細胞生物學的研究方法范文
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篇1
晶狀體后囊膜混濁(PCO)是現代白內障囊外摘除聯合人工晶狀體植入術術后引起視力下降的常見,有多種方法用于研究后囊膜混濁,但各有利弊。細胞調節系統在后囊膜混濁的形成發揮重要作用。本文就后囊膜混濁的不同研究方法及與后囊膜混濁有關的細胞生物學調節方式進行綜述,展望防治PCO的前景。
【關鍵詞】 后囊膜混濁 細胞生物學調節 晶狀體上皮細胞
Progresses of researching approaches and cell biology researches on posterior capsular opacification
AbstractPosterior capsular opacification is one of the main causes of visual ability decrease after cataract extraction combined with intraocular lens implantation. Its researching approaches are various with different advantages and disadvantages. Cell regulation system plays an important role in the forming of posterior capsular opacification. The present paper reviews the different researching approaches of posterior capsular opacification and related cell biological development.
· KEYWORDS: posterior capsular opcaification; cell biological regulation; lens epithelial cells
0引言
目前治療白內障唯一有效的方法就是通過手術來恢復視功能。后囊膜混濁(posterior capsular opacification,PCO)是白內障手術的最常見并發癥。PCO的出現會引起繼發性的視功能喪失,需要進一步應用激光治療,激光治療費用較高,術后并不是沒有風險[1]?,F代白內障手術保留了囊袋,囊袋由部分前囊和整個后囊組成,起到隔離房水和玻璃體的作用,大部分囊袋內放置了人工晶狀體。剩余前囊膜的晶狀體上皮細胞會頑固地殘留,這些殘留細胞會重新增殖進入裸露的前囊區域,還會侵入人工晶狀體的表面,占據前囊的外表面,最重要的還會分布在原來非細胞成分的后囊。細胞的持續性分化最后覆蓋整個后囊而遮擋視軸。一薄層細胞不足以引起影響視路,隨后出現的有基質和細胞成分的組織會引起光的散射。如果這些變化不斷加重,視力將嚴重受損并需手術治療。
目前,用于研究后發性白內障的研究方法主要以下幾種方法:細胞培養研究;活體動物研究;囊袋模型;活體觀察;尸體眼的分析。這些研究方法各有利弊,卻從不同角度為研究PCO提供了可靠的工具。
1.1細胞培養研究 這是最簡單的研究方法,一般使用細胞系或從原位獲取組織后原代細胞培養來分析其生長特征。這些實驗能夠確定哪些因子能夠刺激或抑制生長。缺點是使用的細胞培養介質不是活體發生后發性白內障眼內環境,同時,培養的介質成分很大程度上不僅決定生長的速度,而且決定細胞的分子特性。例如,原位人晶體上皮細胞主要表達M1毒蕈堿的受體亞型,而人晶體細胞系HLE-B3表達M3亞型[2]。另外,在一些細胞系不表達αA-晶體蛋白,而αB-晶體蛋白和PAX6(眼主導基因)卻被發現。并且,細胞培養所受到的干擾因素較大,單純的晶狀體上皮細胞培養必須加入一定濃度的胎牛血清,血清中含有多種生長因子,部分成分不明。但是,細胞系仍舊有許多研究價值,首先它提供哪些分子是有潛在研究價值的,在多大濃度下是有效的。而且,一旦被證實與更復雜的實驗模型或尸體材料有相關性,這種易于獲取的細胞系就是深入研究的最好體系。
1.2活體動物研究 最普通的動物模型就是兔。主要的缺點除了論理學上的考慮外,兔或貓動物體內細胞生長與于靈長類(動物) 有差別。同時,靈長類不同物種手術造成的創傷后具有不同的特殊表現[3]。另外,大多數信息只能在動物處死后檢測到,不利于研究PCO發展的相關細節問題。
1.3囊袋模型 這種模型是在最近出現的,通過模擬一個虛擬的白內障手術獲得,這種囊袋與活體的是一致的。囊袋培養體系需要有正常的基質,無血清條件下可生長。這類模型的一個重要方面就是如何維持囊袋的形狀。一些研究組將環形結構植入囊袋內[4,5],而另一些研究組使用細針固定維持環形結構[6,7,8]。同時,可以將IOL植入到這種模型里用來研究其所起到的作用。這種模型研究方法已經應用到人[4,6,7],犬齒類動物[8]、牛的晶狀體[5]上。人和犬齒動物都是接受了常規白內障手術,囊袋培養系提供了目前最直接的臨床相關活體資料。國內黃瑾[9]有報道應用囊袋法體外培養晶狀體上皮細胞的情況,認為可以建立較為穩定的體外環境,較為真實體現白內障囊外摘除術后的各種變化,體外培養的后囊膜上的晶狀體上皮細胞的增殖、移行、皺褶形成、囊膜光散增強均與體內變化相似。
1.4活體觀察 隨著科學技術的發展,攝影系統已經發展到能夠觀察到視軸范圍內的囊袋的細節改變[10,11],能夠隨時觀察患者的病情變化。盡管這項技術目前不能提供單一細胞水平的信息,卻是觀察PCO進展的較好方法。
1.5尸體眼分析 這種方法有利于理解哪些分子在囊袋內出現并參與了PCO。這些分子可能有基質成分、細胞標記物及生長因子。用來分析研究的技術包括;電子顯微鏡、免疫組織化學、RT-PCR和ELISA。通過這種方法得到的信息可以與其他提到的實驗方法相比較。這種研究方法只能提供出與PCO病變相關的致病信息,不提供哪些分子與PCO進展確切的證據。
2細胞生物學調節系統
大多數白內障手術,術后晶狀體上皮細胞將粘附于囊膜下,成為發生PCO的隱患。盡管PCO的發生過程,IOL起到重要作用,但PCO的嚴重程度依賴于細胞調節系統的本身。參與PCO發展的細胞調節信號來源于周圍環境。這些調節因子來源于晶狀體細胞本身或眼內其他組織,形成了自分泌和旁分泌調節方式。這兩種調節系統提供了充足的信號信息進而維持細胞的生存與生長,參與PCO的發展過程。
