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本科高校的辦學理念直接決定了其專業的建設特點,構建應用型高校教育是當前我國高等院校發展的重要方向,也是培養應用型人才的主要場所。在新環境下,應用型本科高校必須樹立應用型教學理念,制定培養“基礎扎實、技能強、綜合素質高”的應用型人才培養目標,通過課堂教學、實踐教學、校企合作教學等多形式教學方式,全面提高學生的創新意識、實踐能力,提高學生的擇業就業能力[2]。在應用型本科高校教育中,教師要明確,構建應用型本科高校是滿足市場發展及學生發生的客觀需求,是學校發展的基礎,教師必須樹立良好的應用型教學理念,結合學生發展的實際情況,積極探索細胞生物學教學內容、教學手段、實踐教學等的改革策略,從而全面提高細胞生物學教學水平。
2.優化細胞生物學教學內容
在應用型本科高校細胞生物學教學中,教學內容直接影響到學生的基本能力和基本知識構架,科學合理的設置教學內容,能幫助學生全面掌握基礎知識,提高學生的創新意識。對于細胞生物學,其教學內容與生物化學、植物生理學、分子生物學等學科都有一定的交叉,例如細胞生物學中的“蛋白質生物合成”,在生物化學中有相關介紹;細胞生物學中的“葉綠體結構、光合作用”,在植物生理學中有相關介紹;細胞生物學中的“基因表達、調控”在分子生物學中有相關描述,因此,在教學內容設置中,要合理的取舍,從而避免教學內容的重復,各學科的教師要加強溝通交流,銜接好各課程之間關聯,重點突出本專業的特有內容。對于細胞生物學,其教學內容比較繁多,加上與其他學科的交叉比較廣,很容易使得學生思維混亂,難以抓住細胞生物學教學內容的重點,因此,在設置細胞生物學教學內容時,需要在第一章節全面介紹整個細胞生物學的知識結構,為學生構建一個清晰的知識整體框架,同時在每章節后面明確該章節的重點、難點。由于細胞生物學發展十分迅速,因此,市場對細胞生物學人才的要求越來越高,這就對高校細胞生物學教學提出了極高的挑戰[3]。同時在細胞生物學中,越來越多的新觀點、新理論涌現出來,這些新觀點很有可能與以往的知識觀點、理論相沖突,為滿足時展的需求,必須及時更新細胞生物學的教學內容,結合當前學者的研究熱點、研究成果,調整教學內容,并將這些知識引進細胞生物學教學中,如轉基因技術、細胞凋亡、細胞增值調控等,使得學生更加深入了解細胞生物學的最新研究成果,提高高校細胞生物學教學質量。另外,由于增加新內容可能會增大學生的學習負擔,給學生的學習帶來困難,因此,要對當前的教學內容進行深入分析,有針對性、有目的選擇增加的教學內容,從而在不影響學生積極性的前提下,增加學生的知識面。細胞生物學是一門綜合性比較強的學科,不僅涉及到細胞的各個方面,還與其他學科相互交叉滲透,因此,在教學中要注重各個相關學科的相互比較,從而幫助學生更深入的理解細胞生物學知識。
3.靈活運用多種教學方法
3.1合理應用多媒體教學方式
多媒體教學是當前應用最廣泛的一種教學輔助手段,對于細胞生物學,主要是從分子、亞顯微、顯微等角度對細胞的功能、結構進行分析,了解細胞增值、分化、調控、基因表達、衰老死亡等生命活動規律[4]。細胞生物學是一門極其復雜、抽象的學科,學生在學習過程中,經常會由于學習難度比較大,而喪失學習興趣。在細胞生物學課堂教學中,合理的應用多媒體教學手段,能營造一個良好的學習氛圍,幫助學生更加深入的理解教學難點。教師可以利用網絡上的各種課件和視頻資源,通過多媒體將細胞結構圖展現出來,讓學生更加形象、直觀的認知理解細胞超微結構,同時教師還能通過動畫演示,讓學生觀看理解細胞生命活動動態過程,如細胞信號傳導、細胞結構組裝、細胞中蛋白質的轉運,這樣更能提高學生的學習興趣和對知識的掌握。
3.2注重互動教學方式
在以往的教學中,教師經常會采用“滿堂灌”的教學方式,以自己為核心,學生以旁觀者的身份聽講,整個課堂死氣沉沉,學生不能獲得良好的學習效果。因此,在應用型本科高校細胞生物學教學改革中,教師要特別注重課堂教學的互動,在教學過程中,教師可以采用提問、啟發等手段來調動學生的熱情,激發學生的思維,讓學生積極主動的發現問題、思考問題、分析問題、解決問題,為課堂教學增添活力[5]。在正式教學前,教師可以提問學生一些之前講過的問題,幫助學生鞏固學過的知識,同時教師可以根據本節課的教學內容,設置一些啟發式問題,并與學生的實際生活聯系在一起,讓學生主動思考。為增加師生互動,活躍課堂氣氛,教師可以組織學生對細胞生物學中的一些學說、觀點進行討論,如線粒體與葉綠體起源學說、膜脂膜蛋白運動實驗等。在課后,教師還可以布置一些具有思考性的問題讓學生進行思考,這樣學生就能在鞏固學到的知識的同時,加深對知識的應用。如細胞在葉綠體、線粒體、細胞核、高爾基體等中都存在蛋白質轉運的現象,但蛋白質的轉運有什么不同?學生通過對這些問題的綜合思考,能更加全面的掌握細胞跟部分結構及其生物學功能。
3.3采用類比、故事、討論教學法
細胞學屬于微觀學,是人體肉眼無法直接觀察到的,為了使學生更加深入的了解細胞生物學知識,教師可以在教學過程中,采用類比教學法,從宏觀的角度看待細胞結構、功能[6]。例如教師可以將細胞核看做城市的中心,將溶酶體看做城市的垃圾處理場,將細胞之間的通訊看做是城市之間的通訊等,這樣一方面能讓學生更加深入的理解教學內容,另一方面還能培養學生的形象思維,讓學生換個角度思考問題。在教學過程中,教師還可以為學生講一些關于細胞生物學的名人趣事,以此來啟發學生。例如教師可以為學生講解發現細胞的故事,鼓勵學生要善于發現問題、分析問題、解決問題;通過威爾金斯、克里克等人的事跡,告訴學生要用嚴謹的態度面對細胞生物學。在進行細胞生物學教學時,教師還可以采用討論教學發,在課堂上,教師可以根據當前細胞生物學研究的熱點內容,為學生提供主題,讓學生針對該主題進行討論[7]。如細胞信號轉導的研究、細胞凋亡作用機制等,學生在討論結束后,教師可以引導學生寫相關的小論文,這樣一方面可以擴展教學內容,讓學生了解細胞生物學最新研究成果,另一方面還能培養學生查閱資料、論文寫作等能力,這對學生的全面發展有很大的幫助。
4.開展“雙語”教學
在21世紀,生命科學得到了飛速的發展,市場對基礎知識扎實、精通外語的復合型人才需求量越來越大,因此,在應用型本科高校細胞生物學教學中,要注重“雙語”教學,從而培養全面的復合型人才。細胞生物學是現代生命科學最重要的一門學科,通過開展“雙語”教學,能極大的提高學生的綜合素質,幫助學生更加牢固的掌握細胞生物學的基礎理論、基礎知識,并讓學生了解細胞生物學的英語專業詞語,這不僅擴展了學生的知識面,還極大的提高了學生的外語能力[8]。教師在細胞生物學教學中開展“雙語”教學時,要結合當前的實際情況,采用合理的教學模式。對于應用型本科高校細胞生物學教學,教師可以采用相對簡單的雙語教學模式,在課堂講課過程中,教師要以中文為主,涉及到細胞生物學的專業詞語或者主題時,教師可以采用英語教學,如果在講課過程中,存在特別抽象、很難理解的知識,教師可以用漢語進行講解。在對學生進行雙語教學時,教師要循序漸進,由易到難,逐步提高學生的細胞生物學英語專業能力。在教學過程中,教師要特別注重師生互動,在很多時候,學生會隨著師生互動頻率的增加,而提高自身的知識接受能力,因此,在進行雙語教學時,教師要經常與學生互動,對于學習能力比較差的學生,教師要積極的鼓勵他們,結合這部分學生的實際情況,針對性開展教學,并不斷優化教學內容,從而充分調動學生的積極性。在實際教學中,教師還需要對雙語教材、教學課時等問題進行深入分析,同時學校也要不斷完善細胞生物學雙語教學設施,科學的調整教學計劃,逐步改善教學中遇到的問題,全面提高細胞生物學雙語教學質量。對于細胞生物學雙語教學,必須由細胞生物學專業知識扎實、英語水平高的教師進行,因此,在開展細胞生物學雙語教學時,還要加強師資隊伍的建設。當前在應用型本科高校細胞生物學教學中,教師的專業知識雖然都比較扎實,但在英語水平方面還有一定的欠缺,因此,學校要加強雙語教師培訓,制定合理的激勵措施,提高教師的積極性,從而細胞生物學雙語教學打下良好的基礎。
5.注重實驗教學
