细胞生物学的主要研究内容范文

时间:2023-12-14 17:41:18

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细胞生物学的主要研究内容

篇1

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. 

篇2

关键词:细胞生物学、实验教学、创新能力培养

【中图分类号】G642

基金项目:国家基础科学人才培养基金项目(J1103507)

随着生命科学的不断进步,人们对细胞的研究不断深入。细胞生物学已成为当前各个高校生命科学相关专业的主干课程之一。细胞生物学作为一门实验科学,在本科教学中具有举足轻重的地位[1]。细胞生物学实验课程的开设,是以学生掌握基本实验技能和有关细胞生物学的研究方法为目的,并通过实验培养学生的创新能力和科研意识,从而达到提高学生综合科研素质的目的。

目前细胞生物学实验教学仍存在着一些不足与缺陷。诸如教学方法过于简单、教学内容不能体现最新研究成果、教学评价有待进一步科学化和规范化所导致的实验教学效果不佳和效率低等问题。这些都影响了学生创新能力的培养和科研素质的提高,不利于学生将来的综合发展。培养具有一流科研素质和创新能力的复合型人才, 是广大教育工作者面临的巨大挑战。在当前的学习中, 学生注重理论学习轻视实验学习思想还很严重;教师队伍中, 存在着重科研轻教学特别是基础实验教学的现象, 这在很大程度上忽视了对本科生动手能力和科研创新能力的培养。实验教学的水平和装备条件差异较大的问题依然存在。为提高细胞生物学实验教学质量, 全面培养学生的创新能力, 我们在细胞生物学实验教学过程中更加注重学生创新能力的培养环节,对实验教学进行了初步改革探索。

1 优化实验教学内容,体现时代性

(1)优化细胞生物学实验教材

作为一门独立开设的课程,细胞生物学实验课在于培养学生的实验动手能力、创新能力,提高学生的科研素养。随着教学改革的不断加快和教学设施的不断完善,陈旧的实验教学内容和单一乏味的验证性实验过程已不能满足现阶段的实验教学要求[2]。优化细胞生物学实验内容,体现本领域最新研究成果并增强实验教学的时代性,是目前一项重要的工作。首先要选取兄弟院校的优秀实验教材用书。我们学院选用的是有高等教育出版社和施普林格(Springer)出版社联合出版,李素文主编的《细胞生物学实验指导》。其次专业实验课教师可根据多年细胞生物学实验教学的经验和学院特色编写制作更合适的实验课教材及与之配套的课件。细胞生物学实验教学内容的选取一是应依据精炼、新颖、灵活的思路,二是要根据现有的实验基础条件,充分利用共享公共资源平台,增设开放性,研究性实验项目。让学生通过实验课教学能更好的巩固理论知识,用理论知识支撑实践教学。

(2)及时更新实验内容,完善培养模式

科技发展永不止步,细胞生物学领域的新概念、新信息、新理论也是层出不穷。细胞生物学实验教学要能及时跟踪国际上细胞生物学研究进展及热点并在实验内容上有所体现。通过对最新研究成果的评述,让学生结合已学习过的理论知识开启发散性思维。首先我们不断尝试结合细胞生物学的最新进展,在原有课程的基础上,增设研究型实验课题。比如开展了C2C12细胞的传代培养及活性检测实验,在此基础上我们选取了一些细胞炎性因子让学生自己设计实验去研究细胞的增值和迁移现象。另外还采取本科生导师制,由学生根据自己的兴趣自由选择细胞生物学方面的教师作为导师,进入到专业实验室结合导师的科研课题进行探究性实验。这些举措不仅让学生在极有限的时间内学到了基础性实验技术,而且在综合性实验阶段进一步促进了学生的三种能力培养(创新能力、实践动手能力和团队合作能力),极大地激发了学生对细胞生物学实验的兴趣。

2 建立以学生为主体的实验教学方法

(1)讨论启发式教学

诱发学生学习动机、激发其学习兴趣,对于细胞生物学实验教学至关重要。目前很多学校的实验教学方法依旧是采用“灌输式”方法教授学生,学生在教学过程中只是被动的、按部就班的进行实验,缺少主动思考的时间和空间。这种教学方法不仅禁锢了学生的创新思维,更加泯灭了学生对实验的兴趣。细胞生物学实验教学方法的好坏直接影响着教学目标的实现和教学内容的确立。我们利用有限的课时开展讨论启发式教学方法,并结合利用现代化教学手段,结合音频,视频等材料辅助教学,充分调动学生学习的积极性;基于细胞生物学教学实验室和科研实验室的设施条件,选取实验主题,实施开放式教学,让学生积极主动参与实验教学过程中,变被动为主动,充分建立以学生为主体的实验教学方法。在学生参与实验的过程中,对学生进行自由分组,每组4人左右,根据选中的课题,鼓励学生充分利用图书馆资源、数据库资源查找相关文献,最终提交实验项目小论文,并作为主角在课堂上进行讲解展示,同时回答老师和同学们的提问。通过这种讨论启发式的教学,极大拓展了学生的创新思维。

(2)现代化多媒体教学手段辅助

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。细胞生物学实验教学内容中,有不少具有一定的复杂性和抽象性,仅依靠传统的教学方法已经无法满足学生们的需要,多媒体技术的应用能将一些原本口述或板书困难的抽象概念具体、直观地显示出来,使学生对要学习的实验课有更加整体直观的印象。比如我们在进行细胞培养实验课的教学过程中,就安排参加教育实习的研究生按照实验流程进行相关的实验操作,同时用录像机记录下相关视频配上解说制作成视频文件,在做细胞培养实验前给同学们放映。让同学们通过观看录像,对实验的前期准备工作和实验过程中的要点难点进行学习,这样可以有效地提高学生的实验技能和成功率,并且同学们在观看的过程中还可以进一步巩固自己学过的理论知识,进而提出关于实验的疑惑之处。通过在实验教学过程中适当的运用多种教学手段,使学生对实验原理、实验过程、实验结果等理解的更加透彻,让学生能够充分发挥他们的想象力、创新性和主动性。

3 构建多层次实验成绩综合评定模式

(1)设置开放式实验

实验开放包括实验材料的开放,实验内容的开放和实验室的开放[3-4]。由于目前本校细胞生物学实验主要是面向大三本科生开设,他们在本学期的课程任务较重,时间有限。所以灵活开展一些开放性实验,充分利用他们的空余时间对培养他们的创新能力非常必要。比如我们在开展细胞核的荧光显微镜观察实验中,就设置了不同染色原理的荧光染料,让同学们自由选择,根据荧光染料的选择,自己动手设置荧光显微镜的激发滤光片,通过规范操作,得出结果并形成实验报告。这样,选择不同染料的同学得到的结果就不相同,避免了有些同学在写实验报告过程中的相互借鉴现象,同时在此过程中也激发了同学们的创新思维能力。

