細胞生物學概念匯總十篇

時間:2023-12-27 14:37:29

序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇細胞生物學概念范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。

細胞生物學概念

篇(1)

在學習“細胞液”這一概念時,它的定義為:植物液泡中的液體稱為細胞液,其中溶有無機鹽,氨基酸,糖類以及各種色素。而在實際教學中,學生經常把它錯誤的理解為細胞質中液體成分,即“細胞質基質”。筆者在教學實踐中,與同行老師以及學生們探討,究其對這一概念錯誤理解的原因。首先,學習“細胞的基本形態結構與功能”這一板塊內容時,學生們學習多種細胞器后,能把各種細胞器的結構與功能準確理解與掌握是有一定的難度。其次,學生們學習各種細胞器的結構后,認為凡是有細胞膜包圍的細胞器中都會有液體成分。因此,他們把線粒體中的液體成分稱為“線粒體基質”;溶酶體中的液體成分稱為“溶酶體基質”;而在學習液泡時,他們就認為其中的液體成分稱為“液泡基質”,那么學習細胞膜中的液體成分,應該是“細胞質基質”,卻很容易錯誤地理解為“細胞液”。

通過多年的教學實踐,筆者談談對“細胞液”這一概念的學習以及理解。教學中,利用知識的相互聯系以及學習遷移理論,把細胞中的有膜結構包圍的細胞器中的液體理解為“細胞器基質”。但是,在學習“細胞液”這一概念時,學生很容易把它錯誤地理解為“細胞膜中的液體成分”,這是符合人類對這一概念的感性認識呀!要深刻地理解這一概念,必須認識“液泡”這種細胞器。

液泡是植物細胞質中由單層膜包圍的充滿水液的囊泡,是普遍存在于植物中的一種細胞器。植物細胞中的液泡有其發生發展過程。年幼的細胞只有很少、分散的小液泡,僅占細胞體積的5%;而在成長的細胞中,這些小液泡就逐漸合并而發展成一個大液泡,占據細胞中央很大部分,有時可達細胞體積的95%以上,而將細胞質和細胞核擠到細胞的邊緣。

筆者對這一概念理解為,在科學家的研究歷程中,由于當初研究技術的限制,主要是觀察儀器的落后,人們在觀察植物細胞結構時,發現植物細胞中90%以上為液體環境,即把其命名為“細胞液”,而當初誤以為細胞膜中的基質;但隨著顯微技術的進步,發現當初觀察到的實為植物細胞中的一個細胞器“液泡”中的成分。這一點應該不難理解,由于在成熟的植物細胞中,液泡的體積占95%以上,把其他細胞器以及細胞質擠的只占有不到5%的空間,很難被人發現。而這在生物學的研究歷程中并非特例。比如,在學習“細胞學術的建立與發展”時,1665年,英國科學家胡克用自己設計和制造的簡易顯微鏡觀察櫟樹軟木塞切片時,發現其中有許多小室,就把這些小室稱為細胞,實際上胡克當時看到的是細胞壁。雖然胡克發現的是個錯誤的驚喜,可這是人類發現細胞的第一步。而在命名“細胞液”這一概念時,也許由于當時的疏忽,但生物學家已經把“細胞液”這一概念搶先命名,因此只得把后面真實發現的細胞質定義為“細胞質基質”。這樣就給在實際的生物學的概念學習中帶來一定的不便與困難。

因此,教師在教學中應把“細胞液”概念清楚地講授給學生,避免錯誤地理解。也許有些老師和學生認為為學習這么一個單純的概念,花費過多的時間與精力在教學中是一種得不償失,不抓重點而故意吹毛求疵的做法。有這樣的想法的人將會大錯特錯。因為“細胞液”這一概念在高中學習中占有舉足輕重的地位,在學習“質壁分離現象及其應用”這一知識板塊時,其中發生質壁分離現象重要條件之一為“細胞液濃度

小結:高中生物的概念很多,教師首先要對不同概念進行深刻地學習與理解,然后采取有效的教學策略使這些基本概念輕松、高效的被學生理解、接受并靈活應用。當然,除了課堂上教師正確引導、講解之外,學生還需通過記憶、反復練習,增加實踐的機會,才能更好的理解和掌握生物概念,進而形成科學的生物學體系。

參考文獻:

篇(2)

細胞生物學是現代生命科學的重要基礎學科,是生物類專業的重要基礎課程,它聯系著生物科學的許多分支學科,如:組織學、胚胎學、生理學遺傳學、免疫學等。細胞生物學作為一門基礎課,對學生的知識、能力和素質具有直接和長遠的影響。20世紀50年代以來,諾貝爾生理與醫學獎大都授予了從事細胞生物學研究的科學家。因此,細胞生物學教學是衡量教學質量的重要組成部分。傳統的教學方式是以教師為中心、以課堂為中心、以教材為中心的“三中心”教育模式,學生作為知識的被動接受者,處于從屬地位。這實際上束縛了學生的批判性思維,抑制學生個性發展。為了讓學生更好地學習細胞生物學的基本概念,掌握細胞生物學的基本內容和研究方法,在課堂教學中對學生進行細胞生物學研究型學習模式的應用顯得十分緊迫。

一、細胞生物學教學內容的刷新

細胞生物學的內容覆蓋面廣、跨度大、發展快、與其它學科的交叉滲透廣泛,教學過程中容易出現主線不清晰、體系不嚴密、層次不分明、內容多而雜、學生理不清、記不牢等問題。在教學中要使學生能較全面系統地掌握細胞生物學教學內容,在頭腦中建立起一個牢固扎實的“知識網絡”,這就要求教師在教學中更多地考慮講授的內容和質量。同時要積累細胞生物學發展的最新動態,并及時把這些動態研究成果以及有待攻關的重大課題在教學內容中反映出來,從而引導學生去探索發現新知識的熱情和動力,從而發展學生的發散性思維能力,不斷增強學生的自覺性和創造性。

二、細胞生物學教學手段和方法的優化

1.多采用多媒體教學。細胞生物學主要講授細胞的結構與功能,以及探索生物體細胞發生、發展、成長、衰老、死亡的生命活動規律的科學,需要大量的細胞超微結構示意圖,對教師來講在黑板上繪制、掛圖等手段,會導致準確度不高,缺乏動態感。加之細胞生物學本身具有高度的綜合性、抽象性和復雜性,學生學習有一定的難度,容易失去興趣。因此在教學過程中,要多制作多媒體課件,大量采用外文細胞生物學圖書上的彩圖,借助豐富多彩的圖片,實現微觀結構宏觀化。如在課件中對一些復雜的概念,利用Flash動畫做一些直觀的模擬,從而有利于學生的掌握。

2.發揮學生的主體作用。課堂教學要以講授、提問、討論、布置思考題、查找資料等方式相結合,充分利用網絡信息資源,精心進行研究型教學。如在部分內容的課堂教學中,先用 2/3時間講授基本理論和基本概念,然后提出一些針對性的問題,組織學生分組看書討論,最后推薦1名代表回答教師提出的課堂問題,教師再做一個小結。多種教學方法相結合,能激發學生的學習興趣,充分發揮學生的能動作用。

轉貼于

3.指導學生開展“第二課堂”。針對細胞生物學的研究熱點,給學生提供一些信息,指導他們走進圖書館與上網,選擇與課程內容相關的專題進行研究,在此過程中學會主動獲取知識、應用知識、解決問題;并通過自主學習、相互討論、查找資料等獲得對相關知識的進一步認識和解決問題的親身體驗,并將其研究結果或成果寫成研究論文。這種變封閉式為開放式、變知識教育為能力培養的學習模式,能培養學生研究性學習的興趣和能力,引導學生的發散思維,增強學生參與知識建構的積極性和自覺性。

三、充分挖掘學生自主學習的積極性

提升學生的自主學習能力,提高發現問題和解決問題的能力,發展創新精神,實現“學會學習”是研究型教學的重要內容。要培養學生濃厚的研究興趣、探究精神及學習過程中的批判精神,開掘學生的創新能力,制定合理的知識結構策略,嘗試相關知識的綜合應用;改革抑制學生個性發展的“三中心”的傳統教育模式,建立一個互動的、以學生為中心的教學過程,培養學生的自信、自主、自立精神和學生在學習中的主體作用;學會溝通、合作與分享,培養協作精神和團隊精神,培養與他人合作意識及合作能力;學會利用網絡收集資料、篩選分析、歸納信息資料,培養獲取信息分析處理信息的能力,激活各種學習中的知識儲量;提升教師對研究型學習的指導能力,建立新型的師生關系,營造良好的研究型學習外部環境。

四、全面建立課程成績綜合考核體系

1.改革考試命題方法。根據細胞生物學教學大綱,精心編制細胞生物學試題,同時向學生征集試題,從中篩選好的題型作為考試試題,以此督促學生對所學內容系統地復習。試題的內容既包括基本知識、基本概念,又涉及到主觀發揮題和部分考研熱點試題。試題庫結構合理,知識覆蓋面大,理論聯系實際,對于改變死記硬背和克服考試作弊將起到重要作用。

2.改革考核形式。課程考核貫穿整個課程的學習過程。課程成績包括考試成績(50%)、實驗成績(30%)、平時成績(20%)。實驗考核包括兩部分:(1)平時考核。根據學生平時預習、操作、實驗結果、實驗態度和實驗報告情況,給出一個平時成績,占實驗考核總成績80%;(2)實驗技能考試。實驗課結束后進行一次綜合實驗技能隨堂考試,根據其操作情況當場給出成績,該成績以20%計入實驗考核總成績中。平時成績包括上課考勤、預習、提問、作業、課程論文等情況。綜合考核辦法能客觀實際地反映學生對該課程的學習情況,改變過去僅由一次考試決定成績的弊端。

總之,研究型教學模式是教師在教學過程中創設一種類似于科學研究的情境和途徑,使學生在教師指導下,以類似科學研究的方式獲取知識和應用知識,學生通過自主學習來探討、研究或解決某個或某些特定的問題,從而促進學生主動學習和探索學習,提高學生綜合素質。

參考文獻

[1]于海濤,張淑玲.提高醫學細胞生物學教學質量的做法與體會[J].齊齊哈爾醫學院學報,2001,(11).

