《細(xì)胞與顯微技術(shù)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革初探

王 晶,常世民,賈永紅,張江麗,侯曉強(qiáng)

(1.廊坊師范學(xué)院，河北 廊坊 065000；2.河北省高校食藥用菌應(yīng)用技術(shù)研發(fā)中心，河北 廊坊 065000；3.廊坊市食用菌技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 廊坊 065000)

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《細(xì)胞與顯微技術(shù)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革初探

王 晶1,2,3,常世民1,2,賈永紅1,2,張江麗1,2,侯曉強(qiáng)1,2,3

(1.廊坊師范學(xué)院，河北 廊坊 065000；2.河北省高校食藥用菌應(yīng)用技術(shù)研發(fā)中心，河北 廊坊 065000；3.廊坊市食用菌技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 廊坊 065000)

對(duì)廊坊師范學(xué)院《細(xì)胞與顯微技術(shù)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)進(jìn)行改革，主要包括：修訂教學(xué)大綱，增加綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，在原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基礎(chǔ)上，新增細(xì)胞生物學(xué)研究領(lǐng)域常用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)；改變教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果及時(shí)記錄和分析的重要性；建立更加科學(xué)的成績(jī)?cè)u(píng)定體系，取得了良好的教學(xué)效果。

《細(xì)胞與顯微技術(shù)實(shí)驗(yàn)》；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革

0 引言

細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科[1]，實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)?！都?xì)胞與顯微技術(shù)實(shí)驗(yàn)》課程是本校生命科學(xué)類專業(yè)本科生必修課之一，是細(xì)胞生物學(xué)科的重要組成部分,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生從細(xì)胞水平認(rèn)識(shí)、探究生命問(wèn)題的能力具有基礎(chǔ)性作用。目前，細(xì)胞生物學(xué)研究日新月異，相關(guān)新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，對(duì)課程的改革勢(shì)在必行。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

《細(xì)胞與顯微技術(shù)實(shí)驗(yàn)》課程主要在細(xì)胞層次上開展，使學(xué)生對(duì)細(xì)胞水平的生理生化現(xiàn)象和知識(shí)有直觀的了解，并能通過(guò)實(shí)際操作掌握一定的實(shí)驗(yàn)技能，了解有關(guān)細(xì)胞工程采用的手段和方法。近年來(lái)，細(xì)胞生物學(xué)理論發(fā)展迅速，但由于師資或?qū)嶒?yàn)條件的限制，導(dǎo)致很多院校細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍落后于理論課程。主要表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊、單一，多數(shù)實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)等，這些都不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合能力的培養(yǎng)[2]。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

針對(duì)細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，在原有《細(xì)胞與顯微技術(shù)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)構(gòu)架基礎(chǔ)上，課程組重新修訂了實(shí)驗(yàn)大綱，調(diào)整了教學(xué)內(nèi)容；在教學(xué)方法上也做了大量改革嘗試，使學(xué)生由依賴性學(xué)習(xí)向自主性學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變；在成績(jī)?cè)u(píng)定方面采取更加科學(xué)的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系。經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐后，《細(xì)胞與顯微技術(shù)實(shí)驗(yàn)》已經(jīng)形成了一套更加科學(xué)的課程體系。

2.1 修訂課程大綱

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在傳統(tǒng)的教學(xué)觀念中被視為理論教學(xué)的補(bǔ)充,多年來(lái)一直都采用被動(dòng)的教學(xué)模式,側(cè)重于驗(yàn)證書本知識(shí)。這種教學(xué)方法在訓(xùn)練學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能方面發(fā)揮了一定的作用,但忽略了對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?；诖?課程組重構(gòu)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，包括多種目前比較常用的顯微鏡的使用，如細(xì)胞膜的生理功能、細(xì)胞器的分離純化、細(xì)胞化學(xué)、細(xì)胞骨架的觀察、動(dòng)植物染色體標(biāo)本的制作等內(nèi)容[3]，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)相關(guān)理論知識(shí)和技能的全面性；另外增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[4-5]，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和實(shí)驗(yàn)操作能力。

