细胞生物学技术范文10篇

时间:2023-12-06 17:18:13

细胞生物学技术

细胞生物学技术范文篇1

[关键词]医学细胞生物学;网络教学资源;移动手机平台

细胞生物学正在渗透到基础医学和临床医学的各个领域,在现代医学科学中占有重要地位。细胞生物学是我校临床医学(5/7年制)、口腔医学、护理、公共事业管理、药学(临床方向)、医学检验、预防医学、生物技术(课程设置中已包括)等专业的基础课程,其教学质量的好坏对各专业后续课程的教学影响较大,故各级领导对此课程的教改都较为关注[1]。广西医科大学医学细胞生物学课程一般在本科各专业的一年级中开设,但课堂教学总学时数为24学时,教师课堂授课信息量大,学生单靠有限的课堂学时数不能很好地学习掌握该课程重点难点。因此,利用各种教育技术提高医学细胞生物学课程的教学效果尤为必要。广西医科大学细胞生物学与遗传学教研室负责细胞生物学课程的汉语教学、双语教学和全英语教学10余年,积累了大量教学经验且积极参加教学改革。本教研室通过多年认真收集、整理和归纳各种图文和动画资料,利用现代多媒体技术制作完成了医学细胞生物学课程的网络教学课件《细胞生物学与医学遗传学网络教学平台》(该课件获得国家第六届多媒体课件大赛二等奖),形成了一个体系完整、形象化、可视化的网络教学平台和网络共享资源库[2]。而其成功构建的“医学细胞生物学网络共享资源库”如何得到充分的利用是一个重要课题。因此,作者在本文中提出利用手机移动教学平台提高广西医科大学医学细胞生物学网络教学资源利用率及教学效果的设想。

一、国内外研究现状

国外许多大学在21世纪初就开发有多学科网络教学平台[3-6],随着移动通信技术的快速发展,尤其是4G、5G技术的推广使用,无线通信技术与因特网结合而产生的移动因特网技术将给人以全新的交互和资源共享环境。将现代信息技术应用在教育、教学中,将使学习者的学习方式更加灵活多样,学习资源的获取更加便利快捷,为学生的自主性学习和个性化学习提供便利,形成任何人、任何时间和任何地点都能进行的开放式学习。移动手机用于学习(Mobilelearning,M-learning)的最早研究是1994年美国卡耐基枚隆大学(CarnegieMel⁃lonversity)开展的名为“WirelessAndrew”的项目[7]。澳大利亚Wollongong大学教育学院2009年针对M-learn⁃ing开展了诸多项目,有关于教师专业发展的、成人教育的、环境教育的、促进教师反思的,还有数学、物理、信息技术等,甚至有艺术、科学、学前教育,可以说无所不包[8]。这些项目所选用的移动学习工具或为iPod或为Smartphone。美国的高校教师利用短消息服务(SMS)来发送课程要求、发起班级投票,学生们存储自己的声音作为编号来参加手机小测验[9]。有研究者考察了使用数字音频播放器——苹果iPod来学习的情况。教师将在课堂上录制的讲座做成RSS种子,学生可以通过电脑联网下载到iPod上。用这种方式来“传送”讲座,从而使学生能随时进行移动学习。广西医科大学细胞生物学与遗传学教研室胡启平教授通过建立医学细胞生物学网络教学平台,提高本科生医学遗传学的学习效果,在几年的实践中得到学生的好评[10]。目前,广西医科大学医学细胞生物学网络教学平台具体内容包括以下几个方面:1.课程简介。课程总体简介和课程建设规划回答了所有医学生会问的问题——为什么要学医学细胞生物学?学生在这部分会了解到医学细胞生物学作为基础课程和关联度最高课程的重要性,进而对课程的重视程度会有所提高。2.教师队伍。包含教研室主讲教师的主要信息(课程负责人联系方式及主讲教师简介和联系方式)。3.教改科研项目、教改科研论文。教学侧重的方向以及正在做什么样的教学研究在此都是可了解的。4.理论教学大纲、进度表、教案首页、教案续页、教学课件、章节总结、强化训练习题集相关网站推荐。此模块是对学生理论知识帮助最大的部分,教师在备课过程中编纂的教学大纲,利于学生准确定位自己需要掌握、熟悉、了解的内容,进而在自己的学习过程中划分不同的时间来预习和复习。5.实验教学大纲。包括教案首页、实验指导、教学课件、实验报告、实验视频等。

二、我们的出发点

近年来我们教研室共完成了广西教育科学“十五规划”课题1项、广西医科大学教学研究重点课题1项、广西医科大学教学研究一般课题3项,先后完成了“细胞生物学网络课件(中文版)”“CELLBIOLOGYTeachingOn⁃line网络课件(英文版)”和“医学遗传学教学在线”的制作,分别获得全国多媒体课件大赛二等奖1项、广西区高等教育教学软件大赛或应用大赛二等奖4项、广西医科大学教育教学软件大赛一等奖1项及二等奖2项、广西医科大学优秀教学成果一等奖1项。三个课件都是以网络数据库和ASP(动态网页)为基础制作的,其中“医学遗传学教学在线”包含了一个规范、完整、独立、共享、内容丰富、媒体多样、使用方便(具有搜索引擎)的医学遗传学网络共享资源库,其点击率已超过10000次。教学改革论文《多功能型医学遗传学动态网络教学平台的研究与实现》《医学遗传学网络教学资源库的建设与应用》《<医学遗传学>网络教学课件库的建立与应用》《浅谈网络教学软件的开发与制作》《网络教学平台中教学课件个性化的实现》已公开发表在《中国高等医学教育》《医学教育探索》《广西医科大学学报》等专业期刊上。

