細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索

覃永華，徐 鑫，余光輝，王春臺(tái)

(中南民族大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院;國(guó)家民族藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，武漢 430074)

隨著教育改革的不斷深化和素質(zhì)教育的全面推進(jìn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)作為培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的重要環(huán)節(jié)，在高等教育中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新力，對(duì)理工科院校培養(yǎng)研究型人才顯得尤為重要［1］。細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，適應(yīng)和滿足學(xué)科發(fā)展的需要，培養(yǎng)21世紀(jì)的創(chuàng)新型人才，是當(dāng)今廣大細(xì)胞生物學(xué)教師在教學(xué)過(guò)程中面臨的重要問(wèn)題。

1 當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的弊端突出地表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面［2－5］:

1)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào)，難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。由于教學(xué)條件以及課時(shí)等因素的限制，目前細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多局限在普通顯微鏡的構(gòu)造及使用、組織切片和染色體制備等較為簡(jiǎn)單的內(nèi)容。對(duì)于那些推動(dòng)細(xì)胞生物學(xué)快速發(fā)展的新技術(shù)、新方法因缺少教學(xué)平臺(tái)而無(wú)法應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在客觀上造成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)的脫節(jié)。

2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單調(diào)，難以激發(fā)學(xué)生的積極性和能動(dòng)性?，F(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式基本上都由學(xué)生先完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，然后按照教師的講解，在各種實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備都已完成的情況下按部就班地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，最后寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在這種教學(xué)模式中，教師成為了主體，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇、材料的準(zhǔn)備到試劑的配制，完全由老師包辦，學(xué)生無(wú)須思考，學(xué)生處于一種被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)。無(wú)論從實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，還是學(xué)生的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力都沒(méi)有得到應(yīng)有的提高和鍛煉。一旦離開(kāi)了教師，學(xué)生就不知所措，這種實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式難以很好地開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，不利于學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。

3)實(shí)驗(yàn)多為重復(fù)性或驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏綜合性、設(shè)計(jì)性，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)在培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的基本功;綜合性實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性、綜合性和整體性，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有一定的探索性。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果基本是已知的，實(shí)驗(yàn)的過(guò)程及其可能存在或出現(xiàn)的問(wèn)題也基本是固定的。因此，在一定程度上局限了學(xué)生的思維，難以實(shí)現(xiàn)達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。

4)實(shí)驗(yàn)課成績(jī)的評(píng)定存在一定的主觀性，影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。實(shí)驗(yàn)課程由于其性質(zhì)的特殊性，往往難以確定完善的考核指標(biāo)和體系，從而使得實(shí)驗(yàn)課程的成績(jī)常常較多地依賴于學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)的工整和完整程度，這就導(dǎo)致了學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)的評(píng)定缺少客觀性，進(jìn)而影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

2 細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，我們?cè)诩?xì)胞生物學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，借鑒兄弟院校的經(jīng)驗(yàn)，注重創(chuàng)新教學(xué)模式的探索和改革，在理論課程教學(xué)中我們注重加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)重視實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，科研創(chuàng)新訓(xùn)練注重科研素養(yǎng)和能力的全面培養(yǎng)。經(jīng)過(guò)不懈的探索和實(shí)踐，我們?cè)诳蒲袆?chuàng)新人才的培養(yǎng)上取得了一定的成效。

2.1 注重“小班化”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索［6－7］

在細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，采用教師包干制，將學(xué)生分成若干小組，每組人數(shù)15～20名，每個(gè)老師全程負(fù)責(zé)該組實(shí)驗(yàn)，包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告的講解、指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的批改和講評(píng)。小班化教學(xué)探索有效地提高了教師對(duì)學(xué)生的監(jiān)管和責(zé)任心，老師有充裕的時(shí)間和精力來(lái)指導(dǎo)每位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，及時(shí)糾正學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的錯(cuò)誤以及不良習(xí)慣，考核試驗(yàn)質(zhì)量，杜絕了學(xué)生重修實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整度、學(xué)生對(duì)教師授課的滿意度都比課改前有了顯著提高和改善。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)真參與度、實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)的規(guī)范性和完整性都有了大幅度的提升。同時(shí)，在考勤及規(guī)章制度上更加嚴(yán)格，實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生全程參與。另外，要求學(xué)生做實(shí)驗(yàn)必須穿工作服，培養(yǎng)好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。這樣，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室面貌煥然一新，使學(xué)生意識(shí)到做實(shí)驗(yàn)是一件十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖虑椤?/p>

