齊鳳慧 曾凡鎖 詹亞光 滕春波 景天忠
摘 ?要:實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本科人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),也是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要手段。細(xì)胞生物學(xué)理論課程的不斷深化,要求實(shí)驗(yàn)課也需要不斷改革以與理論課相適應(yīng)。結(jié)合林業(yè)院?,F(xiàn)狀建立了細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)線上線下混合式教學(xué)模式,激發(fā)了學(xué)生對(duì)細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí),提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:互聯(lián)網(wǎng)+;細(xì)胞生物學(xué);教學(xué)改革;虛擬仿真
中圖分類號(hào):G642 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A ? ? ? ? 文章編號(hào):2096-000X(2021)10-0135-04
Abstract: Experimental teaching is an important task for undergraduates, and is an important approach to train innovation capability for students. With the extensionof theory part of the course, the experimental part is required to improve to match the theory part. Based on the teaching states of forestry universities, this study established a mixed teaching pattern with online and offline courses, which has stimulated the study interests of students, made changes from passive study to active study, and improved the teaching quality in the end.
Keywords: Internet+; Cellular Biology; teaching method reform; virtual simulation
細(xì)胞生物學(xué)既是生命科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科,也是前沿學(xué)科;細(xì)胞的研究既是生命科學(xué)的出發(fā)點(diǎn),又是生命科學(xué)的匯聚點(diǎn)[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能、細(xì)胞重大生命活動(dòng)及分子機(jī)制的研究逐漸深入,強(qiáng)有力地影響著和改變著人類的生活,細(xì)胞生物學(xué)已成為生命科學(xué)的樞紐學(xué)科和前沿學(xué)科??v觀諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),大部分與細(xì)胞生物學(xué)密切相關(guān),說(shuō)明細(xì)胞生物學(xué)是當(dāng)今生物學(xué)的研究熱點(diǎn)[2]。細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)也隨著理論知識(shí)的深入發(fā)展而發(fā)展,在遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)及分子生物學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域不斷深入,成為生命科學(xué)研究的重要利器[3]。
2015年首次將“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃提升為國(guó)家戰(zhàn)略,推動(dòng)我國(guó)技術(shù)進(jìn)步、效率提升和組織變革[4]。同時(shí)“互聯(lián)網(wǎng)+”也在高等教育領(lǐng)域發(fā)揮著重要的影響和創(chuàng)新作用。細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是東北林業(yè)大學(xué)春季學(xué)期面向生物科學(xué)大類二年級(jí)學(xué)生開(kāi)設(shè)的必修課,共32學(xué)時(shí)。該課程于2017年依托超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)建立了在線開(kāi)放課程(https://mooc1-1.chaoxing.com/course/100251076.html),開(kāi)展了線上線下混合教學(xué)模式,通過(guò)具體實(shí)施和改進(jìn),豐富并提升了線上線下混合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)?,F(xiàn)將本課程的線上線下混合教學(xué)模式實(shí)施經(jīng)驗(yàn)介紹如下。
一、基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路