實驗教學是培養學生動手實踐能力、知識應用能力的重要環節,也是培養應用型人才的重要手段,因此,應用型本科高校在開展細胞生物學教學時,要特別注重實驗教學的開展[9]。對于細胞生物學,其實驗性非常強,所以必須加大細胞生物學應用性實驗的開設,利用細胞培養實驗、細胞融合、巨噬細胞吞噬現象等綜合實驗,全面培養學生的知識應用能力、動手操作能力。在實驗教學中,要改善學生被動操作的現象,在以往的實驗教學中,實驗所需要的藥品、器材等大多都是教師事先準備好,學生只需要按照教材要求進行操作就可以,在這種模式下進行的實驗教學,很難全面培養學生的能力,同時學生還容易對教師產生依賴心里。因此,在實驗教學中,教師可以讓學生自行分組,每組學生根據自己的興趣擬定實驗課題,并組織設計實驗,當學生遇到問題后,各組學生自主討論解決,這樣就能有效地培養學生的動手能力和思考解決問題能力。另外,高校可以盡量加大實驗室開放力度,鼓勵學生在課余時間自主進行實驗訓練,這對培養學生的實踐水平有很大的幫助。
6.總結
細胞生物學是細胞學與分子生物學交匯的領域,從細胞整體水平、亞顯微結構水平和分子水平來研究細胞結構及其生命活動規律的學科。醫學細胞生物學是以細胞生物學和分子生物學為基礎,探索研究人體細胞發生、發展、成長、衰老和死亡的生命活動規律以及發病機理和防治的學科,是生命科學的四大前沿學科之一,也是高等醫學院校重要的基礎課程之一[1]。近年來,隨著分子生物學技術和生物信息學的發展和應用,對細胞生物學的認識逐漸深入,細胞生物學的新理論、新技術被越來越多地滲透到臨床醫學各學科中。如何在有限的學時內,讓學生完整、系統地掌握細胞生物學基礎知識的同時,及時了解細胞生物學的最新進展及在臨床醫學中的應用,培養學生的思維能力,已成為新形勢下細胞生物學教學改革的一個重要內容。為了調動學生學習的主觀能動性,提高細胞生物學的教學質量,本文對十幾年的教學實踐和經驗教訓進行了總結。
1教學內容
1.1精選教材醫學細胞生物學教材有多種版本,各有特色。經過反復比較,選定了羅深秋主編,科學出版社出版的《醫學細胞生物學》作為教材。這本教材由國內多位知名學者編著,與其他同類教材相比,全書體系新穎,內容完整,反映了學科的最新發展趨勢。這本教材的最大特色是使用了大量的彩色插圖,色彩鮮艷、形象生動,吸引學生的注意力,能夠更好的理解所講述的內容。
1.2精選教學內容目前細胞生物學理論課教學中,有兩個問題比較突出:一是學時少,內容多。羅深秋主編的《醫學細胞生物學》一共有16個章節,考慮到臨床專業的理論學時安排(30學時),將這些章節都詳細介紹是不現實的。如果要面面俱到,那只能是每個章節的內容都“蜻蜓點水”,使學生抓不到重點。二是教學內容與很多學科的內容相互聯系、相互滲透,涉及到組織胚胎學、生理學、生物化學、遺傳學、分子生物學等學科。為了使本學科與其它課程的知識緊密銜接而又避免不必要的重復,在有限的教學時數內將大量的知識傳授給學生,合理取舍教學內容,制定切實可行的教學方案,是圓滿完成該門課程的前提[2]。針對上述問題,在教學內容的選擇上,把握兩個原則。第一,側重醫學生所需要的必備知識。因為教學對象是臨床專業的學生,他們在今后的工作中,主要涉及的是動物細胞的知識,因此講授的細胞生物學內容應有別于綜合性大學。如進行細胞器的講解,對只存在于植物細胞的細胞器葉綠體等就不做介紹。而對與醫學關系密切,并且是學科熱點的內容如細胞膜與疾病的關系、內膜系統與疾病方面的內容等則可進行擴展,以拓寬學生的知識面;第二,淡化與其它學科重復的內容。如蛋白質的生物合成是細胞生物學的內容,同時也是生物化學課程中的重要內容。因此在講授該章節時,著重介紹核糖體的四個重要部位及其功能,而對具體的蛋白質合成過程的內容則讓學生自學,以減少相近學科間內容的重復。此外,如細胞信號轉導的內容,由于分子生物學課程中要詳細講述,因此在醫學細胞生物學課程中就不作講授,讓學生自學。
2教學模式
2.1啟發式教學法啟發式教學是教師在教學過程中充分調動學生的積極性,激發學生學習的興趣和愛好,啟迪學生的創造性思維,培養高素質創新人才。在上課過程中,我們通常提出問題,引導學生思考。如在講小分子物質的穿膜運輸時,容易把被動運輸幾種運輸方式的特點混淆。因此,在教學過程中把膜脂的雙層分子結構比喻為一條河流,讓學生想象一下過河的方法就容易引導出這幾種運輸方法的特點。如果是直接游過去的,就屬于簡單擴散,因為這種方法不需要借助膜轉運蛋白而直接通過細胞膜的脂雙分子層;如果是從一座橋上走過,就屬于離子通道介導的協助擴散,因為橋就象細胞膜上的一個通道,使離子能夠通過通道通過細胞膜;如果是坐船過去,就屬于載體蛋白介導的協助擴散,因為這需要小分子物質和載體蛋白的結合。通過這種方法,使學生能夠清楚掌握被動運輸的幾種類型和相對應的特點。
2.2聯想法由于醫學細胞生物學所學習的內容絕大多數非常抽象,比較枯燥,容易使學生失去學習的興趣。因此要以日常生活中所接觸到的例子為例,進行形象生動的講解,引起學生的興趣。如講線粒體前體蛋白的轉動機制時,把轉運的第一步前體蛋白的去折疊以卷發和直發的例子來引導學生來理解。線粒體前體蛋白在細胞質基質中由于折疊盤曲而體積大,但線粒體膜上由通道蛋白形成的通道又比較窄,使前體蛋白不能通過通道。因此把前體蛋白比喻為卷發,要把它拉直,才能通過線粒體膜。卷發拉成直發,需要工具和電。在細胞中把前體蛋白拉直的工具是細胞質中的熱休克蛋白70,所需的能量是ATP。這樣就使學生容易理解。此外,在講膽固醇調節膜的流動性和增強膜的穩定性作用時,一般學生很難理解,覺得這兩者之間有點矛盾。不過以“一片荷葉”的例子來解決這個問題。很多山區由于沒有自來水,經常要拿水桶來挑水。不過由于路上顛簸,經常一桶水最后只剩下半桶水。所以山區人民就想了一個辦法,在水桶里放一片荷葉,調節了水的流動,增加了穩定,使水不容易晃出來。通過這個例子就比較容易理解了膽固醇的作用。
2.3病例教學法興趣是最好的老師。在教學中把臨床問題和相關的知識點結合起來,不僅使學生由被動接受書本知識轉變為主動探索、解決問題,而且又鞏固了知識點。目前高等醫學類院校的醫學教育均由基礎醫學、臨床醫學和臨床實習三部分組成,學生在基礎課程學習期間基本與臨床脫節,大大降低了學生的學習積極性,影響了教學效果。病例教學法就是充分利用臨床專業的學生對臨床知識的渴望,在基礎教學的同時教師適當結合臨床實際提出問題,讓他們學會應用“細胞生物學”的知識對臨床問題進行分析,提高學習的興趣。如在講膜受體異常和疾病時,就可以將疾病和前面所學的細胞膜相關的知識點結合起來。高膽固醇血癥是由于細胞膜表面低密度脂蛋白受體(LowDensityLipopro-teinReceptor,LDLR)異常導致的疾病。在正常的細胞中,血漿中的低密度脂蛋白(LowDensityLipopro-tein,LDL)顆粒與細胞膜上的LDLR結合,經受體介導的胞吞作用進入細胞內,被溶酶體降解釋放出游離膽固醇。游離膽固醇能反饋抑制細胞內的膽固醇的合成,從而維持膽固醇的平衡。患者由于LDLR缺陷,使得血漿中的LDL不能進入細胞,一方面使膽固醇在血液中積累,另一方面由于進入細胞中的膽固醇減少,反饋抑制減弱,使細胞大量合成膽固醇,導致膽固醇進入血漿。這兩方面的雙重作用使大量的膽固醇在某些組織中沉積形成黃色瘤,如在心血管中沉積就會使患者出現冠心病。在這個例子中,不僅鞏固了學生前面所學的受體介導的胞吞作用的內容,而且還使學生了解這個疾病的發病機制。此外,在講溶酶體膜異常與疾病時,以矽肺這個例子來復習溶酶體的相關知識。矽肺是一種職業病,在水泥廠、金剛石加工廠、礦山開采等職業中容易發生。其發病機制主要是由于肺組織中的巨噬細胞通過胞吞作用中的吞噬作用吞噬矽塵顆粒,形成有細胞膜包裹的異體吞噬體。異體吞噬體再與初級溶酶體結合形成異噬性溶酶體。由于溶酶體是酸性環境,而矽塵顆粒的主要成分是二氧化硅,這樣就形成硅酸分子。硅酸使溶酶體膜的結構變化而破裂,使大量的酸性水解酶和硅酸流入細胞質,引起巨噬細胞的自溶。由死亡細胞釋放的二氧化硅被正常的巨噬細胞吞噬后,將重復同樣的過程。巨噬細胞的不斷死亡會誘導成纖維細胞的增生并分泌大量的膠原物質,使吞入二氧化硅的部位出現膠原纖維結節,導致肺的彈性下降,形成矽肺。在這個例子中,不僅復習了溶酶體的各種類型和溶酶體的細胞內消化功能,而且還把前面所學的大分子物質的胞吞作用和溶酶體有機的結合在一起。
