《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索

金亮

（中國(guó)藥科大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇南京 211198）

細(xì)胞是構(gòu)成生物體基本的結(jié)構(gòu)和功能的單位。細(xì)胞生物學(xué)是研究和揭示細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，它從顯微、亞顯微與分子水平上研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能。細(xì)胞增殖、分化、代謝、運(yùn)動(dòng)、衰老、死亡，以及細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，細(xì)胞基因表達(dá)與調(diào)控，細(xì)胞起源與進(jìn)化等重大生命過(guò)程，是現(xiàn)代生命科學(xué)的四大支柱之一[1]?！都?xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)是一門傳授研究以細(xì)胞作為生命活動(dòng)的基本單位為出發(fā)點(diǎn)，探索揭示生命活動(dòng)規(guī)律的相關(guān)研究方法與技能的實(shí)驗(yàn)課。細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生物學(xué)的前沿學(xué)科，知識(shí)更新速度快，學(xué)科交叉特點(diǎn)非常突出，為了使學(xué)生更高效地掌握學(xué)科知識(shí)，課堂教學(xué)的形式也應(yīng)該不斷發(fā)展，使其變得更加新穎而生動(dòng)[2-3]。近年來(lái)細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)等其他學(xué)科相互銜接、相互滲透、相互交叉和整合，是生命科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)學(xué)科，也已成為當(dāng)今非常重要的前沿分支學(xué)科之一，也是生命科學(xué)研究中發(fā)展較快、變化較大的學(xué)科之一[4-5]。作為《細(xì)胞生物學(xué)》這門基礎(chǔ)課程的教師，不僅要讓學(xué)生掌握好理論知識(shí)，同時(shí)要盡可能地提高他們的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和操作能力，為成為一名合格的藥學(xué)研究和工作人才打下堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。如何在《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，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，值得所有教師深入思考，因此對(duì)《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革勢(shì)在必行[6]。

傳統(tǒng)的《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法一般以教師課前備課，準(zhǔn)備固定的實(shí)驗(yàn)材料，按照教材上的既定步驟、以固定的方法教授給學(xué)生，學(xué)生按照既定步驟機(jī)械地完成實(shí)驗(yàn)為一般流程。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已無(wú)法滿足現(xiàn)代科學(xué)研究和實(shí)踐的需求，因此我們要從中吸收寶貴經(jīng)驗(yàn)，并且不斷對(duì)教學(xué)進(jìn)行改革創(chuàng)新和積極探索，不斷調(diào)整現(xiàn)有教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)在探索中掌握發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，也是在現(xiàn)代《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)教育中應(yīng)予以傳授的重要內(nèi)容。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，增加系統(tǒng)性《細(xì)胞生物學(xué)》綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，是對(duì)《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)改革的切入點(diǎn)。在醫(yī)藥院校學(xué)習(xí)過(guò)程中，科學(xué)研究理念深入人心，將與科研相關(guān)的理念、方法以及本領(lǐng)域產(chǎn)生的新的突破性研究成果引入《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)，也是目前教學(xué)改革探索的一個(gè)重要方向[7]。

我們?cè)陂L(zhǎng)期實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)授課方式往往會(huì)限制學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨(dú)立思考能力[5]。學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能時(shí)，更多是被動(dòng)完成固有的任務(wù)，缺乏學(xué)習(xí)興趣的引導(dǎo)，因而不能深入理解實(shí)驗(yàn)的根本目的和意義，更無(wú)法做到與理論知識(shí)的有機(jī)結(jié)合。長(zhǎng)此以往，會(huì)造成培養(yǎng)的學(xué)生不具備高水平和復(fù)合型能力，無(wú)法滿足現(xiàn)代社會(huì)的需要。

對(duì)此，為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)《細(xì)胞生物學(xué)》的興趣，從實(shí)驗(yàn)過(guò)程的完整性、教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容和課程考核方式及線上線下混合式教學(xué)方法這些方面對(duì)課程進(jìn)行改革和探索，希望能促進(jìn)我校藥學(xué)學(xué)生《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)水平的不斷完善和提高。