篇(3)

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-9682(2011)07-0057-01

【Abstract】Cell biology is a basic subject of life science, which is very important in the teaching of postgraduate. This paper enhences the higher level in the teaching cell biology for postgraduste by the definite reform measures of teaching with combining the requirement teaching program, and adopt the development and progress of science and technology.

【Key words】Cell biology Expand The exprement operation

目前,隨著科學和技術的快速發展,細胞生物學作為生命科學和生物技術領域的一門專業基礎課,在當前該方向的研究生教學中十分重要。那么,如何使研究生的細胞生物學教學跟上時代的步伐,如何培養和提高研究生的實踐創新能力,是從事研究生細胞生物學教學的教師必須認真思考的問題。根據近年來研究生細胞生物學教學的教學體會,作者認為應從以下幾個方面著手進行教學改革,旨在為研究生的細胞生物學教學提供參考:

一、教學改革實踐的措施

1.建立一支高水平的教師隊伍

細胞生物學是一門實踐性比較強的學科,要建立細胞生物學教學與實驗相結合的機制,就必須選擇具有扎實基本功和教學經驗豐富的教師作為該課程的主講教師。[1]必須配備一定的實驗技能教師進行研究生教學實踐的實驗教學,培養學生的動手和創新能力,同時要求課題組形成以教師講解與實驗教學相結合的教學機制,輔以博士研究生和碩士研究生親自動手參與實驗和教學的新的教學方式。同時要注意課題組的教師經常進行教學經驗和教學技能的教改研究,熟悉學科的前沿發展趨向和研究動態。[2]教師能夠把最前沿的知識傳授給學生,擴展視野,激發研究生進行科學實驗的興趣十分重要。同時,也為高水平的教師隊伍的建設提出了更新、更高的要求。

2.結合教學大綱和教學實際,調整教學內容。

(1)力求按照教學大綱要求進行教學,培養創新能力。細胞生物學教學大綱是開展教學的基本框架和內容,為了適應未來社會的需求,教師必須讓學生掌握細胞生物學的基本理論和基本內容,為將來的實際應用打下良好的基礎。因此,選取教材十分重要,作者認為研究生作為高校培養的高級人才,在本科階段已經學過細胞生物學,但是對分子細胞生物學的了解較少,應該選取分子細胞生物學教材,同時在課程安排上考慮實際情況,針對薄弱環節結合教學大綱的要求進行知識結構的調整,從一定的層次要求他們學好這門課程。例如,在教學細胞生物學的基本概念和原理時,應該給出一些事實(例)和問題,讓學生積極思考回答這些問題,在理解的基礎上掌握概念和原理,而不是進行單純的講解,同時也允許學生能夠結合自己在做科研中發現的問題,進行課堂討論,及時總結,激發學生興趣,充分發揮學生的積極性和創造性。[3]

(2)根據課題組的實際情況,進行教學內容的調整。隨著科學技術的進一步發展,細胞生物學領域的進展十分迅速,原來的細胞生物學教科書所涵蓋的內容可能正在發生著新的進展,同時研究生作為學科發展的生力軍,在本學科的教研中起著非常重要的作用,例如針對植物課題組的研究生教學就應該把重點放在植物細胞生物學的研究上,同時也要照顧到動物學和微生物學課題組修該課的研究生,不同的學生要求掌握的重點不一樣,進行教學講解,要做到有的放失。同時,在現行的教學研究中應該根據大綱要求的每個章節所涵蓋的內容結合課題組的實際情況作以適當的調整,補充新的研究進展,開展專題講座,做到既要顧及全局,又要點面結合,[4]做到切合實際的講解,便于研究生更深入的了解和學習各個章節的內容。

(3)補充新的教學前沿動態研究。傳統的細胞生物學研究只是研究細胞的形態、結構和功能等方面,目前細胞生物學的發展逐漸深入到分子領域,且處于快速發展的領域,例如細胞功能方面的研究已深入到分子領域,作者認為研究生細胞生物學的教學應該結合此領域新的研究進展進行講解,使學生能夠了解最新的發展動態,使其受到啟發和教育,為今后的科研工作奠定一定的理念和指明方向。[5]應該在緊扣教學大綱的基礎上結合分子生物學的發展進行拓展講解,使學生能夠了解該章節所涉及的發展前沿,跟上科技進步的步伐,才能在以后的科研中奠定好的基礎,不致于落伍。

(4)結合教學實驗課進行教學實踐總結。細胞生物學是一門實踐性非常強的學科,應該在進行教學的同時給學生一個實踐的機會,因此應該結合教學計劃給予一些階段性的實驗操作,因為實驗是教學的重要組成部分,二者相結合更有助于培養研究生的動手能力和創新能力,這樣對教學的效果也起到一定的補充和檢驗過程。[6]

二、教學改革效果的檢查和驗收

現行的研究生教學必須進行改革,但是對于教學改革的效果如何?應該分階段針對所進行的教學改革的具體實踐措施進行有針對性的檢查和驗收,促進研究生細胞生物學教學的大膽改革和嘗試,同時也為高校培養細胞生物學方面的高級人才隊伍打下基礎。

參考文獻

1 郭培俊、龔洪勝.研討式教學法探微[J].浙江工貿職業技術學院學報,2005(1)

2 王 昕.教學改革的時間與思考[J].中國科技信息,2008

3 孫劍華、張紅鋒等.多層次系統性細胞生物學實驗教學體系的建設[J].實驗室研究與探索,2009(1):121~124

篇(4)

中圖分類號:G642.0文獻標志碼:A文章編號:1674-9324(2018)16-0227-02

細胞生物學是研究細胞的結構、功能和細胞增值、分化、衰老、死亡等生命規律的一門科學。細胞生物學是生物類專業的一門重要專業基礎課,是大多數綜合性大學、醫工農大學中本科生必修的主干課之一。細胞生物學課程包括理論課和實驗課,理論知識內容多,涉及面廣,如何激發學生的學習興趣,使學生既掌握細胞生物學的基本理論和基本實驗技能,又掌握本學科的發展簡史和前沿領域。本文總結了教學過程中的幾點嘗試,以期提高教與學的效果。

一、優化細胞生物學課教學內容

俗話說:“臺上一分鐘,臺下十年功”。備好課是上好一堂課的先決條件,它直接關系到課堂教學質量與效果。授課教師必須根據教學大綱的要求,認真鉆研教材與參考資料,將每節課的基本概念、基本原理、難點與重點精選出來。然后順著知識面形成一個系統化教案。“興趣是最好的老師”,因此,在每個教案中,教師都要精心地設計開場白,引起學生的興趣與好奇[1]。例如,在講到細胞增值時,可以舉例,如癌癥的實質就是細胞分裂和細胞死亡不受控制的結果。同時,我們也可以就某一節中的核心內容設計提問式、聯想式或追問式,設置搶答機制,鼓勵學生對所學知識進行理解和記憶。對于某些章節,我們可以采取在課堂上只講重點、難點,將思路、方法,講學科發展前沿,介紹科研論文給學生閱讀。在授課結束之前,要總結全課的核心內容與概念,在授課中提出各種問題,讓學生課后思考和查找網絡資料,課堂上組織學生討論,引導學生獨立思考,鼓勵學生勇于表達自己的觀點,從而使學生由被動聽課變為主動學習[2]。細胞生物學作為生物類專業的一門專業基礎課,其理論性和抽象性都較強。在講授基礎理論的同時,適當加入理論內容相關的一些最新科研進展,如學生都比較鐘愛的科幻電影中情節,可以增加學生的興趣知識層次,從而對基礎理論知識有更深入的理解。例如,在講干細胞的全能性時,可以講一下“克隆人”、“設計試管嬰兒”這一技術的理論基礎和社會倫理問題。而講到細胞分化這個知識點時,就把分化后的細胞比作一個個百態的人生,分化指的是同一個細胞在形態、結構、功能方面產生穩定性的差異,這就好比人剛出世時沒有多大區別,隨著時間的推移,長大后從事的職業、家庭乃至所擁有的人生真是千差萬別,不可同日而語。

此外,在教學中還要靈活運用知識串聯法、類比歸納法、點面結合法等多種教學手段[2],以增加講授的趣味性與生動性,激發學生的學習積極性和創新思維能力的培養,達到教與學相長的目標。

二、探索新的教學方法

1.多媒體授課和反轉課堂.細胞生物學是一門微觀的學科,其研究的對象細胞和其生命活動一般是肉眼無法觀測到的,單純用“粉筆+黑板”的傳統教學模式很難講得清楚。多媒體教學模式一改過去那種教學手段單一、刻板,課堂氣氛沉悶,學生聽課積極性不高等現象,使教學變得有聲有色、生動有趣。通過有序的講解,再配合動畫、視頻和聲音圖像可以將細胞生物學中難懂的概念、原理、相互關系生動形象地演示出來,極大地調動了學生的教學參與意識,激發了學生的學習興趣,拓展了學生的知識面。例如,我們在講解細胞信號通路時,考慮到這一過程涉及到細胞細胞核、細胞膜、溶酶體等多個細胞器以及多個信號傳導因子。我們在講解時,學生覺得比較煩瑣復雜,抽象難懂,而通過精美的圖片講解信號通路蛋白質的活動走向和難點重點。接著播放動畫或視頻,讓學生更進一步地加深印象。這種通過理論講解,配合圖片動畫與視頻演示,可以變復雜為簡單、化靜為動、化虛為實,更逼真地展示細胞的結構與功能,使講授生動有趣,以達到事半功倍的教學效果。因此在細胞生物學教學過程中,適當地增加多媒體教學確實能收到意想不到的教學效果。但是多媒體教學也有其不足之處,比如,多媒體教學講解速度快,學生普遍反映記筆記跟不上,授課教師與學生大多數時間盯著大屏幕,使教師與學生間的互動與交流明顯減少,拉大了師生之間的距離,集中力不容易專注[3]。在現代互聯網時代的大背景下,翻轉課堂的教育新理念正在席卷中國各大高校。作為一種“破壞性創新”的教學方式,“翻轉課堂”改變了教師角色、學生角色、教學與學習時間分配以及知識載體,在一定程度上改變“填鴨式”教學的弊端,學生由被動學習變為主動求知者,促進了每一個學生對知識的理解,是混合學習方式的一種創新[4]。”翻轉課堂”要求學生由原來只寫作業變成寫作業、預習的雙重任務,勢必會過多占用學生的課余時間。同時要求學生具有一定的自我管理能力,因此難以達到翻轉課堂的教學效果。