2.1旁分泌調節 最初人們就認識到血——房水屏障破壞后房水中蛋白質含量增高,出現炎癥反應的現象。有些蛋白質僅僅在眼外傷后的房水內存在,產生的多肽與蛋白質具有強大的調節晶狀體細胞的功能。大量實驗數據表明有多種因子調節控制不同物種的晶狀體細胞生物活性。Davidson曾報道使用含有200μg/L的轉鐵蛋白培養介質能夠明顯增加LEC細胞的生存時間[12]。堿性成纖維細胞生長因子(bFGF),能夠以不同濃度使培養的鼠晶狀體上皮細胞的增殖、遷移、分化速率達到最大化[13]。酸性成纖維細胞生長因子也有相似的作用,但是有效濃度要更大[14]。轉化生長因子TGFβ是一種蛋白質,是參與傷口愈合和肉芽組織形成的重要生長因子之一,后囊膜混濁也是手術性創傷后機體的一種愈合反應過程,對TGFβ和PCO關系的研究一直是熱門[15]。TGFβ通常存在于房水中,但多數是以隱匿的形式存在,外傷及手術刺激后其活性增加。 眼內合成的主要以TGFβ2為主,TGFβ1也能從血中進入房水中。將TGFβ加入鼠或牛晶狀體上皮細胞膠原伐培養基能夠誘導襯(下)層基質的收縮[16]。同時,加入TGFβ后可以誘導鼠晶體上皮細胞轉化為平滑肌肌動蛋白SMA[17],這一誘導過程特異性依賴TGFβ2和TGFβ3,且效果強于TGFβ1的10倍。大多數情況下,TGFβ增加細胞外基質的生成,抑制多數類型細胞的增值,并且誘導許多生長因子如結締組織生長因子、血小板衍生生長因子,FGF等。Wunderlich等[18]就報道了在尸體眼囊袋內存在結締組織生長因子,這種特殊因子的表達與 TGFβ有關。
2.2自分泌調節 手術后短期內房水中的蛋白質迅速增高,在數周或數月內緩慢降低恢復正常。PCO出現后并不是需要馬上二次手術治療,這就提示在最初高血清蛋白質的條件下,PCO的不發展可以持續一段時間。這時就有可能存在另一調節系統——自分泌調節機制。由此可以推測,生長因子在正常水平的情況下,由晶狀體分泌的大量的可發覺的蛋白質起到緩慢促進PCO進展的作用。Ishizaki等[19]研究鼠的晶狀體細胞發現在無蛋白質培養基條件下細胞能夠生存,他們也推斷之所以避免由凋亡引起的細胞死亡而生存是依賴于下層基質和細胞密度。Wormstone等[7]揭示了用無血清培養基培養的人囊袋模型中晶狀體細胞不僅能夠抵御手術造成的破壞而且能夠活躍地增殖和生長。這個重要發現揭示了晶體上皮細胞自分泌調節系統的存在。在牛、狗的晶狀體細胞在類似條件下也能夠生存[5]。晶狀體細胞能夠合成蛋白質,可能與血-房水屏障破壞后,為了適應不利的生存環境,晶狀體細胞合成必需蛋白質維持其自身生存。其他的屏障系統(如血-腦屏障)破壞后,也會出現與晶狀體相似的自分泌調節機制來維持生存[20]。
已有研究囊袋模型認為原位的晶狀體上皮細胞是完整的自分泌系統。EGF和EGF受體在人晶狀體上皮細胞表達[21]。應用囊袋培養系,能夠鑒定出手術后不同時期的哪些信號成分出現,檢測出它們在PCO發展中起到作用。通過RT-PCR技術研究培養的人晶狀體囊袋,認為堿性成纖維細胞生長因子bFGF及FGFR1是參與潛在的自分泌途徑的成分[22,23]。
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3防治晶狀體后囊膜混濁前景展望
已經有多種不同方法用于防治PCO。術中行晶狀體囊膜拋光可以有效減少晶狀體上皮細胞的數量。但是,目前看來,通過這種方法不可能完全去除所有細胞,并且少量殘留細胞可以引起后囊再生。與手術相關的技術改進主要針對眼內晶狀體的創新。制備人工晶狀體的材料有多種,各種人工晶狀體在防治PCO發生的作用主要是由晶狀體的物理特性決定的。現在認為,直角型晶狀體能夠形成一個屏障阻止細胞向后囊生長。這種設計方法的改進無疑對于防治后發性白內障是有效果的,但是仍不能完全杜絕后發性白內障的發生[24]。
目前有大量的藥物通過體外抑制晶狀體細胞的增長來防治PCO[25-29]。臨床上,目前有3種方法通過藥物減少細胞的增長,包括藥物直接注入到前房,調整灌注液成分,調整人工晶狀體成分。問題是,這些藥物釋放對其他組織有毒性作用,尤其是對角膜內皮的傷害。目前,釋放藥物的最佳途徑就是通過人工晶狀體,這樣能便于控制藥物的釋放,同時局部達到較高濃度有利于原位抑制有潛在增殖能力的細胞。事實上,將人工晶狀體的襻修飾上細胞毒性藥物能夠直接將藥物釋放到赤道部細胞。Behar-Cohen[26]曾經觀了將FGF-皂草素復合物結合到肝素表面處理的人工晶狀體后植入兔眼的效果,皂草素通過FGF與上皮細胞受體結合,并殺死細胞。這種方案出現了一些副作用,包括暫時性角膜水腫和虹膜色素沉著。藥物釋放系統既需要有保護作用有能夠保證有用的藥物釋放。也有一些研究針對了藥物緩釋系統,這些材料通常是不透明,不能放置視軸部位,但可以應用到囊袋內張力環或襻上。
總之,用于研究防治后發行白內障的研究工作除了在人工晶體的改進方面取得了較大進步外,在研究方法上及細胞分子生物學方面也取得了可喜成績,但還有許多問題需要解決。應用細胞分子生物學技術治療后囊膜混濁是未來治療后發性白內障的有效手段。
【參考文獻】
1 Ranta P, Kivela T. Retinal detachment in pseudophakic eyes with and without Nd:YAG laser posterior capsulotomy. Ophthalmology ,1998;105(11):2127-2133
2 Collison DJ, Coleman RA, James RS, Carey J, Duncan G. Characterization of muscarinic receptors in human lens cells by pharmacologic and molecular techniques. Invest Ophthalmol Vis Sci ,2000;41(9):2633-2641
3 Bito LZ. Species differences in the responses of the eye to irritation and trauma:a hypothesis of pergence in ocular defense mechanisms, and the choice of experimental animals for eye research. Exp Eye Res ,1984;39(6):807-829
4 Nagamoto T, Bissen-Miyajima H. A ring to support the capsular bag after continuous curvilinear capsulorhexis. J Cataract Refract Surg ,1994;20(4):417-420
5 Saxby L, Rosen E, Boulton M. Lens epithelial cell proliferation, migration, and metaplasia following capsulorhexis. Br J Ophthalmol ,1998;82(8):945-952
6 Liu CS, Wormstone IM, Duncan G, Marcantonio JM, Webb SF, Davies PD. A study of human lens cell growth in vitro:A model for posterior capsular opacification. Invest Ophthalmol Vis Sci ,1996;37(5):906-914