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2017)10-0028-03
“細胞生物學”是生命科學的基礎學科,也是前沿學科,是教育部規定的生命學科各專業學生必修的7門主干課程之一[1],在生命科學教育中占有核心地位,近年來,隨著新的儀器設備、先進手段的應用,尤其是細胞生物學與醫學、分子生物學、神經生物學等學科的相互滲透及交融,已成為21世紀生命科學的重要研究領域[2]。商洛學院作為地方應用型本科院校,以培養應用型人才為目標,在細胞生物學教學中不斷更新教育觀念,鉆研新的教學方法,也取得了一點成績,現就該課程建設實踐與經驗進行總結探討如下。
一、商洛學院細胞生物學課程發展的歷史沿革
追溯商洛學院的辦學歷史,它經歷了專科和本科兩個階段。在專科教學階段,商洛學院創辦的生物類專業先后有生物教育、生物技術及應用,“細胞生物學”作為該專業的基礎課、必修課,在該專業的人才培養方案課程體系中起著重要的作用,課程教學共設54學時,其中課堂教學36學時,實驗教學18學時,這一階段的教學活動都是以教師為中心,學生在教與學的過程中是被動地認知信息的接受者。這種教學方式,往往忽視學生主動獲得知識的潛在能力和理解知識的差異性,以及發展知識的創造性。這種傳統的“講授式”教學模式雖然在教學中統一了大綱,確定了標準,規范了教學制度,但同時也阻礙了學生個性的發揮,忽略了學生積極思維的發展,不利于面向21世紀的高素質應用型人才的培養。
2006年2月經教育部批準我校升格為本科院校,同時更名為商洛學院,2011年起成為省市共建高校,2014年被陜西省教育廳確定為向應用技術大學轉型發展試點高校。隨著商洛學院學科發展、人才能力培養需求及現代網絡技術的沖擊,原先知識體系、師生互動模式、考核方法等方面已不能滿足課程教學要求和學生學習興趣要求。伴隨生命科學的發展,細胞生物學課程內容也出現了調整,教學重點從過去對細胞形態結構與功能定位的描述,轉移到細胞重大生命活動及其分子機制的研究上來。這種課程內容結構的轉變和對新時期人才能力培養的要求致使“細胞生物學”的教育教學改革勢在必行。目前商洛學院生物類專業“細胞生物學”課程教學共設72學時,其中課堂教學36學時,研究性教學課程論文18學時,實驗教學18學時。特別是對于新建地方本科院校而言,目前能充分體現應用型人才培養目標和以能力培養為核心的人才培養規格的研討式教學模式的更新更加迫在眉睫了。
二、細胞生物學精品課程建設的意義
2003年,教育部在全國高校啟動精品課程建設,其目的是為了切實推進教育創新、深化教育教學改革、培養創新型人才[3]。而商洛學院作為應用型本科院校,主要培養具有創新能力和實踐能力的應用型人才,目的是面向地方,服務于地方區域經濟社會發展。在教育教學過程中,商洛學院自升本以來不斷修訂完善人才培養方案,通過教育教學改革,促進學生了解學科前沿和熱點問題,培養學生的自主學習能力,提高學生分析、解決問題的能力等,保障新時期對創新型人才的需求。
“細胞生物學”是現代生命科學的三大基礎之一[4],而細胞的研究既是生命科學的出發點,又是生命科學的匯聚點,著名科學家E.B.Wilson在1925年就曾提出:“一切生命的關鍵問題都要到細胞中去尋找”[5],因此,建立好細胞生物學理論與實驗的學科基礎,從顯微、亞顯微、分子水平,從細胞系統化、動態化的角度認識生命和生物科學,為后續課程的學習打下良好基礎。
然而在教學中,我們發現地方高校“細胞生物學”教學模式陳舊,學生只知道聽、記、背,這種“灌輸式”的教學模式已經不能滿足現代社會對創新型人才培養的需求,呈現出學生學習積極性不高、自主學習能力不強、所學知識不能緊跟時展等問題。同時,本課程內容多、抽象難懂,又是一門前沿性學科,在教學上既要保證學生對基礎性知識的掌握,又要盡可能地介紹新的理論和方法,讓學生了解本學科的前沿動態,更好地達到應用型人才培養的目標。為了解決地方高校“細胞生物學”教學過程中產生的諸多問題,培養學生的學習興趣,提高教學質量,我們就有必要建立“細胞生物學”精品課程。
課程建設與改革是提高教學質量的核心,也是教學改革的重點和難點,而“細胞生物學”精品課程建設能在很大程度上改善學生的學習條件,提高學生的學習熱情,塑造良好的學習氛圍,提高教學質量。通過精品課程建設,教師轉變了教學理念,改進了教學方法,創新了教學模式。精品課程建設也是地方高校深化教育教學改革的一項重要任務。
三、細胞生物學精品課程的主要特色
(一)以“學生為主體、教師為主導”創新教學模式
教學改革的一個重要趨勢是教育工作者要以人為本,促進大學生全面發展,尤其是注重從知識的傳承向能力的培養的轉變[6]。“細胞生物學”教學緊跟學科發展趨勢,在近七年的教學中,課程組成員積極改變傳統的教學模式,在教學中踐行了“以學生為主體、教師為主導”的研究性教學模式。
為了充分調動學生的積極性,提高教學質量,課程組成員不斷修訂人才培養方案,調整教學大綱,在教學內容中增加了合作研討教學環節,從已授理論課的重點內容中提煉一些具有綜合性、趣味性、爭論性的討論話題,并將其作為合作討論式教學的論題,如線粒體與阿爾茲海默癥、p53與衰老的關系、細胞膜與癌癥等,通過學生查閱文獻及自主學習,使學生能自主參與知識的獲得過程,有利于學生實踐能力和創新能力的培養。
本次改革分別以商洛學院生物技術、生物科學專業學生為對象,進行了五輪合作討論式教學的嘗試。教學過程分兩部分,即大班上課和小班討論,在大班上課中,由教師講解本課程的基本理論,而針對一些具有共性意義的重大問題或熱點問題所涉及的“細胞生物學”知識及前沿動態進行小班討論,有效地培養了學生的自主學習能力、團隊合作精神,促進了學生個性的發展,對學生綜合能力的培養起到了較好的效果,對于以應用型人才培養為目標的其他高校生物類專業的“細胞生物學”教學和其他專業課教學也具有一定的借鑒意義。
(二)以“教學奠基科研,科研反哺教學”培養創新人才
高校的根本任務是人才培養,人才培養的質量是衡量一所高校教育教學水平的一個重要標志,也是高校生存和發展的唯一途徑。只有將科研成果轉化為教學資源并融入教學實踐,才能彌補課堂內容的不足,實現教師的專業化發展,形成專業特色,培養創新型人才,進而提高課程教學團隊的整體水平,實現“以教學奠基科研,科研反哺教學”的目標。
近年來,課程組成員能結合地域資源特點,積極申報科研項目,將科研成果及學科前沿動態融入教學。同時,通過鼓勵學生積極參與教師科研項目、大學生科技創新項目及課外實踐活動等多種方式對學生進行科學素質培養和創新思維訓練。這種方式極大地促進了課堂教學的延伸,顯著地提高了學生的創新意識和創新能力,涌現出了一批優秀的學生。近年來,在學生畢業論文選題中與該課程相關的論文題目每年平均占該專業的26.7%,整體上反映了學生良好地掌握了基礎理論、專業知識和應用知識的能力。從近三年生物技術專業學生考研情況來看,以該課程作為專業課的學生平均每年占考研上線率的46.7%。
(三)以“理論聯系實際,技術支撐產業”服務地方經濟
服務地方經濟社會發展是推動高校科學發展的一個重要方面,也是商洛學院響應轉型發展的一項重要職能。隨著大學從“精英教育”向“大眾教育”發展轉型和地方經濟發展對人才需求的增加,這一職能顯得尤為重要。
為了適應新形勢的需要,拓寬學生的知識面,提高學生的實驗操作技能,培養學生的創新能力,更好地適應社會對人才的需要,本課程組依托商洛學院生物學優勢學科和GAP科研工程中心,結合地方資源和產業特點,積極申報各類科研基金項目,利用“細胞生物學”中的核心技術開展了五大商藥、秦嶺野生蘭花、秦嶺高山杜鵑等研究,為相關產業的發展提供技術支撐和服務平臺。同時,這也是商洛學院面臨轉型發展,根植地方行動的重要舉措。
(四)注重實踐教學,提高學生的綜合素質
