发布时间:2024-03-30 17:56:23
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇细胞生物学概念,期待它们能激发您的灵感。
“单细胞生物”一节是人教版新版初中《生物学》七年级上册第二单元第二章第四节的内容。本节教学的重要概念为“单细胞生物”,学生学起来感到抽象、空洞、难学。笔者以草履虫为例,采用多种策略,证明单细胞生物具有细胞结构并能够独立完成生命活动,将学生从生物体的宏观世界引入微观世界,去探索肉眼很难看见的单细胞生物。
1 简笔画呈现前概念策略,导入新课
教材在第二单元第一章已经阐述过动植物细胞的结构,这部分知识是学生的前概念。教师复习动、植物体的结构层次,再次强调生物体结构和功能的基本单位是细胞,动植物体都是有大量细胞经过分裂分化而形成的,和学生一起回忆动、植物细胞的结构并画简笔画示意图(图1、2)。
2 科学史教学策略,初建“单细胞生物”概念
教师抛出问题,引发思考:“是不是所有的生物都是我们肉眼可见的呢?”
投影科学史资料:著名的显微学家列文?虎克在其1676年10月9日的一封信中写道:“它们小得不可思议;如此之小,在我看来,我判断,即使把100个这些小动物撑开摆在一起,也不会超过一颗粗沙子的长度;如果这是真的,那么100万个这些活物也不够一颗粗沙粒的体积。”这些如此之小的生物,是列文?虎克利用显微镜观察一滴水中看到的,他描述说:“他们看上去就像一个点。”
引导学生分析得出结论:生物圈中还有不少是肉眼很难看见的生物,它们的身体只有一个细胞构成,称这些生物为“单细胞生物”。在此,引出新课的课题“单细胞生物”,使学生建构起“单细胞生物”是“很小的”概念特征的基本印象。
3 形象思维策略,认识各种“单细胞生物”
本课教学内容针对的对象是七年级的学生,由于年纪小,大脑兴奋中心容易疲劳,注意力集中时间较短,需要教师利用视觉促进接受生物形象信号,在大脑中形成感知表象。
教师指导学生阅读课本“想一想,议一议”栏目,用PPT补充展示形态各异的“单细胞生物”图片,如杆状的大肠杆菌、发酵用的酵母菌、会变形的变形虫、像太阳的太阳虫、喇叭虫、钟虫、衣藻和像草鞋的草履虫,并讲授它们与人类的关系,让学生知道生物圈中存在着千姿百态、功能各异的“单细胞生物”。教师利用丰富的感知表象,建立学生的形象思维,使他们对“单细胞生物”的概念有更丰富的认识。
4 自主学习和图形对比策略,建构“单细胞”概念
学生带着“草履虫是否有细胞的基本结构”这一问题,自主学习教材中的“草履虫结构示意图”(此时教师简笔画“草履虫结构示意图”),结合动植物细胞的结构示意图找出草履虫作为细胞的基本结构(图3),即草履虫具有表膜、大核和小核、细胞质,教师在黑板上,把“草履虫结构示意图”这3个结构名称,用红色线条与左侧“动物细胞示意图”的细胞膜、细胞质、细胞核相连接,从而证明草履虫具有细胞结构,为学生建构起“草履虫”是“单细胞”的概念,即单细胞生物具有类似于细胞膜、细胞质和细胞核的细胞结构。
5 实验竞赛与激励评价策略,直观感受“草履虫的形态和运动”
七年级学生的思维比较活跃,具有一定的观察能力、显微镜操作能力、分析问题能力,也愿意动手进行实验操作,有热情。老师可采用演示实验法和探究性实验的教学策略,“观察草履虫的形态和运动”,从静态到动态,认识草履虫这种单细胞生物。在学生清点材料用具的基础上,教师演示具体的实验步骤,强调临时装片制作和显微镜使用的注意事项:
(1) 由于草履虫需要氧气进行呼吸,多聚集在培养液表层,为此从草履虫培养液的表层吸一滴培养液。
(2) 用放大镜观察草履虫培养液时,放大镜需与观察物体平行放置。
(3) 取几丝棉花纤维,成“井”字形放于临时装片上,可将草履虫围在一个狭小的空间中,利于观察。
(4) 显微镜的基本操作步骤的注意事项:取镜和安放;对光:通过目镜,可以看到白亮的视野;观察:转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓下降,直到物镜接近玻片标本为止(眼睛看着物镜,以免物镜碰到玻片标本),再左眼向目镜内看,同时反方向转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓上升,直到看清物像为止;整理实验台。
实验员教师已采集到草履虫并在实验室进行培养,但受课程时间限制,不能在课堂上观察到草履虫全部的生命活动,因此学生和教师搜集了相关草履虫生命活动视频辅助教学。教师播放“观察草履虫的运动视频”,展示在显微镜下观察到的草履虫运动状态。整个实验采取竞赛的方式进行,即对实验操作和观察结果做得又快又好的学生给予平时分加分表扬,并请这部分学生帮助检查和指导周围的同学。这样的教学可以较好保证全体学生实验操作能力的习得,保持实验课堂的高效性,避免出现课堂混乱的局面。
通过对单细胞生物生命活动的观察,学生不断体会和品尝到“发现”和“克服困难解决问题获得成功”后的喜悦,有助于学生亲身体验“一些生物由单细胞构成”这一重要概念。教师在组织学生进行这些科学探究活动的同时,自然而然地渗透了科学的态度与世界观的教育。
6 合作学习和简笔画板书策略,建构完整“单细胞生物”概念
以合作学习小组为单位,学生再次观察教材中“草履虫的结构示意图”,以小组竞赛计分的方式,请学生将黑板中草履虫各部分结构的名称补充完整(图4)。同时,视频展示“草履虫的结构”,加深学生对草履虫结构各部分结构功能的认识。
教材在第一单元第一章已经阐述过生物体的基本特征,这部分知识也是学生的前概念。教师引导学生回忆生物的六大基本特征,请学生以合作小组为单位,采用抢答的方式,快速地将草履虫的各部分结构与生物的六大基本特征相对应,并在黑板上标注出(图5)。
但是,此时,学生发现,根据草履虫的结构无法与生物具有应激性、生长和繁殖以及遗传和变异这三个特征建立联系,引发了学生强烈的好奇心。在此基础上,教师播放“草履虫对外界刺激的反应”和“草履虫的分裂生殖”视频,从而让学生理解,草履虫具有完整的六个生物基本特征,且草履虫仅有一个细胞构成。在此,学生理解草履虫为单细胞生物,简笔画与板书结合,建构了“单细胞生物”的概念,即单细胞生物除具有细胞结构外,还具有生物的六个基本特征(图6)。
之前学生对单细胞生物如何生活以及其具体结构还缺乏系统的认识,教师在设计教学过程中抓住这些特点,设计学生活动,满足学生作为学习者的需要、探究的需要、获得新的体验的需要、获得认可与欣赏的需要。
7 课前资料收集策略,了解单细胞生物与人类的关系
学生课前收集的资料,采用小组交流的方式,同时引导学生通过自主学习,阅读教材中有关单细胞生物与人类关系的模块,了解单细胞生物与人类的关系。教师展示“厦门市杏林区新阳大桥沿杏滨路往集美方向出现长约3 km的红色海域“图片,以生活实际为例,讲解赤潮及其危害,并提供有关赤潮和海洋生命大发展的相关网址,供学生课后视野拓展所用。
以下笔者就谈谈关于高中生物(必修一)中“细胞液”这一概念的学习。
在学习“细胞液”这一概念时,它的定义为:植物液泡中的液体称为细胞液,其中溶有无机盐,氨基酸,糖类以及各种色素。而在实际教学中,学生经常把它错误的理解为细胞质中液体成分,即“细胞质基质”。笔者在教学实践中,与同行老师以及学生们探讨,究其对这一概念错误理解的原因。首先,学习“细胞的基本形态结构与功能”这一板块内容时,学生们学习多种细胞器后,能把各种细胞器的结构与功能准确理解与掌握是有一定的难度。其次,学生们学习各种细胞器的结构后,认为凡是有细胞膜包围的细胞器中都会有液体成分。因此,他们把线粒体中的液体成分称为“线粒体基质”;溶酶体中的液体成分称为“溶酶体基质”;而在学习液泡时,他们就认为其中的液体成分称为“液泡基质”,那么学习细胞膜中的液体成分,应该是“细胞质基质”,却很容易错误地理解为“细胞液”。
通过多年的教学实践,笔者谈谈对“细胞液”这一概念的学习以及理解。教学中,利用知识的相互联系以及学习迁移理论,把细胞中的有膜结构包围的细胞器中的液体理解为“细胞器基质”。但是,在学习“细胞液”这一概念时,学生很容易把它错误地理解为“细胞膜中的液体成分”,这是符合人类对这一概念的感性认识呀!要深刻地理解这一概念,必须认识“液泡”这种细胞器。
液泡是植物细胞质中由单层膜包围的充满水液的囊泡,是普遍存在于植物中的一种细胞器。植物细胞中的液泡有其发生发展过程。年幼的细胞只有很少、分散的小液泡,仅占细胞体积的5%;而在成长的细胞中,这些小液泡就逐渐合并而发展成一个大液泡,占据细胞中央很大部分,有时可达细胞体积的95%以上,而将细胞质和细胞核挤到细胞的边缘。
笔者对这一概念理解为,在科学家的研究历程中,由于当初研究技术的限制,主要是观察仪器的落后,人们在观察植物细胞结构时,发现植物细胞中90%以上为液体环境,即把其命名为“细胞液”,而当初误以为细胞膜中的基质;但随着显微技术的进步,发现当初观察到的实为植物细胞中的一个细胞器“液泡”中的成分。这一点应该不难理解,由于在成熟的植物细胞中,液泡的体积占95%以上,把其他细胞器以及细胞质挤的只占有不到5%的空间,很难被人发现。而这在生物学的研究历程中并非特例。比如,在学习“细胞学术的建立与发展”时,1665年,英国科学家胡克用自己设计和制造的简易显微镜观察栎树软木塞切片时,发现其中有许多小室,就把这些小室称为细胞,实际上胡克当时看到的是细胞壁。虽然胡克发现的是个错误的惊喜,可这是人类发现细胞的第一步。而在命名“细胞液”这一概念时,也许由于当时的疏忽,但生物学家已经把“细胞液”这一概念抢先命名,因此只得把后面真实发现的细胞质定义为“细胞质基质”。这样就给在实际的生物学的概念学习中带来一定的不便与困难。
因此,教师在教学中应把“细胞液”概念清楚地讲授给学生,避免错误地理解。也许有些老师和学生认为为学习这么一个单纯的概念,花费过多的时间与精力在教学中是一种得不偿失,不抓重点而故意吹毛求疵的做法。有这样的想法的人将会大错特错。因为“细胞液”这一概念在高中学习中占有举足轻重的地位,在学习“质壁分离现象及其应用”这一知识板块时,其中发生质壁分离现象重要条件之一为“细胞液浓度
小结:高中生物的概念很多,教师首先要对不同概念进行深刻地学习与理解,然后采取有效的教学策略使这些基本概念轻松、高效的被学生理解、接受并灵活应用。当然,除了课堂上教师正确引导、讲解之外,学生还需通过记忆、反复练习,增加实践的机会,才能更好的理解和掌握生物概念,进而形成科学的生物学体系。
参考文献:
[1] 陈阅增.普通生物学[M].北京:高等教育出版社.1997.