三、具体实施措施

(一)功能模块的构建。主要功能模块包括:1.微信编辑功能:逐帧编辑,微信包含了微信标题和微信内容,其中微信内容可指定微信的帧数,并可分别填写每一帧的内容,每一帧内容均可包含文本内容、图片、声音等信息。2.素材管理功能:教师可对网络共享资源库的微信素材(包括ARM、MIDI格式的声音文件,PNG和JPG、GIF格式的图片文件)进行维护,包括新增、修改和删除。教师编辑微信时,可直接从微信素材中选取素材添加到微信内容中。3.短信答疑及回复记录查询功能:微信发送后,如学生有疑问,可回复短信到平台进行咨询,教师通过平台可以查看学生的回复短信,还可以通过平台再回复微信给学生解答问题,教师也可以按时间段查询历史被叫回复微信,包括微信回复内容、接收时间等。4.微信定时发送功能:支持微信的定时发送和立即发送两种方式,即教师可以把微信发送时间预定在未来的某个时间(如授课前3小时或课后5小时),平台到预定的时间则自动将微信发送到目标手机号码上。5.通信录管理功能和群发功能:提供通信录批量维护功能,可导入包括txt、xls、csv等通用格式的文件,由教师按照年级或班级等自行进行维护学生通讯录。提供群发微信菜单,用户群发微信的需求可以通过平台提交。6.建立课程的微信公众号,将主讲各章节的重要内容编辑成微信推送文章,教改班学员通过关注微信公众号后可以阅读相关内容。为了克服医学细胞生物学课程授课信息量大、学生不易在课堂掌握吸收,网络资源过于丰富、学生课前课后难以从海量网络资源信息中获取所需知识的缺点,教师可利用已有的细胞生物学双语网络资源库,搭建一个手机微信互动教学平台,实现从“拿”(Get)到“送”(Give)的转变和“眼下就学”(HereandNow)。课前让学生及时准确地掌握授课信息,课后帮助学习者梳理授课内容的知识脉络,方便学生对所学知识及时进行归纳总结,提高医学细胞生物学教学效果。(二)手机微信平台与广西医科大学医学细胞生物。网络共享资源库对接的实现根据目前网络上数据初步估计,全国大学生中近98%以上的大学生都在使用微信,剩下的2%也最终可能会使用微信。微信契合了现代社会快节奏的生活需要,成为现代人的一种生活方式。大学生对微信的认同度和接受度都比较高,其符合大学生追求时尚,追求新、特、奇的心理特征。微信订阅号是微信众多功能中的一项,个人就可以,并能定向推送,只需要在微信中搜索到该订阅号,点击关注即可。通过对广西医科大学医学细胞生物学网络共享资源库系统的二次开发,实现与微信平台的耦合,网络共享资源库中制定的内容信息在发生变更时,可自动向微信平台发送,通过设定好的模板规则,将更新动态及时推送给目标学生。为了实现医学细胞生物学网络资源库和手机用户之间的信息交互,需要部署一台移动服务器(MAS,MobileAgentServer)在广西医科大学信息中心内部,MAS服务器一端通过适配模块与广西医科大学医学细胞生物网络共享资源库进行对接耦合,另一端通过互联网或专线和运营商行业应用网关连接,实现信息接入。教师可以通过使用MAS服务器提供标准信息接口,实现将信息通过短信的形式下发到学生移动终端,同时也能获取学生移动终端发送给教师平台的信息(见图1)。(三)将手机微信平台应用于广西医科大学本科生医学细胞生物学教学学细胞生物学教学,可提高网络教学平台的资源利用率如何因材施教,最大限度地调动学生学习的积极性,引导学生将所掌握的基础知识熟练地应用到实际的临床当中,培养学生发现问题并解决问题的能力,是摆在我们面前的一个重大课题。在传统“满堂灌”教学的基础上,PBL、CBL、Sandwich等教学改革新模式也不断被应用于本科教学课堂中,但是因为课时数及学生人数等因素的影响,目前还只能小范围的进行应用。2013年,我校将每堂课的授课时间由50分钟减少至40分钟,以便于学生有更多的时间来自主学习。这又给课时数本来就不多的教师带来了新的困难:在压缩的时间里,怎样保质保量地将内容灌输给学生呢?微信公众订阅号就可以很好地解决这些问题,按高效的信息化原则来组织教学与学习,注重培养学生的自学能力,强调及时反馈和学习内容的适应性调整,这是微信订阅号的关键优点。同时对订阅号有选择地进行推广与交流可以实现因材施教和因人而异的教学需求,提供丰富的现场实习体验,发展情景教学,全面提高学生素质。手机微信教学平台应用于教改班的教学实践如下:1.实践教改班样本构成情况:选取广西医科大学2018级教改班35名大学生,其中男女生构成与普通本科班相近,教改班学生是从2018级本科生中随机产生,学习能力与本科生群体不存在差异。2.教学实践过程:首先,教师伴随课堂进程将正在讲授的主要内容传递给学习者。通过手机短信互动平台的短信功能发送,将每节课(55分钟)的授课内容概括为4~7条短信,第1条短信要从整体上概括授课内容,其作用为告知学习者开始上课,并使他们对授课内容有一个整体的认识;依据同步教师的授课进度,将较为系统性的知识块编辑成一条短信,如将三个较为系统知识块,编辑成编号为2、3、4的短信。短信中可以包括一些链接,如广西医科大学基础医学院细胞生物学与遗传学教研室的医学细胞生物学网络教学平台中的教学资源链接。其次,利用手机微信的功能将主讲章节的重要内容做成微信推广网页,建立课程微信公众号,要求教改实践班级的每一位学员添加关注。微信推广网页中的主要网络资源链接可以利用广西医科大学基础医学院细胞生物学与遗传学教研室的医学细胞生物学网络教学平台中理论课和实验课的教学资源。我们在教改班进行教改实践前统计网站点击率,网络资源链接访问率以及每天平均登录上线人数等,比较教改前后的这几个主要指标评价我们构建的广西医科大学医学细胞生物学网络教学平台利用率是否上升。

四、展望

细胞生物学技术范文篇2

关键词:医学细胞生物学;教学模式;教学改革

医学细胞生物学是一门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、发育、增殖、衰老、死亡以及细胞结构与功能的异常与人类疾病关系的学科[1]。医学细胞生物学是临床医学、检验医学、口腔医学、预防医学等医学专业的一重要基础课,同时也是生理学、病理学、免疫学、组织胚胎学、药理学等医学基础课程以及后续临床课程的基础[2]。学习医学细胞生物学的基本理论知识有助于医学专业学生从分子细胞层面理解人体生命活动规律和疾病发生发展进程,为专业课学习和后续的科研工作奠定坚实的理论基础[3]。医学细胞生物学是一门实验操作性极强的学科,实验教学是这门课程教学工作中的重要实践环节,在培养学生动手能力、实践探索能力和科学创新能力等方面具有重要作用[4-6]。传统的教学理念和教学方法已经不能满足新时代的需要,如何能在有限的时间内,让学生系统掌握医学细胞生物学的基础理论知识,并熟练掌握基本实验操作技术,是新形势下医学细胞生物学教学改革的一项重要内容[7-8]。本文结合郑州大学基础医学院的实际情况,对医学细胞生物学理论课及实验课教学中存在的问题及改革策略进行探讨并提出建议,以提高医学细胞生物学教学质量。

1提高医学细胞生物学理论课教学质量的建议

1.1理论课教学内容的改革

首先,针对不同专业,因材施教。临床医学、检验医学、法医学、临床药学、预防医学等专业均需要开设医学细胞生物学。任课教师应该结合教学大纲并根据教材内容,为不同专业的学生制定相应的教学计划和授课内容,按照学校的课程设置,多方面、多角度、多层次因材施教,提高医学细胞生物学的课堂教学效果。其次,注重基础理论,由浅入深。注重教学内容的基础性,构建并完善由细胞基本结构及其功能、细胞重大生命活动现象及本质等所组成的理论教学体系,加强学生对基本理论知识及基础实验技术的理解。授课教师应该以真核细胞的结构与功能为教学重点,使学生对细胞的主要结构及其功能等有系统、全面的了解和认识。然后,精炼教材内容,突出重点。医学细胞生物学课程的内容较多,但课时有限,所以,任课教师应精炼教材内容,有的放矢授课。该门课程的必修内容是认识人类自身生命活动的基础,也是认识疾病发生、发展的理论基础。授课教师在授课过程中要注意精练授课内容,突出重点章节,同时,课后需要对本节课的内容进行归纳总结。

1.2理论课教学方法的改革

首先,使用启发式教学。授课教师应该在课堂上开展启发式教学,实现教师与学生的课堂互动。启发式教学相比传统单纯由教师讲课的教学方式更具有优势,可以更加有效地激发学生的学习兴趣。启发式教学不但注重知识的传授,更注重能力培养,因此,启发式教学可提高学生的思维能力和创新能力。其次,使用多媒体教学。医学细胞生物学课程中有很多细胞结构图和分子机制图需要制作成动画,以使复杂抽象的内容变得直观有趣,调动学生的学习主动性,增强学生的学习兴趣。同时,任课教师可以充分利用网络资源,搜集医学细胞生物学的视频课件资料并运用到课堂教学中。这样既可以拓展学生的学术视野,又可以提高学生的综合素质。然后,使用案例式教学。案例教学是在事实案例基础上的一种开放式、互动式的新型教学方式。医学专业学生不仅要掌握细胞的结构、功能,还应该熟悉细胞的病理改变与疾病发生发展的关系。但是由于医学细胞生物学课程的理论性强、内容抽象,所以任课教师应该积极探索案例式教学,以激发学生的学习兴趣,提高医学细胞生物学的教学质量。