依據(jù)我校的“厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐、強(qiáng)能力、促個(gè)性、敢擔(dān)當(dāng)”的人才培養(yǎng)原則,結(jié)合新形勢(shì)下人才培養(yǎng)的要求,針對(duì)細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程,確立了注重知識(shí)的研究性、系統(tǒng)性學(xué)習(xí),突破傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容的局限性,將互聯(lián)網(wǎng)+和實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合,構(gòu)建培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維和實(shí)踐操作能力為目標(biāo)的框架。
我們將實(shí)驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)技術(shù)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、虛擬實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)技術(shù)主要介紹細(xì)胞生物學(xué)相關(guān)的技術(shù),包括細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察方法,細(xì)胞組分的分析方法,細(xì)胞培養(yǎng)與細(xì)胞工程技術(shù),細(xì)胞及生物大分子動(dòng)態(tài)變化分析方法,用于細(xì)胞生物學(xué)研究的模式植物等。目前我校生物學(xué)專業(yè)屬于大類招生,因此學(xué)生的基礎(chǔ)參差不齊,將理論部分的實(shí)驗(yàn)技術(shù)放在實(shí)驗(yàn)課中介紹,有助于學(xué)生更好的理解和掌握。設(shè)置基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)有助于一些基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生掌握細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作技術(shù)。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要包括細(xì)胞和細(xì)胞器的光學(xué)顯微鏡觀察,細(xì)胞內(nèi)DNA和RNA的原位顯示,細(xì)胞內(nèi)DNA的Feulgen反應(yīng)。在綜合實(shí)驗(yàn)中注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析的培養(yǎng),綜合實(shí)驗(yàn)主要包括細(xì)胞器(葉綠體、線粒體)的分離與觀察,不同處理?xiàng)l件對(duì)細(xì)胞骨架形態(tài)的影響,細(xì)胞凝集反應(yīng)與細(xì)胞質(zhì)膜通透性效應(yīng)的觀察。在虛擬實(shí)驗(yàn)中,使學(xué)生掌握一些大型儀器的操作使用和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的方法,解決大型儀器學(xué)生只能看不能每個(gè)人操作的難題。虛擬實(shí)驗(yàn)主要包括激光共聚焦顯微鏡虛擬仿真實(shí)驗(yàn),動(dòng)物細(xì)胞傳代培養(yǎng)與觀察虛擬仿真實(shí)驗(yàn),生物顯微鏡虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。在應(yīng)用實(shí)驗(yàn)中,需要學(xué)生運(yùn)用前面所掌握的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析方法,自主選擇材料方法并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),最后以論文的形式呈現(xiàn),主要包括細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)及實(shí)驗(yàn)論文寫(xiě)作,微絲抑制處理對(duì)花粉管中線粒體的分布及運(yùn)動(dòng)的影響,不同的氮、糖饑餓條件對(duì)酵母細(xì)胞自噬的影響,其中后兩個(gè)為研究型、自選實(shí)驗(yàn),對(duì)有能力、有興趣的完全開(kāi)放。應(yīng)用實(shí)驗(yàn)使學(xué)生既掌握了實(shí)驗(yàn)操作能力又學(xué)會(huì)科學(xué)寫(xiě)作方法。
在“互聯(lián)網(wǎng)+”的教學(xué)實(shí)施中,我們將實(shí)體課堂定為第一課堂,線上輔導(dǎo)和考核作為第二課堂。實(shí)驗(yàn)技術(shù)和虛擬實(shí)驗(yàn)共8學(xué)時(shí),為線上授課內(nèi)容,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)和綜合實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)共24學(xué)時(shí),為線下授課內(nèi)容。通過(guò)視頻課程講解實(shí)驗(yàn)原理、方法、應(yīng)用及相關(guān)的前沿技術(shù),學(xué)生根據(jù)課程內(nèi)容及文獻(xiàn)介紹,每個(gè)組設(shè)計(jì)出自己組的實(shí)驗(yàn)方案并上傳到在線課程中進(jìn)行討論。教師通過(guò)在線課程對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行指導(dǎo),學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案完善后在線下進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn)操作。通過(guò)這種線上線下的交互實(shí)驗(yàn),可以縮短課堂中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的時(shí)間,學(xué)生在操作中少走不必要的彎路,還可以培養(yǎng)學(xué)生自主構(gòu)建知識(shí),增長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)技能,提高自我創(chuàng)新的能力。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后需要在線上傳實(shí)驗(yàn)報(bào)告和論文,教師會(huì)及時(shí)反饋實(shí)驗(yàn)報(bào)告的意見(jiàn),對(duì)于優(yōu)秀的內(nèi)容或特別差的內(nèi)容,教師也會(huì)不記名地發(fā)到討論區(qū),讓學(xué)生討論交流,老師對(duì)學(xué)生反應(yīng)的問(wèn)題會(huì)定時(shí)跟蹤。
