王亮 來敏 明慶磊等

摘要結(jié)合細(xì)胞生物學(xué)實驗課程教學(xué)體會，從課程前沿與交叉、科學(xué)基本素質(zhì)培養(yǎng)、邏輯思維分析能力與考評機(jī)制等方面探討課程改革，旨在減少本科生與研究生的教育過渡期，加快本科生與研究生教育培養(yǎng)對接，塑造具備科學(xué)素質(zhì)的人才。

關(guān)鍵詞細(xì)胞生物學(xué)實驗；教育培養(yǎng)；教學(xué)改革

中圖分類號S-01；G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識碼B文章編號0517-6611（2015）28-363-03

The Bridgework of Education between Undergraduate and Graduate—A Case Study of Reform of Cell Biology Experiment

WANG Liang， LAI Min， MING Qinglei et al

（School of Life Science， Jiangsu Normal University， Xuzhou， Jiangsu 221116）

Abstract Based on teaching experiences and feelings in the cell biology experiment， the course reform was discussed from aspects of the frontier and cross in curriculum， building scientific quality， logical and analytic thinking ability and evaluation mechanism， so as to promote the bridgework of education between undergraduate and graduate and build talents with scientific quality.

Key words Cell biology experiment； Education； Teaching reform

生命科學(xué)作為21世紀(jì)迅猛發(fā)展的學(xué)科，代表了自然科學(xué)的最前沿，發(fā)展速度快、應(yīng)用范圍廣、市場潛力大，關(guān)系到人們的生命健康，有利于社會的穩(wěn)定與和諧發(fā)展。《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006～2020）》著重強(qiáng)調(diào)了生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域重點發(fā)展的目標(biāo)、方針和技術(shù)領(lǐng)域。而在生命科學(xué)領(lǐng)域中最為關(guān)鍵，發(fā)展最為迅速的細(xì)胞生物學(xué)，儼然成為生命科學(xué)領(lǐng)域最為活躍的分支。隨著與分子生物學(xué)、生物化學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)等分支的交叉融合、相互促進(jìn)和協(xié)調(diào)發(fā)展，其實驗技術(shù)的發(fā)展也日新月異，成為研究生命奧秘的利器。例如，生命科學(xué)領(lǐng)域最高獎的諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎最近3年的獲獎都與細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域密切相關(guān)：2012年山中伸彌等科學(xué)家由于發(fā)現(xiàn)成熟細(xì)胞可被重新改寫為誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞而獲獎，2013年詹姆斯·羅思曼等科學(xué)家由于發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)囊泡運輸系統(tǒng)而獲獎，2014年莫索爾夫婦等科學(xué)家由于發(fā)現(xiàn)構(gòu)成大腦定位系統(tǒng)的細(xì)胞而獲獎，這些令人矚目的成就無不展現(xiàn)了細(xì)胞生物學(xué)研究的發(fā)展活力，鼓勵著科學(xué)研究工作者進(jìn)一步揭示生命的奧秘。

細(xì)胞生物學(xué)是生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)課程，包含了細(xì)胞生物學(xué)理論與細(xì)胞生物學(xué)實驗課程。作為一門實驗性很強(qiáng)的學(xué)科，需要學(xué)生具有良好的動手與思考能力。為了更加有效地促進(jìn)本科生學(xué)習(xí)細(xì)胞生物學(xué)的熱情與效果，很多高校進(jìn)行了細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)體制改革，達(dá)到了不錯的效果[1-4]。而筆者也一直嘗試細(xì)胞生物學(xué)實驗課程的教學(xué)改革，從教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段等方面積極探索，本著開拓創(chuàng)新的精神去激發(fā)學(xué)生開放式思維，鼓勵學(xué)生探索性地開展科學(xué)研究實驗，筆者將基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、探索設(shè)計性實驗依次進(jìn)行，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生在實驗中的積極主動性和科研創(chuàng)新的能力。

