研究生神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系改革創(chuàng)新的探索與實(shí)踐

[摘 要]為了提高神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，根據(jù)神經(jīng)生物學(xué)學(xué)科的自身特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排上注重與基礎(chǔ)理論知識(shí)、科學(xué)研究相結(jié)合，在教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用多媒體技術(shù)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性與主動(dòng)性，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才，進(jìn)一步推動(dòng)神經(jīng)生物學(xué)課程教學(xué)改革實(shí)踐。

[關(guān)鍵詞]神經(jīng)生物學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；研究生；創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

[中圖分類(lèi)號(hào)] G643.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2016）02-0119-02

神經(jīng)生物學(xué)是一門(mén)研究神經(jīng)系統(tǒng)特別是腦的形態(tài)結(jié)構(gòu)和活動(dòng)規(guī)律的綜合性、實(shí)驗(yàn)性學(xué)科。北京理工大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)課程已經(jīng)開(kāi)設(shè)七年。以往神經(jīng)生物學(xué)主要采用的是以基本理論為基礎(chǔ)，結(jié)合本專(zhuān)業(yè)最前沿的研究成果進(jìn)行授課的教學(xué)模式，缺乏實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這導(dǎo)致大部分學(xué)生甚至是研究生在對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程中常常處于被動(dòng)的狀態(tài)，缺乏主觀能動(dòng)性的發(fā)揮空間。為了培養(yǎng)創(chuàng)新性高素質(zhì)人才，深化教學(xué)改革，借助生命學(xué)院北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研平臺(tái)，2011年我們嘗試為研究生開(kāi)設(shè)神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課，使學(xué)生能更有效全面地掌握神經(jīng)生物學(xué)研究的技能和方法，以適應(yīng)神經(jīng)科學(xué)快速發(fā)展的需要。通過(guò)幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐，不斷總結(jié)與改進(jìn)，奠定了以基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作為主和科學(xué)研究實(shí)踐為輔的實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則，取得了良好的教學(xué)效果。

一、神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

（一）學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和基本技術(shù)缺乏

我校研究生生源專(zhuān)業(yè)背景寬泛，與醫(yī)學(xué)院的培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系不同，綜合類(lèi)大學(xué)在神經(jīng)生物學(xué)課程設(shè)置上缺乏解剖學(xué)、組織學(xué)等前期基礎(chǔ)課，給我們的神經(jīng)生物學(xué)的教學(xué)帶來(lái)了許多困難和挑戰(zhàn)，這需要綜合性大學(xué)教授神經(jīng)生物學(xué)的教師具有廣泛的知識(shí)面，在講授神經(jīng)生物學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)適當(dāng)?shù)貫閷W(xué)生補(bǔ)充一些必要的解剖學(xué)和組織學(xué)知識(shí)，以幫助學(xué)生更好地理解本專(zhuān)業(yè)知識(shí)。實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)是教師預(yù)先安排好的一些基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)方法，由于缺乏自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的選擇，學(xué)生在各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)和研究方法之間的橫向和縱向聯(lián)系上了解很少，缺乏將基礎(chǔ)理論知識(shí)與基本技術(shù)方法有機(jī)聯(lián)系的能力。

（二）指導(dǎo)教師缺乏經(jīng)驗(yàn)

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師占主導(dǎo)地位，學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容、方式都是由老師來(lái)安排、設(shè)計(jì)，往往教師都有一定的慣性思維，在與學(xué)生交流和指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，容易將自己的觀點(diǎn)強(qiáng)加給學(xué)生，容易使學(xué)生的思路產(chǎn)生定性，這樣會(huì)在一定程度上抑制學(xué)生的自信心，控制學(xué)生的主觀能動(dòng)性，這也反映了教師在創(chuàng)新方面缺乏經(jīng)驗(yàn)。[1]

（三）課程自身特點(diǎn)復(fù)雜

神經(jīng)生物學(xué)學(xué)科的主要特點(diǎn)是范圍廣、牽扯面多，需要講授的內(nèi)容繁多，而且發(fā)展極為迅速，每章內(nèi)容都是一個(gè)新的體系，所涵蓋的知識(shí)點(diǎn)既有深度又有廣度。因此，神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)常常面臨著課程內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少、經(jīng)費(fèi)儀器不足等諸多問(wèn)題。[2]在教學(xué)內(nèi)容方面，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少。在教學(xué)方法上，老師講授為主，學(xué)生按要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。另外，實(shí)驗(yàn)涉及的技術(shù)方法多，步驟多，操作復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)失敗無(wú)結(jié)果的現(xiàn)象，但學(xué)生沒(méi)有進(jìn)行再?lài)L試再實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。在考核成績(jī)方面，僅限于考核實(shí)驗(yàn)報(bào)告、技能和理論考試，缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的考核。

