一层楼;对文科生要多鼓励,充分发掘他们学习新知的能力,帮助他们克服畏惧心理;对口升学的学生,要因势利导,充分发挥他们的实践能力,帮助他们夯实理论基础。
二、建立良好的第一印象,引发学生的学习兴趣
第一堂课是学生建立印象的关键一课,“兴趣是最好的老师”,利用第一堂课引导学生建立浓厚的学习兴趣至关重要。对于高职高专院校的学生来说,知识的实用性无疑是最能引发他们兴趣的。
细胞生物学是从细胞整体水平、亚显微水平和分子水平三个层次研究细胞结构及其生命活动规律的学科。分子水平主要研究细胞的化学组成及分子组成,包括水、无机盐、蛋白质(氨基酸)、脂类(胆固醇)、糖类(葡萄糖)、核酸(DNA、RNA)等,内容相对比较抽象。教师可以从学生熟知的生活常识中提取细胞生物学的教学元素,作为新课的导入,一方面向学生展示抽象知识的实用性,另一方面也能紧紧抓住学生的眼球,激发他们的学习兴趣。如从胶原蛋白面膜的使用,胰岛素用于降血糖引出胶原蛋白、胰岛素等蛋白质与细胞的关系。
三、由生活常识入手,开展启发式教学,化难为简
高等教育的最大意义在于培养学生自我学习、独立思考的能力,能将各种知识融会贯通并建立联系,进而激发学生的创新意识。启发式教学根据教学任务和学习的客观规律,从学生的实际出发,启发学生的思维,调动学生的学习积极性和主动性,促使学生自主学习。由此看来,启发式教学无疑是最有优势的教学方法,在传授重点知识的同时,又迁移默化地培养了学生的学习认知与思考的能力。所谓“启发”是指“开导指点,使产生联想并有所领悟”,常见的启发方法有比喻、类比、联想等,做好启发式教学最关键的还是出发点的选择。经过多年的教学实践,我们认为把生活常识中蕴含的道理用做启发式教学的出发点效果非常好。例如,蛋白质的基本组成单位是氨基酸,核酸的基本组成单位是核苷酸,多糖的基本组成单位是单糖,这里把各种大分子比作火车,其对应的“基本组成单位”比作车厢,学生一下就会豁然开朗。再如,核糖体是蛋白质合成的场所,内质网和高尔基复合体具有修饰加工蛋白质的功能,我们就可以把核糖体比作把单个车厢(即氨基酸)连接成火车(即肽链)的场所,但是这列火车只是半成品,需要连续进行两次后期的装饰加工,即可把内质网比作第一加工车间,高尔基复合体比作第二加工车间,在第二加工车间可以得到蛋白质的成品,即各种蛋白质,包括分泌蛋白、膜蛋白和酶等物质。
由此可见,把从学生熟知的生活常识中提炼出的道理用于启发式教学,不仅可使抽象的书本知识变得形象直观,易于理解,还培养了学生思考变通的能力,培养了他们浓厚的学习兴趣,同时也使课堂气氛更加轻松融洽,最终提高了课堂教学效率。
四、前后联系,及时总结
细胞生物学各章内容既独立又相互关联,在教学过程中,教师要及时总结,帮助学生融合贯通各章节之间的知识。例如,在讲“线粒体”一章时,新课开始前设置了两个问题:“不属于内膜系统的细胞器有哪些?(核糖体和线粒体)”;“真核细胞中DNA分布在哪里?(主要分布在细胞核,少量分布在线粒体)”,这两个问题均引出了“线粒体”这一细胞器,学生会不由自主地思考“为什么线粒体不属于内膜系统?线粒体里的DNA与细胞核里的DNA有什么区别,是否都能进行蛋白质的合成?”由此激发了学生的求知欲望,利于新课的教学。因此,在复习的基础上导入新课,使新旧知识建立起联系,可使知识之间的纵向联系更加明现,既能让学生“温故”,更能使他们 “知新”。
参考文献
[1]胡建国,鲍明升,唐宝定等.《医学细胞生物学》教学方法实践与探讨,蚌埠医学院学报,2011(7).
[2]曾摇杰,摇罗h佶,摇禹华旭等.医学细胞生物学教学方法实践与探讨,基础医学教育,2011(12).