二、依托超星學(xué)習(xí)通構(gòu)建自主學(xué)習(xí)的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)在線課程
超星網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)是基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的新一代教學(xué)生態(tài)系統(tǒng)??梢栽诮淌叶?、移動(dòng)端和管理端進(jìn)行在線課程建設(shè)、學(xué)習(xí)、互動(dòng)、教學(xué)效果分析等。在超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上教師先進(jìn)行課程建設(shè)、班級(jí)管理,學(xué)生加入課程后可以隨時(shí)隨地在線學(xué)習(xí)、做作業(yè)、討論、做筆記、考試和查詢成績(jī),教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況可以進(jìn)行成績(jī)管理,在課堂上運(yùn)用手機(jī)移動(dòng)端App學(xué)習(xí)通發(fā)起簽到、搶答、投票、討論等教學(xué)互動(dòng)[5]。學(xué)習(xí)通雖然能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)全過(guò)程和考試結(jié)果記錄下來(lái),但學(xué)習(xí)資源、任務(wù)點(diǎn)的發(fā)布、討論主題的選擇以及學(xué)生在線答疑等等,這些都需要教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行精心設(shè)計(jì)和實(shí)施[6]。
我們借助超星平臺(tái),根據(jù)課程內(nèi)容構(gòu)建了細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)所有知識(shí)點(diǎn)及相關(guān)的視頻、課件、參考書(shū)、資料等。在課前及時(shí)發(fā)布課程通知、布置作業(yè),考試,討論等,通過(guò)管理信息功能,及時(shí)查看學(xué)生的章節(jié)測(cè)試結(jié)果,考試結(jié)果等,及時(shí)了解每一位同學(xué)的不足并單獨(dú)和學(xué)生溝通,指導(dǎo)他如何擬補(bǔ)和完善知識(shí)的弱點(diǎn),盡快跟上班級(jí)整體的學(xué)習(xí)節(jié)奏。學(xué)生通過(guò)在線預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、討論、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的操作以及報(bào)告總結(jié)的過(guò)程中,將獲取大量與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)的信息,這些信息的傳遞過(guò)程不僅是學(xué)習(xí)的過(guò)程也是能力培養(yǎng)的過(guò)程。
三、基于“互聯(lián)網(wǎng)+”精心安排細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)
(一)提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析能力
一門(mén)課程教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),往往取決于教學(xué)活動(dòng)的安排。學(xué)生在線學(xué)習(xí)除了觀看課程的視頻、PPT等,還需要完成教師布置的任務(wù),如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、作業(yè)、主題討論等。為了鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、明確實(shí)驗(yàn)的意義以及學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)和能力的發(fā)展等,我們對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)先提出問(wèn)題,有學(xué)生來(lái)設(shè)計(jì)完成。
如在細(xì)胞內(nèi)DNA和RNA的原位顯示實(shí)驗(yàn)中,這是一個(gè)基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn),但為了學(xué)生在后期的設(shè)計(jì)和綜合實(shí)驗(yàn)中更好的掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法,教師先提出多少濃度的甲基綠和派絡(luò)寧能更好的顯示細(xì)胞內(nèi)DNA和RNA?學(xué)生為了完成這個(gè)問(wèn)題就需要進(jìn)行單因素的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。學(xué)生對(duì)甲基綠和派洛寧的比例按照自己的想法設(shè)置3-5個(gè)梯度,比較不同的配比之間DNA和RNA原位顯示的差異。