7 Wormstone IM, Liu CS, Rakic JM, Marcantonio JM, Vrensen GF, Duncan G. Human lens epithelial cell proliferation in a protein-free medium. Invest Ophthalmol Vis Sci ,1997;38(2):396-404
8 Davidson MG, Wormstone M, Morgan D, Malakof R, Allen J, McGahan MC. Ex vivo canine lens capsular sac explants. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol ,2000;238(8):708-714
9黃瑾,謝莉娜,卞春及.囊代法觀察兔晶體上皮細胞體外和后囊膜混濁.南京醫科大學學報(自然科學版),2004;24(3):259-264
10 Ursell PG, Spalton DJ, Pande MV, Hollick EJ, Barman S, Boyce J, Tilling K. Relationship between intraocular lens biomaterials and posterior capsular opacification. J Cararact Refract Surg ,1998;24(3);352-360
11 Hollick EJ, Spalton DJ, Ursell PG, Pande MV, Barman SA, Boyce JF, Tilling K. The effect of polymethylmethacrylate, silicone, and polyacrylic intraocular lenses on posterior capsular opacification 3 years after cataract surgery. Ophthalmology ,1999;106(1):49-54
12 Davidson MG, Harned J, Grines AM, Duncan G, Wormstone IM, McGahan MC. Transferrin in after-cataract and as a survival factor for lens epithelium. Exp Eye Res ,1998;66(2):207-215
13 McAvoy JW, Chamberlain CG. Fibroblast growth factor induces different responses in lens epithelial cells depending on its concentration. Development ,1989;107(2):221-228
14 Chamberlain CG, McAvoy JW. Induction of lens fibre differentiation by acidic and basic fibroblast growth factor. Growth Factos ,1989;1(2):125-134
15 Moustakas A, Pardali K, Gaal A, Heldin CH. Mechanisms of TG-β signaling in regulation of cell growth and differentiation. Immunol Lett ,2002;82(1-2):85-91
16 Kurosake D, Kato K, Nagamoto T, Negishi K. Growth factors influence contractility and alpha-smooth muscle actin expression in bovine lens epithelial cells. Invest Ophthalmol Vis Sci ,1995;36(8):1701-1708
17 Gordon-Thomson C, Iongh RU, Hales AM, Chamberlain CG, McAvoy JW. Differential cataractogenic potency of TGF-betal1,-betal2,and -betal3 and their expression in the postnatal rat eye. Invest Ophthalmol Vis Sci ,1998;39(8):1399-1409
18 Wunderlich K, Pech M, Eberle AN, Mihatsch M, Flammer J, Meyer P. Expression of connective tissue growth factor mRNA in plaques of human anterior subcapsular cataracts and membranes of posterior capsule opacification. Curr Eye Res ,2000;21(2):627-636
19 Ishizaki Y, Voyvodic JT, Burne JF, Raff MC. Control of lens epithelial cell survival. J Cell Biol ,1993;121(4):899-908
20 Espinosa de los MonterosA, Kumar S, Scully S, Cole R, de Vellis J. Transferrin gene expression and secretion by rat brain cells in vitro. J Neurosci Res ,1990;25(4):576-580
21 Majima K. Human lens epithelial cells proliferate in response to exogenous EGF and have EGF receptor. Ophthalmic Res ,1995;27(6):356-365
22 Wormstone IM, Del Rio-Tsonis K, McMahon G, Tamiya S, Davies PD, Marcantonio JM, Duncan,G. FGF: an antocrine regulator of human lens cell growth independent of added stimuli. Invest Ophthalmol Vis Sci ,2001;42(6):1305-1311
23王錚,夏群,劉小偉,崔寶華.人工晶狀體后囊混濁對視功能的影響.國際眼科雜志,2006;6(2):377-380
24石海紅,管懷進.人工晶狀體的設計對后囊膜混濁的影響.國際眼科雜志,2004;4(5):882-886