2.2 修改完善教學(xué)大綱，整合實(shí)驗(yàn)，科學(xué)設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，與理論教學(xué)緊密聯(lián)系［8］

在實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)過(guò)程中，需要順應(yīng)形勢(shì)的變化，及時(shí)調(diào)整課程內(nèi)容。調(diào)整的原則:

一是精簡(jiǎn)，即刪減重復(fù)性以及實(shí)驗(yàn)效果差、耗時(shí)多的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)避免學(xué)科之間的實(shí)驗(yàn)重復(fù)。比如:有絲分裂和減數(shù)分裂實(shí)驗(yàn)雖是細(xì)胞生物學(xué)的重點(diǎn)，但更屬于經(jīng)典的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，因此，在我們的課程中沒(méi)有開(kāi)設(shè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。合并技術(shù)單一的實(shí)驗(yàn)，細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中有很多單項(xiàng)小實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)有限的情況下，為保證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的豐富化，達(dá)到更好的教學(xué)效果，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合和優(yōu)化?，F(xiàn)行的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程每學(xué)期有28個(gè)課時(shí)，分為7個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)，包括細(xì)胞膜滲透性、細(xì)胞器的分離、細(xì)胞骨架的觀察、細(xì)胞吞噬等綜合性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是我們根據(jù)理論教學(xué)的重難點(diǎn)精心設(shè)計(jì)的，能夠促使學(xué)生靈活運(yùn)用理論知識(shí)原理，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力、獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，加深對(duì)理論知識(shí)的理解和記憶，培養(yǎng)其科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S能力。

二是將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在結(jié)構(gòu)體系上分為細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)、細(xì)胞生理和細(xì)胞器的分離和觀察3個(gè)模塊，每個(gè)模塊均有具體實(shí)驗(yàn)課程，根據(jù)實(shí)際情況可靈活選擇，同時(shí)適當(dāng)增補(bǔ)動(dòng)手能力和技術(shù)性要求較強(qiáng)的綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

三是逐步改變“實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)－教師講解－學(xué)生照做”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，使其最終成為以“學(xué)生為核心”的教學(xué)模式，盡量多給學(xué)生留下思考的空間和動(dòng)手的機(jī)會(huì)，還要鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)感興趣的生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行課時(shí)外的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)研究。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可根據(jù)自己的興趣，申請(qǐng)到開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科技創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)研究。讓學(xué)生自己制訂實(shí)驗(yàn)方案和步驟，然后與教師、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員進(jìn)行討論以及實(shí)驗(yàn)預(yù)約，利用課余時(shí)間獨(dú)立完成，從而鍛煉自己的實(shí)踐能力，更有效地培養(yǎng)自身的綜合技能，同時(shí)也可以參與到教師科研項(xiàng)目中。通過(guò)我們的共同努力，已有多位同學(xué)在多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽中取得了優(yōu)異的成績(jī)。

2.3 改革教學(xué)方法，啟發(fā)、引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

在細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一要發(fā)掘?qū)嶒?yàn)背后的理論支撐，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與理論教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度緊密聯(lián)系，這樣可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)鞏固理論知識(shí)。二要培養(yǎng)技術(shù)意識(shí)，重視實(shí)驗(yàn)的技術(shù)和方法;同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)課上促進(jìn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中師生交流，倡導(dǎo)師生間的問(wèn)與答，活躍融洽的氣氛。首先，老師在課堂上講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，然后，安排學(xué)生自學(xué)掌握實(shí)驗(yàn)原理熟悉實(shí)驗(yàn)過(guò)程，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，經(jīng)老師審核大致流程后自主完成實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)報(bào)告以論文的形式完成。在這個(gè)過(guò)程中，一方面由學(xué)生提問(wèn)、老師解答的方式幫助學(xué)生了解掌握實(shí)驗(yàn)，鍛煉了他們的思考問(wèn)題能力;另一方面通過(guò)實(shí)驗(yàn)后老師提問(wèn)的方式來(lái)總結(jié)、考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及步驟的掌握情況。通過(guò)這樣一個(gè)互動(dòng)過(guò)程，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前能夠?qū)?shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮怼?nèi)容做到心中有數(shù)，同時(shí)也有利于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的思考。我們也會(huì)適時(shí)地利用實(shí)驗(yàn)處理中的等待時(shí)間，激勵(lì)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程，甚至改進(jìn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。比如在細(xì)胞膜滲透性實(shí)驗(yàn)中［9］，首先，讓學(xué)生思考為何要以紅細(xì)胞為材料，接著是滲透與擴(kuò)散的差別;然后，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的知識(shí)綜合分析各種滲透物質(zhì)的性質(zhì)，推測(cè)可能的結(jié)果;最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)去證實(shí)自己的猜想。通過(guò)這樣一個(gè)過(guò)程，既讓學(xué)生較好地鞏固了自己的理論知識(shí)，又培養(yǎng)了他們思考問(wèn)題的習(xí)慣和能力，同時(shí)，還增強(qiáng)了他們做實(shí)驗(yàn)的興趣。此外，我們要求感興趣的學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)課的準(zhǔn)備及預(yù)備實(shí)驗(yàn)過(guò)程中來(lái)，學(xué)生深入理解實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，能夠與實(shí)驗(yàn)老師共同研究實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)方法。通過(guò)這種方法，學(xué)生除了實(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，還能掌握到查閱、檢索相關(guān)資料的方法并拓寬自己的知識(shí)面。