1.3理论课考试方式的改革建议

首先,优化考试内容。任课教师可以通过以下几点优化理论课程的考试内容:(1)建立和完善理论课程的考试题库,保证理论课程考试的有效性;(2)根据本院开设的临床医学、检验医学、预防医学等专业设置相对应的考试题目;(3)指导学生撰写综述性论文或科研标书,以培养医学专业学生良好的思维能力和创新意识。其次,优化考试形式。任课教师可以通过以下方法优化理论课程的考试方式:(1)构建综合丰富的考试方式。建立平时成绩和期末考试成绩相结合的考试体系;(2)增加创新能力考试的比重。任课教师让学生按照要求写出科研标书并进行打分;(3)增加平时表现考试的比重。平时表现考试主要是在课堂上对学生回答问题的情况予以评分并记录。然后,优化评价方案。任课教师可以通过调整期末闭卷考试及平时表现考试优化评价方案。理论课考试中的期末闭卷考试成绩占理论课总成绩的70%,试题从考试题库中随机抽取。同时理论课考试中也包含学生的平时成绩,这一部分占总成绩的30%,包括学生的出勤情况、课堂上回答问题的情况以及学生完成综述性论文的情况。

2提高医学细胞生物学实验课教学质量的建议

2.1实验课教学内容的改革建议

首先,优化实验教学大纲。由于受到课堂学时及硬件条件等方面的制约,很多院校的医学细胞生物学课程的实验课内容仅仅局限在一些验证性和基础性的实验。任课教师需要调整教学内容,增开一些与理论课程密切相关并且与学科前沿紧密联系的综合设计实验。这样可以激发学生的学习兴趣,更好地发挥学生的积极性和主观能动性。其次,培养学生创新能力。任课教师可以在基础性实验之外开设一些探索性及创新性较强的综合实验,例如细胞融合实验、细胞凋亡实验、细胞免疫组织化学实验和免疫荧光实验等。培养并提高学生的实际操作能力以及分析问题和解决问题的能力,使学生初步具备进行设计性实验的能力,提高学生的科研素质和创新能力。然后,设置开创综合实验。任课教师应当结合理论课内容及相关临床应用,修改完善实验课教学大纲,科学设置实验内容,培养学生的实验操作能力,以增强学生的科研兴趣为重点,在实验课教学中适当增加一些开放性强且创新性强的综合实验,让学生运用已掌握的知识与技术进行更深入的研究设想,培养独立科研工作的能力。

2.2实验课教学方法的改革建议

首先,应用启发式教学。与传统的实验课教学相比,在启发式的实验课教学中,任课教师应该在讲解实验目的和原理后,鼓励学生根据所学的知识设计实验过程,然后分析研究最后得到的实验结果以探索实验原理。采用启发式教学可以培养学生的思维能力,引导学生积极思考,启发学生从不同的角度考虑问题,期提高学生的综合科研素质。其次,使用多媒体教学。在医学细胞生物学的实验课教学中,多媒体技术的应用能够极大地方便课堂教学工作。多媒体教学形象生动、易于理解,可以方便地解决一些不容易讲解或者难以开展的实验。另外对于某些受条件所限而不便亲自操作的实验,学生可以观看教学演示片,全面了解这些前沿实验仪器的结构、性能和用途。然后,开展研究型教学。医学细胞生物学的实验课程与科研工作相结合可以提高学生的学习兴趣和科研热情。任课教师在实验课堂上采用开放式的研究型教学可以激发学生的求知欲,让学生学会分析问题和解决问题。开放式研究型的实验课教学,让学生经历严格的科研训练,为以后申报、参与以及实施各种创新性科研项目奠定基础。

2.3实验课考试方式的改革建议

首先,优化考试内容。为全面、科学地考察学生的实际动手能力以及科研创新能力,改革后的医学细胞生物学实验课的考试内容应该以核学生的实验操作水平为主,以考试学生的理论知识水平为辅。这种改革模式,可以培养学生在实验操作过程中分析问题、解决问题的能力,并拓宽学生对实验操作技术在临床应用中的思考。其次,优化考试形式。建立完善的成绩评定体系是保证实验教学质量的关键。实验课程的考试应是一个全方位、多角度、全时段的综合评测,包括平时课堂考试及综合实验考试,平时课堂考试包括出勤情况、课堂回答问题情况和实验操作情况、实验报告完成情况,综合实验考试包括实验理论考试、实验操作考试、开放性及探索性实验考试等。然后,优化评价方案。实验课的考察应该以考察学生运用实验技术的能力为主,包括以下几点:(1)考察学生的平时成绩,包括出勤情况、实验报告完成情况等,占实验课总成绩的20%;(2)考查学生的理论水平,包括实验基本原理、实验技术手段、实验操作方法等,占实验课总成绩的20%;(3)考察学生的实验操作,占实验课总成绩的60%。综上所述,医学细胞生物学的教学是教师与学生共同学习、教学相长的过程。在这个过程中,首先任课教师需要不断提高自身素质,认真做好科研工作并积极学习本课程最先进的理论知识与最前沿的实验技术。其次,任课教师也需要精心把握课程内容,不断总结教学经验,比较各种教学方法的优劣,并将各种教学方法有机结合、交叉运用。同时,任课教师可以根据学生的不同专业方向,改进传统教学模式中教案和课件的内容,在上课时适量引入案例教学,从而调动学生的学习兴趣,提高学生的综合素质。另外,任课教师也需要加强实验课教学的比重,改革实验教学内容,完善实验教学条件,采用多种教学手段,建立完善评价体系,并不断探索研究新实验,使实验课堂更富有学术气氛。以上这些举措是提高医学细胞生物学的教学质量,培养适应现代社会发展的具有较强的综合能力和科研素质,具有独立发现问题、思考问题、分析问题及解决问题能力的创新型医学专业人才。

作者:郑皓 单位:郑州大学基础医学院医学遗传与细胞生物学系

参考文献:

[1]杨宏新,王妍,李晓丹,等.医学院校细胞生物学教学实践与探讨[J].内蒙古医科大学学报,2015,36(10):933-936.

[2]丁童.医学细胞生物学本科教学特点与教学模式改革[J].基础医学教育,2013,15(6):559-560.

[3]蔡丽希,陈小萍,许桂芬.医学细胞生物学课堂教学模式创新研究与实践[J].赣南医学院学报,2014,34(5):696-697.

[4]付燕燕,陈彦,吴健,等.医学细胞生物学实验教学改革的几点思考[J].基础医学教育,2015,17(2):135-136.

[5]唐历波,李栎,肖憬.临床专业医学细胞生物学实验课程改革的几点建议[J].治学之法,2014(6):178-179.

[6]胡传银.医学细胞生物学实验教学改革策略的探讨[J].时代教育,2015(1):213-214.

细胞生物学技术范文篇3

1.1实验内容陈旧。由于受计划课时、经费条件等因素限制,目前细胞生物学实验项目多为传统验证性的,如光学显微镜的构造与使用、细胞凝集反应等内容。以上实验内容和遗传实验重复。1.2学生缺乏主动性。现行的实验教学模式是以验证理论为主,实验方式简单枯燥。一般实验不要求学生查阅文献、分析资料,也不要求学生设计详细的实验步骤,这样的实验教学模式很少能够发挥学生的主观能动性,不利于培养师范类院校学生分析问题和解决问题的能力[3]。1.3考核内容不完善。由于细胞生物学实验课是考察课,独立于理论课考核,考查内容主要以出勤、卫生、实验报告为主,教师主观性较大,缺乏一定的量化标准,较难反应学生的动手能力,进而影响了学生学习动力。

2.改善实验教学条件,增加实验教学学时

为了保证实验教学改革的顺利进行,提高实验教学改革的成效,需要进一步加强实验室建设。首先要建立开放实验室,将分子实验室、细胞生物学实验室和遗传学实验室整合为现代生物学实验室。从而优化了实验室的资源共享;其次增加教学实验经费,改善教学条件。

3.优化实验内容,构建实验教学新体系

3.1科学设置实验内容。在细胞生物学实验课程的教学过程中,教师需要调整课程内容。调整的原则:一合并技术单一、重复性的实验。如观察细胞形态结构、线粒体和液泡系的超活染色与观察、人类X染色体的观察等实验,可将这些单项实验组合为系统综合性实验。3.2建立“三性”实验教学模式。传统的细胞生物学实验教学内容多为验证性试验,为进一步深化实验教学改革,增强学生综合分析能力,数据处理及查阅资料能力和实践能力,所以制定了以验证性、综合性、设计性为中心实验的“三性”教学内容。验证性实验是通过验证某些已有结论使学生掌握某些探索自然事物的方法;综合性实验是运用本课程或与本课程相关的多种课程知识,对学生实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验。

4.结语

为使细胞生物学实验教学质量上一个新台阶,拥有符合实际的教学模式,以适应新形势下实验教学水平的发展,所以进行细胞实验教学的改革是迫在眉睫的任务。通过优化实验内容,改革教学方法和教学手段,借助辅助教学手段等,让细胞实验课摆脱传统模式,最大限度地增强师范类学生的自主性与参与性,以利于培养具有一定创新潜能和动手能力的综合应用型人才。

作者:马勇 陈秀莉 图雅 单位:包头师范学院生物科学与技术学院

参考文献:

[1]翟中和.细胞生物学[M].北京:高等教育出版社,2008.

