徐鑫

摘 要：細胞生物學是生命科學領域的基礎學科，也是當前發(fā)展最為迅速的前沿學科之一。作為細胞生物學課程的重要組成部分，實驗教學對提高學生的實踐能力，培養(yǎng)科研思維和創(chuàng)新能力發(fā)揮著不可替代的作用。通過多年的教學實踐，我們對細胞生物學實驗的教學內容、教學方法以及考核指標三個方面的教學改革進行了探討，初步構建了培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力的實驗教學體系。

關鍵詞：實驗；細胞生物學；創(chuàng)新；教學體系；構建

細胞生物學是生命科學相關專業(yè)重要的專業(yè)必修課程。一方面，它匯集了多個學科的精髓，從細胞這個單位里揭示多種生命現(xiàn)象的奧秘，已發(fā)展成為生命科學的“中心學科”；另一方面，它也是一門實踐性很強的學科，在疾病的診斷與治療、藥物的開發(fā)與生產、新品種的培育與繁殖以及環(huán)境修復與新能源的開發(fā)等方面具有重要的實踐意義。細胞生物學實驗教學是本課程的重要組成部分，涵蓋“顯微鏡的使用”和“葉綠體、線粒體提取”等驗證性實驗以及“細胞培養(yǎng)”和“原生質體融合”等綜合性、設計性實驗。如何通過細胞生物學實驗教學提高學生對本學科知識實踐應用的能力，以及獨立思考和自主創(chuàng)新能力，適應學科與產業(yè)發(fā)展的需要，是地方應用型高校實驗教學改革的一項重要任務。經過多年的教學實踐，我們探索出一套能有效培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力的實驗教學體系。

一、優(yōu)化教學內容

1.自編特色教案。以往的教學中，各門實驗課程均獨立設置，缺少相近和相關課程之間的有機融合與銜接，造成生物技術專業(yè)的不同實驗課程內容相似甚至完全重復。例如，“植物細胞有絲分裂和減數(shù)分裂的觀察”實驗在細胞生物學、遺傳學和普通生物學實驗課程中均有開設。為此，我們在選擇實驗項目時應首先了解學生所學的其他相關實驗課程，刪除重復及過于簡單的實驗。

在制定教學內容時，本著拓寬視野、夯實基礎、提高專業(yè)地區(qū)應用性的理念，以提高學生的基本實驗技能、獨立思考與自主創(chuàng)新能力、理論聯(lián)系實踐能力為目標，按照逐步遞進的規(guī)律，科學系統(tǒng)地組織教學內容。既強調實驗內容的基礎性，又體現(xiàn)整個實驗體系的系統(tǒng)性和綜合性，結合生物技術專業(yè)特色編寫適合我校學生的特色實驗教案，為細胞生物學實驗教學打好理論基礎。新教案對現(xiàn)有實驗項目進行篩選優(yōu)化與科學整合，把最新的科研成果充實到實驗內容中，反映了細胞生物學最新的研究進展和技術。并且，我們堅持每學年對實驗內容進行篩選和更新，做到每學年至少有1～2個新實驗項目。

首先開設一些如“細胞器觀察”和“細胞顯微結構觀察”等基礎性實驗，以增進學生對理論知識的理解，鍛煉他們的實際操作能力，培養(yǎng)良好的實驗素養(yǎng)，為下一步開設綜合性、探索性較強的“動植物細胞骨架觀察”和“細胞融合”等實驗奠定基礎。

2.增加綜合性、設計性實驗。綜合性實驗涉及多項實驗技術，其目的是培養(yǎng)學生解決問題的系統(tǒng)思維能力和綜合動手能力。為了進一步提高實驗的綜合性，一方面，我們將幾個簡單的驗證性實驗有機地融合成綜合性大實驗，例如，將“線粒體的活體染色”和“線粒體的提取”兩個實驗融合成綜合性實驗“線粒體的提取與檢測”；另一方面，對已有的綜合性實驗進行改造，增加其深度。例如，分別用動物和植物細胞進行“細胞骨架觀察”實驗，對實驗流程進行對比和分析，提高了實驗的綜合性。