學(xué)生通過(guò)對(duì)單因素實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)的掌握,逐步過(guò)渡到多因素的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。比如在細(xì)胞骨架的熒光檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中,教師依然先提出多少濃度的Triton X-100抽提非骨架蛋白效果最好,抽提的最佳時(shí)間是多長(zhǎng)?每組同學(xué)會(huì)根據(jù)自己的想法設(shè)置3-5個(gè)濃度和3-5個(gè)時(shí)間,然后不同的濃度和不同的時(shí)間進(jìn)行交叉組合。緊接著教師還會(huì)提出,在相同的濃度和時(shí)間條件下,不同的實(shí)驗(yàn)材料結(jié)果相同嗎?每個(gè)組會(huì)選擇3-5中實(shí)驗(yàn)材料,如韭菜、洋蔥、百合花粉等常見(jiàn)的試材,進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過(guò)這樣的練習(xí),不僅提高了學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和完成實(shí)驗(yàn)的能力,還提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性,一步一步的引導(dǎo)學(xué)生如何在實(shí)驗(yàn)中思考并提出問(wèn)題,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力及分析能力。
(二)引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)開(kāi)展虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)模式
虛擬仿真技術(shù)具有沉浸性、交互性、虛幻性和逼真性的4個(gè)基本特征[7]。隨著虛擬仿真技術(shù)的開(kāi)發(fā)及信息技術(shù)的發(fā)展,虛擬仿真實(shí)驗(yàn)被應(yīng)用到各大高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。
生物顯微鏡是細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)必備的儀器之一,學(xué)生需要正確掌握生物顯微鏡的使用及攝影。在學(xué)生使用中往往由于學(xué)生操作不當(dāng)導(dǎo)致油鏡頭的損壞,增加了儀器的維護(hù)費(fèi)用和教學(xué)成本。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的引入,可以使學(xué)生不用直接觸碰顯微鏡,就能提前熟練掌握顯微鏡的正確操作方法,避免了在實(shí)際使用中對(duì)顯微鏡造成的損壞。動(dòng)物細(xì)胞傳代培養(yǎng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的引物,可以避免在實(shí)際操作中對(duì)無(wú)菌環(huán)境要求高、成本也高、容易被污染的缺點(diǎn)。激光共聚焦顯微鏡虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的引入,可以解決生物學(xué)研究中需要新、貴、精的儀器設(shè)備問(wèn)題。在激光共聚焦顯微鏡中,共設(shè)置了4個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,包括激光共聚焦的單通道、多通道、Z軸掃描及三維重建, Ga2+動(dòng)態(tài)變化的時(shí)間序列掃描操作過(guò)程,操作結(jié)束后關(guān)閉軟件會(huì)有累計(jì)時(shí)間和分?jǐn)?shù)的記錄。這種大型儀器設(shè)備場(chǎng)所一般較少、空間較小、規(guī)范化操作要求高,相關(guān)操作需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的專業(yè)培訓(xùn)過(guò)程才能獨(dú)立使用。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的構(gòu)建,讓本科生在線學(xué)習(xí),可以實(shí)現(xiàn)其原本不可能(或很難)用到的儀器變?yōu)榭赡埽鉀Q了大型儀器在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中“只能看不能做、做了只能摸一下”的問(wèn)題,增強(qiáng)了大型教育設(shè)施的利用率和貢獻(xiàn)率。這樣既豐富了學(xué)生的閱歷,又提高了學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力。
(三)引入實(shí)驗(yàn)論文的寫(xiě)作提高學(xué)生科學(xué)寫(xiě)作能力
細(xì)胞生物學(xué)是一門(mén)綜合性的新興基礎(chǔ)理論學(xué)科,屬于現(xiàn)代生命科學(xué)的前沿學(xué)科,因此,離不開(kāi)科研論文的寫(xiě)作。而科研論文是對(duì)實(shí)驗(yàn)成果的總結(jié),它記錄著人們對(duì)真理探求的過(guò)程,體現(xiàn)科學(xué)研討的水平和價(jià)值,也是記錄科學(xué)研究者之間進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的文字載體。因此,我們從實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不僅培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的操作能力,更要培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及科學(xué)寫(xiě)作的能力。學(xué)生在前面的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、結(jié)果分析的練習(xí)中,逐漸提高自己從事科研的能力,在細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)論文寫(xiě)作中不僅要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)施、總結(jié)分析,還要完成一篇科研論文。