提高細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量需重視實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作*

魏玲 張小萍

（西南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,重慶 400715）

細(xì)胞生物學(xué)是研究細(xì)胞生命活動(dòng)基本規(guī)律的學(xué)科,是現(xiàn)代生命科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科之一[1]。而作為實(shí)驗(yàn)科學(xué)的細(xì)胞生物學(xué)除了理論教學(xué)之外還需開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程,以使學(xué)生掌握有關(guān)細(xì)胞生物學(xué)的基本研究手段和方法[2]。掌握這些基本技術(shù)和方法對(duì)于今后的科研和工作都是十分必要的。在引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)方法、養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神、培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力方面,實(shí)驗(yàn)教學(xué)也具有課堂教學(xué)不可替代的作用。實(shí)踐證明,細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作開展的好壞與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作的好壞密切相關(guān)。盡管實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作瑣碎,繁雜,甚至枯燥,卻直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量,意義重大,必須重視。

1 細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作的重要性

細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一項(xiàng)涉及細(xì)胞等活的生物材料、器材以及試劑等多方面的教學(xué)工作,其中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都存在不確定性:細(xì)胞等活的生物材料在實(shí)驗(yàn)中的使用;實(shí)驗(yàn)儀器在實(shí)驗(yàn)中能否正常運(yùn)行,不同儀器、相同儀器不同型號(hào)甚至同種型號(hào)儀器間在操作上可能的差別;不同試劑、同種試劑不同批次間的差異等都存在不確定性[3]。這些不確定性雖然微小,但一旦出現(xiàn)都將直接影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)。因此就需要通過認(rèn)真細(xì)致的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作避免"不確定"的發(fā)生,保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正常進(jìn)行。

可見,細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作的充分與否直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正常進(jìn)行,關(guān)系到實(shí)驗(yàn)教學(xué)預(yù)期目的的實(shí)現(xiàn),并最終關(guān)系到學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和動(dòng)手能力的提高,直接影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

2 如何做好細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作

細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作繁瑣而復(fù)雜,但只要在具體工作過程中能自始至終做到思想重視、工作認(rèn)真、準(zhǔn)備仔細(xì)充分,并不斷加強(qiáng)相關(guān)工作的計(jì)劃性,就可以較好的完成實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作,保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)的順利完成。同時(shí),細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備不應(yīng)是教師單方面的,也應(yīng)該要求學(xué)生做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作,從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和質(zhì)量。

2.1 實(shí)驗(yàn)教師的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作

2.2.1 實(shí)驗(yàn)教師自身的準(zhǔn)備

隨著高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的不斷深入,大部分教學(xué)實(shí)驗(yàn)已由單純驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)為綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是如此,這對(duì)實(shí)驗(yàn)教師提出了更高的要求,為了能勝任實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作,教師應(yīng)不斷學(xué)習(xí)和拓展本學(xué)科的有關(guān)理論知識(shí),并通過多種形式加強(qiáng)相關(guān)學(xué)科知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)訓(xùn)練,通過反復(fù)操練等形式不斷提高自身的實(shí)驗(yàn)操作技能。在準(zhǔn)備某個(gè)實(shí)驗(yàn)前一定要認(rèn)真研究實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)材料,徹底明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、操作步驟等,以減少盲目性,提高工作效率。同時(shí)認(rèn)真復(fù)習(xí)與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論知識(shí),以便指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

