細(xì)胞生物學(xué)的串聯(lián)式思維教學(xué)

鄭 彥 坤

(安慶師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 安慶 246133)

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細(xì)胞生物學(xué)的串聯(lián)式思維教學(xué)

鄭 彥 坤

(安慶師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 安慶 246133)

摘要：串聯(lián)式思維教學(xué)是一種行之有效的教學(xué)方法，通過這種教學(xué)方法，教師可以讓課堂氣氛更加活躍，教學(xué)思路更加清晰，教學(xué)邏輯更加嚴(yán)謹(jǐn)，教學(xué)語言更加生動。串聯(lián)式思維學(xué)習(xí)是一種開拓性和提升性學(xué)習(xí)方法，通過這種學(xué)習(xí)方法，學(xué)生可以調(diào)動學(xué)習(xí)興趣，擴(kuò)展知識面，加強(qiáng)知識綜合應(yīng)用能力和理論聯(lián)系實際能力。

關(guān)鍵詞：細(xì)胞生物學(xué)；串聯(lián)式思維；教學(xué)

細(xì)胞生物學(xué)是生物學(xué)的一個重要分支，主要從細(xì)胞、亞細(xì)胞和分子水平上闡釋細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能及其機(jī)理[1]，是生物科學(xué)、生物技術(shù)和制藥工程等專業(yè)的基礎(chǔ)必修課[1-2]。此課程的設(shè)置是為了讓學(xué)生掌握細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征與生命活動規(guī)律，了解細(xì)胞生物學(xué)的研究方法和手段，讓他們以宏觀和微觀兩種視角認(rèn)識生物科學(xué)并了解生命科學(xué)各分支學(xué)科之間的聯(lián)系。但教學(xué)過程中存在一些問題，如細(xì)胞生物學(xué)授課方式不夠靈活，教師沒能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣等。針對這些問題，細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)思路的拓展與創(chuàng)新就顯得尤為必要，串聯(lián)式思維教學(xué)是一種有效的方法。

狹義上講，串聯(lián)式思維是相對并聯(lián)式思維而言的，串聯(lián)思維側(cè)重于事物之間的因果關(guān)系，而并聯(lián)思維側(cè)重于事物之間的并列與平行關(guān)系。細(xì)胞生物學(xué)作為一門基礎(chǔ)生命科學(xué)學(xué)科，既有自己的研究特色與方向，又與其他科學(xué)學(xué)科有或多或少的相通性。因此，細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)不能閉門造車，要多與其他學(xué)科進(jìn)行交流互動，將各學(xué)科新穎知識有效地串聯(lián)起來。

細(xì)胞生物學(xué)理論課的串聯(lián)式思維教學(xué)主要是指教師整合各學(xué)科新知識，優(yōu)化與強(qiáng)化已知知識，使學(xué)生對科學(xué)知識有更加深刻的理解。這就需要教師做到“學(xué)術(shù)專而學(xué)識廣”。細(xì)胞生物學(xué)實驗課的串聯(lián)式思維教學(xué)主要是指理論與實驗相串聯(lián)，獨立操作與相互合作相串聯(lián)，問題思索與答疑解惑相串聯(lián)。

1串聯(lián)式思維在細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

1.1串聯(lián)式思維在細(xì)胞生物學(xué)理論課教學(xué)過程中的應(yīng)用

在細(xì)胞生物學(xué)理論課教學(xué)過程中，有許多名詞和語句需要做出詳盡且形象的闡釋，這就需要多媒體教學(xué)技術(shù)與串聯(lián)式思維的結(jié)合性應(yīng)用。利用多媒體教學(xué)技術(shù)，細(xì)胞的顯微和亞顯微結(jié)構(gòu)圖片以及細(xì)胞微觀世界下生命活動的動畫或錄像可以在課堂上展示，這使得課堂教學(xué)圖文并茂、生動有趣。另外，教師還要善于利用圖解與示意圖以及現(xiàn)實生活實例與跨學(xué)科知識等，通過串聯(lián)式思維將課堂內(nèi)容進(jìn)行演繹與說明，讓學(xué)生更有邏輯性地思考與解決問題。教師通過將課堂知識點與現(xiàn)實生活實例相串聯(lián)，來打通學(xué)生課堂和生活的界限，讓生活融入課堂。對于學(xué)生的回答，教師要多進(jìn)行鼓勵性點評，讓他們對自己的創(chuàng)造性思維產(chǎn)生自豪感，進(jìn)一步激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣與主動性[3]。細(xì)胞生物學(xué)從細(xì)胞、亞細(xì)胞和分子水平上研究細(xì)胞的基本生命活動規(guī)律，下面就主要從這3個方面進(jìn)行舉例說明。