教師首先會(huì)提出誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡有哪些方法?不同的方法中需要哪些誘導(dǎo)劑、誘導(dǎo)劑的濃度、誘導(dǎo)時(shí)間是多少?誘導(dǎo)之后需要用什么檢測(cè)劑檢測(cè)凋亡的信號(hào)?植物和動(dòng)物細(xì)胞凋亡是否一樣?學(xué)生會(huì)根據(jù)教師提出的這些問(wèn)題依次查找文獻(xiàn),并設(shè)計(jì)出自己的實(shí)驗(yàn)方案。這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案要求學(xué)生上課的前2周提交上來(lái),教師會(huì)根據(jù)學(xué)生的方案購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料、所需的試劑等。在上課時(shí)學(xué)生自己從配藥開(kāi)始,按照自己設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行具體的實(shí)施。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生要按照論文的要求提交實(shí)驗(yàn)論文。論文寫(xiě)作的基本要求是:論文字?jǐn)?shù)不少于2500字;包括題目、作者、班級(jí)、中英文摘要及關(guān)鍵詞,正文部分前言、材料方法、結(jié)果分析、討論,圖表按照科技論文要求編排,參考文獻(xiàn)不少于13篇;文字流暢,邏輯性強(qiáng),應(yīng)用科學(xué)語(yǔ)言進(jìn)行寫(xiě)作,避免口語(yǔ)化描述;對(duì)于所涉及的科學(xué)概念與術(shù)語(yǔ)力求準(zhǔn)確、嚴(yán)謹(jǐn)。最后每個(gè)小組派一名同學(xué)對(duì)小組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行PPT展示,由學(xué)生組成評(píng)委進(jìn)行評(píng)價(jià)打分。
科研論文的寫(xiě)作也是一種創(chuàng)造性的腦力勞動(dòng)。學(xué)生通過(guò)完成這樣一個(gè)項(xiàng)目的訓(xùn)練,可以提高自己分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的才能,可以促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的提高,同時(shí)科研論文的寫(xiě)作也是培育學(xué)生創(chuàng)新性思維的手段。
(四)引入自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目激發(fā)學(xué)生科研潛力
在應(yīng)用實(shí)驗(yàn)中,引入兩個(gè)研究型、自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,分別是微絲抑制劑處理對(duì)花粉管中線粒體的分布及運(yùn)動(dòng)影響,不同氮、糖饑餓條件對(duì)酵母細(xì)胞自噬的影響,這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也是對(duì)學(xué)生能力的一個(gè)拓展。通過(guò)前面的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,學(xué)生能夠掌握在面對(duì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí),如何提出問(wèn)題、如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、如何實(shí)施等。因此,對(duì)于自選的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,學(xué)生需要提前查閱文獻(xiàn),設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案并發(fā)布到在線課程的討論區(qū),教師和其他學(xué)生都可以對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)估,評(píng)價(jià)方案的可行性。然后學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行完善,實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備、實(shí)施、結(jié)果分析及撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)論文。
自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施,學(xué)生可以通過(guò)閱讀文獻(xiàn)來(lái)增強(qiáng)自己的邏輯思維能力,提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)施、總結(jié)研究項(xiàng)目的能力。同時(shí),學(xué)生能夠主動(dòng)思考并挑戰(zhàn)一些新的想法,在實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中,每一個(gè)問(wèn)題的出現(xiàn)和解決都會(huì)鼓舞學(xué)生的士氣,給他們帶來(lái)滿滿的成就感和對(duì)科學(xué)研究的熱情。
(五)利用“互聯(lián)網(wǎng)+”搭建師生交流平臺(tái)