细胞生物学技术范文篇4

以前我国的学校进行细胞生物学实验的方法是:老师将实验步骤、实验操作、注意事项在实验之前全部告诉学生,学生在老师设置的要求里用心完成课堂实验,造成学生在做实验的时候,对老师的指导形成了严重的依赖性,缺乏创新意识,不利于学生未来实践能力的培养。鉴于这种情况,我国开始改变实验教学模式,在保证学生生命安全的条件下,尽可能的将实验变成开放性实验,增强学生在实验过程中的自主性,学生根据自己的设想,用一定的实验方法去验证自己设想的可行性,老师的任务是现场监督实验的安全性,对一些存在安全隐患的实验方法进行制止,并在实验快要结束的时候,将课本上的实验方法进行讲解,并鼓励学生无论设想是否正确都要积极去做,科学的路上本来就充满挫折,失败是很正常的,使学生更加愿意按照自己的设想去做实验,久而久之增强了学生的实验设计能力和创新能力,从长远来看必将推动我国甚至世界生物科学的发展。

2.及时的更换实验内容。

科学技术在不断的进步,生物科学也不例外。在生物学实践教学的路上必须不断丰富实验内容,及时的让学生学习到世界先进的研究成果或者优良的研究方法。学校可以根据本校学生的实际情况,适当增加实验的难度,在安排实验的时候尽量多一些创新性的实验减少验证性实验的比例,因为相对应于验证性实验,创新性的实验更加有利于培养学生的创新能力和生物研发能力,创新性实验提前不知道实验结果,学生带着问题和好奇去做实验,而验证性实验学生在做实验之前就已经知道了本实验的实验结果,只是通过一定的方法验证结论即可,此外创新性实验的实验结果不唯一,有利于培养学生的发散思维,根据自己对实验现象的不同理解,从不同的角度得出不同的实验结论。实验是一个实践性的教学,更改实验内容光从改变这些实验的理论是不够的,还必须要求实验硬件的配合,增加在实验方面的投资,购买一些先进的实验设备,聘请一些国内外知名的生物学教授来学校进行教师的培训或者办学生讲座,软件和硬件双管齐下才能达到更换实验内容目标,最终提高基于实践的细胞生物学教学效果。

3.老师根据学校现有的物质条件,合理的安排实验内容。

虽然我们在细胞生物学的教学过程中,大力支持和发扬实践教学,也就是将课堂做生物实验作为教学的主要形式,学生通过做实验,将理论与实践结合起来,并从中锻炼自己实际解决问题的能力,甚至创造出一些科技成果来,但是,我们也不能盲目的追求实验教学,因为大多数实验尤其是生物实验需要非常先进的设备,有的还需要珍贵的材料做实验标本,这会无形之中提高学校的教学成本,不利于学校的可持续发展,所以,必须将实践教学与学校的实际办学条件紧密结合起来,老师根据目前学校目前拥有的先进设备和实验标本合理的安排实验,保证将现有的资源合理利用,对于那些必须的先进生物设备和实验标本老师应该向上级部门提出申请,希望学校能尽力满足。

细胞生物学技术范文篇5

关键词:医学细胞生物学;BOPPPS教学法;临床医学

来华留学生教育已经成为我国经济全球化的一部分,是高等教育国际化的必然趋势。多专业、多层次、多渠道发展来华留学生教育是高等学校的重要任务[1,2]。如何提高学生学习兴趣,培养学习能力,促进基础理论知识向临床专业转化成为重要问题[1]。医学细胞生物学(medicalcellbiolo-gy)从细胞的角度研究与医学相关的生命科学问题,是临床医学专业本科生的重要基础课程,是基本生命科学知识和技能培养课程,也是临床医学专业教育的桥梁课程[2,3]。对于临床医学专业本科留学生,掌握医学细胞生物学知识是成为合格临床医生的必备基础。导学互动叠加式教育(BOPPPS)教学法是一种以教学目标导向、以学生为中心的教学模式[4,5],由导言(bridge-in)、目标(objective)、前测(pre-assessment)、参与式学习(participatorylearning)、后测(post-assessment)和总结(summary)六个教学环节的英文单词的首字母构成,是强化学生参与互动、反馈,以学生为中心的新型教学模式[4]。在线上和线下教学形势下,探索和总结BOPPPS的应用,对保证和提高留学生教学质量具有重要意义。

1医学细胞生物学课程设置

医学细胞生物学知识对于认识生命、掌握细胞生命活动中基本结构及其代谢规律、从事医学和科研工作具有不可或缺的作用[2]。医学细胞生物学是临床医学专业留学生进入专业课学习的第一门专业基础课程,其教学的效果直接影响到留学生对今后各门课程以及临床医学专业内容学习的兴趣。同时,医学细胞生物学的特点是知识更新快、理论性强、涵盖面广[3]。当留学生无法返校学习,甚至固定的课堂时间都难以保证的前提下,这就对在细胞生物学的教学过程中,如何提高学生学习兴趣,培养学习能力,促进基础理论知识向临床专业转化成为细胞生物学教学的重点,打造留学生金课的教学提出了更高的要求。

2BOPPPS教育模式实践

BOPPPS教学模式属于ISW(教学技巧讲座)中的迷你教学,包含导言、目标、前测、参与式学习、后测、总结[4,5]。这6项内容被认为是所有有效教学的基本元素,比传统讲授式教学模式更加短小精悍,针对性强。我们以多年本科生和留学生教学经验为基础,优化教学内容、更新教学方法、完善教学组织,寻找适应留学生教育文化背景,解决留学生教学难点,改进留学生考核形式,提高留学生教学效果,使得留学生教学工作得到改进。尝试成立了由基础医学和临床科研、检验、临床医师共同组成的教学团队,将临床案例与医学细胞生物学的基础理论相结合,经过实践获得如下结果。

2.1优化教学内容

医学细胞生物学的课程以人体的细胞为切入点,将医学细胞生物学与医学的知识融会贯通,为生命细胞活动和人类疾病防治提供科学依据,是现代医学教育的核心课程[2]。这门课程的思路和脉络较清晰,以细胞和细胞器的结构和功能为线索,为认识人体结构和疾病基础做好准备。因此,在课程设计时,可将每一种细胞器的基本结构和功能作为一个知识点,把知识点进行细化,设置导言、目标、前测试题、参与式学习案例、后测试题、总结讨论。充分挖掘教材,广泛收集教学资料,借鉴已建成的医学细胞生物学一流本科课程经验,开展留学生课程教学工作[2,3]。