25 McDonnell PJ, Krause W, Glaster BM. In vitro inhibition of lens epithelial cell proliferation and migration. Ophthalmic Surg ,1988;19(1):25-30
26 Behar-Cohen FF, David T, D'Hermies F, Pouliquen YM, Buechler Y, Nova MP, Houston LL, Courtois Y. In vivo inhibition of lens regrowth by fibroblast growth factor 2-saporin. Invest Ophthalmol Vis Sci ,1995;36(12):2434-2448
27 Nishi O, Nishi K, Saitoh I, Sakanishi K. Inhibition of migrating lens epithelial cells by sustained release of ethylenediaminetetraacetic acid. J Cataract Refract Surg ,1996;22 (Suppl 1):863-868
篇2
一、生物專業細胞生物學課程發展歷程
1978年,哲里木醫學院生物教研室成立,在臨床醫學專業開設了《醫學生物學》課程,本、專科分別為72、54學時,先后由王光榮、董秀蘭、王靜霞、馬文良、孟青、南曉光等教師任教。在當時的《醫學生物學》課程中,已用相當的篇幅向學生介紹了醫學細胞生物學知識。1992年,蒙醫學院將臨床醫學專業的《醫用生物學》課程一分為二,南曉光老師開設《醫學細胞生物學》,理論課30學時,實驗課18學時。2000年,哲里木盟畜牧學院、內蒙古民族師范學院及內蒙古蒙醫學院三所學校合并成立今天的內蒙古民族大學后,教學條件得到了顯著改善。2007年,隨著生命科學院的成立,《細胞生物學》的發展進入了一個嶄新階段,被評為內蒙古民族大學首批校級精品課程之一,而且獲得了0.5萬元/年的經費大力支持。
二、課程內容體系和結構
隨著我校課程教育改革發展形勢,我們教研室對細胞生物學專業課程進行了較系統的改革探索,并經歷了反復實踐調查研究,才逐漸形成了今天的細胞生物學課程教學體系。在學校和學院的大力支持下,以及老一輩教師與新一代青年老師的共同努力下,細胞生物學在課程體系、教學平臺、教學手段、教學理念、教學內容建設等方面進行了深入的改革和完善,教學質量不斷提高,贏得了學生、老師和同行認可的實際效果和學術成果。細胞生物學課程在這些年的教學實踐基礎上形成了具有自己特色的內容體系結構?;緝热萦?4章組成:第一章,細胞的統一性與多樣性,第二章,細胞生物學研究方法,第三章,細胞質膜與物質轉運,第四章,內膜系統與膜運輸,第五章,線粒體與葉綠體,第六章,細胞內蛋白質的分選與膜泡運輸,第七章,核糖體,第八章,細胞骨架與細胞運動,第九章,細胞核與染色體,第十章,細胞周期與細胞分裂,第十一章,細胞與胚胎發育、分化與調控,第十二章,細胞衰老、死亡與癌變,第十三章,細胞社會的聯系,第十四章,細胞信號轉導。
三、細胞生物學課程改革
(一)細胞生物學課程改革建設目標
經過多年教學實踐,教研室曾對細胞生物學理論課教學方法進行了相應改革,例如,響應學校提倡科研能力的培養,從研究問題著手,把細胞生物學的一些核心知識構建過程展現出來,并提出專業相關問題,讓學生進行思考進而研究,這種采取研究性教學與學習的方法,雙向互動。對于學生自主獲取知識能力的培養,我們預計開設第二課堂活動,比如學生專題報告會、參與教師科研、放大課程章節提要等。在實驗教學中,通過開放實驗室、實驗項目、實驗內容、實驗儀器等措施將學生主置突顯出來。隨著學校課程教育改革形勢的發展,我們將繼續發揚內蒙古民族大學細胞生物學教學的優良傳統,在保持原有特色的基礎上,充分利用民族院校優勢,比如我校蒙醫藥學特色,可以在本科實驗教學中增設蒙醫藥用植物研究,同時結合現代教育的技術和手段,采用多樣化多形式的教學模式,豐富教學內容,促進學生的自主學習。進一步讓我院生物學專業細胞生物學課程體系結構得到完善,積極建設具有民族特色資源的專業課。同時為以后的生物學專業課程的學習和培養高素質的生物科學人才奠定基礎。
(二)課程改革建設步驟
1.進一步改革教學方法和手段,努力鉆研現代化教學手段,把教學質量提高到一個更高的新水平。我院從2007年至今全程使用多媒體授課,因此首先要制作完善細胞生物學多媒體教學課件,并探討如何使用好多媒體課件進行教學的方法;不斷地更新和補充各種細胞教學圖片;加強教學中的啟發性與互動性;并爭取更多的在國內外學習的機會,提升新一代教師的素質。
2.隨著我校本科生導師制的完善,以細胞生物學為基礎,充分發揮教師在培養學生的科研能力和創新精神方面的作用。
3.聯系國內其他先進學校的細胞生物學精品課的教師(如清華大學、北京大學、東北師范大學、四川大學等知名大學)進行交流,學習他們的經驗,進一步提高我們細胞生物學教學的水平。
4.進行教材建設,這是一個重要環節,也是一個刻不容緩的改革。由于,我校民族特色,除了生命科學學院,蒙醫藥學院和醫學院同樣開設有細胞生物學,所以針對這些民族專業的細胞生物學課程沒有相應的教材,我們將結合蒙藥特色積極編寫符合我校的新的細胞生物學教材和細胞生物學實驗指導。
5.課程資源上網計劃。近些年,很多大學都開設了網上資源,以供學生自由使用與學習。我校2007年,也將細胞生物學課程掛到了網上。比如“細胞生物學”教學大綱、多媒體教學課件和教材教參等已經上網。但仍需進一步改革完善。比如,
(1)加快和完善網絡課程建設,探討發揮網絡教學的方法。
(2)準備開展在網上實時指導學生學習和進行一些問題的討論。
篇3
關鍵詞:貴州大學;細胞生物學;雙語教學
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)19-0104-02
一、在貴州大學開展《細胞生物學》雙語教學的必要性
美國細胞生物學家威爾遜(E.B.Wilson)曾經說過:“每一個生物科學問題的答案都必須在細胞中尋找”,“細胞生物學”是現代生命科學中最重要、最基礎的學科。“細胞生物學”的新知識新內容層出不窮,其發展日新月異,幾乎涵蓋了當今生命科學研究的所有前沿熱點領域,包括細胞信號轉導、細胞周期調控以及細胞基因表達調控等前沿領域。它作為現代生命科學的四大支柱及前沿學科,已滲透到生命科學的各個層次,成為人們揭示生命奧秘及攻克醫學難關等的重要基礎,并且成為了現代生命科學中最具有代表性和國際性的課程。據統計,90%的“細胞生物學”有關的研究成果以英語方式傳播,高質量的學術論文都是用英文撰寫然后通過SCI期刊發表。我國由于細胞生物學科起步較晚,高等院校目前所用的好的《細胞生物學》教材也主要來自國外英文原版教材的翻譯及不斷的修訂再版,這不可避免地存在知識滯后及新專業術語直譯所造成的模糊等問題。為了將“細胞生物學”的新知識、新技術及新學說引入我國高等院校《細胞生物學》的課堂教學中,讓學生直接感受和接觸細胞生物學的前沿知識,使學生了解細胞生物學的最新研究進展,在高校教育中實施《細胞生物學》雙語教學模式是該學科國際化不可避免的趨勢,也是我國高等教育課程改革的一個發展方向。近幾年,國家教育部在2001―2007年先后出臺的有關雙語教學文件中,高度強調在高校本科課程中開展雙語教學的重要性,要求高校20%的本科課程要進行雙語教學,并且明確提出了生物技術等專業需要在雙語教學上先行一步。目前在全國范圍內,一些比較好的高校都已經在其生命科學學科建設中開展了《細胞生物學》理論課程的雙語教學,并取得了良好的教學效果。