1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程完整性

受教學(xué)條件所限，大部分實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容屬于對(duì)課堂理論知識(shí)的復(fù)習(xí)和驗(yàn)證，主要是讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，能夠?qū)φn堂講授的理論知識(shí)理解得更加深入。但是《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)本質(zhì)上是一門實(shí)踐課程，因此在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置上一定要注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)該盡量增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，縮減驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，交叉學(xué)科中可能重合的實(shí)驗(yàn)，開(kāi)設(shè)時(shí)應(yīng)格外謹(jǐn)慎，避免重復(fù)，這樣才有助于學(xué)生思考和創(chuàng)新能力的提高。

例如利用顯微鏡觀察細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，原本僅設(shè)置使用普通光學(xué)顯微鏡觀察植物根尖細(xì)胞樣本這樣的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，但隨著現(xiàn)代教育事業(yè)的不斷發(fā)展和實(shí)驗(yàn)條件的不斷完善，這類基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)在中學(xué)時(shí)期即有很多學(xué)校可以完成。因此，希望本科階段的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋油暾?、更具系統(tǒng)性，可增加原代貼壁細(xì)胞、細(xì)胞系懸浮細(xì)胞及經(jīng)細(xì)胞破碎分離后的樣本，利用常規(guī)顯微鏡和具備更高功能的顯微鏡，例如相差顯微鏡、熒光顯微鏡和激光共聚焦顯微鏡等，觀察不同的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和形態(tài)等，這樣可以避免和其他實(shí)驗(yàn)中顯微鏡觀察實(shí)驗(yàn)的重復(fù)，增加觀察的立體性和層次性，也有利于學(xué)生對(duì)不同細(xì)胞結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和理解。

另外，在傳代細(xì)胞培養(yǎng)和細(xì)胞計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加細(xì)胞凍存與復(fù)蘇實(shí)驗(yàn)、原代細(xì)胞的提取和培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞的活力測(cè)定、細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)、腫瘤細(xì)胞侵襲和遷移實(shí)驗(yàn)等，使實(shí)驗(yàn)體系更加完整，增強(qiáng)學(xué)生在細(xì)胞培養(yǎng)方面的基本操作能力，為日后從事更深層次的科學(xué)研究和相關(guān)工作打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。并鼓勵(lì)學(xué)生可以分成幾個(gè)小組，在課前時(shí)間允許的情況下，參與到前期的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備活動(dòng)當(dāng)中，加深對(duì)無(wú)菌操作的認(rèn)識(shí)及對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解，提高學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生預(yù)實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣。在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過(guò)程中，學(xué)生的邏輯思維能力會(huì)更加嚴(yán)謹(jǐn)，考慮問(wèn)題的綜合能力也大大加強(qiáng)，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力及創(chuàng)新思維。

2 實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式

從課程教學(xué)模式角度，改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，提高學(xué)生獲取知識(shí)的能力。在《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)中，由于部分關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)，儀器昂貴，操作要求較高，且不適合人數(shù)眾多的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，例如誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡過(guò)程、細(xì)胞自噬的過(guò)程、流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)過(guò)程等。但是這些實(shí)驗(yàn)技能又是藥學(xué)學(xué)生在后續(xù)深造過(guò)程或在相關(guān)工作崗位上必需的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和能力，這就可能造成學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程知識(shí)獲取與人才需求不匹配。對(duì)于這樣的關(guān)鍵性實(shí)驗(yàn)部分，可以充分利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和操作步驟高度熟悉。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建可以使學(xué)生充分了解和認(rèn)識(shí)在實(shí)際使用中比較難接觸到的大型高值儀器，解決了一些大型高精度高技術(shù)儀器在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中只能看不能做的難點(diǎn)問(wèn)題，通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，有效拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力得到很大提高。

還可以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的形式，以小組為單位開(kāi)展實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。通過(guò)討論、交流、相互點(diǎn)評(píng)和教師點(diǎn)評(píng)等環(huán)節(jié)，確定實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)性和可行性。并且后續(xù)可以選擇方案中可實(shí)現(xiàn)的部分實(shí)驗(yàn)，利用一定的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)讓學(xué)生付諸實(shí)踐。通過(guò)這樣的方式可以很好地增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。嘗試這種方式后，學(xué)生反映能夠更深入地理解目前開(kāi)展的一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)原理和操作目的，能夠讓理論更透徹、更牢固地聯(lián)系實(shí)踐內(nèi)容，是對(duì)理論知識(shí)的更深入鞏固過(guò)程。

