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细胞生物学精选(九篇)

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细胞生物学

第1篇:细胞生物学范文

Networks in Cell Biology

2010,272pp

Hardback

ISBN9780521882736

Mark Buchanan等著

本书由剑桥大学出版社出版,详细地阐述了细胞生物学中关键的生物网络:转录调控网络、蛋白相互作用网络以及代谢网络的理论基础和实验方法。

研究细胞中生物学网络的目的在于全面、系统地描述某个时刻在一个活细胞内的所有功能分子以及它们的相互作用,并找到细胞能够准确、有序地调控这些分子参与到如信号转导、新陈代谢等生物学过程的机制。作为一部关联细胞生物学与网络科学的图书,本书首先概述了细胞中存在的生物学网络,而后分别从生物学实验角度和数学建模角度对每个生物学网络进行了详细的介绍,并形象地向读者展示了在研究这些网络时所采用的方法和值得注意的问题。

本书内容共分为8章,各章内容如下:1. 细胞中的生物学网络概述以及这些网络与细胞功能之间的联系;2. 真核生物和原核生物中的转录调控网络以及它们的结构和进化;3. 真核生物的启动子结构以及启动子转录因子相互作用介导的基因调控网络;4. 鉴定蛋白质相互作用的实验方法:亲和纯化法、质谱检验法、芯片检验法以及这些方法之间的比较;5. 蛋白相互作用网络的建模:蛋白蛋白相互作用的预测方法;6. 代谢网络的动力学及演化;7. 代谢网络中的分层建模;8. 化学信号在信号网络中的作用以及不同信号通路之间相互作用的研究方法。

本书是一部介绍细胞生物学中网络研究的专著,由多名作者合作编写而成,他们都在各自领域中从事多年的研究工作,例如:Mark Buchanan从事物理学研究并为Nature physics杂志撰写专栏文章;Guido Caldarelli是统计学方面的专家;Paolo De Los Rios从事生物物理学研究。

本书配以大量的实例,深入浅出地为读者讲解了在处理细胞生物学网络问题中的生物学及数学方法,可为细胞生物学、生物信息学及相关学科的研究人员提供参考。

孙海汐,博士生

(中国科学院遗传与发育生物学研究所)

第2篇:细胞生物学范文

医学细胞生物学是在显微、亚显微和分子水平三个层次上,研究细胞的结构、功能和各种生命规律的一门科学。有机体的一切病理现象都是细胞病理反应的结果,所以一切生命现象都可从细胞中得到解答。我校医学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。其核心部分包括:细胞概述、细胞质膜与跨膜运输、内膜系统与蛋白质分选、细胞骨架与细胞运动、细胞周期调控、细胞凋亡与衰老。从1996年开始,我校主要依靠教师出去进修,引进多媒体课件,并逐步在临床医学专业课堂上使用,并于1999年医学细胞生物学教学全过程使用。在此基础上,2000年增设蒙药学专业、2007年设护理专业、2008年设检验专业,全校各专业的医学细胞生物学均由我教研室承担,面对不同专业不同学生群体所讲受医学细胞生物学知识内容不同,因此,我校多媒体课件急需进行系统的制作。

二、医学细胞生物学多媒体课件制作方案

制作符合我校民族特色资源的多媒体课件,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科学人才培养奠定坚实基础。首先,我们需要整理教研室每一位老师多年教学积累的医学细胞生物学教学课件,按不同专业、不同学时、不同民族班级分门别类进行课件制作。

1.针对不同专业。

我校开设细胞生物学的专业有临床专业、护理专业、检验专业、影像专业、蒙医专业以及蒙药专业。临床等专业开设本课程的目的是在现代水平上讲授关于细胞结构和功能的基本理论,并且对由于结构损伤和功能失调而引起的疾病做适当的联系,以便为学习专业课打下必要的细胞生物学基础。蒙医、蒙药作为民族特色专业开设医学生物学,其中1/2讲授细胞生物学知识,1/2讲授遗传学知识。那么,对于这两个专业的细胞生物学课件制作时,我们可结合蒙医蒙药,例如利用区域特色蒙古族传统药用动植物,以其细胞结构、功能特点,讲解医学细胞结构与功能这部分内容。这种利用熟悉常见的样本作为实例,学生更易接受。将蒙医治疗原理联系细胞病理反应,讲授细胞质膜与跨膜运输、内膜系统与蛋白质分选,联系专业实践,使学生更乐于学习。

2.针对不同学时。

由于每门课程都有一定学时,如蒙医蒙药学时为12学时,临床等专业24学时,教师不可能把所有内容都做成课件,这就涉及内容取舍问题。蒙医蒙药课件制作中我们将体现细胞生物学核心内容:细胞质膜与跨膜运输、内膜系统与蛋白质分选、细胞骨架与细胞运动、细胞周期调控、细胞凋亡与衰老。临床、护理、检验专业课时24学时,那么我们将适当增加细胞生物学知识,即细胞信号转导、细胞外基质及细胞连接。

3.针对不同学生群体。

第3篇:细胞生物学范文

关键词:医学细胞生物学;实验课;创新

中图分类号:G642文献标志码:A文章编号:2096-000X(2018)02-0027-04

細胞是生命的基本单位。医学细胞生物学作为一门基础医学的基础课程,具有非常重要的地位[1]。医学细胞生物学是一门实验性很高的学科,实验课的教学在该学科的教学工作中占据着重要的地位。目前,在医学细胞生物学实验课教学的过程中出现了较多的问题,导致学生的实践动手水平不高,独立思考能力欠缺,普遍都缺乏创新意识及科研精神。

如今,国家提出了培养创新型人才的战略。当代大学生应该是具有较强的科研创新意识、较好的自主学习能力以及较高的实践动手水平的优秀人才。而这也对我们现在的高校教学工作提出了较高的要求。

针对目前医学细胞生物学实验课教学中出现的种种问题,我们医学院校的教师应该本着为国家培养创新型医学专业人才的教育理念,以重点培养学生的创新精神及动手能力作为重要切入点,对如何创新医学细胞生物学实验课的教学进行探究。

一、医学细胞生物学实验教学存在的问题

(一)教学内容更新滞后

目前,在医学细胞生物学实验课的教学工作中产生了这样那样的问题,其中教材内容的滞后是一个大问题。学生们接受知识的主要途径就是教材与讲义,然而目前教材内容的老旧已经成为了阻碍教学发展的重要羁绊。

在目前传统的高校医学教学工作中,医学细胞生物学实验课并不是一门单独的课程,而是从属于细胞生物学理论课的附属内容。所以这就容易使学生产生“重理论、轻实验”的心理,而不好好上实验课。

另外,目前大多数院校的医学细胞生物学实验课的内容都较陈旧且单一,缺乏前沿技术与先进知识。大部分实验都只是验证性的实验,实验理念落后、实验步骤固定、实验结果单一。因此,学生们也就只是“比葫芦画瓢”,完全按照步骤完成。这样的实验课内容缺乏探究性与新颖性,学生们的实验积极性不高,参与度也较差,很难保证教学效果。

(二)教学模式单一贫乏

在传统的医学细胞生物学实验课教学中,实验之前的所有准备工作都是由实验老师完成的,包括调试实验所需的仪器设备、制配实验所需的试剂药品等。学生们并不参与实验前的准备工作,对仪器设备的使用不熟悉,对药品试剂的制配不了解。

