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一、引言
细胞生物学是生命科学中一门重要的分支学科。细胞生物学主要从细胞的不同结构层次以及细胞间的相互关系来研究细胞生命活动(生长、分裂、分化、遗传变异、运动和兴奋、传导、衰老和死亡)的基本规律。从生命结构层次来看,细胞生物学位于分子生物学和个体生物学之间,同它们相互衔接、相互渗透。因此,从这一意义上来说,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学科的研究中,和农业、医学、生物高新技术发展有着密切的关系,是生命科学的重要支柱之一[1]。
目前,国内已有过百所高校开设了细胞生物学专业,细胞生物学专业的培养目标是“使学生既掌握本学科的发展简史和前沿领域,又掌握细胞生物学的基础知识、基本概念和基本理论,使学生受到基本科学思维训练,同时使学生学会学习,具有自我开拓可获得知识和利用信息的能力。要求学生牢固掌握细胞的基本结构和功能及各细胞器间的关系的基本知识,并且能够掌握和了解细胞生物学的热点课题的现状和未来的发展趋势,包括生命信息流和细胞信息网络的研究、信号传递与细胞识别、神经活动的细胞及分子基础、蛋白质的加工与分选、发育的分子机制及遗传控制、细胞增殖、调控与编程死亡等,使学生对认识细胞的生命活动具有强烈的追求和探索精神,善于从生命现象探求其内在规律,能够运用现有的细胞生物学知识去研究生命科学中与细胞生物学有关的课题。”[2]当前,许多高校开设的细胞生物课程,针对学生综合能力的培养还不够,同时,缺乏专业性与系统性。本文针对本校细胞生物学课程存在的问题,在学校教改项目的支持下,探索“授之以鱼,不如授之以渔”的优化细胞生物学教学体系,融知识传授与能力培养为一体的教学新模式。
二、细胞生物学教学内容的优化
《细胞生物学》的内容涵盖植物、动物、细菌等多种生物,并且与其他学科内容交叉渗透广泛,因此教学过程中,容易导致主线不清晰,层次紊乱,内容繁杂等问题。在教学过程中,要使学生在脑海中建立起一个较为牢固的细胞生物学的知识体系和网络,这就要求在一线教学的我们更多地考虑授课的内容。
(一)突出重点,避免重复
细胞生物学课程内容涉及到微生物学、生物化学、植物生理学、动物生理学、遗传学和普通生物学等学科,这些专业课的内容在授课的时间上不一致。为了有效避免与先行课程中所讲授的内容出现重复,并且游刃有余地突出本课程在此知识点上特有的重点,必须对教学的内容进行优化。首先在教学的过程中应该掌握每个章节的内容与哪门课程的知识点重复;其次应了解与此知识点重复的课程的授课时间是否早于此知识点。若是,则在教授此知识点时,与细胞生物学不相关的内容则一带而过。若否,则建议在传授此知识点时,即使此内容与细胞生物学的内容相关性不强,但为了方便学生更加深刻地理解此知识点,则应简单介绍。比如在介绍线粒体和叶绿体这两个章节的内容时,电子传递链、氧化磷酸化和光合磷酸化的内容在生物化学课程中是作为重点讲授的内容。因此,在细胞生物学课程中,若学生已经具备了此知识点,则在讲课的过程中,我们应当简单提及此知识点,而重点阐述线粒体与叶绿体的结构与化学组成、其上蛋白的定位、代谢自主程度,核基因对其控制及其起源等。又比如细胞核与染色体章节中,在分子生物学和遗传学的内容中,都重点阐述了此部分内容,因此在细胞生物学课程中,仅做简单介绍即可。这样,使本学科与其他课程的知识紧密衔接又避免了不必要的重复,在有限的学时内,将重点内容最大化地传授给学生。
(二)贯穿前沿内容,贴近时展
细胞生物学是一门实验科学,科学在日新月异地发展,而我们的课本却并不能时刻地更新以顺应科学的发展。因此,这就要求我们的细胞生物学的教师不能因循守旧,只顾及课本的基础知识点。我们必须站在科学发展的前沿,掌握本领域科技发展动态,并将此动态转化为知识点的内容,及时传递给学生,激发学生对科研的热情,吸引其注意力。近年来的诺贝尔医学或生理学奖绝大多数都颁给了细胞生物学相关的研究领域,例如今年的奖项颁发给了日本科学家大隅良典,赞扬其在细胞的自噬作用方面的卓越贡献。当我们在传授“溶酶体的自噬作用”这一内容时,我们可以将此例先呈现出来,吸引学生的注意力,再将要讲授的知识点加以阐述,以便于学生对知识点的理解和记忆更加牢固。
(三)启发引导,对知识点适当延伸