2.2细化教学过程

按照BOPPPS模式[4,5],将课程内容细化到各个环节。主要包含以下内容:①导言B(bridge-in):根据教学内容,使用案例引导,开启一次学习周期,增加学习兴趣,并解释该知识点的重要性。②目标O(objectiveoroutcome):从认知、情感和技能三个层面提出学习要求,具体说明这个知识点的学习目标,包含留学生课堂教学结束前应该理解、思考、判断或操作哪些内容,达到何种程度。③前测P(pre-assessment):预评价留学生前期掌握知识的程度,有利于针对性指导课堂教学的后续安排。④参与式学习活动P(participatorylearning):这是整堂教学活动的主要环节,采用多种学习策略让留学生积极参与课程教学之中,按照教学目标主动学习。利用一系列经过设计的小活动、学习项目和多媒体素材等,帮助学生达到先前订立的学习目标或预期效果。如果方法适当,留学生就能够积极参与,主动查阅资料、参与讨论、交流学习内容。⑤后测P(post-assessment):后测的目的是检测留学生经过本节课的学习效果,了解留学生对教学目标相关知识的掌握程度,并对全体学生达标情况进行判断。⑥总结S(summary):在结束教学的最后阶段,让学生简短地回顾教学内容,并再次归纳、总结。对本次课程知识点和技能点进行总结,提供一个教师和留学生共同反思的机会。学生反思自己的学习内容,教师反思授课过程中存在的问题,并为下次课程教学改进做好准备。例如,在讲解细胞骨架这一知识点时,把需要学习的基础知识提前布置给留学生,在导言阶段(B),播放英文版细胞的进化中细胞骨架的一段内容,吸引学生的兴趣,在视频结束时的目标与预期效果阶段,对这一知识点的目标设定要求。之后,在线平台上放3-5道前测单选题,查看留学生对知识点的掌握情况,请他们在参与式学习活动阶段(P),对查阅相关书籍和资料的内容进行讨论分析,对这一知识点在临床和科研中的应用加以说明,后测(P)要求学生自主绘制思维导图,总结(S)是对课堂内容深度小结和归纳,加深学生对于临床疾病表现及其内在细胞学机制之间的有效联系,明白生命全周期、健康全过程的重大意义。经过这些内容的实践,一堂BOPPPS模式下的留学生医学细胞生物学课程教学架构即形成[4]。在实施过程中不断改进和完善,形成一套完整的细胞生物学BOPPPS教学课件,保证留学生课程教学取得实效,让学生在课堂教学过程中有所收获。

2.3完善教学流程,加强形成性评价

通过集体备课优化教学内容,不断提高教师素质,保证每星期有固定的时间段,在教研室由所有教师和教辅人员参加留学生教学的集体备课。为了保证教学质量,要优化教学流程,严格按照教学流程开展留学生教学工作,只有这样才能为之后的教学打造良好的基础[2,3]。如果教师各自为政,各行其是,将难以保证优化教学内容的实现。采用课程线上线下授课、课堂线上讨论、在线学习平台等多种教学方法,针对留学生尝试BOPPPS在线的互动式教学方式。根据本团队已有的现代化教学模式和教学资源,实行线上线下混合式教学。同时,注重留学生的形成性评价,采用随堂前测、后测、课堂汇报讨论、期末考试相结合的多角度进行形成性评价,最终形成性评价在课程总成绩中占比为40%-60%。在线上线下的互动交流中,根据学生的形成性评价和不断反馈,也同时促进了教学内容的更新和互动[6]。

2.4注重教师培训

提高教师综合素质是保证留学生教学质量的重要条件,也是全英文教学工作的一大难点。教师培训既要注重出国出境培训,更要强调学校内部培训;既要进行脱产培训,更要注重在岗培训;既要注重专业知识培训,更要注重英语交流能力培训。只有具备高水平专业知识和流畅的英语语言交流能力,才能够完成高质量的全英文医学留学生的教学任务。新形势下普遍采用线上线下混合式教学模式,通过在线学习激发学生的学习兴趣,充分发挥学生的主观能动性。此外,引入科学精神教育,贯穿创新奉献教育,加强医学人文教育,塑造医学生医者仁心的素养和德能兼修的能力。同时,丰富并实时更新教学内容,解决传统课堂教学中存在的问题和不足。最后,通过学生的翻转课堂和分组讨论活动,使学生成为学习和教学的中心,正视学生的自我发展,完成创造性和富有个性的学习[7]。

2.5完善课程设置

理论讲授要与实验教学密切配合、合理衔接,不能太多重复,也不能相互脱节。优化实验课教学内容,减少验证性内容,增加综合性内容,特别是要增加与后期课程衔接的实验内容,增进教师与学生的交流。形成一套完善的基于BOPPPS教学法的留学生医学细胞生物学理论课教学课件和教案以及实验课指导参考、教案和作业体系。注重实践能力培养,通过课堂讨论、平时作业、实验报告的撰写与汇报,提升学生的实践能力,培养学生的科研思维,促进学生基础向临床转换的效率,认识基础知识对临床的指导作用,为后期学习和临床实践打下良好的基础,培养初步的临床思维。

3现状及建议

目前,关于医学留学生教学,几乎所有高校都面临相似的问题。留学生教学纪律性不强,师生间线上线下以及网络交流不畅、学习时间和时长难以统一,学习理念大相径庭,导致传统的教学模式与留学生习惯的主动式、互动式学习模式难以很好的兼容,不利于留学生能力的培养[6,7]。

3.1教学秩序松散

留学生教学纪律性不强,缺课、迟到属于家常便饭。采用国内学生的管理模式(如点名、签到)基本无效果。究其原因,很大程度上是因为教学方法简单、教学手段单一,使一些留学生对课堂失去兴趣。因此,本教研室不断改革教学方法,虽然教学内容的基本框架无太大变化,但其中的内容、案例与教学方式必须与时俱进,特别是讲授内容必须及时更新,增设热点案例,绝对不能炒冷饭。教学内容的更新要符合实际情况,能够让学生理解,让学生查得到、看得见,要及时引导学生准确掌握基本内容,而不至于淹没在知识的海洋中。在此基础上,由BOPPPS教学模式形成的数个重点内容的教学单元,按时按次发放于线上教学平台中,在线下教学过程中也可以针对性地引入线上前测、后测习题。这种方法对学习时间的要求较传统教学模式更灵活自由,留学生可根据当地时间和所处网络环境,或利用碎片化时间,充分完成学习、练习习题、撰写报告、分析案例、小组讨论等多种学习活动。

3.2学习热情不均

留学生学习的动机各不相同,有些属于志愿学医治病救人,该类学生的学习态度很好,学习积极性、主动性很高;有些属于家长安排,这些同学就比较被动,学习热情不高,主动性不够。要提高教学质量,就需要调动大多数学生的学习积极性,不断改革教学方法,尽量做到因人施教和因材施教。任何一种教学方法都有优秀的方面,也有不足的地方,不能采用单一的教学方法。根据一年级学生的特点,采取结合实际的BOPPPS教学方法,保证学生在有限的时间里掌握教学大纲要求的内容。严格按照医学细胞生物学的教学进度安排,充分发挥教师在课程中的引领作用,分阶段讨论重点内容,或通过网络资源更多地获取知识并鉴别。充分调动留学生的积极性,让留学生主动参与教学活动。

3.3互动交流困难

由于留学生来自20多个国家,许多留学生并非以英语为母语。因此,留学生所讲的英语南腔北调。大多数老师虽然有长期口语表达的训练,但在线上课堂教学过程中,存在一定的互动交流障碍。所以,加强教师英语交流能力培养,提高英语表达能力成为常规。可以通过线下与校内留学生开展英语角、学习沙龙等形式进行学习;也可与留学生联合开展研实验等活动,增加师生之间交流机会以及相互交流的程度;还可以利用以BOPPPS教学单元为基本模式的教学法,充分调动留学生的积极性,让留学生之间互动交流、小组讨论等,教师进行适当引导,在教学过程中汇总各单元的形成性评价。总之,留学生教学与国内学生相似,需要多方面共同努力才能够取得理想的效果。按照BOP-PPS教学模式开展教学工作,主要是能够按照预先设计,形成短小精悍的教学单元,逐步完成相关学习内容,通过适当的方法进行考核、督促,不断巩固学习目标,使教学工作按照一定的规律运行,在运行过程中能够得到及时完善,保证教学目标的实现。

参考文献:

[1]吕运成,贾波,彭田红,等.“互联网+”对医学留学生人体解剖学教学的作用探讨[J].教育教学论坛,2020,5:263-264.