关键词:细胞生物学, 本科教学, 教学改革
细胞生物学是本科院校生命科学体系中重要的基础学科,是目前自然科学中发展最迅速的前沿学科,是从不同层次上(包括细胞整体、显微、亚显微和分子等层次)研究细胞结构、功能及基本生命活动规律的学科。由于此学科本身比较抽象、深奥、枯燥,被学生普遍认为是难点课。本文就如何形成特色课程内容体系和如何处理好细胞生物学与相关学科之间教学内容衔接等问题进行探讨,并从提高学生学习兴趣入手,综合运用列表比较法、互动法和讨论法等多种教学方式方法,结合多媒体教学手段,帮助学生更好地构建细胞生物学的知识体系,培养学生的思维能力。
一、处理好细胞生物学与相关课程的衔接问题,形成特色课程内容体系
1.比较研究多本教材,引入科技前沿进展
细胞生物学课程教学以指定教材翟中和、王喜忠、丁明孝主编的《细胞生物学》第3版为主,并参考王金发主编的《细胞生物学》、韩贻仁主编的《分子细胞生物学》等多本的相关书籍。通过比较研究多本教材,取长补短,结合课程目标,精心编排教案,努力逐渐形成一套更符合授课对象特点和有特色的课程内容体系。
同时,在理论课中适当地引入一些科技前沿知识作为补充,缩短教材中的理论内容与当前理论发展之间的差距。在绪论中介绍搜索引擎Google学术搜索、NCBI PubMed等网络资源和生物谷、丁香园等国内著名的生物学论坛,并将本人的研究课题,融入到理论教学中去,以引发思考为主,培养了学生的科研思维,拓展了学生视野,教学反响良好。
2.处理好细胞生物学与分子生物学、生物化学课程的教学衔接问题
分子生物学与细胞生物学、生物化学是本科院校生命科学体系中三门重要的基础课程。三门学科在内容上相互交叉、相互渗透,有着极为密切的联系,可以用“你中有我”、“我中有你”来形容。由于三门学科的教材有些重复的内容,给授课教师在教学中带来一定困扰。因此,如何处理好三门课程内容的教学衔接是教学实际中的一个难题。为解决此问题,笔者认为需要做好以下两点工作:
首先,重视教学团队内部及团队之间的交流沟通工作。相关学科的教学团队成员应共同备课,包括三门课程的授课教师在内教学团队需要在备课中加强沟通,通过积极讨论,达成共识,努力形成一套更科学、更符合学科内在逻辑的教学计划。
其次,制定和完善教学计划的关键在于,准确把握三门科学的侧重点。细胞生物学重点是研究细胞水平上细胞结构方面和关信号转导;而分子生物学基于分子水平入手研究大分子的结构与功能等生物现象;生物化学则是分子的代谢转化。
课程的重叠现象一般分为以下三种情况,针对不同情况,制定针对性教学方案。
(1)对于在多门课程中有重叠的部分内容,根据学科特点进行取舍,确定在最适合的课程中讲授。这样可以避免重复学习、浪费学时或者在三门课程中都未讲透。例如,“真核生物染色体的组成和组装过程”以及“线粒体和叶绿体”,虽然在细胞生物学和分子生物学中都涉及到这两部分内容,将此内容仅放在细胞生物学中重点学习更为合理,因为从内容归属上更偏重于细胞生物学。
(2)有些在两门课程都涉及到的重叠内容,是后开课程的基础,需要牢固掌握,必须在先开课的课程中重点学习。如“核糖体的类型和结构”与“蛋白质的合成”是细胞生物学和生物化学的重叠部分,在生物化学中一定要重点学习。因为此内容是蛋白质分选章节的基础。如果学生对核糖体的结构功能掌握不牢固,在学习蛋白质分选途径时就会感到知识链断层,增加了理解难度,影响学习信心,继而影响教学进度和效果。
(3)而某些内容即使在两门课程中有重叠,却在其中任何一门中都不可舍弃,否则会影响该课程体系的完整性。如“基因的复制”、“转录”、“翻译”是生物化学和分子生物学中的重要章节。这些内容应该根据学科的侧重点来安排:在生化教学中,应该以代谢为主线,侧重于核酸的结构组成、蛋白质的合成过程以及核酸代谢与三大物质代谢间的联系;而对于分子生物学,应以中心法则为主线,即沿着“复制-转录-翻译”这一遗传信息传递流为主线,重点是信息和调控。核酸的结构组成和核酸代谢的内容由于在生物化学中已学习过,在分子生物学中可采取布置预习作业或者提问的方式,让学生带着问题预习和复习,体现了教学中的巩固性原则。
二、综合运用多种教学方式方法,帮助学生构建细胞生物学知识体系
细胞生物学内容比较繁杂、深奥,学生在学习过程中普遍认为难以理解和记忆。教学实践中,通过梳理知识脉络,抽象理论形象化,综合采用列表比较法、互动法和讨论法等教学法,结合多媒体手段,加深了学生对课程内容的理解和掌握。
1.梳理知识脉络,形成知识框架
学生普遍认为细胞生物学难学,究其原因是学科内容比较繁杂、深奥。如果没有形成整体的知识框架,学生感觉到学到的是支离破碎的知识片段。针对这个问题,教师应发掘、把握各个章节之间的内在联系、各个章节与课程整体之间的关系,帮助学生在脑中建立起一个知识网络。
在细胞生物学中,真核细胞的结构体系包括三大系统:生物膜体系、遗传信息体系和细胞骨架体系。实际上,细胞生物学课程的主要框架就是这三大体系,涵盖了几乎全部章节。教师就要抓住这三大体系。讲授绪论时,就把整门课程的框架展现出来,把课程的各个章节归结到其中去,形成整体印象;在讲授每一章节的时候,指出此章节在课程体系中所处的地位,及其与其他章节之间的内在联系,从而强化学生的整体印象。这样一个完整的课程知识体系就建立起来了,有助于学生尽快入门。
2.联系实际生活,抽象理论形象化讲解
细胞生物学的许多理论过于抽象、难于理解,教师可以试将理论与生活实际相结合,使学生有此联想起有趣的、熟悉的生活场景,使抽象的内容形象化和动态化,使学生对理论内容的理解变得简单。
例如,细胞生物学中的一个重要概念“细胞通讯 (cell communication)”(细胞通讯是指在多细胞生物的细胞社会中, 细胞间或细胞内通过高度精确和高效地发送与接收信息的通讯机制, 对环境作出反应的综合细胞行为。)在教学中,引导学生通过对比联想到人与人之间的会话、交流,以助于理解。又如,“蛋白质的分选(protein sorting)”概念的讲解。蛋白质的分选是指细胞中的蛋白质在核糖体上合成后转运至细胞的特定的部位的过程,这些蛋白生来有它的“宿命”,有些蛋白质诞生后将会作为细胞质膜上的成分、有些蛋白质装配成激素分泌到细胞外,而有些内质网和溶酶体中的固有酶。由此概念引导学生联想到人类社会与细胞社会有类似的特点:在人类社会中,大学会培养出不同专业、各种类型的人才,大学毕业生要找到适合其自身特点的岗位,才能发挥所长;在细胞社会里,在细胞中每时每刻都有新的蛋白质产生,只有被运转至正确的部位,并装配成具有结构正确的复合体,才能发挥其功能,参与细胞的生命活动。
同时结合多媒体辅助教学手段,根据课堂内容播放动画讲解,结合声音、图像等多媒体手段,使复杂的分子与细胞生物学原理形象生动地表现出来,如:利用多媒体演示细胞分裂的过程、哺乳动物细胞培养的过程等。
总之,运用发散性思维将理论与生活实际联系起来,将自然科学与人文科学在某些共通点上巧妙结合起来,配合以多媒体辅助手段,使抽象的细胞生物学理论变得形象生动。
3、运用多种教学方法,提高课堂教学质量
(1)列表比较法。教学中,比较法是一种常用的、有效的手段,采取列表的方式对相应内容进行对比,学生会感到知识体系清晰,一目了然,也有助知识体系的建立。例如,比较真核细胞和原核细胞的特征,物质的三种跨膜运输方式等,使教学内容条理清晰,学生非常容易掌握,达到了较好的复习效果。
(2)互动法。在课堂上,鼓励学生提问,激发他们的学习兴趣和求知欲。同时采用组织课堂讨论的方式加强对基本概念和基本原理的理解,实现课堂上与学生互动,促进学生积极思维,而非被动接受。并配合以实验教学,理论与实践并重,逐步提高细胞生物学的教学水平和教学质量。
(3)小组讨论合作法。通过组织课堂讨论、读书报告及组织学生之间进行相互点评等形式,提高学生了解专业前沿进展的兴趣,也推动了学生积极思维,并且促进了学生思考和探索如何建立良好的合作方式,培养了其团队合作能力,从而推进学生的素质教育。例如,细胞生物学的课程讨论部分,组织学生 4人为一个小组做一份读书报告,选择感兴趣的题目,自行确定组员的分工形式,每组报告结束,由其他小组对其报告效果进行打分和评判,作为期末成绩的打分提供参考。
实践证明,综合运用以上教学方式方法能够帮助学生形成合理的知识体系,有利于有效解决细胞生物学的教学上的难点,收到了良好的教学效果。
三、结语
以上是我们在细胞生物学教学过程中的一些实践与探索,通过编排教学内容的改革实践和多种教学方法、手段的综合运用,提高了学生的学习兴趣,使细胞生物学不再是难点课。
参考文献:
1. 韩端丹,洪琦.分子生物学与生物化学课程间教学衔接探析.高等函授学报, 2010,23(5): 30-32.