关键词: 医学细胞生物学 多媒体 教学体会
医学细胞生物学是医学院校学生的一门基础课程,是研究和探讨人体细胞的结构、功能、发生、发展、成长、衰老、死亡的生命活动规律及其发病机理和防治的科学。该课程不仅面向临床医学,而且对检验、护理等其他专业开设,是一门非常重要的医学类专业基础课程。如何激发学生的学习兴趣,提高这门课程的教学质量,真正对学生做到“授之以渔”?我们总结教学实践中的经验,体会到多媒体辅助教学的运用,是提高教学效率,激发学生学习兴趣的最佳手段。
一、运用多媒体教学的必要性
医学细胞生物学的教学普遍存在教材内容多、课时安排少的矛盾,对于刚步入大学的医学新生来说,面对这样一门内容较多,又需要有扎实根基的学科,往往觉得很难掌握。如何解决这个矛盾,在有限的时间内把繁杂的知识简明、清晰地展示和传授给学生,是任课老师面对的一大挑战。有研究表明:人们一般能记住阅读内容的10%,听到内容的20%,看到内容的30%,听到与看到内容的70%。这一结果表明,多媒体技术通过感官综合刺激获取的信息量比仅听教师的讲解要多得多[1]。多媒体具有形、声、动画兼备的优点,在创设情境、营造氛围方面比其他媒体更直接、更有效。它能促使学生多种器官同时接受刺激,有利于学生思维的多元发展[2]。恰当的教学情境可以唤起学生强烈的求知欲望,激发他们内在的学习要求,使其保持持久的学习热情,获得最佳的教学效果。例如,在讲到内质网、高尔基体等结构复杂、必须借助电子显微镜才能观察到的细胞体时,如果采用传统的授课方式,只能用文字进行叙述或通过挂图进行讲解,就会使内容显得枯燥,不利于学生掌握。而多媒体教学方法可通过它灵活、多变的形式,利用图片、动画等媒体素材将这些只有在电子显微镜下才能看得到或看不到的结构,以及它们“工作”时的动态过程非常形象地展现在屏幕上,在激发学生学习兴趣的同时节约了教师大量的板书时间,极大地提高了教学效率。
二、运用多媒体教学的注意事项
多媒体课件的运用是为了解决传统教学方式所无法展现或难以阐述清楚教学难点与重点的问题,是为了满足教师的“教”与学生的“学”的互动性,为了能使其发挥最好的效果。在课堂上运用时须注意以下几个方面的问题。
1.适度使用,把握节奏。
在教学过程中,对多媒体课件的运用要严格把握“度”的问题。一方面,表现在信息量要适度。多媒体教学改变了用书本、黑板、粉笔来传播知识信息的传统传授方式,使得一节课所包含的信息量大为增加,从课件包含的内容来讲,远远超过了传统的板书教学的内容。但是如果信息量过大,把课堂的时间都挤满了,教师唯一的工作就是点击鼠标,失去了足够的时间观察学生的课堂现场表现,不能及时与学生交流或重复教材的重点;同时过大的信息量使得学生淹没在大量的知识内容里,只能一直阅读、记录而失去了思考的时间,学习主动性也会减弱。在大信息量的制约下,有限的师生交流也仅限于一些简单的知识性问答,对质疑性问题、创新性问题无法正视。另一方面,表现在多媒体课件运用比例上要适度。多媒体技术在学习中有其无可比拟的优势,但它毕竟只是一种学习手段,是一种与传统教学互补的教学媒介。如果为了一味追求课堂容量的增大,而没有把一定的时间和空间留给学生,让他们思考,让他们理解,让他们交流,让他们质疑,反而会使教学效果有所下降,失去了多媒体教学方法的优势。在医学细胞生物学的教学中,一些传统的教学工具,比如挂图、模型、标本也能起到很好的演示效果,不仅如此,还可以让学生自己动手一边拆分模型一边对照各个部分进行讲解,从多方面刺激学生的感官,也能起到激发学生学习医学细胞生物学的兴趣。
2.注意课件的生动性。
多媒体课件并不是一剂“万能良药”,只有制作精良的课件才能起到良好的教学效果。由于医学细胞生物学主要是讲述细胞的结构及细胞内微观世界中的各种动态变化,因此在制作课件时要多运用图片、动画等表现形式,以图为主,以文为辅,充分发挥图片、动画表达直观、形象、生动的优势,在展示图片或动画的同时,配合教师的文字解说,比如用动画课件演示时,在讲到某些重点或难点时,教师可以随时将动画的播放暂停,对其中的某个知识点进行强调,也可以在讲解后,通过重播动画加深学生的印象,以达到更好的的教学效果。我在讲述“蛋白质合成的信号假说”、“G蛋白介导的第二信使信号通路”这两部分内容时,就采用了结合动画课件讲解的方式,将各种蛋白质以及细胞结构,用简单的、不同形状、颜色的图形表示,制作成Flash的形式,一边播放一边讲解,把课本上复杂、难懂的大段文字描述转变成生动、明了的动画形式,学生很容易就理解了本来作为教学难点的内容,不仅节省了教学时间,而且提高了教学效率。
3.强调教师主导,引导多元对话。
运用多媒体教学时,要充分发挥教师的主导作用,学生的主体作用,教材的示范作用,以及笔记的强化作用,切不可过分依赖多媒体课件[3]。但是同时我们也要看到,如果没有多媒体课件的辅助,建立和谐课堂就很难实现。在课件的辅助下,课堂上可以节省出很多时间用于教师提问,学生思考、讨论,学生与老师对话,学生与学生对话,学生与课本对话,有利于活跃课堂气氛,激发学生的学习兴趣,使大学的课堂真正“活”起来[4]。
实践表明,应用多媒体辅助医学细胞生物学教学是一种高效率的现代化教学手段,在该课程的教学中恰当地使用多媒体能够大大提高教学的效率。我们在充分研究、分析教材内容的基础上,要恰当地选择能够充分体现课程内容特点的表现形式,对课件进行设计和制作,同时与其他教学手段有机结合,优化教学过程,这样才能体现出多媒体辅助教学的价值,也才能使医学细胞生物学教学达到事半功倍的效果。
参考文献:
[1]姚波.浅谈多媒体教学手段在分子生物学教学中的运用[J].科教文汇,2008,(2):108.