研究生教育是本科教育之后的繼續(xù)深造學(xué)習(xí)階段，本科教育強(qiáng)調(diào)的是掌握基本的基礎(chǔ)知識與從事科研的能力，而研究生教育強(qiáng)調(diào)的是具有堅實的基礎(chǔ)理論與深入的專業(yè)知識，具備創(chuàng)新能力和獨立從事科研的能力[5]。越來越多的生命科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)生選擇在本科學(xué)業(yè)完成之后進(jìn)入研究生教育階段，繼續(xù)學(xué)習(xí)生命科學(xué)領(lǐng)域最前沿的知識和技術(shù)以及開展相應(yīng)的科學(xué)研究工作。怎樣才能有效地將差異化培養(yǎng)目標(biāo)的本科生與研究生教育進(jìn)行順利對接，以減少本科生向研究生過渡的時間段，提高研究生學(xué)習(xí)的質(zhì)量，是每一位從事教育事業(yè)的教師應(yīng)該思考的問題。江蘇師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研組結(jié)合細(xì)胞生物學(xué)實驗課程教學(xué)實踐，探討課程改革，以期有助于本科生綜合發(fā)展與快速成長，加快本科生與研究生教育的培養(yǎng)對接。

1教育培養(yǎng)改革措施與建議

1.1加強(qiáng)細(xì)胞生物學(xué)實驗前沿性與交叉性實驗建設(shè)

生命科學(xué)特別是細(xì)胞生物學(xué)是一門實驗性質(zhì)很強(qiáng)，研究成果日新月異，實驗技術(shù)突飛猛進(jìn)的學(xué)科，細(xì)胞生物學(xué)是本科生與研究生的基礎(chǔ)性學(xué)科，要進(jìn)行本科生教育與研究生教育的有效對接，則應(yīng)該在條件允許的情況下，將當(dāng)下較為前沿的實驗與技術(shù)融入細(xì)胞生物學(xué)實驗課程，及時展示最新的研究成果與技術(shù)，合理有效地促進(jìn)細(xì)胞生物學(xué)理論與實驗的同步化發(fā)展，增進(jìn)學(xué)生對于最前沿知識與技術(shù)的了解和對于細(xì)胞生物學(xué)的興趣，增強(qiáng)其好奇心，從而有效促進(jìn)學(xué)生的積極主動性。

目前生命科學(xué)前沿學(xué)科發(fā)展迅猛，各個分支學(xué)科也存在交叉融合，出現(xiàn)很多交叉領(lǐng)域，比如分子細(xì)胞生物學(xué)、神經(jīng)細(xì)胞生物學(xué)等，因此單一的實驗內(nèi)容與技術(shù)往往不能夠有效地滿足科學(xué)研究的要求。比如，細(xì)胞生物學(xué)實驗課程中一般都是采用顯微鏡觀察的手段去觀察細(xì)胞、組織的形態(tài)結(jié)構(gòu)，分子生物學(xué)實驗課程與生物化學(xué)實驗課程又分別從基因、蛋白等角度去學(xué)習(xí)相關(guān)的技術(shù)，該部分內(nèi)容在本科生培養(yǎng)階段是孤立學(xué)習(xí)的，沒有讓學(xué)生形成實驗內(nèi)容與手段是科學(xué)研究的有機(jī)整體的思維，只有通過各個層面的實驗分析才可以得出較為完美的實驗結(jié)果，而在研究生的科學(xué)研究當(dāng)中又需要使用這一系列的實驗手段去進(jìn)行實驗，因此是脫節(jié)的，需要加強(qiáng)這方面的改革。在學(xué)習(xí)完細(xì)胞生物學(xué)實驗課程、分子生物學(xué)實驗課程與生物化學(xué)實驗課程之后，筆者在大四上學(xué)期設(shè)計了綜合性生物技術(shù)大實驗，將細(xì)胞生物學(xué)等相關(guān)學(xué)科主要實驗技術(shù)綜合運用，訓(xùn)練學(xué)生系統(tǒng)性的科學(xué)研究思路，使其深入了解生物學(xué)研究的綜合性與復(fù)雜性，提前接觸科學(xué)研究者要具備的綜合基礎(chǔ)知識。

1.2加強(qiáng)細(xì)胞生物學(xué)實驗靈活性與學(xué)生科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)