(2)实验报告更注重对结果的分析

生物学是一门实验科学,有实验就要允许失败。我们细胞生物学实验教学过程中并非要求所有学生一定要得到预设的实验结果。我们的实验课允许没有实验结果的实验报告上交,前提是学生要根据我们的实验步骤,回忆自己实验过程中的操作,找出实验失败的原因并进行分析。我们认为这样的实验报告,虽没有实验结果,但锻炼了学生的分析能力,同时在另一方面培养了创新能力。

(3)成绩评价多样化

细胞生物学实验课的成绩要体现出评价多样化。仅仅根据平时的实验报告已不能全面反映学生在实验课上的表现,更不能全面体现学生的创新能力和科学素养。我们的成绩评价是以平时的实验报告为基础,还包括平时考评(出勤率和课堂表现),操作性强的实验课的操作成绩,以及期末考试成绩。为考察学生分析解决问题的能力,我们在期末笔试中还加入了一定比例的实验设计题和综合性分析题。这些题目让学生更注重知识的综合应用,非常有利于学生综合素质的提高。通过多样化的成绩评定模式既提高了学生学习的主动性,夯实了基础实验知识,又促使学生更重视平时的实验操作训练,提高自己的实验技能和综合素质,从多方面培养其创新能力。

随着细胞生物学学科的迅猛发展,细胞生物学实验教学的改革探索必须跟上。细胞生物学实验教学的改革,能进一步提高学生的实验专业技能,增强其团队合作意识,同时培养学生的创新能力。

主要参考文献:

[1] 孙剑华,张红锋。2010. 基于学生发展的细胞生物学实验评价.实验室研究与探索, (3):127~129.

[2] 娄慧玲,郭滨,吴燕华,等。2011. 细胞生物学实验教学的探索与实践. 高校生物学教学研究(电子版),(1):44.

篇3

细胞生物学是生命科学相关专业学生的基础课程,包含了细胞生物学理论与细胞生物学实验课程。作为一门实验性很强的学科,需要学生具有良好的动手与思考能力。为了更加有效地促进本科生学习细胞生物学的热情与效果,很多高校进行了细胞生物学实验教学体制改革,达到了不错的效果[1-4]。而笔者也一直尝试细胞生物学实验课程的教学改革,从教学体系、教学内容、教学手段等方面积极探索,本着开拓创新的精神去激发学生开放式思维,鼓励学生探索性地开展科学研究实验,笔者将基础性实验、综合性实验、探索设计性实验依次进行,循序渐进地培养学生在实验中的积极主动性和科研创新的能力。 

研究生教育是本科教育之后的继续深造学习阶段,本科教育强调的是掌握基本的基础知识与从事科研的能力,而研究生教育强调的是具有坚实的基础理论与深入的专业知识,具备创新能力和独立从事科研的能力[5]。越来越多的生命科学领域的学生选择在本科学业完成之后进入研究生教育阶段,继续学习生命科学领域最前沿的知识和技术以及开展相应的科学研究工作。怎样才能有效地将差异化培养目标的本科生与研究生教育进行顺利对接,以减少本科生向研究生过渡的时间段,提高研究生学习的质量,是每一位从事教育事业的教师应该思考的问题。江苏师范大学生命科学学院细胞生物学教研组结合细胞生物学实验课程教学实践,探讨课程改革,以期有助于本科生综合发展与快速成长,加快本科生与研究生教育的培养对接。 

1教育培养改革措施与建议 

1.1加强细胞生物学实验前沿性与交叉性实验建设 

生命科学特别是细胞生物学是一门实验性质很强,研究成果日新月异,实验技术突飞猛进的学科,细胞生物学是本科生与研究生的基础性学科,要进行本科生教育与研究生教育的有效对接,则应该在条件允许的情况下,将当下较为前沿的实验与技术融入细胞生物学实验课程,及时展示最新的研究成果与技术,合理有效地促进细胞生物学理论与实验的同步化发展,增进学生对于最前沿知识与技术的了解和对于细胞生物学的兴趣,增强其好奇心,从而有效促进学生的积极主动性。 

目前生命科学前沿学科发展迅猛,各个分支学科也存在交叉融合,出现很多交叉领域,比如分子细胞生物学、神经细胞生物学等,因此单一的实验内容与技术往往不能够有效地满足科学研究的要求。比如,细胞生物学实验课程中一般都是采用显微镜观察的手段去观察细胞、组织的形态结构,分子生物学实验课程与生物化学实验课程又分别从基因、蛋白等角度去学习相关的技术,该部分内容在本科生培养阶段是孤立学习的,没有让学生形成实验内容与手段是科学研究的有机整体的思维,只有通过各个层面的实验分析才可以得出较为完美的实验结果,而在研究生的科学研究当中又需要使用这一系列的实验手段去进行实验,因此是脱节的,需要加强这方面的改革。在学习完细胞生物学实验课程、分子生物学实验课程与生物化学实验课程之后,笔者在大四上学期设计了综合性生物技术大实验,将细胞生物学等相关学科主要实验技术综合运用,训练学生系统性的科学研究思路,使其深入了解生物学研究的综合性与复杂性,提前接触科学研究者要具备的综合基础知识。

1.2加强细胞生物学实验灵活性与学生科学素质培养 

生命科学是一门实验性较强的学科,要加强实验课程的内容,要为以后进入研究生阶段培养或进入企事业单位研发部门的学生之后的科学研究做好充分的准备。在安排实验课程的时候,应充分考虑到生命科学实验课程的特殊性。 

1.2.1合理安排实验过程,灵活运用教学时间。因为有时实验等待的反应时间较长,一方面可以安排穿插细胞生物学理论课程的讲授,另一方面可以安排其他细胞生物学实验操作,这种科学统筹的安排会给学生起到示范作用,教会学生合理安排时间,尤其是到了研究生阶段,同时操作几个实验是经常发生的。要使得研究生具备统筹规划、合理安排时间的能力,那么就必须在本科阶段就开始培养。另外,除了上实验课进行操作的时间之外,为鼓励学生灵活性地自主学习实验相关技术,笔者开辟了网络信息化实验教学手段:江苏师范大学生物学教学实验中心(http://biolab.jsnu.edu.cn),改变传统实验课堂的单一性,全方位立体覆盖课外与课内空间,实现课堂外实验技术的学习。“工欲善其事必先利其器”,熟练掌握相关实验技术是研究生进行科学研究的关键,是获得基本、可靠、真实的科学事实的重要先决条件,因此需要加强本科生进入研究生之前的技能培训。 