實踐教學是“細胞生物學”教學中不可缺少的環節,2014年,商洛學院成立生物醫藥與食品工程學院,為促進細胞生物學學科發展,我們對生物技術及生物科學專業的人才培養方案進行了調整,堅持以先進的教學理念為指導,改造傳統的以依附和印證理論為主的實驗模式,建立以能力培養為主線,分層次、多模塊的實驗教學體系的基本框架[7]。課程實驗內容分基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗三個層次設置實驗項目并實施。如:學習完細胞融合知識后,完成雞血細胞計數與PEG誘導的細胞融合實驗項目,使學生明確細胞融合的原理及方法。學習完線粒體結構及功能后,進行線粒體的超活染色與觀察,明確細胞器的超活染色技術;學習完植物組織與細胞培養知識后,讓學生查閱文獻,自行設計實驗方案,撰寫實驗論文。
教學方法上采用統一模式、開放模式和導師模式等多種方式。教學手段上,充分發揮現代化教學手段在實驗教學中的作用,使實驗課程和實踐教學資源陸續上網。建立多種實驗考核方法,統籌考核實驗過程與實驗結果,激發學生實驗興趣,提高實驗能力。采取平時成績同期末考試成績相結合的辦法,嚴把畢業論文關,鼓勵學生在實驗中有所創新。
實驗教學加深了學生對課程理論知識的理解,也激發了學生的專業學習興趣。近年來,依托本區域優勢、特色資源,結合生物技術學科領域的發展,主要側重于“細胞生物學”實踐應用方面的選題,大部分選題結合教師科研或來自生產第一線,有較大的實用價值或參考意義,有一定的創新性。
(五)應用現代教育技術,提高教學效果
“細胞生物學”屬于生命學科領域的課程,授課內容和知識點存在客觀、微觀和抽象等特點,因此,國外許多教學機構很早就開展了將深奧難懂的理論知識以直觀、形象的方式呈現出來,尤其需要現代多媒體技術輔助教學[8]。該技術以其大信息量、文字、圖像、聲音多形式的信息傳播方式,在課堂教學中越來越受到重視。“細胞生物學”的教學內容中包含許多細胞和亞細胞精細結構,功能原理復雜、抽象難懂,尤其缺乏動態的機理解釋,這使得原本客觀實際的文字介紹,在初學者眼中變得抽象而枯燥,學習效果差,學習興趣不高。多媒體技術,可以將文字、圖片包括其中,使教學內容圖文并茂,專題視頻形象生動,使學生對細胞的微觀構造產生直觀的認識,如細胞內部結構視頻、細胞功能動畫、細胞重要生命活動相關圖片、視頻等。“細胞生物學”課程組通過近年來教學實踐的積累,已完成全套“細胞生物學”課堂教學多媒體課件及收集到相關章節的視頻及動畫,使“細胞生物學”知識由抽象變具體、由靜態變動態、由微觀變宏觀,有助于提高學生的學習興趣,加深學生的理解和記憶,增強教學效果。
“細胞生物學”網絡課件就是用于輔助學習的網絡資源。近年來,課程團隊致力于相應課件、電子教案、習題集和專題視頻的收集、制作與更新,補充完善和充實了課程網絡資源。為了使初學者能盡快熟悉課程教學組織形式,把握學習重點,做好課前準備工作,網絡平臺還專設了研究性教學單元模塊,包括研究性教學題目來源、近年來小班課組織形式、學生匯報ppt、自主學習報告等內容,便于師生有效地開展教學活動。
根據歷年來生物技術專業部分學生的考研復習需求,網絡平臺還增設了考研專題模塊,涉及相關學校的考研信息、電子圖書、歷年考研真題等資料,反響良好。為了便于自學和師生交流,不斷提高課程網站建設質量,拓寬服務面,網站系統開通了信箱答疑和在線溝通平臺。
四、細胞生物學精品課程的建設成效
醫學細胞生物學作為醫學專業基礎課程,在臨床醫學、口腔醫學、預防醫學、醫學檢驗、醫學影像等各個專業中的開設課時都是相同的,作為授課教師,在講授教學大綱規定的教學內容的基礎上,針對不同專業的特點,教學及考核方式要與專業特點相結合,我們應用了各種形成性評價方式來達到這一目的。
1.網絡課程實現無紙化考核
醫學細胞生物學建設的網絡課程在我校點擊率排名較高,豐富的內容受到學生的好評,網絡課程中上傳了課程的教學大綱、考試大綱、教學課件、習題等,學生們不僅可以在網絡課程里學習教學內容,而且可以在線做習題練習,可以在線向教師提問,教師也可以統一安排同學們進行無紙化考核。這種評價方式可以隨時進行,無人員和場地的限制,極大地方便了教師和學生的交流,也可以體現出學生的平時學習。網絡課程中還有教師制作的各類微課課件,有對課堂上的重點難點內容的講解,學生在課堂上沒有吃透的內容,在課余時間可以通過微課繼續學習,這對一些學習基礎薄弱的同學來講,提供了一個非常有效的學習平臺,在學習的同時,遇到的問題也可以在線留言,教師可以及時的回復問題,這種交流方式可以有效的解決問題,教師和學生面對面交流的機會較少,這就為雙方提供了更多的交流機會。
2.口試在形成性評價的應用
現代教育注重創新人才與實踐人才的培養,“醫學細胞生物學”也是如此。我們要通過各種方式加強對創新人才的培養,給學生創造更多的表達機會,傳統的文字考題方式忽略了學生的口語表達能力。教師在日常教學中應注重學生口語表達能力的培養,要求學生在熟知基礎知識的同時進行探索,勇于表達自己的看法,教師也要給予創新能力強的學生一定鼓勵。醫學細胞生物學課程近幾年一直在學生中實行口試,一方面是督促同學們的學習,另一方面也是鍛煉學生的口語表達能力,評定學生對知識點的掌握和聯系,同時也加強了師生間的交流,增加了彼此的相互了解,可以讓老師更有效的發現學生在學習中存在的問題,學生也可以向老師反映教學中的問題,教師可以及時調整授課方式,取得更好的教學效果,受到了學生的好評。
3.實驗考核
醫學細胞生物學是一門形態學科,理論知識很重要,但實驗操作也是必不可少的,我們觀察細胞以及細胞器的結構組成和功能,是通過各種實驗技術來實現的,要做好“醫學細胞生物學”教學形成性評價工作,還要重視實驗考核的應用。細胞生物學課程是醫學院校各專業學生學習的第一門基礎醫學課程,讓學生學會基本的實驗操作,同時掌握一些實驗儀器的操作方法,既是為醫學生學習后續學科奠定基本的操作基礎,也是為學生將來進行的科研實踐工作奠定基礎。在實驗過程中不僅要掌握實驗目的、實驗原理等內容,還要獨立完成實驗內容,更重要的是要進行結果分析,找出實驗失敗的原因,教師根據學生的實驗內容和結果給出考核分數,激勵所有同學認真完成實驗,才能起到實驗課的效果。
4.設計性實驗
醫學細胞生物學由于實驗課時的限制,我們給學生開設的實驗類型少,學生們希望能有更多的機會參與實驗,因此我們給學生安排了實驗設計,指導學生查閱文獻與資料,在網上查其他院校或其他學科的一些實驗,結合醫學細胞生物學的課程內容,可以將沒有安排的實驗結合自己的興趣自行去進行實驗設計,要求學寫出完整的實驗方案,包括實驗目的、原理,以及具體的實驗內容和實驗步驟,在此基礎上,可以申報實驗室的開放性實驗,完成整個的試驗計劃。這樣可以提升學生自主學習的能力,把理論和實驗有機的結合起來,鍛煉了學生的積極思考問題、分析問題、解決問題的能力。這也是培養學生科研思維的有效方式,可以為學生將來參與教師的科研課題奠定基礎,培養他們的研究創新能力。
【關鍵詞】創新型人才 細胞生物學 課程體系 教學模式
【中圖分類號】Q2 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)12-0009-02
生物技術是推動21世紀科技進步的最重要的技術之一,是實現我國經濟社會全面協調可持續發展的重要產業。圍繞生物技術核心的“著力提升生物醫藥研發能力,開發醫藥新產品,加快發展生物醫學工程技術和產品,大力發展生物育種,推進生物制造規模化發展,加速構建具有國際先進水平的現代生物產業體系,加快海洋生物技術及產品的研發和產業化”,已成為“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃中的重要內容。
總書記在清華大學百年校慶大會上的重要講話中提出“著力推動‘中國制造’向‘中國創造’轉變”,建立創新性國家已成為國家戰略任務。在創新已成為經濟社會發展的主要驅動力的今天,具有創新知識的人才是實現“中國創造”的核心要素。高等教育的根本任務是人才培養,因此,面對建設創新型國家對人才的重大需求,探索高等學校創新性人才培養的教育模型和教育機制,培養更多符合時代需求的創新性人才,是落在廣大教育工作者肩上的重要任務。
西南大學生物技術專業本科首批招生于1999年秋季,是國內較早設置該專業的高校之一。作者一直致力于生物技術(工程)專業細胞生物學課程教學,對課程建設與實踐頗有一些心得體會,本文就培養創新型生物技術(工程)人才的細胞生物學課程建設和實踐進行探討。
1. 細胞生物學理論內容的優化