[2]孙玉明.论多媒体技术对学习的有效支持[J].科技创业月刊,2005,(5):112.
关键词:保持式双语教学;医学细胞;生物学教学;运用
我国教学模式受到传统教学模式的影响,使得双语教学效果不佳。保持式英语双语教学是指在学生刚入学时,完全使用母语教学,经过一段时间的学习之后,逐渐过渡到部分学科使用外语教学的模式中。保持式双语教学效果显著,但是受诸多因素的影响,其在实际教学中存在一些问题。对于保持式的双语教学研究,在提升“医学细胞生物学”教学水平方面具有积极的意义。
一、“医学细胞生物学”双语教学面临的困境
1.双语教学师资力量不足
对于双语教学,教学师资力量不足,将会严重制约教学活动的实施。目前,我国部分医学院开展双语教学之前,英语教师都进行短期的英语培训,在这样的情况下,英语教师很难在实际教学中找到合适的教学方式,教学缺乏经验。有些英语教师虽然英语基础比较扎实,但是英语表达能力不足,实际双语教学中课堂气氛枯燥。此外,还有很多英语教师有留学经验,口语水平高,且积极从事双语教学的研究,但这样的教师数量少之又少,总体来说双语教学师资力量不足。
2.课程安排不科学
课程安排不合理是影响双语教学在细胞生物学教学中应用效果的另一个原因,由于“医学细胞生物学”是一门从分子和细胞两个方面入手教学的学科,在实际教学中,书本中的知识与生物化学等诸多学科有交叉,难度比较大。很多医学院在没有开设生物化学等学科的基础上,导致学生缺乏生物化学的基础,在双语教学中,很多专业词汇变得生涩、抽象。
二、保持式双语教学在“医学细胞生物学”教学中的应用
1.提升双语教学师资力量
在医学院中开展双语教学,要促进保持式教学模式的开展,就要提升双语教学的师资力量。目前,大部分医学院中双语教学的教师主要分为两个类别,一是年轻且缺乏经验的专业教师,该类别的教师数量比较多;二是具有丰富留学经验的老教师,但是该类型的教师数量比较少。提升双语教学师资力量,需要根据医学院中教师的教学水平现状有针对性地制订计划。τ谒语教学经验比较浅的青年教师,为了提升其英语教学水平,需要对这一部分教师进行培训,成立专业的课程教师英语强化班,让专业课教师多练习口语,提升英语听力能力,并在教师培训环节中,着重强化教师的语言应用能力。同时,高校需要为英语教师提供出国进修与培训的机会,对于留学经验丰富的教师,建议以其为核心,成立教师科研小组,让先进教师带动经验少的教师学习,树立教师榜样。有条件的医学院,需要引进双语教学人才,充实教师队伍,优化双语教学效果。
2.科学安排教材,注意学科之间的交叉
由于“医学细胞生物学”教学内容与生物化学等学科之间联系密切,为了提升保持式双语教学效果,在进行课程设置环节中,需要注意学科之间的交叉。将保持式双语教学应用到“医学细胞生物学”教学中,遇到与其他学科相关的知识,需要教师对该方面的知识进行重点解释,避免学生后期学习吃力。教学课程安排上,应注意学科之间的交叉点,科学安排不同学科课时,以循序渐进的方式,提升学生的学习效果。在实际教学中,应选择适合本院学生接受的中英文对照课件,通过医学实例、图片及录像进行教学介绍,让学生迅速掌握该门学科的基础知识。
3.营造保持式双语教学环境
促进保持式双语教学在“医学细胞生物学”教学中的应用,在提升师资力量的基础上,还需要营造保持式的双语教学环境。首先,学校应该提倡和鼓励开展双语教学,成立双语教学管理部门,并且制订相应的政策,对教师进行鼓励。其次,选拔英语水平较好的学生,成立专门的双语试验班,引导学生参与到双语教学竞争中来。为了丰富双语教学模式,采用多元化的多媒体教学,展示英文版本的医学教学视频,将抽象的教学变得生动。此外,在很多学校中,采用PBL式教学方法进行辅的教学,以问题为引导,鼓励学生在双语教学环境中进行问题讨论,总结出教学问题,并且进行有针对性的教学。
三、结论
综上所述,关于“医学细胞生物学”教学,是研究细胞基本生命活动规律的科学,是科学教学中的重点课程。开展“医学细胞生物学”的双语教学,能够将最新的教学信息传递给学生。本文对双语教学中存在的问题进行分析,并提出相关建议,以促进保持式双语教学模式开展。
(通信作者:罗h佶)
参考文献:
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.