关键词:留学生;医学;细胞生物学;教学模式;改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)02-0098-02
细胞生物学是生命科学最前沿的学科之一,是21世纪生命科学研究最受青睐的领域[1]。伴随着先进“大数据”时代的到来,细胞生物学新理论、新技术越来越多地渗透到临床医学专业各学科中[2]。因此,细胞生物学成为当代医学院校临床医学相关专业本科生的基础课程之一,是学生理解疾病形成过程中所涉及的遗传和分子机制的前提,是明确包括分子靶向、干细胞疗法等新颖的转化医学手段的基础,其学科地位不可替代[3]。然而,目前对医学专业本科留学生开设该门课程的院校数量较少,笔者将以浙江中医药大学临床医学留学生《细胞生物学》课程实施过程中面临的问题为基础,对教学模式进行探索,旨在提高医学本科留学生课堂教学效果和推动医学教育的国际化进程。
一、临床医学本科留学生《细胞生物学》教学模式改革的重要性
《细胞生物学》课程理论性强、知识更新快、内容丰富且深奥难懂,使用我国“老师讲,学生听”为主的传统教学方法,不利于调动学习积极性,容易使学生因为课堂内容枯燥乏味而失去听课兴趣。再加上授课对象为来自不同国家的、教育背景较为复杂的国际班学生,使得教师在《细胞生物学》课程教学中面临着诸多亟待解决的问题:(1)各国学生教育背景不同,对《细胞生物学》认识程度参差不齐;(2)课程理论性强且较为抽象,影响了学生的学习兴趣;(3)教学目标死板教条,忽略了学生对于重点知识的主动挖掘和深入理解;(4)教学过程中仍采用“教师教为主体,学生学和考为任务”的传统教学模式;(5)英语对于教授方(教师)和学习方(学生)都不是母语,而不同国家和地区来源的人,其英语发音都带有浓重的地方口音,增加了授课和口语交流的难度。教师花费成倍的精力,学生学习效果却难令人满意。因此,寻找适合留学生的细胞生物学教学模式显得尤为重要。
二、医学院校本科留学生细胞生物学教学模式的初探
教学模式是教学理论、教学原则、教学方法和技巧等的集中体现,科学高效的教学模式对提高教学效率和教学质量发挥着至关重要的作用[4]。留学生迫切的学习需求与高校严峻的教学现状,迫切需要我们教学人员在现有课程设置、教学计划的基础上,摸索出一套适应留学生学习《细胞生物学》的教学模式,从而提高效率,获取更好的教学效果。
1.简化知识点,巧用比喻和视频素材。大部分国际班学生反映《细胞生物学》课程信息量大,记忆点多,课堂上无法跟上教师步伐,时常伴有挫败感。因此,我们对教学方法进行修改,对知识点化繁为简、抽丝剥茧,用形象的比喻和直观的视频素材来展示晦涩的生物学现象。比如,在讲述Importins介导Cargo蛋白入细胞核的机制时,将Importins比喻成Uber打车,Cargo蛋白NLS序列与Importins相互识别就好比客人信息与Uber司机的信息匹配,成功匹配后才能上车。通过简单的比喻,使复杂的生物学机制变得一目了然,加速学生理解。
2.优化教学模块,激发学生学习兴趣。尽管教师在授课时已经借助现代多媒体技术增加了视频素材,但是许多复杂机制仍较为抽象,留学生难以理解和掌握。通过仔细分析,我们首先将教材知识分割、提炼成不同的专题,每次课围绕一个专题进行阐述,避免过度灌输。其次,我们对教学模块进行优化,将课堂教学分为五个阶段。
第一阶段“引入”:通过观看视频短片、提出贴近日常生活的问题等课前活动引出主题,活跃课堂气氛的同时调动学生的学习兴趣。要求学生联系已经掌握的基础知识和学习经验,引导学生的思维走进课堂。比如,讲授“细胞内信号传导”这一专题时引入与学习任务紧密联系的主题――肿瘤,鼓励学生自由发言阐述肿瘤的致病因素,有哪些行为会增加患癌几率等问题。
第二阶段“探索”:在此阶段,教师为学生提供活动基础(小组讨论的方向),引导学生完成特定目标的探索。如布置学生随机从多种致病因素中选出一种作为研究对象,通过查阅文献及教材分析各因素映射到细胞水平所对应的通路类型以及传导过程,学生建立起自己对“细胞内信号转导”的理解方式。
第三阶段“阐述”:该阶段是基于学生在前两阶段积累的经验基础上,为学生提供一个展示自己对于概念理解、问题处理技能和行为的机会。
第四阶段“加工“:教师对本专题知识点系统地讲解,阐述各种概念之间的联系,点出本专题重点、难点,帮助学生巩固前三阶段学习的知识。
第五阶段“评价”:此阶段为教师评价教学效果和学生能力提供依据,也鼓励学生评价自己的理解能力和认知水平。
3.强化学习主题,突出学生主体地位。我国传统教育方式是“教师为中心,教材为导向”,对于教育背景复杂的国际班学生并不适用[4]。尽管有部分教师已开始引导学生通过查阅文献、综述总结的方法接触细胞生物学领域最前沿的知识,但大部分还是罗列文献数据,没有科学地引导,学生很容易在复杂的信息和数据中丧失学习的信心。因此,我们认为国际班学生的《细胞生物学》授课应通过设计真实性任务,强调把学习融入到接近日常生活、有意义的问题情景中,通过学生的自主探究和学生间相互帮助来解决问题,从而主动挖掘隐含在任务背后的科学知识,不断增加解决问题的技能,培养自主学习的学习习惯。
4.弱化期末考试,构建多元化考核体系。普通层次本科生细胞生物学课程的学习效果通常采用终结性评价方式,即――课程结束时闭卷考试的分数决定一切。试卷中理论性、概念性、原理性的考题偏多,需要花大量时间记忆,不适合教育背景复杂、学习习惯差异的留学生班。为了更科学地评价留学生的教学效果,我们构建多元化考核体系。首先,降低期末考试分数所占比例;其次,将课堂报告纳入考核,留学生可以对课程中自己感兴趣的内容进行扩展,写出专题报告在课堂上和教师、全班同学进行交流和讨论,记录分数;另外,将课堂提问、随堂测试和课后作业加入考核体系,均记录分数。
5.克服英语障碍,自编细胞生物学教材。我校本科留学生来自不同国家,学生英语口语能力差异较大且地方音浓厚,授课教师和学生之间存在口语交流障碍。为了提高教学质量,教师在努力提高自己的听说能力,标准自己的发音的同时,更应该在课下多与留学生交流,在日常交流中适应他们的英语口音。另外,为了便于留学生的学习,授课教师应根据教学计划,参考国内外的优秀《细胞生物学》教材,自编适合留学生专用的基础教育教材,并每年根据学生特点结合本年度细胞生物学领域研究热点对教材内容进行更新。
以上是笔者从事医学专业本科留学生细胞生物学教学的一些心得。随着我国综合国力的不断攀升,来华学习的留学生越来越多,留学生教育已经成为医学院校本科教育的重要内容。《细胞生物学》作为当代医学的基础课程,在医学本科教育中占有重要地位,应该成为医学本科留学生必备的科学素养。掌握细胞生物学基础理论知识和基本实验技能,是留学生进一步学习其他医学课程的前提。留学生教育是我国高校面向世界的窗口,提高留学生教学质量是每一位从事留学生教育教师的责任。面对教学过程中面临的问题与挑战,教师应在尊重各国留学生信仰的前提下,充分了解各国学生的知识背景和学习习惯,在教学内容和教学手段上的不断探索创新,才能在教学工作中积累更加丰富的经验,教学水平获得更大程度的提高。
参考文献:
[1]翟中和,等.细胞生物学[M].北京:高等教育出版社,2000.
[2]李蕤.细胞生物学是生命科学的重要基础学科[J].合肥联合大学学报,2000,(1):88-91.
[3]余晓丽,等.细胞生物学教学改革与实践[J].南阳师范学院学报,2006,5(6):75-78.
[4]谢晖,高明悦,刘天骄,朱汉越.医学院校留学生(英语授课)对外汉语教学模式初探[J].首都医科大学学报:社会科学版,2010,(00):352-355.
Research on Teaching Reform of Cell Biology for International Students of Clinical Medicine
TIAN Nan*,FAN Chun-lei
(Life Science College of Zhejiang Chinese Medical University,Hangzhou,Zhejiang 310053,China)
关键词:细胞生物学;本科教学;教学方法
中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2018)16-0227-02
细胞生物学是研究细胞的结构、功能和细胞增值、分化、衰老、死亡等生命规律的一门科学。细胞生物学是生物类专业的一门重要专业基础课,是大多数综合性大学、医工农大学中本科生必修的主干课之一。细胞生物学课程包括理论课和实验课,理论知识内容多,涉及面广,如何激发学生的学习兴趣,使学生既掌握细胞生物学的基本理论和基本实验技能,又掌握本学科的发展简史和前沿领域。本文总结了教学过程中的几点尝试,以期提高教与学的效果。
一、优化细胞生物学课教学内容
俗话说:“台上一分钟,台下十年功”。备好课是上好一堂课的先决条件,它直接关系到课堂教学质量与效果。授课教师必须根据教学大纲的要求,认真钻研教材与参考资料,将每节课的基本概念、基本原理、难点与重点精选出来。然后顺着知识面形成一个系统化教案。“兴趣是最好的老师”,因此,在每个教案中,教师都要精心地设计开场白,引起学生的兴趣与好奇[1]。例如,在讲到细胞增值时,可以举例,如癌症的实质就是细胞分裂和细胞死亡不受控制的结果。同时,我们也可以就某一节中的核心内容设计提问式、联想式或追问式,设置抢答机制,鼓励学生对所学知识进行理解和记忆。对于某些章节,我们可以采取在课堂上只讲重点、难点,将思路、方法,讲学科发展前沿,介绍科研论文给学生阅读。在授课结束之前,要总结全课的核心内容与概念,在授课中提出各种问题,让学生课后思考和查找网络资料,课堂上组织学生讨论,引导学生独立思考,鼓励学生勇于表达自己的观点,从而使学生由被动听课变为主动学习[2]。细胞生物学作为生物类专业的一门专业基础课,其理论性和抽象性都较强。在讲授基础理论的同时,适当加入理论内容相关的一些最新科研进展,如学生都比较钟爱的科幻电影中情节,可以增加学生的兴趣知识层次,从而对基础理论知识有更深入的理解。例如,在讲干细胞的全能性时,可以讲一下“克隆人”、“设计试管婴儿”这一技术的理论基础和社会伦理问题。而讲到细胞分化这个知识点时,就把分化后的细胞比作一个个百态的人生,分化指的是同一个细胞在形态、结构、功能方面产生稳定性的差异,这就好比人刚出世时没有多大区别,随着时间的推移,长大后从事的职业、家庭乃至所拥有的人生真是千差万别,不可同日而语。
此外,在教学中还要灵活运用知识串联法、类比归纳法、点面结合法等多种教学手段[2],以增加讲授的趣味性与生动性,激发学生的学习积极性和创新思维能力的培养,达到教与学相长的目标。
二、探索新的教学方法