改变传统的“教师在讲台上照本宣科,学生在台下死记硬背应付考试。”的僵化做法。在传授学生知识时,我们教师应该多用“问题导入法”来引出知识点,并让学生根据他们现有的知识,在脑海中搜寻相关的解释。这一方面让学生积极参与课堂之中,最重要的是让学生学会思考问题,比如在讲授“细胞的大小及体积恒定”这一小节时,可以先让学生思考一个问题:人和小鼠相应的器官都是由细胞组成的,比如心、肺、脾脏等,但是人的这些器官都比小鼠大很多,那么这到底是由于细胞的数量造成的,还是由于细胞的大小不一造成的?另外,每个知识点发?F过程的背后都是有很有趣的小故事,在传授这些知识点之前,我们教师不妨先讲述一下这些小故事,从而激发起学生发现新知识的热情和动力,帮助学生学会预测、预见和构想未来事物的发展变化,不断增强学生的自觉性和创造性。
三、教学手段和方法的优化
在慕课和微课逐渐发展壮大的大背景下,我们教师应该通过整合网络上优秀的资源来进行授课。虽热目前慕课和微课的资源并不能完全涵盖整个细胞生物学的所有知识点,但部分已经成型。在上课前,我们可以让学生通过自学的方式先对知识点进行预习,通过上课提问的方式来了解学生学习的动态,这样可以有效避免因为教师“填鸭式”的授课让学生出现学习上的“惰性”。在上课时,我们可以通过“自学―讨论―总结”的教学模式来激发学生对学习以及探索的热情。
四、改革考核方法
??下,各个院校最常用的考核方式局限于期末考试,这样带来的不可避免的一个问题就是,就算学生平时不怎么学习,只要在期末前几天突击一下,也可以取得一个不错的成绩。为了提高学生的综合能力,我们应当改变考核方式。考核应贯穿于整个课程学习之中,如布置课程论文就是一个提高学生综合能力的方法。在部分知识点或者章节讲授完成之后,给出一个研讨题,让学生以团队的形式共同查阅相关的文献,最终以PPT或者以课程论文形式进行专题交流研讨,这样不仅提高了学生的论文查阅能力、团队协作能力、语言表达能力,还提高了学习的主动性,对科研训练和毕业设计也将起到很大的作用。
关键词:细胞生物学;教学方法;探讨
中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)25-0211-02
一、引言
著名的细胞生物学家E.B.Wilson曾说:“一切生命的关键问题都要到细胞中去寻找,因为所有生物体都是,或曾经是一个细胞。”作为生命科学中的一门重要的基础学科,细胞生物学的研究对象就是细胞,而细胞的研究既是生命科学的出发点,又是生命科学的汇聚点,因此,学生学好这门课显得尤为重要。通过近几年的教学实践,现就细胞生物学课程教学方法谈几点体会,和广大教师作一下探讨。
二、课前准备
备好课是上好课的前提。备课主要集中在“备学生、备内容、备方法”三个环节。
1.备学生。就是在课前了解学生已学过了哪些课程,掌握了哪些基础知识,估计其在学习过程中对知识的接受能力和可能会出现的问题,并据此确定教学内容及其重难点,制定教学方案和选择教学方法。
2.备内容。就是在领会教学大纲和认真钻研教材的基础上,及时查阅与本学科有关的文献资料及最新进展。具体有两种做法:其一是合理取舍教学内容。目前细胞生物学理论课教学中,就其内容有两个问题比较突出:一是课时少,内容多;二是教学内容与很多学科(如生理学、生物化学、遗传学等)的内容相互联系、相互渗透。针对上述问题,我们在教学内容的选择上把握两个原则:一是注重生物学所需要的基础知识;二是尽量避开本课程知识与其它相关课程知识相重叠之处。其二是把当前细胞生物学的最新进展融入教学中,以完善教学内容。细胞生物学发展很快,新技术、新方法和新内容层出不穷,因此不能局限于教材的框框,要站在细胞生物学发展的前沿,及时掌握本学科发展的最新动态,并把这些前沿与动态在教学内容中反映出来。
3.备方法。就是根据课程的教学内容和学生实际来设计教学方案和教学方法,同时做好总学时和每节课学时的合理分配,避免前紧后松或前松后紧,以免遗漏或顾此失彼。另外,备课时还要注意对一堂课进行设计,如何开头、如何过渡、如何结尾、如何突出重点、如何讲清难点等。
总之,备课是教师在教学活动中的一个极其重要的组成部分,是一个艰苦的创作过程,需要投入相当多的时间和精力。
三、课堂组织
1.应用引言。引言是序曲,不仅会引起学生的兴趣,还会引导学生进一步思考。常用的引言导入方法主要有:设问释疑导入法、媒介导入法和反悖导入法等。