关键词:微课;细胞生物学实验;设计;教学资源
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)23-0260-02
经济的迅猛发展带动科技的日新月异,网络技术与通信技术发展迅速,微信、微博等交流媒介成为大众知识共享的传播平台,而微课作为教学中的创新也备受关注,作为对传统教学模式的颠覆,其更注重教学效率的提升与教学质量的理想化。伴随移动学习时代的到来,微课使得当前学校教育及社会教育都发生了显著的变化。但是我们应该看到,时代催生的网络视频也带有某种弊端性,难以真实有效地满足各个层面的学习需求[1]。焦建利教授提出:传统的课堂实录视频资源已经难以实现互联网时代人们注意力模式的匹配,因此传统的教学方式也很难满足师生教与学的需求。加上网速及宽带的硬性限制,教学资源周转率低,优秀教学资源被无形浪费。基于这样的背景,微课诞生,吸取了传统教学视频的弊端教训,更注重主题的突出明确,更具有针对性与服务性,在内容设置上也趋于短小精悍,实现了自由补充与延伸[2]。对于生物细胞学科教学来说,实验是教学的关键,在教学中发挥着重要的作用。不可否认的是生物学作为生命科学的前沿学科之一,无论是实验技术方法还是理论知识阐述都实现了深度的提升与广度的延伸,逐渐实现与遗传学、分子生物学及发育生物学的学科融合,逐渐在生命科学研究领域占据主导[3]。因此,实现微课与细胞生物学实验教学的结合,对学生创新能力与独立思考能力的培养逐渐成为生物实验教学关注的焦点,成为细胞生物学实验教学改革的要务。
一、微课简述
1.微课的起源。微课最早由美国爱荷华大学LeRoy A. McGrew教授提出,初衷是针对化学课程总结的60秒概述,设置了三大主体部分,分别为总体介绍、解释说明及举例分析。后来英国学者T.P.Kee在此基础上提出了一分钟演讲,所谓的一分钟演讲就是突出演讲的精练传神,要求具有缜密的逻辑结构及真实生动的案例阐述。在经过上述两个阶段的发展后,微课由美国新墨西哥州圣湖安学院大卫.m.彭罗斯提出并创建实施。其包括15到30秒的介绍及结论,服务与上文的关键概念导引。然后录制上述内容并限制时间为3分钟内,在微课程指引下提出书面作业要求,学会借助课外阅读或者实践活动完成关键知识的学习。目前最具代表性的当属Educause的微课理念,不是指微观学习中的微内容,而是以建构主义学习理论为支撑的在线教学或格式化教学中的教学实际。
2.我国微课发展现状。我国微课依然是新兴事物,起步晚,发展相对缓慢,目前涉及领域也有部分处于空白。基于微课的发展现状,当前学术界也未就微课理念达成共识。学者焦建利[4]认为,微课是对某一知识点的集中阐释,主要特点就是短小精悍,在线教学视频是其主要表现形式。学者祝智庭[5]则认为微课应该就某个教学主题展开延伸,组织精细化的课堂教学设计,时间限度最好控制在10分钟以内。而学者胡铁生[6]则认为微课程注重的是视频的微小,因此在针对单一学科或者单一知识点组织教学时应注重教学情景的融入,突出在线学习与自由学习。这一概念也逐渐被大众所认可。资源建设方面,我国微课也尚未成型,目前的应用研究还相对零散,评价模式也有待完善。实现微课程的规范化发展还有很长的路要走。
二、细胞生物学实验教学存在的问题
1.内容更新缓慢,亟待加强。我国的细胞生物学实验教学一直处于教学滞后阶段,仅仅作为理论教学的补充或者教学附属而开设,缺乏关注上必然影响教学的创新与跟进,加上该实验教学项目单一化趋势严重,时代气息不足,技术手段及知识的综合运用十分缺乏,内容更新十分滞后。
2.教学方式单一化,学生自主性不足。细胞生物学实验的基本流程就是提前由教师准备好实验材料、实验仪器及实验试剂,学生在教师的示范引导下按部就班地进行实验操作,整个操作过程趋于程式化、简单化。学生不仅无法在实验准备阶段有所参与,更挫伤了学生创新与研究的积极性。
3.教学方法贫乏,缺乏对学生创新能力培养的关注。传统的细胞生物学实验教学受有限的教学时间的限制,因此实验内容与要求也大多提前限定,教师单纯地演示讲解,学生被动地参与学习,双方互动交流不足,教师也无法引导学生进行实验的创新。