《細胞生物學》雙語教學課程能以全新的視角展現生命科學領域,拓寬學生知識面,幫助學生接觸學科前沿發展,為學生選擇進入各個實驗室進行實習或畢業論文設計或者將來考研從事科研工作奠定良好基礎。同時,雙語教學還能鍛煉學生以英語為工具獲取專業知識,增強學生英文水平,提高他們閱讀文獻的能力,一舉數得。貴州大學地處西部,由于師資力量、生源質量等各方面因素的限制,一直未開展《細胞生物學》雙語本科教學工作,但是作為教育部在西部地區重點建設的“211”高校,貴州大學一直堅持把提高教育教學質量作為學校生存發展的生命線。因此,為了提高本科生生物科學的整體素養,培養出適應當代生命科學發展需要的應用型專門人才,在我校開展細胞生物學的雙語教學是十分必要的。
二、在貴州大學開展《細胞生物學》雙語教學的師資條件已經基本具備
一般認為,雙語教學(Bilingual Teaching)是指采用國外具有代表性和先進性的原版教材,用兩種語言作為教學媒介語言,通過學習達到掌握科目知識和語言的目的。我國目前開展的雙語教學主要是指在學校中全部或部分地采用外語作為教學媒介,傳授非語言學科的教學。研究發現,制約雙語課教學效果的因素主要包括:雙語教學師資問題,學生英語水平問題,雙語教材選擇以及學校雙語氛圍等。雙語教學對老師的要求很高,既需要掌握綜合運用外語的能力,又要求精通本專業知識。因此,在高校推進雙語教學工作過程中,首先會遇到的難題就是該專業的雙語師資不足。雙語師資最好是有過海外留學經歷的專業人才,現在,貴州大學開展《細胞生物學》雙語教學已經具備了這個基本的雙語師資條件。近幾年來,學校為了提高大學的整體實力,大量引進高水平專業人才。我們學院也采取了派出去、請進來的辦法,一是采取選派青年教師出國進修的方式,加快培養本院現有師資,特別是青年教師;二是通過引進人才政策,外引海外歸來的博士。通過這些手段,極大地加強了我院的師資力量,如今我們院的海歸博士比例與2010年相比,增加了50%。這些留學回來的教師在承擔科研工作的同時,還擔負了本科生的教學工作。在我們院,有實力講授本科生《細胞生物學》課程的專業老師一共有八位,全部是博士,其中有三位教授,五位副教授,并且有六位老師有海外留學兩年以上經歷。這些優秀的師資人才,為我校推進《細胞生物學》雙語教學奠定了堅實的基礎。
三、在貴州大學推進《細胞生物學》雙語教學面臨的主要問題以及解決方案
2010年,我們曾在本院對另一門和生命科學相關的學科――《基因工程》進行了雙語教學嘗試,當時因為缺乏相關師資力量,并且沒有從貴州大學學生生源的實際情況考慮,制訂的教學目標太大,整體教學效果不是很理想。盡管如此,關于雙語教學的首次嘗試還是為后來的雙語教學改革和建設奠定了相關的理論和實踐基礎。針對雙語教學初始階段存在的問題,結合目前我院的師資力量和學生整體水平,我們認為在貴州大學開展《細胞生物學》雙語教學主要受限于學生的英語水平。
貴州大學地處西南地區,招收的學生主要也是來自西南地區,該地區基礎教育水平相對滯后,大部分學生英語水平不高,這一點從歷年的高考英語成績以及以往的英語聽力和口語訓練情況就可以反映出來。同時,《細胞生物學》作為生命科學的代表學科,涉及的都是科學發展前沿的最新內容,對于剛入校的大學生來說,該專業課本身就有一定難度。雙語教學過程中,學生的英語水平和對專業知識的理解能力是能否搞好雙語教學的重要因素。根據以往中文授課的經驗,在大學二年級的時候開設該課程,學生會理解的好一點但是結合貴州大學本科生源英語水平較差的情況,我們認為開展《細胞生物學》雙語課程的授課對象應為三年級上學期的學生。因為這個時期,在英語水平上,大多數學生已經達到了大學英語四級,積累了足夠的詞匯量,口語和聽力也得到了一定的訓練;在專業知識上,學生已經熟悉了本專業的相關基礎知識,這個時候開設雙語教學,能讓學生更好地理解雙語講授的學科理論知識,并較快地融入適應雙語教學。
在學生英語能力較差的情況下,如果要順利開展雙語課程,對雙語教師的教學方法要求就會更高。一方面,在課前,雙語老師要積極引導和鼓勵學生進行預習,熟悉課程中的相關英文詞匯;在課后,要和學生進行溝通和交流,了解他們的真實接受程度。另一方面,每一位雙語教師都需要花大量的時間與精力做課前準備,學習借鑒一些其他高校精品雙語課程中的教學方法,課前進行試講,盡量做到用簡單、通俗、流利的英語講解該雙語課程。在雙語課的最初階段,筆者認為,雙語教師應該把握好教學目標,不要把雙語課的精力放在“外語”上,使教學走入“學外語”的誤區?!都毎飳W》中文版教材的課程內容大部分是從外文研究結果中翻譯編著而來,由于翻譯者具有不同的文化背景、語言習慣、理解方式與處理方法,加之譯文時間相對滯后,導致學生在獲取信息方面不夠準確、及時或加大了學生的理解難度。我們采用雙語教學的目標是要通過學習英文的研究成果和內容使授課對象能更好地理解本領域的專業知識,并在理解掌握專業知識的基礎上,提高學習外語的能力。也就是說,我們雙語教學的目標是專業知識,而不是外語。
剛開始上課時,為了使學生能順利適應雙語,我們可以采用過渡性雙語教學,強調的原則是在教學過程中逐漸增加主流語言(英語)的使用比例。在這里具體表現為:用英文展示課件,用中、英文講解教材的教學模式。在講解過程中對簡單的內容,比如專業詞匯的名詞解釋,可以用英文講解;而對于復雜難理解的內容,比如細胞信號轉導的原理和過程等,給予中文解釋,但考試為全英文。另外,在教材的選擇上,我們認為如果一開始就以原版英文教材為主,學生還沒有這個能力去理解,并且原版英文教材紙質版本也比較貴,不符合大多數學生的經濟情況。因此,我們選擇以中文教材《細胞生物學》(瞿中和,高教第四版)為主,國外原版英文教材《Molecular biology of the cell》為輔,結合教師精心制作的全英文PPT教程進行教學。
總之,《細胞生物學》雙語教學是我國高等教育適應國際發展形勢的需要,是培養社會高素質復合型人才的有效途徑,也是把我國高校素質教育向前推進的一個新舉措。雖然現階段在貴州大學推進雙語課程還存在一定的問題和困難,但是對該課程雙語教學條件和教法研究進行積極的探討,有助于我們開展和深化該課程的教學工作,也為貴州大學《細胞生物學》雙語教學從最初的探索性嘗試到逐步建立雙語教學的模式提供了良好的理論和實踐基礎。另外,隨著國家對西部教育事業的不斷關注、貴州大學師資人才隊伍的不斷建設、本科生英語水平的不斷提高以及教師對該課程的不斷探索和研究,我們相信,貴州大學的雙語教學必將實現由量變到質變的跨躍。
參考文獻:
[1]葉軍.教育部雙語示范課程《細胞生物學》的建設與發展回顧[J].教育教學論壇,2014,(14).