2.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

生命科學(xué)學(xué)院的《細(xì)胞與顯微學(xué)實(shí)驗(yàn)》是面向生物科學(xué)專業(yè)二年級(jí)本科生開設(shè)的重要的必修實(shí)驗(yàn)課，共45學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上既要包括對(duì)經(jīng)典基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)的訓(xùn)練，同時(shí)也要不斷引進(jìn)新的、常用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)以開闊學(xué)生的視野，幫助他們較快地同科研接軌。為了使課程體系更加科學(xué)、合理，并且能與細(xì)胞生物學(xué)理論課緊密結(jié)合，使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)更好地理解細(xì)胞生物學(xué)的概念,課程組在原有的經(jīng)典細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上[6]，對(duì)一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，如細(xì)胞的有絲分裂、減數(shù)分裂和染色體組型等相關(guān)知識(shí)是生命科學(xué)類本科生重點(diǎn)掌握的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，為此,課程增加了“小鼠骨髓和精巢染色體標(biāo)本的制作"實(shí)驗(yàn)[7]，以雄性小鼠的骨髓和精巢為實(shí)驗(yàn)材料，學(xué)生可獲得有絲分裂中期和減數(shù)分裂中期的染色體標(biāo)本，在掌握染色體標(biāo)本制作等細(xì)胞生物學(xué)基本實(shí)驗(yàn)技能的同時(shí)，還可以觀察到處于減數(shù)分裂不同時(shí)期的染色體的形態(tài)變化，加深了對(duì)染色質(zhì)、染色體等知識(shí)的理解，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。使學(xué)生更好地掌握細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、提高基本實(shí)驗(yàn)操作技能。

此外，課程組成員積極參加國(guó)內(nèi)的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)會(huì)議和培訓(xùn)，在了解其他兄弟院?！凹?xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，結(jié)合本校實(shí)際，選擇了一些細(xì)胞生物學(xué)研究中較適合本科生學(xué)習(xí)且符合基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)要求的實(shí)驗(yàn)方法或?qū)嶒?yàn)技術(shù)作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[8]。如，細(xì)胞骨架是真核細(xì)胞各種生理活動(dòng)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一，故課程增加了“動(dòng)物細(xì)胞微絲束的光學(xué)顯微鏡觀察”和“四膜蟲纖毛的再生”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)[7,9]?！皠?dòng)物細(xì)胞微絲束的光學(xué)顯微鏡觀察”實(shí)驗(yàn)以培養(yǎng)在蓋玻片上的人宮頸癌細(xì)胞Hela為實(shí)驗(yàn)材料，通過(guò)添加TritonX-100抽離細(xì)胞內(nèi)大部分蛋白質(zhì)、戊二醛固定細(xì)胞、考馬斯亮藍(lán)染色等，學(xué)生使用普通的光學(xué)顯微鏡即可觀察到體外培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞胞質(zhì)中應(yīng)力纖維(微絲束)的排布和走向，從而更好地理解細(xì)胞形態(tài)與細(xì)胞質(zhì)骨架的關(guān)系[6]?！八哪はx纖毛的再生”實(shí)驗(yàn)，由北京大學(xué)生科院率先開設(shè)。實(shí)驗(yàn)以單細(xì)胞的真核細(xì)胞——梨形四膜蟲(Tetrahymena pyriformis)為實(shí)驗(yàn)材料，通過(guò)機(jī)械處理，去除四膜蟲表面的纖毛，觀察在不同培養(yǎng)條件下四膜蟲纖毛(由微管蛋白組成)的再生速率[9]，這個(gè)實(shí)驗(yàn)可幫助學(xué)生加深對(duì)纖毛這種細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu)的裝配與功能的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的研究興趣。再如，NO是在多種細(xì)胞中傳遞信號(hào)的氣體信號(hào)分子，細(xì)胞在免疫活化或外界信號(hào)刺激下，可誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶基因被誘導(dǎo)表達(dá)，催化精氨酸氧化成瓜氨酸并產(chǎn)生大量的NO[10-11]，參與巨噬細(xì)胞的吞噬、血管平滑肌的松弛和舒張血管以及大腦的學(xué)習(xí)記憶等生理活動(dòng)。熒光探針是在生物學(xué)研究中常用的檢測(cè)手段，DAF-FM DA是新一代用于NO定量檢測(cè)的熒光探針[11-12]，能夠進(jìn)入細(xì)胞并被細(xì)胞內(nèi)酯酶催化形成不能穿過(guò)細(xì)胞膜的DAF-FM。DAF-FM本身僅有很弱的熒光，但和細(xì)胞內(nèi)NO反應(yīng)后可以產(chǎn)生強(qiáng)烈的熒光[11]，課程組結(jié)合原教學(xué)內(nèi)容《小鼠腹腔巨噬細(xì)胞吞噬現(xiàn)象觀察試驗(yàn)》及相關(guān)教師的研究成果，增加《脂多糖對(duì)小鼠腹腔巨噬細(xì)胞NO分泌量的影響》實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使學(xué)生更好地理解外源物質(zhì)激活巨噬細(xì)胞功能的信號(hào)通路。