1.2.2加强实验室规章制度与仪器设备管理规范建设。在本科生实验课程过程中,要求学生遵守实验室实验纪律,在实验过程中严格遵循实验室仪器操作规范,养成实验室重要的仪器使用预约与登记习惯,以及向他人咨询未使用过的实验室仪器操作步骤的习惯;养成做实验的良好习惯,例如实验室中试剂使用完毕后要归置原位,废液废物要分门别类贴标签处理,使用后的瓶子试管要清洗烘干等。良好的实验习惯是个人品质的延伸,是确保实验成功的保障,是研究生科学研究的基本素养。 

1.2.3调动学生实验分析的积极性,使学生参与到实验课程的学习中来。细胞生物学实验课程很多的课程内容是属于可以预知实验结果的验证性实验,但有时也会出现结果不理想的状态,一般情况下教师会告知哪些因素影响了正确结果的出现,但是为了更加激发学生的积极性与好奇心,教师应当鼓励学生动手查阅相关资料与文献,充分利用学校的图书馆与网络数据库资源,进一步分析问题形成原因,并且通过实验来验证是否改变这些因素就能够使实验结果达到预期,以此加深学生对于实验的理解,满足实验成功的成就感,促进其主动性与科学思维能力。另外,实验课上的各个实验小组可以模仿研究生组会的形式,将各实验小组的实验结果展示出来,汇报各个小组的实验结果,共同分析非预期结果的根源,找出问题所在,通过该途径可以培养学生的学术交流能力,有助于学生进一步适应将来工作或者学习上与其他科研工作者的科学问题讨论氛围。 

1.3加强学生科学的逻辑思维、分析能力与科学实验严谨性精神的培养 

生命科学是一门具有逻辑性和严谨性的科学,真理的发现是由辛勤工作的科学家一点一滴积累起来的。细胞生物学实验课对于培养学生实践探索能力和科学创新能力具有理论课无法替代的重要作用,是提高学生科学素质的有效途径[6-7]。教师在实验课程教学时,要本着实验的科学性、严谨性、逻辑性去教育学生,从本科阶段就应该培养学生严谨的科学精神和分析思维能力。 

1.3.1撰写实验报告。向学生强调应如实描述在实验过程中所得到的实验结果,要真实的去反映基本科学事实。实验报告中所张贴的实验结果图片要进行必要的标注与说明,比如,在细胞生物学实验课程中,很多学生在写实验报告时,实验结果展示部分仅仅把得到的实验图片贴上去,不进行标注,这是不科学的,教师应教育学生将实验图片的比例尺、标注与说明做好。如果所得到的实验结果不是预期的,那么可以科学分析产生的原因,以及提出改进的措施,并将这些内容写到实验结果分析中。 

1.3.2要向学生讲述怎么进行科学的设计实验,讲述实验过程中要设立对照组实验的意义,灌输实验设计的逻辑性,更好地培养学生的分析能力。在进行细胞生物学实验时,实验内容都是教师在上课时讲述的,包括实验内容、实验步骤与注意事项,最后让学生按照既定的实验路线去做,但是这种灌输式的教学方式效果不甚理想。在探索教学改革的过程中,笔者采用阶梯式、渐进式的实验内容安排方案,将基础性实验与综合性设计实验相结合,以此激发学生主动性与创新性[8-9]。如,在细胞生物学实验课程之后安排了大四的细胞工程大实验,通过进阶式学习,逐步实现自主性实验操作与教师合理指导的模式。进一步应该在各个分支学科基础性实验的基础上,将生物学的各实验进行有效融合,形成行之有效的综合设计性实验,才更能体现出生物学各分支学科的交叉性与前沿性,为以后的研究生教育奠定基础。设计实验实施过程应循序渐进、由易到难、由浅入深,在教师的悉心指导下,学生进行实验相关的操作,到实验的后期,分析实验数据,整理实验数据并撰写实验报告。并且,有部分的设计实验与教师的科研题目挂钩,由科研项目教师结合自身科研课题设计题目,让学生去查阅文献、设计方案、讨论实施,并鼓励学生参加大学生创新实验项目,在实践实验过程中可以促进学生思考问题、分析问题、解决问题的能力,提高自身的同时也促进教师科研项目的开展。当由基础性实验至综合交叉性设计实验逐步过渡,学生就会逐步融入到科学的海洋。 

篇4

关键词:网络课程;医学细胞生物学;双语教学;天空教室

医学细胞生物学是一门重要的医学基础课程,内容多且学科发展迅速。该课程主要以细胞为研究对象,从细胞的显微、亚显微和分子三个水平研究人体细胞发生、发展、成长、衰老、死亡的生命活动规律以及发病机理和防治的科学[1]。医学细胞生物学双语教学是医学课程改革的重点,是培养高素质医学人才的有效途径。然而,医学细胞生物学应用英语或双语教学在我国医学本科教育中还处于探索阶段[2],如何提高双语教学的层次和水平,保证教学质量,是教学者必须重视的问题,实践证明开展医学细胞生物学双语教学网络课程资源的研发是实现这一目标的有效手段。

目前国内已经积累了不少医学细胞生物学多媒体资源[3],[4],但适用于双语教学的网络课程还鲜见报道。经过近年来的不断研究和探索,我们已经制作了集丰富文字、插图、视频、音频等为一体的医学细胞生物学双语网络课程,对于保证双语教学质量和提高学生专业外语水平具有重要意义。

一、软件平台

该网络课程是依托校园网、利用天空教室软件平台制作而成。“天空教室软件平台”是由国内知名教育技术厂商南京易学教育软件有限公司开发,符合我国教育实际情况的一套网络教学系统,各学校可以购买使用,其功能包括教师备课、课件制作、网络课程建设及管理等,系统中的所有模块均操作简便,而且可以修改或增删模块中的内容,功能强大,是制作网络课程的较佳选择,配合SkyOne工作平台的离线备课功能,可随时录入与更改信息,易于网站管理[5]。但其也有不足:比如用其开发的网络教学系统风格模式比较单调,缺乏个性和变化。鉴于这一问题,我们对于医学细胞生物学双语网络课程中“在线课程”这一主要模块,先利用“Deepthroat网站生成系统”制成内容丰富的网页,然后再利用天空教室软件的导入功能把网页导入到天空教室网络教学平台中。Deepthroat网站生成系统是一种较好的网页制作工具,容易制作特色风格的网页,但因为网页做好后需要放到服务器上运行,购买服务器就会增加开支,若放在其他部门的服务器上,管理与更新网站内容就很不方便。因此,将“天空教室软件平台”和“Deepthroat网站生成系统”两种工具相结合构建网络课程,相得益彰。

二、主要模块

“天空教室软件”列出课程创建时的多个初始节点(模块),可以自由选择、修改和增删。我们制作的医学细胞生物学双语网络课程包含10个模块(图1),其中核心模块“在线课程”有“英文”和“中文”两个版面。