2.4 運(yùn)用現(xiàn)代化電教技術(shù)輔助教學(xué)，豐富實(shí)驗(yàn)課堂［10］

一些具有代表性的高、精、尖實(shí)驗(yàn)技術(shù)，因其操作的嚴(yán)格性、技術(shù)性，更重要的是因其需要大量資金投入的限制，使之在普通實(shí)驗(yàn)室無(wú)法開(kāi)展。多媒體教學(xué)手段表現(xiàn)形式豐富，能直觀地展現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)手段難以表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容或無(wú)法觀察到的現(xiàn)象，可以直觀生動(dòng)地將整個(gè)實(shí)驗(yàn)展示給學(xué)生，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。另外，能較好地解決示教中的一些難點(diǎn)，同時(shí)節(jié)約時(shí)間，增強(qiáng)課堂信息量，拓展教學(xué)內(nèi)容，充分提高了教學(xué)效率，真正做到教師與學(xué)生的互動(dòng)式教學(xué)。

2.5 改革考核體系，促進(jìn)全面發(fā)展

考核是教學(xué)效果的檢查，也是督促學(xué)生學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)的手段。根據(jù)課程特點(diǎn)，細(xì)胞生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)考核應(yīng)以考查學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的能力為主要內(nèi)容。我們的實(shí)驗(yàn)考核包括三個(gè)部分:實(shí)驗(yàn)操作(40)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告(40)和實(shí)驗(yàn)考試(20)。平時(shí)的實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)(實(shí)驗(yàn)操作+實(shí)驗(yàn)報(bào)告)是實(shí)驗(yàn)考核的重點(diǎn)，平時(shí)的實(shí)驗(yàn)操作是一名學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維、實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的綜合體現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告是將整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果有序的組織，同時(shí)，我們還要求每位學(xué)生加上實(shí)驗(yàn)心得，這主要包括每位學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)后的收獲以及對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的意見(jiàn)。實(shí)驗(yàn)考試是安排或利用一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，首先，由教師提出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?然后，要求學(xué)生利用所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，進(jìn)行綜合性運(yùn)用，并結(jié)合相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，進(jìn)行綜合分析，得出結(jié)論;最后，教師依據(jù)學(xué)生的操作和分析給予評(píng)分。同時(shí)，我們也在理論課考試中加大實(shí)驗(yàn)課所涉及的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)來(lái)考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的掌握程度，增強(qiáng)學(xué)生舉一反三的思維能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)多年實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)，解決了教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，改善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的條件，通過(guò)調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、改革教學(xué)方法、完善考評(píng)體系等措施，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的獨(dú)立思考問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題能力，培養(yǎng)了學(xué)生較強(qiáng)的科研意識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，科研發(fā)展?jié)摿蛣?chuàng)新精神。作為國(guó)家民族藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的重要組成部分，細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)承擔(dān)了大量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為中心的正常運(yùn)行貢獻(xiàn)了重要力量。同時(shí)，作為校級(jí)精品課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，我們近年來(lái)取得了不錯(cuò)的成績(jī)，獲得了中南民族大學(xué)2012年度教學(xué)三等獎(jiǎng)，并通過(guò)對(duì)多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法的總結(jié)，出版了《圖解細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》一書(shū)。

為培養(yǎng)高素質(zhì)、綜合能力強(qiáng)的有用人才，我們將繼續(xù)努力，合理利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源不斷完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)再上新臺(tái)階。

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