在細(xì)胞水平上，以“細(xì)菌和藍(lán)藻”為例，教師首先讓學(xué)生作比較：(1)細(xì)菌具有莢膜和細(xì)胞壁，可以很好地保護(hù)自己，但同時彼此之間存在屏障而無法更好地交流；細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中呈幾何級數(shù)增長，不斷地產(chǎn)生代謝廢物和毒素，最終導(dǎo)致自身和其他菌體的死亡。(2)藍(lán)藻可以光合放氧甚至固氮，絲狀體藍(lán)藻中營養(yǎng)細(xì)胞的光合產(chǎn)物與異形胞的固氮產(chǎn)物可通過胞間連絲進(jìn)行物質(zhì)交換；藍(lán)細(xì)菌與真菌共生形成地衣。然后，教師對細(xì)菌和藍(lán)藻進(jìn)行擬人化點評和分析：細(xì)菌自身保護(hù)本領(lǐng)和繁殖能力超強(qiáng)，生存競爭激烈，但卻缺乏“合作意識”與“環(huán)境保護(hù)意識”，因而處于單細(xì)胞狀態(tài)而無法向多細(xì)胞個體進(jìn)化；藍(lán)藻有“奉獻(xiàn)精神”和“團(tuán)隊意識”，并進(jìn)行有效地“分工合作”，開始由單細(xì)胞狀態(tài)向多細(xì)胞個體進(jìn)化。換言之，“共生菌互利合作而升越，寄生菌強(qiáng)索釋毒而待滅”。

在亞細(xì)胞水平上，以“細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的功能”為例，教師可以引入學(xué)生熟識的事物來進(jìn)行串聯(lián)式講解：線粒體是動植物細(xì)胞的“發(fā)電站”，合成ATP為細(xì)胞提供能量；葉綠體是植物的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”，它能利用光能同化二氧化碳和水，合成貯藏能量的有機(jī)物，同時產(chǎn)生氧；溶酶體是動物細(xì)胞的“消化器官”和“垃圾處理廠”，消滅病原體并降解代謝廢物；核糖體是蛋白質(zhì)的“裝配機(jī)器”，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)的“初級加工廠”，高爾基體是蛋白質(zhì)的“包裝公司”和“運輸大隊”，即由核糖體合成的多肽鏈經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)折疊與修飾后在高爾基體做最后的完善加工與包裝，之后被分門別類地送到細(xì)胞特定的部位或分泌到細(xì)胞外。

在分子水平上，以“細(xì)胞內(nèi)在膜蛋白與膜脂結(jié)合的方式”為例，教師可按如下方式講解：內(nèi)在膜蛋白多數(shù)為跨膜蛋白，包括跨膜結(jié)構(gòu)域和膜兩側(cè)部分，類似于帆布鞋鞋帶的穿孔部分與孔外部分；跨膜結(jié)構(gòu)域與脂雙分子層分子疏水核心相互作用，作用方式可類比“馬德堡半球?qū)嶒灐?；跨膜結(jié)構(gòu)域兩端攜帶正負(fù)電荷的氨基酸殘基可按照“陰陽相吸”與“二龍戲珠”的方式與磷酸基團(tuán)形成離子鍵；膜蛋白胞質(zhì)內(nèi)半胱氨酸殘基與脂肪酸共價結(jié)合，被結(jié)合的脂肪酸如一顆“釘子”嵌入膜脂雙分子層中。另外，教師可以按“手指——真皮——真皮組織——真皮細(xì)胞——線粒體——線粒體內(nèi)核糖體——蛋白質(zhì)——氨基酸——碳?xì)溲踉印盵4]這樣從器官到化學(xué)基本微粒的思維角度來增進(jìn)學(xué)生對細(xì)胞大小與功能的認(rèn)知深度。