三、主要资源建设

课程的主要资源包括“在线双语课程、教学多媒体课件、自测题库、音频视频、电子书和师生互动”等模块。

“在线课程”模块英文版面的文字素材主要以Gerald Karp编写的Cell and Molecular Biology—Concepts and Experiments(影印版,高教教育出版社,2006)英文教材为基础,该书与其他细胞生物学英文教材相比,虽然内容不够丰富,但资料翔实、结构体系完整,并且语句简单易懂,比较适用于非英语母语国家的学生学习。在电脑上先按章节建好文件夹,用扫描仪以300dpi以上的分辨率扫描全部章节内容,以原书页码次序命名保存到相应的文件夹中,然后应用ABBYY FineReader pro 10光学文字识别软件按章节批量打开扫描图片,逐页读取、识别,该软件识别英文准确率很高,可达90%以上,然后人工纠错,保存为Word文档,这样,教材全部内容就转换成了可以编辑的文字素材了。依照教学大纲,参考详细的中文教案,精编文本内容,缩减至原书文字的30%左右,精选专业词汇使用粗体字,并加注中文注释,因为该书中插图只有英文释义,所以删除所有原插图,然后插入相应的有中英文对照的彩色图片,这些彩色图片主要由网络、上述英文教材及翟中和等人编写的《细胞生物学》(第三版,高等教育出版社,2007)等教材插图,经修改加注中英文释义而成。每个章节的内容前面添加学习目标,后面适当增加应用及进展内容,资料主要来源于网络及Bruce Alberts等人编写的“Molecular Biology of the Cell”(4th edition,Garland Science出版社,2002)。中文版面主要依照比较详细的中文授课教案,配以上述中英文对照图片制作而成,利于学生学习专业英文时参照。

“音频视频”模块主要包括专业词汇录音和动画精选。专业词汇按照章节列出,中英文对照,请发音纯正的老师朗读,数码录音笔录音。精选部分内容制作动画及选取一些从网络上下载的细胞生物学教学动画,以提高学生学习的积极性。

“电子书”模块包括Gerald Karp编写的《Cell and Molecular Biology—Concepts and Experiments》(影印版,高教教育出版社,2006)英文教材、翟中和等人编写的《细胞生物学》(第三版,高等教育出版社,2007)中文教材,以及《战争与和平》等世界名著中英文对照读本。

四、优势与创新

通过使用与改进,我们认为该网络课程具有一些优势和特色。(1)制作了比较详细的医学细胞生物学英文网络课程,与教材相比,其优势是学习者可以利用金山词霸等网络词典即时翻译。由于该课程描述形态和结构的常用句型较多,学生借助词典学习了几个章节之后,就可以记熟相应的句型,而且专业词汇后面都加注了中文注释,因此学习一段时间后不用词典也可以比较顺利地进行。多数学生反映借助该网络课程既省时又省力,学习效果较好。(2)把专业词汇按章节列出,录音包括中英文对照词汇读音与拼写,学生可以边听边写,也可以闭目静听。(3)利用“天空教室网络教学平台”和“SkyOne工作平台”的离线备课功能,可以随时录入与更改信息,易于网站管理。(4)结合“Deepthroat网站生成系统”制作在线课程,弥补了天空教室网站风格模式缺乏个性和变化的不足。(5)留言簿可以加强师生互动,改进教学,促进网站的改进和更新,同时也提高了学生和教师的英语交流能力。(6)利用网络课程实施双语教学活动,不仅教学内容的表达上更加丰富,而且突破了传统的时空限制,体现学生的自主化、个性化学习,对于提高双语教学质量、培养国际化的医学人才具有重要意义。

参考文献:

[1]黄龙岗,陈同强,林卡莉等.导学互动式网络教学模式在医学细胞生物学课程中的应用研究袁娲[J].四川解剖学杂志,2010,18(2):51-54.

[2]张思河,陈志南,邢金良等.医学本科生细胞生物学双语教学调查评价[J].西北医学教育,2005,13(1):59-62.

[3]杨慈清,李小英,张光谋等.细胞生物学网络课程建设实践与经验[J].新乡医学院学报,2012,29(2):156-158.

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[关键词] 科学方法教育;细胞生物学;实验改革

[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549(2016) 12-0095-02

深化教育改革、提高教学质量是当前我国高等教育改革的一项重大任务。要完成好这项重大任务,加强科学方法教育是一项关键性的内容[1,2]。《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》的总体目标指出,到2020年建立健全课堂教学、自主学习、结合实践融为一体的高校教育体系,人才培养质量显著提升。这一目标的实现有赖于高等学校的教育理念由知识本位向能力本位的转变[3]。事实证明,科学方法作为思维方式和行为方式,蕴涵着极大的智力价值,当青年大学生一旦掌握科学方法就能大大提高智力和能力水平[4]。

细胞生物学作为一门理论性与实践性较强的学科,其方法与技术广泛用于解决人类面临的诸如环境污染、能源危机、疾病危害等一系列重大问题[5]。细胞生物学实践教学既是细胞生物学理论与实践相结合的教学过程,又是课堂理论技术的继续补充和深化。现有的细胞生物学实验教学模式普遍是由教师讲解实验目的、原理、过程,学生只是按部就班地进行操作,从而得出可预知的结论。长此以往,其弊端逐渐显现出来:(1)泯灭了学生对实验的兴趣,禁锢了学生的创新思维;(2) 习得的知识和技术高度碎片化,缺乏整合性;(3)所学知识在实际工作、生活中高度“休眠”,缺乏实用性,甚者产生“学无所用”的困惑。为了切实提高教学实效,笔者从教学内容、教学方式和效果评价等多方面以科学方法教育为导向,对细胞生物学实验教学进行改革探索。

一 以科学方法教育为导向的细胞生物学实验教学的探索与实践

1 更新实验项目,统筹课程安排

以学校修订教学计划和实验教学大纲为契机,重新修订教学计划,根据教学计划完善实验教学大纲。在开课时间上,系统教授完相应理论课程后,利用相对集中的时间进行实践教学,使理论课和实验课有效地衔接,使学生能够系统掌握细胞生物学的基本实验技能。在教学内容上,剔除简单的验证性实验,增设综合性、系统性强的实验项目;将学术研究比较成熟的研究成果改造成符合实验教学要求和特点的综合性实验。如活血化瘀药通过诱导LDL受体表达降血脂的研究,经过适当调整,改造成膜受体表达检测的综合性实验。

2 自编实验教材,重新设置内容

根据精选的教学内容,编写《细胞生物学实验手册》指导用书。在教学过程中,以自编教材为主,并参考其他辅助教材。授课教师讲解基本的实验技术、操作方法和应用范畴。实验一:细胞冻存复苏;实验二:细胞传代;实验三:细胞活性测定及结构观察;实验四:细胞成分分离纯化;实验五:外源基因转染;实验六:单克隆细胞株建立;实验七:药物筛选;实验八:细胞融合技术。学生可根据自己的实验方案参考使用。