作為生物技術專業重要的專業基礎課程,細胞生物學既具理論的抽象性,同時又富有技術的實踐性。從理論角度,細胞生物學與生物化學、分子生物學、遺傳學等其它專業課程互相聯系、滲透,密不可分,同時又是細胞工程等生物技術其它專業課程的基礎,在生物技術課程體系中起著承上啟下的樞紐作用。
分析當前高等本科教育的國內細胞生物學教材不難發現,教材的組織架構基本是依循在介紹細胞基本成分之后,從細胞膜、細胞質、細胞核這種像剝蛋殼式的由外向內的機械式線條,顯得呆滯和孤立,缺乏與其它課程的有機聯系。從內容的組織上諸多內容與生物化學、分子生物學、遺傳學等課程內容重復,如細胞的成分與結構、細胞核結構與功能(染色體結構與功能)等。科學設置細胞生物學課程體系,對學生牢固掌握基礎理論、引導學生從基礎理論原理中衍生創新設計能力、綜合培養學生科學思維能力、提升學生綜合素質至關重要。
1.1形成 以“細胞結構和功能-細胞生命活動原理-細胞的分子、遺傳改造原理”的理論課程體系
即在理論的組織架構上以細胞功能結構為基礎,貫穿細胞活動的基本原理,衍生現代新理論、新技術和領域發展新趨勢。內容上主要表現于
①以“細胞結構和功能-細胞生命活動原理-細胞的分子、遺傳改造原理”為模塊設置理論課程,圍繞細胞基本結構和功能系統闡述細胞生物學基本概念、基礎理論和基本方法原理。②在現有基礎理論課群中,增設以現代生物技術為基礎的細胞生物技術基本原理理論課程,課程內容注重以原核細胞與真核細胞為表達系統的生物技術發展過程和技術原理的闡述,讓學生能從技術原理和歷史技術創新角度對現代生物技術進行系統了解,更能將生物化學理論、分子與遺傳技術原理在細胞層次統一結合起來,在理論教學中闡述細胞內生命活動的基本原理,以及生物技術改造的理論基礎。③19世紀年代末,顯微鏡的發明締造了細胞生物學的根基,近代物理學的發展更是促進了細胞生物學的突飛猛進。在新技術、新發明層出不窮的現代社會的教育過程中,將現代科學信息、現代科學理念、科學技術實時引入教學中,不僅是對細胞生物學的擴充,更是培養學生創新性思維的重要內容。因此,跟蹤物理理論技術發展,結合生物技術及其它交叉領域的新理論、新技術的創新,培養學生創新意識的理論內容顯得必不可少。
1.2建立“活化”的理論教學模式
①活化——教學理念要以活細胞為根基:細胞不僅僅是物理或化學上的純結構組成,或是無機小分子及有機大分子的無生命的隨機組合。細胞是有生命的,它不僅表現在它是生命結構和功能的基本單位,更重要的是細胞是生命的連續體系,從結構和功能都表現為基本物質在時空上的動態組合和生命代謝活動的有序性。因此,理論教學中,以細胞內蛋白質的合成、運輸與分泌為主線索,設置細胞結構和功能的課程內容,表現細胞結構與功能的聯系和細胞生命活動的時空表達。
②活化——課堂教學要有活躍的氛圍:摒棄傳統的理論教條式的灌輸模式,采用現代多媒體技術和豐富的網絡資源,將死板的文字描述轉變為形象影像、動畫,啟動學生想象力。課堂教學中采用問題式、討論式的教學方法,圍繞一個理論主題問題,在討論過程中“教”與“學”互動、“師”與“生”角色互換,以培養學生主動學習和以問題為基礎的探索理論的能力,學生的科學思維能力在自然中養成,創新之火在自然中點燃。
2. 實驗課程
實驗課程的內涵并不是理論課程簡單的實驗驗證,而應該把它看作是創新型人才苗子孵育的第一基地。
2.1形成層次化的實驗課程體系
整合現有細胞生物學實驗課程,根據現代生物技術的產業特點和發展趨勢,擴充與現代生物技術方法和措施相關的細胞生物技術基礎實踐,沿“細胞結構基礎-細胞綜合技術-創新研究”遞進式內容,融合現有分散的專業、專業基礎實驗課,創新性構建一個系統的、層次化的生物技術本科專業的細胞生物學實驗課程內容:
①細胞結構基礎內容:一對一的細胞結構印證,組合經典細胞生物學實驗內容,從細胞基本結構、細胞組分的分析、到細胞拆合和重組,利用基本技術和方法驗證理論知識,完整認識細胞基本結構和基本方法,建立運用科學原理解決具體問題的實驗基礎。此部分內容為細胞及其技術手段和方法的認識和專業基礎技能實驗訓練內容。除必要的經典實驗外,增設生物技術領域前沿技術和方法,保持實驗內容的先進性。
②細胞綜合培育內容:一主題多技術的綜合運用。以細胞培養為主線條,按細胞融合、細胞轉染及細胞基因重組、重組細胞遺傳表達產物的分離純化內容進行模塊設置實驗內容。
③創新研究內容:多知識、多技術、生物技術多領域的發散式的自主實驗性研究內容。“細胞結構基礎-細胞綜合技術-創新研究”的實驗課程體系。
2.2建立“4+3+2+1”制式的實驗教學模式
①40%基礎指令性實驗教學:教師決定實驗內容,設定實驗程序,學生進行驗證性操作。對于前沿技術手段,采用網絡資源和多媒體技術進行系統介紹。強化學生對細胞基本結構的認識,培養學生對現代細胞生物學方法的認識和應用、對細胞生物學基本技能的熟練掌握。
②30%綜合指導性實驗教學:教師命題,教師主導性設計,以一個實驗內容使學生了解多種實驗技術和方法的綜合運用。培養學生綜合運用實驗技能能力和團隊合作能力。
③20%綜合研究性實驗教學:教師命題,教師指導學生設計,綜合應用多種實驗技術和方法在一個實驗主題中。培養學生的科學思維能力和綜合設計能力。
④10%自主創新性實驗教學:學生自由選題,自主設計,教師輔地幫助學生創新性實踐。對可能的學生創新性研究成果,適時地進行成果轉化或專利保護,認識知識產權保護的重要性。培養學生的創新精神和創新實踐能力。
以上內容思考意旨是通過系統化內容的細胞生物學課程設置,建立集基本(礎)知識、基本技能、實踐能力、科學創新思維培植為一體、適合以培養生物技術專業學生綜合素質、實踐能力和創新能力的細胞生物學課程體系。
參考文獻:
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[3]翟中和.細胞生物學【M】.2011
細胞生物學 教學宗旨 教學改革
一、引言
細胞生物學是生命科學的前沿學科,是現代醫學、生物技術、畜牧、水產等專業的重要基礎課,具有不可替代的重要地位。21世紀,生命科學與生命技術的發展有著廣闊的前景,而發展需要的是一批高素質的綜合性人才。作為教師,在有限的課程教學中,不僅得把知識體系全面的傳授學生,還應著重激發學生的批判創造性思維,力求提高學生的國際視野和人文情懷。這對于細胞生物學課程教學來說,是一個重要的機遇與挑戰。
二、教學的現狀與問題
(1)教學內容不夠完善。細胞生物學是一門基礎學科,與多門學科相互聯系、相互滲透,在教學內容選擇上,往往重復性較大,重點不明確。
(2)教材更新較慢,與該領域新的一些研究成果與方法缺乏聯系,教材中的知識明顯滯后。
(3)教學模式單一,教學效果較差。
(4)教學設備短缺,完善的教學體系尚未建立。
(5)學生未能聯系課程學習與未來發展,學習主動性較差。
三、課程特點和教學宗旨
細胞生物學課程的理論性和抽象性較強,同時又具有很強的實踐性。由于時代迅速發展導致的知識積累和更新速度的不斷加快,該課程信息量更新較快。
教學不僅應培養學生對細胞生物學理論知識的聯想和理解,增強學生對細胞結構、功能及生命現象進行探索的興趣和思維的自覺性,更要鍛煉其實踐與理論結合的能力,進而提高學生的綜合素質。
四、教學內容的選擇
我們教學的對象大部分是一群求知欲強,基礎知識扎實的學生,但他們同時存在思維定勢,缺乏知識運用的廣度和理論聯系的寬度,又對未來有些迷茫,有一定思想壓力。因此,教學內容的選擇因揚長避短,對授課內容有所取舍,主要有以下三點原則:
(1)教學內容應增加一些交叉學科的介紹與學習,不應過多闡述學生之前已掌握的知識,如細胞的結構及其生命活動、細胞器及其主要生理功能等,這些知識都會已另外的交叉學科中作了詳細的介紹。例如,食品安全和水處理相關的PCR技術、交叉學科專業進行的細胞結構形態觀察的不同處理方法對比研究、環境污染與細胞染色體斷裂損傷檢測及應用、細胞電泳顯微方法應用研究、植物原生質體制備及融合技術研究、更有脫水和復水過程中細胞顯微結構變化,等等。