1.2串聯(lián)式思維在細(xì)胞生物學(xué)實驗課教學(xué)過程中的應(yīng)用

實驗是學(xué)生通過親自動手操作而獲得知識與技能的一種基本教學(xué)方法，實驗教學(xué)的關(guān)鍵是充分調(diào)動學(xué)生的科研興趣，鼓勵他們主動且獨立完成實驗。但是，對于細(xì)胞生物學(xué)實驗課教學(xué)，僅僅讓學(xué)生獨立操作實驗還是不夠的。傳統(tǒng)細(xì)胞生物學(xué)實驗課以驗證性實驗為主，實驗方法基本固定，實驗內(nèi)容比較單一，實驗結(jié)果基本可預(yù)見，這使得他們不能充分發(fā)揮想象力，實驗積極性與靈活性大為減少，綜合素質(zhì)難以提高[5]。針對以上問題，將串聯(lián)式思維引入細(xì)胞生物學(xué)實驗課教學(xué)：實驗驗證理論，理論指導(dǎo)實驗，讓學(xué)生將理論與實驗串聯(lián)結(jié)合，在實驗過程中手腦并用，同時注意交流心得體會，共同提升實驗水平與理論層次。細(xì)胞生物學(xué)實驗課主要是顯微、亞顯微與分子水平上的實驗，下面就這3個方面進(jìn)行舉例說明。

在顯微水平上，以“植物細(xì)胞顯微觀察與大小測量”為例，教師可以將學(xué)生分成幾個實驗小組，每組3名學(xué)生。教師負(fù)責(zé)實驗室秩序維持、安全檢查和適時實驗輔導(dǎo)；而對于每組成員，一名負(fù)責(zé)實驗觀察，一名負(fù)責(zé)實驗記錄，剩下一名負(fù)責(zé)查閱資料(包括實驗手冊、教科書、文獻(xiàn)以及百度百科等)。3位組員根據(jù)實驗進(jìn)度輪流替換角色，繼而每小組進(jìn)行實驗討論與總結(jié)，彼此交流心得體會。然后，教師選出幾個表現(xiàn)突出的小組，將其組員分派到其他小組，進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)，如此一來各小組可以互相學(xué)習(xí)并共同提高知識水平。這種三成員實驗小組制可以有效地提高實驗資源利用率，增強(qiáng)學(xué)生分工合作和理論聯(lián)系實際的能力。

在亞顯微水平上，以“植物細(xì)胞的超微樹脂切片與電鏡觀察”為例，教師可以將全班學(xué)生平均分成5個小組，第1小組負(fù)責(zé)采樣與固定，第2小組負(fù)責(zé)樹脂包埋，第3小組負(fù)責(zé)樹脂切片，第4小組負(fù)責(zé)切片染色，第5小組負(fù)責(zé)電鏡觀察，教師負(fù)責(zé)實驗全程指導(dǎo)。實驗正式開始之前，每個小組選出一名組長，組長負(fù)責(zé)查閱與其組實驗任務(wù)相關(guān)的文獻(xiàn)資料，并指導(dǎo)本組組員預(yù)習(xí)實驗，然后所有組員自由地進(jìn)行實驗理論探討。每輪到一小組實驗操作時，其他小組組長觀察并交流學(xué)習(xí)，然后組長與本組組員分享學(xué)習(xí)心得。整個實驗流程循環(huán)進(jìn)行，每完成一個流程變換各組任務(wù)，直至每個小組將整個實驗流程都操作一遍為止。這種實驗小組輪流制主要是針對流程復(fù)雜、儀器操作難度高和合作性強(qiáng)的實驗，此類實驗方式可以有效地提高學(xué)生活學(xué)活用的能力，并將理論與實驗、自主學(xué)習(xí)與交流學(xué)習(xí)、團(tuán)隊合作與自我提升等很好地串聯(lián)結(jié)合起來。