另外,实验课授课教师也会在实验前的讲解环节针对实验中的实验步骤、技术方法、注意事项等进行详细的讲授,并且会亲自为学生们进行正确规范的实验操作演示。学生们在接下来的亲自实验过程中,只能是机械的模仿刚才授课教师的操作动作,照猫画虎,完全没有自己的思考,缺乏创新。

传统实验课教学模式的简单化、程序化,带来的结果就是实验步骤的僵固化、实验结果的统一化。这导致学生们在很大程度上失去了很好的机会去参与到整个实验过程,也就不能更好的启迪激发学生的创新意识,不能帮助提升学生的发现问题、分析问题及解决问题的能力。

(三)教学技术方法老套

除上述问题,医学细胞生物学实验课教学技术方法沿袭传统的现象也非常严重。陈旧的教学方法就是简单的讲解式教学,即教师在讲台上讲,学生们在台下听,缺乏老师与学生之间的交流。

这样老旧的教学方式较大程度上削弱了对学生发现问题能力的训练,同时也扼杀了对学生思考问题能力的培养,抑制了对学生科研创新能力的提升。

目前,信息技术高速发展,这为现代教育的发展提供了良好的契机。众所周知,信息技术具有全天候、开放性的特点[3]。利用这一特点,现代化的“网络教学”能打破传统教学方式的种种局限,可以使学生前所未有的开拓视野。

利用现代信息技术的网络教学已经在一些学科领域中稳步的向前发展,也包括医学教育。在医学细胞生物学的实验课方面,国外有些院校已经开始尝试这一先进的教学方法。不过在我国,目前由于种种条件的限制,在医学细胞生物学的实验课教学方面,先进的网络教学并没有得到大范围的普及。

二、创新医学细胞生物学实验课教学

(一)创新实验教学方法

1.讨论启发式教学

讨论启发式教学是一种新颖的教学方式。授课教师通过这种教学方法可以让学生积极的参与到课堂教学中来。

这种新颖的教学方法要求教师在讲课时要注意做到“精、简、新、活”[4],即将重要的知识点进行精讲,非重要知识点则简要略过,同时需要将书本理论知识与当今社会的热点事件相结合,并在教学过程中穿插一些探究性的问题,这样便可以在调动课堂气氛的同时也能让学生们彼此启发,相互讨论,主动地去发现问题并思考问题,充分的让学生发挥主观能动性,真正的在课堂教学中占据主导地位。

在医学细胞生物学实验课上,任课教师可以将学生们分组,并在实验开始后组织学生实验小组对实验过程中出现的所有问题进行讨论,包括实验仪器的使用、实验试剂的配置及实验操作的实施等。另外在实验的过程中,教师可以要求学生适当改变实验的一些条件,例如仪器、试剂、方法及步骤等。然后在实验结束后,教师可以针对学生所有的实验结果讨论并进行讲解。

通过这种启发式教学过程,学生能在学习过程中充分展现出自觉性及主导性,并能极大程度的锻炼自己发现问题及解决问题的能力。另外,任课教师也能通过这种教学方式充分的启发学生的创新意识及探索精神,而这也是他们日后在工作中所不可或缺的。

2.开放发散式教学

在传统的教学过程中,任课教师将实验步骤、实验方法及最终的实验结果都告知学生。学生们在实验前缺乏预习,在实验课上也只是按照老师给定的实验步骤及方法,按部就班的去验证正确的实验结果,缺乏主动性学习。

开放发散式教学能较显著的改善上述不足。开放式实验课教学包括实验内容、实验材料及实验方法的开放。在开放式实验课上,学生们并不再是简单的重复验证实验,而是被允许参与实验的全部过程,并可以通过查阅资料对实验材料、实验步骤及实验方法进行适当的调整。

通过开放式的实验课教学,学生们的学习积极性被极大的调动起来。学生们通过充分参与实验,主动思考能力、实际动手能力以及独立解决问题的能力均能得到较大的提升。

3.科研思维式教学

科研思维式教学,是指以培养学生的科研思维能力为目的,授课教师在实验课的教学过程中引导学生在遇到问题时能主动思考,并以一种积极探究、创新探索式的态度对出现的问题进行批判性的分析研究。

授课教师在完成正常教学任务的前提下,可以吸纳一些学有余力且对科研比较有兴趣的学生组成学习小组,并根据自己的研究课题设计一些难度适中、可行性强且与医学细胞生物学这门课程有紧密联系的实验来让这些学生完成。同时,教师也可以让学生根据当前的细胞生物学领域的研究热点,自己设计并实施一些有研究价值的实验。

通过这样的科研式实验课教学,学生们可以尽早接触到求实严谨的科研训练,能够极大程度的提高创新意识,激发创新能力。

(二)创新实验教学内容

1.科学调整基础实验

医学细胞生物学实验课中的基础实验是必不可少的。学生们通过基础实验,可以了解仪器的使用方法,掌握基本的实验技术。熟练掌握基础实验技术是以后进行科学研究的重要保障。任课教师一定要让学生认识到打牢基本功的重要性,要让学生明白掌握基础实验技术是以后进行科研工作的根本。

为了适应学科发展,提高学生综合素质。在基础实验的课程编排中,可以适当的删减一些学习过的或是过于简单的实验内容,例如在中学阶段就学习过的观察细胞有丝分裂各时期的洋葱根尖表皮细胞的制作实验。当然,在删减实验的同时,应当保留在医学细胞生物学实验中具有代表性的实验内容,如:显微镜的使用、细胞培养、细胞冻存、细胞复苏及细胞融合等。

在对实验内容进行删减的同时,我们也应该适当的增加一些实验,如显微显影技术。这项技术在现代生命科学的研究中经常使用到。医学生在掌握基本细胞培养技术的同时,也应该学习掌握细胞活力测定、细胞计数等技术方法[5]。

2.合理增加综合实验

任课教师在医学细胞生物学实验课的排课中,除了安排必要的基础实验,同时可以合理增加一些综合性实验。综合实验的设置是对实验课程教学要求的提升,也是对基础实验教学效果的检验。

学生们通过综合实驗,不仅可以巩固基础的理论知识及基本的实验技能,而且可以拓展学术眼界、培养科研精神及提高综合能力等[6]。

需要注意的是,综合性大实验的周期较长且较为复杂。因此任课教师应该合理审慎的安排综合实验的时间。

目前,我们系在医学细胞生物学的实验课教学上,已经部分的开展了细胞传代培养及增殖动力学检测的综合实验,共包括四部分:细胞的传代培养、生长曲线的测定、有丝分裂指数的测定以及克隆(集落)形成实验。通过该综合实验,学生能够将孤立的实验技术有机的串联整合,进而提升创新思维能力及综合科研素养。

3.适当开展创新实验

创新性实验,是指通过先进的实验技术手段对某领域进行探索性开创性的研究,是建立在基础性实验及综合性实验之上的对任课教师与学生都有着更高要求的实验课教学。

在创新性实验课教学中,任课教师确定研究方向及具体课题。学生查阅文献资料,确定并撰写研究方案。然后教师对实施方案进行检查论证并对学生后续的实验操作进行全程指导,最后对学生在项目实施过程中的表现予以评价。

通过创新实验的实施,学生能够学习并掌握先进的实验技术方法,提升科研素质及创新意识,同时也能提高自己的综合能力,包括查阅及翻译文献资料、撰写及论证研究方案、发现并解决科学问题等[7]。

目前,我们系已经开始在本科生的医学细胞生物学实验课教学中尝试开设有关流式细胞技术在生物医学研究中的应用的创新性实验,包括实体瘤组织细胞周期检测、细胞凋亡检测这两部分内容。通过该创新实验,学生能够掌握先进技术、提升学术素养、提高创新意识并增强科研能力。