4.教学技术陈旧,现代教育技术参与较少。细胞生物学作为生物教学的前沿学科,理应注重教学的创新,特别是积极加入现代教育技术的创新元素,以信息技术为核心推动实验教学。但是我国细胞生物学的教学现状却是现代教育技术十分欠缺,传统实验教学维度单一化趋势严重。
三、微课在细胞生物学实验中如何应用
1.微课的特性和优势,传统多媒体教学的弊端:伴随多媒体技术的迅猛发展及教学融入,部分教师开始尝试运用多媒体辅助教学,但是当代大学生自由散漫的个性也成为多媒体辅助教学实施的制约因素,学生难以集中精力听取教师讲课,精品的视频资源难以得到高效率的运用。应用于课后学习的视频资料也难以受到学生的关注与重视,多数处于闲置。微课则突破了视频教学的局限,具有普通视频教学资源不具备的教学优势。首先,其教学内容浓缩,教学时间较短,借助移动端操作更为便捷,学生学习积极性显著提升。其次,其教学主题十分明确,学生能够迅速找到自己感兴趣的点,从而获得启发教育或者延伸学习。最后,微课视频的教学容量相对较小,符合学生的接受能力,学生更积极主动地参与到微课学习中去。
2.细胞生物学微课设计,把握10分钟原则:注意力10分钟。10分钟内有明确的教学目标,内容短小,集中说明一个问题的小课程。微课设计ADDIE模型:A,分析;D,设计;D制作;I应用;E,评价。通常来说,微课设计要想保证自身的完整性必须具备6个基本环节,分别为教学主题的明确、前段分析、微课基础知识点的切割与划分、微课资源要素的重点设计、微课视频录制及后期加工处理、微课的最终终端输出与展现。6个环节紧紧相扣,推动微课的高效开展。
四、微课引入实验教学的意义与应用前景
微课具有广阔的教育应用前景。2011年,手机将取代个人电脑成为个人信息中心。学生自带设备BYOD,包括个人电脑、手机、上网本、平板等越来越普遍化。这为微课的实施提供了必备的硬件前提。调查中发现,84.44%的被调查者认可微视频在微课教学中的核心地位与作用,并且70%以上的人认为配套的教学设计与课件也是不可忽视的部分。纵观当前的教育改革,多数一线教师已经充分认识到微课教学的魅力与优势,开始在课堂教学中尝试微课教学。其中范福兰等人在基于交互式微视频教学资源教学应用效果的调查显示,70.5%的学生认为交互式微视频资源能够激发他们对课程学习的兴趣,单一的图文及音视频资源则受关注度一般,这也从侧面说明随着流媒体技术的发展成熟,微视频的教学前景将是广阔而光明的。
五、一些值得思考的问题
1.有关微课适用性,微课程在全国范围内展开,带来教学思想、教学模式的重大转变,各个领域、各种培训、不同学科对于微课程应用的尝试存在“泛用”、“滥用”现象。微课程适用于哪些领域、哪些课程、哪些内容以及荧光怎样设计、怎样制作、怎样使用才是最科学合理的成为今后科学研究的新课题。
2.细胞生物学实验微课应用存在问题,我国针对该专业的微课理论研究及实践演练依然不足,多数高校在微课开展实施的过程中存在建多用少的资源浪费现象。因此必须将微课作为校本研修资源,对其加强引导宣传,让教师认可微视频教学的优势并拓展专业发展的新途径。此外微课程应奠定创新型教学模式的资源基础,以期为学生提供更实用的教学资源,做好教学辅助。当然微课作为新兴教学理念,应该在移动学习与泛在学习的基础上实现教学需求与教学实践的同步发展,最大限度提升微课程的开展利用率。
六、小结
微课作为新兴的教学模式理应受到关注,了解微课的本质内涵,在梳理其优势与缺陷基础上综合当前的运用实际,科学预测并规划后期发展,实现微课在设计开发与应用上的创新完善。本文就微课教学的几点问题进行了归纳分析,以期为微课教学的拓展应用提供有效思路,让微课的魅力更多地展现出来,服务于高校教学。
参考文献:
[1]韦学恩.网络公开课视频资源应用现状与对策探究[D].扬州大学,2012.
[2]黄婢.“微时代”下的“微课”浅析[J].科技风,2013,(10).
[3]Zhang Jin,Hua Zichun. Thought on teaching practice and reform in the course of cell biology. Chinese Journal of Cell Biology),2011,33(6):716-9.
[4]焦建利.微课及其应用与影响[J].中小学信息技术教育,2013,(4).