2.2.2 根據(jù)課表列出實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作的安排表

細(xì)胞生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)涉及顯微鏡的使用、細(xì)胞化學(xué)、細(xì)胞骨架、細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞染色體制備等實(shí)驗(yàn),其中細(xì)胞培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞染色體制備實(shí)驗(yàn)都需要用到活的細(xì)胞,所以實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作有其特殊的時(shí)間要求。因此,每一學(xué)期開學(xué)時(shí),就要根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱確定具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度表,再按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度表,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室利用狀況,制訂出實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的具體計(jì)劃,使每次實(shí)驗(yàn)課都能按計(jì)劃、有條不紊地開展。在準(zhǔn)備上次實(shí)驗(yàn)的同時(shí),還要注意下次及后續(xù)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容及日期,使有些必須提前準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)不會(huì)耽誤。例如,做動(dòng)物細(xì)胞染色體制備實(shí)驗(yàn)時(shí),要在學(xué)生實(shí)驗(yàn)前6～8小時(shí)加入秋水仙素進(jìn)行預(yù)處理;而細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),在學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前幾周就要進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)用細(xì)胞的準(zhǔn)備等。

2.2.3 實(shí)驗(yàn)相關(guān)用品的準(zhǔn)備

在上細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課前,首先根據(jù)選擇開設(shè)的實(shí)驗(yàn)擬定一個(gè)詳細(xì)的藥品和生物材料采購清單,再清點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中庫存藥品的情況,對(duì)于庫存中沒有的藥品需要及時(shí)訂購,一些活的生物材料在臨用前及時(shí)訂購,以免耽誤實(shí)驗(yàn)的順利開展。

除了藥品之外,細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)還需其他的實(shí)驗(yàn)器材,主要是顯微鏡（包括普通光學(xué)顯微鏡、相差顯微鏡、熒光顯微鏡和倒置顯微鏡等）、離心機(jī)、恒溫水浴鍋、干燥箱、培養(yǎng)箱、高壓鍋、冰箱和玻璃器材。在開學(xué)時(shí)要進(jìn)行一次儀器運(yùn)行情況的檢查,并在每次實(shí)驗(yàn)前的預(yù)實(shí)驗(yàn)中再次檢查本次實(shí)驗(yàn)所用儀器的運(yùn)行情況,之后將儀器和其他器材按相關(guān)比例數(shù)放到實(shí)驗(yàn)室的適當(dāng)位置,保證放置整齊有序并便于使用。在實(shí)驗(yàn)中如遇儀器損壞時(shí)及時(shí)更換,保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)的正常秩序。實(shí)驗(yàn)后認(rèn)真檢查儀器并及時(shí)回收,做好相關(guān)記錄,其他實(shí)驗(yàn)器材及時(shí)清點(diǎn)、整理。在試劑準(zhǔn)備方面:主要根據(jù)不同化學(xué)試劑的不同性質(zhì)和使用期限有計(jì)劃地配制,并及時(shí)進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)配制試劑的質(zhì)量,保證實(shí)驗(yàn)正常使用。

2.2.4 認(rèn)真細(xì)致地做好預(yù)實(shí)驗(yàn)

由于細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)受很多因素的制約,實(shí)驗(yàn)條件要求較高。哪怕是一點(diǎn)極小的失誤,都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗或效果不理想,所以每次實(shí)驗(yàn)前必需認(rèn)真進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。通過預(yù)實(shí)驗(yàn)可以檢測(cè)配制試劑的質(zhì)量和相關(guān)儀器的運(yùn)行情況,熟悉操作過程,同時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中易出現(xiàn)的問題,并找出解決的方法,歸納出實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng),保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。比如《動(dòng)物染色體的制備與觀察》實(shí)驗(yàn)需用秋水仙素對(duì)細(xì)胞進(jìn)行預(yù)處理,如果所加秋水仙素濃度過大或預(yù)處理的時(shí)間過長(zhǎng),便會(huì)出現(xiàn)中期染色體形態(tài)不好（主要表現(xiàn)為染色體分散差,形態(tài)變短）。我們嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)規(guī)則,從而保證了實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量及效果。實(shí)驗(yàn)過程中,通過認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)觀察,我們對(duì)某些方法還進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。比如《動(dòng)物染色體的制備與觀察》實(shí)驗(yàn)通常要在室溫下進(jìn)行低滲處理20min,但在實(shí)驗(yàn)過程中我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)室溫較低（低于25℃）時(shí)低滲效果并不理想,若改為在水浴鍋中37℃低滲就能達(dá)到好的低滲效果。