1.多媒体授课和反转课堂.细胞生物学是一门微观的学科,其研究的对象细胞和其生命活动一般是肉眼无法观测到的,单纯用“粉笔+黑板”的传统教学模式很难讲得清楚。多媒体教学模式一改过去那种教学手段单一、刻板,课堂气氛沉闷,学生听课积极性不高等现象,使教学变得有声有色、生动有趣。通过有序的讲解,再配合动画、视频和声音图像可以将细胞生物学中难懂的概念、原理、相互关系生动形象地演示出来,极大地调动了学生的教学参与意识,激发了学生的学习兴趣,拓展了学生的知识面。例如,我们在讲解细胞信号通路时,考虑到这一过程涉及到细胞细胞核、细胞膜、溶酶体等多个细胞器以及多个信号传导因子。我们在讲解时,学生觉得比较烦琐复杂,抽象难懂,而通过精美的图片讲解信号通路蛋白质的活动走向和难点重点。接着播放动画或视频,让学生更进一步地加深印象。这种通过理论讲解,配合图片动画与视频演示,可以变复杂为简单、化静为动、化虚为实,更逼真地展示细胞的结构与功能,使讲授生动有趣,以达到事半功倍的教学效果。因此在细胞生物学教学过程中,适当地增加多媒体教学确实能收到意想不到的教学效果。但是多媒体教学也有其不足之处,比如,多媒体教学讲解速度快,学生普遍反映记笔记跟不上,授课教师与学生大多数时间盯着大屏幕,使教师与学生间的互动与交流明显减少,拉大了师生之间的距离,集中力不容易专注[3]。在现代互联网时代的大背景下,翻转课堂的教育新理念正在席卷中国各大高校。作为一种“破坏性创新”的教学方式,“翻转课堂”改变了教师角色、学生角色、教学与学习时间分配以及知识载体,在一定程度上改变“填鸭式”教学的弊端,学生由被动学习变为主动求知者,促进了每一个学生对知识的理解,是混合学习方式的一种创新[4]。”翻转课堂”要求学生由原来只写作业变成写作业、预习的双重任务,势必会过多占用学生的课余时间。同时要求学生具有一定的自我管理能力,因此难以达到翻转课堂的教学效果。
2.考试形式的改革。俗话说,“考考考,老师的法宝,分分分,学生的命根。”考试永远是学生最关心的问题。在一定程度上,它对学生的学习积极性和学习模式起着决定性作用。细胞生物学是一门理论和实验相结合的学科,因此,我们在考核过程中采取理论考试、撰写课程论文、实验考核分开考核的形式[5]。其中,理论考核采取平时成绩和期末考试综合测试学生的水平,平时成绩主要从回答问题、考勤、课后作业等几个方面来评定,而期末考试题题型分为主观题和客观题,客观题主要是考查学生对基础知识的掌握,而主观题特别是最后一题常为综合题,考查学生对细胞生物学知识的系统掌握程度。由于细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科,同时它又是现代生命科学的前沿学科之一,知识更新十分迅速。针对当前研究的热点问题或学生感兴趣的问题,例如,帕金森病和癌症的病因、细胞凋亡的调控与原癌基因和抑癌基因的关系和逆境信号的传导等,让学生查阅相关资料,撰写课程论文,这样可以让学生找到兴趣点,对于科研素质的提高也有很大的帮助。牛顿说过:“我之所以比别人看得更远,是因为站在巨人的肩膀上。”细胞生物学的理论是建立在许多伟大科学家的实验基础上的。因此,细胞生物学不仅要求学生有扎实的理论知识,而且要具备熟练的实验操作技能。我们可以采取实验课上对学生实验操作的记录,以抢答和必答的形式在实验间隙对学生实验理论知识的考查,以及实验报告中对实验结果的分析讨论,综合评价学生的实验成绩。
3.开设专题讲座、选修课。本教研室所处学院为农学院,这门课程所面对的授课对象为农林专业的本科生。细胞生物学既是一门基础生物学学科,又是现代生命科学的前沿学科之一,与生物科学研究有着密切联系。为了加强了基础理论与前沿科学的联系,我们开设了“生物技术知识专题讲座”这门选修课,由有若干个从事不同科研工作的专业教师团体进行授课。这样,教师可以从不同科研角度对科研中涉及到的科学问题与细胞生物学基础理论知识结合起来,使学生对细胞生物学知识有更深层次的理解,提高了学生对细胞生物学的学习兴趣。
参考文献:
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作者:刘波兰 张文平 单位:赣南医学院
成绩分析主要侧重在考试的综合水平,评价指标有最高分、最低分、平均分、及格率、标准差、分数段分布等,试题和试卷质量分析指标,主要包括区分度(D)、难度(P)、信度(α)等指标。区分度(D)是试题对考生水平的区别能力。难度(P)是衡量试题难易程度的指标。信度(α)则表示考试的可靠性。
学生考试成绩分析考试成绩的总分为100分,采用设计好的Excel数据处理软件进行统计分析得出这次考试的平均成绩为70分,标准差为8.3。最低分为46分,最高分为93分,全距为47分,及格率为92.9%。各分数段频数分布,主要集中在70~79分之间,基本呈负偏态分布。试题质量分析一般认为,试题的区分度和难度是评价试题质量的重要指标,因为一道试题的质量是由该题的区分度和难度共同构成的;P(难度)>0.5,D(区分度)>0.2为优良题(难度较易,能将中、低水平的学生区分);P(难度)<0.5,D(区分度)≥0.2为较好题(难度较大,能够将优秀学生区分出来);P(难度)≥0.5,D(区分度)<0.2为一般题(难度较易,各水平学生均能答,主要为教学大纲要求掌握的知识点);P(难度)<0.5,D(区分度)<0.2为差题(难度较大,又不能区分各层次水平的学生)[2]。分析结果得出本试卷中优良题有33道,占56.9%;较好题也有16道,占27.6%;一般题有8道,占13.8%;差题只有1道,占1.7%,
学生考试成绩分析2009级生物技术专业《细胞生物学》课程,理论课安排有58学时,实验课安排有20学时。这是一门医学生较早接触医学内容的形态学课程,学生都比较感兴趣。本次考试成绩呈负偏态分布,居于70~79分的最多,平均分为70分,说明该年级学习效果呈中等的学生较多,或者是学生对大部分要求熟悉知识的点掌握比较好。而标准差为8.3,又表明成绩分布相对集中。为了推进我校教学改革的进一步发展,依托学校的校园网建立组细胞生物学教学网站,并对2009级生物技术专业的学生采用了网络辅助教学的新型教学模式,该教学模式通过调查分析证明已经取得了良好的教学效果,而且本次考试的考核内容与教学内容、教学大纲基本一致。因而,我们认为成绩的负偏态分布情况反映出学生掌握了《细胞生物学》基本知识点,本次考试结果是可以接受。试题质量分析按照教育测量学原理[3],试题的P(难度)值在0.30~0.70之间为难度适中,D(区分度)值大于0.30时属于区别极好的试题,D(区分度)值在0.15~0.3之间为区别良好;D(区分度)值小于0.15,表示该试题难都大又无明显区分度,属于差题,应该去除掉。因《细胞生物学》是一门形态学学科,概念名词多,内容抽象,学生普遍反映知识点很难记,故在参考其它试题评价的基础上,我们选取P难度=0.5、D(区分度)=0.2为界值对试题进行综合评价,将试题分为优良题、较好题、一般题和差题等四类,从表2可见本次考试试题以优良题数量最多,占56.9%,题型主要有选择题、填空题和名词解释,因其大多为考查学生掌握细胞生物学的基本概念和基本知识点的试题,故难度和区分均较低;差题为1道填空题,属超教学大纲内容,但其分值较低,对试卷整体质量影响不大。本次考试试卷从总体分析来看基本上能够检验出学生对知识点的掌握情况,并且区分出不同层次学生的实际水平,试卷信度也达到了一般考试的要求。通过这次试题质量分析,教研室命题组一致认为,今后应该建立科学规范的试题库,适当提高试题难度,将区分度差的试题删减,提高试卷质量。
体会我们通过对我校2009级细胞生物学专业的《细胞生物学》考试情况的综合分析,发现大部分学生目前的学习方法仍然停留在死记硬背学习内容上,分析和解决问题能力比较差,这些情况充分体现了教学改革的必要性。根据医学院校的教学要求,学生不仅要对学习内容的基本概念和基本知识点的掌握,还要加强培养理论联系实际、分析和解决问题的能力。为此作为教师,我们应该一方面改进教学方法,提高教学质量,另一方面就是特别要注重学生实践能力的培养。同时我们为了进一步规范学生考试试题,建立了《细胞生物学》试题库。《细胞生物学》作为生物技术专业的一门基础与临床相沟通的基础学科,其考试不仅是检测教学效果的重要工具,也对检验和评定学生对知识和技能的掌握、促进学生素质的发展有重要作用。因此,增强学生的主动性,及时调整教学方法和进一步完善考试试题是提高教学质量的重要保证。
一、精选教材
教材是课程知识内容的载体,是进行教学活动的基本材料之一[2,3]。如何选择和使用教材对教学任务的实施、完成和对教学质量的影响至关重要。通过对相关院校的走访、大量资料的查阅以及结合本校水产养殖学科的专业特点、课程学时数以及授课对象,最终确定以翟中和等主编的《细胞生物学》为教学用教材,并及时跟进该书的新版本。在应用该教材的同时,特别注重其他教科书的参考和补充,如将王金发编著的《细胞生物学》、王堃仁等主编的《细胞生物学》、郑国锠等主编的《细胞生物学》、Alberts主编的《Molecular Biology of the Cell》等作为本课程的参考教科书。此外,教师在备课过程中还注重寻求教科书之外的教学资源,如国内外重要学术期刊、国内外知名大学《细胞生物学》课程网站,特别是国外互联网站上与细胞生物学知识相关的网络资源。教学中将教材、参考教科书以及教科书之外的教学资源相互补充和凝练,力求教学内容的系统性和前瞻性。
二、教学内容的遴选
《生物化学》、《遗传学》、《细胞生物学》和《生理学》等是水产学院重要的学科基础课。这些课程在内容上联系极为密切,相互交叉和渗透。在《细胞生物学》课程的教学中,既要避免本课程与其他课程内容的过度重复又要保证授课内容的完整性、体现细胞生物学的核心内容。根据水产学院的教学安排以及授课学生的实际情况,在《细胞生物学》理论课教学中对所用教材的内容进行遴选,合理取舍与合并,最终形成十章作为本校水产养殖学科《细胞生物学》理论课教学内容,即:“绪论”、“细胞的基本知识”、“细胞生物学的主要研究方法”、“细胞表面”、“细胞基质和内膜系统”、“线粒体”、“细胞骨架”、“细胞核与染色体”、“细胞周期和细胞的分裂与分化”和“细胞的衰老与凋亡”。《细胞生物学》理论课的教学内容遴选后,授课中以细胞的结构和功能为主线,从显微、亚显微和分子水平阐述细胞结构,特别是结构与功能的相关性,认识细胞重要生命活动的基本内容和本质,掌握细胞生物学的基本概念和基础理论,在《生物化学》、《遗传学》和《生理学》课程学习的基础之上,通过《细胞生物学》的教学,使学生的知识体系更加系统化、深入化。
三、调整与优化教学内容,因材施教,提高教学效果