2.考試形式的改革。俗話說,“考考考,老師的法寶,分分分,學生的命根。”考試永遠是學生最關心的問題。在一定程度上,它對學生的學習積極性和學習模式起著決定性作用。細胞生物學是一門理論和實驗相結合的學科,因此,我們在考核過程中采取理論考試、撰寫課程論文、實驗考核分開考核的形式[5]。其中,理論考核采取平時成績和期末考試綜合測試學生的水平,平時成績主要從回答問題、考勤、課后作業等幾個方面來評定,而期末考試題題型分為主觀題和客觀題,客觀題主要是考查學生對基礎知識的掌握,而主觀題特別是最后一題常為綜合題,考查學生對細胞生物學知識的系統掌握程度。由于細胞生物學是現代生命科學的重要基礎學科,同時它又是現代生命科學的前沿學科之一,知識更新十分迅速。針對當前研究的熱點問題或學生感興趣的問題,例如,帕金森病和癌癥的病因、細胞凋亡的調控與原癌基因和抑癌基因的關系和逆境信號的傳導等,讓學生查閱相關資料,撰寫課程論文,這樣可以讓學生找到興趣點,對于科研素質的提高也有很大的幫助。牛頓說過:“我之所以比別人看得更遠,是因為站在巨人的肩膀上。”細胞生物學的理論是建立在許多偉大科學家的實驗基礎上的。因此,細胞生物學不僅要求學生有扎實的理論知識,而且要具備熟練的實驗操作技能。我們可以采取實驗課上對學生實驗操作的記錄,以搶答和必答的形式在實驗間隙對學生實驗理論知識的考查,以及實驗報告中對實驗結果的分析討論,綜合評價學生的實驗成績。

3.開設專題講座、選修課。本教研室所處學院為農學院,這門課程所面對的授課對象為農林專業的本科生。細胞生物學既是一門基礎生物學學科,又是現代生命科學的前沿學科之一,與生物科學研究有著密切聯系。為了加強了基礎理論與前沿科學的聯系,我們開設了“生物技術知識專題講座”這門選修課,由有若干個從事不同科研工作的專業教師團體進行授課。這樣,教師可以從不同科研角度對科研中涉及到的科學問題與細胞生物學基礎理論知識結合起來,使學生對細胞生物學知識有更深層次的理解,提高了學生對細胞生物學的學習興趣。

參考文獻: 

[1]尹惠茹.試論大學教學藝術的特征[J].黑龍江高等研究,2001,(3):97-99. 

[2]李楨,劉錦梅,潘慶杰,王光.提高細胞生物學理論教學效果的體會[J].中國林業教育,2006,(3):57-58. 

[3]張家艷,鄭璐.大學課堂教學與改革[J].中國高教研究,2003,(10):91-92. 

篇(5)

[中圖分類號] G424.1 [文獻標識碼] A [文章編號] 1005-4634(2013)06-0065-03

0 引言

21世紀是生命科學的世紀,細胞生物學是生命科學的重要基礎學科,具有較強的理論性和實驗性[1],同時也是近年來發展迅速的前沿學科。綜觀2012、2013年的諾貝爾生理學或醫學獎不難看出,這些對生命科學有重大推動作用的杰出成就都是細胞生物學研究的領域。因此,深入探究細胞這個生命活動基本單位對于理解生命活動的基本規律、探究生命科學領域的基本問題、解決醫學領域的重大問題有重要的意義。但在傳統的教學中,往往采用“灌輸”式教學,使學生處于非常被動的地位,這種接受型的教學方式忽視了學生自主學習、自主探究能力的培養,抑制了學生的研究興趣與創造性,與21世紀日益加劇的國際競爭對創新人才的強烈需求形成尖銳矛盾。因此,發展新的教學模式迫在眉睫。研究性教學模式要求教學過程中要充分發揮學生的主體地位和教師的主導作用,學生在教師指導下,通過以“自主、合作、探究”為特征的學習方式較好達到課程教學目標。本文從研究性教學模式的角度對細胞生物學理論教學的教學內容、教學方法和實驗教學的優化改革提出了幾點思考。

1 在理論教學中培養學生的研究性思維

1.1 調整和優化教學內容

《細胞生物學》是高等院校生物學各專業開設的一門必修課,其內容迎合了不同層次學習者和研究者的需求。要在理論教學過程中培養學生的研究性思維,則不能拘泥于教材的內容及其編排,需要調整和優化教學內容,為學生形成研究性思維習慣做好鋪墊。基于此,可以根據理論知識的難易程度、學生的知識儲備和接受新知的能力、《細胞生物學》課程教學大綱、學科發展現狀等對課程內容做適當的刪減、增添和整合,調整和優化教學內容。

1)刪減。刪減學生已經耳熟能詳的內容。學生在長期的知識儲備和經驗積累過程中已經習得的基礎知識,應在課堂上避免贅述。例如,關于“細胞是生命活動的基本單位” 這一概念,其涵義學生從中學就已經有所了解,可引導學生從生命活動的不同方面舉例來證明這一結論,并與最近的研究進展相聯系,培養學生歸納總結知識的能力并激發學習興趣。

刪減某些學科交叉內容。由于細胞生物學是生命科學的基礎學科,與生物化學、分子生物學、微生物學等學科有著深刻的相互滲透與結合,很多理論知識在不同學科中重復出現,因此應做適當的刪減,化重復理論為知識遷移。例如,學生已經在生物化學中對線粒體的氧化磷酸化有了系統的認識,在本課程可以著重從氧化磷酸化的分子結構基礎及其細胞生物學定位來理解其作用機制,從而在細胞這一層次上對這個過程有全面理解并形成結構決定功能的生物學思想。

刪減識記類課程內容。研究性學習的目的不僅在于知道是什么,而且在于明白為什么和怎么做,以提高解決問題的能力。把識記類理論知識放至課前或課后,在課堂上注重方法習得不失為好的舉措。例如,細胞是一個復雜的信號網絡系統,細胞信號轉導的途徑和細胞對信號的整合與控制應是課堂上探討的重點,而細胞通訊、信號分子、受體等基本概念應由學生自主習得。除此之外,關于細胞生物學研究方法的內容可以移接至實驗教學中。

2)增添。注入研究方法,滲透研究性思維。在《細胞生物學》中,對生命現象探究的內容雖有不少涉及,但很少展示具體的研究思路,因此要求教師要擁有豐富的教學資源和素材,適時在課堂教學中滲透科學研究方法。

引入科研成果,把握學科前沿。教師需要時刻關注國內外的科學研究動態和成果,擷取精華介紹給學生[2],拓寬學生視野;教師應提煉學術會議上各專家的新理念、新思路,以活躍學生的思維,便于研究性學習,推陳出新;學生也要利用書籍、期刊、網絡、電視等多種途徑豐富見聞,在合作和交流中兼收并蓄,思維碰撞。

適時插入科學家的故事。必要時,以科學家艱辛的探索事跡進行科學態度和科學精神教育,適時引入科學家的逸聞趣事,以激發學生的學習興趣。

3)整合。細胞是生命活動的基本單位,“一切生命的關鍵問題都要到細胞中去尋找”。為了系統而深刻地理解生命的本質,必須避免片段化教學,應對教學內容適當整合,以符合學生的認知規律。

知識點間的整合。例如,錨定連接需要細胞骨架系統的參與,因此可把錨定連接的相關內容安排在細胞骨架后,以便新舊知識的聯接。

調整課程內容的順序。細胞生物學的研究重點已不再限于細胞的結構與功能方面,而是明顯轉向細胞重大生命活動及其分子機制的探秘,因此建議將細胞的結構與功能等章節內容整合、將細胞重大生命活動及其分子機制等章節內容整合,掌握前者是揭示后者的基礎。

1.2 改變教學方法,改進評價體系

在研究性教學中強調,學生是教學過程的主體,學生要在研究中學習和成長,發展學習主動性和養成獨立思考的習慣;教師則在整個教學過程中起組織者、指導者、幫助者和促進者的作用[3]。在教學方法上,建議采用問題教學方式,在確定了研究課題的前提下,通過創設問題情境,引導學生質疑,并恰當引入科研成果。

1)建立激勵機制,確定研究課題。采用研究性教學模式會增加學生的課前準備負擔,對于每個學期要上近10門課程的學生來說,如何激勵學生主動學習是非常重要的。學生的積極參與僅僅靠老師語言上的激勵是不夠的,必須建立相應的激勵機制,比如可在教學質量的評價體系中加入“課堂發言”這一項,并在最終成績考核中占一定的比例,如可設定課堂發言∶實驗成績∶理論成績=3∶3∶4,課堂發言由教師當場打分,整個學期成績累計,取其平均值。

研究性教學模式并不在于形式上以學生為主,而在于學生在實質上的主體地位。因此,在教學方式上,既可以采用老師提問、學生討論的方式,也可以采用教師講授、學生隨時質疑的方式。在第一種方式中,老師需要精心組織并向學生提供研究課題,鼓勵學生主動參與,由于學生準備的是否充分直接決定了其在課堂上的參與度和思維的拓展度,因此在確定研究課題后,要留給學生一定的時間準備相關材料。同時,為避免要探究的問題因龐雜而止于膚淺,可將研究課題分成若干子課題。在實踐中,將學生分成小組(每組3~5人),問題到組,每小組負責闡述1~2個子課題。這樣既保證了學生探究問題有一定的深度,又有效地激發了他們的參與熱情。

在確定課題及課堂討論中要注意掌握研究課題的廣度與深度。為達到既使學生掌握理論知識又能訓練其思維的目的,在確定研究課題時,應注意課題的廣度,不能任意發散、偏離重點;同時,也要考慮到課題的深度,難度適中,有效激發學生的興趣。例如,在《細胞信號轉導》課題中,要求學生理解并掌握細胞信號轉導的主要途徑、細胞對信號的整合和控制,教學活動應圍繞這兩方面展開,在掌握基本的幾條途徑的基礎上,再進行歸納,繪制網絡圖,找出其交叉點,從而理解其整合性。同時可通過查閱文獻進行知識的擴展,了解近年來這些基本的信號轉導途徑的新進展。