[2]党洁,马占兵,霍正浩,等.临床医学专业医学遗传学案例式教学模式的实践[J].基础医学教育,2019,21(3):189-192.

[3]张竞文,焦海燕,徐方,等.宁夏医科大学医学专业留学生细胞生物学教学体会[J].基础医学教育,2015,17(11):978-981.

[4]吴昌东,江桦,陈永强.BOPPPS教学法在MOOC教学设计中的研究与应用[J].实验技术与管理,2019,36(2):218-222.

[5]高鹏,张娥,刘斌,等.基于BOPPPS模型的中医学概论慕课教学设计改革实践[J].中国中医药现代远程教育,2021,19(5):6-8.

[6]王瑾.PBL教学在神经科留学生见习教学中的应用[J].中国继续医学教育,2018,10(5):33-35.

细胞生物学技术范文篇6

[关键词]微课;医学细胞生物学;实验课堂教学

随着现代科学技术的发展,尤其是互联网信息技术的飞速发展,人们的学习、生活已在不知不觉中发生改变。微课,也叫微课程,英文名字为Microlecture/Microcourse,是最近几年互联网走进教育领域的新兴事物。微课的雏形为美国McGrew教授提出的“60秒课程”和英国Kee教授提出的“1分钟演讲”,由美国高级教学设计师DavidPenrose于2008年正式提出并在全球逐步推广[1]。微课是一种新型的教学资源,以视频为主要载体,记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点(重点、难点、疑点)或教学环节而开展的精彩的教与学活动全过程[2],时间一般控制在10分钟以内[3]。

(一)传统医学细胞生物学实验教学存在的问题

医学细胞生物学是医学院校的基础课,也是众多课程知识的基础。医学细胞生物学知识掌握的程度影响着其他课程的学习,其重要性不言而喻。但是传统实验教学多是以基础性实验、验证性实验为主[4],在教学时,大部分教师都是自己准备好实验所需要的试剂、仪器设备等,并且在课前已经进行过多次的预实验,摸索出操作简便、能让多数学生得出理想实验结果的操作步骤,他们对操作的关键步骤和注意事项也进行总结。上课时要求学生按照教师既定的实验操作步骤进行实验。这样做虽然能得到理想的实验结果,但是学生积极性不高,他们无法深刻理解实验的原理和操作步骤。在教学过程中,由于学生人数较多,教师在讲台上进行演示的过程很难让每一位学生都得到最佳的观看效果,尤其是座位位于后排的同学。于是教师不得不对同一教学内容分组重复演示,降低了课堂的教学效率。由于实验过程中注意事项较多,有些学生难免在自己操作的过程中遗忘,即使在学生操作过程中老师时不时强调、提醒关键的操作步骤,但由于学生实验操作速度有快有慢,老师的提醒也不一定能发挥作用,导致实验结果不理想。

(二)微课在医学细胞生物学实验课堂的实施

1.课前预习。教师在实验课前一周将实验内容告知学生,微课视频,告知实验的重点、难点、注意事项等,并围绕重点和难点提出问题,引导学生观看微课,查找相关资料进行预习。在课前的准备阶段,教师也可以告知下节课的实验目的,把学生分为几个小组,让学生们根据实验目的,自己设计实验,并写出操作步骤,制作成微课,发给老师和其他组的同学,经过组内讨论、组间讨论、教师指导,对实验方案进行修改后再进行预实验。在此过程中,教师要对实验的安全性和可行性进行评估。2.课堂组织。在开始上课时,教师先播放实验的微课视频,然后针对事先要求学生预习的实验重点、难点和注意事项进行提问,在此过程及时结合微课纠正存在的错误,并进行现场演示,必要时还可以让学生上讲台演示,以便发现其操作的不规范之处。在课堂上预留出时间让学生对不明白的地方进行提问,针对这些问题可以采用小组讨论或教师讲解的方式进行解答。在课堂组织过程中,教师也要注意讲解仪器设备的规范操作,在学生上讲台操作有错误时,老师要注意不能伤害了学生的自尊心。3.课后复习。课后要求学生再次观看微课视频,并对自己本次实验进行总结,重点要写出学习心得体会,并完成课后作业。教师要求学生写心得体会时,要告知他们心得体会既可以写收获,也可以写失败的教训,这并不影响实验的成绩。

(三)微课在医学细胞生物学实验中的应用优势

1.方便预习和复习。学习内容是一段10分钟以内的小视频,方便携带,只要有网络有手机或电脑就可以观看。学生可以自主、灵活地安排预习和复习时间,充分利用碎片时间学习,这也能让学生养成不浪费时间、随时随地学习的好习惯。2.关照学生个体差异。在传统的实验课堂教学中,由于学生人数较多,即使教师分组、反复进行讲解和演示实验过程,也难以保证所有学生能够及时理解实验操作步骤和细节要点。而有了微课这种学习载体,理解较慢的学生可以在课前和课后反复观看,掌握实验要领。他们也可以在课前与老师和同学进行讨论,以更准确地理解实验的内容。3.提高课堂效率。由于学生在课前已经对实验内容和重点、难点、关键步骤等有了一定的了解,那么教师就不需要分组演示、反复重复实验的重点环节,而可以把更多的时间放在答疑解惑和对操作过程的辅导,提高课堂效率和学生学习的效率。4.调动学生学习的主动性。由于预习环节是由学生自己去完成,并需要完成一定的思考题,他们必须对实验的过程和重点难点充分理解,这就需要他们反复观看视频,查阅资料,认真思考教师提出的问题,这有利于提高学生分析问题、解决问题的能力,调动学生学习的主动性。

总而言之,微课是一种新兴的教学资源和教学模式,短小、灵活、生动、形象,可以提高课堂教学的效率,调动学生学习的主动性和积极性,培养学生的思维能力,达到良好的学习效果,提升实验课的教学质量。但是微课制作需要较高的网络技术,对教师视频制作水平要求较高,需要加强此方面的学习和培训。而且微课仅是围绕某个知识点进行讲解,对于系统的、内容较多的实验,一个微课就无法全面覆盖所有的知识点,这时就需要与其他的教学方法和教学载体相结合。

参考文献

[1]阮耀祥.微课在高职药理实验教学的应用探讨[J].健康大视野,2019,12(426):49.

[2]胡铁生,周晓清.高校微课建设的现状分析与发展对策研究[J].现代教育技术,2014,24(2):5-13.

[3]黄凌凌,王金花,方晓燕,黎飚,李海,黄永秩,黄世稳.网络环境下组织学实验教学微课的设计制作与应用[J].解剖学杂志,2019,42(1):89-91.

细胞生物学技术范文篇7

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,对学生以后就业、继续深造都有好处,学生踊跃报名,很积极。

二、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;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。

三、总结

细胞生物学技术范文篇8

关键词:研究热点;学科问题;DNA损伤修复;创新性;自主性

实验教学是细胞生物学课程体系的重要组成部分,是对细胞生物学理论课程的重要支撑,有助于学生掌握理论基础知识,训练探索科学的方法,激发学习兴趣,培养手脑并用能力及实事求是的科学作风和严谨的科学态度。因此,不断改进实验教学方法和教学内容,是相关课程实验教学教师应长期关注和探讨的课题。进入21世纪以来,生命科学取得了巨大进步和迅速发展,已经成为自然科学的前沿学科。大量研究成果的出现及相关知识和信息的井喷式增长,不断地革新着我们对生命的理解和认识[1-4]。这些不断出现的新成果和新知识,不仅为生物学教学工作注入源源不断的素材,也是对教学工作者的挑战,只有及时更新和完善教学内容和教学方法,才能使教学工作跟上生命科学发展的步伐[5-7]。为了跟踪生命科学研究前沿,将当前生命科学研究热点引入课堂,将大大提升学生的学习积极性。笔者在细胞生物学实验教学内容中引入“DNA损伤修复实验”,取得了良好的教学成果。