二、多元教學方法的嘗試

傳統(tǒng)的以教師為主導的實驗教學方法遠遠不能滿足現(xiàn)代課堂的需求，充分調動學生的興趣、提高教學質量還有賴于課堂教學方法的進一步改革。在不斷摸索中，我們發(fā)現(xiàn)反面示教法、開放型實驗教學以及建立學生實驗團隊能有效地活躍課堂，促進學生主動參與實驗，收到良好的教學效果。

1.反面示教法。反面示教法通過在示教的過程中故意示范錯誤的方法，增強學生對錯誤操作的認識。教學內容為具體實驗方法的課程非常適用于這種教學方法。目前，實驗教學采用的主流教學方法均是正確示教法，也就是先由教師實際操作演示部分實驗過程，再以圖片或視頻的形式顯示實驗結果，接著反復強調實驗的注意事項，最后由學生依葫蘆畫瓢似地進行實驗操作。這種教學方法，教師先將實驗流程和要點和盤托出，學生的實驗過程異常順利。在教學實踐中我們發(fā)現(xiàn)，雖然反復強調，但學生仍然會出現(xiàn)各種不規(guī)范操作，教學效果并不理想。而反面示教法是先由學生預習實驗內容，教師在課堂上先故意忽略實驗注意事項，演示不正確的操作方法，然后由學生找出錯誤操作并進行更正。從記憶心理學的角度出發(fā)，學生沒有找出的錯誤往往就是實際操作中容易忽略的記憶盲點。此時，教師可以再示范學生遺漏的正確操作，將記憶盲點轉化為記憶亮點。在細胞生物學實驗課堂上，反面示教法收到了非常好的教學效果。

2.開放型實驗教學。在傳統(tǒng)的實驗教學中，每次實驗之前教師必須要做多次預實驗，反復篩選最佳實驗條件，然后才放心教學。學生按照教師篩選優(yōu)化后的條件循規(guī)蹈矩地進行實驗。這種教學方法的優(yōu)點是能保證學生都得到正確的實驗結果。然而，這種教學方法的弊端也十分明顯。整個實驗操作過程，學生不需要思考和提問，大大降低了實驗的探索性和學生的創(chuàng)新能力，使實驗變得毫無趣味。因此，這種乏味的實驗課很容易使學生喪失學習積極性，進而影響其將來進一步開展更高層次科學研究的興趣。

3.建立學生實驗團隊。傳統(tǒng)教育很看重成績，對學生性格的培養(yǎng)不夠。為了培養(yǎng)學生的團結意識，獨立思考、操作以及語言表達等能力，在實驗中，我們要求學生組成固定的實驗團隊，每個團隊不超過5人，由隊長整體規(guī)劃，對隊員、實驗資源進行分工和調配。整個實驗過程在團隊的合作中進行，隊員分別進行資料的查找，方案的設計，實驗的準備、實施、輔助、督查、記錄和整理工作，力爭親自參與實驗每一個環(huán)節(jié)。隊長要最大限度地為團隊每個成員提供實驗機會，充分鍛煉隊員的動手能力。為了進一步提高學生的綜合素質，我們還將部分實驗項目分配給每個團隊，由團隊具體負責一次實驗準備和講解工作，并隨機回答教師和同學的提問。最后團隊將實驗過程總結成一篇科技小論文，并用多媒體手段進行展示。實驗團隊的建立徹底改變了以往沉悶的以教師為主導的課堂，真正帶動了全體學生的學習熱情。在實驗過程中，教師通過與學生互動，也從中受益，實現(xiàn)了教學相長，從而提高了教學效率。

三、結束語

為了適應地方應用型高校轉型發(fā)展的需要，充分激發(fā)大學生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)他們的綜合素養(yǎng)和科研意識，促進學生對細胞生物學實驗技能的掌握。我們對細胞生物學實驗進行了改革，取得了一定的成績，構建了較為完善的實驗教學體系。細胞生物學實驗教學改革是一項長期而艱巨的系統(tǒng)工程，需要我們在今后的工作不斷改善和提高。

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基金項目：2015年河南省教育技術裝備和實踐教育研究立項課題（GZS092）；新鄉(xiāng)學院教育改革項目（XJGLXZ2015-46）；新鄉(xiāng)學院本科教學工程項目（XJYZKC2014-31）。