2)創設問題情境,引導學生質疑。在研究性教學中,師生應是平等的探索者的關系,教學過程就是解決問題的過程,因此應以問題研究[4]為主線,教師要善于提出啟發性、針對性的問題[2],問題的設置要有層次感,遵循學生的認識規律。開場問題要設計巧妙,順利促使學生進入學習情境;教學過程中,教師要做好學生活動的組織者、幫助者和促進者,指導和總結提升到位;對于抽象復雜的機制需要結合多媒體等手段,化繁為簡;探討完理論知識后,要引導學生思考和分析與生產生活緊密相關的問題,學以致用。學生可以采用獨立思考、小組討論等多種形式的學習方法多角度調動思維,也可以在解決問題的同時提出有研究價值的新問題,進行課堂外的延伸,拓展思維的深度。例如,在《細胞信號轉導》課題中,教師可借此課題引導學生掌握相關前沿。如教師可提出:生物對光的響應是通過其受體來完成的,目前已經發現了幾種光的受體,分別是什么?UV-B的受體是什么?受體如何傳遞這一信號?細胞對這一信號產生什么樣的響應?當諸如小麥等植物接受UV-B后,會產生哪些響應?這樣學生就會通過閱讀文獻掌握這一領域的最新發現,了解UVR8這一剛剛發現的紫外線的受體,通過了解其機理,聯系實際,就可以自然而然地提出:可以通過人為增強紫外線輻射來刺激植物產生更多的類黃酮,從而提高某些植物尤其是藥用植物的保健作用。這樣,理論就和實踐很好地結合到了一起。

3)恰當地引入科研成果。細胞生物學是一門迅猛發展的學科,尤其是分子生物學的概念與方法的引入,將其迅速推向分子細胞生物學水平。細胞生物學相關領域的研究現狀和成果如何,教師可以在課堂上適時介紹給學生,尤其是重點闡述研究方法、實施步驟等內容,對學生進行科研方法與思路的指導。例如,在《細胞分化與基因表達調控》這一章節中,可以引入2012年諾貝爾醫學獎獲得者日本京都大學教授山中伸彌和英國的約翰戈登將細胞核重新編程的成果(即將成年體細胞重新誘導回早期干細胞狀態,以用于形成各種類型的細胞,這一技術的實現免除了使用人體胚胎提取干細胞的倫理道德制約,將能避免異體移植產生的排異反應,為某些嚴重疾病的治療提供了契機)。領域的杰出成果能夠對現有課本知識進行補充,學生也可以通過專題文獻查閱報告的形式交流科學界的新理念、新發現。

2 在實驗教學中鍛煉學生的科研技能

實驗教學是培養學生技能的重要途徑,也是學生研究性學習的具體體現。通過一系列實驗技能的學習和實踐操作,學生將對所學的基礎理論知識有更深刻更直觀的理解,同時還可了解有關細胞生物學和細胞工程領域常用的研究手段和方法,為進一步深造和獨立開展科研工作奠定基礎。

2.1 合理安排實驗教學進程

實驗課的進程應該與理論課的進程相輔相成,教學建立在科研基礎上,科研促進教學的提高。

2.2 改建實驗課

1)通過驗證性實驗培養學生基本的實驗技能。通過細胞形態結構的觀察,學生可以掌握相差顯微鏡、偏光顯微鏡、暗視野顯微鏡、熒光顯微鏡等各類顯微鏡的結構、原理及其操作;通過對細胞組分的分離及觀察,學生可以學會分離、純化、活體染色等技術。在實驗前,學生應該通過實驗指導、網絡等了解相關儀器設備,并了解其原理及操作,指導教師對所出現的問題進行指導,規范操作。

2)通過設計性和綜合性實驗培養學生分析和解決問題的能力。設計性實驗、綜合性實驗要求學生以本課程的相關理論知識為基礎,在具備一定的實驗操作技能的前提下,通過查閱資料等富有創造力地獨立完成實驗設計,創新實驗方案,這對學生的素質要求較高,因此也是培養學生分析和解決問題能力的良好手段。設計性和綜合性實驗的題目可以結合教師的科研項目擬定,從而不僅將教學與科研融為一體,而且可以集結眾多人的智慧,推進教師的科研進程。

2.3 撰寫實驗報告和科研論文

實驗報告具有情報交流、保留資料的作用,學生在撰寫驗證性實驗的報告時要如實地把實驗的全過程和實驗結果記錄下來,對結果進行分析討論時要加入自己的理解,拓展科研思維,也可以寫出實驗中遇到的問題、解決的方法、誤差分析,并提出改進意見。

對于設計性和綜合性的實驗,撰寫科研論文是學生展示科研能力、提高科研水平的重要手段,是需具備的基本功之一。

3 教學改革效果

目前所使用的理論課教材為翟中和院士等主編的《細胞生物學》(第三版),本著研究性教學的理念,首先對部分章節如“細胞的能量轉換——線粒體和葉綠體”嘗試采用了研究性教學模式,學生利用課外時間積極查閱資料,認真思考,充分準備;課堂上以小組為單位首先提出自己的問題,然后講解,各小組討論、提問,最后總結。通過這樣的方式,不僅學生的學習熱情高漲,對知識的理解更為透徹,更重要的是,學生能發現問題并知道如何解決問題。接下來,又把一些問題留給學生,如在細胞的信號轉導中,G蛋白耦聯受體介導的信號通路廣泛參與生命活動的諸多方面,而且該領域是一個正在迅速發展的領域,不斷有新的發現。所以鼓勵學生充分利用高校的期刊數據庫獲取相關研究進展,課堂上小組交流討論,通過這樣的方式學生獲取了大量的信息,對該領域的前沿動態也有了一定的了解,極大地激發了學生的科研熱情。在實驗教學方面,將細胞生物學實驗進行了課堂外的延伸,與大學生創新實驗相結合,鼓勵學生利用細胞生物學的知識去解決或探究某一問題,目前已有部分成果被國內重要的核心期刊所接受。研究性教學的采用,使細胞生物學教學質量有了顯著提高。學生不僅在課前養成了獨立思考的習慣,提高了自主學習能力,而且能在課堂上廣泛參與討論,交流思想,合作學習;學生對細胞生物學的理論知識和實驗技能掌握得較為扎實,對細胞生物學的科學前沿有較敏銳的把握,利用細胞生物學基礎知識、基本技能開展相關領域研究的能力得到了提高。總之,研究性教學模式從根本上發展了學生學習的主體性,為培養學生的創新意識、發展學生的科研思維能力提供了條件。教師應積極開展研究性教學的嘗試與探討,培養創新型人才。

參考文獻

[1]翟中和,王喜忠,丁明孝.細胞生物學(第4 版)[M].北京:高等教育出版社,2011.

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關鍵詞:細胞生物學;教學質量;自主學習

Key words: cell biology;the teaching quality;autonomous learning

中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)22-0118-01

0引言

細胞生物學是高等院校生命科學專業的一門基礎課程,同時也是一門前沿學科。我國基礎科學發展規劃中,把細胞生物學、分子生物學、神經生物學、生態學并列為生命科學的四大基礎學科,在生命科學中占有核心地位。如何上好這門課?如何激發學生的學習積極性和主動性,有效地提高細胞生物學的教學質量?如何讓學生在輕松開闊的氛圍中學習領會到細胞生物學的精髓?以下是筆者的幾點教學體會。

1開篇激發學生興趣

“好的開始是成功的一半”。我們在教學過程中嘗試用動畫開頭,選擇生動有趣且有一定科學性的動畫視頻給學生放映,通過老師的講解使學生對細胞生物學的研究內容有一個概念性的認識和了解,在一個輕松愉悅的氛圍中開始細胞生物學的學習。讓學生感覺學習不再是枯燥乏味的事情,并對這門課程產生興趣。這樣的開始還有另外一個優勢就是消除了學生心理的陰影。從而打消學生的恐懼心理,建立正常的教學環境。

2理論聯系實際,加強理性思考的引導

理論聯系實際在很多學科教學中被反復強調[1]。原因主要是理論抽象,學生在短時間無法理解。為了使學生盡快理解,采用理論聯系實際的方法是行之有效的。聯系學生已有的知識基礎和生活經驗,從已知到未知,從現象到本質,把科學和經驗結合起來,使之形成正確的科學概念。雖然理論聯系實際可以加深學生的印象,提高學生的學習熱情和積極主動性。但我們在培養學生學習興趣的同時也應注意加強學生理性思維能力的引導工作。隨著課程的深入,逐步加強理性思考的內容,逐漸引導學生建立理性思維模式,從規律和機制的角度進行思考,加深對細胞生物學的理解和掌握。

3跟蹤前沿報道,開展討論

細胞生物學不僅是一門基礎課程,同時也是一門前沿學科。跟蹤前沿報道不僅可以激發學生的學習熱情,同時也是對教學內容的補充和更新。所有的知識和理論都是動態的,都處在不斷更新的過程中。因此要教會學生靈活運用知識并不斷地進行自我更新,學會積極主動地思考問題。細胞生物學的研究中目前還有非常多沒有解決的問題,也存在很多學說派別。可以引導學生查閱相關資料,就已掌握的知識和理論展開討論,給學生留出自學空間和思考空間。

4注重實驗環節,引導學生分析問題,解決問題

實驗教學既是課堂教學的輔助環節,又是課堂教學的深化與繼續[2]。通過實驗學生不但可以加深對一些基本知識和基本理論的認知和理解,而且還可以得到專業技能訓練;通過動手操作、觀察實驗現象、分析實驗數據、總結實驗結果,可以提高觀察、分析、綜合和解決問題的能力,這些對學生更好地將理論與實踐相結合,提高綜合素質,更好地適應和接近當今社會人才需求的標準等都有非常重要的作用。在傳統實驗課的基礎上加強實驗的探索性。實驗可以采取實驗小組的組織形式,每個成員在實驗中承擔不同的工作。根據不同的實驗材料或處理的方法不同,可以得出不同的結果。讓學生針對不同的結果進行分析討論,使學生逐步提高分析問題、解決問題的能力。探索性實驗是一個積極的、發揮主觀能動性的創造過程。這樣的實驗課不僅可以加深理論知識的理解,還可以使學生學會“提問”。對于實驗過程中出現的問題,實驗的過程與結果現象間的關系等等進行全方位的分析和思考。這對于學生提高認知能力,跟蹤和把握生命科學前沿領域的發展,促進科研素質和綜合素質的協調發展都起到重要作用。