(2)教學內容的主體仍應是傳統的只是理論,但教師應在更高的層面解釋傳授這些知識。例如,在介紹細胞生物學時,應說明為什么細胞生物學是自然科學與實踐的產物,為什么細胞生物學是對生命及其屬性的探究和認識,應在哲學層面分析結構與功能、信號與效應、周期與調控、分化與癌變、死亡與凋亡等等對立統一的辯證關系,更應闡述細胞的活動過程中蘊涵著局部調節與機體整合效應、基因結構與轉錄活性、信號的收斂與發散、癌基因顯性突變與抑癌基因隱性突變等哲學范疇的普遍聯系、量變質變和永恒發展的唯物史觀。
(3)每個專題都應與新興的知識體系和研究成果緊密聯系,融入當今新進展,并針對學生的疑惑和興趣,結合經濟、社會、文化甚至是哲學思維分析開展專題學習。例如,細胞信號轉導、細胞分裂和癌變,細胞衰老、細胞培養、干細胞、克隆等理論的研究與應用對當今世界社會發展帶來的新變化,如何對這些技術做恰當客觀的評價,并從人文角度,經濟角度,社會道德角度分析。
五、教學模式的創新
教學模式對于教學效果至關重要,而細胞生物學的抽象理論性對于教學模式是一個難題,如何讓學生掌握整個細胞生物學理論體系和最新知識與技能,如何激發起學生的學習興趣,這是教學模式選擇必須克服的難題。
開放式教學有效地激發學生學習的主動性和積極性, 實現對知識的自主學習、自主建構,但容易造成基礎較差的問題,因而本文推崇半開放式研究性教學模式。該模式在基礎知識介紹時以教師為指導,在知識與實踐聯系的應用發散方面以學生為主體,教師對其進行輔導和評價,并提出相關的建議。這種模式不僅要求教師在掌握課程知識之余,更應緊密聯系實際,掌握新時期的理論成果,了解該課程和相關交叉學科在實際的應用,構建新的知識體系,而且學生在自主學習的部分通過自學、報告可充分調動其積極性,對其今后的發展有著積極的作用。
具體的優化措施有以下幾種:
(1)教師靈活運用教學工具,掌握整個課程教學安排和教學節奏。多媒體教學對于細胞生物學有著獨到的作用,通過大量的圖片和新型的結構展示復雜抽象的知識理論,讓微觀世界宏觀化,教學內容情景化,這讓學生更易掌握。以多媒體教學為主,教師板書為輔,結合其他教學工具,讓這門課程生動活潑,引人入勝。例如,介紹DNA的雙螺旋結構、細胞分裂、癌變等知識時需要圖像來形象說明,還有在講述骨架蛋白肌動蛋白的踏車現象時,通過運用多媒體把肌動蛋白在不斷聚合和解聚的過程中達到動態平衡的動態組裝現象直觀地展示,以動態的觀點看待細胞的各種生命活動現象。
(2)互動式教學,培養學生創新思維,多做啟發式教學和一定深度的歸納總結。在教師為主體的部分,教師應增強與學生的互動,結合當時社會熱點與專業知識,調動學生積極性與主動性。例如,在講細胞凋亡的分子機制時,課堂上討論“怎樣設計實驗來證明bcl-2 蛋白對細胞凋亡的抑制作用?”課前應引導學生對于這些問題主動查文獻,初步進行科研文獻的閱讀并在后期進行PPT匯報。
(3)學生為主體,匯報學習成果。在課程學習中,教師應選擇一些發散性命題,讓學生主動學習,并以PPT的形式上臺演講。通過教師的引導,充分發揮學生的潛能,提高他對問題的分析能力和自主學習的能力。例如,細胞學說在環境保護中的應用,探討造血干細胞在實際醫學領域的應用,以及諾貝爾醫學獎中有關細胞生物學的內容等專題,這些專題都需要學生自主地學習思考。
(4)積極帶領學生在課下參與一些重要的與課程相關的活動,把握學生的思想動向,適時調整教學計劃與教學方法,一同走在理解已知、探尋未知、孕育新知的道路上,一同相知、相助、相生。
六、考核方式的優化
在這樣的教學模式之下,容易造成學風渙散、理論不扎實,同時又助長以“交差應付”的心態,所以考核方式十分重要,需要優化。
本文推薦的考核方式是平時考核與期末考核相結合。平時的考核除了日常考勤之外,主要是考核學生自主學習匯報,這具有一定的靈活性,對于有思想、對問題有一定見解的學生予以加分。期末考核以開卷筆試的形式,題目應是當前課程專業的熱點應用,并以一定的基礎理論相輔。
七、結束語
細胞生物學的教學需要改變的不僅僅是內容上的改變,更為關鍵的是教學理念的轉變。要寓教于樂,讓學生明白自己的使命,掌握好基本理論的同時,努力成為新時展需要的綜合人才,這樣的教學仍任重道遠。
參考文獻:
關鍵詞:TBL;教學模式;細胞生物學;實驗
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)11-0257-03
細胞生物學不僅是生命科學的重要基礎學科之一,也是現代醫藥學、生物技術領域、畜牧業、水產養殖等行業的重要基石。同時,它還是一門實驗性較強的學科,通過實驗可以讓學生將理論知識融會貫通。一直以來,細胞生物學實驗“以教師為中心,以驗證為中心”的舊教學方式大大地阻止了學生實驗的積極性和創新性。要怎樣改變細胞生物學的實驗教學來培養學生主動學習知識、獨立思考問題,以及運用實驗手段來探索生命的本質和現象,目前是細胞生物學實驗教學改革需要思考的問題。以團隊為基礎的學習(team-based learning,TBL)是上世紀70年代的美國Oklahoma大學Larry K Michaelssen教授創立的。與傳統的以授課為基礎的學習(lecture-based learning,LBL)教學模式有著很大的不同。TBL不再是以教師講授為中心,而是以學生自主學習為中心,以學生團隊式合作學習為主,注重培養學生人際交往能力,培養主動發現問題并解決問題的能力,是一種有效促進學習的新型教學模式。目前,TBL教學模式已在我國中山大學、三峽大學等高校廣泛應用,特別是在臨床、解剖等醫學基礎課程和信息素質教育課程的教學中已得到普遍認可。雖然在我國已有很多院校在不同程度上開展了TBL教學法的探索和研究并得到不同程度的好評,但沒有得到推廣和應用。針對細胞生物學實驗課程的性質,將TBL教學法應用到細胞生物學實驗課程中,擬為TBL教學模式在《細胞生物學實驗》課程中的推廣進行一些探討,提供一些思路。
一、TBL教學模式設計與實踐
細胞生物學實驗課程教學以理論課程為基礎。理論與實踐相結合,加深對所學知識的理解,對實驗儀器要求較高,因此開設此課程的宗旨是使學生掌握細胞生物學實驗設備的操作方法。使學生更加牢固地掌握基礎知識,更重要的是培養學生動手和科研能力。
1.團隊組建。將我院2011級生物科學本科班60名學生分為15組,其中每組為4人。分組時對組內成員進行調配,以達到組與組之間的均衡,再由成員分推選出一名組長,小組必須合理組織,合理管理,組員需要有責任意識。分組時要遵循的原則是既要使小組內的各種資源均衡,還要保持小組內成員穩定不變,減少影響小組內部凝聚力的因素。
2.教學準備。根據《細胞生物學實驗》教學大綱要求,教師將需要了解與掌握的內容提綱預先告知學生,在TBL教學之前讓學生對將要開展的實驗進行預習。運用TBL教學法,學生根據老師擬定的教學提綱,實驗室具備的實驗器材,結合課程內容,進行實驗前的自我研讀和儀器、材料準備。充分體現以學生為主體,提高學生主動性的要求。
3.教學實施。(1)個人測試。在課堂開始的前十分鐘,給每位學生發放一份復選題,題目覆蓋此次實驗課的實驗目的、實驗原理、操作步驟及其注意事項,要求學生運用之前所學到的知識來完成。之后參照分組,各組共同回答同樣的復選題測驗,并交出共識建立之后的答案,最后老師來分析、總結。個人測試有助于教師了解學生學習知識的情況,有利于教師調整和安排教學進程。(2)組間交流。接著進行組間交流發言,其中某一小組選舉一名代表,上講臺把本組覺得重要內容、必須重視的注意事項向其他組的同學匯報,其他組的同學與該組交換意見,共同尋求保證實驗成功的可行性方法。教師在一旁聽證,記錄各小組在討論中存在的問題、小組的發言次數及發言的質量。在此過程中,教師應鼓勵不愛發言的學生發言,參與到討論中,必要時對不發言的學生進行有針對性的提問。(3)實驗進行。實驗進行過程中教師要注意培養學生的創新精神和能力。及時指導學生對實驗進行階段性總結。教師總體掌控任務的執行,注意隨時為學生調整實驗任務,讓學生就實驗內容進行深入的思考,發現實驗探索生命本質成功的關鍵。實驗結束后,要求學生及時記錄實驗結果,最后各組選派一名代表展示實驗結果,對實驗結果進行分析,優秀學生帶動差生,綜合提高班級水平。評估提高實驗結束后收集實驗結果,要求學生對實驗結果進行分析、討論,最后撰寫實驗報告。
二、TBL教學調查研究