(三)创新教学管理模式

1.学生角色的合理提升

学生可以参与医学细胞生物学实验课的教学工作,主要体现在三个方面,其一,任课教师可以在课前通知所带班级学生做好预习工作,尤其是实验中的重点及难点部分,并让学生做好相关课件。然后在课堂上,老师可以安排几名学生上台讲述自己的课件,并引导学生进行充分的思考与讨论,彻底明晰该次实验中的重要环节;其二,学生可以在实验课之前提前进入实验室,参与该次实验的准备工作,包括实验仪器的检查与调校、实验试剂的配制与分装、实验器械的清点与分发等;其三,学生可以在实验结束之后,参与本次试验的课后清洁工作,主要包括实验动物尸体的正确处置、实验器械器材的清洁归位、实验操作台面的整理擦拭以及实验教室地面的清扫消毒等。

通过这些举措,学生在实验课教学中的地位将有明显的提升,学生们参与实验课的积极性也会极大地增强。这样便可以有效的提高实验课的教学效果,同时也可以进一步培养学生发现问题及解决问题的能力。

2.实验教室的充分利用

提高实验课教学质量,其中一个非常重要的环节即是对实验室的充分利用。实验室在正常教学工作之余,也可以对学生开放,学生可以利用课余时间在实验室开展实验,以保证实验室及仪器设备均能得到充分的利用[8]。

实验室的开放可应用于以下两种情况:其一是可以对部分实验课的实验结果进行后续观测,例如哺乳动物细胞原代培养实验。学生们可将自己培养的细胞放入细胞培养箱中,然后在三天后根据自己的时间安排,来实验室于显微镜下观察细胞的生长情况,这样便可以很清楚的了解自己的实验是否成功,从而对细胞原代培养这项实验技术也有了更深刻的认识。

其二就是可以针对部分学生开展创新性实验。一些学有余力且对科研有兴趣的学生希望在实验课上课时间之余,有机会在任课教师的指导下开展一些创新实验。那么开放的实验室便为这些学生提供了非常理想的科研场所。

通过以上方式,能使实验室及实验仪器得到最大程度的使用,同时也能使学生的实验技能得到很大程度的提升。

3.任课教师的科学评价

在医学细胞生物学实验课上,任课教师对学生的成绩评价体现着实验课的教学效果。

科学的评价体系应由这几个方面组成:(1)出勤情况。任课教师应该严格控制实验课的上下课时间,严肃实验课堂纪律。这两项既是在督促学生上课,同时也可以充分调动学生上课的积极性;(2)课堂表现。任课教师应该将学生在实验课上的表现严格记录并作为最终实验课成绩的一部分,包括课前预习该次实验的表现、课上回答老师提问的表现、课后参与教室清洁的表现等;(3)实验操作。具体的实验操作是实验课教学的重中之重。学生在实验操作中的全部表现,包括对安全守则的遵守、对实验仪器的操作、对实验试剂的配制、对实验步骤的熟悉、对突况的处置以及与合作伙伴的配合等,均应成为实验课考察的重要部分;(4)实验报告。一次实验所涉及到的全部问题,包括实验意义、实验目的、实验原理、实验方法与步骤、实验中需要用到的仪器设备及试剂耗材、实验出可能出现的问题及解决方案、实验结果与讨论等均会在实验报告中体现。实验报告完成的优劣可以在很大程度上体现出学生对本次实验的完成质量;(5)期末考试。在本院系的医学细胞生物学期末试卷中包含10%的实验部分,可以在实验中涉及的理论知识及实践技能两方面对学生进行考察。

通过以上这五方面的综合考察,可以科学的评价一名学生对医学细胞生物学这门课程的实验部分的掌握情况。

三、结束语

随着科技的进步、社会的发展,高校教育工作也在改革与发展。为响应国家培养创新型人才的重大战略,我们高校教师应该对教学过程中出现的各种问题进行思考并做出有利的调整。

第4篇:细胞生物学范文

[关键词]细胞生物学实验;教学方法;教学内容;教学改革

细胞生物学是生物学至关重要的一门基础学科,发展也是日新月异,同时也是一门实验性学科。理论教学可使学生掌握课程的基础知识、学科框架以及学科前沿,而实验课程的开设能使学生巩固所学理论知识,掌握该学科基本实验技能和研究方法,培养学生科学研究的思维和意识,提高学生的综合科研素质。细胞生物学实验不仅是理论课程的补充,也是整个生物学实验教学体系重要的一门课程。[1][2]随着细胞生物学实验技术方法的快速发展、教学条件的改善以及学生培养目标的调整,目前细胞生物学实验教学过程中逐渐出现了一些不足与缺陷。例如,课程内容较陈旧,不能与时俱进;教学方法单一,课堂气氛沉闷;学生缺乏积极主动性,教学效果欠佳等。如何丰富和更新细胞生物学实验内容,提高教学效果,达到培养创新型人才的目的,已成为摆在教师面前亟待解决的问题。

一、优化实验教学内容

细胞生物学实验内容广泛,基本实验包括细胞器结构观察、细胞及亚细胞组分离心分离技术、细胞常规制片技术、细胞染色体标本的制备及观察等,有些较综合性的实验涉及的实验技能较多,时间较长,如动物细胞培养实验等。基本实验所需时间较短,在课程设置时可将一些同类的实验项目合并,合理安排时间,提高实验效率。细胞器的观察可归为一个实验,细胞核的分离与叶绿体的分离合并起来,有丝分裂和减数分裂染色体形态观察和分析合并等。通过这些措施,可以在有限的时间里做更多的实验,提高了效率,节约了时间。这些基本实验教学的目的是强化细胞生物学实验基本技能,掌握基本实验方法和技术。[2]为了强化学生的基本操作能力,启迪创新意识,培养综合运用实验技术分析和解决问题的科研能力,应合理开设综合性实验,将单一验证性的实验项目整合为系统化的综合性实验。比如动物细胞的原代培养及保存与复苏这个实验,包含了原代培养、细胞计数及观察、细胞的保存与复苏等小的实验项目。

二、现代化手段辅助教学

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。在实验课中,可播放一些自己录制或购买的实验教学录像,让学生更直观、更清楚地看到整个实验过程。例如在动物细胞培养实验时,先播放动物细胞培养的视频录像,让学生了解前期准备的细节,了解动物细胞培养的过程和注意点,这样可有效地提高学生的实验技能和实验的成功率,弥补传统教学的不足。另外,随着细胞生物学实验技术的快速发展,一些重要而当前不能实际操作的实验,在课堂上可以让学生观看教学录像或网络视频资料,使学生了解其结构和用途。如流式细胞仪的使用。通过带有显微成像系统的显微镜,将好的实验结果拍摄下来,可以对图像进行进一步的分析和长期保存,展示给学生,使学生有一个清晰、直观的认识,老师讲课的时候也更加具有针对性,内容更具体、生动。例如在植物细胞有丝分裂和减数分裂染色体形态分析实验中,学生常对典型分裂时期的图像把握不好,那么就可以拍摄该种生物各个分裂时期的图像,有针对性的讲解,学生更容易理解,也有了判断依据和标准,提高了效率。