2.语言技巧。一方面语言要有科学性、简练性、准确性和生动性,一方面语调要有抑扬顿挫。
3.激发学生的学习兴趣。在讲解某一知识点时有时会通过联系生活常识进行讲解,这样能充分调动学生的学习兴趣,尽量避免枯燥的理论说教,让他们变被动接受知识为主动接受知识。
4.采用启发式教学。课堂上穿插一些启发式提问,以避免从始至终都是教师“一言堂”,充分调动学生在课堂上的主动思考,使他们成为课堂教学中的主体。
5.多媒体教学与传统教学结合使用。细胞生物学主要讲授细胞的结构、功能、增殖、分化、衰老和死亡等,以前多采用在黑板上绘制示意图,或利用挂图等形式用于教学。在黑板上绘制示意图,浪费时间且准确度不高;采用购买的挂图携带不方便,而且还缺乏动感。如何化静为动、化抽象为具体呢?为此,我们制做了图文并茂且生动形象的多媒体课件。但是多媒体课件教学速度快、信息量大,学生眼盯大屏幕,导致学生与教师的互动减少,因此在多媒体教学中应尽量放慢速度,还要结合传统教学,合理使用黑板与板书,使学生有思考和理解的过程,这样传统教学对多媒体教学起到了很好的补充作用。
6.辩证统一观点贯穿整个教学课程。应用辩证统一的观点,从结构与功能的统一,局部与整体的统一,动态发展变化的过程中找出细胞内在的联系。
四、课后完善
1.课后总结及反馈。教师可从学生的课后疑问和反馈信息中,考虑自己在某些知识点上是否讲解清楚,及时总结经验和教训并加以改进,使教学水平逐步得到提高。
2.组织学生查阅相关文献。针对细胞生物学的研究新进展,指导他们走进图书馆或上网自己去查找有关的资料。这种做法不仅使学生了解了某领域的发展动态和最新成果,而且锻炼了他们查阅文献资料的能力,对其毕业论文写作也有好处。
3.提高学生的自学能力。正确理解和认识“教”的内涵,在提高学生自学能力上下功夫。学生是教学对象,是教学的主体,只有充分发挥他们的学习积极性,才能很好地完成教学过程。
4.积极开展教学研究和科学研究。要提高自身的授课水平,就要不断地进行教学研究和科学研究。通过教学研究,不断更新教育理念、钻研教学方法并加以推广;通过科学研究,不仅提高理论知识水平,还能使自己理论联系实际。
五、结语
通过几年的授课实践,我们体会到课上与课下、教师与学生很好的结合是学生学好这门课所必不可少的。本文只是我们的一些粗浅认识和做法,在此与广大同仁一起探讨,旨在进一步提高细胞生物学的教学质量。
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【关键词】教学;细胞生物学;教学方法;多媒体技术
作为生物专业和生命科学的重要课程,细胞生物学一直都是相关领域的必修课程。将细胞生物学这门学科给教好,对于提高学生的专业素质、提升学生走向社会之后在职业生涯中的竞争力都是大有裨益的。然而鉴于细胞生物学这门课程本身的特征,即细胞生物学的研究对象是细胞,而细胞本身就是需要借助显微镜才可见的,因而也一直找不到能够适应这门学科的传统教学方法。随着现代教育的逐渐发展,多媒体技术[1]也越来越被广泛地应用于教学当中。利用多媒体技术进行细胞生物学的教学,可以使学生更加全方位地了解微观世界的生物细胞,进而大大提高教学质量。
一、细胞生物学概述
所谓“细胞生物学”,是指是在分子水平、亚显微水平和显微水平这三个层次上,研究细胞的结构和功能,以及各种生命规律的一门学科。细胞生物学通过使用近代物理学与化学的科技成果以及分子生物学的概念、方法,基于细胞水平来对生命活动进行研究,细胞生物学所研究的核心问题就是遗传及发育的问题。但是因为细胞生物学是对微观世界的探究,因此若要对其进行研究,就必须运用到显微镜。
正是由于细胞生物学的上述特征,使得在用传统方式进行细胞生物学的教学时,会出现很多的弊端;而在用多媒体技术进行细胞生物学教学时,则会显现出很多的优势。
二、传统细胞生物学教学方法中存在的问题
传统的教学方法就是书本加黑板,即老师在讲台上通过板书的形式,向坐在讲台下面的学生们传授书本中的知识。而一直以来,这种传统的教学方式也一直存在,并且在现今教学方式中仍然占据很重要的地位。这种传统的教学方法固然能够让学生们理解书中的某些知识,但是它还是存在很多的弊端的,尤其是当这种传统教学方式应用于像细胞生物学这种抽象的学科时,它所呈现的不足则更加明显了:
(1)细胞生物学是一门很抽象的学科,仅仅通过老师的板书和口授是达不到很明显的教学效果的,毕竟这门学科的研究对象是微观的细胞,是人的肉眼所不能看见的东西。如果教学方式仅仅停留在传统方式上,老师们只能通过口授或者是在黑板上以简单地图表来向学生们阐述细胞的结构,因此学生们是很难想象细胞的构造的,因而学生们不能够对细胞的功能有更为深刻的理解,这对于学生对相关知识的吸收是很不利的,因而教学质量也不会很理想。
(2)在授课过程中,老师们可能需要向学生们讲解细胞的具体构造,以便学生们对细胞各部分的功能会有一个详细的了解。为了使讲解能够更加生动和具体,老师可能需要在黑板上画出细胞结构的简略图,一方面由于黑板上所画的图都是二维的,没有立体感;另一方面,老师们画图的水平毕竟有限,不可能在黑板上画出比较清晰明了的细胞图,因此传统教学方式的教学效果不显著。
(3)一节课的时间是有限的,如果老师花过多的时间在板书的书写和画图上,就会浪费宝贵的上课时间,那么在原本就有限的时间内所能讲述的知识就更加的少了。既然时间利用率不高,那么自然教学质量也不会很理想了。
综上所述,若用传统的教学方法对细胞生物学这门学科进行授课,教学质量是不会很好的。这个时候,多媒体教学就显得有优势多了。因此,需要通过利用多媒体技术来进行细胞生物学课程的讲解。
三、利用多媒体技术进行教学的优点
科技的进步也推动了现代教育的发展,如今大部分学校都配备了多媒体教室,在多媒体教室老师可以通过多媒体技术向学生们授课。所谓多媒体教学方式,就是指将授课方式与计算机技术结合起来。通过多媒体技术,可以将原本抽象的知识形象化。在授课过程中,通过向同学们展示丰富多彩的、吸引眼球的图片、音频、视频等,充分调动了学生们在上课时的感官,使得原本枯燥的、抽象的知识变得生动、具体,增加同学们上课的兴趣,进而可以改善教学质量。
尤其是像细胞生物学这样抽象的学科,所研究的对象又是人的肉眼不可见的细胞,传统的教学方法不能够形象地向学生们展示细胞的内部构造以及细胞的变化等。因而,通过多媒体技术进行细胞生物学的教学,是有很多优势的:
(1)通过多媒体进行教学时,可向同学们展示相关的图片、视频和音频,充分调动同学们的感官,增大同学们可获取的信息量,让同学们了解更多关于细胞结构的知识。例如老师若要向同学们展示细胞有丝分裂的整个过程,在传统教学方法中,老师们可能需要在黑板上画出细胞有丝分裂各个阶段的图,以便向同学们解释各个阶段细胞的变化,这样做一方面浪费时间,另一方面如果老师在黑板上的图由于失误而画错了的话,还会误导学生。但是利用多媒体课件,并用形象的图片和适当的动画设置加以辅助,就可以形象生动地向学生们展示细胞有丝分裂时的整个过程,这样同学们对相关知识的记忆也会更加深刻。
(2)以前“填鸭式”的教学气氛,即老师在讲台上讲课,同学们在下面疯狂地记笔记,使得教学质量很不理想。然而通过多媒体技术,使得教学方式不再呆板,相反,会使得课堂气氛活跃,因而可以显著的改善教学效果。
(3)俗话说,“兴趣是最好的老师”。通过多媒体技术,将原本枯燥的细胞生物学这门科目变得生动和有趣,因而可以大大增加同学们对这门科目的兴趣,提高同学们对这门科目的记忆。同学们的兴趣提上去了,那么同学们学习这门科目的能力也就提上去了,教学质量也就会有相应的提升了。
(4)可以省去很多老师板书的时间,因而可以增加课堂的时间利用率,老师们也就可以有更多的时间去讲解更多的知识了,同学们所学习的也就多了。
(5)在传统的教学方式中,学生们在课堂上会由于忙于记笔记而没有很在意老师所讲的某些重要的知识点,这是得不偿失的。但是在多媒体教学方式中,老师们的授课都是有相应的课件的,学生们大可在课堂上认真听讲,只是适当地做笔记,不要忽略老师所讲的任何一个知识点,课后再向老师拷贝课件就可以了。
(5)在多媒体教学方式中,由于老师不再是在讲台上“疯狂”地板书,学生们也不再是在下面“疯狂”地做笔记,使得老师和同学们在课堂上有更多的时间进行互动和交流,学生们哪里没有理解得透就可以当场提出来,老师当场进行解惑,对于改善教学质量也是大有裨益的。因而,利用多媒体技术进行教学,会使得整个课堂的互动性更强。
四、将多媒体技术应用于细胞生物学教学中的具体做法
前已所述,将多媒体技术应用于细胞生物学这门学科的教学中,是有很多的优势的。那么如何将多媒体技术应用于细胞生物学的教学中呢?可从如下几个方面来说明:
(1)老师们要精心的制作多媒体课件,课件就相当于传统教学中的板书,老师是要根据课件进行课程的讲解的,因而课件的质量将直接影响整节课的质量。课件并不是文字和图片的简单罗列,相反,课件应当是老师在对本节课进行备课时,对知识进行梳理后,想好了怎样对知识进行编排有利于学生们的理解,再进行课件的制作。课件不宜做得太过花哨,否则会分散学生们在课堂上的注意力,反而不太好;但同时课件也不应该只是文字的堆积,否则这样的课件也就只是传统板书的电子版,也就达不到提高学生的学习积极性的目的了。因而课件制作,应当分清主次,并且有一定的逻辑。
(2)即使是利用多媒体进行授课,也要将多媒体技术与传统教学方式相结合,才能达到更好的效果。虽然传统的教学方式存在很多弊端和不足之处,但是却不能对这种传统教学方式进行全盘否认。例如在进行多媒体教学时,虽然通过图片和视频等会使同学们对知识的接受能力更强,但是有时候同学们还是会对某些知识点比较晦涩,这时候传统的板书就应当充当一个辅助作用了。毕竟老师对每个知识点的理解程度都会比学生更为深刻,通过板书和老师在黑板上做进一步的演示,学生们对某些知识点的理解才会更加的深刻。
(3)教学内容应当及时地更新,以便能够跟得上时代的步伐。由于学校的课本一般都是好几年前就已经出版了的,因而书本上很多的知识点或是描述得不够全面或是跟不上时代的步伐。尤其是像细胞生物学这样的学科,更新的频率是很快的。老师在进行备课时,应当将已经更新了的知识体现在所制作的课件中。在授课的过程中,就应当将这些书本中没有的新知识向学生们讲解。通过向学生们传授相关领域的比较新的知识和比较前沿的研究,可以让学生们掌握最新的知识,开阔学生们的眼界,打开学生们的思维,这对于学生们以后的职业生涯是有莫大的帮助的。
(4)国外对细胞生物学这一领域的研究是比国内做得要多的,所取得的成就也是优于我国的,因而在进行授课时,不应当仅仅局限于国内的研究成果,不能坐井观天,相反,应当放眼全世界,积极地吸收国外先进的研究成果,那样才会有进步。老师应当多看看国外的书籍,多了解国外对这门课程是如何讲解的,向外国人多借鉴和学习,同时也要鼓励学生们多看看国外的书籍。通过多媒体技术,利用图片、视频等,可以更好地向学生们展示国外相关领域的研究成果。
(5)在教学中要注意将多媒体教学和启发式教学相结合。多媒体授课的显著特征就是在授课过程中是需要用到课件的,而课件是可以设置各种动画效果的。因此为了充分调动学生们在课堂上的积极性,可以通过对动画效果做相应的设置而起到引导学生积极思考的效果。通过课件的启发,可使得学生们积极进行思考,会让教学效果事半功倍。
五、对于将多媒体技术应用于细胞生物学教学的展望
多媒体技术为现代教育的教学方式开辟了一条全新的道路,通过多媒体教学中所用到的形象的图片、音频及视频等,可以使抽象知识具体化、枯燥的课堂生动化、静态的学习动态化,因而可以使得教学质量有意想不到的提升。
前文已经详细地说明了利用多媒体技术进行细胞生物学这门课程的教学的优势以及具体做法,其实多媒体教学可以应用于任何一门课程的教学,只要能够以适当方式使用多媒体技术,并辅助以传统教学方法,就一定会取得更好的教学质量效果。
六、结论
细胞生物学是一门特殊的学科,它所研究的对象是人的肉眼所不能看见的细胞,这种特殊性也使得通过传统的教学方式进行教学是不能取到很好的效果的。随着科技的发展,现代教育也逐渐与计算机接轨,通过对媒体技术,可对该课程进行生动的讲解,即化抽象为具体、化枯燥为生动,从而提高同学们对细胞生物学这一学科的兴趣,进而可以提高教学质量。因而将多媒体应用于细胞生物学这门学科是有很多的益处的。
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关键词:医学细胞生物学;实验课;课程改革;整合式
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0035-02