3 构建多层次细胞生物学实验教学体系

根据实验项目的优化重组和交叉融合结果,构建细胞生物学实验教学三大模块:

(1)基础实验模块。基础模块包括细胞生物学实验常用的实验技术,如常用细胞结构观察技术、细胞内生命活动检测技术、细胞内组分分离技术等。通过理论讲解和动手实践,夯实学生基础实验技能,并且熟悉技术的应用范畴。

(2)细胞操作模块。细胞操作模块包括细胞的原代培养技术、传代培养技术、冻存和复苏技术、细胞活性及增殖能力评估技术、基因转染技术等。在这个过程中强化了细胞培养、细胞计数、细胞成活率的检测、MTT法检测培养细胞的活性等相关技能。本模块是细胞生物学实验的重点技能。通过本模块,学生充分掌握细胞操作的基本技能。由于细胞操作技术要求高,培养周期长,干扰因素繁多等特点,细胞培养室在课余时间通过预约开放的形式向全体学生免费开放,以巩固学生细胞操作技能。

(3)探索性实验模块。本模块包括两个部分。一是标书撰写技能,学生通过文献查阅,针对自己感兴趣的领域提出科学假说,撰写项目研究申请书(以浙江中医药大学学生科研基金项目申请书为模板);二是实验设计能力,给定选题,根据已学理论知识、实验技能并查阅相关文献,结合现有教学条件,设计实验方案并分组讨论其可行性。学生以项目为核心,以团队为单位学习知识、参与实践、完成项目。通过本模块的训练,学生的科学研究思维得到了很好的锻炼。

4 全面开放实验室,以科研带动教学

实验教学内容的优化,有限的教学课时已不能满足实验的课程设计。实验室开放是实验教学方式、手段的革新,树立教学与科研相结合的思想,“以科研促教学,以教学带科研”,在教学中研究,在研究中教学。实验室的开放包含两个方面:实验设备资源的开放和实验教学内容的开放。实验设备资源的开放,学生可以根据合理的实验方案申请适合的实验场地和仪器设备,完成技能训练或实验设计;教学内容的开放,也就是教与学的开放,主要表现在学生对实验内容、实验方法等的选择,实验运行的环节,完成实验的形式的开放,尊重学生的主体地位,充分发挥学生的积极主动性。

5 建立相对合理的模块考核机制

实践教学的效果不以原有单一的考试或实验报告成绩来考核。我们的教学目标直接指向学生多方面的发展变化,因此评价的指标也应该以学生多方面的发展变化为依据。以现代的教学质量观来指导学生学习效果的评价,必须以是否有利于学生的进步与发展作为考核指标,注重学生实际操作技能和分析解决问题的能力。考核成绩由三部分组成:基础实验模块(20%)、细胞操作模块(30%)、探索性实验模块(50%,其中标书撰写占20%,实验设计及操作占30%)。

二 存在问题与对策

1 以科学方法教育为导向的实验教学需要有以科学方法教育为导向的实验教材

以科学方法教育为导向的细胞生物学实验教学要求把教学重点由教师单方面传授知识转向学生主动学习,问题在于如何发现问题、提出问题、建立假设、验证假设等知识学生是不可能生而知之的。查阅现有的细胞生物学实验教材,不难发现现有教材几乎没有关于这些方法论的介绍。教材编写方式都是独立且结论式的,由科学原理、材料、步骤甚至实验结果构成教材内容。基于这样的问题,我们专门编写了符合科学方法教育的细胞生物学实验教材,一方面对学生进行具体科学方法论的指导,另一方面详细阐述各项实验技术的性质、操作程序、适用范围,将方法融于结论性知识的陈述中。

2 以科学方法教育为导向的实验教学需要有以科学方法教育为导向的教学方法

细胞生物学实验所蕴涵的科学方法非常丰富,主要包括根据实验目的而进行的实验原理构思的方法、实验步骤的设计与实验操作的方法、实验结果的显示方法以及实验数据的处理和整理归纳实验结论的方法等。细胞生物学基础实验、细胞操作和探索性设计,这三层次内容是相互连接、不断递进的,渗透科学方法教育的侧重点应有所不同。基础实验侧重仪器使用及数据处理方法,细胞操作实验重视操作方法、实验结果的显示方法和结果的分析归纳方法,而探索性设计重视实验的设计思想及各项实验技术的综合运用。我们在进行科学方法教育时,遵循由易到难,从单一到综合的规律,以细胞生物学基本实验技能为基础,以开放性实验为依托,结合所学知识,探索感兴趣的科学问题,从而提升理论水平和实践能力;采用层层深入的教学方式,充分体现“教为不教”的教学理念,为学生构建开放的学习环境,提供多渠道获取知识、并将学到的知识加以综合应用于实践的机会,促进他们形成积极的学习态度和良好的学习策略,培养创新精神和实践能力。

总之,科学方法教育是提升细胞生物学实验教学质量的重要环节,更是培养学生实践能力和创新精神的重要途径[6]。细胞生物学实验科学方法教育是以培养学生具有永不满足、追求卓越的态度,培养学生发现问题、提出问题、解决问题的能力为基本目标;以学生从理论学习和实践活动中获得的各种课题或项目设计为基本的学习载体;以在提出问题和解决问题的全过程中学到的细胞生物学知识、实验技术、科学研究方法及获得的丰富体验为基本内容;以在教师指导下,以学生自主采用研究性学习方式开展研究为基本的教学形式。通过科学方法教育,在现有的教学条件下和有限的课时内,学生在细胞生物学理论与实验技能方面有了全面的提升,提高了教学质量,激发学生的创新思维,促进学生学习的自觉性和主动性,从而教会学生自我学习以及分析解决问题的能力。

参考文献

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[2]王尚芝, 韩静, 孟双明, 关翠林, 王海清, 郭永. 大学化学教学中应重视科学方法教育[J]. 科技信息(学术研究), 2007(33): 95.

[3]丁建洋. 从知识本位走向能力本位:大学本质的回归[J].中国高教研究, 2011(08):72-76.

[4]郝京华. 论科学教育中的科学方法教育问题[J]. 教育研究与实验, 2000(06):16-20.

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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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[2]李楨,刘锦梅,潘庆杰,王光.提高细胞生物学理论教学效果的体会[J].中国林业教育,2006,(3):57-58. 

[3]张家艳,郑璐.大学课堂教学与改革[J].中国高教研究,2003,(10):91-92. 

[4]杜锐.“翻转课堂”:翻什么,转什么,坚守什么——有关“翻转课堂”的一线观察[N].中国教育报,2014,(6). 