三、逐步实施开放性实验教学,提高学生主动性

目前细胞生物学实验教学大多是验证性,学生对这种被动的、按部就班的教学方法积极性不高,难以激发其学习兴趣,效果也不理想。很多专家教授提出要打破细胞生物学实验这种传统教学模式,实施开放性教学,培养学生科研思维能力。开放性实验教学的效果毋庸置疑,但在我们的实践中以及调研其他院校后发现,开放性实验普遍存在教学时间有限、实验老师工作量巨大及需要较多实验经费等现实问题。另外,学生知识水平有限,难以把握实验难度,实验设计不够合理,往往难以获得理想的结果,有时会打击学生的学习积极性。开放性实验室的安全性和实验室日常管理等问题也是不易解决的问题。我们在实践中采用多层次、灵活的办法,适当增加一些经费和人力投入开放式教学,引导学生自己准备实验,对实验所用材料进行选择,对同一实验采用不同实验方法等不同程度的、有限的开放,达到学生积极参与的效果。

(一)实验材料自主选择。实验课中经常是一个实验内容都采用同一种实验材料,常出现个别同学实验积极性不高,参考别人实验结果的惰。有些实验内容,老师可以很方便的准备多种实验材料,学生可根据兴趣选取不同材料。这样学生会相互间进行比较,思考由于材料不同引起的实验方法和结果有哪些不同,有利于提高学习兴趣,培养科学思维能力,丰富基础知识。例如,在植物细胞有丝分裂染色体形态分析试验中准备洋葱根尖和蚕豆根尖,学生选取其中一种材料进行染色体形态观察和分析,又如在石蜡切片制作过程中,可选用植物或动物材料。[3]这样学生就会比较两种材料有什么不同,分析实验结果的差异在哪里,为什么有这样的结果。这样带着问题做实验,在实验中寻找答案,就会调动学习积极性,提高教学效果。

(二)灵活采用实验方法。在实验方法上同样可实行开放式教学,如细胞活性测定的实验中,染料排斥法、双色荧光检测法和N11检测法都可以检测细胞的死活,而三者的原理和所需的实验仪器试剂都是不同的。在实验教学过程中可以让学生根据自己的兴趣选择其中的任意一种或多种方法,只有当学生明确了实验原理、实验方法后,才可根据已确定的实验方法进行仪器试剂的选择。经过这样的自主选择后,学生对实验原理和实验方法都有了很好的掌握。在每一个试验中,始终贯彻科学的思维方法和实验方法,对于实验指导中给出的具体的操作可做适当的调整或改变。如在植物细胞骨架的光学显微镜观察这一实验中,细胞骨架制片效果的好坏与TritonX-100的浓度和处理时间密切相关。在上课时,讲清楚在这一实验中的TritonX-100作用和原理,可以让学生分组后改变TritonX-100的浓度和作用时间,其余步骤不变,然后比较实验效果,确定最佳条件。通过这个实验,学生不仅掌握了细胞骨架的制片技术,而且能透彻理解TritonX-100的作用原理,也使学生认识到不能教条式照搬已有知识,培养其科学的思维和方法。

(三)逐步开放实验内容。依据实验内容和实验条件,从验证性实验逐渐开展不同程度的开放性实验。首先,可以让有兴趣的学生共同参与实验前期准备工作,在实验员准备实验的时间,提前通知学生,在老师指导下学生自己准备材料,如提供给学生洋葱、蚕豆,自己培育根尖,配置实验所需的溶剂等。在动物细胞培养试验中,让学生和老师一起洗培养瓶,灭菌,配置培养基等,从而提高学生的实验技能,培养学习兴趣,理解实验准备工作的繁琐,培养吃苦耐劳的品质。其次,可开放局部实验方案确定环节,培养学生的探索精神。最后,设置开放实验,可让学生自主设计实验。老师提供多个可行的实验项目,将学生分成几个小组,以小组的形式完成实验。这就要求学生主动查阅相关文献,设计实验,通过师生之间的讨论后,制订出可行的实验方案并予以实施,这非常有利于引导学生积极思考,激发学生探索欲望。

(四)课堂教学与课外科研工作相结合。二年级以上的本科生绝大多数都进入了不同老师的科研实验室,而科研实验室的开放可让部分感兴趣的同学在实验老师和科研实验室共同指导下自行设计实验,学生根据科研实验室条件和老师研究方向,查阅文献,提出实验设计方案,老师根据学生的知识结构,对选题和实验设计做出筛选,确定后在科研实验室完成这部分工作,最后做一次实验总结报告,计入平时成绩。

四、完善成绩综合评定体系

根据实验课程的特点,应对实验课全程跟踪评定,包括出勤情况,课堂纪律,规范操作,实验态度,实验结果,实验报告,劳动纪律,责任心等多方位对学生做出综合评定。[4]可分为三个方面:平时成绩,包括出勤率和课堂实验态度,操作规范情况等,培养学生良好的实验作风,激发学生学习的积极性;实验结果,实验操作能反映学生的基本实验素养与动手操作能力,主要通过考察学生的实验表现得到,对于一些操作性强的实验课可当场记录成绩并计入最后的综合考评中;实验报告,根据学生的实验报告来评定成绩,综合性实验的实验报告可以改成论文的格式,这就要求学生对实验原理、步骤、结果以及数据等做出总结,以提高总结能力。这样,才能达到使学生加深理解细胞生物学基本理论知识,锻炼学生的实际动手能力,提高实验操作技能,培养学生的科技创新意识和综合素质的目的。

[注释]

[1]陈媛媛,陈付学,华子仪,等.深化细胞生物学实验教学改革,探索开放式实验模式[J].教育教学论坛,2012(40):60-61.

[2]李小燕,刘江东,郑凌,等.深化细胞生物学实验教学改革培养创新型人才[J].实验技术与管理,2011(4):116-119,142.

[3]毛晓霞,黄敏毅,郑爱芳.提高《细胞生物学实验》教学效果的建议[J].安徽农学通报(下半月刊),2012(24):164,183.

第5篇:细胞生物学范文

关键词:干细胞生物学中药神经细胞

我国现在是越来越重视中医药了,而且随着中医药研究的深入和发展,传统中医药的细胞生物学以及免疫学研究已经得到了很丰富的经验以及研究资料。基因组学研究带给了中医药研究新的切入点,而且随着中草药基因组学的研究更加深化,传统中医药将会走向世界。

一、干细胞生物学的发展和研究进程

干细胞是一种具有多向分化潜能、高度增殖以及自我复制的细胞,而且在一定条件下能够分化成具有多种功能的细胞。动物的发育离不开胚胎干细胞,这种细胞是一种高度还没有分化的细胞,有发育的全能性,可以把成体动物的全部器官和组织分化出来。胚胎干细胞通常是哺乳动物的基因表达调控、细胞分化以及早期胚胎发生等发育生物学研究非常理想的模型,其也广泛应用于临床医学的应用研究以及基础研究。在成年动物的器官和组织当中,都存在组织成体干细胞,这种细胞具有再生和修复和能力,在成体干细胞以及组织创伤修复中存在着非常重要的作用,在某些特定的情况下能够通过一定的程序进行分化,进而形成一些新的功能细胞,维持器官和组织衰退、生长的动态平衡。

(一)胚胎干细胞的发展

在上个世纪的七十年代其实胚胎干细胞研究就已经开始了,英国科学家MartinEvans爵士首次将小鼠中的胚胎干细胞分离了出来并进行了体外培养。在上个世纪的八十年代初,Kaufman和Evans首次制定了小鼠ES细胞(胚胎干细胞)系。在1998年Shamblott MJ和Thomason JA