5完善考評體系,促進全面發展

考核是教學效果的檢驗,也是督促學生學習的方法和手段。細胞生物學即基礎又前沿,是一門及理論性、知識性、實驗性、創造性為一體的學科,為了引導學生的全面發展,科學的評價學習效果,我們在考核過程中采取“多內容多形式的綜合考試”。①理論課結束后的期末考試。這是考核項中的重要一環。試題題型廣,題量大,覆蓋面廣。以基礎理論、基本知識為主。另有部分較高層次的論述題,書中沒有現成答案,必須理論聯系實際才能得出答案。即考察了學生對基本知識的掌握,也考察了學生運用理論分析問題、解決問題的能力。②撰寫綜述或設計一個課題。細胞生物學是一門知識更新十分迅速的學科。針對當今研究的熱點問題或學生感興趣的問題,給學生提供一些信息,讓學生查閱相關資料,撰寫論文。這種做法不僅可以讓學生找到興趣點,同時對于科研素質的提高有很大的幫助。③實驗課成績。細胞生物學不僅要求學生有扎實的理論知識,而且要具備熟練的實驗操作技能和富于創新的思維能力。實驗課尤其是探索性實驗課是考察學生綜合素質的重要指標。根據學生在實驗課上的動手能力,實驗基本技能的掌握情況,實驗報告中對實驗過程的總結和對實驗結果的分析討論等內容對實驗課的成績加以評定。

6結語

細胞生物學作為生命科學中一門十分重要的基礎課,是一門理論和實踐相結合的學科。在教學過程中學生不僅是知識的接受者,更應是教學的主體。授人以魚,不如授人以漁。合理引導和激發學生的學習興趣和對知識探索的欲望,提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力,全方位、多角度的提高學生的綜合素質,培養適合新世紀發展的高素質創新性人才。

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中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)42-0100-03

醫學細胞生物學是從細胞整體、顯微、亞顯微和分子水平等多個層次,來研究細胞結構及功能的學科[1],其理論及技術已經滲透到基礎和臨床醫學的各個方面,是當前醫學生物研究最活躍的前沿地帶。作為高等醫學院校重要的必修課,它起到承上啟下的作用。

如何通過教學內容和組織形式的優化整合,來提高教學質量,讓學生在掌握基礎理論的情況下,形成系統的全局觀,提高知識遷移能力和實踐綜合能力,培養良好的科學素養,成為高校醫學細胞生物學教改的重要內容之一。為此本文結合實踐教學過程,談談在教學中的一些心得體會。

一、精選教學內容

精選教學內容包括教學中教材的選擇組合、教學內容的優化和更新[2]。

細胞生物學是生命科學的基礎學科,內容涉及許多相關領域,如生物化學、遺傳學、分子生物學、組織胚胎學、生理學、病理學等[2]。因此現行醫學細胞生物學教材普遍篇幅較大、知識覆蓋面很廣,以人民衛生出版社陳譽華主編的《醫學細胞生物學》為例,分為細胞生物學概論、細胞結構和功能、細胞的社會學、細胞基本生命活動、細胞工程五個部分,共17個章節。而目前臨床專業的細胞生物學的理論學時安排為40學時,如果授課時每章面面俱到,不但與后繼學科內容重復,而且學生勢必覺得內容繁雜,重點不突出。因此在有限的學時內,如何對教學內容進行合理取舍,如何將條理清晰、重難點分明、容量較大的知識點系統地傳遞給學生,是應該首先進行思考的。

在教學實踐中,首先在教材選用上,進行主教材和輔助教材的結合使用。主教材采用科學出版社楊撫華主編的《醫學細胞生物學》。其最大特點在于線條清晰、內容濃縮、重點突出、框架分明。對于剛從中學進入大學的學生來說,這種風格讓其容易很快掌握所學知識點的整體框架和相互關系,不會陷入過多繁冗的細節之中而迷惑。輔助教材采用人民衛生出版社陳譽華主編的《醫學細胞生物學》。其優點在于各個知識點講解得透徹詳實,知識面輻射廣,案例較多。在授課上,以主教材拉章節線條和框架,在對重要知識點擴展時,讓學生參閱輔助教材的相關內容,進行知識拓展和遷移。讓其在學習中慢慢地參悟自我學習的思維方式,學會如何有效學習。

其次,優化和更新教學內容。備課時,查閱下游課程,如生物化學、分子生物學、組織胚胎學、生理學、病理生理學,了解細胞生物學與它們的銜接、滲透、重復部分,做好對后繼課程的鋪墊作用。對重復的內容要淡化或舍去,對延伸的內容要講透。比如細胞膜與物質轉運這部分,離子泵內容涉及到生理、病理、藥理的一些知識點,因此這一部分必須講透講深,結合案例進行分析。比如核糖體章節中的蛋白質合成過程的內容,在生物化學課程中,會深入學習,因此在這里只需要簡單地介紹核糖體的結構和功能,其余設為學生自學內容[1]。再如信號轉導部分,這部分新名詞較多,轉導路線繁雜,內容有一定難度。雖然在生物化學中將詳細學習,但由于該內容會影響學生對后繼課程如生理學、藥理學等知識點的理解,因此在細胞生物學教學中,應該抓主線輕細節,讓學生建立一個受體、配體、信使、細胞信號轉導特點和路線的宏觀整體印象即可。此外,對于教材內容要及時更新,將各個章節的一些最新動態、前沿專題引入。

二、優化教學方法和形式

(一)重視案例引入,增強學生學習興趣,加強基礎學科的學習[1]

由于授課的學生將來都要進入臨床,他們關注的重點常為所學的知識是否有利于未來的臨床工作。因此,經常會有初學者問我,學習細胞膜、細胞器這些內容,到底和今后的臨床或者科研工作有多大關系?

因此在緒論部分,重點介紹了細胞生物學的發展沿革,特別是近年來的前沿領域和重大發現,同時特別介紹了在醫學領域的應用實例。如2001年以來的生理或醫學諾貝爾獎、化學獎的獲獎內容,包括2001年生理或醫學獎“發現細胞周期調控的分子機制”、2002年生理或醫學獎“器官發育的遺傳基礎和細胞的程序性死亡”、2003年化學獎“細胞膜水通道、離子通道結構”、2007年生理或醫學獎“胚胎干細胞、基因敲除技術”等,通過這些對生物醫學發展具有深遠意義獎項的介紹,讓學生切實地感受到細胞生物學一直活躍在科學研究與應用的前沿,并非只是過時、毫無價值的基礎理論,從而增強學生的好奇心和學習興趣。

其次,在理論教學中,設立細胞生物學的研究技術和方法這一章節,而此部分是很多院校細胞教學中的刪除內容。在教學實踐中發現,學生對教材中各種細胞與亞細胞結構圖的來源,以及細胞組分的分離與培養過程,好奇而充滿興趣。生物學本來就是一個實踐性學科,任何數據的產生,都以實驗為基礎,因此在有限的課時內,以案例引入的方式簡要介紹常規研究技術和方法。其重點集中在以顯微鏡介紹為主的細胞形態研究技術、細胞的分離與培養、細胞組分和亞組分的分離、測定技術。讓學生對細胞的研究過程有一個系統、整體的了解,有利于對后續理論教學和實驗操作步驟的理解。

再次,在教學中加強病案的分析。醫學細胞生物學與臨床密切相關。在教學中,分章節講述后進行相關的病案分析,將增強學生的興趣,加大與所學專業的聯系。比如在細胞膜與物質的跨膜運輸中,引入家族性高膽固醇血癥的介紹,讓學生對膜受體的作用有深刻的認識。在講授內膜系統中的溶酶體時,以“矽肺”和“痛風”為例進行講解。引發學生探究發病機制,加深對溶酶體的認識和理解。在細胞周期的講解中,將與細胞周期有關的腫瘤治療策略貫穿其中,舉例講述腫瘤細胞的化療藥物作用機制和使用原則,加深學生對細胞周期運行機制的理解。

(二)加強多媒體輔助教學

細胞生物學的研究對象(如細胞及細胞器結構,各種生理過程)多集中于細胞的微觀水平,學生理解起來較為抽象和枯燥。因此在醫學細胞生物學的教學中應強調圖形、動畫、文字的三結合。如膜轉運蛋白介導的跨膜運輸中,學生很容易混淆離子通道和離子泵這兩種運輸的原理。在講解中應對比圖形并引入動畫,將兩者差異變得直觀可辨,一目了然。在細胞連接中,涌現出許多關于連接的新名詞,如緊密連接、錨定連接、通訊連接、橋粒、半橋粒等等,光從語句上辨析,容易混淆。通過細胞連接總圖的展現,各個連接類型的區別及其功能便清楚可辨,讓學生在腦海中建立一個立體完整的細胞連接通訊網絡。又如細胞微絲和微管的裝配,很多學生無法通過文字在腦海中呈現出“踏車行為”這種動態的組裝過程,一個幾秒的動畫,能讓學生獲取直觀的印象。細胞信號轉導的動畫演示,能強化轉導線路中的每個傳輸節點,能形象展示信號傳遞中蛋白修飾或結構的改變,以及之后信號級聯放大的生物事件,讓學生從冗長枯燥的文字表述中脫離出來,得到一個完整的印象。因此,在一些不易區分、不易理解的微觀水平的分子事件的教學上,加大圖形和動畫的使用頻率,通過動畫圖形之間的對比,區分相似事件,建立動態的概念,形成相互聯系的全局觀,促進學生進一步理解生命活動的本質規律[3,4]。

