細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索與實(shí)踐

楊麗 張君 唐慧 劉歡 王翠喆

摘要：細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是理論知識(shí)的具體實(shí)踐，更是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要手段。本課程組針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、更新教學(xué)手段以及完善評(píng)價(jià)及考核制度等方面進(jìn)行改革，有效提高了教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也為創(chuàng)新型和實(shí)踐型人才的培養(yǎng)提供了新的思路。

關(guān)鍵詞：細(xì)胞生物學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）15-0158-02

細(xì)胞生物學(xué)是當(dāng)代生命科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，其實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法隨著理論知識(shí)的更新迅猛發(fā)展，已滲透到遺傳學(xué)、分子生物學(xué)和生物化學(xué)等生命科學(xué)各分支學(xué)科，成為生命科學(xué)研究的重要手段。如果將細(xì)胞生物學(xué)先進(jìn)的科研方法及成果引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)和實(shí)踐中來，對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力都有著傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所不可替代的種種優(yōu)勢(shì)。目前，綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)代基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所倡導(dǎo)的主流模式，整個(gè)過程需要學(xué)生綜合多學(xué)科知識(shí)并運(yùn)用已學(xué)知識(shí)去發(fā)現(xiàn)、分析和解決實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)遇到的問題，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、自主學(xué)習(xí)等多種能力[1]。但目前細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在許多問題，如何培養(yǎng)出具有綜合素質(zhì)能力的全方位的醫(yī)學(xué)人才，更好地達(dá)到教學(xué)目標(biāo)值得我們深入思考。

一、細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展迅速，教學(xué)內(nèi)容更新較快，而現(xiàn)有的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅作為理論教學(xué)的補(bǔ)充，內(nèi)容陳舊缺乏先進(jìn)的技術(shù)手段和知識(shí)的綜合性運(yùn)用，導(dǎo)致學(xué)生積極性不高，學(xué)習(xí)興趣不大。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式由老師事先準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料、儀器及試劑，學(xué)生按照教師講解按部就班進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過于程序化、簡(jiǎn)單化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果同一化。學(xué)生不參與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備設(shè)計(jì)工作，不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維、分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。先進(jìn)教學(xué)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)視頻、微課等先進(jìn)教學(xué)手段已在理論教學(xué)中普及，但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中卻沒有被充分發(fā)揮應(yīng)用，許多新信息技術(shù)尚未被引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高，降低了教學(xué)效果。此外細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有限，而細(xì)胞生物學(xué)知識(shí)內(nèi)容廣泛，從觀察細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)及形態(tài)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)到細(xì)胞特性的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，再到細(xì)胞功能活動(dòng)的綜合性探索性實(shí)驗(yàn)，可開設(shè)的實(shí)驗(yàn)較多，而現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置已不能滿足需要，這嚴(yán)重地制約了細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展，不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。如何在細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、綜合運(yùn)用知識(shí)和科研創(chuàng)新的能力值得我們深入思考。基于以上問題，本課程組對(duì)細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革及探索。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案及實(shí)踐

1.科學(xué)的增減實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。以前本科實(shí)驗(yàn)共有四項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，有些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)陳舊，我們?cè)诒Ａ艚?jīng)典實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，刪除相對(duì)陳舊不適用的實(shí)驗(yàn)，增加具有時(shí)代性和實(shí)用性的新興內(nèi)容，如新生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室安全培訓(xùn)，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)自身安全防范意識(shí)。同時(shí)我們對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重新編寫和完善優(yōu)化，增設(shè)活細(xì)胞動(dòng)態(tài)研究方面的實(shí)驗(yàn)，由原來觀察性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目占主體的實(shí)驗(yàn)系列轉(zhuǎn)變?yōu)椴僮?、觀察相結(jié)合的綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。以下是改革前后實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置：

通過對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密跟隨理論教學(xué)內(nèi)容的更新，努力提高學(xué)生的操作和實(shí)踐能力，也使得細(xì)胞生物學(xué)的理論知識(shí)更好地應(yīng)用到實(shí)踐中來。

2.合理開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)，專項(xiàng)開展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。將培養(yǎng)單一技能的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目科學(xué)整合為系統(tǒng)化的綜合性實(shí)驗(yàn)，將學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)的培養(yǎng)貫穿于實(shí)驗(yàn)過程中。例如，我們?cè)O(shè)計(jì)有關(guān)細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)，從細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞的形態(tài)觀察和大小測(cè)量、細(xì)胞的計(jì)數(shù)至細(xì)胞的死亡等一系列相關(guān)操作，形成系統(tǒng)性、綜合性實(shí)驗(yàn)。這樣，既訓(xùn)練了學(xué)生的基本操作能力，又培養(yǎng)了其綜合運(yùn)用基本實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)的科研能力。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是針對(duì)學(xué)有余力、思維活躍的學(xué)生開設(shè)的。這類學(xué)生會(huì)主動(dòng)向老師表達(dá)參與科學(xué)研究的愿望。根據(jù)意愿從中挑選，在完成了課程規(guī)定的實(shí)驗(yàn)后，利用業(yè)余時(shí)間進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。課程組將學(xué)生分組，為其配備科研導(dǎo)師。學(xué)生可以選擇自己感興趣的生物學(xué)問題，廣泛查閱資料，形成實(shí)驗(yàn)思路，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線。導(dǎo)師評(píng)價(jià)學(xué)生方案的可行性，引導(dǎo)其正確運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)，在學(xué)生操作中給予指導(dǎo)，及時(shí)解決學(xué)生在操作中遇到的各種問題。這樣由學(xué)生被動(dòng)的“學(xué)科學(xué)”轉(zhuǎn)向?qū)W生主動(dòng)“做科學(xué)”，形成以學(xué)生為主體的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力[2]。