1将科学研究热点与一流教学平台结合

DNA损伤修复是细胞内DNA分子在受到外源或内源损伤后,在多种蛋白共同作用下自我修复从而恢复结构的过程。DNA损伤修复研究对研究基因组不稳定性及肿瘤的发生与发展具有重要的指导意义,其中关键信号分子的靶向小分子药物研究,对于肿瘤治疗具有极其重要的临床意义。例如,在临床中运用PARP1抑制剂来抑制PARP1介导的DNA修复,对于肿瘤尤其是BRCA1/2基因突变引起的肿瘤,具有极好的治疗效果,已在临床上广泛使用[8-9]。由于DNA损伤修复研究在肿瘤研究和肿瘤治疗过程中具有重要作用,已成为各国重点投入的热点研究学科。2015年度诺贝尔化学奖授予托马斯•林道尔(TomasLindahl)、保罗•莫德里奇(PaulModrich)和阿奇兹•桑卡(AzizSancar),就是表彰他们在DNA修复机制方面的研究贡献。将DNA损伤修复研究引入细胞生物学实验教学,能够使学生切身体会和感受生命科学研究的前沿科学问题,激发他们探究生命奥秘的信心。我校生物学实验教学中心是我国首批建设的部级实验教学示范中心,拥有一流的实验教学设备和实验教学队伍。在多年的教学过程中,中心改变了实验教学依附于理论课教学的模式,全面整合教学内容,强化基本实验技能训练,以能力培养为主线,重点培养学生的科学研究能力和科学思维能力,以及良好的科学研究素养。中心目前已建成多个综合型实验教学实验室,实验设备先进、功能齐全,除了完成基本教学任务外,已经具备供学生进行系统性科学实验探索的能力,是本项实验教学改革工作的坚实保障。

2教学改革目标

(1)培养学生提出问题和解决问题的能力。鉴于本项实验教学所提出的问题是开放性的,在课程前期主要是让学生按照教师提出的实验方法学习DNA损伤修复研究的主要手段。在学生理解相关的基本原理并掌握主要研究方法之后,重点引导学生自己寻找课题,解决关于DNA损伤修复方面的科学问题。这一学习过程有助于培养学生提出科学问题并用所学知识加以解决的能力。(2)在教学中添加研究元素。原有的细胞生物学实验教学主要是使学生了解和掌握一些经典的实验技术和手段,每个实验都相对独立。本项实验教学则使学生在掌握DNA损伤修复经典研究技术的基础上,能够解决一个自己感兴趣的科学问题。使学生由被动接受知识变为主动解决问题,提高学生的学习主动性和积极性。(3)引入细胞信号转导教学内容。目前,细胞信号转导研究是生命科学研究的热点,而原有实验教学基本不包括细胞信号转导方面的实验。本项实验教学将使学生直观感受细胞在受到损伤信号后所发生的变化,并检测DNA修复蛋白在DNA损伤位点的迁移及所形成的foci结构。

3实验设计

3.1实验原理。DNA损伤修复是指生物细胞内的DNA分子受到内源或者外源损伤后结构的恢复现象,是机体细胞内的多种酶和信号分子共同作用的结果。当DNA发生损伤时,组蛋白H2Ax的Ser139位点会被磷酸化修饰,并且会将DNA修复蛋白招募到细胞核内DNA的损伤位点,从而对DNA损伤进行修复。DNA损伤有多种形式,其中最为严重的一种是DNA双链断裂(DNAdoublestrandbreak,DSB)。DSB发生后,细胞需要快速采取措施停止或推迟细胞分裂,为DNA修复提供足够时间。真核细胞主要通过两种途径修复DSB:同源重组(homologuesrecombination,HR)和非同源末端链接(nonhomologuesendjoining,NHEJ)。其中,修复蛋白53BP1能够在DNA损伤发生后被快速招募到DNA损伤位点,从而介导NHEJ修复过程。DNA损伤诱导53BP1的招募,可以通过荧光显微镜进行观察,从而检测DNA损伤修复过程的发生[10-12]。3.2实验材料准备。HeLa细胞,2cm细胞培养皿,1.5cm细胞爬片,DMEM培养基,PBS,青霉素和链霉素,DAPI染料,荧光显微镜,载玻片,喜树碱(CPT),抗体,抗癌类药物或者小分子化合物。所需实验材料由学生决定,实验教学中心帮助解决。3.3实验步骤。(1)准备细胞(HeLacell),每个小组2位同学,准备3皿细胞(提前一天种细胞爬片,由教师负责);(2)DNA损伤修复实验原理和研究前沿介绍(在普通实验室完成);(3)在细胞无菌操作室将CPT或各自准备的化合物按照各组自行设计的方案加入细胞中;(4)将细胞培养皿交给教师,放置于细胞培养箱培养2h;(5)细胞培养皿用1mL的PBS洗3次,2min/次;(6)将0.3mL、4%的甲醛(用磷酸盐缓冲液PBS配置而成),室温孵育10min;(7)用1mL的PBS洗3次,2min/次;(8)用0.1%的TritonX-100(用PBS配置而成)在室温孵育5min,300µL/片(注意滴加在盖玻片上,下同);(9)用1mL的PBS洗3次,2min/次;(10)用马血清(用细胞培养缓冲液PBST配置而成)在室温孵育15min,300µL/片;(11)一抗抗体1∶500稀释(用PBST配置而成),200µL/片,室温孵育1h;(12)用1mL的PBS洗3次,2min/次;(13)二抗抗体1∶100稀释(用PBST配置而成),200µL/片,室温孵育40min(此步骤及以后步骤均需要遮光处理);(14)用1mL的PBST洗3次,1min/次;(15)将50%DAPI溶液(4′,6-二脒基-2-苯基吲哚(4′,6-diamidino-2-phenylindole)+50%抗荧光淬灭封片剂)25µL滴于洁净载玻片,反扣;(16)在荧光显微镜下观察。3.4结果与分析。图1为CPT诱导细胞DNA损伤修复的观察,其中上、下两组分别为对照组和加入CPT的实验组,左侧为53BP1荧光显色图,右侧为DAPI核酸染色图。如图1所示,CPT处理HeLa细胞2h后,能够在荧光显微镜下观察到53BP1foci的形成,说明CPT对诱导细胞DNA损伤的形成具有很强的作用。在没有通过CPT处理的HeLa细胞中,部分细胞能够检测到53BP1foci的形成,说明在正常的细胞中,有源发性的DNA损伤发生。实验还检测了其他药物或化合物,发现很多化合物都不能促进DNA损伤修复的发生。实验还发现,大多数抗肿瘤药物都能引起细胞的凋亡或死亡,这些药物的副作用和药物作用特异性引起学生关注,激发了他们进一步探究的兴趣。在本项实验中,学生基本上都能顺利完成所有实验,取得了比较好的实验效果。但也有学生由于所加药物毒性太大,或药物浓度过高,导致细胞大量死亡,而无法获得较好的实验效果。今后将增加细胞药物耐受性检测,使学生能够在适当的药物浓度下进行实验,从而获得更好的教学效果。引入DNA修复实验,不仅让学生接触了学科前沿,而且使学生又一次得到无菌操作技术、免疫荧光技术训练,有助于学生更好地掌握细胞生物学基础实验技术,为未来读研或快速开展科研打好基础。

4结语

细胞生物学技术范文篇9

1参与式教学模式在实验课中的实施

1.1通过半自主性实验设计让学生参与实验操作前准备工作

细胞微丝染色实验中,每个班级中4人一个小组。课前把实验步骤打印出来,剪成大小相近的小条,打乱顺序。每组同学们初步进行排序整理零散的实验步骤。在这个过程中给予短暂的5分钟,让同学对实验目的和使用的试剂有一个初步的认识,并且面对未知的诸多困惑头脑中会出现很多疑问,提高学生的求知欲。之后老师给予一些必要的提示,例如实验室常用的缓冲液(磷酸盐缓冲液、M缓冲液、蒸馏水等)的使用目的;实验组和对照组的设计;关键试剂的作用:微丝实验中还可以提问以前理论课涉及的一些药品的作用,问同学为什么使用,这个过程中通过提问回顾理论课内容,让学生通过实验课内容对理论课内容进行验证。小组成员进行讨论分析排序,这个过程中,对每个步骤的试剂作用和先后排序有更深刻理解,也对实验设计有了一个基本的概念。学生彼此讨论交流,学会聆听别人的意见,锻炼表达能力。如果没有较好的方案老师可以提出备选方案,让学生讨论其合理性。