一计算机仿真技术概述
1定义
“仿真”一词译自英文Simulation,另一个曾用的译名是“模拟”。1961年G·W·Morgenthler[1]首次对仿真一词作了技术性的解释,认为“仿真”是指在实际系统尚不存在的情况下,对系统或活动本质的复现。而计算机仿真(Computer Simulation)[2]又称计算机模拟(Computer Analogy)[3]或计算机实验。所谓计算机仿真是指在实体尚不存在或者不易在实体上进行实验的情况下,先通过对考察对象进行建模,用数学方程式表达出其物理特性,然后编制计算机程序,并通过计算机运算出考察对象在系统参数以及内外环境条件改变的情况下,其主要参数如何变化,从而达到全面了解和掌握考察对象特性的目的。
计算机仿真技术是一种分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法。近年来,随着系统科学研究的深入,控制理论、计算技术、计算机科学与技术的发展,计算机仿真技术已发展成一门新的学科。信息处理技术的突飞猛进,更使得仿真技术得到迅速发展。
2特点
计算机仿真是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真的系统的模型,并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点,已成为分析、设计、运行、评价、培训系统(尤其是复杂系统)的重要工具。
(1)模型参数任意调整
模型参数可根据要求通过计算机程序随时进行调整、修改或补充,使人们能够掌握各种可能的仿真结果,为进一步完善研究方案提供了极大的方便。
(2)系统模型快速求解
借助于先进的计算机系统,人们在较短时间内就能知道仿真运算的结果(数据或图像),从而为人们的实践活动提供强有力的指导。这是通常的数学模型方法所无法实现的。
(3)运算结果准确可靠
只要系统模型、仿真模型和仿真程序是科学合理的,那么计算机的运算结果一定准确无误(除非机器有故障)。因此,人们可毫无顾虑地应用计算机仿真的结果。
(4)实物仿真形象直观
把仿真模型、计算机系统和物理模型及实物联结在一起的实物仿真(有些还同时是实时仿真),形象十分直观,状态也很逼真。
3应用
计算机仿真技术是以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础,以计算机和各种物理效应设备为工具,利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术。它集成了计算机技术、网络技术、图形图象技术、面向对象技术、多媒体、软件工程、信息处理、自动控制等多个高新技术领域的知识。
计算机仿真的用途非常广泛,已经渗透到社会的各个领域。如在核领域,未来的核试验不用核弹而是用计算机仿真模拟来进行。1996年9月10日联合国通过了《全面禁止核试验条约》,但是条约只是说明核试验在实爆方面的结束,俄罗斯军事专家说:“许多西方发达国家,即使不进行核试验,也能运用高速大规模计算机,在三维空间对核爆炸全过程进行全方位模拟。”这是目前的现实。据外界估计,到目前为止,能进行计算机模拟仿真核试验的国家和地区有:美国、俄国、英国、法国、中国、日本及台湾地区。
在我国已经实现了计算机仿真技术在生命科学领域中的应用,主要是通过建立人体模型或动物模型来进行一些参数的研究。例如:一些医学研究室通过建立神经网络系统模型来研究药物的行进或者通过建立人体膝关节模型并设定参数来研究它的力的承受范围。
二医学细胞生物学教学
医学细胞生物学教学所采用的方法一般是理论教学法,主要依据课本来进行讲授;更进一步可将课本上的知识与多媒体等技术结合起来,或者采用PBL教学法提高学生学习的主动性[4]。
1PBL教学法的应用
PBL是指在临床前期或临床课中,以病人问题为基础,以学生为中心的小组讨论式教学。讨论中,学生围绕问题进行思维、推理和分析,教师不直接回答学生的问题,只起导向作用,维持小组学习向既定的教学目标行进。其特点是打破学科界限,围绕问题编制综合课程;教师为引导,学生为中心;以获得基本知识培养有效运用已有的知识,去理解获取新知识,解决新问题的能力作为教学目标。其教学过程大致分为:提出问题—自学解疑—重点讲授和总结归纳。它是近年来国内外医学教育改革的热点。传统的教学法具有传授信息量大、进展速度容易掌握、系统性强的特点,但不能很好地激发学生的学习主动性,而PBL教学法能提高学生学习的主动性,培养其创造性思维的能力。
2多媒体教学的应用
医学细胞生物学的教学普遍存在教材内容多、课时安排少的矛盾,多媒体技术通过感官综合刺激获取的信息量比仅听教师的讲解要多得多;再者,它还具有灵活多变的形式,把图片、动画等媒体素材呈现出来,激发了学生学习的兴趣,同时节约了教师大量的板书时间,极大地提高了教学效率[5]。
三计算机仿真与医学细胞生物学的结合
计算机仿真技术是作为分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法。近年来,随着系统科学研究的深入,控制理论、计算技术、计算机科学与技术的发展,计算机仿真技术已发展成一门新的学科。信息处理技术的突飞猛进,更使得仿真技术得到迅速发展。
计算机仿真技术所具备的模型参数可任意调整、快速准确、动画显示实物形象直观等这些不受环境、时间和空间限制的优点若与医学细胞生物学结合起来将产生巨大的影响。尤其是基于视景仿真和视景三维建模技术等从众多方面对人体细胞的各系统进行模拟并以动画的方式显现出来,通过参数的设定而将暂时看不到结果或影响的例证通过高科技手段显现出来,这些对于细胞各组分与疾病关系的探讨将非常有帮助。比如对“蛋白质合成的信号假说”和“G蛋白介导的第二信使信号通路”相关内容讲述时,单纯的动画展示和讲述的结合很生硬,如果用上仿真技术则会让学生身临其中,整个接受过程会变得流畅而简单,这部分对于学生来说曾晦涩难懂、抽象的内容就会变得生动形象起来,在过程中改变一些参数,效果将更加直观。当然,个人来实现比较困难,但在整个学科中推广开来则会变得简单,大家可资源共享。
科研的进步可以激发教学的进步,通过对一些病理和病例及复杂的组织和结构的仿真,如内质网和高尔基体的复杂结构,知识会更加容易理解和接受。有了新的研究成果就会进一步促进医学细胞生物学的教学,将相应的教学方法再加上配套的教学手段、哪章内容更适合如何呈现给学生[6-7],把这些都融会贯通到一起,相信我们对医学本科生的培养会更上一个台阶。
参考文献
[1]李书臣,赵礼峰.仿真技术的现状及发展[J].自动化博览,2000(1).