由于课堂教学仍然是在校学生获取知识的主要形式[4],因此教学内容确定后,教师要梳理每一章的教学内容,清晰讲授的重点和应达到的具体教学目的。首先,教师要意识到第一次课的重要性,它对激发学生的学习兴趣有着重要的作用。与其他课程一样,课程的讲授内容通常以绪论开篇。但是,不仅许多学生不重视绪论的内容,教师也容易出现缺乏对绪论讲授的激情[5]。教学中我们将教材[1]中绪论的内容重排、调整与优化,收到了较好的教学效果。授课中将细胞生物学的发展简史作为最先讲授的内容,并结合一些与之相关的逸闻趣事,激发学生对该门课程学习的兴趣,使学生在轻松的氛围中了解学科的诞生、认识学科的发展与实验仪器和技术进步的关系;通过介绍“细胞学说”的建立,不仅使学生掌握了该学说的基本原理,还使学生意识到善于点滴积累以及归纳和总结对学习和工作的重要性,通过上述学习学生们也弄清了细胞生物学最基本的研究内容。之后再介绍当今细胞生物学的主要研究内容和研究热点,并将教材目录与绪论的内容相联系,这样不仅使细胞生物学的研究内容深记于学生的脑海中,也便于他们对本课程后续内容的学习和提高学习的信心。其次,授课内容的顺序编排要便于学生与已掌握的有关知识相衔接。根据授课对象的实际情况,教学中按着细胞的组织结构从外向内,即:细胞表面→细胞质→细胞核的顺序,并将结构或功能上联系极为密切的细胞结构的知识放在一起讲授。以本课程的“细胞表面”与“细胞基质和内膜系统”两章为例,对教材以及相关的教科书中的有关内容做了较大的调整,重新编排与优化。授课时“细胞表面”一章,首先介绍细胞表面的结构组成(质膜、细胞外基质和细胞外被、细胞表面的特化结构细胞连接),各结构的特点、功能以及这些结构的相互关系;通过这样的讲授使学生清楚地知道多细胞生物中虽然所有的细胞都具有“质膜”这样一个界膜,它是细胞表面核心结构,但多细胞生物不仅由细胞构成,细胞外还有细胞外基质,同时没有一个细胞是孤立的,细胞与细胞或与细胞外基质形成特定的组织连接结构,从而使多细胞生物成为一个和谐的统一体。之后再详尽地介绍细胞表面核心结构——质膜的物质的运输和信号转导功能,通过这部分的学习又使学生对膜的不对称性和流动性有了更好的理解。此外,由于核糖体与内质网在功能上的关系极为密切,因此将核糖体并入内膜系统中介绍,形成本课程的“细胞基质和内膜系统”一章。授课中首先讲解非膜性细胞器——核糖体在细胞中的分布、化学组成和结构以及功能,之后介绍内膜系统中的内质网、高尔基体和溶酶体的超微结构与功能,但内质网和高尔基体的蛋白质加工功能与蛋白质的分拣形成本章独立的一节,即“蛋白质的分拣与加工”,内容包含信号假说、蛋白质的修饰与加工、蛋白质的分拣和膜泡运输,此节为本章的教学重点之一。介绍信号假说时,由于有了核糖体的知识基础,再结合具体的研究成果,学生则很容易理解分泌性蛋白的合成在细胞基质中起始、肽链延伸暂停、向内质网膜转移等信号假说的具体内容;通过本节其他知识内容的学习,清晰了蛋白质的修饰加工可发生在肽链的合成以及运输过程中,因此构成了蛋白质合成、加工与运输的完整体系。此外,将溶酶体的发生也独立成节,放在“蛋白质的加工与分拣”一节之后,以溶酶体酶的M6P分拣途径为例,将信号假说、蛋白质的加工与分拣以及膜泡运输的部分内容串联起来。通过上述讲授内容的遴选、调整与优化,也使学生对结构、功能、发生上相互关联的内膜系统的理解更加透彻。再次,根据教学时数适当安排自学与课后讨论的教学内容,培养学生自主和探究学习的能力。如“细胞生物学的主要研究方法”一章,不可能在有限的学时内将该部分内容讲透彻,因此该部分内容以学生自学、课下参观相关的仪器设备及与教师交流讨论的形式实现学生对该部分知识的获取;此外根据授课专业特点,叶绿体的知识也以学生自学和课下与老师交流的方式进行。最后,注重讲授内容与其他课程内容上既不过度重复又要较好地衔接。如在讲授质膜的功能——钠钾泵的知识时注意与《生理学》膜电位的知识相联系、细胞骨架中微丝的功能时注重与《生理学》以及《组织胚胎学》肌肉收缩内容的衔接,线粒体功能的讲解则考虑与《生物化学》的内容不过度重复和较好的衔接,而细胞核与染色体的知识需要考虑学生在《遗传学》课程上已掌握的知识。由于本课程的开设在上述几门课程之后,这就要求我们与上述课程的任课教师以及授课学生良好的沟通,适当调整本课程的授课内容与重点,从而使学生通过《细胞生物学》课程的学习,使他们知识体系更加系统化、深入化。
由于细胞生物学的知识面广、信息量大、发展快,因此教学内容的改革是教学改革最重要的部分。结合我校水产养殖学科的专业特点和授课对象的实际情况,对《细胞生物学》理论课的教学内容进行遴选、调整重排与优化,并且应用于《细胞生物学》的教学中,提高了教学效果。此外,通过多年的教学实践我们深深地体会到,完成好教学内容,教师尤其要注重自身知识理论水平的提高,不断地丰富教学内容,才能不断提高教学效果与教学质量。
参考文献:
[1]张晶,华子春.细胞生物学课程体系优化的实践与思考[J].中国细胞生物学学报,2011,33(6):716-719.
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。
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[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).
关键词:医学细胞生物学;新疆;民汉合班
医学细胞生物学是从医学的角度,以细胞生物学和分子生物学为基础,探索研究人体细胞发生、发展、衰老、死亡的生命活动规律及疾病发生机理及防治的科学。医学细胞生物学是我国医学教育的一门重要基础课程,作为当今生物医学研究最活跃的前沿学科之一,其研究手段技术先进,知识内容更新快,汇聚了最新技术手段和科研理念。我校多个医学专业均开设了本课程,但教学中出现的问题也不容小觑,比如民汉学生语言基础不一、文化鸿沟明显和基础知识不一等。
目前新疆高校少数民族学生包括民考汉、双语生和民考民三种。所谓“民汉合班”是指将民语言参加高考学生(包括双语生)和汉学生(其中包括民考汉学生)统一编班进行培养的一种教学模式。为了维护新疆的和平稳定、国家的长治久安、社会的稳步快速发展以及民汉关系的融洽相处,新疆各院校探索和推进民汉合校、合班一体化教学的努力从未停止。以我校厚博学院(以下简称“我院”)为例,我院2014级共16个班,其中3个预科班为民语言班,其余13个班中,有10个班级实施了民汉合班,占62.5%。在医学细胞生物学教学中,正视这些困难并积极寻求解决之道,对于提升民汉合班班级的基础专业课程教学水平,提高学生的语言交往能力及专业知识技能具有重要意义。
一、当前民汉合班班级医学细胞生物学教学的基本现状
1.教学面临着“同步不同效”的现实困境
医学细胞生物学内容覆盖面广,与其他基础医学和临床医学的各个学科联系广泛,成为沟通基础与临床各学科间的重要“桥梁”学科。本学科教学内容多、学时少,且对于新疆民汉合校、合班院校而言,民汉学生在学习、生活方面的模式决定了其在教学方面的特殊性。大部分民考民和部分双语少数民族学生普遍存在专业词汇理解困难的问题,因此教学面临着“同步不同效”的现实困境。
2.学生对医学细胞生物学学习的重要性认识不够
医学细胞生物学主要授课对象为临床医学、口腔医学、麻醉医学等专业一年级学生,他们还没有学习足够的医学知识,因此对医学细胞生物学学习的重要性认识不够。对于部分学生,上课听讲困难,学习积极|生受挫,对于民汉合班班级而言,学生的语言基础和知识理解能力分化明显,学习效果也呈现出“马太效应”。在一体化教学过程中,有的学生甚至完全不理解老师的授课内容,如果不能及时得到适当的帮助和指导,这种学习听课过程中产生的挫折感很容易使他们放弃学习,缺课、逃课也就不难理解了。
3.教材难度过高,不符合民汉合班教学实际
目前我院根据学校规定选取的教材存在着针对性不强、难度过高等缺憾。以笔者所在院校在教务处指定下采用的人民卫生出版社《医学细胞生物学》为例,教材本身内容覆盖面广,知识点繁多,适合医学细胞生物学课程课时较多的院校,而我院本课程理论课时量才24学时,不符合民汉合班的教学实际。教材与学生学习实际情况脱节的现象,既对教师完成既定教学任务造成干扰,也不利于学生知识架构的构建。
二、提高民汉合班班级医学细胞生物学教学水平的对策
1.突出学生的主体性,激发学生学习动机
英国教育家哈曼认为“那些不设法勾起学生求知欲望的教学正如同锤打着一块冰冷的生铁。”教师要激发学生的学习动机,培养其求知欲望,变“要我学”为“我要学”。首先教师要转变教学观念,突出学生在教学过程中的主体性,尊重不同民族学生生活环境和文化背景的差异,调动学生自主参与,因材施教。其次,少数民族学生由于天生活泼好动、热情开朗的个性特点,在课堂上能积极配合教师,认真参与各种课堂教学活动。教师应充分认识到这点,鼓励学生树立学习信心,也可以让同学们“结对子、一帮一”,促使汉族学生放开手脚,变被动为主动,积极地参与课堂组织的各种教学活动,从而使课堂教学气氛活跃,教学效果良好。
2.化繁杂为简洁,降低学生学习难度
我们在本课程中引入“系统”“动态”“时空”等前沿概念,贯穿了“细胞不是一个孤立的细胞,而是组织、器官及个体中的细胞,甚至是不同生理状态或病理状态下的细胞”的基本思想,培养学生批判性学习和创新思维的能力。在授课过程中按照“结构决定功能,功能反映结构的状态”的知识体系优化理论课教学内容,使学生更容易形成生物学知识框架,而且根据我院教学课时的实际情况,精简讲授内容,选取教材中八个章节进行重点讲述,化繁杂为简洁,降低学习难度。
3.利用网络资源对课堂教学进行延伸和有机补充
积极利用网络资源,可以有效弥补当前院校医学细胞生物学教材特色的不足。比如,信号肽指导的分泌性蛋白质在糙面内质网的合成,动态的动画形象在短时间内简洁地展示了合成的过程,很好地帮助学生理解记忆,这是常规教学手段无法做到的,大大提高了教学效率。同时利用医学细胞生物学精品课程网络资源,通过建立师生平台,引导学生充分利用本课程网络资源,通过网上留作业、安排考试等手段吸引学生学习并逐步实现形成性评价,最终做到提高教学质量。
关键词:细胞生物学;教学改革;创新思维
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)32-0210-02
细胞生物学是一门发展迅猛的生命科学基础学科,是现代生命科学的前沿分支学科之一,是高校生命科学学院本科生必修的专业基础课程。为了培养具有创新意识和创新思维的复合型生命科学及其应用领域的新型人才,必须深化细胞生物学教学改革,进行教育创新,其中包括教育理念、方法、手段、教材等的创新[1]。虽然目前的教学手段已从传统的手写口述改进到多媒体教学,具有图、文、声并茂的特点,大大提高了课题信息的传播速度和信息的容量,能够有效的激发学生的学习兴趣,但是,传统的以教师为主体的讲授模式依然存在。要实现培养创新型人才的教育目标,笔者结合自身的经验,提出以下几点建议。
一、精选教学内容,并结合学科的研究前沿