3.充分利用網(wǎng)絡(luò)資源改進(jìn)教學(xué)手段。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)將有限的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)得到延伸，可極大地拓展學(xué)生的知識(shí)范圍、思想維度，激發(fā)他們的求知欲和創(chuàng)造力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行收集、綜合、分析資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)教師在教學(xué)中也充分利用網(wǎng)絡(luò)的便利不斷完善教學(xué)，如實(shí)驗(yàn)室生物安全教育，教師在講授的同時(shí)播放網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻，學(xué)生印象深刻便于記憶；又如細(xì)胞稀釋與計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)，教師們將規(guī)范操作過程制成微課，課前通過網(wǎng)絡(luò)傳送給學(xué)生，學(xué)生可以提前進(jìn)行預(yù)習(xí)，這樣不僅使實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，更是大大提高了實(shí)驗(yàn)效果。

4.完善實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)了解學(xué)生掌握程度。實(shí)驗(yàn)設(shè)置是否合適，實(shí)用性如何，應(yīng)以學(xué)生和教師的綜合評(píng)價(jià)為導(dǎo)向進(jìn)行評(píng)價(jià)，才能不斷改善。以往實(shí)驗(yàn)結(jié)束，教師批改作業(yè)即為結(jié)束，實(shí)驗(yàn)設(shè)置科學(xué)與否完全以教師評(píng)價(jià)為主，過于片面，本課程組以調(diào)查問卷的方式完成學(xué)生問卷和教師問卷，根據(jù)問卷結(jié)果對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)置進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置進(jìn)行指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，本課程組以課堂小測(cè)驗(yàn)的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，并結(jié)合學(xué)生作業(yè)完成情況來完善考核體系，了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)操作的掌握程度。

三、教學(xué)效果及反饋

課程組此次進(jìn)行的細(xì)胞生物學(xué)改革實(shí)施范圍涉及石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院2017級(jí)臨床本科專業(yè)、2017級(jí)預(yù)防專業(yè)、2017級(jí)影像專業(yè)，受益學(xué)生數(shù)共達(dá)360人以上。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，不僅讓學(xué)生完成了實(shí)驗(yàn)報(bào)告，同時(shí)也進(jìn)行了生物安全知識(shí)及實(shí)驗(yàn)知識(shí)檢測(cè)，并完成了調(diào)查問卷。生物安全測(cè)驗(yàn)結(jié)果顯示，2017級(jí)本科測(cè)驗(yàn)平均成績(jī)?yōu)?2.3，而教學(xué)改革前2016級(jí)本科測(cè)驗(yàn)平均成績(jī)?yōu)?4，通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)，學(xué)生們更好地掌握了實(shí)驗(yàn)生物安全知識(shí)，提高了生物安全意識(shí)。調(diào)查問卷顯示，98%的學(xué)生認(rèn)為進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前進(jìn)行生物安全教育很必要。學(xué)生在選擇感興趣的實(shí)驗(yàn)時(shí)，35%的學(xué)生選擇了觀察性實(shí)驗(yàn)，95%的學(xué)生選擇了綜合性實(shí)驗(yàn)。調(diào)查問卷中，學(xué)生反映對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革較為滿意，許多學(xué)生希望增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，增加綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，30%的學(xué)生表示有參加課外科研試驗(yàn)項(xiàng)目的意愿。

四、小結(jié)

隨著教學(xué)改革的持續(xù)深化和創(chuàng)新教育的不斷推進(jìn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)已成為培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的重要環(huán)節(jié)[3]。為了培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、綜合運(yùn)用知識(shí)和科研創(chuàng)新的能力，配合細(xì)胞生物學(xué)理論課教學(xué)改革的不斷深化，本教研組在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，結(jié)合教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容等方面要求，對(duì)細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革與探索，并在本科教學(xué)中進(jìn)行大膽實(shí)踐，形成比較完善、規(guī)范、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系以及有效的教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系。通過在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用培養(yǎng)學(xué)生多方面能力：獨(dú)立學(xué)習(xí)思考能力，收集、綜合、分析、利用信息的能力，綜合運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力，科研創(chuàng)新的能力等。為更好地培養(yǎng)高素質(zhì)的醫(yī)學(xué)人才奠定基礎(chǔ)，同時(shí)也為創(chuàng)新型和實(shí)踐型人才的培養(yǎng)提供了新的思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃萱，付愛根，趙宇瑋等，細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革及創(chuàng)新[J].生物學(xué)雜志，2017，35（1）：121-124.

[2]孫錚，孫媛，王茜等，探索細(xì)胞生物學(xué)綜合性實(shí)驗(yàn)課促進(jìn)科研與教學(xué)的緊密結(jié)合[J].中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào)，Chinese Journal of Cell Biology，2016，38（6）：715-720.

[3]李志亮，邢浩春，葉嘉.基于翻轉(zhuǎn)課堂在《細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)中的改革與反思[J].教育教學(xué)論壇，2017，（4）：241-243.