[2]Law A M,Kelton w D.Simulation?modeling and analysis[M].McGraw HiU,Inc,1991.[3]Drago Matko.Simulation?and?Modeling of Continuous? System[M].Prentice Hall,1992.
[4]于海涛,岳丽玲,朴贤玉,王玉.PBL教学法在医学细胞生物学教学中的实践和探索[J].医学研究杂志,2006(2).
[5]彭琬昕,龚爱华,金洁,邵根宝.关于医学细胞生物学中多媒体课件运用的几点体会[J].考试周刊,2010(25).
1发育生物学课程开设现状
开设伊始由于主讲教师围绕各自的科研方向讲授,因而没有形成系统教材[2].迄今为止,由于相关学者和科研人员对发育生物学领域研究的重视,国内外出现了各种版本的发育生物学教材,有国外的英文教材,也有我们国内学者编著的中文教材,如使用面较广的由张红卫老师主编《发育生物学》,在综合性大学生物学及生物技术专业、医学等[3]使用较多,从开始开设发育生物学课程到现在不到四十年时间,与其他学科相比发育生物学仍然处于发展的初级阶段,该领域新的热点和研究成果都在源源不断地涌入世人的视线中,因此教材内容也在不停地补充.博士生、硕士生及本科生使用的教材不一样,不同专业不同院校使用的该课程教材也不尽相同.从总体看发育生物学在我国还处在起始摸索阶段,还未能形成一个被大家普遍认可和遵循的成熟的课程体系,当然也有了探索和完善的空间.2009年起,我校为了生物科学专业的发展,将发育生物学课程列入了教学计划,但相比其他同类院校就晚了很多(如2002年曲阜师范大学开始给生物科学、生物技术两个专业开设发育生物学,山东德州学院2004年就开设了该课程)[4].经调查进入新的世纪,本科院校的生物学专业2/3的院系先后开设了该门课程,1/3的院系也有了开设该门课程的计划,但由于师资等原因,暂时不能开出.且不同的学校,该课程的类型设定不同,多数设定为专业限选课程,少数设定为专业必修课程或专业选修课;课程计划学时不尽相同,一般授课学时36学时左右,实验学时30学时左右,但多数学校设有开设实验课;教学时间安排不同,有的在第6学期开设的.有第7学期开设的.
2地方本科院校生物科学专业发育生物学课程开设过程中面临的几个问题
第一,师资力量比较薄弱[5].因为发育生物学在国内外起步较晚,所以教师很大一部分是没有从事过发育生物学教学和研究的专业性教师,只能是从相关的学科,比如组织学与胚胎学、遗传学、细胞生物学或生物化学与分子生物学等学科的转型的教师,刚刚开始的时候一般都存在缺乏专业的、完整的发育生物学知识体系这样的情况.这是我校和其他地方性院校面临的共同问题,如我校发育生物学课程就是由遗传专业教师来讲授.第二,课时偏少.虽然综合院校和其他老牌生物科学专业课时基本控制在36学时左右[6],如宁波大学,理论课时为34,我校开设伊始课时也是36学时,学习效果却不很理想,因为大多数地方本科院校课程开设课时都是参考基础较好的综合院校的做法,但忽略了面对的教学对象不一样等问题,就我校生物科学专业而言,学生基本是刚刚过二本录取分数线或是其他职业高中生源,基础差,学习能力不强,同样的教材,同样的内容无法在同样时间领会掌握.第三,开设时间偏后.主要是考虑到其他相关专业课程已经学完,学生有了一定的理论基础,因此我校跟其他一些院校一样安排第7学期开设发育生物学,但没有考虑到生物科学专业历来是考研的生力军,第6学期后,大多数学生基本已经确定学习和考研方向,对此时段开设的课程也仅止于学习及格,即使有部分同学觉得该课程内容新颖,知识面广,更新快,奈何时间关系也不愿深入学习,因此学习积极性并不高.第四,课程知识体系庞杂.涉及到遗传学、分子生物学、胚胎学等信息相互交叉融合,逻辑性比较强,比如体轴形成这一部分内容,有遗传学的知识,有细胞生物学的信号转导内容,还有胚胎学的知识,需要学生有一定的知识积累才能理解,而现在课堂上一般以传统的讲授和单一的多媒体教学方法进行教学,学生往往反映发育生物学很难、不好理解.教学效果不佳.第五,教学实验经费投入相对不足.发育生物学实验投入的时间经费相对较大,一些院校如德州学院、长治学院以及怀化学院都还未开设发育生物学实验课程,许多经典实验不能让学生亲自动手,无法将课堂上学到的理论知识应用到实践当中去.因此对这样一门观察实践性极强的学科的发展来说,这也是及其不利的.