细胞生物学是一门发展迅猛的生命科学基础学科,每年有大量的新成果涌现,属于该学科的知识内容不断扩充和更新。我们以“细胞生物学”为主题,搜索数据库发现,每年有1~2万篇相关文章发表,而以“细胞”为主题的则每年有超过5万篇文章发表。因此,细胞生物学教学面临的新挑战就是知识的更新。除了要全面系统地掌握细胞生物学的教学内容,更要紧跟细胞生物学发展的最新动态,及时补充最新科研成果,力求授课内容新颖。由于教材编写的滞后性及当前科学研究进展的速度极快,即使最新的教材也不能及时吸取最新的研究成果。因此,要搜寻教材之外的相关资源,通过介绍最新的研究方向、技术和研究方法,着重培养学生的研究兴趣,将教材内容、科研进展、生活实例有机融合进课堂教学过程中,结合当前研究的最近进展,在有限的学时内,重点突出、条理分明的展现教学内容。编写教材时出于对知识结构的可控性及教学过程中的统一性,只将本领域内大家达成共识的确定性知识写进教材[2],然而本着尊重科学的理念,教师可在课堂教学过程中选择性的将一些不曾出现在教材的知识介绍给学生,以拓宽学生的视野,活跃他们的思维,以期在他们的研究生涯中爆发出新的创意。
二、采用先进手段,进行立体化教学
细胞生物学是一门综合性强、内容繁多、较为抽象的学科,因此必须对教学方法进行创新,将传统的授课模式与多媒体技术相结合,利用多媒体技术全面、立体的展示教学内容,将教材上的静态描述变成动态图画展示出来,将平面的细胞图片由立体的模型展示出来,将微观的细胞以宏观的状态展现,使教学内容生动、形象、直观,既方便教师讲解又利于学生理解。但是,多媒体教学存在信息量过大、讲解速度过快的缺陷,因此课堂教学应重点突出。将传统课堂教学与新兴的“微课”[3]、“慕课”[4]结合起来,有深有浅、有繁有简,促进学生对教学内容的全面系统的理解。传统的“满堂灌”教学,常常由于忽视了学生的学习心理特点,变得沉闷、效率低,损伤了学生的学习积极性。课程组借鉴新的教学模式,使课堂教学效果得到显著提升。例如将“PBL”教学法和“BOPPPS”教学模式融入细胞生物学课堂教学中。PBL(Problem based learning,PBL)是基于问题的教学,源于杜威的问题教学法理论,1969年由美国的神经病学教授Barrowws在加拿大的麦克马斯特大学首创,目前已成为国际上较流行的一种教学方法,并已从当初的医学教育领域走向其他学科教育领域。PBL的实施包括这样几个基本步骤:根据学生需要掌握的基本概念和原理设计出要解决的实际问题,提供足够资料指导学生自学分组进行讨论、归纳和汇报,最后教师作总结、强化和矫正。在细胞生物学教学中,课程组精选出了一些重要科学研究案例,例如叶绿体、线粒体繁殖分裂机制、蛋白质分选信号学说、MPF发现及SRY性别决定调控机制等教学内容,通过引导学生进行问题设计、讨论与归纳、总结与矫正等环节开展学习。学生反馈说这种学习方式对于他们来说帮助非常大,将枯燥抽象的知识记忆转变为了理解学习的过程,对其科学思维训练非常有用。“BOPPPS”教学模式:根据心理学研究中发现的学生学习注意力规律特点,建立明确的教学目标、有效组织教学内容、吸引学生注意力的一种高效率教学模式。BOPPPS是导言(Bridge-in)、目标(Objective)、前测(Pre-assessment)、参与式学习(Participatory learning)、后测(Post-assessment)和总结(Summary)六阶段课程设计的简称,是一种有效的教学结构,有效率、有效果的教学模式。
课程组教师吸收引进这种教学模式,运用在课堂教学,同时根据这种模式制作了《MPF发现》、《细胞衰老机制》等微课教学视频,获得了学生的广泛好评。另外,教师应结合自己的研究成果,让学生身临其境,直观的感受到所学领域的研究方式。
三、以学生为主体,激发其主动性和创新性
课堂教学过程中,教师主要讲解、学生被动灌输容易造成教师口干舌燥、学生昏昏欲睡的现象。而多媒体课件的信息量很大,有时候教师照着读,学生运笔如飞记笔记,也不利于学生及时理解教学内容,损伤了学生的积极性[5]。因此,教师课件应尽量多用图画来展示内容,一方面图画比较生动形象便于理解,另一方面图画也能引导教师以自己的理解来讲解,而不全照搬课件的文字内容。而要真正的实现以学生为中心,必须改变传统的课堂教学方式,采用比较新颖的“微课”、“慕课”等教学方式。针对细胞生物学课程中的重点内容和难懂内容,应让学生准备PPT,尽量用图画来展示自己的想法,从概念、原理、应用几个方面用5分钟的时间来解释清楚一个内容,鼓励学生发现问题、提出问题,大胆猜测、大胆提问。教师从学生对内容的理解和解释的准确性、表述的简明性、应用进展的新颖度几个方面予以评价。这方面的改进不但可以活跃课堂氛围,激活学生的创造性思维,还可以锻炼学生的自我表现能力和自信,对于培养新时代的创新型人才有很大的促进作用。长久以来,课堂教学都是以教师为中心、以课程为中心来进行的,学生接受的知识领域、容量、深度都受到教师对知识的理解深度和表达方式的限制[6]。在新形势下,以学生为主体的教学方式,在教师讲授课本知识的基础上,让学生对一个相关主题进行拓展,追踪研究前沿,尽量改善以前仅以课本为素材的教学对知识传授的有条件的限制。未知的事物对人的吸引力是无穷的,了解本学科的未知和不确定更能激发学生的好奇心和探索的热情。
四、改进传统的评价和模式,注重学生综合能力的培养
传统的课堂教学课后作业模式,所有人做同一个题目,难免会出现抄作业的现象,并且学生没有选择自己感兴趣的题目的机会。因此,课后作业应该和以上的学生课堂小讲座结合起来,让学生选择自己感兴趣的题目进行准备,并将科学研究的前沿与时下的热点问题联系起来,真正做到学有所用、学以致用[7]。细胞生物学有很多复杂、晦涩难懂的内容,细胞作为生命的最基本组成部分,非常重要却看不见摸不着,如何将细胞里面的微观世界跟我们的宏观世界联系起来,以及和日常生活的实例联系起来,就成了帮助和促进学生学好细胞生物学的重要工作。而学生根据自己的兴趣,自由选择题目,以简明扼要的语言、丰富多彩的图画在短短5分钟的时间内讲清楚一个问题、一个现象、一个原理,本身也是对学生的理解能力、归纳总结能力以及自我表现能力的大大提升。这不仅对本课程的学有帮助,更对我们培养创新型人才非常重要。在对学生的课程成绩进行评定时,设定课堂表现、创新精神、科学精神、表达能力等方面与课程卷面成绩并重,适当引入一些与当下研究热点、生活实际相关的能够考察学生综合能力的题目。
高校肩负着培养大批创新型人才的使命[8],我们应该根据学科特点进行教学方法、教学内容、考核手段的创新,立足基础与能力培养并重,才能获得更好的教学效果。尽管目前细胞生物学教学存在一些问题,比如教学时数少、教师基础差别大等问题,但我们应一如既往的以培养学生创造性思维和探索精神为主导思想,在教学过程中不断探索、不断创新,为学生的培养和教育的创新做出更大的贡献。
参考文献:
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[6]卢晓东.如何破解“钱学森之问”?――兼论创新人才培养与大学教学改革[J].中国高校科技,2011,(7):9-12.
关键词:细胞生物学实验;网络视频示范教学
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2013)29-0056-03
作者简介:田男,女,讲师,研究方向为细胞分子生物学;范春雷,男,教授;窦晓兵,男,副教授;钱颖,女,讲师;胡林峰,男,讲师,第二、三、四、五作者的研究方向均为中药抗动脉粥样硬化。
伴随着信息化和新技术革命的发展,生命科学领域的竞争在全世界范围内不断开展。生命科学最突出特点就是基础理论与操作技能相结合,决定了生命科学学院培养人才的竞争力很大程度取决于学生的实验操作能力。因此,生命科学实验课程体系的教学宗旨在不断改善学生专业知识结构的同时,兼顾如何增强学生对实验的积极性,以及如何引导学生自主学习实验课程,从而使学生能够积极地提高自己的实验操作能力。
细胞生物学与分子生物学,神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科,[1]其对学生的生命科学知识、能力、素质的发展具有直接和长远的影响。从其研究对象及研究方法上已体现出,这门学科涉及各种显微镜的使用、细胞培养、细胞器提取及基因重组等一系列实验操作。因此,如何不断提高学生实验操作技能,成为细胞生物学实验教学亟待解决的问题。而网络的兴起正改变着传统的教学方式和教学理念,实验教学正在酝酿一场新的变革,网络远程教学、多媒体课件等将有可能成为实验教学的崭新手段。笔者结合多年的教学经验,对网络视频示范教学在细胞生物学实验课程中的应用进行了初步探讨。
一、细胞生物学实验教学现状分析
近年来,细胞生物学和遗传学、分子生物学的联系日趋密切,新理论、新概念、新技术层出不穷,使得细胞生物学理论发展非常迅速。然而,目前细胞生物学实验教学普遍滞后于理论课,存在着种种缺陷:
实验教学模式单调,学生处于被动地位,难以激发其积极性和主动性。[2]目前的实验教学模式往往强调知识的传授、实验的验证和实验结果的获得,而较少重视学生学习积极性、主动性的调动,学生只是被动填鸭式的接受,教学效果不佳。
实验内容陈旧、单一。实验内容多是验证性实验,难以培养学生的创新能力,不利于学生综合素质的培养。[3]
实验教学手段生硬、单一,主要是口授和板书。[4]一方面口授和板书直观性较差、讲课速度慢,课堂信息量有限;另一方面由于口授的差异性与板书的局限性,教师常常难以把实验内容准确而规范地传授给学生,并且学生的接受能力不同,对实验原理、实验操作的理解也会出现偏差,做实验时经常出现错误。
现在基本所有的细胞生物学实验是由教师做实验准备工作,学生对实验前准备、预实验认识不够。实验前准备包括配制试剂、预定设备、各种实验耗材的准备、器具的灭菌等等,学生对实验缺乏整体观,只是机械地按照实验流程操作,导致学生动手能力、处理解决问题能力得不到充分的锻炼,有违教学初衷。
由于实验课程各章相对独立、上课时间间隔较长,具体实验程序复杂,动手操作多,学生多而专职教师少,导致细胞生物学实验课程教学效果不佳。
所以,想在有限的时间内既完成大量教学任务,又提高学生的实验技能,引导学生更好地进行自主学习,达到开展实验课程的目的,就需要利用多媒体计算机通信技术,结合现代化网络教学平台,实施实验操作视频示范教学与课堂教学相结合,充分利用学生的课余时间,提高教学效能。为培养飞速发展的生命科学所需要的、具有更强竞争能力的高素质创新人才创造条件。
二、细胞生物学实验教学改革及优势
1.将传统单一的实验教学模式转变为基于网络平台的实验视频示范教学模式,与传统课堂教学相结合
用摄像机拍摄下细胞生物学实验课程。该课程由专职教师根据自己的专业特长选择实验进行操作,在实验开始前向学生讲解实验原理、对本节实验所需器材一一介绍,在实验操作过程中强调操作的重点、难点。实验视频拍摄完成后,使用相关软件对其进行加工处理。实验课程视频制作、处理完成后,通过多媒体计算机信息技术将操作视频放入本院网站中,并同时在页面中设置实验原理、实验目的、器材设备、注意事项及课后作业的选项,方便学生在观看视频的同时掌握实验的原理及目的意义。