二、課程建設(shè)的關(guān)鍵措施

（一）注重神經(jīng)科學(xué)研究方法的教授

多學(xué)科、多層次的綜合研究是神經(jīng)科學(xué)研究的一個(gè)顯著特點(diǎn)，由于神經(jīng)生物學(xué)有較強(qiáng)的理論性，學(xué)科知識(shí)有較大的深度、廣度和跨度，理論知識(shí)更新迅速。因此，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排不可能面面俱到，注重研究方法的教授可以使學(xué)生從紛繁的知識(shí)中掌握解決科學(xué)問(wèn)題的方法和手段，有利于形成自主鉆研和獨(dú)立科研的能力。神經(jīng)科學(xué)研究涉及的研究方法范圍非常廣泛，包括形態(tài)學(xué)、組織學(xué)、生理藥理學(xué)方法、生物化學(xué)方法、電生理學(xué)方法、細(xì)胞生物學(xué)方法、分子生物學(xué)方法、腦成像技術(shù)等，從形態(tài)到功能，從整體到分子。通過(guò)神經(jīng)科學(xué)研究方法的講述，讓學(xué)生了解在研究中到底采用哪種實(shí)驗(yàn)方法可以解決什么樣的問(wèn)題。

在實(shí)驗(yàn)課前，介紹常用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和搜集資料的方法，幫助學(xué)生查找相關(guān)的背景知識(shí)以及相關(guān)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)課后，仍要求學(xué)生繼續(xù)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，豐富自己的知識(shí)。這樣一方面強(qiáng)化了文獻(xiàn)閱讀，讓學(xué)生自己去努力探究知識(shí)，將教學(xué)過(guò)程作為學(xué)生對(duì)知識(shí)的再發(fā)現(xiàn)過(guò)程；一方面有助于學(xué)生在日后的科研中，針對(duì)他們的研究目的，選擇合適的研究方法，養(yǎng)成學(xué)生自學(xué)習(xí)慣和探索精神。

（二）充分利用多媒體的優(yōu)勢(shì)

神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的特點(diǎn)是抽象復(fù)雜，單純的講授和文字圖片演示都無(wú)法達(dá)到理想且準(zhǔn)確的教學(xué)效果。[3]因此，針對(duì)神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法的重要性與特殊性，在展示圖片和文字PPT的基礎(chǔ)上，我們還自行錄制實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻，即在每個(gè)實(shí)驗(yàn)操作之前播放相關(guān)技術(shù)操作視頻，讓同學(xué)們對(duì)每節(jié)課要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作直觀了解。依托本院北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室良好的實(shí)驗(yàn)硬件條件，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室神經(jīng)生物學(xué)研究方向，實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容開(kāi)設(shè)了腦結(jié)構(gòu)與功能、神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)、原代神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)、流式細(xì)胞術(shù)以及Q-PCR技術(shù)等內(nèi)容。目前已完成細(xì)胞系培養(yǎng)、乳鼠鼠腦提取、皮質(zhì)神經(jīng)元細(xì)胞培養(yǎng)、海馬神經(jīng)元細(xì)胞培養(yǎng)、黑質(zhì)神經(jīng)元細(xì)胞培養(yǎng)、小腦神經(jīng)元細(xì)胞培養(yǎng)、實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)方法、流式細(xì)胞術(shù)八個(gè)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)視頻教學(xué)資料，兼顧科學(xué)性、技術(shù)性和綜合性，培養(yǎng)了學(xué)生較為全面系統(tǒng)的神經(jīng)生物學(xué)基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)能力。

建設(shè)本課程的視頻教學(xué)資料，可以有效提高神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，還具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.強(qiáng)化相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)課中，通過(guò)多媒體課件能夠?qū)ο嚓P(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)。2.視頻教學(xué)形象生動(dòng)、信息量大，同時(shí)對(duì)復(fù)雜實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的操作步驟進(jìn)行演示，加強(qiáng)對(duì)復(fù)雜抽象的實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法的準(zhǔn)確掌握。避免課上操作演示效果差的弊端。3.可靈活學(xué)習(xí)，提高效率。視頻教學(xué)材料不受時(shí)間、空間、人員的約束，可讓學(xué)生自由學(xué)習(xí)。