(三) 適當應用PBL教學方法

以問題為中心,培養學生分析解決問題的能力,養成終生自我學習的能力,是PBL教學法的特點[6]。在醫學細胞學教學中,適當穿插PBL教學法。如細胞骨架中的阿爾茨海默病的病因、診斷、治療的討論。在內膜系統教學中,在講述內質網和高爾基復合體的功能及相互動態關系時,以“胰島素如何合成、分泌”為中心問題,引導學生提出“胰島素如何翻譯合成”、“如何加工修飾”、“如何分泌出細胞”這三個問題,從而具體到“這個過程和哪些細胞器有關”、“每個細胞器扮演的什么角色”這些細節問題。通過討論這些細節問題,最終完成對中心問題的學習[7]。

三、加強實驗教學中學生的科學素質的培養

在實驗教學中應根據不同時期學生的特點,循序漸進地展開教學。對于剛進大學的學生來說,醫學細胞生物學實驗是第一門與動物相關的實驗課程,學生對儀器、動物充滿好奇感,容易忽略對知識點的關注和理解。在初期實驗教學上,應加強學生對實驗的基本認識和基本操作能力的培養。將預實驗所拍攝的照片及錄像穿插在課件中,在操作關鍵點上進行講解,將學生的興奮點引入到所學的知識中。在中期實驗教學上,應著重培養學生主動學習的能力,強調實驗的邏輯性和嚴密性。以提問的方式,讓學生通過預習了解使用藥品和操作步驟的目的性,得出實驗的流程圖。在實驗過程中,提倡能夠丟開書本,按流程圖,有邏輯地進行獨立操作,使學生了解細胞生物學擁有一個系列性、完整性較強的實驗體系,并非依葫蘆畫瓢的簡單模仿就能做好實驗。此外,還應加強實驗課堂最后10分鐘的實驗小結,讓學生分組講述實驗的心得體會,并由老師進行點評,增強學生的學習積極性和協助精神,培養學生的知識遷移能力和創新能力[2,8]。

教學中還應有意識地培養學生的實驗習慣和心態,對于部分有專業興趣傾向和喜愛科研的學生,可開放實驗室,讓其根據相關的課題進行實踐,過程中采用方式多種多樣,包括查文獻、寫綜述、寫實驗方案、實驗小結、注意事項,培養學生的科學思維,提高其實驗綜合能力。

綜上所述,通過細胞生物學的教學內容及形式方法的初步探索,在一定程度上能加強學生對理論知識的理解,提高知識遷移能力和實踐綜合能力,培養一定的科學素養。

參考文獻:

[1]郭慧芳,肖桂芝,劉朝暉.多元化教學方法在醫學細胞生物學教學中的應用[J].承德醫學院學報,2012,29(3).

[2]張錦宏.曾軍等,醫學院校臨床專業醫學細胞生物學的教學實踐與探索[J].西北醫學教育,2012,20(4).

[3]王艷杰,孫陽等.“多元化”整合與優化教學模式在醫學細胞生物學教學中的初步實踐及應用[J].中國中醫藥現代遠程教育,2011,13(9).

[4]李玲.秦軍等.淺談多媒體技術在醫學細胞生物學教學中的應用[J].西北醫學教育,2012,20(6).

[5]楊飛.向光盛等,細胞生物學事件主導的醫學細胞生物學教學探討[J].基礎醫學教育,2013,15(2).

[6]李正榮.朱棟梁等,啟發式教學模式在醫學細胞生物學教學中的探索[J].基礎醫學教育,2013,15(5).

篇(8)

中圖分類號:G302 文獻標志碼:A 文章編號:1672-3791(2017)02(b)-0202-03

Abstract:By selecting references for the history of cellular biological development and adopting the methods of content analysis, driving forces for knowledge evolution at the level of cytological communities are handled, and model for knowledge evolution at the level of cellular biological communities are constructed, namely at the level of cellular biological communities, by use of the coordinated effects of such 5 driving forces as immigration of knowledge individuals, alterations of the recognitions in human brains, changes in internal environments, changes in external environments, and work of researchers, and through the alternative formation and development of such 4 periods as cellular period, period of classic cytology, period of experimental cytology and period of cellular biology, changes inside and outside the communities of cellular biology are timely handled, which propels knowledge evolution at the level of the communities of cellular biology and is prominently characterized by the progression of evolutionary paths. This model reveals the mechanism for knowledge evolution at the level of cellular biological communities, provides new theories for the solution of the issues concerning the first-rate disciplinary construction, and can be applied into the construction of original disciplines with middle-scale contents.

Key Words:Cellular Biology; Driving Forces of Knowledge Evolution; Knowledge evolution mechanism; Method of Content Analysis; Disciplinary Construction

胞生物學起源于細胞的原始發現,由細胞時期、古典細胞學時期、實驗細胞學時期依次發展而成[1]。細胞生物學在全球具有重大的知識創新影響力,涌現出了眾多的諾貝爾獎獲得者,恩格斯曾把細胞學說譽為19世紀自然科學的三大發現之一[2]。因此,細胞生物學群落層面的知識進化是一種有代表性的典型類型,揭示其知識進化機制具有重大的應用價值與科學意義。目前,相關研究存在的問題是沒有破解細胞生物學群落層面的知識進化動力是五類動力因素的協同作用,因而,細胞生物學群落層面的知識進化機制未被破解。基于以上分析,該文選擇細胞生物學發展史文獻[1-8],采用內容分析法即通過對文獻內容所含信息量及其變化的分析達到透過現象看本質[9],提出了細胞生物學群落層面知識進化的動力與模型。該模型揭示了細胞生物學群落層面的知識進化機制,為解決一流學科建設問題提供了新理論,適用于中等內容尺度的原生學科建設。

1 細胞生物學群落層面的知識進化動力分析

首先,細胞時期形成與發展的動力包括5個方面。(1)知識個體的遷入。主要表現在1665年英國物理學家羅伯特?胡克首先引入并應用顯微鏡,觀察了軟木薄切片,發現了許多很小的、與蜂窩相似的小室,他將這種小室命名為細胞,開啟了細胞時期。(2)人腦認識的改變。主要表現在首次認識到微觀細胞的存在,打破了人類思想上的局限性,改變了人類幾千年來的認識。(3)內部環境的變化。主要表現在研究人員具有了使用顯微鏡探索生物結構奧秘的興趣與熱情。(4)外部條件的變化。主要表現在細胞的發現轟動了當時的英國學術界,英國皇家學會與官方均認可。(5)研究人員的工作。主要表現在羅伯特?胡克、列文?虎克、格魯、馬爾比基、布朗等相關人員的研究工作。總之,以上5類動力因素的協同作用,推動著細胞時期的形成與發展。例如,列文?虎克用自制顯微鏡對多種活細胞進行了大量觀察并首次描繪出骨細胞與橫紋肌細胞圖。該時期延續至1837年,稱為先鋒期。

其次,古典細胞學時期形成與發展的動力包括5個方面。(1)知識個體的遷入。主要表現在1838年施萊登與施旺首次引入并應用歸納法與解剖觀察比較法,基于細胞時期的研究成果,提出了細胞學說,開啟了古典細胞學時期。(2)人腦認識的改變。主要表現在首次認識到細胞的統一性和生物體的統一性,了分割動植物界的巨大屏障,對生物結構的認識由器官層次進入到細胞層次。(3)內部環境的變化。主要表現在研究人員完全從生命科學的角度解釋生命的基本結構。(4)外部條件的變化。主要表現在恩格斯對細胞學說的高度評價、諾貝爾獎金的設立、以及胚胎學、遺傳學、生理學和其他學科的技術與方法都發生了較大變化。(5)研究人員的工作。主要表現在施萊登、施旺、魏爾肖、施特拉斯布格爾等相關人員的研究工作。總之,以上5類動力因素的協同作用,推動著古典細胞學時期的形成與發展。例如,魏爾肖提出了“一切細胞來自細胞”的著名論斷,完善了細胞學說;施特拉斯布格爾連續在兩種植物中發現了物種染色體數目恒定的規律。該時期延續至1875年,稱為發展期Ⅰ。

第三,實驗細胞學時期形成與發展的動力包括5個方面。(1)知識個體的遷入。主要表現在1876年赫特維吉首次引入并采用實驗方法,基于古典細胞學時期的研究成果,研究了海膽和蛔蟲卵發育中的核質關系,發現了受精后兩個親本細胞核合并的現象,開啟了實驗細胞學時期。(2)人腦認識的改變。主要表現在首次認識到生物學的基礎在于研究細胞的特性、結構和機能,扭轉了古典細胞學時期忽視細胞質研究的狀況。(3)內部環境的變化。主要表現在研究人員廣泛應用實驗手段、生物化學分析方法以及電子顯微鏡,研究細胞學的一些根本問題,開辟了一些新方向與領域,形成了一些重要分支。(4)外部條件的變化。主要表現在離心技術的建立和發展,以及電子顯微鏡的誕生與進步。(5)研究人員的工作。主要表現在赫特維吉、J. von Suchs、高爾基等相關人員的研究工作。總之,以上5類動力因素的協同作用,推動著實驗細胞學時期的形成與發展。例如,科學家們相繼發現了線粒體、內質網、高爾基體和溶酶體等細胞器的精細結構和功能,以及細胞內的大分子結構體制是細胞內各種代謝功能的基礎。該時期延續至1964年,稱為發展期Ⅱ。

第四,細胞生物學時期形成與發展的動力包括5個方面。(1)知識個體的遷入。主要表現在1965年布洛貝爾等一批細胞學科學家們引入并應用分子遺傳學技術,基于實驗細胞學時期的研究成果,確立了細胞生物學,開啟了細胞生物學時期。(2)人腦認識的改變。主要表現在首次認識到細胞表達的機理來自分子層面,分子與生物個體之間存在聯系。(3)內部環境的變化。主要表現在研究人員在顯微水平、亞顯微水平和分子水平3個層次上研究細胞的結構、功能和各種生命規律。(4)外部條件的變化。主要表現在設備、技術與思想都發生了巨大變化。(5)研究人員的工作。主要表現在布洛貝爾、De Robertis、 S. B. Prusiner等相關人員的研究工作。總之,以上5類動力因素的協同作用,推動著細胞生物學時期的形成與發展。例如,洛克菲勒大學細胞生物學系的專家們連續發現了細胞的亞顯微結構、內質網蛋白質通道等。該時期延續至今,稱為頂極期。目前,細胞生物學仍處于自我發展與完善的頂極期。