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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。

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细胞生物学是以细胞为研究对象,从整体水平、亚显微水平、分子水平三个层次,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活动规律的学科。它作为生命科学的四大前沿学科之一,与分子生物学、神经生物学和生态学并列[1],是学习分子生物学和遗传学的基础。随着该学科新技术和新方法的建立,细胞生物学已成为各大高校医学、农学和生物学等专业的一门必修课[2],反应出细胞生物学在未来生命科学领域的重要性。自从我校生命科学院成立以来,细胞生物学就是生物科学、生物技术专业的学科基础、必修课和主干课,是学生在我校的医学大背景下理解疾病形成中的遗传和分子生物学过程的基础, 是理解包括分子靶向、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。 

二 细胞生物学教学中存在的问题 

 

随着先进生命科学“大数据”时代的到来,无论是基础理论还是应用技术研究,细胞生物学都处于生命科学最活跃的领域,知识更新快、内容丰富且深奥难懂。我院生物技术专业的本科学生多为专业调剂,初高中生物学基础知识欠扎实,学科兴趣不足,学生自主学习的能力较弱。如果教学只按图索骥照本宣科,根本无法调动他们学习的积极性。另外,课本知识过于陈旧,无法适应新时代学科发展的需要。尽管近些年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,但大多止步于盲目填鸭式罗列国外文献数据,没有加以甄别和指导,学生很容易在复杂的信息和数据中丧失学习的信心。 

因此,如何使细胞生物学教学紧跟学科发展的步伐,使学生在有限的学时中既能具备扎实的细胞生物学基础知识和基本技能,又使学生及时掌握最新的细胞生物学理论和应用技术,能为他们将来的考研深造学习阶段和日益剧烈的职场竞争中打下良好的基础,这成为生物技术专业本科生细胞生物学教学中待解决的问题。仅靠教师讲授为主的传统教学方法和教学模式已不适应目前学科的发展和人才培养的需求,难以提高教学质量。 

三 以问题为导向的教学方法( PBL)的优势 

 

1969年美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创了一种以问题为导向的教学方法——PBL(Problem-Based learning)教学法[3],它倡导让学生通过自学、分析、讨论和合作解决问题,从而培养学生自主学习能力,发展学生综合思考能力。这种以问题为基础,以学生为主体,以教师为导向的启发式教育,以培养学生的能力为教学目标的教学方法与传统的教学方法相比有诸多优势。 

1 突出学生的主体地位 

PBL教学法强调以学生的主动学习为主,而不是传统教学中的以教师讲授为主;通过设计真实性任务,强调把学习融入到复杂的、有意义的问题情景中,通过学习者的自主探究和合作来解决问题,从而学习隐含在问题背后的科学知识,培养解决问题的技能和自主学习的能力[4,5]。 

2 提高学生对细胞生物学的学习兴趣 

细胞生物学基础知识内容较多且大部分深奥难懂,传统教学模式主要通过教师制作丰富的多媒体课件将知识灌输给学生,起初能够激起学生兴趣,但随着知识的不断深入,学生就会感觉枯燥无味,学习的积极性大大降低。而PBL教学可通过设计与日常生活息息相关的医学实践问题,使学生充分认识自己的主人翁意识,主动运用细胞生物学知识解决这些问题。这种“提出问题——解决问题——归纳总结”的教学方法不但使学生巩固了先前学过的知识,而且激发了他们主动学习新知识的动力。 

3 拓宽了学生的知识面 

PBL教学中,为了解决教师提出的问题,学生必须查阅相关文献和收集材料。在这个过程中,学生不仅可以掌握本课程重点内容,而且可以了解相关领域的热点以及前沿进展,拓宽了学生的知识面,有利于知识的理解和融会贯通。 

4 培养了学生团队协作意识 

PBL教学中需要小组成员分工查阅、收集和整理材料,一起合作讨论、总结、制作多媒体课件,最后安排一人进行陈述。通过此过程让学生意识到团队协作的重要性,增强团队意识。经过多轮合作还有利于各位成员挖掘自己的潜力、发挥各自特长、树立自信。 

5 增强了教师自身素质 

PBL教学过程中,教师虽然不再是主体,但导向作用不容忽视。首先在“提出问题”阶段,教师要根据本堂课应该教授的基本知识,结合该领域前沿热点,设计出合理的案例,使学生通过解决此案例,既掌握了课本知识又了解了很多相关领域的前沿进展;其次在学生“解决问题”阶段,还需要尽可能回答学生提出的问题引导学生向正确的方向查阅资料;最后在“归纳总结”部分,教师还需要运用丰富的知识对遗留问题进行解释,并对整个讨论结果进行总结。这就要求教师不仅熟练地掌握本学科及相关学科的知识,而且要深入广泛了解相关领域前沿进展,对知识具有融会贯通、灵活运用的能力。在此过程中使得教师拓宽知识面,增加知识储备,完善知识结构,促进教与学的互动,真正做到教学相长。 

四 PBL在生物技术专业本科生细胞生物学教学中的具体实施方法 

为了能够在我院生物技术专业本科生细胞生物学教学中顺利开展PBL教学,并取得良好效果,在开课前,授课教师参加了2012年上海复旦大学举办的PBL教学培训,掌握了相关教学技能。在充分调查了我院生物技术专业本科生知识结构及对细胞生物学知识的掌握情况后,我们制定了如下实施方案。 

1 实施对象 

浙江中医药大学生命科学学院2011级生物技术专业1个班的学生。 

2 教学内容的选择 

我院生物技术专业属于三本专业,学生又大多为专业调剂,初高中生物学基础较弱。因此,在教学过程中,细胞生物学基础知识部分如各种细胞器的结构和功能、细胞膜系统以及细胞骨架等可采用教师多媒体教授的传统教学方法;而本学科的难点以及前沿问题,如细胞的信号转导、细胞的增殖与周期、细胞分化、细胞凋亡与自噬、DNA的损伤与修复以及基因表达调控等则采用PBL教学,以问题为基础,通过收集资料、论证、实施以及总结归纳,使学生切实感受到细胞生物学与人类日常生活间的联系。进而通过自主学习,提高学生自信心,更有利于激发学生学习兴趣。  3 教师提出问题 

PBL教学中问题的设计非常重要,我们遵循以下原则: 第一,根据教学大纲的要求及章节重点内容,结合目前细胞生物学领域的研究热点设计问题;第二,根据生物技术专业学生知识构架,设计难易适中的问题;第三,设计结合日常生活中大家关注的生命科学问题。例如,细胞的信号转导这一章围绕G蛋白偶联受体结构和功能这一知识点,设计了G蛋白偶联受体突变与哪些疾病息息相关?与肿瘤相关的信号转导途径有哪些,如何预防和治疗? 针对细胞分化这一章的干细胞这一重点知识,设计了干细胞的临床应用情况如何?干细胞与器官移植等问题。 