研究采用問卷調查。課程結束后對全班學生進行調查。教師參考相關研究后設計調查問卷。調查問卷包括:實驗前是否進行課前預習;是否有利于提高文獻檢索能力;是否有利于提高人際交往能力;是否有利于提高學習主動性;是否有利于提高實驗動手能力;是否有利于增強團隊協作意識;今后是否繼續使用TBL教學模式等問題。
三、結果
60份調查問卷全部收回,收回率100%,其結果見表1。調查結果98.4%的學生認同TBL教學法能調動學生學習積極性,98.4%的學生認為能提高文獻檢索能力,95.1%的學生認為能提高人際交往能力,96.8%的學生認為能促進課前預習,96.7%的學生認為能提高動手能力,96.7%的學生認為能增強團隊協作意識,96.7%的學生認為能使他們建立自主學習的觀念,96.8%的學生認為TBL教學法能使課堂教學氣氛活躍,95.1%的學生認為能更好地使他們理解課堂內容,91.7%的學生認為TBL教學法能及時解決學習問題,95.0%的學生認為能提高學生運用所學知識的能力,98.4%的學生認為今后應繼續使用TBL教學模式。
四、討論
細胞生物學實驗傳統的教學主要以教師講解理論知識,學生驗證為主。學生被動地學習知識技能,不能激發學生的積極主動性。而采用TBL教學模式在教學中的優點與不足具體討論如下:
1.使實驗課教學能在更高層次提高學生的動手能力。調查結果表明有96.7%的同學對提高學生的動手能力表示認同。與傳統教學模式相比較,TBL教學模式更注重學生的主體性,教師精心設計一系列必要的知識內容,促使學生課前預習實驗內容、操作步驟、注意事項,查閱相關文獻資料解答疑惑,使其理論知識得到不斷鞏固與加強。學生用更多的時間去驗證實驗,可以發現自己在實驗中的不足,激發學生去改正并且提高實驗操作能力。
2.向后進生提供幫助與支持。TBL教學模式以團隊為單位,小組成員無論是理論還是實驗操作技能存在不足的,都會在個人測試,團隊交流、討論中顯現出來,發現有知識點或是實驗操作有不足之處的,老師或者其他懂的同學可以及時指導。所以,TBL教學模式能給后進生提供支持和幫助,能獲得較大容量的學習知識。
3.培養學生的團隊協作和人際交往能力。調查結果表明有96.7%同學對能提高團隊協作認同,有95.1%的同學對能提高人際交往能力認同。在TBL教學中,教學任務的完成主要是通過團隊協作來完成,這有利于提高學生團隊合作的精神。在整個過程中,小組的每個成員都需要參與到問題的分析和解決中去,并通過相互的溝通來達成共識[5]。TBL教學模式中,小組內成員合作學習,取長補短,共同完成組內任務,這一過程培養了學生團隊協作意識[7]。
4.樹立并保持教師的工作熱情。采用TBL教學法對細胞生物學實驗課進行教學,教師不僅要把需要講解的知識點全部熟悉,還要理解相關的其他學科知識,花更多的時間去準備測試題和相關資料。對教師來講,教師是引導者和組織者,通過與學生共同參與討論,教師也從中獲益,實現教學相長式的終身學習,從而提高了教學效率[6],樹立并保持了教師的工作熱情。
5.真正讓學生主動學習。調查結果表明有98.4%的同學對TBL能調動學生學習的主動性認同。在TBL教學過程中,學生以討論式學習和互教式的拓展性學習,真正做到以學生為中心。例如學生從實驗課開始之前就需要自己根據教師給出的學習任務,自我研讀掌握知識。實驗過程中親自動手實驗,不明白的地方由學生向老師提問。老師在回答之前,先請其他學生來回答,這樣可以增加互動。
6.節省課時,提高課堂效率。TBL教學采用課前給學生下達學習任務,學生以團隊合作方式進行自我研讀,這一環節大大縮短了教師課堂上的講授時間,留有更多時間讓學生測驗、團隊合作學習、團隊討論,提高了課堂效率。
7.TBL教學法在細胞生物學實驗教學具體實施過程中的不足及展望。TBL教學對教學設備、教學場所、教師個人素質等提出了更高要求,首先,要求教師對本專業知識融會貫通,教師個人素養高,教學技能出色,并要具備良好的組織管理能力以及控制實驗進行的能力。其次,教師對學生的學習興趣、學習態度、能力和責任感等很難在短期內較為全面和準確的把握。當發現一些小組成員搭配得不恰當時。已經來不及重新分組,這就會造成組間成績有一定差異[5]。另外,TBL教學法的特點是以小組討論形式開展教學,1位教師組織TBL教學,心有余而力不足,不能有效地參與到每一個小組的討論和實驗指導中去,這樣也會影響到TBL教學的效果。雖然TBL教學在《細胞生物學實驗》中推廣還存在一些問題,還有待今后不斷地探索和完善。但TBL教學模式教學有利于提高學生的學習積極性、主動性以及動手能力和科學研究能力,能有效促進學生培養團隊協作精神,同時更新了教師的教學理念,促進了師生之間交流,提高了細胞生物學實驗的教學質量[5]。調查表明有98.4%的學生贊同在今后教學中繼續使用TBL教學法。
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[7]徐俊文,侯朝鳳,張燕中.TBL教學模式在醫學影像學臨床實習中的應用[J].齊齊哈爾醫學院學報,2012,33(8):1054-1055.
【關鍵詞】醫學細胞生物學;形成性評價;高等醫學教育
“形成性評價” (formative assessment)最初是由美國課程評價專家斯克瑞文于1967年率先提出來的[1]。這一概念當時的專注點在于保證有效的課程開發。通過教育界的不斷探索和研究,此概念目前的含義升華為促進學生的發展,試圖將考評的重點放在作為人的學生的身上,與學和教的過程結合在一起[2]。形成性評價也有過程性評價之稱,是指在教學過程中對教學的各個環節進行即時、動態、多次的監控,以便及時發現教學過程中存在的客觀問題。除此之外,它還注重及時反饋,用以強化和改進學生的學習效果。反饋是形成性評價的重要特點,也是形成性評價發揮其作用的不可缺少的環節[3]。
一、形成性評價在“醫學細胞生物學”教學中的意義
考試是測評學生學習效果的有效手段之一,但不是最終目的。然而現行考試中的種種弊端,在一定程度上弱化了考試功能的正常發揮和教育目標的最終實現。因此,我們將考試改革的目的定位于:本著促進全體學生全面發展和個性發展相結合的原則,處理好從應試教育到素質教育的過渡,積累考試改革的經驗來探索出一種適于本院校本科學生的“醫學細胞生物學”課程理論和實驗教學的形成性考試模式,填補空白,完善考核體系,突出創新,期望以改革考試的方法提高教學質量。要加強學生創新能力的培養,必須要改變以往單一的總結性評價體系,不能采取學期末一張試卷定成績的做法[4]。由單一閉卷考試轉變成多元化的考試模式。況且“醫學細胞生物學”具有內容復雜而廣泛、學科發展迅速、與別的學科的交叉滲透性強、教學任務重和包含的知識點較多等特點[5],這種情況下學生很難突出重點地掌握教學內容,最終會影響教學質量。因此需要一項規范的,多層面的,系統化的評價體系在整個教與學的過程中起到即時監控的作用。
二、“醫學細胞生物學”教學中形成性評價的具體應用措施
基于以上的理論基礎,我們計劃改革這種期末考試成績為主的考核形式,嘗試性地提出適用于高等醫學教育中“醫學細胞生物學”課程教學的評價體系:對學生學習過程、實驗設計等多方面的綜合性考核,最后評定學生成績。“醫學細胞生物學”形成性考核評價實施方案包括題庫的更新和補充、無紙化期中考試(即在機房電腦上進行考試)、集中口試(即學生抽教研室電腦上的題口頭回答問題)、提交小綜述、實驗設計和期末卷面成績等,最后進行問卷調查了解學生的反饋意見,便于評估此種教學改革的效果。擬定期末成績認定方案如下:最終成績=理論課評價成績+實驗課評價成績;理論課評價成績=無紙化期中考試(10%)+口試(5%)+提交小綜述(5%)+期末成績(60%);實驗評價成績=實驗報告冊平均分(15%)+實驗設計(5%)。具體實施辦法如下:
1.題庫的更新和補充:題庫按教學大綱和要求及時更新,并每次新組題,以避免出現應試教學現象。加大主觀題在試卷中的比例,增加實驗課內容相關題,促使學生對實驗課的重視程度。主觀題在“醫學細胞生物學”考試中比例要增多,同時在試題中增加實驗課相關的題目。