由于線下課時(shí)有限,學(xué)生和教師交流的機(jī)會(huì)和時(shí)間都很短暫,因此,依托超星學(xué)習(xí)通平臺(tái),學(xué)生可以將問(wèn)題發(fā)表在討論區(qū),教師和其他同學(xué)進(jìn)行討論。學(xué)生可以自己發(fā)表新主題,也可對(duì)別人發(fā)表的主題進(jìn)行回復(fù),發(fā)表意見(jiàn)。為了鼓勵(lì)學(xué)生積極的參加課程討論,對(duì)討論的學(xué)生也有一定的分值的獎(jiǎng)勵(lì),這樣就促使學(xué)生來(lái)參加討論,就可把學(xué)生從刷微信“朋友圈”拉到刷學(xué)習(xí)通“討論區(qū)”上來(lái)。學(xué)生開(kāi)始不知道如何發(fā)帖,發(fā)什么樣內(nèi)容的帖子,所以教師要在課程開(kāi)始階段,發(fā)一些討論話題,引導(dǎo)學(xué)生積極發(fā)帖討論。對(duì)學(xué)生的帖子老師也會(huì)及時(shí)回復(fù),因?yàn)槊總€(gè)學(xué)生都希望自己的內(nèi)容得到老師的響應(yīng)。老師對(duì)學(xué)生的話題進(jìn)行及時(shí)回復(fù),評(píng)價(jià)(置頂、評(píng)分、加精等),可以激勵(lì)學(xué)生討論的積極性。
比如在最初實(shí)驗(yàn)中用到的瑞氏染液,我們會(huì)在討論區(qū)提出瑞氏染液由什么組成?染色時(shí)主要染細(xì)胞的什么部位?再比如常用的甲基綠,我們會(huì)在討論區(qū)提出甲基綠電離出正電荷,不就是像氫離子嗎?為什么顯堿性而不是酸性?學(xué)生通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的回復(fù)可以更加全面的了解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)中的小知識(shí)點(diǎn)等。同時(shí)也調(diào)動(dòng)了學(xué)生討論的積極性,學(xué)會(huì)如何發(fā)一些與課程相關(guān)的帖子。借助學(xué)習(xí)通在線平臺(tái),學(xué)生可實(shí)時(shí)查看自己的成績(jī),做到公開(kāi)、公平。
四、線上線下混合式教學(xué)體會(huì)
《細(xì)胞生物學(xué)》是大學(xué)本科生物科學(xué)類各個(gè)專業(yè)的基礎(chǔ)課,同時(shí)也是醫(yī)學(xué)、林學(xué)、農(nóng)學(xué)等一些相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課?!凹?xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”既是理論課程教學(xué)的延伸,又是對(duì)學(xué)生科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)的平臺(tái)與窗口[8]。由于細(xì)胞生物學(xué)是一門(mén)發(fā)展非常迅速的學(xué)科,因此,在教學(xué)中還需要引入細(xì)胞生物學(xué)中一些重大的研究成果,使學(xué)生明白這些研究成果的實(shí)驗(yàn)是如何完成的,用到哪些實(shí)驗(yàn)技術(shù)。這既可以不斷更新知識(shí),及時(shí)彌補(bǔ)教材知識(shí)的滯后性,同時(shí)也可以提高學(xué)生對(duì)科學(xué)問(wèn)題探究的積極性[9]。
細(xì)胞生物學(xué)的尖端研究往往難度大、復(fù)雜程度高,系統(tǒng)性強(qiáng),實(shí)驗(yàn)過(guò)程微觀、抽象。然而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往因硬件條件、課時(shí)數(shù)等因素,造成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大多為割裂、獨(dú)立的單個(gè)實(shí)驗(yàn)技能,很難引入完整的、系統(tǒng)的前沿研究?jī)?nèi)容和最新實(shí)驗(yàn)技術(shù)。要在有限的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)內(nèi)增加教學(xué)內(nèi)容、提高教學(xué)質(zhì)量和效率,必須對(duì)傳統(tǒng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行改革。利用“互聯(lián)網(wǎng)+”建立線上、線下混合式教學(xué)模式,可以對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行重要補(bǔ)充和擴(kuò)展,保證細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性、綜合性,同時(shí)又促使學(xué)生開(kāi)拓視野,獲得更為系統(tǒng)全面的技能訓(xùn)練,建立完整的生命科學(xué)知識(shí)體系, 培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、獨(dú)立思考能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。
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基金項(xiàng)目:2019年黑龍江省教育廳“基于‘互聯(lián)網(wǎng)+的林業(yè)院校細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究與實(shí)踐”(編號(hào):SJGY20190034);2020年?yáng)|北林業(yè)大學(xué)“‘互聯(lián)網(wǎng)+高等教育新形態(tài)下搭建‘推拉式自主學(xué)習(xí)平臺(tái)的探索與實(shí)踐”(編號(hào):DGY2020-14)
作者簡(jiǎn)介:齊鳳慧(1976-),女,漢族,北京人,博士,高級(jí)工程師,研究方向:林木遺傳改良與逆境分子生物學(xué);曾凡鎖(1980-),男,漢族,黑龍江明水人,博士,教授,研究方向:林木遺傳改良與逆境分子生物學(xué);詹亞光(1963-),女,漢族,黑龍江哈爾濱人,博士,教授,研究方向:林木遺傳改良與逆境分子生物學(xué);滕春波(1970-),女,漢族,山東萊州人,博士,教授,研究方向:分子細(xì)胞生物學(xué);景天忠(1974-),男,漢族,甘肅民勤人,博士,副教授,研究方向:生物防治及微生物組學(xué)。