4 学生分组查阅资料 

问题提出以后,要分组解决问题。每组5人,分别设立组长负责本组问题的分工、督促查找资料和组织组内讨论等任务。提前一周将问题分发给学生,各小组经过充分的调研和讨论选取共同感兴趣的问题。根据分工,各小组成员开展工作。同时要求教师配合每个小组,随时与各小组进行沟通和答疑。 

5 课堂讨论 

各小组根据分工将材料做成PPT,由组长进行10分钟陈述,组员补充,其他组进行质疑和指正。若交流中出现学生解决不了的问题,教师适当进行启发和引导,如果问题仍解决不了,则由教师解答。 

6 总结归纳以及教师评价 

课堂讨论结束后,首先,学生对本组存在的问题进行归纳总结,自我评价学习过程和学习结果,思考知识、技能、小组成员协作和认知策略各方面的收获。其次,教师应对各小组信息是否完整与前沿、是否有创新与团队合作性、整理资料是否有逻辑性与条理性、是否按时完成、小组成员在小组讨论时的参与积极性以及各组的汇报是否精彩等方面进行评价。同时对于表现优异的小组给予适当奖励,进一步提高学生的参与积极性。 

总之,为了提高教学质量,培养和提高我校生物技术专业学生的实践创新能力,促进学生综合素质的提高,我们积极进行教学改革。在结合细胞生物学课程特点和生物技术专业学生实际情况下,我们将PBL 教学模式引入课堂,并且获得了较好的教学效果。我们希望通过PBL教学模式的实施,能够充分激发学生的学习兴趣及积极性,培养出具有良好学习能力、实践能力及创新能力的高素质人才。 

参考文献 

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[4]Mancy LJ,Ann MP,Ann L,et al.Developing a problem- 

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关键词: 细胞生物学 考试方法 改革策略

细胞生物学作为生物学相关专业的基础课程,其考核环节一直为我国高校相关专业所重视。传统细胞生物学课程的考试环节主要以闭卷检测作为考核方式,以考试分数作为标准对学生的学习能力及学习成绩进行评定。这种考核方法难以有效地反映学生的综合素质,因此对细胞生物学课程考试方法进行改革具有一定的必要性。

一、细胞生物学课程考试改革的原则与思路

(一)考试方法改革原则

由于细胞生物学课程专业性及理论性较强,对该课程考试的改革应以培养学生的自主创新能力及动手实践能力作为切入点,根据学生的实际专业需求及个人能力的差异性对学生能力进行评价[1]。对专业成绩的评述不应单纯地以闭卷理论试卷成绩为最终成绩,应当综合评价学生日常课堂表现、实验课表现及课堂讨论等环节表现出的能力,并对成绩比例进行合理分配,具体考试方案由各专业教研部门自行确定。通过引入综述论文、课堂发言、实验课表现等环节的成绩评定,可以有效提高学生的学习兴趣。

(二)考试方法改革思路

对细胞生物学课程考试方法的改革,主要将考试成绩合理地划分为“闭卷理论考试(60%)+论文综述(10%)+实验课表现(20%)+日常课堂表现(10%)”四个部分。

1.对学生日常课堂表现进行评价

学生的学习活动以课堂学习为主,因此对学生日常课堂表现进行客观评价可以有效地反映学生细胞生物学课程的知识水平及能力基础。因此,将细胞生物学课程考试成绩中的10%作为日常课堂表现的分值,主要对学生课堂参与程度、讨论问题积极性、师生互动与沟通、课堂出勤率等方面进行考察,从而有效地提高细胞生物学课程教学质量。

2.对学生实验课表现进行考核

细胞生物学课程主要由理论课及实践课构成,实践课教学可以有效地对理论进行验证,是学生深化理论、接触生物学领域的重要途径。传统细胞生物学课程的考试主要侧重期末闭卷考试的考试成绩,对实验课考核重视程度不足,导致绝大多数生物教师在教学过程中缺乏相应的重视。将细胞生物学课程考试成绩中的20%作为实验课表现的分值,可以有效地提升学生实验操作的积极性。

3.设计论文综述环节进行考评

为了提升细胞生物学课程的考评的合理性,可以设计相应的论文综述环节,对学生整体知识结构的掌握能力进行考核。论文综述环节可以在考试周前一周至两周进行,由教师提前布置相应的论文论述主题,给予学生充足的时间撰写论文、制作幻灯片,在考核过程中由学生自主上台进行论文汇报,再由其他学生进行自主提问。在评分过程中,可以将细胞生物学课程考试成绩中的10%作为论文综述环节的分值。

二、细胞生物学课程考试改革应注意的问题

(一)加强相关教师的素质培训

随着新课程改革的深化,虽然学生成为课堂教学活动的主体,但教师仍然处于主导者地位,教师的职业素质及教学观念直接影响细胞生物学课程考试方法改革的贯彻效果。因此,为了保证细胞生物学课程考试改革的有效性,我国高校相关专业应当开展周期性培训,培养生物教师相应的职业素养,相关专业教研室应根据教学活动的推进对教师进行跟踪性的培训,积极开展教学前期培训、教学中期检测及教学末期总结,保证生物教师可以明确细胞生物学考试方法改革的必要性,并从考试改革入手提高课堂教学质量。

(二)贯彻落实相应的考核操作

在明确了细胞生物学课程考试方法改革的原则与思路之后,应当将相应的方案与思路落实到实践中,用实践检验理想化的方案,提高细胞生物学课程考试方法改革的合理性[2]。在实际考核操作过程中,教师应当制定相应的规章制度明确相应的考核流程,并对学生课堂表现、课堂出勤情况等评价因素进行了解。在实际考核过程中,可以打破传统单一性由教师评价学生的教学模式,引入相应的学生互评、学生自评评价机制,尊重学生实际能力的差异性,对学生成绩进行合理的评估。

(三)在考核过程中加强教师的协作

由于细胞生物学课程考核具有较强的专业性及理论性,且考试改革涵盖面与考察面较为广泛,学生成绩考核工作难以由一个教师单独完成,因此应当以过程性目光看待细胞生物学课程考核工作,加强各环节教师的协作与沟通。在学生成绩评价过程中,由不同的教师负责学生日常表现统计、学生论文综述情况、学生试卷批阅等环节。在过程性评价中教师之间进行合理化分工,可以有效提升学生成绩考核的合理性。

(四)引导学生注重日常学习过程

细胞生物学课程考核不仅具有检测教学成果的功能,还具备评价功及引导功能[3]。传统侧重期末考试成绩的考核模式对教学成果的评价较单一,很容易导致学生陷入学习时仅注重考点的学习误区。对细胞生物学课程考试方法的改革对学生日常表现、实验课表现等方面进行综合考核,因此教师应当注重引导学生的日常学习课程,尽可能地消除功利性的学习目的。

总而言之,细胞生物学不仅是一门集理论性、创造性为一体的学科,而且是临床医学及生物学的学科基础。在教学考核过程中,相关教师应当明确考试的评价功能及引导功能,树立素质教育理念,利用多种形式的综合性考核内容对学生学习情况进行考评。

参考文献:

[1]窦晓兵,高佳,范春雷,胡林峰,钱颖,沃兴德.细胞生物学课程考试方法改革的研究与实践[J].经营管理者,2009,23:327.