篇4
關鍵詞:高校;細胞生物學;教學;改革
細胞生物學是科學家們結合現代分子生物學理論要點,采用科學技術分析手段,分別從生物分子水平、細胞水平、組織水平等方面去研究細胞生命活動的主要規律。經過多年的長期發展,我國科學家們通過不斷對細胞生物進行分析與研究,最終在生命科學領域獲得許多重大發現,推動了我國生物學、醫藥學、農林業學、畜牧學等的發展。隨著細胞生物學研究成果的不斷發現,高校細胞生物學課程內容也隨之更新,為了更好地調動學生的學習積極性,讓學生在簡短的課堂教學時間中掌握更深入的細胞生物學知識,對細胞生物學教學方法進行改革創新刻不容緩。
一、高校細胞生物學教學改革實踐分析
(一)適當取舍,合理突出教學重點
隨著科學文化的不斷發展,細胞生物學與不同學科之間的教學內容在不斷充實完善的同時也出現了一定程度的重疊,由于不同學科在教學安排上有先后之分,因此,教師如何有效避免與先行課程的教學內容重復,又能為后續課程留有余地,合理突出教學重點,成為每個細胞生物學教師必須解決的重要問題。針對此,教師必須科學制定教學大綱,合理劃分與其他學科的教學內容,根據教學內容的難易程度制定教學計劃。
例如,細胞周期調控的遺傳基礎內容是現今細胞生物學的研究熱點內容,學生對這方面的內容也較為感興趣,但由于學校之前已經開設過遺傳學、生物化學等課程,為了避免教學內容重復累贅,提高教學成效,本人在授課時側重講解CAD基因的實驗操作、原癌基因的發現和基本調節功能、常見抑癌基因的調節等內容,便于學生對生物細胞的功能及其內部關系有一個系統而全面的認識。
(二)優化教學,采用多種教學方法
為進一步培養學生的問題分析和解決能力,本人在細胞生物學課程教學過程中會采用多種教學方法來激發學生的學習熱情,促使學生主動投入到學習中,有效提升教學質量。
1.多媒體教學法。細胞生物學中涉及較多知識繁雜的抽象理論,學生在學習時難免會覺得抽象難懂,甚至會感到很大的學習壓力。為更好地讓學生學習掌握各個知識點,本人在教學中會借助多媒體設備輔助教學,制作和編輯大量的多媒體圖片和動畫,幫助學生梳理各個知識點。例如,在講到“細胞信號轉導”的相關內容時,本人制作了關于細胞信號通路與分子間作用的教學PPT,使復雜的知識點更為簡化,學生也容易歸納知識重點難點,達到良好的教學效果。
2.討論式教學法。個體生物的遺傳到變異、生理到病理都與細胞的生長發育情況密切相關,為加深學生對細胞生物學課程的興趣,本人在教學課程中增加了6個課時的討論課,要求學生根據教師給的議題分組進行討論,最后統一結論后在課堂上總結展示各組的討論成果。例如學生曾經參與過“光合作用對人類未來糧食影響的問題探討”、“探究細胞信號傳導與環境的適應性”、“生物克隆對人體遺傳及生物倫理的影響”等討論議題,學生通過分組協作討論能充分調動學生的積極性,各組自主查閱文獻資料、制作PPT展示成果、課堂成果匯報等工作,最后由教師作出綜合評價,不僅能有效培養學生的口頭表達能力和問題探索能力,還能培養學生的團隊協作精神,促進學生綜合素質的有效提高。
3.探究式教學法。細胞生物學的理論思想是建立在無數的實驗探索之上的,因此,教材中也列舉了許多經典實驗。在細胞生物學教學過程中,本人注重講解探究性實驗的設計原理和操作過程,進而引導學生自主分析、總結和歸納實驗的意義,培養學生的探究能力和邏輯思維能力。課后本人會積極鼓勵學生參與到本人的植物細胞組織培養科研項目中,引導學生自主完成一些基本的探究實驗環節,并將科研問題帶到課堂上進行深入探究和分析,全面激發學生的自主學習興趣,加深學生對理論知識的理解。
(三)圍繞重點,推進實驗教學改革
細胞生物學是一門注重理論與實踐相結合的應用型學科,因此,本人在教學課程中會適當增加實驗環節,一方面能激發學生的學習興趣,滿足學生對新知識的探索需求,另一方面又能加深學生對知識點的認識和理解。
例如,在進行免疫熒光法顯示細胞骨架實驗時,本人不僅在實驗過程中引導學生掌握細胞骨架在細胞的分布情況,同時也讓學生鞏固了熒光顯微鏡的作用原理和使用方法,讓學生在動手操作中加深知識印象。為充分培養學生的科研探索精神,本人在細胞骨架顯示實驗中,要求學生細心觀察細胞的生長發育情況和培養基的顏色變化特征,同時要求學生要仔細觀察被污染的細胞培養情況,加強學生對“無菌培養”的認識。此外,本人還要求學生分組合作,共同完成一份細菌培養觀察報告,要求學生詳細記錄細胞從單個懸浮狀態至貼壁的形態變化,并根據這個過程提出自己的疑問,逐步培養學生的科研嚴謹思維和求真務實的科研態度。
二、結束語
總而言之,細胞生物學已成為生物學、醫藥學、農林業學、畜牧學等專業的基礎課程,為有效提高教學質量,教師必須結合學生的專業特色和學科發展要求,認真研究教學內容,根據教學實踐不斷改進教學方法,逐步優化教學評價手段,同時充分培養學生的創新思維能力,將學生培養成為綜合性應用型專業人才。
參考文獻:
[1]金朝霞,肖萍,曹芳,張宗申.以培養創新人才為目標的細胞生物學教學模式探索[J].教育教學論壇,2015(29):114-115.