提前告知学生在学院网站上预习实验视频,鼓励学生自主学习,带着问题来上实验课,而课堂上教师可以参考学生的问题有的放矢,着重强调重点、难点。因为学生已经观看过视频对实验操作有了一定的认识,课堂上教师再次进行示范操作时,学生可以选择自己不太了解的部分有目的地学习,更有利于增加学生的积极性,提高动手操作能力。这样网络视频示范教学就与课堂教学结合,构筑现代化细胞生物学实验视频示范教学模式。从而实现真正意义上的以学生为中心、以教师为主导,强调学习者认知主体作用的模式,同时又不忽略教师的指导作用。基于网络环境下的视频教学,能够使学生充分发挥主观性和独立性,有利于教师引导学生自主学习,增强学习实验课程的积极性,适合学生在课前进行实验预习,课后巩固复习,再结合课堂上教师的手把手指导,使学生不断提高实验操作技能,进一步理解基础理论。
2.组织教学学生参与实验课实验的准备和管理工作,也鼓励学生进入学院相关课题组实验室做实验
由于传统细胞生物学实验是由教师做实验准备工作,学生对实验前准备、预实验认识不够,学生对实验缺乏整体观,学生只是机械地按照实验流程操作,导致学生动手能力、处理解决问题能力得不到充分的锻炼。因此,有计划的组织教学学生参与实验课实验的准备和管理工作,也鼓励学生进入学院相关课题组实验室做实验。这样教学,学生不但熟悉了实验室规章制度,掌握了一些试剂配置和仪器使用方法,还提高了动手操作能力,特别是在综合性和设计性实验中发挥了很好的带动作用,[5]对学生以后就业、继续深造都有好处,学生踊跃报名,很积极。
三、网络视频示范教学在细胞生物学实验教学中主要优势
1.使学生的被动学习转变为主动学习
在学生实验前,先观看实验操作录像,例如细胞培养录像,使学生在操作前对实验的程序、方法、注意事项有了直观的了解,然后实验教师亲手示范整个实验操作步骤,最后再让学生进行实验。这样,一方面大大缩短实验时间,同时也使学生加深了印象。也可以把观看视频等作为实验教学的平时成绩,提高学生学习实验的积极性。据课后学生反馈,这样实验教学效果很好,深受欢迎。
另外,细胞生物学实验课程中常常有很多的等待时间,如材料固定、离心及染色等,充分利用这一时间,以让学生观察相关实验的装片或切片,也可以观察上届学生制成的永久装片,这样可以将实验结果提前展示给学生,增强学生对实验结果直观性的认识;[6]另外,教师也可以结合自己的科研经历,给学生介绍实验中技术发现的历史及其具体应用,或相关的科普小故事,或可以和学生讨论本实验可能出现的结果等,培养他们分析问题和解决问题的能力,同时也极大调动学生上实验课的积极性和主动学习的热情。同时缓解学生多教师少的局面,实现高效能教学。
2.教学中的视频、课件及教师的示范的有机结合,符合学生的认知规律
细胞生物学实验教学涉及显微镜的使用、细胞培养、细胞器提取及基因重组等一系列实验操作。由于实验操作中有许多小的细节需要注意,实验中微小的差异就可能导致实验结果不同。由于时间、无菌原则的限制,许多内容无法演示,直观认识的缺乏常常限制了学生的思路。网络视频示范教学可再现许多以往的实验操作错误,使学生在短时间内了解到大量直观信息。同时可以把实验原理通过动画、课件展现给学生,加深对实验原理的认识。
四、总结
网络视频示范教学作为一种新兴的实验教学手段,还应有一个不断改进和完善的过程。例如,由于受硬件条件的限制,部分影像效果不太理想;学生注意力不很集中;教师为了讲解多媒体课件与学生间的交流较差;教师、学生对网络(校园网)的利用率低;如何实现现代化网络视频示范教学与传统课堂教学的有机结合,等等。相信随着实验室硬件的改善、视频和课件制作水平以及网络与实验课程教学结合水平的提高,这些问题将逐步得到解决。
在实验教学过程中,要合理有效地运用网络视频示范教学手段,以达到提高教学效果和教学效率的目的。把握好网络视频示范教学与传统教学方法的有机结合,真正发挥网络视频示范教学在实验教学中的作用,使得实验课程真正向学生开放。一方面使学生共享不同的教学资源,丰富学习内容,另一方面又可以使学生享受图文并茂、视听一体的动态课程,改变学生固有的学习模式,使其发挥主观能动性、提高实验学习的积极性,从而在实践操作过程中不仅学到知识,而且体会到动手的乐趣。
参考文献:
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关键词:细胞生物学 实验 教学改革
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)01(a)-0104-02
细胞生物学是生命科学领域至关重要的基础学科。近年来,随着新理论、新概念、新技术的不断涌现,细胞生物学发展非常迅速。细胞生物学实验是细胞生物学的重要组成部分,但目前细胞生物学实验教学普遍滞后于理论课[1~2]。为了使细胞生物学实验教学质量上一个新台阶,我校对细胞生物学实验教学进行了改革与初步实践。在此,我们从课程内容安排调整,实验教学手段多样化和实验考核体系多元化三个方面进行阐述,以期为其他院校的细胞生物学实验教学的改革提供参考。
1 实验课程安排调整
传统的细胞生物学实验主要是以验证型实验为主,实验内容单一,不能激发学生的学习兴趣,不利于学生综合素质和创新能力的培养。传统的细胞生物学实验还存在学时过少,上课时间与理论课脱节的问题。鉴于以上原因,细胞生物学实验的课程内容和上课时间需要进行重新调整。
1.1 课程内容调整
实验学时由原来的32学时增加为48学时,实验内容由原来单一的验证型实验被调整为包括验证型、综合型和创新设计型三种类型的实验(见表1)。
1.1.1 调整验证型实验
基础性验证型实验的开设是为了巩固理论知识和基本实验操作技能的锻炼,因此,我们保留并重新调整了验证型实验。细胞形态结构和大小测量的实验被融入细胞培养实验中,小鼠巨噬细胞吞噬的观察实验被融入细胞吞噬与融合实验。DNA的Feulgen染色法和PAS反应法显示糖原及其它多糖都运用了细胞免疫化学方法,仅保留其一。为了学习不同细胞器的具体分离方法,线粒体的提取与观察实验被扩展为叶绿体和线粒体的提取与观察实验。
1.1.2 开设综合型实验
综合实验涉及了多种实验技术,系统化的综合实验有利于锻炼学生的综合素质[3]。细胞培养及细胞吞噬与融合被定为综合型实验。在细胞培养实验中,培养材料为配对的正常细胞与肿瘤细胞,实验涉及了细胞培养液的配制,细胞的复苏、培养和冻存,以及细胞形态的观察,大小测量和计数等技术。学生通过正常细胞和肿瘤细胞的比较,为学瘤细胞的基本特性提供了感性认识。在细胞吞噬和融合实验中,选择鸡红细胞为材料。以吞噬百分数和吞噬指数为指标,增加不同处理对小鼠巨噬细胞吞噬功能的研究;以聚乙二醇为诱导剂,研究不同的细胞密度、融合温度、乙二醇浓度及反应时间对细胞融合率的影响,筛选鸡红细胞融合的优化条件。
1.1.3 增加创新设计实验
最后,我们结合细胞生物学教研室中教师的科研工作,开展了创新设计实验,进一步培养学生的创新和科研能力[4]。首先,各实验小组学生根据设计实验的大方向查阅国内外文献后进行选题并完成实验设计。然后,按照小组阐述,学生发表意见,指导教师归纳总结的流程,对实验设计进行论证。最后,学生对实验设计进行修改和完善后,亲自进行实验前的准备及操作。
1.2 上课时间调整
为了配合细胞生物学理论知识的学习,细胞生物学实验的上课时间被调到与细胞生物学理论课同一个学期进行,而且从该学期的第四周开始实验,此时学生刚刚结束了细胞生物学第三章内容《细胞生物学研究方法和技术》的学习,对于常用的方法有了理论上的知识,有利于理解和掌握实验的内容。
2 实验教学手段多样化
目前,飞速发展的信息技术正以惊人的速度进入到教学的各个领域和环节,推动着教育教学的深刻改革。细胞生物学实验教学手段多样化的改革也离不开信息技术,需要现代教育技术的支持。
2.1 采用用多媒体技术
传统的实验课教学停留在黑板和挂图上,受时间和空间限制,难以调动学生学习的积极性。我们采用多媒体进行教学,提供了大量图表和图片以及动画,增加了教学信息量。多媒体教学优化了教学过程,充分调动了学生的积极性,提高了教学效率和教学效果。
2.2 介绍科学文献
细胞生物学实验操作技术是为科学研究服务的,教师在实验开始时展示与开设实验技术相关的3~5篇中外文科学文献,注重介绍文献中的实验方法,总结实验方法的进展,让学生了解实验方法的最新动态[5]。
2.3 利用网络教学平台
网络教学突破了传统教学中以“课堂、课本、教师”为中心的教学模式,能够更快捷和有效的进行信息交流,提高了学生的学习效率。通过实践和调查,学生通过网络平台主要解决了以下问题:第一,学生通过浏览网站,可以更有效的进行预习和复习;第二,学生在教学网络中的实验经验交流论坛中,通过交流实验心得加深了对实验的理解和掌握;第三,教学网站中提供了专业网站链接,便于学生充分利用网络资源,有利于培养学生的创新精神和创造能力。
3 实验考核体系多元化
传统的实验成绩基本上是根据学生的实验报告给定的,实验报告以学生抄写实验目的、原理、过程为主,不能体现出学生的实验操作能力和掌握能力,不利于学生良好实验素质和严谨科学态度的培养和形成。因此,实验考核系统的改革势在必行,我们采用不同的实验考核内容和不同的考核方式,即多元化考核体系进行考核。
3.1 基于实验类型的考核体系
根据基础性验证型、综合型和创新设计型实验各自的特点,我们建立了基于实验类型的考核体系,具体实验考核如下分配。
其中,基础性验证型实验注重考核学生的平时操作及实验结论,综合型实验注重学生的实际操作能力(占80%)。实验报告包括以下两方面的内容:第一,对实验结果的记录和分析。随堂记录实验结果可以促进学生对实验操作的重视;第二,通过解答实验后的思考题巩固实验内容。创新设计型实验注重对学生的创新能力进行考核,其中的论文写作为以后的毕业论文以及科研论文的写作奠定良好基础。
3.2 网络化考核体系
随着细胞生物学实验教学网络平台的开发,我们在网络平台上建立了考核数据库。对于耗时时间长的实验,教师让学生观看录像,然后提出问题进行考核。对于切片观察的实验,让学生对在网络平台上随机抽到的图片进行解释。此外,学生可利用计算机进行实验设计,完成对其创新能力的考核。
4 结语
在细胞生物学实验教学的改革中,我们通过对实验课程的内容及上课时间进行重新调整安排,借助多媒体技术、科研文献的介绍和网络平台等实现教学手段多样化,利用基于实验类型及网络的考核体系进行考核,充分调动了学生学习的积极性和主动性,提高了学生的科研和创新能力。
参考文献
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[2] 张俭,刘胜贵.《细胞生物学》实验课程的教改探索[J].黔东南民族师范高等专科学校学报,2005,23(3):71-72.
[3] 孙瞄,毛泽善,穆灵敏,等.开设细胞生物学综合实验的改革与探索[J].实验室科学,2006,4(2):14-15.