生命科學(xué)是一門實驗性較強(qiáng)的學(xué)科，要加強(qiáng)實驗課程的內(nèi)容，要為以后進(jìn)入研究生階段培養(yǎng)或進(jìn)入企事業(yè)單位研發(fā)部門的學(xué)生之后的科學(xué)研究做好充分的準(zhǔn)備。在安排實驗課程的時候，應(yīng)充分考慮到生命科學(xué)實驗課程的特殊性。

1.2.1合理安排實驗過程，靈活運用教學(xué)時間。因為有時實驗等待的反應(yīng)時間較長，一方面可以安排穿插細(xì)胞生物學(xué)理論課程的講授，另一方面可以安排其他細(xì)胞生物學(xué)實驗操作，這種科學(xué)統(tǒng)籌的安排會給學(xué)生起到示范作用，教會學(xué)生合理安排時間，尤其是到了研究生階段，同時操作幾個實驗是經(jīng)常發(fā)生的。要使得研究生具備統(tǒng)籌規(guī)劃、合理安排時間的能力，那么就必須在本科階段就開始培養(yǎng)。另外，除了上實驗課進(jìn)行操作的時間之外，為鼓勵學(xué)生靈活性地自主學(xué)習(xí)實驗相關(guān)技術(shù)，筆者開辟了網(wǎng)絡(luò)信息化實驗教學(xué)手段：江蘇師范大學(xué)生物學(xué)教學(xué)實驗中心（http：//biolab.jsnu.edu.cn），改變傳統(tǒng)實驗課堂的單一性，全方位立體覆蓋課外與課內(nèi)空間，實現(xiàn)課堂外實驗技術(shù)的學(xué)習(xí)?！肮び破涫卤叵壤淦鳌保炀氄莆障嚓P(guān)實驗技術(shù)是研究生進(jìn)行科學(xué)研究的關(guān)鍵，是獲得基本、可靠、真實的科學(xué)事實的重要先決條件，因此需要加強(qiáng)本科生進(jìn)入研究生之前的技能培訓(xùn)。

1.2.2加強(qiáng)實驗室規(guī)章制度與儀器設(shè)備管理規(guī)范建設(shè)。在本科生實驗課程過程中，要求學(xué)生遵守實驗室實驗紀(jì)律，在實驗過程中嚴(yán)格遵循實驗室儀器操作規(guī)范，養(yǎng)成實驗室重要的儀器使用預(yù)約與登記習(xí)慣，以及向他人咨詢未使用過的實驗室儀器操作步驟的習(xí)慣；養(yǎng)成做實驗的良好習(xí)慣，例如實驗室中試劑使用完畢后要歸置原位，廢液廢物要分門別類貼標(biāo)簽處理，使用后的瓶子試管要清洗烘干等。良好的實驗習(xí)慣是個人品質(zhì)的延伸，是確保實驗成功的保障，是研究生科學(xué)研究的基本素養(yǎng)。

1.2.3調(diào)動學(xué)生實驗分析的積極性，使學(xué)生參與到實驗課程的學(xué)習(xí)中來。細(xì)胞生物學(xué)實驗課程很多的課程內(nèi)容是屬于可以預(yù)知實驗結(jié)果的驗證性實驗，但有時也會出現(xiàn)結(jié)果不理想的狀態(tài)，一般情況下教師會告知哪些因素影響了正確結(jié)果的出現(xiàn)，但是為了更加激發(fā)學(xué)生的積極性與好奇心，教師應(yīng)當(dāng)鼓勵學(xué)生動手查閱相關(guān)資料與文獻(xiàn)，充分利用學(xué)校的圖書館與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫資源，進(jìn)一步分析問題形成原因，并且通過實驗來驗證是否改變這些因素就能夠使實驗結(jié)果達(dá)到預(yù)期，以此加深學(xué)生對于實驗的理解，滿足實驗成功的成就感，促進(jìn)其主動性與科學(xué)思維能力。另外，實驗課上的各個實驗小組可以模仿研究生組會的形式，將各實驗小組的實驗結(jié)果展示出來，匯報各個小組的實驗結(jié)果，共同分析非預(yù)期結(jié)果的根源，找出問題所在，通過該途徑可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)交流能力，有助于學(xué)生進(jìn)一步適應(yīng)將來工作或者學(xué)習(xí)上與其他科研工作者的科學(xué)問題討論氛圍。