以上實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革，一方面緊密結(jié)合細(xì)胞生物學(xué)理論課內(nèi)容，另一方面，充分利用了院系的儀器設(shè)備資源，增加細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和熒光顯微觀察相關(guān)實(shí)驗(yàn)比重，體現(xiàn)了細(xì)胞生物學(xué)的科學(xué)前沿性和綜合性、實(shí)際應(yīng)用性和研究性。

2.3 改變教學(xué)方法

(1)強(qiáng)調(diào)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的重要性。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)是實(shí)驗(yàn)課很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，只有在上課前做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，帶著問(wèn)題去做實(shí)驗(yàn)，才能夠在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中真正地有所收獲。

為了幫助學(xué)生更好地做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，我們首先向?qū)W生闡明實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的重要性，并在實(shí)驗(yàn)課的成績(jī)?cè)u(píng)定體系中加入了對(duì)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的考查。

(2)改變實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫方式?！都?xì)胞與顯微技術(shù)實(shí)驗(yàn)》中絕大部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果是利用顯微鏡對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行觀察和分析。為了防止學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析過(guò)程中抄襲，在課程進(jìn)行過(guò)程中，采取當(dāng)堂記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果、當(dāng)堂上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的方法。學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果的同時(shí)，實(shí)事求是地記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，一方面有助于學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，另一方面可有效杜絕實(shí)驗(yàn)報(bào)告的抄襲，從而達(dá)到教學(xué)目的。

2.4 規(guī)范實(shí)驗(yàn)要求，逐步完善成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系

《細(xì)胞與顯微技術(shù)實(shí)驗(yàn)》課程實(shí)施全面考核制度，即包括實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析、出勤等各個(gè)環(huán)節(jié)，此外，在實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束時(shí)增加實(shí)驗(yàn)理論的考試。嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)考核制度增加了教師的工作量,但保證了實(shí)驗(yàn)成績(jī)的真實(shí)性,增加了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的主動(dòng)性，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。

3 結(jié)語(yǔ)

《細(xì)胞與顯微技術(shù)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革，通過(guò)修訂教學(xué)大綱、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法、完善成績(jī)?cè)u(píng)定等措施，取得了較好的教學(xué)效果，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)。但是目前對(duì)《細(xì)胞與顯微技術(shù)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)的改革只是初步探索，課程組成員將進(jìn)一步研究實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革與學(xué)生專業(yè)能力培養(yǎng)之間的聯(lián)系，積極探索高素質(zhì)人才的培養(yǎng)模式，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出優(yōu)秀的生物專業(yè)人才。

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Discussion for Teaching Reform of Cell Biologyand Microscopy Experiment

WANGJing1,2,3,CHANGShi-min1,2,JIAYong-hong1,2,ZHANGJiang-li1,2,HOUXiao-qiang1,2,3

(1.LangfangTeachersUniversity,Langfang065000,China;2.EdibleandMedicinalFungiResearchandDevelopmentCenterofHebeiUniversities,Langfang065000,China;3.EdibleFungiKeyLaboratoryofLangfangCity,Langfang065000,China)

The paper discusses the teaching reform of cell biology and microscopy experiment in Langfang Teacher's University. The teaching reform was carried out from revising aspects of syllabus, increasing comprehensive and designing experiment, optimizing the teaching content and adding experimental techniques commonly used in cell biology on intrinsic teaching content. Teaching method was changed. Preparation for the experiment, record and analysis of experimental result were attached greater importance to. More scientific grade evaluation system was established and the effect of teaching was improved.

Cell Biology and Microscopy Experiment; experimental teaching; teaching reform

2017-04-07

廊坊師范學(xué)院教育教學(xué)改革項(xiàng)目(2013022)；廊坊師范學(xué)院教育教學(xué)改革項(xiàng)目(2015014)；廊坊師范學(xué)院微生物學(xué)重點(diǎn)學(xué)科項(xiàng)目(201501);廊坊師范學(xué)院應(yīng)用型本科生物技術(shù)重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)(201602)

王晶(1983-)，女，博士，廊坊師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院講師，研究方向：動(dòng)物細(xì)胞工程和生物活性物質(zhì)。

G642.0

A

1674-3229(2017)02-0106-02