谈医学细胞生物学实验教学改革

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摘要:细胞生物学是医学教育的一门基础性课程，是开启医学生涯的敲门砖。培养符合新时展需求的高素质医学人才，要求医学生具有良好的细胞生物学基础。文章探讨了医学本科生细胞生物学实验教学的现状，创新教学模式、优化考核方式、完善课程设置和充分利用现代化教学设备，以期提高教学质量，加强对学生自主创新能力和科研素质的培养。

关键词:细胞生物学;实验教学;教学改革

医学细胞生物学是当代医学科学的基本构成，通过从个体、细胞、亚细胞和分子等水平对细胞生命现象的规律和本质进行探讨，从而为个体发育、组织功能、疾病发展等生命现象及生物医学问题的认识提供理论支撑和研究平台［1］。而细胞生物学实验是医学细胞生物学课程不可忽略的实践教学部分，与理论课程相辅相成。其作为理论教学的延续和补充，是一种无法被替代的教学形式。实验课程在巩固和加深对知识点理解的同时，也培养了学生基本的实验技能，锻炼了提出问题、思考问题和解决问题的能力，培养了创新思维和专业素养，符合现代高等人才培养要求和教学改革的主流思路。医学细胞生物学和细胞生物学实验联合开展，作为医学本科生一年级的必修课程，是开启医学生涯的敲门砖。

1本校细胞生物学实验教学现状

细胞生物学实验是最受学生喜爱的实验课程之一。通过实践操作，利用显微系统可以直接将枯燥的理论知识形象、生动地展示在学生面前，有利于培养学习兴趣，增加积极性，帮助快速且充分地理解一些文字难以具体描述的知识难点，并能够实现理论知识的验证和补充。学生普遍反映，多边形的蟾蜍上皮细胞、椭圆形的肝细胞、不规则的精子细胞等、各类细胞的直观呈现对他们产生了很大的刺激，不仅加深了对细胞结构形态与功能之间相互关系的理解，同时满足了其自我成就感，增强了自信心。现阶段，我校细胞生物学实验教学包含了显微镜的使用、细胞基本形态观察、细胞生理、细胞化学、细胞融合、细胞分裂、染色体制备和细胞培养等内容，课程设置主要以基础性实验为主，实验类型单一(表1)。在多媒体教学改革的背景下，采用安装显微数码互动教学系统是我校重点学科建设的一大喜事。显微数码互动教学系统利用网络手段，将学生显微镜和教师显微镜连接成一体，突破了传统的“点对点”教学模式，初步实现了“点对面”教学。教师可以通过多媒体对学生进行实时监察，减轻了工作强度，还提高了解决学生问题的效率。学生与教师的互动和双向交流得到了很大程度的提高［2］。但是，由于系统终端连接数量的限制、系统成像清晰度局限、学生数量的壮大、传统教学方式的固化思想、数码互动教学作用发挥受限等因素，教学过程中仍存在一些问题。例如，学生显微镜下的视野无法高质量地投影到大屏幕，使得教学质量大幅度下降。特别是进行细胞细微结构定位分析的实验，学生显微视野下可清晰看到口腔上皮细胞经中性红－詹那斯绿B染色后，细胞核呈红色，核周围存在较多亮绿色的线粒体颗粒，但由于拍照系统和投影的局限，大屏幕上无法清晰分辨出线粒体。大班教学模式中，1名教师带领40名学生进行实验，即使利用数码互动系统，还是无法兼顾到所有学生，难免出现课堂偷懒、课下抄袭纸质实验报告等不良现象。

2细胞生物学实验教学改革思路

2．1创新教学模式

在传统封闭教学模式下，学生只是在规定的时间进入实验室，在教师的讲解下，按部就班进行规范化、简单化的实验［3］。该模式下，学生盲目地“依方抓药”，对实验的掌握程度不高，对实验内容、原理缺乏理解，导致对实验结果的分析也无法精确到位，同时学生能动性降低，自主创新能力难以得到培养。创新教学模式下，开放实验室，安排学生参与教学前准备，进行课前5min准备工作的展示和分享。参与教学前准备与课前展示，一是加强学生对实验和科学研究的整体认识，促进学生对实验原理和实验技术的掌握。二是调动学生对实验设计进行思考，形成学生主动查阅文献、分析资料的良好状态。三是锻炼学生演讲和表达能力，培养学生的思考能力和自主性。翻转课堂是提高学生自主能力的另一有效手段［4］。经过多次参与教学前准备和课前展示，学生初步掌握了基本的专业知识和掌握实验设计的一般方法。在此基础上，采用翻转课堂的教学模式，由教师提前告知学生实验内容。学生以小组为单位，通过查找资料，自行设计实验，进行课前准备和具体操作，并记录实验结果，撰写实验报告(表2)。最后在教师的指导下，讨论并解决实验中遇到的困难和分析讨论实验结果。翻转课堂使学生成为了教学活动的主体，加强学生的主动求知欲，调动科研热情，塑造自信心。此外，从教师角度出发，翻转课堂是一种新的挑战，它赋予了教师新的身份。教师成为教学活动的引导者。这对教师的教学能力和责任心提出了进一步的要求。因此，翻转课堂不失为加强师资队伍建设、增强教师自身素养的一剂良方。