2 研究結論

綜上所述,細胞生物學群落層面的知識進化動力是知識個體遷入、人腦認識改變、內部環境變化、外部條件改變、研究人員工作五類動力因素的協同作用。據此,該文創建了細胞生物學群落層面的知識進化模型,即細胞生物學群落層面,借助知識個體遷入、人腦認識改變、內部環境變化、外部條件改變、研究人員工作五類動力因素的協同作用,通過細胞時期、古典細胞學時期、實驗細胞學時期、細胞生物學時期等四個時期的依次形成與發展,及時處理著細胞生物學群落內部與外部的變化,推動著細胞生物學群落層面的知識進化,M化路徑遞進是其突出特征(如圖1)。結果是內容格局逐期增大,其中,細胞時期是觀察不同類型的細胞、古典細胞學時期是觀察細胞內部的形態結構、實驗細胞學時期是分析細胞內部結構與功能的關系、細胞生物學時期是從細胞的角度研究生物學。該模型揭示了細胞生物學群落層面的知識進化機制,為解決一流學科建設問題提供了新理論,適用于中等內容尺度的原生學科建設。又由于,學科尺度層次的知識系統(如細胞生物學)是知識群落[10],知識群落是科學學研究的前沿問題[11]。因此,細胞生物學群落層面的知識進化模型,在學科方面為建構知識群落層面的促進型進化機制提供了檢驗案例,意義重大。

參考文獻

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篇(9)

摘 要:為了提升細胞生物學課程教學質量,更好地培養出應用型技術人才,文章從更新教學內容、改變現有教學模式、增加實驗課時量、科研與教學并抓等方面,提出了高校細胞生物學教學改革策略。

關鍵詞:高校;細胞生物學;教學改革

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2015)07-0027-02

收稿日期:2014-11-19

作者簡介:孫虎男(1978—),男(朝鮮族),吉林和龍人,黑龍江八一農墾大學生命科學技術學院生物工程系主任,講師,博士,主要從事細胞生物學研究。

隨著科技的飛速發展,各行各業對人才的需求量越來越多,對人才綜合素質的要求也越來越高,同時對高校人才培養也提出了嚴峻的挑戰。生命科學研究在人類的健康和醫療保障等領域的發展做出了卓越的貢獻,同時也推動了社會其他行業,如經濟、農業、環境等行業的發展。作為生物學的主要組成部分,細胞生物學與分子生物學、神經生物學和生態學被并列為生命科學的四大基礎學科,反映了現代生命科學中細胞生物學的重要地位,預示著細胞生物學在生命科學發展進程中的重要作用,同時提示了細胞生物學的發展趨勢[1]。本文以如何提高高校“細胞生物學”教學質量為主要研究對象,從教學內容改進、教學方法和實驗教學改革以及科研與教學的相互關系分析等角度,結合在實際教學過程中的心得體會,為提高高校“細胞生物學”教學質量提供新的思路,為更好地培養出具有創新能力的應用型技術人才做出貢獻。

一、及時更新教學內容

隨著現代細胞生物學的迅速發展和深入,對高校“細胞生物學”教學的要求也越來越高,需要大學生掌握的知識和實驗技能也逐漸地走向多元化。目前,國內很多高校采用的《細胞生物學》教材內容比較多,每個章節的內容有不少地方是重復出現的,而且大多數內容與我們學生在高中時期學過的生物學內容比較相近。大多數學生覺得目前多數高校選用的教材對提高對細胞生物學的認識并沒有很大的幫助,同時也建議減少對基礎、純理論和其他課程反復出現的內容講授,增加現代細胞生物學前沿的、熱門的內容,注重與實際應用相結合的部分,以便學生在日后的生產實際中能夠用到所學的知識,要注重實用性,避免光講一些華而不實的理論。因此,及時增補細胞生物學相關前沿內容,對于提高本科教學質量至關重要,同時也是細胞生物學發展的需要。值得一提的是,在改進和修正“細胞生物學”教學內容的同時,我們要注意掌握好修改內容的范疇和深度[2]。增補內容的深度、范圍和角度不同可能會給基礎薄弱的學生帶來學習上的困難,同時對學生理解相關內容提出嚴峻挑戰,從而影響學生的學習積極性。因此,有目的性、針對性地選擇相關增補教學內容就顯得尤為重要。“細胞生物學”是一門綜合性的課程,涉及細胞的方方面面,同時與“生物化學”“生理學”和部分“解剖學”課程也有重復的內容,授課教師應熟練掌握細胞生物學內容的同時也要掌握其他相關課程的基本知識,以便達到深入淺出、大題小做、難易結合,使學生在幾門課程知識比較中更牢固地掌握細胞生物學的知識。

二、改變現有的教學方法與模式

如何提高學生課堂學習的主動性一直以來都是廣大教師要研究和解決的問題。“細胞生物學”課程同樣也面臨著解決學生在上課時出現乏味、難懂和注意力下降等問題。因此,改進長時間以來的“注入式”教學模式,開發靈活多樣的教學方法和教學模式就迫在眉睫[3]。所謂的學習主動性,主要來自學習的主體——學生的好奇心理。只要能夠引起學生足夠的關心,能夠激發學生的好學、好奇心理,就可以輕松做到提高學生主動性的目的。現在的大學生均來自90后,他們成長的環境中充滿了信息,每天的信息量之多,獲得信息的途徑、工具之多樣化,以前的大學生是不可比擬的,再加上90后大學生獨有的創新欲望和表現心理強等因素都可作為開展課堂教學的工具。

(一)開展專題教學

所謂的專題形式教學就是針對人們最為關心的內容和研究最為熱門的內容,分成幾個部分進行授課。這樣的教學模式在引起學生的好奇心方面就能得到奇效,因為專題形式教學不用按照教材的內容和順序講解本章內容,而是按照學生關心的社會問題和科研問題,綜合介紹目前研究前沿的內容、發展方向和現狀,同時把“細胞生物學”幾個章節的內容融匯于一個專題,進行系統性的介紹,使學生在類似聽故事的過程中,掌握相關章節中重點內容。這樣不僅會提高學生的關心程度,也對學生系統地掌握細胞生物學內容極有幫助,對提高“細胞生物學”教學質量有積極的影響。

(二)學生講題,教師點評

開課初期教師按照教材內容,將每一個章節分成若干問題發給每一位學生,讓學生自主選擇自己感興趣的問題自行準備、查文獻、做PPT,在開始講課之前利用5—10分鐘讓學生到講臺就自己選擇的問題進行講解,并對其他學生提出的問題,按照自己的理解進行解答,最后由教師進行點評和補充。這樣的教學方法對學生的學習主動性、查文獻能力、整理習慣和知識點總結能力等方面的提高很有幫助。尤其是在回答問題的時候,能夠更加清楚地看出每一位學生為了自己的這堂課細心準備的程度和對相關知識點的掌握程度,再通過教師的補充和點評加深對該問題的認識和印象。這樣的教學方式,對學生的心理承受能力、語言表達能力的提高和對科學問題的探索精神的培養等都起到了積極的作用。

凡是能夠提高課堂教學效果,提高教學質量和學生學習主動性的教學方法都應該果斷地應用于我們的本科教學過程,只有這樣才能從根本上改善現有的教學模式,達到提高教學質量的目的,才能使本科教學在日益進步的時代潮流中立于不敗之地,才能夠為社會培育出更多高質量的優秀人才。

三、增加實驗課時量,提高學生的動手能力

課堂教學主要給學生講授基本理論、基本概念和方法等內容,屬于理論性的知識點,而與理論知識的掌握同樣重要或者更為重要的是培養學生的動手能力[4]。企事業單位對人才的要求主要注重兩個方面,一是心理承受能力,其次就是實際操作能力。就相關專業的實際操作能力而言,很多高校都面臨著無法滿足企業相關要求的難題,因此利用有限的資源最大限度地提高學生實際操作能力是擺在眾多高校面前的大課題。事實上,提高“細胞生物學”實驗操作能力并不是高不可攀的難題,只要實驗設計合理,學生實驗分組得當,實驗目的性強,完全可以滿足每一位學生獨立完成1—2項綜合性實驗的需求,使學生在實際操作中更加鞏固課堂上學習的知識點。要開展這樣的實驗課程就需要增加實驗課時數,讓學生有足夠的實驗課時完成其實驗任務。實驗環節是“細胞生物學”教學的關鍵環節,是提高“細胞生物學”教學質量最為的有效手段。只有提高學生實驗環節在整體教學中的分量,才能夠真正做到學之會用、用之必熟的目的,才能夠從根本上提高學生對整體知識面的掌握和鞏固。

四、科研與教學并抓

本科生教學離不開高校三大組成部分即教學、科研和人才培養,這三者之間存在著相互制約、相輔相成的密切關系。人才培養是高校的根本,教學是中心,科研是支撐,只有正確地理解和處理好三者關系,才能實現培養社會需要的高素質人才,為推動社會經濟發展做出貢獻。教學的發展離不開科研的支持,而科研的進步也需要教學過程中不斷地提出問題,在教學發展中得到驗證和延伸。不難看出,高校科研平臺的優劣、規模和先進程度也對本科生教學的發展起著重要的調節作用。目前,很多高校都重視教學和科研的同步發展,希望通過提高科研平臺推動教學質量的改善,推進教學改革,刺激科研的進一步發展。這些舉措是高校教育事業得以發展和提高的保障,也是教育事業賴以存在的保障。離開教學講科研或離開科研講教學都是不可取的,只有教學和科研并進,才能保障高校教育質量的維持和提高,才能保障高校更好地為社會服務,為社會培養出優秀人才。“教而不研則淺,研而不教則空”,教師不僅要進行教學,而且還要進行科研工作。教學是教師的本職工作,但如果只進行教學而不進行科研工作,就會被日新月異的新知識、新思想觀念所淘汰,甚至會被思想活躍的學生超過。只有那些既教學又進行科研的教師,才能通過自己切身的創造經驗,把知識講活,培養出有創意、創新能力的學生。另外,科研上大膽地納入本科生,也是提高教學質量的有效方法。通過參加科研工作,學生進一步了解科學的發展及其前沿問題,體會到科學研究的精髓,加深對科研工作的熱愛,也為他們日后的科學探索、創新奠定基礎,也為教學注入了研究性學習,激發了學生的學習興趣,在這一過程中提高了他們提出問題、解決問題的能力,培養了他們的創新能力、自主學習能力及戰勝困難的毅力。只有科研教學工作相互結合和互動,才能不斷地提高自己綜合能力,才能發揮高校的優勢,從真正意義上提高教學質量。