将人类的ES细胞系建立了起来。Shamblott MJ已经证明了培养条件不一样的胚胎干细胞所具有的的重要性质也不一样,ES细胞确实有很多分化能力,能够把中胚叶、内胚叶已经原始外胚叶细胞表面所具有的的特异性标志蛋白表达出来。

(二)组织成体干细胞当前的研究进展

成年动物的很多器官和组织当中,都含有组织成体干细胞,在某种特定的情况下,新产生的或者是成体干细胞能够按照一定的程序进行分化,从而形成新的功能细胞,使器官和组织的衰退、生长都能够维持动态的平衡。一般来说,成体干细胞位于某些特定的微环境中,在这种环境之中的间质细胞可以产生一系列的配体或者是生长因子,和干细胞进行相互作用,达到控制干细胞的分化以及更新的目的。而且成年动物身体当中的组织器官再生和修复是离不开成体干细胞的。现在由于科技发展的水平高了,干细胞的理论研究有了深入的发展,相关的科学家在所有的组织内全部都发现存在有干细胞,并且当前已经证实了在胎儿或者是成体当中的神经、骨髓、上皮、肝脏、肌肉以及皮肤等组织中就有干细胞的存在,而且在体外这些细胞都能够多向分化、高度有限的增殖,在某种特定的条件下胚层起源不同的干细胞还可以进行互相转化。

二、中药和神经干细胞

(一)神经干细胞的生物学特性

神经干细胞是在1992年被ReynoldsBA首次在成年鼠的海马和鼠纹状体中分离出来的,这种细胞是一种有多分化潜能、能不断增殖的细胞群,能够分化为少突胶质细胞、神经元以及星形胶质细胞,可以进行自我更新,能够通过对称分裂以及不对称分裂确保祖细胞以及干细胞的数量,提供给脑组织修复必须的神经细胞。通过进一步的研究我们可以证实哺乳动物处于胚胎期时,神经干细胞主要分布在大脑的中脑、皮层、室管膜下层、纹状体以及海马等区域,等到其成年之后大脑的中枢神经系统还存在神经干细胞,但是主要被局限在纹状体、海马齿状回等处。在大脑受到损坏时,这些神经干细胞就会向损伤部位移动,对其实施修复。

(二) 中药所影响到的神经干细胞所进行的增殖分化

1、人参皂苷能够推动神经干细胞的增殖,大大的对学习记忆能力进行改善

大脑的海马结构齿状回有着非常多的神经细胞,能够增殖分化成很多种神经元,在这些神经元移动到了颗粒细胞层后,便会有突触传递功能,以及衰老、β-淀粉样蛋白、神经退行性疾病等对神经干细胞进行损坏的自我更新能力,其还能够对抗学习记忆能力减弱、新生神经元数量减少、海马逐渐萎缩等。

人参是一种五加科植物,在我国非常的普遍和常用,含有人参皂苷Rg1和Rb1。有实验证明,长期的使用人参皂苷Rg1能够帮助海马区大量的新生细胞存活下去,大大的提高存活率;对海马CA1区神经元细胞起保护作用,防止其受到缺血性损害;其还能够增强动物的学习以及记忆的能力。

2、银杏内酯能够对神经干细胞分化产生影响

银杏是一种银杏科植物,它的叶子能够提取出萜烯内酯类和黄酮糖苷类,而银杏内酯化合物是一种萜类化合物由二萜内酯和倍半萜内酯构,是一种非常重要的活性成分,其中包含着白果内酯以及银杏内酯A、B、C、M、J。银杏内酯B当中的拮抗氧自由基还能够对抗神经元的损伤作用,增强神经元的钙离子所具有的缓冲能力,对脑内钙的平衡起到双向调节作用,提高细胞膜的稳定性,达到与损害神经元的多种因素对抗的作用。银杏内酯B能够推动神经干细胞分化成为神经元细胞;银杏内酯B的不同浓度能够提高星形胶质样细胞在进行分化时的成功率。

总结:根据神经干细胞生物学所具有的特点,使用中医药来对神经系统疾病进行治疗的原理和方法研究,是当前的中药神经药理学等方面研究的热点。而且很多的学者研究探讨了中药推动神经干细胞进行增殖分化的方法,说明了在中枢神经的功能重建以及结构修复中中医药的作用机制。所以寻找能够促进神经细胞向少突胶质细胞、神经元以及胶质细胞分化,并可以增强分化数量的中药,这有利于补充修复神经损伤,具有非常大的社会效益,并为未来的新药开发提供基础。

参考文献:

[1]鞠秀兰. 中药皂苷对干细胞增殖分化的影响[J].时珍国医国药.2010(11)

第6篇:细胞生物学范文

我室承担了2005年以来至今共10届留学生的实验课全英教学,以及2011年以来至今共4届留学生细胞生物学理论课全英教学。艰巨的教学任务对我室教师的英语教学水平提出了严峻的考验,也极大地促进了教师英语教学水平的不断提高。2011年之前,细胞生物学理论课英语教学还需要聘请外籍教师来授课,本室教师只承担实验课的英文教学任务。随着全英教学经验的不断积累,以及近几年来新引进一批学科建设人才,这些骨干教师不仅在科研素质方面非常优秀,而且多是有留学背景及英语教学经验(目前教研室主讲教师19名,其中9人有留学背景),他们渐渐成为细胞生物学全英教学的主力军。从2011年开始,便将细胞生物学理论课的全英文教学任务承担起来,他们不仅将细胞生物学的基础理论知识讲解得非常透彻,使学生能很好地掌握本学科的关键知识点和难点,且将前沿的学科进展开拓展示给留学生,极大地激发了学生的学习热情和科研兴趣。为了进一步提高教师的英文授课水平,我校还开展了全英授课教师资格认定评审会。全英授课教师资格认定工作是学校开展加强国际化师资队伍建设的一部分。开展全英授课教师资格认定工作,一方面是对已承担全英教学教师的认可,也是对全英教学师资能力的认定;另一方面学校借此建立全英授课教师师资库,从而推动学校全英教学团队和全英授课专业的建设。我教研室除了有留学背景的老师顺利获得全英教师资格外,还有两位没有留学背景的老师凭借扎实的英语能力及留学生教学经验也成功被认定。为了进一步提高来华留学生全英授课师资的专业教学能力,夯实教师驾驭全英教学的基本功,我校还邀请外籍教师讲授全英文教学公开课,我教研室老师积极参与,努力提高自身英语授课水平。学校还选派已担任留学生教学任务、且今后愿意在全英教学中发挥骨干教师作用的中青年教师赴以英语为母语的国家,进行四至六个月全英教学专项培训,进一步强化和提高全英师资水平。通过以上努力,我教研室全英教学师资力量不断增强,为留学生全英教学的顺利开展提供了有力保障。

2精心选择教材

细胞生物学是医学教育的基础学科,也是21世纪生命科学发展的五大重点学科之一。作为留学生的教材,应能反映现代生物学的最新理论和技术成就,从而与国际医学教育接轨。经过大量查阅检索、反复研究比较,我们选用复旦大学出版社出版的《细胞生物学》第二版双语教材。该书正文全文用英文撰写,语言上简练与通俗,科学上精确与先进,既介绍细胞生物学的基本概念和基本原理,又反映各领域的发展前沿。实践证明,对于具有较强英语阅读能力和自学能力的留学生来说,是较为适用的。