2．2优化考核方式

当前医学细胞生物学课程考核方式由理论考核和实验课平时成绩两部分组成。实验平时成绩占比10%，主要根据学生的实验报告和实验操作表现来评定。而期末理论考核成绩占比90%，采取闭卷考核形式，卷面试题涵盖理论课程和实验课程两方面，各自占比为90%和10%。这种考核体系缺乏科学性，无法公正、客观地对学生的学习效果和学习的能动性进行评价。不乏学生仍然采取传统的应试考试方式，通过题库刷题和考前突击背诵重点而取得高分成绩，实际上对知识点并未理解到位，未构建基本的知识框架，仅仅形成应付考试的短时记忆。因此，我们可以将理论课程和实验课程分开独立考核。理论课程考核由平时课堂的问题回答、期中测试和期末理论考核来综合评定。而实验考核采取动态考核方法，注重对学生学习态度的引导以及科研素质和知识运用能力的培养。实验课考核不合格，给予一次重考和补修机会。实验考核成绩分3部分:平时成绩、课前展示与实验结果分析讨论和实验考核。平时成绩占15%，由教师根据平时考勤、实验课操作表现和实验报告记录情况等综合表现进行评定。课前展示与实验结果分析讨论占35%，由学生与教师根据学生的讲解和汇报的具体表现，进行客观、公正的学生自评和教员打分，最后取平均分。实验考核占50%，考核环节采取抽题回答和具体实验操作来体现，问答题以实验设计、结果讨论分析和实验问题解决方法为主，主要加强对实验原理、基本操作流程、重点操作细节和实验结果分析的考查，达到实践、思考和创新能力的提高。

2．3完善课程设置

传统的细胞生物学实验以单一的基础性实验为主，教学内容陈旧，与时展脱节［5］。对实验内容进行改革，去粕取精，将科研工作引入教学，增设综合性实验和创新性实验(表2)。例如，细胞分裂实验可以从原始简单的马蛔虫子宫和洋葱根尖切片观察改变为利用免疫荧光技术对染色质和细胞骨架进行颜色标记，观察细胞分裂的动态过程，而传统的马蛔虫子宫切片和洋葱根尖切片通过新媒体投影，以视频图片的形式展示，设计分裂时期判断的问题，通过教师提问、学生回答的模式展开。该模式不仅丰富了实验内容，增加课堂互动，且在引导学生运用理论知识的同时还引入了细胞时空动态特性的概念。细胞培养实验由简单的传代培养改变为细胞培养综合性大实验，包含细胞复苏、传代、冻存、细胞形态观察、细胞大小测量、细胞计数、活力测定和细胞衰老相关半乳糖苷酶活力鉴定等内容，让学生走进当代细胞生物学实验技术，充分体验科学研究的乐趣和价值。

2．4充分利用现代化教学设备

随着时代的发展，智能手机、微信、慕课、智慧树等新兴手段不断地融入教学，教学平台和设备得到了丰富和补充，充分利用好这些资源对教学而言大有裨益。例如，显微数码互动系统作为一种现代化教学实验设备，具有强大的功能，其拍照、录屏和投影功能是丰富教学内容的重要手段。对于复杂的实验操作，教师利用该系统播放相应的教学动画或图片，方便学生理解。原代细胞培养的教学过程中，对细胞房内超净工作台等常用仪器使用方法的讲解时，可以放映对应的仪器图片，方便学生学习和掌握使用技巧。取材往往是细胞培养初学者的一大难题。利用组织块培养法和单细胞培养法对新生小鼠的肾脏和肺组织分别进行培养时，培养材料为新生小鼠的器官(体积小)，对于首次接触新生鼠的学生来讲，正确获取的难度大。简单借助语言和板书，教师无法对器官的具体分布位置、获取方法进行详尽讲解，同时学生也难以理解。此时，借助操作动画投放的形式可以简单、高效地解决取材难题。总结多次的实验教学经验，不难发现在实验操作前，将以往教学中累积的一些较好的实验结果或典型错误的结果进行点评，可以有效提高学生实验的成功率。此外，学生反映将实验结果图片进行处理作为电子实验报告，减轻了绘图的难度，提高了报告的质量，且实用性强，能学到科研图片处理的基本技巧，还可以作为后期复习资料，比起纸质报告更方便。因此，将操作动画、典型图片、优秀实验报告收集上传显微数码互动系统创建数字资源平台，实现细胞生物学实验内容形象、直观、生动的特色教学，是提高教学质量的重要举措。如何根据学生特性和具体教学环境，因地制宜地制备和完善适合时代要求的教学方案，奠定新时代医学生细胞生物学基础，是我们一直努力的方向，也是教学改革的宗旨。针对当前的教学现状，我们提出了创新教学模式、优化考核方式、完善课程设置和充分利用现代化教学设备，期望能进一步提高教学质量，培养学生自主创新能力和科研素质，为培养符合新时展需求的高素质医学人才提供参考。

参考文献:

［1］胡以平．医学细胞生物学［M］．北京:高等教育出版社，2019:4．

［2］方晓燕，黄元河，黄永秩，等．Motic数码显微互动系统在形态学实验教学中的应用［J］．四川解剖学杂志，2013，21(3):52－53．

［3］代培红，任燕萍，李克梅，等．浅谈学生参与实验准备对提高教学质量的重要作用［J］．教育教学论坛，2015，(25):263－264．

［4］寇耀晖，李莉．基于翻转课堂的细胞生物学教学改革实践与思考［J］．基础医学教育，2018，20(4):273－275．

［5］张兆英，张亚楠，王君，等．细胞生物学实验教学改革与探索［J］．科技创新导报，2019，16(6):190－191．

作者：刘清桂 陈费 杨桃 王敏君 单位：海军军医大学基础医学院细胞生物学教研室