1.3加強(qiáng)學(xué)生科學(xué)的邏輯思維、分析能力與科學(xué)實驗嚴(yán)謹(jǐn)性精神的培養(yǎng)

生命科學(xué)是一門具有邏輯性和嚴(yán)謹(jǐn)性的科學(xué)，真理的發(fā)現(xiàn)是由辛勤工作的科學(xué)家一點一滴積累起來的。細(xì)胞生物學(xué)實驗課對于培養(yǎng)學(xué)生實踐探索能力和科學(xué)創(chuàng)新能力具有理論課無法替代的重要作用，是提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的有效途徑[6-7]。教師在實驗課程教學(xué)時，要本著實驗的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性、邏輯性去教育學(xué)生，從本科階段就應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神和分析思維能力。

1.3.1撰寫實驗報告。向?qū)W生強(qiáng)調(diào)應(yīng)如實描述在實驗過程中所得到的實驗結(jié)果，要真實的去反映基本科學(xué)事實。實驗報告中所張貼的實驗結(jié)果圖片要進(jìn)行必要的標(biāo)注與說明，比如，在細(xì)胞生物學(xué)實驗課程中，很多學(xué)生在寫實驗報告時，實驗結(jié)果展示部分僅僅把得到的實驗圖片貼上去，不進(jìn)行標(biāo)注，這是不科學(xué)的，教師應(yīng)教育學(xué)生將實驗圖片的比例尺、標(biāo)注與說明做好。如果所得到的實驗結(jié)果不是預(yù)期的，那么可以科學(xué)分析產(chǎn)生的原因，以及提出改進(jìn)的措施，并將這些內(nèi)容寫到實驗結(jié)果分析中。

1.3.2要向?qū)W生講述怎么進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計實驗，講述實驗過程中要設(shè)立對照組實驗的意義，灌輸實驗設(shè)計的邏輯性，更好地培養(yǎng)學(xué)生的分析能力。在進(jìn)行細(xì)胞生物學(xué)實驗時，實驗內(nèi)容都是教師在上課時講述的，包括實驗內(nèi)容、實驗步驟與注意事項，最后讓學(xué)生按照既定的實驗路線去做，但是這種灌輸式的教學(xué)方式效果不甚理想。在探索教學(xué)改革的過程中，筆者采用階梯式、漸進(jìn)式的實驗內(nèi)容安排方案，將基礎(chǔ)性實驗與綜合性設(shè)計實驗相結(jié)合，以此激發(fā)學(xué)生主動性與創(chuàng)新性[8-9]。如，在細(xì)胞生物學(xué)實驗課程之后安排了大四的細(xì)胞工程大實驗，通過進(jìn)階式學(xué)習(xí)，逐步實現(xiàn)自主性實驗操作與教師合理指導(dǎo)的模式。進(jìn)一步應(yīng)該在各個分支學(xué)科基礎(chǔ)性實驗的基礎(chǔ)上，將生物學(xué)的各實驗進(jìn)行有效融合，形成行之有效的綜合設(shè)計性實驗，才更能體現(xiàn)出生物學(xué)各分支學(xué)科的交叉性與前沿性，為以后的研究生教育奠定基礎(chǔ)。設(shè)計實驗實施過程應(yīng)循序漸進(jìn)、由易到難、由淺入深，在教師的悉心指導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行實驗相關(guān)的操作，到實驗的后期，分析實驗數(shù)據(jù)，整理實驗數(shù)據(jù)并撰寫實驗報告。并且，有部分的設(shè)計實驗與教師的科研題目掛鉤，由科研項目教師結(jié)合自身科研課題設(shè)計題目，讓學(xué)生去查閱文獻(xiàn)、設(shè)計方案、討論實施，并鼓勵學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目，在實踐實驗過程中可以促進(jìn)學(xué)生思考問題、分析問題、解決問題的能力，提高自身的同時也促進(jìn)教師科研項目的開展。當(dāng)由基礎(chǔ)性實驗至綜合交叉性設(shè)計實驗逐步過渡，學(xué)生就會逐步融入到科學(xué)的海洋。