（三）嚴(yán)把教師授課質(zhì)量，準(zhǔn)備工作要充分

教師在教學(xué)中起主導(dǎo)作用，每學(xué)期教研組老師都要進(jìn)行授課培訓(xùn)，學(xué)習(xí)相關(guān)教育理論技術(shù)和教學(xué)管理制度，加強(qiáng)教師的理論水平；不斷探索新的文獻(xiàn)報(bào)道，吸收最新的科研成果，對(duì)教學(xué)內(nèi)容及時(shí)充實(shí)更新，重點(diǎn)反映本學(xué)科前沿領(lǐng)域發(fā)展新動(dòng)態(tài)、新理論、新技術(shù)，有效引領(lǐng)學(xué)生掌握神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的基本知識(shí)原理和技術(shù)操作；合理編排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，既能夠初步掌握神經(jīng)生物學(xué)所涉及的基本方法，又能體現(xiàn)學(xué)科交叉的特點(diǎn)，還要避免與解剖學(xué)、生理學(xué)、藥理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)等相關(guān)課程過(guò)多重復(fù)；進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技術(shù)培訓(xùn)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，更新教學(xué)視頻，討論確定講解和指導(dǎo)重點(diǎn)。[4]

授課教師進(jìn)行充分的課前準(zhǔn)備，是提高課堂效率和學(xué)生高效學(xué)習(xí)的保證。首先教師應(yīng)明確教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)，精心制作教學(xué)演示課件，熟悉實(shí)驗(yàn)涉及的不同操作單元及可能出現(xiàn)的問(wèn)題。其次，根據(jù)每次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排好教學(xué)時(shí)間，準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所需滅菌器械、試劑配置等，保證實(shí)驗(yàn)課順利有序地進(jìn)行。

（四）創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)深入培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力

研究生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是本課程教改方案的一個(gè)重要組成部分。該項(xiàng)改革旨在課時(shí)數(shù)有限的條件下，創(chuàng)造條件延伸和豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室條件真正實(shí)現(xiàn)個(gè)性化培養(yǎng)，通過(guò)將本校的科研成果與理論知識(shí)相結(jié)合，有意識(shí)地為學(xué)生建立一種濃厚的學(xué)術(shù)氣氛，激發(fā)研究生探索神經(jīng)科學(xué)的興趣和熱情。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)一般選擇在完成對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力和思維能力的訓(xùn)練的基礎(chǔ)課階段之后，研究生在興趣的引導(dǎo)下進(jìn)入指導(dǎo)老師的課題組，通過(guò)師生交流、組內(nèi)討論，訓(xùn)練學(xué)生的科研思維，提高他們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；在完成對(duì)神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作教學(xué)基礎(chǔ)上，還可以利用學(xué)院現(xiàn)有的技術(shù)平臺(tái)加強(qiáng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的實(shí)踐和創(chuàng)新，通過(guò)參與課題組研究項(xiàng)目或是自擬感興趣小型研究課題來(lái)繼續(xù)深入了解和掌握神經(jīng)生物學(xué)研究方法，在強(qiáng)化動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的同時(shí)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。[5]

三、嚴(yán)格考核，評(píng)價(jià)教學(xué)效果

為了使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能有正確評(píng)價(jià)，更好地培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，我們制定了嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)考核標(biāo)準(zhǔn)，既考核對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的掌握，還要考核學(xué)生在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)上的綜合能力與水平。[6]還有一部分是考查學(xué)生自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的情況，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作、結(jié)果和研究論文等，以此對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。這一實(shí)驗(yàn)考核體系能較系統(tǒng)、客觀地反映和評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況和綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。

神經(jīng)生物學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為主的自然學(xué)科，從理論教學(xué)到實(shí)踐操作，能夠促使學(xué)生牢固地掌握所學(xué)的理論知識(shí)，同時(shí)采用現(xiàn)代神經(jīng)生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另外，通過(guò)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)讓學(xué)生能借鑒和應(yīng)用神經(jīng)生物學(xué)的思維模式和技術(shù)方法，使研究生的科研思維和科研能力在實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐中得到提高，適應(yīng)神經(jīng)科學(xué)快速發(fā)展的需要。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 范娟，任維，郭玲，等.師范類(lèi)院校本科生神經(jīng)生物學(xué)教學(xué)的幾點(diǎn)心得[J].大學(xué)教育，2013（18）：52-53.

[2] 趙小貞，王瑋.構(gòu)建創(chuàng)新型神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的思路與實(shí)踐[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（3）：289-291.

[3] 慶宏，王冉，洪杰，等.研究生神經(jīng)生物學(xué)教學(xué)創(chuàng)新模式探索與實(shí)踐[J].生物學(xué)雜志，2014（1）：106-107.

[4] 白永勝，李祥瑞，徐樂(lè)天.建設(shè)有科研特色的神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程[J].教育與現(xiàn)代化，2003（3）：21-24.

[5] 范曉棠，徐海偉，蔡文琴，等.神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排與教學(xué)手段的探索[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2003（5）：514-516.

[6] 趙君朋，周巖，徐群淵.神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐與體會(huì)[J].首都醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2011（145）.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]