篇5
關鍵詞: 細胞生物學 實驗教學 改革
細胞是生命活動的基本單位。細胞生物學是生命科學中至關重要的基礎學科,是生命科學與生物技術專業一門重要的專業基礎課。細胞生物學實驗是該課程對應的實踐課,其目的不僅是訓練學生的技能,培養學生的動手能力,更重要的是通過實驗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討的興趣和思維的自覺性,從而提高學生的綜合素質。近年來,細胞生物學和遺傳學、分子生物學等的聯系日趨密切,理論發展非常迅速,然而細胞生物學實驗的教學普遍滯后于理論課,存在著諸多缺陷與不足,嚴重影響了該學科教學質量的提高[1]。如何根據高等院校培養目標,對實驗課教學內容和方法進行改革和充實,全面提高學生的實際操作動手能力,充分調動學生學習的主動性,顯得尤為重要。為此,筆者進行了一系列相關的有益的嘗試與探索,并取得了很好的教學效果。
1.更新和完善細胞生物學實驗內容體系
高等教育改革的深入,對理論教學和實踐教學提出了更高的要求,重基礎、重實踐、重效率已成為人們的共識,細胞生物學實驗也逐漸從以直觀驗證為主的粗放要求,朝著以技術和技能為主,著力培養學生綜合運用能力和創新能力的方向發展。我們遵循該教學原則,對細胞生物學實驗課教學內容進行了調整,比如:普通顯微鏡的使用、紅細胞凝集反應、細胞膜滲透性等這些細胞學科發展最初被驗證的實驗我們進行了縮減,因為這些實驗側重驗證書本知識,忽略了對學生綜合素質和創新能力的培養。增加能培養學生獨立設計能力的一些綜合性、設計性實驗,將國內外細胞生物學科學研究新出現的已經成熟的科學實驗充實到實驗教學中來。這些新實驗不僅能鍛煉學生的設計能力,同時更驗證了一些基本的理論,比如細胞凋亡的誘導和觀察。細胞凋亡機制研究作為細胞生物學領域的重要進展已經獲得了諾貝爾生理醫學獎,經過改進后完全可以被用于實驗教學,僅僅通過對細胞凋亡的誘導和凋亡現象的觀察這一個綜合性實驗,就可以使學生有機而系統地掌握細胞培養、玻片制作、顯微鏡的使用、電泳等技術。不僅可增強學生的學習興趣,而且可以通過對細胞凋亡試驗的有機編排增強學生對科學實驗系統性、嚴謹性的認識,讓學生進一步了解科研設計的思路和方法,有利于培養學生的創新意識和提高學生的綜合能力。
2.改變教學模式,實行開放式實驗教學
傳統的實驗課教學以教師為主體,從實驗內容的選擇、材料的準備到試劑的配制,完全由教師包辦,學生無須思考,只要按照教師的講解一步一步地去做,最后按要求寫出實驗報告。這種“照方抓藥”的教學方式容易造成學生的依賴性,使學生缺乏獨立自主的創新意識。為改革傳統的實驗教學模式,筆者從2004年開始,在細胞生物學實驗教學中逐步采用開放式教學。①開放實驗室,打破以往的實驗室封閉,向學生開放實驗室,學生可以向教師預約實驗時間。②開放實驗內容,還學生主動權,學優生可以根據所學知識,自主設計實驗,在教師指導下修訂實驗方法,完成實驗。③舉行開放式實驗研討會,由學生當主角,將自選研究課題寫成小論文,用PowerPoint形式演講。④實驗報告以論文形式完成,它涵蓋材料與試劑、方法、結果、討論四個部分。這些探索旨在進一步培養學生的實驗興趣和實驗操作技能,培養學生的創新意識,提高分析問題和解決問題的能力。
3.重視考核,完善考評體系,促進全面發展
考核是教學效果的檢查,也是督促學生學習和復習的手段。根據課程特點,細胞生物學的實驗考核應以考查學生運用理論知識、運用實驗技術的能力為主要內容。一般可以安排或利用一個綜合性實驗。首先,由教師提出實驗目的;然后,要求學生利用所學的理論知識和實驗技術,進行綜合運用,并結合相關的基礎理論知識,進行綜合分析,得出結論;最后,教師根據學生的操作和分析評分。在考核過程中,對于實驗技術,應以學生的直接操作作為考核方式,而對于實驗理論知識的考核,可以通過閉卷考試的方式完成,也可以通過要求學生對實驗結果的分析來考核。此外,在學生實驗課程成績的評定上,除了嚴格執行上述的考核外,也應有一定的靈活性,實行一定的加分措施。對于能夠自主設計、完成實驗,積極申報、完成開放性實驗的學生給予一定的加分,以激發學生對科學的求知欲和對本課程的興趣,培養學生運用理論知識分析問題和解決問題的能力。
細胞生物學的實踐課程,其教學不應僅僅作為增強學生感性認識的手段,而應讓實驗課成為培養學生創新意識與科學思維的窗口與平臺[2][3]。教師應通過調整實驗內容、開放實驗教學、完善考評體系等措施,發揮實驗課的實踐性優勢,最大限度地增強學生的自主性與參與性,為創新性高素質人才的培養作出應有的貢獻。
參考文獻:
[1]胡敬松,黃晨,鄭黎明等.細胞生物學實驗課教學的現狀與改革設想[J].西北醫學教育,2004,12,(6):527-528.