2.2.5 參與實(shí)驗(yàn)課集體備課,為上好實(shí)驗(yàn)課提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)

要使學(xué)生能在短暫的實(shí)驗(yàn)課中學(xué)到更多的知識(shí)并得到滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,我們會(huì)把預(yù)試驗(yàn)中收集到的可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的所有資料提供給集體備課,讓全部帶實(shí)驗(yàn)課的老師統(tǒng)一操作標(biāo)準(zhǔn),使大家了解實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的問題及原因以及解決這些問題的方法[4]。比如在《動(dòng)物染色體的制備與觀察》實(shí)驗(yàn)中,其常規(guī)操作步驟是先滴片,再用風(fēng)機(jī)吹干,室溫干燥過夜后再用Giemsa染液染色。可我們發(fā)現(xiàn)按此程序操作后,制作的裝片用Giemsa染液染色的效果并不好。于是,我們改為室溫干燥后將裝片放入80℃干燥箱中烘烤幾分鐘,再放入裝有Giemsa染液的染缸中染色,這樣裝片更容易被染上色,而且染色效果更好。又如在相差顯微鏡實(shí)驗(yàn)中,我們用相差顯微鏡觀察紫鴨拓草雄柱花絲表皮毛細(xì)胞的胞質(zhì)環(huán)流現(xiàn)象。紫鴨拓草一般在上午開花,到了下午和晚上,花就蔫了,如果實(shí)驗(yàn)課安排在上午,在野外就能夠采到滿足實(shí)驗(yàn)條件的花,但到了下午和晚上,直接在野外采的花就不能滿足實(shí)驗(yàn)條件了。為此,我們想了不少的辦法,如果下午或晚上有實(shí)驗(yàn)課,我們?cè)谏衔缇筒烧獛в休^多含苞待放的花骨朵的紫鴨拓草,將其放在裝有自來水的燒杯里,在日光燈下培養(yǎng)。到上課時(shí),選取花骨朵里面的花絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),也能達(dá)到比較理想的實(shí)驗(yàn)效果。

2.2 學(xué)生的準(zhǔn)備工作

在以往的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作中往往忽視學(xué)生方面的準(zhǔn)備工作:學(xué)生課前不預(yù)習(xí)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)課上等著老師講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、操作步驟,然后循規(guī)蹈矩、"按方抓藥"地進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)對(duì)他們而言只是機(jī)械性的重復(fù),課后對(duì)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容和操作不會(huì)有太深刻的印象,實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想[3]。此外,學(xué)生沒有參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備,只是進(jìn)行了部分的實(shí)驗(yàn)操作,對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏整體的了解與把握,從而導(dǎo)致學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中處于被動(dòng)地位,其學(xué)習(xí)積極性也處于較低的水平狀態(tài)。針對(duì)這種問題,我們認(rèn)為可以采取以下的措施:

2.2.1 要求學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)

要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前結(jié)合所學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、操作步驟等內(nèi)容,做到帶著問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn),有的放矢的進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)中主動(dòng)去解決問題。教師在實(shí)驗(yàn)中通過提問以檢查學(xué)生課前預(yù)習(xí)的情況,記錄提問成績(jī)并最終計(jì)入實(shí)驗(yàn)總成績(jī)。同時(shí),教師也隨時(shí)解答學(xué)生的疑問,幫助學(xué)生解決在預(yù)習(xí)中或?qū)嶒?yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式。這樣可大大提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和水平。

2.2.2 學(xué)生參與細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

細(xì)胞生物學(xué)的許多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不是一堂實(shí)驗(yàn)課就可以完成的,必須在實(shí)驗(yàn)課前做好大量的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作和預(yù)備實(shí)驗(yàn),才可以保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,結(jié)論正確。為了提高學(xué)生的積極性,讓學(xué)生也參加實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。傳統(tǒng)的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容一般分為三大類,第一類是基礎(chǔ)性的,包括基本儀器的使用和基本操作方法的訓(xùn)練;第二類是基礎(chǔ)理論性的,主要包括基礎(chǔ)理論的發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證;第三類是綜合性的,也就是理論性、技術(shù)性和應(yīng)用性都較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)[5]。根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和條件可以采取不同的方式:

2.2.2.1 基礎(chǔ)性和基礎(chǔ)理論性實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

教師在進(jìn)行基礎(chǔ)性和基礎(chǔ)理論性實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和預(yù)備實(shí)驗(yàn)時(shí),可以有計(jì)劃地安排一部分學(xué)生與教師一起參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備,訓(xùn)練他們對(duì)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程的整體認(rèn)識(shí)。如《顯微鏡》實(shí)驗(yàn),可讓學(xué)生在上課前采集一些適合相差顯微鏡或熒光顯微鏡觀察的材料,在上課時(shí)進(jìn)行觀察,這不但能調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)的積極性,還能讓學(xué)生提前熟悉相差顯微鏡或熒光顯微鏡的相關(guān)知識(shí)。又如,細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備包括實(shí)驗(yàn)器具的清洗與滅菌、試劑的配制、實(shí)驗(yàn)室的消毒與滅菌及細(xì)胞的培養(yǎng)等。工作量非常大,操作繁瑣,對(duì)于這一實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備,可提前在每個(gè)實(shí)驗(yàn)班抽出幾名同學(xué),在實(shí)驗(yàn)課前利用課外時(shí)間進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn),讓他們事先熟練地掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法,在實(shí)驗(yàn)課時(shí),他們能起"小教師"作用,幫助實(shí)驗(yàn)教師分發(fā)、整理實(shí)驗(yàn)用具,協(xié)助教師指導(dǎo)同學(xué)實(shí)驗(yàn)。教師能把主要精力放在協(xié)調(diào)全體學(xué)生和加強(qiáng)對(duì)較差實(shí)驗(yàn)小組的指導(dǎo)上。如果有條件,也可將這一實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備納入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,在課堂上由老師指導(dǎo)全體學(xué)生完成相關(guān)的準(zhǔn)備工作。這樣,學(xué)生深入理解實(shí)驗(yàn)的同時(shí),能夠與實(shí)驗(yàn)教師共同研究實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)方法。同學(xué)參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備積極性高,他們除了實(shí)驗(yàn)技能有所提高外,對(duì)相關(guān)的理論知識(shí)的理解也有所加深,并能夠通過相關(guān)的資料查閱來拓寬自己的知識(shí)面。

2.2.2.2 綜合性實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備,可以讓學(xué)生以探究性實(shí)驗(yàn)的方式[6]參與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備:教師只給定題目,甚至由學(xué)生自己選擇感興趣的問題,在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能,思考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、可行性和簡(jiǎn)約性,確定課題、設(shè)計(jì)方案、實(shí)施方案過程,并進(jìn)行整個(gè)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備,包括實(shí)驗(yàn)所需的藥品和試劑配制好和實(shí)驗(yàn)所需器材的準(zhǔn)備等。在這個(gè)過程中,既培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,更為重要的是使這些能力得到了訓(xùn)練和發(fā)展。學(xué)生通過這種方式準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)不僅有利于學(xué)生養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)積極思維的良好習(xí)慣,還能培養(yǎng)和提高運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

實(shí)踐證明,認(rèn)真細(xì)致的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作是細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量提高的保障,是不能忽略的重要工作。在平時(shí)的工作中有計(jì)劃地完成好細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)準(zhǔn)備工作的各個(gè)環(huán)節(jié),才能保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正常進(jìn)行,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和效果,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和水平。

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[2] 李素文.細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京:高等教育出版社,2001.

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[4] 肖靜,楊智敏,廖吉文.淺談《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)準(zhǔn)備工作中的幾點(diǎn)體會(huì)[J].遵義醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),27（2）:210-211.

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