3采用多种教学方式

因地域、文化、宗教和教育背景不同,来华留学生具有许多不同于中国学生的特点。留学生在基础教育阶段多接受欧美教育方式,一方面个性发挥、思维活跃,学习形式不拘一格,另一方面也存在纪律性差、不易管理等问题。留学生文化素质参差不齐,基础知识相对薄弱。英语虽是他们官方语言,大多数学生英语水平较高,但有浓重的地方口音,与教师的交流有一定障碍[1]。鉴于留学生的这些特点,加之医学细胞生物学教学内容多而凌乱,课时数紧,学生感性认识细胞内主要过程的机会较少。为了提高课堂教学效果,克服英语语言表达和交流的不足,我们在教学过程中普遍采用了主题突出、逻辑主线清晰的多媒体和幻灯片教学手段,这样不仅有效地克服了语言交流的障碍,又使得教学生动、形象,利于留学生的理解和记忆。任课教师精心准备每一张幻灯片,并花费大量的时间和精力下载与本专业相关的动画,如在讲解染色体组装时,利用视频动画形象地展示染色体从一级结构、二级结构、三级结构到四级结构,不断螺旋化的组装过程。通过收集多种教学资源信息,为制作多媒体课件提供了丰富的素材,多媒体课件图文并茂,使得原本枯燥、难懂的内容变得形象、直观,易于理解,大大提高了课堂的教学效果。除了借助于多媒体,我们还可以通过实物模拟以增加课堂的趣味性,同时可使难理解的内容变得浅显易懂。比如在讲授细胞连接时,我们可以请几位同学手拉手扮演一个个细胞,模拟紧密连接、缝隙连接等的细胞连接方式。由于留学生普遍比较欢迎活泼的教学方式,希望课堂上可自由表达自我观点,因此,教师在授课过程中还通过课堂问题的引入、启发式的提问,不断引导学生思考,吸引学生的注意力。留学生一般勤于思考,勇于发言,课堂上有问题会随时提问,这时,老师不妨先请一些同学尝试回答,老师再做点评。如果叙述性较强的问题,也可请有兴趣的同学课下一起讨论。如此,充分调动学生学习的积极性和主动性,体现了以教师为主导、学生为主体的教学原则,既活跃了课堂气氛,又增进了师生之间的交流,取得了较好的课堂教学效果。

4重视实验课教学

第7篇:细胞生物学范文

课堂信息量丰富:利用现代化教学手段丰富课堂信息量,激发学生的学习兴趣细胞生物学是从显微、亚显微与分子水平来研究细胞生命活动规律的科学,其研究的对象细胞一般是肉眼看不见而又触摸不着的,其生命活动更无法用肉眼看得见。王老师采用现代化的教学手段使处于微观世界的细胞结构及其生命活动现象直观地展现在学生面前,这样既丰富了课堂教学信息量,又便于学生透切理解。王老师制作的多媒体课件文字内容精炼、插图选材适当,科学美观,尤其是制作了较多声图并茂的有趣的动画电影片段,使细胞生命的奥秘得以形象、直观的理解,大大的激发了学生学习的兴趣。

教学模式:采用启发式、探索式的教学模式,培养学生的科学思维能力和创新能力王老师的课堂教学充分体现了以学生为主体,教师为主导的双向互动式的教学方式。他不仅把专业知识传受给学生,更主要的是教会学生学习方法和科研能力。在课堂中,通过开展课堂即兴问答和抢答,调动学生学习的积极性和主动性;通过步步设疑,引导学生进行科学思维和探索,激发他们强烈的求知欲。特别是每次课一份的Test andThinking,更是让学生兴趣盎然。细胞生物学是以实验研究为主的学科,王老师在课堂中非常注重实验研究思路的训练和实验分析方法的培养,对每个重大的科学结论都启发学生想出实验设计方案和分析方法。实验课除了部分是验证性实验外,还开设了自由选题的设计性全开放式实验,从选题、文献资料的查寻、实验方案的设计到实验材料的准备、实验过程的完成都是由学生独立完成。这样学生在掌握基本实验方法和技能的基础上,还培养了其科学思维和科研创新能力。另外,开展多种形式的第二课堂活动,如“读书报告活动”,不仅使学生能够深入学习某个知识领域,扩大知识面,而且培养了学生查找文献资料、科技写作、报告组织等科学能力,对学生自学能力也有很大的促进作用。

双语教学:进行双语教学,提高学生的专业英语水平王老师实施的双语教学也是非常成功的,以母语教学为主线,英语教学贯穿于其中。通过以插图注解、大标题、小标题以英文板书、英语口语表达专业名词等多种形式向学生教授专业英语词语,Test and Thinking、章节总结和适当的英文摘录补充则是对英语能力的强化和提高。从学生的课堂回答及读书报告活动可看出,他们对王老师的双语教学是非常感兴趣的,而且专业英语水平提高得很快。本人原来的英语基础是很差的,通过一学期双语教学氛围的熏陶,自感专业英语水平也有较大的提高。

教学风格:为人师表,教书育人为人师表,教书育人是社会赋予教师的基本职责。可做到像王老师那样受学生尊敬和佩服是不容易的。首先,王老师乐观向上、严谨治学、学识渊博的人格力量就已深深的吸引了广大师生,他充满科学性和趣味性的课堂讲授更是让学生舍不得随便缺半节课,他那风趣幽默的讲解常赢得学生热烈的掌声。王老师上课总会先学生到教室而后学生离开教室的,不管学生来得多早,都没有学生等教师的现象。开展组织“读书活动”是一项工作量非常大的工作,从动员到一一听取学生作报告,到为学生制作录象光盘,每一环节王老师都能做到亲力亲为、至善至美。他不但为学生创造了良好的学习环境,同时也为学生树立了一个严谨治学和乐于奉献的良好形象。“学会做人”是王老师对学生的基本要求,他善于把细胞生物学中蕴藏的丰富的人生哲理寓于教学之中,结合课程内容不失时机的教育学生要有“爱心、事业心”,要“讲诚信,尊重自然规律”。

第8篇:细胞生物学范文

兴趣是学习最好的老师,但是现在单一的教学方式往往使学生处于被动地位。因此,改变学生的学习地位,配合多元化的教学方式来调动学生学习的积极性成为亟待解决的问题。

1.1变被动学习为主动学习

中国当前的教育模式几乎仍是填鸭式教学,而实验课的教授更是老师讲解为主,学生完全处于被动地位。许多学生在细胞生物学实验过程中不知前因后果,只是草率结束实验,课后将实验内容抛之脑后,一无所知。为调动学生的主观能动性,在实验开始前,只是简单介绍相关的知识,提出实验目标。然后由学生在课下预习实验内容,查找资料,熟悉每一个实验步骤的原理、所需试剂的作用及配备方法,做好充足的准备工作。在细胞生物学实验结束后,分组讨论在实验过程中出现的问题,及对结果的多样性进行分析,鼓励大家畅所欲言,探讨该次实验内容能够用于解决哪些实际的问题。最后,要求学生认真整理出一份实验报告。在整个实验过程中,老师只起到引导、鼓励及评价的作用,而使学生处于主动地位。突然之间的角色转变使很多同学学习起来有些吃力,但是坚持一学期下来,发现学生的自主学习能力明显提高,这正是“授之以鱼,不如授之以渔”。

1.2变传统教学为多元化教学

现在一些高校的细胞生物学实验课教学方式仍为传统的板书讲解,这种教学方式早已不符合时代的发展。为使学生更直观生动的了解实验过程,将实验过程制作成录像,上课前通过多媒体播放教学示范录像。例如,对于原代培养细胞实验,前期的准备工作繁琐,耗时长,不可能每个同学都参与,这时通过播放教学示范录像,使学生深刻了解整个实验的来龙去脉。另外,在实验课上由“老师讲”变为“学生讲”。课前要求学生预习实验目的、原理及注意事项等,上课时随机挑选学生为大家讲解,其他同学对讲解的内容进行补充和纠正。在显微镜的使用实验课中,将学生分为2~3人的小组,小组中的每位同学分别操作显微镜,其他同学在旁观看,指出这位同学在操作过程中存在的问题,进而加深学生对显微镜使用方法及注意事项的印象。