在分子水平上，以“DNA提取、PCR擴(kuò)增及DNA瓊脂糖凝膠電泳”為例，教師將全班學(xué)生平均分成多組，每組三至五人，各組選出一位組長。教師先指導(dǎo)組長們進(jìn)行實驗準(zhǔn)備與預(yù)實驗，其他各組組員查閱實驗相關(guān)資料并自由討論實驗原理、步驟與注意事項等。實驗正式開始時，各組組長帶領(lǐng)本組組員進(jìn)行實驗操作，教師負(fù)責(zé)實驗輔導(dǎo)與安全提醒。本實驗的流程大致分為3部分，每組選出3人分別重點負(fù)責(zé)其中一部分。完成實驗的小組進(jìn)行結(jié)果分析與討論，然后組長作為代表向教師匯報實驗基本情況并提出相關(guān)問題，最后組長與本組組員分享心得體會。這種實驗方式主要是針對儀器貴且維護(hù)度高，試劑價格高且毒性較強(qiáng)，流程復(fù)雜的分子細(xì)胞生物學(xué)實驗，此類實驗方式可以在保證實驗資源有效利用率的同時促進(jìn)學(xué)生的實驗主動性與合作性，增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任心，增進(jìn)師生間的交流互動。

2細(xì)胞生物學(xué)串聯(lián)式思維教學(xué)的考核

為了保證串聯(lián)式思維教學(xué)順利進(jìn)行，就要取消傳統(tǒng)的閉卷考試，建立一個綜合型的考核模式。例如，課程總成績(滿分100)=理論課成績(60%)+ 實驗課成績(20%)+ 平時成績(20%)。

理論課成績以考試成績?yōu)橹鳎荚噧?nèi)容除了名詞解釋、選擇題、填空題、判斷題和簡答題等這些客觀性較強(qiáng)并偏重于記憶的題目之外，還要適當(dāng)增加一類思維擴(kuò)展題。思維擴(kuò)展題可以出5題，讓學(xué)生任選一題來回答，并鼓勵學(xué)生多回答幾題。如果多答的題目有一定的創(chuàng)新性，教師可以適當(dāng)給予一至五分的獎勵分。實驗課成績以實驗操作與合作水平、理論聯(lián)系實際能力與實驗報告撰寫情況等為依據(jù)。平時成績以課上與課后問題回答情況以及文獻(xiàn)資料查閱能力等為主要參考。

此類考核方式能更加合理地反映學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)情況，改變學(xué)生以往消極的學(xué)習(xí)態(tài)度，達(dá)到預(yù)防考前臨時突擊與抑制考試作弊的效果，從而大大提高學(xué)生的思維能力和綜合素質(zhì)[6]。

3結(jié)語

串聯(lián)式思維教學(xué)的核心在于將不同學(xué)科知識、課堂與生活以及理論與實踐等串聯(lián)起來，這就需要教師和學(xué)生有豐富的知識儲備。因此，教師要指導(dǎo)學(xué)生利用各種數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)知識和數(shù)字化教學(xué)資源，鼓勵學(xué)生盡可能多地學(xué)習(xí)并掌握文獻(xiàn)查閱的相關(guān)知識與技巧，使他們學(xué)會使用各種工具書、中外文期刊數(shù)據(jù)庫及現(xiàn)代化音像資料；學(xué)生要掌握網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)技能與技巧進(jìn)而提升信息加工和處理能力。

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[5] 游翠紅，肖湘，李遠(yuǎn)友，等. 提高細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)的效果. 教書育人：高教論壇[J]. 2014(9)：106-107.

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Serial Connection Thinking Teaching of Cell Biology

ZHENG Yan-kun

(School of Life Science, Anqing Teachers College, Anqing, Anhui 246133, China)

Abstract:The serial connection thinking teaching is an effective teaching method with which teachers can make class more active, make teaching train of thought clearer, make teaching logic more precise and make teaching language more vivid. The serial connection thinking study is an extensive and ascending study method with which students can increase their study interest, expand their learning and strengthen their ability of knowledge application and theory linking with practice.

Key words:cell biology, serial connection thinking, teaching train

文章編號：1007-4260(2016)01-0152-03

中圖分類號：Q348

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.13757/j.cnki.cn34-1150/n.2016.01.039

作者簡介：鄭彥坤，男，山東臨沂人，博士，安慶師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院講師，研究方向為谷物胚乳細(xì)胞的發(fā)育與功能。E-mail:zhengyankun1985@163.com

*收稿日期：2015-12-30

網(wǎng)絡(luò)出版時間：2016-03-15 17:05網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1150.N.20160315.1705.039.html