總之,要提高“細胞生物學”教學質量,發揮高等院校的優勢,為社會培養出具有創新能力的高素質人才,就需要我們從不同的方向和角度改進教學方法,改善教學內容,調整教學模式,提高自身科研素養和知識結構,只有這樣才能從根本上提高教學質量,為推動社會的發展做出貢獻。

參考文獻:

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篇(10)

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2013)29-0056-03

作者簡介:田男,女,講師,研究方向為細胞分子生物學;范春雷,男,教授;竇曉兵,男,副教授;錢穎,女,講師;胡林峰,男,講師,第二、三、四、五作者的研究方向均為中藥抗動脈粥樣硬化。

伴隨著信息化和新技術革命的發展,生命科學領域的競爭在全世界范圍內不斷開展。生命科學最突出特點就是基礎理論與操作技能相結合,決定了生命科學學院培養人才的競爭力很大程度取決于學生的實驗操作能力。因此,生命科學實驗課程體系的教學宗旨在不斷改善學生專業知識結構的同時,兼顧如何增強學生對實驗的積極性,以及如何引導學生自主學習實驗課程,從而使學生能夠積極地提高自己的實驗操作能力。

細胞生物學與分子生物學,神經生物學和生態學并列為生命科學的四大基礎學科,[1]其對學生的生命科學知識、能力、素質的發展具有直接和長遠的影響。從其研究對象及研究方法上已體現出,這門學科涉及各種顯微鏡的使用、細胞培養、細胞器提取及基因重組等一系列實驗操作。因此,如何不斷提高學生實驗操作技能,成為細胞生物學實驗教學亟待解決的問題。而網絡的興起正改變著傳統的教學方式和教學理念,實驗教學正在醞釀一場新的變革,網絡遠程教學、多媒體課件等將有可能成為實驗教學的嶄新手段。筆者結合多年的教學經驗,對網絡視頻示范教學在細胞生物學實驗課程中的應用進行了初步探討。

一、細胞生物學實驗教學現狀分析

近年來,細胞生物學和遺傳學、分子生物學的聯系日趨密切,新理論、新概念、新技術層出不窮,使得細胞生物學理論發展非常迅速。然而,目前細胞生物學實驗教學普遍滯后于理論課,存在著種種缺陷:

實驗教學模式單調,學生處于被動地位,難以激發其積極性和主動性。[2]目前的實驗教學模式往往強調知識的傳授、實驗的驗證和實驗結果的獲得,而較少重視學生學習積極性、主動性的調動,學生只是被動填鴨式的接受,教學效果不佳。

實驗內容陳舊、單一。實驗內容多是驗證性實驗,難以培養學生的創新能力,不利于學生綜合素質的培養。[3]

實驗教學手段生硬、單一,主要是口授和板書。[4]一方面口授和板書直觀性較差、講課速度慢,課堂信息量有限;另一方面由于口授的差異性與板書的局限性,教師常常難以把實驗內容準確而規范地傳授給學生,并且學生的接受能力不同,對實驗原理、實驗操作的理解也會出現偏差,做實驗時經常出現錯誤。

現在基本所有的細胞生物學實驗是由教師做實驗準備工作,學生對實驗前準備、預實驗認識不夠。實驗前準備包括配制試劑、預定設備、各種實驗耗材的準備、器具的滅菌等等,學生對實驗缺乏整體觀,只是機械地按照實驗流程操作,導致學生動手能力、處理解決問題能力得不到充分的鍛煉,有違教學初衷。

由于實驗課程各章相對獨立、上課時間間隔較長,具體實驗程序復雜,動手操作多,學生多而專職教師少,導致細胞生物學實驗課程教學效果不佳。

所以,想在有限的時間內既完成大量教學任務,又提高學生的實驗技能,引導學生更好地進行自主學習,達到開展實驗課程的目的,就需要利用多媒體計算機通信技術,結合現代化網絡教學平臺,實施實驗操作視頻示范教學與課堂教學相結合,充分利用學生的課余時間,提高教學效能。為培養飛速發展的生命科學所需要的、具有更強競爭能力的高素質創新人才創造條件。

二、細胞生物學實驗教學改革及優勢

1.將傳統單一的實驗教學模式轉變為基于網絡平臺的實驗視頻示范教學模式,與傳統課堂教學相結合

用攝像機拍攝下細胞生物學實驗課程。該課程由專職教師根據自己的專業特長選擇實驗進行操作,在實驗開始前向學生講解實驗原理、對本節實驗所需器材一一介紹,在實驗操作過程中強調操作的重點、難點。實驗視頻拍攝完成后,使用相關軟件對其進行加工處理。實驗課程視頻制作、處理完成后,通過多媒體計算機信息技術將操作視頻放入本院網站中,并同時在頁面中設置實驗原理、實驗目的、器材設備、注意事項及課后作業的選項,方便學生在觀看視頻的同時掌握實驗的原理及目的意義。

提前告知學生在學院網站上預習實驗視頻,鼓勵學生自主學習,帶著問題來上實驗課,而課堂上教師可以參考學生的問題有的放矢,著重強調重點、難點。因為學生已經觀看過視頻對實驗操作有了一定的認識,課堂上教師再次進行示范操作時,學生可以選擇自己不太了解的部分有目的地學習,更有利于增加學生的積極性,提高動手操作能力。這樣網絡視頻示范教學就與課堂教學結合,構筑現代化細胞生物學實驗視頻示范教學模式。從而實現真正意義上的以學生為中心、以教師為主導,強調學習者認知主體作用的模式,同時又不忽略教師的指導作用。基于網絡環境下的視頻教學,能夠使學生充分發揮主觀性和獨立性,有利于教師引導學生自主學習,增強學習實驗課程的積極性,適合學生在課前進行實驗預習,課后鞏固復習,再結合課堂上教師的手把手指導,使學生不斷提高實驗操作技能,進一步理解基礎理論。

2.組織教學學生參與實驗課實驗的準備和管理工作,也鼓勵學生進入學院相關課題組實驗室做實驗

由于傳統細胞生物學實驗是由教師做實驗準備工作,學生對實驗前準備、預實驗認識不夠,學生對實驗缺乏整體觀,學生只是機械地按照實驗流程操作,導致學生動手能力、處理解決問題能力得不到充分的鍛煉。因此,有計劃的組織教學學生參與實驗課實驗的準備和管理工作,也鼓勵學生進入學院相關課題組實驗室做實驗。這樣教學,學生不但熟悉了實驗室規章制度,掌握了一些試劑配置和儀器使用方法,還提高了動手操作能力,特別是在綜合性和設計性實驗中發揮了很好的帶動作用,[5]對學生以后就業、繼續深造都有好處,學生踴躍報名,很積極。

三、網絡視頻示范教學在細胞生物學實驗教學中主要優勢

1.使學生的被動學習轉變為主動學習

在學生實驗前,先觀看實驗操作錄像,例如細胞培養錄像,使學生在操作前對實驗的程序、方法、注意事項有了直觀的了解,然后實驗教師親手示范整個實驗操作步驟,最后再讓學生進行實驗。這樣,一方面大大縮短實驗時間,同時也使學生加深了印象。也可以把觀看視頻等作為實驗教學的平時成績,提高學生學習實驗的積極性。據課后學生反饋,這樣實驗教學效果很好,深受歡迎。

另外,細胞生物學實驗課程中常常有很多的等待時間,如材料固定、離心及染色等,充分利用這一時間,以讓學生觀察相關實驗的裝片或切片,也可以觀察上屆學生制成的永久裝片,這樣可以將實驗結果提前展示給學生,增強學生對實驗結果直觀性的認識;[6]另外,教師也可以結合自己的科研經歷,給學生介紹實驗中技術發現的歷史及其具體應用,或相關的科普小故事,或可以和學生討論本實驗可能出現的結果等,培養他們分析問題和解決問題的能力,同時也極大調動學生上實驗課的積極性和主動學習的熱情。同時緩解學生多教師少的局面,實現高效能教學。

2.教學中的視頻、課件及教師的示范的有機結合,符合學生的認知規律

細胞生物學實驗教學涉及顯微鏡的使用、細胞培養、細胞器提取及基因重組等一系列實驗操作。由于實驗操作中有許多小的細節需要注意,實驗中微小的差異就可能導致實驗結果不同。由于時間、無菌原則的限制,許多內容無法演示,直觀認識的缺乏常常限制了學生的思路。網絡視頻示范教學可再現許多以往的實驗操作錯誤,使學生在短時間內了解到大量直觀信息。同時可以把實驗原理通過動畫、課件展現給學生,加深對實驗原理的認識。

四、總結

網絡視頻示范教學作為一種新興的實驗教學手段,還應有一個不斷改進和完善的過程。例如,由于受硬件條件的限制,部分影像效果不太理想;學生注意力不很集中;教師為了講解多媒體課件與學生間的交流較差;教師、學生對網絡(校園網)的利用率低;如何實現現代化網絡視頻示范教學與傳統課堂教學的有機結合,等等。相信隨著實驗室硬件的改善、視頻和課件制作水平以及網絡與實驗課程教學結合水平的提高,這些問題將逐步得到解決。

在實驗教學過程中,要合理有效地運用網絡視頻示范教學手段,以達到提高教學效果和教學效率的目的。把握好網絡視頻示范教學與傳統教學方法的有機結合,真正發揮網絡視頻示范教學在實驗教學中的作用,使得實驗課程真正向學生開放。一方面使學生共享不同的教學資源,豐富學習內容,另一方面又可以使學生享受圖文并茂、視聽一體的動態課程,改變學生固有的學習模式,使其發揮主觀能動性、提高實驗學習的積極性,從而在實踐操作過程中不僅學到知識,而且體會到動手的樂趣。

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