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1、细胞生物学实验教学的创新探索摘 要:细胞生物学是高校生命科学学院本科生必修的专业基础课程,它是与现代科学研究联系最紧密,以及应用最广泛的生物学课程之一。而细胞生物实验教学既是培养学生观察能力和实验能力的重要环节,也是培养学生科学素质的有效途径。在细胞生物学实验教学中,坚持对教学内容、教学方法与手段进行改革,并采取有效的教学设计、教学策略、教学方法和组织策略,形成具有鲜明特色的理论与实验教学体系,促进了高校人才培养和精品课建设。关键词:实验教学设计;人才培养;改革与创新以学生为本,紧密结合实践,紧跟学科发
2、展的前沿,教学内容与手段不断创新,是教学课程设计的重要方面。教学课程设计包括教学目标、教学内容、教学对象、教学策略、教学媒体、教学评价等。在实验教学活动中,如何把要求学生“学会如何学习技术”与要求教师“学会如何传授技术”统一起来,真正解决“如何教”与“如何学”的问题,即教师在实验教学课程中,如何分配实验技术实验课、实验教学顺序的安排、教学活动中的实验设计及教学实验中的组织形式等作一些介绍。1.理论教学内容与实验教学内容相结合细胞生物学是一门实验性很强的学科。细胞生物学的概念、原理和规律需要通过实验推导和
3、论证。实验教学是细胞生物学课程的主要组成部分之一,它促使学生理解和掌握细胞生物学理论知识、发展和提高技能,是其它教学形式不可替代的。同时,实验教学也不能脱离理论教学而进行。细胞生物学实验内容是对细胞生物学理论的验证和补充。例如细胞亚结构的观察实验与理论课细胞核、细胞内膜系统、细胞骨架理论内容紧密结合。又如在实验中采用配对的肿瘤细胞和正常细胞作为实验材料,学生通过自己的实验结果归纳和总结出正常细胞和肿瘤细胞在结构和生长代谢上的差异,为学生学习和掌握肿瘤细胞的基本特性提供了感性认识,加深了学生对理论内容的理
4、解。2.设计基础性实验、综合性实验和设计创新型实验与科研工作相结合在细胞生物学实验的教学设计上,遵循紧密围绕实验室科研课题指标的原则来进行,分为基础性实验、综合性实验、设计创新型实验三类。表1列出了我们开设的实验课安排。实验课的全部实验均与实际科研工作相联系。学生为了更好地进行与细胞生物学相关的科学研究工作或从事生物工程和基础医学研究工作的目的而来学习。他们的学习目的一般都很明确,就是将细胞生物学实验技术用于将来的课题研究。因此在教学实验中,教师在实验材料的使用上也与实际的科研工作相关。如:用细胞生长曲
5、线的测定方法可以测定药物对细胞生长状况的影响。实验使用的细胞来自实际科研工作的实验材料,既可以是癌细胞,也可以是正常细胞。而癌细胞既有血液来源的悬浮培养的血癌细胞又有来源于脏器的贴壁细胞等。不同的实验小组,使用不同的细胞、相同的药物;相同的细胞不同的药物或者不同的药物浓度。所有学生的实验结果组合在一起,就会成为一个较完整的科学工作。3.统一指导与激发学生的主动性相结合教学活动采取“课题实验小组”的组织形式进行。传统的实验教学是以教师为主的教师个体与学生个体或群体的单向交流关系,我们现在则通过建立以实验小
6、组为主要形式的实验组织方式实现教师与学生、学生之间的互动。如在设计创新型实验中,即“药物对细胞增殖的影响”等实验,均采用课题实验小组”的形式。组内每个学生承担不同实验的角色,而模仿真正“课题工作”。在“药物对细胞增殖的影响”中4个学生组成一个小组,几个小组再组成一个大组。一个实验大组使用多种细胞材料和一种药物。不同小组使用不同细胞材料做同一种药物的实验或者同一种细胞材料的不同种药物浓度。每个实验小组中1人做对照实验,其余3人做1个药物的3个浓度实验等。学生以小组为单位,自由探索和讨论,然后开展组与组之间
7、交流,可实现教师与学生多向交流与合作,这实际上也等于拓展了实验教学的时间和空间。在完成基础性实验、综合性实验的基础上,本课程根据科学性、可行性、简约性和实用性原则设立设计创新型实验。设计创新型实验是学生具备一定基础知识和实验技能后,培养和检验学生综合应用知识和动手能力的一种教学方法。也是一种培养学生综合能力的有效途径。在设计创新型实验中,学生运用学过的知识和掌握的技术参与实验的设计、实施;对实验结果进行合理的资料采集、整理、分析和归纳;合理地引用文献取得正确的结论;培养了学生的科学素质、创新思维及分析和
8、解决问题的能力。本课程结合现代科技的发展,选择一些实践性较强的实际课题,让学生参与从实验设计到实验实施,结果分析讨论及进一步的研究设想等过程。通过对学生的综合训练,培养了学生独立进行科研工作的能力。这些设计创新型实验也为学生开展探究式学习,培养创新能力提供了有效的舞台。通过在实验课程中体验科研的过程,既调动了学生的积极性,又改变学生单纯依赖实验讲义做实验的现象,使所学过的知识融会贯通。4.多种教学手段相结合以信息技术为核心的现代教育技术,为