2考核方法的改革

随着对实验课的重视程度提高,细胞生物学实验课成绩在总成绩中所占比例也相应增加。实验课的考核不再只依靠实验报告,而在于对学生实验原理的掌握及实验操作能力的评价。通过课前提问形式,了解学生的预习情况并给予一定评分。在实验课结束时,随机抽取部分学生,考核其对该次实验中关键技术的掌握,如显微镜、离心机、天平等仪器的正确使用及临时装片的制备,并叙述在操作过程中的注意事项等,从而对学生的操作技能进行测试。另外,在批改实验报告时,主要依据学生对实验数据的分析及总结程度给予评分,强化学生的分析思考能力。

3结语

第9篇:细胞生物学范文

[关键词] 细胞生物学;研究性教学;探索与实践

[中图分类号] G424.1 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634(2013)06-0065-03

0 引言

21世纪是生命科学的世纪,细胞生物学是生命科学的重要基础学科,具有较强的理论性和实验性[1],同时也是近年来发展迅速的前沿学科。综观2012、2013年的诺贝尔生理学或医学奖不难看出,这些对生命科学有重大推动作用的杰出成就都是细胞生物学研究的领域。因此,深入探究细胞这个生命活动基本单位对于理解生命活动的基本规律、探究生命科学领域的基本问题、解决医学领域的重大问题有重要的意义。但在传统的教学中,往往采用“灌输”式教学,使学生处于非常被动的地位,这种接受型的教学方式忽视了学生自主学习、自主探究能力的培养,抑制了学生的研究兴趣与创造性,与21世纪日益加剧的国际竞争对创新人才的强烈需求形成尖锐矛盾。因此,发展新的教学模式迫在眉睫。研究性教学模式要求教学过程中要充分发挥学生的主体地位和教师的主导作用,学生在教师指导下,通过以“自主、合作、探究”为特征的学习方式较好达到课程教学目标。本文从研究性教学模式的角度对细胞生物学理论教学的教学内容、教学方法和实验教学的优化改革提出了几点思考。

1 在理论教学中培养学生的研究性思维

1.1 调整和优化教学内容

《细胞生物学》是高等院校生物学各专业开设的一门必修课,其内容迎合了不同层次学习者和研究者的需求。要在理论教学过程中培养学生的研究性思维,则不能拘泥于教材的内容及其编排,需要调整和优化教学内容,为学生形成研究性思维习惯做好铺垫。基于此,可以根据理论知识的难易程度、学生的知识储备和接受新知的能力、《细胞生物学》课程教学大纲、学科发展现状等对课程内容做适当的删减、增添和整合,调整和优化教学内容。

1)删减。删减学生已经耳熟能详的内容。学生在长期的知识储备和经验积累过程中已经习得的基础知识,应在课堂上避免赘述。例如,关于“细胞是生命活动的基本单位” 这一概念,其涵义学生从中学就已经有所了解,可引导学生从生命活动的不同方面举例来证明这一结论,并与最近的研究进展相联系,培养学生归纳总结知识的能力并激发学习兴趣。

删减某些学科交叉内容。由于细胞生物学是生命科学的基础学科,与生物化学、分子生物学、微生物学等学科有着深刻的相互渗透与结合,很多理论知识在不同学科中重复出现,因此应做适当的删减,化重复理论为知识迁移。例如,学生已经在生物化学中对线粒体的氧化磷酸化有了系统的认识,在本课程可以着重从氧化磷酸化的分子结构基础及其细胞生物学定位来理解其作用机制,从而在细胞这一层次上对这个过程有全面理解并形成结构决定功能的生物学思想。

删减识记类课程内容。研究性学习的目的不仅在于知道是什么,而且在于明白为什么和怎么做,以提高解决问题的能力。把识记类理论知识放至课前或课后,在课堂上注重方法习得不失为好的举措。例如,细胞是一个复杂的信号网络系统,细胞信号转导的途径和细胞对信号的整合与控制应是课堂上探讨的重点,而细胞通讯、信号分子、受体等基本概念应由学生自主习得。除此之外,关于细胞生物学研究方法的内容可以移接至实验教学中。

2)增添。注入研究方法,渗透研究性思维。在《细胞生物学》中,对生命现象探究的内容虽有不少涉及,但很少展示具体的研究思路,因此要求教师要拥有丰富的教学资源和素材,适时在课堂教学中渗透科学研究方法。

引入科研成果,把握学科前沿。教师需要时刻关注国内外的科学研究动态和成果,撷取精华介绍给学生[2],拓宽学生视野;教师应提炼学术会议上各专家的新理念、新思路,以活跃学生的思维,便于研究性学习,推陈出新;学生也要利用书籍、期刊、网络、电视等多种途径丰富见闻,在合作和交流中兼收并蓄,思维碰撞。

适时插入科学家的故事。必要时,以科学家艰辛的探索事迹进行科学态度和科学精神教育,适时引入科学家的逸闻趣事,以激发学生的学习兴趣。

3)整合。细胞是生命活动的基本单位,“一切生命的关键问题都要到细胞中去寻找”。为了系统而深刻地理解生命的本质,必须避免片段化教学,应对教学内容适当整合,以符合学生的认知规律。

知识点间的整合。例如,锚定连接需要细胞骨架系统的参与,因此可把锚定连接的相关内容安排在细胞骨架后,以便新旧知识的联接。

调整课程内容的顺序。细胞生物学的研究重点已不再限于细胞的结构与功能方面,而是明显转向细胞重大生命活动及其分子机制的探秘,因此建议将细胞的结构与功能等章节内容整合、将细胞重大生命活动及其分子机制等章节内容整合,掌握前者是揭示后者的基础。

1.2 改变教学方法,改进评价体系

在研究性教学中强调,学生是教学过程的主体,学生要在研究中学习和成长,发展学习主动性和养成独立思考的习惯;教师则在整个教学过程中起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用[3]。在教学方法上,建议采用问题教学方式,在确定了研究课题的前提下,通过创设问题情境,引导学生质疑,并恰当引入科研成果。

1)建立激励机制,确定研究课题。采用研究性教学模式会增加学生的课前准备负担,对于每个学期要上近10门课程的学生来说,如何激励学生主动学习是非常重要的。学生的积极参与仅仅靠老师语言上的激励是不够的,必须建立相应的激励机制,比如可在教学质量的评价体系中加入“课堂发言”这一项,并在最终成绩考核中占一定的比例,如可设定课堂发言∶实验成绩∶理论成绩=3∶3∶4,课堂发言由教师当场打分,整个学期成绩累计,取其平均值。

研究性教学模式并不在于形式上以学生为主,而在于学生在实质上的主体地位。因此,在教学方式上,既可以采用老师提问、学生讨论的方式,也可以采用教师讲授、学生随时质疑的方式。在第一种方式中,老师需要精心组织并向学生提供研究课题,鼓励学生主动参与,由于学生准备的是否充分直接决定了其在课堂上的参与度和思维的拓展度,因此在确定研究课题后,要留给学生一定的时间准备相关材料。同时,为避免要探究的问题因庞杂而止于肤浅,可将研究课题分成若干子课题。在实践中,将学生分成小组(每组3~5人),问题到组,每小组负责阐述1~2个子课题。这样既保证了学生探究问题有一定的深度,又有效地激发了他们的参与热情。