医学细胞生物学是医学生基础课程中的重要组成部分,与医学本身一样,它是一门实践性很强的学科[1]。传统的医学细胞生物学在理论讲授的基础上也有一定的实验内容配合。以往的实验课多是作为理论课程的补充参与于整体教学中的,如针对理论课中讲到的某个知识点进行验证。其优点在于巩固了理论课程内容,然而随着细胞生物学的迅速发展,理论课知识的不断更新,实验课程无论从内容还是形式上都显示出了明显的滞后性[2]。传统的实验课教学往往要求学生被动的接受,对理论课程重复认识,缺乏创新性思维[3]。加之,现今的医学科学不断的强调转化医学,要求基础与临床结合,将科研成果更好地应用于临床,因而对医学细胞生物学实验课程进行深入改革是势在必行的。我们针对八年制学生进行了医学细胞生物学实验课程改革,开设独立的“医学细胞生物学实验课”,强调课程的整体性和系统性。在对基本实验技术了解和熟悉的基础上,主要培养学生的科研思维能力、课题设计能力,提高学生综合运用所学知识独立分析问题、解决问题的能力。该课程已经开展五年,本文就课程设计和带教过程中的体会与大家共同探讨,以期为医学细胞生物学实验课程的改革提供一定的思路。
一、整合式的课程设计有效地培养了学生的科研思维能力
医学细胞生物学实验课为系统性、整体性设计,将新的细胞生物学技术及理论知识融会贯通在整个教学过程中,而完整的实验课程相当于一个小的研究课题。课程主要以体外培养的细胞为研究材料,结合学生初次接触细胞培养以及实验课连贯性的特点,选用易操作、易观察的细胞系为研究对象。首次实验课涉及细胞培养所需的最基本操作,诸如传代、计数等等。紧接着的课程主要给予细胞不同类型的损伤(缺糖、药物等)或同时进行损伤后恢复处理等,从现象观察到机制探讨步步深入。例如:倒置显微镜镜下观察某化疗药物(不同浓度)对细胞数目、细胞形态改变的影响,提出不同浓度药物作用下细胞增殖的可能变化。通过CCK-8或MTT实验获得不同浓度该药物对细胞增殖及活力的影响,并比较、讨论实际检测结果与预期结果是否一致。随后对该药物影响细胞增殖的可能机制进行分析,是经由该药物诱导细胞凋亡还是坏死,查阅文献,提出假设,设计合理的实验进行验证。如明确是凋亡在该过程中发挥重要作用,那么下一步将寻找可能的凋亡相关分子,层层递进。每一步都需要学生们思考下一步应该怎么进行,预期结果是什么,实际上得出的结果是否与预期相符,说明了什么,提示了什么。具体到课程中,就要求学生每次课程结束的时候都要进行思索与探讨,并设计出下一步即下节课所需进行的实验。而第二次上课时教师需针对上节课的结果进行分析讨论、总结,提出可能进行的或应该进行的实验。实验课程环环相扣,从而达到从现象观察分析到机制探讨的目的,激发同学学习兴趣的同时,将科研思维能力的培养贯穿其中。除此之外,在整个过程中,还要求同学们根据课程所涉及的内容,查阅大量文献,设计出具有一定可行性的,独立的小课题。教师对设计出的小课题进行点评,包括其可行性及设计上是否完整等等,再次强化对学生科研能力的培养。
二、高效、有序的教学体系,确保教学质量
实验课程改革要达到好的效果,需要从“教”与“学”两方面进行配合。“教”的方面:首先,在整个医学细胞生物学实验课中,为了保证教学质量,一名教师负责一个班所有的实验课程授课和实验报告的批改,这样能全面掌握学生对实验的理解和把握。将学生在实验报告中出现的问题或提出的问题,及时在第二次课中进行讲解和反馈。实验课程结束的时候亦相当于一个独立小课题的结题,教师需从整体上对课程再次梳理,讲明每一步实验选择的意义,以及还有哪些平行实验可以替代或共同验证相关结果。实验课程改革后对教师的要求更高,需要将几次实验合理地设计为一个小课题,需要对最新的医学细胞生物学、遗传学理论及技术有很好的了解。同时加大了实验课的教学力度,增加实验教学学时数,并尽可能多地增加每位同学的动手次数。医学细胞生物学实验课从开始至今不断探索,根据学生的反馈进行调整,带教老师也精心制作了多媒体课件,使学生对实验原理及实验设计有更清晰、明确的了解。
从“学”的方面而言,学生从小接受的更多的是被动性训练。在课程刚开始的时候,学生积极的思考并不够,更多的是希望老师能给出一个标准答案。随着课程的进展,通过老师的启发、鼓励,学生从被动性接受进入主动性思考,能够主动提出问题,提出自己的想法,教学效果有了更明显的提升。
三、全程参与实验,激发学生的学习兴趣