3 實(shí)驗(yàn)報(bào)告及考核方式

傳統(tǒng)的《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)一般以實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫情況來(lái)評(píng)定，這種方式的缺點(diǎn)是會(huì)使部分學(xué)生更加關(guān)注實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫，而忽視對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的操作、觀察。實(shí)驗(yàn)報(bào)告一般包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)分析討論等部分，事實(shí)上實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫情況并不能全面真實(shí)地反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的掌握情況。以往批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告過(guò)程中，也時(shí)常會(huì)發(fā)現(xiàn)生搬硬套課本內(nèi)容的現(xiàn)象，所以傳統(tǒng)的成績(jī)?cè)u(píng)定方法并不全面客觀，得出的實(shí)驗(yàn)成績(jī)可靠性不高。為此，改革后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，讓學(xué)生加入自己的想法，如此次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)可以改進(jìn)的方案及其原因以及在相關(guān)領(lǐng)域中可能的應(yīng)用等，讓學(xué)生敢于表達(dá)自己的看法，調(diào)動(dòng)積極性，同時(shí)還可提高學(xué)生的觀察表述能力和創(chuàng)新能力[8]。

另外，綜合評(píng)定《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)成績(jī)時(shí)，除了對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)定外，還可以將范圍擴(kuò)大到上課情況、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)分析、實(shí)驗(yàn)知識(shí)考核等指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上還可以酌情結(jié)合學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況、實(shí)驗(yàn)室紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)臺(tái)的衛(wèi)生整潔情況等，從多方面、多角度去考量學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解程度和熟悉程度。通過(guò)完善考核方式，使考核方式多維度、多元化，確保了實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核的全面性和真實(shí)性，有助于培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)及操作習(xí)慣，使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、提高歸納總結(jié)能力。

4 線上線下混合式教學(xué)

受線下課時(shí)所限，上課時(shí)間內(nèi)主要保證正常教學(xué)任務(wù)的完成，所以學(xué)生和教師的交流討論時(shí)間一般都十分有限，因此建立一種更方便的交流平臺(tái)就十分必要。依托超星在線開(kāi)放課程平臺(tái)，建立課程體系，上傳一些課內(nèi)學(xué)習(xí)資料的同時(shí)，學(xué)生可以將自己的問(wèn)題在討論區(qū)內(nèi)發(fā)布，教師和學(xué)生共同參與討論。對(duì)于參與討論的學(xué)生，可以給予一定的分值獎(jiǎng)勵(lì)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到學(xué)習(xí)探討當(dāng)中。教師在課程伊始，可以適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)表討論主題，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提出一些討論內(nèi)容，例如，腫瘤細(xì)胞的侵襲和遷移實(shí)驗(yàn)中，都會(huì)用到Transwell 小室，那么這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中所用到的Transwell 小室是否完全相同？原因是什么？學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)中相關(guān)問(wèn)題的討論，可以更全面地理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。對(duì)學(xué)生發(fā)布的討論主題，教師要及時(shí)回復(fù)和評(píng)價(jià)，通過(guò)置頂、加精等操作，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與討論的積極性。另外，教師可以在線上平臺(tái)上給出一些實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作中獲得的真實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的軟件分析，掌握對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，這也是學(xué)生日后深造和在工作崗位上需要掌握的必備技能。

通過(guò)建立線上課程平臺(tái)，對(duì)已有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和延伸，保證課程的完整性、綜合性和系統(tǒng)性，同時(shí)也讓學(xué)生拓寬了視野，獲得更完整的技能訓(xùn)練，并鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

本文探討了傳統(tǒng)《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題提出了相應(yīng)的改革措施。通過(guò)以上改革措施，希望能將傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ睫D(zhuǎn)變?yōu)槔碚撆c實(shí)踐并重，具有一定創(chuàng)新性和探索性的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S方式和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，為今后從事生物學(xué)領(lǐng)域及生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究等工作奠定良好的理論實(shí)踐基礎(chǔ)[5]?！都?xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)是生物類專業(yè)學(xué)生所學(xué)的一門非常重要的專業(yè)必修課，不斷探索內(nèi)容和方法上的改革和創(chuàng)新，加強(qiáng)與科研的結(jié)合，才能滿足社會(huì)對(duì)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的需求。