在确定课题及课堂讨论中要注意掌握研究课题的广度与深度。为达到既使学生掌握理论知识又能训练其思维的目的,在确定研究课题时,应注意课题的广度,不能任意发散、偏离重点;同时,也要考虑到课题的深度,难度适中,有效激发学生的兴趣。例如,在《细胞信号转导》课题中,要求学生理解并掌握细胞信号转导的主要途径、细胞对信号的整合和控制,教学活动应围绕这两方面展开,在掌握基本的几条途径的基础上,再进行归纳,绘制网络图,找出其交叉点,从而理解其整合性。同时可通过查阅文献进行知识的扩展,了解近年来这些基本的信号转导途径的新进展。

2)创设问题情境,引导学生质疑。在研究性教学中,师生应是平等的探索者的关系,教学过程就是解决问题的过程,因此应以问题研究[4]为主线,教师要善于提出启发性、针对性的问题[2],问题的设置要有层次感,遵循学生的认识规律。开场问题要设计巧妙,顺利促使学生进入学习情境;教学过程中,教师要做好学生活动的组织者、帮助者和促进者,指导和总结提升到位;对于抽象复杂的机制需要结合多媒体等手段,化繁为简;探讨完理论知识后,要引导学生思考和分析与生产生活紧密相关的问题,学以致用。学生可以采用独立思考、小组讨论等多种形式的学习方法多角度调动思维,也可以在解决问题的同时提出有研究价值的新问题,进行课堂外的延伸,拓展思维的深度。例如,在《细胞信号转导》课题中,教师可借此课题引导学生掌握相关前沿。如教师可提出:生物对光的响应是通过其受体来完成的,目前已经发现了几种光的受体,分别是什么?UV-B的受体是什么?受体如何传递这一信号?细胞对这一信号产生什么样的响应?当诸如小麦等植物接受UV-B后,会产生哪些响应?这样学生就会通过阅读文献掌握这一领域的最新发现,了解UVR8这一刚刚发现的紫外线的受体,通过了解其机理,联系实际,就可以自然而然地提出:可以通过人为增强紫外线辐射来刺激植物产生更多的类黄酮,从而提高某些植物尤其是药用植物的保健作用。这样,理论就和实践很好地结合到了一起。

3)恰当地引入科研成果。细胞生物学是一门迅猛发展的学科,尤其是分子生物学的概念与方法的引入,将其迅速推向分子细胞生物学水平。细胞生物学相关领域的研究现状和成果如何,教师可以在课堂上适时介绍给学生,尤其是重点阐述研究方法、实施步骤等内容,对学生进行科研方法与思路的指导。例如,在《细胞分化与基因表达调控》这一章节中,可以引入2012年诺贝尔医学奖获得者日本京都大学教授山中伸弥和英国的约翰戈登将细胞核重新编程的成果(即将成年体细胞重新诱导回早期干细胞状态,以用于形成各种类型的细胞,这一技术的实现免除了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约,将能避免异体移植产生的排异反应,为某些严重疾病的治疗提供了契机)。领域的杰出成果能够对现有课本知识进行补充,学生也可以通过专题文献查阅报告的形式交流科学界的新理念、新发现。

2 在实验教学中锻炼学生的科研技能

实验教学是培养学生技能的重要途径,也是学生研究性学习的具体体现。通过一系列实验技能的学习和实践操作,学生将对所学的基础理论知识有更深刻更直观的理解,同时还可了解有关细胞生物学和细胞工程领域常用的研究手段和方法,为进一步深造和独立开展科研工作奠定基础。

2.1 合理安排实验教学进程

实验课的进程应该与理论课的进程相辅相成,教学建立在科研基础上,科研促进教学的提高。

2.2 改建实验课

1)通过验证性实验培养学生基本的实验技能。通过细胞形态结构的观察,学生可以掌握相差显微镜、偏光显微镜、暗视野显微镜、荧光显微镜等各类显微镜的结构、原理及其操作;通过对细胞组分的分离及观察,学生可以学会分离、纯化、活体染色等技术。在实验前,学生应该通过实验指导、网络等了解相关仪器设备,并了解其原理及操作,指导教师对所出现的问题进行指导,规范操作。

2)通过设计性和综合性实验培养学生分析和解决问题的能力。设计性实验、综合性实验要求学生以本课程的相关理论知识为基础,在具备一定的实验操作技能的前提下,通过查阅资料等富有创造力地独立完成实验设计,创新实验方案,这对学生的素质要求较高,因此也是培养学生分析和解决问题能力的良好手段。设计性和综合性实验的题目可以结合教师的科研项目拟定,从而不仅将教学与科研融为一体,而且可以集结众多人的智慧,推进教师的科研进程。

2.3 撰写实验报告和科研论文

实验报告具有情报交流、保留资料的作用,学生在撰写验证性实验的报告时要如实地把实验的全过程和实验结果记录下来,对结果进行分析讨论时要加入自己的理解,拓展科研思维,也可以写出实验中遇到的问题、解决的方法、误差分析,并提出改进意见。

对于设计性和综合性的实验,撰写科研论文是学生展示科研能力、提高科研水平的重要手段,是需具备的基本功之一。

3 教学改革效果

目前所使用的理论课教材为翟中和院士等主编的《细胞生物学》(第三版),本着研究性教学的理念,首先对部分章节如“细胞的能量转换——线粒体和叶绿体”尝试采用了研究性教学模式,学生利用课外时间积极查阅资料,认真思考,充分准备;课堂上以小组为单位首先提出自己的问题,然后讲解,各小组讨论、提问,最后总结。通过这样的方式,不仅学生的学习热情高涨,对知识的理解更为透彻,更重要的是,学生能发现问题并知道如何解决问题。接下来,又把一些问题留给学生,如在细胞的信号转导中,G蛋白耦联受体介导的信号通路广泛参与生命活动的诸多方面,而且该领域是一个正在迅速发展的领域,不断有新的发现。所以鼓励学生充分利用高校的期刊数据库获取相关研究进展,课堂上小组交流讨论,通过这样的方式学生获取了大量的信息,对该领域的前沿动态也有了一定的了解,极大地激发了学生的科研热情。在实验教学方面,将细胞生物学实验进行了课堂外的延伸,与大学生创新实验相结合,鼓励学生利用细胞生物学的知识去解决或探究某一问题,目前已有部分成果被国内重要的核心期刊所接受。研究性教学的采用,使细胞生物学教学质量有了显著提高。学生不仅在课前养成了独立思考的习惯,提高了自主学习能力,而且能在课堂上广泛参与讨论,交流思想,合作学习;学生对细胞生物学的理论知识和实验技能掌握得较为扎实,对细胞生物学的科学前沿有较敏锐的把握,利用细胞生物学基础知识、基本技能开展相关领域研究的能力得到了提高。总之,研究性教学模式从根本上发展了学生学习的主体性,为培养学生的创新意识、发展学生的科研思维能力提供了条件。教师应积极开展研究性教学的尝试与探讨,培养创新型人才。

参考文献

[1]翟中和,王喜忠,丁明孝.细胞生物学(第4 版)[M].北京:高等教育出版社,2011.

[2]卢晓梅,杨艳燕,居超明.生物学研究性教学的探索与实践 [J]. 生物学杂志,2005,(3):47-49.