3对发育生物学课程设置及常规教学过程中面临问题的解决方法
针对以上问题,我校生科专业首先是调整发育生物学课程开课时间,从第7学期提前到第6学期,课时为48学时,周课时为3节.现在一些重点大学比如华中科技大学、山东大学也都将课时量提高到54课时,湖北民族大学、长治学院对发育生物学课程课时量也有了相应的增加.开课学期也都放到了第6学期.此时生物化学、遗传学、等基础课程已经讲授完成,学生有一定的理论基础,而考研方向未定,学生的注意力和精力多数放在专业课程的学习上,这样对很多喜爱该课程的学生就多了一个学习和选择的机会,因为现在考研的形势越来越严峻,生物科学专业和生物工程专业很大一部分同学是竞争同样的学校同样的专业,难免会产生“同室操戈”的现象,多一门选择方向可以避免因专业建设不成熟而给有志向的学生造成损失.对专业教师学科背景有待加强的现象,可以让教师通过提前进修或是提高自己的学历来增加对发育生物学知识体系的掌握和理解,了解发育生物学的最新进展,备课时首先了解教学计划和教学目的,合理安排教学内容,对生物科学本科生,要求他们掌握的是发育过程中的基本现象、概念和知识,掌握并理解基本原理.
太过抽象或复杂内容则应尽量简述,同时为了便于学生理解和记忆,教学安排上应该从发育的基本原理着手,再根据模式生物个体发育的过程,在依次出现的发育现象中,掺入发育生物学的基本概念、基础知识,突出重点难点,真正做到深入浅出解决“知识抽象”这一问题.发育生物学很多的内容都是通过模式生物的发育过程来说明问题的,例如:无脊椎动物的线虫、海胆、海鞘果蝇等脊索动物文昌鱼及脊椎动物鱼类、鸟类、哺乳动物等[7],这些生物从受精到受精卵到胚胎再到发育成成体的过程与机制几乎涵盖了整个生物物种的发育特点和模式,这样将庞杂的知识体系系统化,这样学生就不会觉得“很难、不好理解”了.课堂上灵活运用各种教学形式,充分利用多媒体手段,如山东德州学院从提高教师课件制作水平等方面着手[8];兼用讲解式教学与探究式教学充分调动学生学习的积极性和主动性.传统课堂教学方式多采用讲解式教学,这种方式可以使学生在短时间内获取大量的知识,通常适用于一些核心、基础以及难以理解的内容的讲解,比如发育生物学中一些基本的概念,以及胚胎的器官系统发生的内容,应该应用讲解式教学.而涉及生物体轴的形成及有关干细胞发育分化的问题,则可应用探究式教学[9].
一来检验和巩固学生对知识的掌握,还可以培养学生独立思考和创新能力,采用启发式的教学方法,不一定在课堂上将所有的知识点全部讲解完了,根据一些内容选择一些权威的科研论文,从研究者的角度去探索发育现象,加深对专业术语的了解,有些学校如广州药学院则将发育生物学的热点研究内容及现状灵活穿插在教学过程中,也有取得了一定的效果[10].另外对有些内容,比如说卵裂这一部分内容,不可能在课堂中所有的卵裂形式都一一讲授,可以讲一到两种典型卵裂方式,然后以播放视频的方式让学生比较直观的了解各种裂解方式的特点,然后再布置学生课后去查阅并下其他动物的卵裂方式与课堂上讲述的有何异同.这样既引导学生有目的地介入教学过程中,又加深了学生对知识点的理解,提高了学生的学习兴趣.如浙江海洋学院就通过精心选择一些课外专业的阅读资料来扩展学生的视野.另外,课外可适当开展课外主题活动.课外主题活动在一些院校多个专业都有出现,有一定的教学效果.我校发育生物学由于经费设备问题没有开设实验课,因此想通过1-2次实验类的课外主题活动来稍加弥补.