1.2通过录制实验短视频等方式让学生参与实验中具体操作技术

由于疫情的影响,部分学生需要进行线上学习。实验课的线上学习通过虚拟实验的模式和教师提前录制视频课的两种形式进行。观看视频和在虚拟环境下操作和真实操作有一定差距。在校的同学中选择几组志愿者录制实验操作的短视频,通过短视频的录制,同学们自主学习正确的操作方式,负责演说旁白的过程中复习实验原理,强化记忆。老师选择制作较好的一组保存剪辑,线上学习的同学观看学生自己录制的视频也更有学习兴趣。在细胞原代培养和细胞黏附实验中,由于各组之间实验操作进展速度差异较大,老师选择实验进行较快的小组进行实验原理和注意事项的讲解,然后让小组之间进行互教互助,同学之间口口相传会出现差异,课程结束之后选择进程较慢的小组同学进行班级讲解,老师辅助讲授,学生角色在此环节转变为教授者。

1.3通过阐述差异性实验结果让学生参与实验后分析与总结

细胞融合实验中,同学设计一组不同浓度梯度的细胞材料进行实验,观察不同条件下实验结果的差异,学会摸索最佳实验条件,并进行判断。微丝染色实验过程中,同学排序主要有两种方案,有的学生组选择做方案A,有的组选择做方案B。实验结束后讨论观察方案AB的实验结果差异。实验过程中鼓励同学勇于尝试,然后总结实验现象。1.4通过虚拟实验平台让学生参与多种模式下的实验操作疫情期间,不能返校的同学线上进行虚拟实验的实验课。主要选择泰盟虚拟实验平台和梦之路虚拟实验平台中细胞生物相关实验进行。通过虚拟实验室,学生可以进行很多无法在真实实验环境和条件下进行的实验。有的实验设备昂贵,实验操作复杂精细,不是本科学生短期就能掌握的,有的具有一定生物危险性,需要特殊要求的实验室条件,而通过虚拟实验模拟操作学生有了更多的实验尝试机会和试错机会,学生对一些高大上的实验技术有了更浓厚的兴趣。

2细胞生物实验课中参与式教学模式的应用效果

同学做实验过程不再是不停抬头看实验步骤的亦步亦趋,而是头脑风暴后对自己的方案积极实施。整体实验气氛更活跃。同学通过自己设计实验,对实验原理和过程掌握更深刻更熟练,课堂提供的信息量更大,更易于调动学生的学习积极性,课堂学习效率更高。超星学习通课程平台学生问卷反馈中,60.3%的同学不再单单介意实验结果的好坏,喜欢做出更多尝试;29.8%的学习选择有的实验中做出不一样的实验尝试。61.5%的同学认为实验更有挑战性。94.2%的同学认为自己和组员之间有较高的配合度。54.8%的同学认为虚拟实验对后续的线下实验很有帮助;50%的同学认为线上虚拟实验体验一般。在预留的反馈留言板上,同学们在反馈平台上留言,认为和同学讨论合作很有意思,对实验和实验老师有深刻的印象。

参考文献:

[1]刘林艳.参与式教学法应用研究评述[J].教育教学论坛,2018(44):238.

[2]罗芳.参与式教学模式在高校课堂教学中应用的难点及对策[J].科教导刊,2018(22):19,63.

[3]陈华.参与式教学法的原理、形式与应用[J].中山大学学报论丛,2001,21(6):159.

细胞生物学技术范文篇10

以往由于实验课时的限制,教师不能依次回答学生的问题,也没有过多的时间指导每个学生的实验操作过程,以至最后学生对实验设计不了解,实验操作不熟练以及实验知识掌握不完全。小班化教学后,实验教学质量明显提高。基于学生数量的降低,实验教师可以很容易地关注到每个学生,一次实验课分配给每个学生的时间大大提高。从实验理论到实验操作都可以和学生很好的互动,并可以通过学生亲自操作与教师示范相结合的方式,使学生更快更好地熟悉和掌握细胞工程实验基本实验和技术方法,促进理论知识和实践技能的有机结合。另外,实行小班化教学以后,教师除了对每个学生的实验操作实行全程指导、全程监管外,还可以督促并了解每个同学进行课前预习和课后实验结果分析的情况。在每组3-5个同学的情况下,其中有些学生根本不进行课前预习,只需要机械式的操作。而现在每组学生仅为1-2人,每个学生都必须在上课之前明白自己要做什么,可能不会的操作是什么,然后带着自己的问题来听课。这样,学生才可以真正理解每个实验的目的、操作方法以及可能出现结果的原因,为自己今后的科研或者生产实践打下扎实的基础,并有效培养学生自主创新的能力。

2综合性实验教学改革内容

细胞工程课程是我校生物技术专业本科生第四学年的学习课程。此时学生已经具备了细胞生物学、分子生物学、组织胚胎学等学科的基础理论知识,同时又具备了细胞形态、细胞体外培养、细胞生理生化、细胞计数传代等基本细胞生物学实验操作知识以及分子克隆等分子生物学实验知识。但是,学生所学的实验大多数都是零散的,是依托各课程的理论授课内容而设立的验证性实验。为此,我们从生物技术专业本科生面向今后的工作实际出发,设计一套可以引导学生自主学习并能培养学生创新思维能力的综合性实验体系。经过不断商讨和改进,我们建立了以使ES细胞在体外稳定培养维持未分化状态为主线,成纤维细胞制备(MEF)、细胞培养、细胞计数、外源基因转染为辅的综合性实验体系。该实验首先引导学生了解ES细胞体外培养的条件和原理,然后指导学生制备小鼠成纤维细胞以及饲养层细胞,掌握细胞计数的意义和应用原则,最后再通过ES细胞特有碱性磷酸酶底物的显色使得学生彻底理解并掌握ES细胞的培养特性和生物学特征。在这个综合性大实验中,我们不断地鼓励并启发学生去思考每个实验过程的原理以及需要注意的事项。比如MEF细胞制备时选择12.5d孕鼠的原理,制备饲养层细胞时MEF的传代次数和原理,ES细胞体外培养条件和细胞特性鉴定的原理等。为此,学生的主动性和创造性得到发挥,积极性得到很大提升,对生物实验的兴趣也大大提高。另外,本次实验课程前后紧密连接,学生每次的实验都会影响着下一次的实验结果。而且学生除在教学时间开展实验外,非教学时间也可以来实验室进行实验操作,观察实验结果,对自己培养的细胞进行时时观察,以便根据需要来调节实验进度,具有极强的开放性。

3教学与科研相结合的讨论式教学改革

科研与学科的发展紧密相关,而科研内容又可以促进实验教学内容的更新和教学质量的提高。细胞工程实验内容设置需要紧跟学科发展前沿,加强教学与科研的相互促进,并及时地将科研成果引入教学体系中。为此,我们主要结合学科发展的新动向以及本教研室在干细胞领域研究的特色和优势,如体外肝干细胞的建系、重编程诱导肝干细胞等,合理设置了我校细胞工程实验课的教学内容。重要的是,在教与学的过程中,教师和学生之间要积极主动的沟通。当学生碰到实验问题的时候,教师要以自己科研过程中的成功经验和失败经历来帮助学生解决实验瓶颈问题。在有限的教学时间里尽可能地调动学生对科研的兴趣,鼓励学生尽早接触科研工作或者直接参与教师的科研课题中。这种教学与科研的结合、教与学的互动是培养学生自主学习和创新意识的有效途径。

4综合创新的考核方式