[2]肖明珠,毛建文,李红枝.医学细胞生物学考试方法的改革与实践[J].中国现代教育装备,2010,15:172-173.

[3]杨丽,张君,谢菁,徐文静,王岩.医学细胞生物学考试方法改革的探讨与实践[J].教育教学论坛,2014,31:69-70.

篇10

随着计算机的普及,以及互联网技术的迅速发展,越来越多的教师采用多媒体计算机辅助教学(Multimedia Computer Assisted Instruction,即MCAI)。MCAI是指利用计算机综合处理和控制文字、图像、影像、声音等多种媒体信息,把多媒体的各个要素按教学要求,进行有机组合,并通过屏幕或投影机投影显示出来,完成教学或训练过程。一直以来,细胞生物学都存在着教学枯燥、内容抽象的难题,MCAI的应用很好地解决了这一问题,与此同时,它的使用也产生了很多负面影响。我根据教学经验,下面谈几点体会和建议,与同行探讨。

一、应用MCAI的优点

(一)MCAI具有生动、形象的特点,它的应用解决了细胞生物学枯燥、抽象的问题。

细胞生物学研究对象是细胞,细胞的结构,以及细胞的生理活动机制是教学的重点,又是难点。用传统的板书教学来讲授这些内容非常困难,教师只能通过文字和简单的绘图来描述细胞的各种结构,这会使学生感到枯燥和抽象,很难真正地理解教学内容,从而降低学生的学习积极性。MCAI可以通过大屏幕投影来演示教学内容,改进传统教学过程中可视性差、不够形象等缺点,将难以用文字表达清楚的教学内容,以图像、动画的形式,甚至语音,轻松地传授给学生,从而使教学过程更加生动活泼,使抽象枯燥的难点知识简单化、直观化,极大地激发学生的学习兴趣,有效地提高教学质量。

(二)MCAI具有将多种媒体信息相结合的特点,它的应用有利于诠释细胞生物学中的难点问题。

我在教学实践中发现,细胞生物学中有很多知识点学生很难理解。究其缘由,并不是因为这些理论过于深奥,而是由于很多机制的过程复杂,而传统的教学方法又不够直观造成的。MCAI能运用图像、动画与声音将一些复杂、抽象、难懂的机制形象地展示给学生,起到事半功倍的效果。以讲授cAMP信号通路为例,cAMP信号通路是细胞生物学教学难点之一。它涉及的物质很多,包括Rs、Gs、Ri、Gi、AC、PKA等,而且整个过程非常复杂,采用传统的教学方法很难清楚地诠释这一过程,而应用MCAI,我们就可以通过Flas清晰地为学生演示整个信号通路的变化过程,使学生更容易地理解这一知识点。

(三)MCAI具有信息容量大,操作简便快捷的特点,它的应用提高了教学效率,节约了教学时间。

传统的教学方式是黑板加粉笔,同时采用挂图与幻灯机,授课时教师会因板书、收取挂图、调试幻灯机等而浪费许多宝贵的时间[1]。MCAI主要是以计算机为操作工具,信息容量大、操作简便快捷是它的重要优势,它的应用节约了教学时间,提高了教学效率:一方面节省了板书与挂图时间,可以在较短时间内向学生传递大量教学信息,具有高效性[2]。另一方面,学生可以在课后拷贝教学课件,而不必在课堂上疲于记笔记,可以把更多精力用于与老师互动。

(四)MCAI是一种现代化教学手段,它的应用丰富了教师的备课手段。

MCAI的应用丰富了教师的备课手段,使教师不必局限于采用单纯的文字方式为学生传授知识,而可以采用多种教学手段来实现教学目的。而且MCAI的使用可以更好地将教师的思想融于教学过程中,比如教师可以根据教学的实际情况,不同的教学对象,以及自己对教学内容的理解来制作课件,包括图片、动画等,以达到教学目的。同时,随着信息技术的发展,互联网的应用越来越广泛,重要的文献资料都可以通过网络下载。教师可以通过计算机下载相关的教学内容,制作成多媒体课件,既丰富教学内容,又节省备课时间。

二、应用MCAI存在的问题

(一)一些教师过于依赖MCAI,不重视提高自身的授课能力,在课堂的主导地位下降。

多媒体的应用使教师的教学手段有了质的飞跃,大大减轻了劳动强度。因此,越来越多的教师都采用多媒体授课。但过多的使用使一些教师产生了一定的依赖性,主要表现在以下几个方面:一是教师备课时过于依赖网络资料,课件的制作只是将下载的信息进行简单的修改、复制,而没有融入自己的内容,体现自己思想;二是教师讲课时只照课件宣读,整个课堂大多是坐在电脑边而不是面对学生授课,扮演的只是播放者的角色,这将直接影响教与学的双边互动式交流[3];三是授课方式的简单化使教师不重视提高自身的授课能力,业务水平下降,逐渐丧失了课堂的主体地位。

(二)一些教师授课量大,讲课速度过快。

细胞生物学的教学一直存在内容多、课时少、知识更新速度快的问题。在应用多媒体教学以后,有些教师为了赶进度,不断地增加课件的内容,加快讲课的速度,忽视学生的认知规律。大量的教学内容学生来不及消化,也没有时间与老师进行交流,最终造成教学质量下降。

(三)一些教师忽视了传统授课方法,影响了教学效果。

传统的授课方法主要以板书为主,并辅以简单的图示,这种授课方式在启发式教学和引导式教学方面有着独特的优势,教师在板书的时候可以通过一步步的推导,引导学生进行思考,调动学生的积极性。MCAI并不能完全代替传统的教学方式,两者应该相辅相承,互为补充。

MCAI是细胞生物学课堂教学的发展趋势,其具有多方面的优势,能丰富教师的授课手段,提高教师的工作效率。同时,我们也必须清楚地认识到过于依赖MCAI会适得其反。在教学实践中,教师应该根据实际情况将MCAI与传统授课方式相结合,取长补短,才能充分发挥MCAI的优势。

参考文献:

[1]陈绍坤,周进.医学细胞生物学多媒体教学的思考.山西医科大学学报,2006,8(2):137-139.