传统实验课多为固定时间,许多步骤均由技术人员提前完成,课堂上学生只能做关键的几步,这样学生无法从整体上把握实验。而现行的实验课,灵活调整时间,让学生全程参与实验。例如,在实验课正式开始前两天,让学生先将细胞按一定的数目接种于96孔培养板上;24小时后,给处于对数生长期的细胞损伤处理(缺糖或加药);损伤6小时后,一组细胞恢复正常培养基培养(损伤恢复组);至损伤组损伤处理24小时后,所有细胞同时进行相关指标检测。实验过程中要求学生认真观察,不放过任何细节,独立思考,并以实验小组为单位对预期结果和实际结果进行分析、讨论。全程参与实验充分调动了学生的积极性和主动性,更好地激发了学生的学习兴趣。多位同学在课程结束后,设计课题,申请了学校各项“科创项目”,在教师的指导下,利用课余时间完成研究项目,发表多篇论文,其中部分文章发表在SCI期刊上。在这个过程中使学生对科研的严谨性、创新性有了更深刻的认识,也拓宽了学生的知识面,对医学细胞生物最新的研究进展有所了解。
四、改革考核方式,全面、客观地评价学生
建立完善的成绩评定体系也是保证实验教学质量和效果的关键。以往实验课的成绩主要是理论课成绩中很小的一部分,多以实验报告和出勤率作为参考。而开设独立的医学细胞生物学实验课程的目的就是为了更好地培养学生的科研能力,包括科研思维、动手操作、团队合作等等。因而作为独立的课程后,需要更加全面地考察学生的实验能力。我们将实验课成绩分为三部分:实验报告及设计的小课题;平时成绩(实验态度,动手能力,科学的思维方式);笔试。笔试也主要以应用性课题为主。这样的考核方式既能了解学生的动手能力、科研能力,又能考察学生的综合素质,有利于学生创新能力、独立操作、独立思考能力,团队合作能力的培养。
总之,医学细胞生物学实验课程的改革是医学细胞生物学发展的必然趋势,根据我们五年来的探索,发现整体性、系统性的改革有助于训练学生科学的思维能力,以适应未来医生培养的需求。
参考文献:
[1]李明,刘俊,白晓春,罗深秋.医学细胞生物学实验教学改革探索[J].山西医科大学学报:基础医学教育版,2011,13(2).
【关键词】细胞生物学 教学
细胞生物学是生命科学的基础学科,其理论知识已经渗透到生物学相关课程的各个领域,是高校生物学相关专业的一门重要基础课。细胞生物学以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层次,以动态的观点, 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现象。细胞生物学研究的是细胞的微观世界,是一门比较抽象的学科,不容易理解。在教学过程中如何将抽象的微观世界更加精彩、形象的展示给学生,如何将复杂的生命活动事件简明、扼要的讲述给学生,使学生清晰准确地掌握抽象的知识,要求高校生物学教学工作者不断地进行探索和尝试。
1.教学内容的优化
细胞生物学是一个前沿学科,它的讲授需要与时俱进。但是很多高校教师只是在年复一年的重复自己的授课内容,而这些教学内容有些可能会随着生物学的不断发展已经失去原有的价值。作为教师,我们不仅要让学生掌握细胞生物学这门课的基本知识体系,还要将细胞生物学的前沿知识传递给学生。这就要求教师阅读大量细胞生物学相关的国内外优秀的书籍、文献[1],根据每年新的研究热点以及生物学发展动态补充教学内容。例如,在讲述高尔基体的功能时,将病原菌入侵机体如何限制MHC分子的表达及抗原提呈实现自身潜伏感染的报道融入教学,使学生更加深刻的掌握高尔基体胞内运输蛋白的功能。
细胞生物学既是一门基础学科更是交叉学科,教学内容需要避免重复。细胞生物学与生物化学、遗传学、分子生物学、微生物学等生物学相关课程均存在相互联系、相互渗透的关系。这就要求教师要对教学内容进行研究、归纳、取舍,既保证细胞生物学课程体系的系统、完整,又避免重复教学的问题。例如,细胞生物学第三章中细胞内生物大分子的结构与功能主要讲述的是核算与蛋白质的结构与功能,而此部分内容在生物化学这门课程中会重点讲述,因此此部分内容在细胞生物学教学内容中可以略讲;此外《细胞核与染色体》这一章中染色体的复制与表达内容在分子生物学课程中是重点讲述的内容,我们把核膜、核孔复合体结构及生物学功能作为本章重点,这样既可以在有限的课时内避免知识的重复赘述,又可丰富细胞生物学特有的内容。