素质教育历来是高等教育阶段的主要任务,提升学生的科学素养是素质教育中一项最基本的内容,尤其是对生物学而言,更应该注重提高和培养学生的生物科学素养,这样才能够培养出能适应当代生命科学发展需要的应用型专门人才。所谓生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力,包括人们所掌握的生物科学知识、技能和方法,以及在此基础上形成的生物科学能力、科学观以及科学品质等方面。①细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,是21世纪自然科学的三大前沿学科之一,是当前生命科学领域中最活跃、最富有发展前景的学科,是生物类专业的主干课程之一。因此,在细胞生物学教学中如何提高学生的科学素养对于培养新时期的生物人才至关重要。本文主要对当代大学生生物科学素养现状、实施生物科学素养教育的重要意义以及如何在细胞生物学教学之中提高学生的科学素养进行了综述,旨在为生物教学提供一定的参考价值,以供方家借鉴。
1 当代大学生的生物科学素养现状及其存在问题
生物相关专业的学生对生物科学技术具有浓厚的兴趣,生物科学技术基础知识扎实,对生物技术发展持积极的肯定态度,具备良好的科技强国的信念。但是,他们对高新生物科学技术知识和先进实验技术了解较少,生物科学实验实践技能较差,对生物科学科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有调查表明,当代大学生对于当前的一些生物热点问题有一定的了解,但是对于高新技术的应用和新的科学研究领域的认识不足。在理性上,有43%的学生是盲目的怀疑,或者是盲从专家和他人的观点,对事物较少有自己的看法;在探索求知精神上,“科学功利主义”对学生的影响最大,使得学生视本文由收集整理野狭窄、目光短浅;在实证精神上,有62%的学生缺乏实验实证精神,偏重抽象思维,缺乏科学实验的精神和价值眼光。②此外,许多高校只注重生物专业课的常规教学,很少举办专门的科研活动,且科学技能培养与锻炼的途径缺乏,这使得大学缺乏浓郁的科学素养氛围,学生较难形成一定的科学技能,由此科学实践能力也较差。
2 细胞生物学教学中培养科学素养的意义
细胞生物学是生物学类及农林医药类本科生一门必修的专业基础课,是现代生命科学的前沿分支学科之一,它是以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。细胞生物学是一门承上启下的学科,和分子生物学一起同是现代生命科学的基础,并广泛渗透到遗传学、发育生物学、生殖生物学、神经生物学和免疫生物学等的研究中,和农业、医学、生物高新技术的发展有密切的关系,是生命科学的重要支柱之一,在解决人类面临的重大问题、促进经济和社会发展中发挥重要的基础作用。同时,细胞生物学又是一门实践性很强的学科,重要理论与实践密切地联系着。随着生命科学自身和生物产业的快速发展,对生命科学相关领域创新型人才的需求也在不断增加。由此可见,细胞生物学课程中科学素养的培养对于建立与其专业层次、研究方向相符合的细胞生物学知识构架体系,培养和锻炼学生的科学思维能力具有非常重要的作用。
3 细胞生物学教学中如何培养学生的科学素养
细胞生物学作为生物学类及农林医药类的一门专业基础课程,在培养学生的科学素养方面,具有举足轻的重要作用。然而,科学素养的提高不是一朝一夕之功,教师应始终将其贯穿于自己的教学之中。如何在细胞生物学教学中培养和提高学生的科学素养,以下是笔者的一些想法和体会。
3.1 加强课堂教学中的“生活化”融合
细胞生物学的知识理论性强,内容抽象深奥、难于理解,教师可以试将抽象的内容与日常生活相联系,使学生有此联想起有趣的、熟悉的生活场景或事物,这不仅使抽象的内容具体化和动态化,使其容易理解,而且激发了学生的探究欲望和学习兴趣。例如讲解“蛋白质的分选”时,引导学生由细胞社会联想到人类社会。细胞中的各种蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞的各种膜区和组分,只有当蛋白质各就各位并组装成结构和功能复合体,才能参与细胞的各种生命活动。这就好比在人类社会中,各专业的毕业生只有找到适合其自身特点的工作岗位才能发挥所长。总之,运用发散性思维,尽可能地将细胞生物学抽象的理论知识与生活实际联系起来,并配合以
多媒体辅助手段,使抽象的内容变得形象生动,易于理解掌握。
3.2 侧重教学内容的前沿性和新颖性
细胞生物学发展极为迅速,随着科学家们研究成果的不断涌现,其内容处在不断更新的动态过程中。因此,教师在教学过程中,要注重联系学科的前沿和热点,讲述较先进的科学结论,跟踪国际上最新进展。此外,教师在注重教学的同时,宜以科研并举,以科研引导和促进教学;教学与培养科学研究型人才紧密结合;教学内容与最新科研进展同步,使学生在正确掌握细胞生物学基础上学会解决与之相关的科学研究问题。如将教师的主要科研成果与基础理论教学有机结合,结合教学内容介绍自己的科研成果,这样既生动又贴切,学生又很熟悉,使学生获得学习的兴趣和动力,亦可以启发学生的创新思维能力,培养学生的科研钻研精神。
3.3 增加细胞生物学实验综合性和设计性实验的比例
综合性实验注重知识的综合运用,实验原理和方法步骤较为复杂,可以使学生更好地理解实验原理,正确使用仪器设备,锻炼学生综合分析问题的能力;设计性实验是指学生根据实验项目,自主设计实验方案,自主准备实验材料,自主配制实验所需试剂,根据自己的时间自主安排实验进程,设计性实验可以充分调动学生的实验积极性,培养学生的创新思维和勇于探索的精神。由此可见,综合性和设计性实验可以锻炼学生综合分析问题和解决问题的能力。③然而目前许多高校由于实验条件和课时安排的限制,细胞生物学实验主要以基本操作和验证性实验为主,综合性和设计性实验较少甚至没有,这在一定程度上限制了学生综合素质和创新思维的培养。④因此,教师应根据科学性、可行性和实用性原则增大综合性和设计性实验的比例。如我们精选了真核生物基因组的提取、纯化、鉴定、扩增、酶切、重组、转化、筛选的大实验,膜蛋白的分离与鉴定等综合设计型大实验,这些实验中的每个实验都构成了一个综合性整体,同时,在实验材料的选择上尽量做到由学生自主选择。通过每一次的综合设计实验,使学生进一步巩固了已学习的知识和已掌握的技术,并能够对实验结果进行合理的正确的资料采集、整理、分析和归纳,有效地培养了学生的科学素质、科学精神、创新思维及分析问题和解决问题的能力。
3.4 组织各种“科学小组”,布置学科发展前沿的讨论,与全程科研训练对接,以培养学生的科学态度和科学精神
1 当代大学生的生物科学素养现状及其存在问题
生物相关专业的学生对生物科学技术具有浓厚的兴趣,生物科学技术基础知识扎实,对生物技术发展持积极的肯定态度,具备良好的科技强国的信念。但是,他们对高新生物科学技术知识和先进实验技术了解较少,生物科学实验实践技能较差,对生物科学科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有调查表明,当代大学生对于当前的一些生物热点问题有一定的了解,但是对于高新技术的应用和新的科学研究领域的认识不足。在理性上,有43%的学生是盲目的怀疑,或者是盲从专家和他人的观点,对事物较少有自己的看法;在探索求知精神上,“科学功利主义”对学生的影响最大,使得学生视野狭窄、目光短浅;在实证精神上,有62%的学生缺乏实验实证精神,偏重抽象思维,缺乏科学实验的精神和价值眼光。②此外,许多高校只注重生物专业课的常规教学,很少举办专门的科研活动,且科学技能培养与锻炼的途径缺乏,这使得大学缺乏浓郁的科学素养氛围,学生较难形成一定的科学技能,由此科学实践能力也较差。
2 细胞生物学教学中培养科学素养的意义
细胞生物学是生物学类及农林医药类本科生一门必修的专业基础课,是现代生命科学的前沿分支学科之一,它是以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。细胞生物学是一门承上启下的学科,和分子生物学一起同是现代生命科学的基础,并广泛渗透到遗传学、发育生物学、生殖生物学、神经生物学和免疫生物学等的研究中,和农业、医学、生物高新技术的发展有密切的关系,是生命科学的重要支柱之一,在解决人类面临的重大问题、促进经济和社会发展中发挥重要的基础作用。同时,细胞生物学又是一门实践性很强的学科,重要理论与实践密切地联系着。随着生命科学自身和生物产业的快速发展,对生命科学相关领域创新型人才的需求也在不断增加。由此可见,细胞生物学课程中科学素养的培养对于建立与其专业层次、研究方向相符合的细胞生物学知识构架体系,培养和锻炼学生的科学思维能力具有非常重要的作用。
3 细胞生物学教学中如何培养学生的科学素养
细胞生物学作为生物学类及农林医药类的一门专业基础课程,在培养学生的科学素养方面,具有举足轻的重要作用。然而,科学素养的提高不是一朝一夕之功,教师应始终将其贯穿于自己的教学之中。如何在细胞生物学教学中培养和提高学生的科学素养,以下是笔者的一些想法和体会。
3.1 加强课堂教学中的“生活化”融合
细胞生物学的知识理论性强,内容抽象深奥、难于理解,教师可以试将抽象的内容与日常生活相联系,使学生有此联想起有趣的、熟悉的生活场景或事物,这不仅使抽象的内容具体化和动态化,使其容易理解,而且激发了学生的探究欲望和学习兴趣。例如讲解“蛋白质的分选”时,引导学生由细胞社会联想到人类社会。细胞中的各种蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞的各种膜区和组分,只有当蛋白质各就各位并组装成结构和功能复合体,才能参与细胞的各种生命活动。这就好比在人类社会中,各专业的毕业生只有找到适合其自身特点的工作岗位才能发挥所长。总之,运用发散性思维,尽可能地将细胞生物学抽象的理论知识与生活实际联系起来,并配合以多媒体辅助手段,使抽象的内容变得形象生动,易于理解掌握。
3.2 侧重教学内容的前沿性和新颖性
细胞生物学发展极为迅速,随着科学家们研究成果的不断涌现,其内容处在不断更新的动态过程中。因此,教师在教学过程中,要注重联系学科的前沿和热点,讲述较先进的科学结论,跟踪国际上最新进展。此外,教师在注重教学的同时,宜以科研并举,以科研引导和促进教学;教学与培养科学研究型人才紧密结合;教学内容与最新科研进展同步,使学生在正确掌握细胞生物学基础上学会解决与之相关的科学研究问题。如将教师的主要科研成果与基础理论教学有机结合,结合教学内容介绍自己的科研成果,这样既生动又贴切,学生又很熟悉,使学生获得学习的兴趣和动力,亦可以启发学生的创新思维能力,培养学生的科研钻研精神。
3.3 增加细胞生物学实验综合性和设计性实验的比例
综合性实验注重知识的综合运用,实验原理和方法步骤较为复杂,可以使学生更好地理解实验原理,正确使用仪器设备,锻炼学生综合分析问题的能力;设计性实验是指学生根据实验项目,自主设计实验方案,自主准备实验材料,自主配制实验所需试剂,根据自己的时间自主安排实验进程,设计性实验可以充分调动学生的实验积极性,培养学生的创新思维和勇于探索的精神。由此可见,综合性和设计性实验可以锻炼学生综合分析问题和解决问题的能力。③然而目前许多高校由于实验条件和课时安排的限制,细胞生物学实验主要以基本操作和验证性实验为主,综合性和设计性实验较少甚至没有,这在一定程度上限制了学生综合素质和创新思维的培养。④因此,教师应根据科学性、可行性和实用性原则增大综合性和设计性实验的比例。如我们精选了真核生物基因组的提取、纯化、鉴定、扩增、酶切、重组、转化、筛选的大实验,膜蛋白的分离与鉴定等综合设计型大实验,这些实验中的每个实验都构成了一个综合性整体,同时,在实验材料的选择上尽量做到由学生自主选择。通过每一次的综合设计实验,使学生进一步巩固了已学习的知识和已掌握的技术,并能够对实验结果进行合理的正确的资料采集、整理、分析和归纳,有效地培养了学生的科学素质、科学精神、创新思维及分析问题和解决问题的能力。
3.4 组织各种“科学小组”,布置学科发展前沿的讨论,与全程科研训练对接,以培养学生的科学态度和科学精神