1.4加強(qiáng)細(xì)胞生物學(xué)實驗科學(xué)考評與學(xué)生評價機(jī)制

生物實驗課是一門以實驗操作為主的課程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動手能力，因此在考評的時候應(yīng)該與理論課區(qū)分開，注重實驗過程與科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)[10-12]。在細(xì)胞生物學(xué)實驗課的考評中，筆者以期末考試為輔（占40%），平時實驗操作與實驗報告撰寫為主（占60%）的考評機(jī)制，強(qiáng)調(diào)實驗課程中學(xué)生的真實實驗技能水平，但是不一味強(qiáng)調(diào)實驗結(jié)果是否達(dá)到預(yù)期，實驗結(jié)果不理想、但實驗分析寫得好的學(xué)生也會得到較高的實驗報告分?jǐn)?shù)。在實驗操作過程中，積極主動去操作實驗、主動分析問題，體現(xiàn)良好的科學(xué)實驗習(xí)慣的學(xué)生，將在期末的總評中獲得較高的實驗操作分?jǐn)?shù)。

本科生畢業(yè)前的本科畢業(yè)學(xué)位論文階段是本科生集中進(jìn)行科研訓(xùn)練的階段，是為之后的科學(xué)研究積累科學(xué)素養(yǎng)、熟知科學(xué)技能的階段，該階段注重實驗設(shè)計與過程，注重實驗結(jié)果的分析，實驗結(jié)果不是唯一衡量標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)歷該階段之后所獲得的心得體會與科學(xué)素養(yǎng)才是重要的，因此在評價學(xué)生的本科論文時應(yīng)注重其實驗的目的性與實驗設(shè)計的針對性，考察學(xué)生是否深刻理解實驗驗證觀點、分析出現(xiàn)目前結(jié)果的原因，為之后研究生階段培養(yǎng)奠定一定基礎(chǔ)。

2結(jié)語

該文討論了通過教學(xué)改革來促進(jìn)與研究生教育的對接問題，但是即使學(xué)生最終的選擇不是考取研究生繼續(xù)深造，上述改革措施也不是無用的，因為無論是選擇繼續(xù)深造還是選擇工作，對于一個完整科學(xué)素養(yǎng)的人的塑造都是必須的。在科學(xué)實驗的過程中，培養(yǎng)了學(xué)生的積極主動性，包括主動查閱資料了解相關(guān)內(nèi)容、主動與他人交流解決問題、主動進(jìn)行日常實驗室管理，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的邏輯思維能力與認(rèn)真的態(tài)度，實事求是、戒驕戒躁與踏實肯干的精神，這些在社會工作當(dāng)中也是至關(guān)重要的品質(zhì)，對于職場發(fā)展是必須的。

因此，在生命科學(xué)領(lǐng)域的本科生人才培養(yǎng)與研究生人才培養(yǎng)對接問題中，在實驗前、實驗實施過程中、實驗結(jié)束之后的三階段均要融合研究生培養(yǎng)模式要點，重點培養(yǎng)本科生科學(xué)知識的前瞻性、科學(xué)技術(shù)的先進(jìn)性、科學(xué)素養(yǎng)的完整性、科學(xué)思維的縝密性，使學(xué)生進(jìn)入到研究生培養(yǎng)階段可以更快更好地融入研究生培養(yǎng)當(dāng)中。該文探討的細(xì)胞生物學(xué)實驗課程的教學(xué)過程中的實施措施與想法，還需不斷檢驗與完善，教師在教學(xué)上的思索是探索向前的，不能也不會一帆風(fēng)順與立竿見影，這就使得教師要結(jié)合平時的教學(xué)體會，不斷地探索前進(jìn)，最終做好學(xué)生的教育工作。

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