2.無紙化的考試考核方法:無紙化考試是為適應信息技術發展要求和教學考試管理需求而出現的一種先進的考試技術,已經在一些客觀題型占主導地位的計算機基礎和英語考試中得到應用。其優點主要在于機器評分,真正實現了教考分離和公平公正,也節省老師的工作量,因而值得推廣。試題的題型有選擇題和判斷題(目前計算機對復雜的簡答題和論述題等的評分難以實現),這是一個代替傳統卷面考試的無紙化考試平臺。成績按10%比例記入總成績。考核內容覆蓋前半個學期講授的全部內容,考核形式為網絡題庫計算機無紙化考核,計劃在機房進行。考核題型全部為選擇題和判斷題等客觀題。
3.口試考核方法:要培養創新人才,必須給予學生更多創造性表達的機會,為減輕期末考試壓力,提高學生學習效果,培養學生口頭表達能力,增加平時成績占課程總成績的比重,將考試評價過程化,計劃安排口試記為平時成績。鼓勵學生在對基礎知識融會貫通的基礎上大膽探索,表達自己的意見,即對有創新思維的學生給予高分以鼓勵。期末考試前利用業余時間在教研室電腦上統一安排口試(分幾個考場),每位同學按學號到指定的辦公室在老師電腦上回答5道題。題目類型包括選擇題,填空題,判斷題,名詞解釋,問答題和論述題等,考生在其中隨機抽取5道題來進行解答。
4.小綜述考核方法:寫綜述可能對于剛入高等院校的學生們來說有點困難,但是在提高學生積極思考問題的能力,培養創新能力以及運用網絡化信息的能力等方面起著非常重要的作用。代課老師在如何查閱文獻、檢索資料、網絡數據庫上如何獲取醫學信息等方面給同學們做專題講座, 教學生寫綜述的基本技能,指導學生寫出較高水平的小綜述,字數可控制在3000-4000字。綜述題目在 “醫學細胞生物學”研究內容中制定,包括上課時沒時間講到的自學內容,也可由學生根據自己的學習興趣和所查閱的資料自立題目來進行撰寫。綜述內容可包括科學界研究比較熱門的領域,如細胞通訊和細胞信號轉導、細胞增殖與細胞周期的調控、細胞的生長和分化、細胞的衰老和死亡、干細胞及其應用 和細胞工程等幾個方面。讓同學課后根據自己感興趣的知識點到圖書館查閱資料,翻讀文獻,擴大自己的知識面,從而完成撰寫綜述的任務,要求期末前以班級為單位提交給代課老師。
5.實驗設計考核方法:要求利用“醫學細胞生物學”研究技術包括光學顯微技術、電子顯微技術、顯微分光光度術和顯微熒光光度術 、細胞培養技術和細胞器的分離與提純等技術設計一個簡單實驗,促使學生思考“醫學細胞生物學”實驗內容和研究方法,為將來的進一步深造打基礎。內容要求應包括實驗目的、實驗原理、實驗材料(含實驗儀器及藥品)、實驗方法及步驟和實驗結果分析與討論等5個環節。老師應提前交代實驗設計的要求和注意事項并且始終指導學生完成好作業。這樣就能夠對學生的理論水平和實踐能力進行全面的考核,更重要的是促使學生重視實驗課。如此培養出來的學生才能勇于探索、富于創新,才有較強的實際工作能力和社會適應能力。
6.問卷分析:本課程在結束時,對進行考試改革的各個班級學生進行無記名問卷調查,總結學生的反饋意見和建議,為將來進一步完善教學改革提供客觀的依據。
7.成績分析做出結論:學生最終成績在同等批次班級間做對比并統計分析,同時結合問卷調查做出最終結論。
三、結語
我們相信依托這種綜合性的考核,能夠更加客觀地反映學生平時的學習態度和學生對所學知識的掌握程度,激發學生的學習興趣,能真真意義上實現教學質量的提升。
參考文獻:
[1] 林靜.形成性評價在高校課程評價中的應用 [J].現代教育管理, 2011, 9:66-68.
[2] 馮翠典, 高凌飚. 從“形成性評價”到“為了學習的考評” [J].教育學報, 2010, 6(4):49-53.
[3] 趙德成. 教學中的形成性評價:是什么及如何推進[J]. 教育科學研究, 2013, 3:47-51.
[4] 邢發國, 米海敏.形成性評價在高校教育改革中的作用 [J].河北廣播電視大學學報, 2008, 13(6):86-88.
[5] 李風.《醫學細胞生物學》教學的幾點體會 [J]. 時代教育, 2013, 20: 6-7.
【關鍵詞】醫學細胞生物學 實驗課 開放式教學
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)10-0214-02
醫學細胞生物學是生命科學的一個重要基礎理論科學,作為推動醫學發展的重要力量,其技術,理論等已融入到醫學科學的各個領域中。在醫學細胞生物學理論中,實驗教學作為整個教學過程的一個重要實踐環節,對培養學生的基本科研素質,動手能力,分析解決問題的能力和創新精神有著重要作用。特別是在新形勢下,隨著實驗教學體制進一步革新,實驗內容不斷豐富,綜合性,設計性,研究性等層次較高的實驗在實驗項目中所占的比重也越來越重。醫學細胞生物學是新疆醫科大學精品課程,而實驗課將在專業課學習中發揮著重要的作用,傳統實驗教學中驗證性實驗偏多,實驗課程,而實驗方法和技能的綜合應用能力訓練少,學生學到的知識過窄,實驗方法和技能單一;老師詳細講解實驗操作步驟,學生照樣操作,常常由于不用動腦而忽略了實驗中新的現象,學生處于被動狀態,不利于培養學生的實踐能力和創新能力。因此開放式實驗教學模式是現代教學的必然趨勢。
1.開放式實驗教學活動實施過程
開放式實驗教學活動分四個階段進行,分別是開放式實驗教學的預備階段、開放式實驗教學方案的修訂階段、開放式實驗教學的實施階段和開放式實驗教學結果總結階段。開展對象主要為臨床、預防、檢驗、影像等專業學員。具體實施情況如下:
開放式實驗安排 下學期由我中心生物學實驗室對在校生開設為期1-2個月的開放式實驗教學,多選擇在星期六,日,由本教研室的教師和實驗師聯合管理和帶教。每次開課前一個月向學生公布本學期所開設的實驗項目,時間及可容納學生人數學生自愿報名,實驗室負責老師根據學生報名情況統籌安排,合理調整學生實驗人數,并為開放式實驗做好充分準備,之后反饋給學生。由于實驗室能供開放式實驗使用的儀器設備較少,實驗場地較小,師資力量有限,無法同時開展多組實驗,而且本實驗室是第一次開展開放式實驗,開放式試驗仍處于探索階段。為保證開放式實驗的教學質量,參加開放式實驗教學活動采取自薦的方式。參加者分為2個小組,每個小組30~40人,隔兩周重復一次,由兩位教師負責每個小組的指導。
1.1開放式實驗教學的預備階段
此階段,指導老師應指導學生在參考《醫學細胞生物學和醫學遺傳學實驗指導》的基礎上,通過查閱有關書籍,文獻資料,根據實驗的要求,結合實驗室現有的條件,結合自身特點及實驗室現有的條件,設計試驗方法和步驟,學生在教師指導下制定至少兩種綜合設計性開放式實驗方案(包括實驗前期準備,實驗條件要求,實驗計劃進度等),最后選擇符合實驗室實際儀器設備和試劑條件的步驟,編寫開放式實驗方案。
1.2開放式實驗教學方案的修訂階段
指導教師要審議前階段提出來的試驗方案的過程中,與學生開展可行性討論。在討論過時,應先由學生介紹實驗方案,指導教師根據實驗室條件,學生能力,實驗設計可行性等因素對方案進行修正。在開放式實驗教學中,學生是實驗的主體,因此指導教師在審議,修改實驗方案時,一是要考慮到通過本次實驗使學生掌握哪些理論知識和基本技能,學會哪些試驗方法,熟悉哪些實驗儀器操作,是否允許學生創新;二是要體現內容新,難度適中和可操作性強,充分滿足實驗目的要求;三是要尊重學生思路,讓學生暢所欲言,盡量滿足學生的創新欲望。
1.3開放式實驗教學的實施階段
即完全開放式實驗教學階段。當實驗方案確定后,首先指導教師介紹實驗室安全規則和儀器性能,特點等,使學生熟悉實驗操作要領,正確操作和使用實驗設備。在實驗進行前,學生自己按照方案動手準備實驗材料,配制相關試劑和實驗儀器等實驗前準備工作,實驗技術人員則應根據學生的實驗需要提供相應的實驗保障,避免大包大攬。在實驗過程中,指導教師給予適當的現場指導,隨時解答學生在實驗中遇到的難題,積極啟發學生進行深入思考,為學生實驗創造必要的條件(如分析條件,必要的設備材料等)。體現本論文的目的,在實踐中學到應該掌握的知識,確實得到實際工作經驗的鍛煉。
1.4開放式實驗結果總結階段
當實驗結束后,應由學生自主對實驗結果數據進行分析,總結,按要求編寫出實驗或研究報告。在學生分析,總結階段,指導教師應根據學生的知識基礎和實驗或研究報告要求等情況,對學生進行必要的指導,解答其存在的疑難問題。當實驗或研究報告完成后,指導教師應針對學生此次實驗或研究情況進行分析,肯定其成功之處,指出其存在問題,使學生分析問題,解決問題的能力切實得到鍛煉和提高。