细胞的生命活动与我们人类身体有着密切的关系。将理论知识与人的日常生活现象紧密结合,学生很容易掌握相关的知识。例如,缺少维生素C时,脯氨酸的羟基化受到影响,从而引起坏血病。这是由于形成胶原蛋白的前a链未经羟基化不能形成稳定的3股螺旋结构而很快在细胞中降解,结果导致胞外基质中较远的不断丢失而引起血管脆性增加、牙齿松脱以及创生不能恢复。又如,做面膜补水,不是向细胞内补水,而是向胞外基质中补充各种可以吸收水分的多糖成分,糖胺聚糖可以像海绵一样吸收水分,使皮肤变得水润。通过这些例子学生极容易记住相关的知识点,而且也不容易忘记。
2.教学方法的完善
教学方法是教学活动的基本要素,是增强教学效果和提高人才培养质量的重要手段[2]。细胞生物学是一个动态发展的学科,要改变传统的教学模式。课堂上以教师为中心单纯的知识传授不能调动学生学习的主动性和积极性。因此我们采用多种教学方式,如启发式、讨论式并且结合双语教学。例如,在细胞生物学教学中开设专题讨论课,每个专题讨论一个问题,问题提前设置,学生以组为单位上课之前查找相关资料,并对资料进行整理、综合、提炼,形成报告,其他小组成员进行质疑和补充。经过证实,我们的专题讨论课极大地调动了学生的学习积极性、提高了学生收集整理资料的能力,锻炼了学生的勇气、增强了学生的自信。专题讨论的形式加深了学生对知识的理解程度,同时在查阅资料的过程中也拓展了学生的知识面。实践证实多种教学方式联合应用能够充分调动学生的学习热情,培养学生获取知识和独立思考的能力,增强学生分析解决问题的能力,有利于学生对理论知识的理解和记忆。
3.教学手段的扩充
细胞生物学给学生呈现的是一个微观的世界。如何把一个微观、抽象、复杂的细胞世界形象、直观、生动的展现给学生?简单的挂图已经不能满足细胞生物学教学的要求,这就要求教师在教学过程中应用多媒体课件[3]。采用多媒体技术,细胞生物学教学摆脱了传统的“黑板+ 粉笔 + 挂图 + 模型”静止化的教学模式,以声音、图像、动画、视频等相结合的方式形象化教学[4]。在细胞生物学教学过程中,我们收集了大量国外知名大学制作的动画,定期对多媒体教学资料库、教学课件库进行更新和整理同时设立课程教学网页,为教师和学生提供一个知识共享的平台。我们细胞生物学每一章都设计了相应教学内容的动画和视频。例如,在细胞培养与细胞工程这一节内容中,我们将克隆羊多莉的制备过程从卵母细胞开始,以动画的形式将全过程形象直观的展示给学生。除此之外物质跨膜运输、细胞信号转导、细胞分裂、线粒体相关疾病等视频会在相应的章节一一展示给学生。多媒体课件的应用不但增大了教学信息、扩展了教学容量,还大大地增强了视听效果,加深了学生的记忆力。实践证明学生对形象的图解的记忆能力要远远高于对文字的理解能力,以此我们的课件涉及概念、细胞各种生命活动过程都有相应的图解或动画视频。
4.考核方式的改革
改变以往“重知识、轻能力”的考核方式,树立以能力和素质考核为中心的考试观念[5],完善考核方式是为了更好地进行细胞生物学教学改革。为了调动师生的教与学的积极性,我们制定了细胞生物学课程考核方式改革实施方案。(1)把考核内容定位在对以往知识的理解和对学生独立思考能力的考查上,即增加应用、创新知识的考核;减少单个知识技能的考核,增加知识能力体系的考核。在具体考核内容的设计上,要求授课教师将考核内容延伸到课外知识上。(2)考核形式多样,具体包括开卷、闭卷、开闭卷结合、答辩、实验操作、撰写专题报告、学术论文以及多种方式结合等。同时要求考核形式要推行多个阶段,如平时测试、作业测评、课外阅读、期中考核、期末考核等。(3)改变考核成绩的构成,加大学习过程、到课率、平时作业、平时表现得分率,加大实验课成绩构成比例,适当体现阶段性考核成绩比例,降低期末成绩考核的占分比例,推行多种成绩评定方式。期末考核成绩占50%,平时成绩、单元考核及期中考核成绩共占50%。课程平时成绩包括课程教学过程中的测验、作业、实验报告、课堂讨论等成绩。通过改革我们已经初步建立了双向式、沟通式的考核信息反馈机制,并且发挥了考核促进教法和学法改进的作用,强化了学生课外自主学习的积极性。
改革之后的细胞生物学教学体系已经应用于生物技术、生物科学专业的学生,并且获得了预期的效果。今后,我们将在教学实践中继续完善该教学体系,不断提高细胞生物学教学质量,保证“教”与“学”的有效性。
【参考文献】
[1]曾军,陈宏远.研究性教学模式在医学细胞生物学教学的应用[J].山西医科大学学报,2010,12(4):350-352.
[2]别敦荣.大学教学方法创新与提高高等教育质量[J]. 清华大学教育研究,2009,30(4): 95-101.