[2]張儉,劉勝貴.細胞生物學實驗課程的改革探索[J].黔東南民族師范高等??茖W校學報,2005,23,(3):71-72.
篇6
【關鍵詞】醫學細胞生物學教學改革
【中圖分類號】G642【文獻標識碼】A【文章編號】2095-3089(2018)05-0172-02
醫學細胞生物學是研究細胞基本生命活動規律的科學,細胞生物學是研究細胞基本生命活動規律的科學。隨著21世紀生命科學的發展和分子生物學技術和新方法的不斷更新,要培養21世紀的高級醫學人才,細胞生物學作為必修課在高等醫學院校開設是非常必要的。細胞是機體組織器官的基本單位,在細胞亞細胞及分子水平掌握細胞各部的結構與功能又是醫學教育的基本要求??梢娂毎飳W在現代醫學教育中充當著前沿與基礎雙重作用。因此在國內許多醫學院校都為本科生碩士生開設了此課程。
在臨床醫學、麻醉、影像、檢驗、口腔和預防等專業開設了醫學細胞生物學課程,雖然代課教師遵循教學大綱進行了系統地、充分地準備,但由于現代自然學科內容研究水平深入,微觀的結構,抽象的理論,不能引起學生的學習熱情,教學效果始終不理想。我校醫學細胞生物學開設在大學第一年第一學期,就是為了讓新生慢慢適應大學的授課進度和在已有的高中理論知識基礎上拓展知識內容。但是,醫學細胞生物學總學時為32學時,其中理論為24學時,試驗為8學時。為了解決高等醫學院校對低年級開設的基礎學科的掌握及臨床上更好的運用,我教研室對此進行了一些改革。
1.教學方面:
理論學時少,因此在第五章內膜系統授課結束后,進行一次網絡(無紙化)考試。以選擇題和填空題為主進行網絡考試,對已學過知識內容進行一次總結。同學們對此也很贊同,從中看出自己對前幾章節的知識內容到底掌握了多少有一個了解。
對于一些重要掌握內容布置作業,讓學生看教科書以及課堂的授課內容相結合完成作業。有的學生按照教科書上內容來找答案,有的學生按照課堂上授課時所講知識內容找答案,還有一部分學生就按照課件上內容來繪圖并解釋,這樣可啟發學生的自學能力。
本教研室實行課前十分鐘講課活動,這樣可激發學生對于學過內容總結并講解的能力。從第四章細胞膜與物質的穿模運輸開始,給學習委員安排任務,把班里學生分小組,每次開課前安排一個學生來講解上節課講的重要內容。每小組由4-5個學生組成,一起討論制作小課件或繪圖的方式也可總結出重點內容。既可培養團隊合作能力也可培養學生的講解能力。
2.教師的評價和考核方面:
通過課前提問形式,了解學生的復習情況并給予一定評分。另外,對于課前十分鐘內容進行評價,給學生鼓勵和支持,強化學生的自學、總結和思考能力。對于網絡考試結果進行分析和總結,找出學生學習中的難點并進行解釋和更正。這樣對大一的學生提供一個了解和掌握大學教材的理解和學習方法的把握,也可以漸漸提高學生的思考、分析、總結等方面的基礎能力。
3.教師授課及培育學生方面:
授課時,不僅要講清楚重難點還要帶領學生一起討論相關內容的病例。分析病例時,讓學生清楚所舉病例與所學內容的哪個部分有聯系等問題,以免發生錯誤的理解。作為高校醫學院校教師要注重醫德教育,應貫穿滲透于整個專業教育中。在醫學細胞生物學課中,時刻加強學生醫德醫風的教育。教育學生認真細致,因為將來他們面對的是鮮活的生命,他們對病人的診斷不容許一點失誤,否則將會造成無法彌補的后果。不善于總結分析的學生,要提醒學生在未來的工作中出現錯誤或者沒有對病人的病情進行認真的分析都可能導致嚴重的醫療糾紛。通過發現的問題教育培養學生一絲不茍、嚴謹細致的工作態度,培養高素質的醫學人才。
參考文獻:
[1]劉慶平,王仁軍,宋梅 .細胞生物學教學模式的優化與實現.大連大學學報,2005,25(6),38-40.
篇7
【關鍵詞】教學改革; 細胞生物學; 課堂教學;核心課程Experience on the reform of classroom teaching of cell biology
Deng Fang-Yi Cheng Hai-Yun Dai Jian-Hui
(Key Laboratory of Ethnic Medicine Resource Chemistry ( Yunnan University of Nationalities) , State Ethnic Affairs Commission & Ministry of Education,School of Chemistry and Bio-technology 650031)
【Abstract】Cell biology is life science and related specialized compulsory core courses. Courses not only content, complex and decentralized knowledge points, Concepts and abstract is often difficult to understand. Authors combine their years of experience in teaching, in the course of cell biology in church teaching has taken some measures. Some reforms, made good results.
【Keywords】Education reform; Cell Biology; Classroom teaching; Core curriculum.
【中圖分類號】G642.421 【文獻標識碼】B【文章編號】2095-3089(2012)09-0026-02
引言
教育改革的號角在新的世紀來臨之際早已吹響,課堂教學改革作為教育改革的重要領域,日益受到教育者們的關注與重視。細胞生物學是生命科學的一門核心課程,其課堂教學改革也迫在眉睫。細胞生物學是生物技術、生物制藥、遺傳學、生物化學及微生物等生物學相關專業的必修課程,在生命科學中占據核心地位,是從根本上理解各種生命現象和規律的關鍵學科,生命科學中的其它學科如分子生物學、生物化學等的發展能推動細胞生物學向更深的層次發展,但是分子生物學、生物化學等學科均無法替代細胞生物學,更離不開細胞生物學,因此,學生對于細胞生物學學習的好壞,直接影響到他對其他學科的學習。而對學生而言,要學好細胞生物學,課堂教學是關鍵。如何把握好這個關鍵,是每位教師不能不思考的問題。然而,在傳統的課堂教學中,教師基本采用的教學方法與手段主要以教師講授為主,課堂上,沒有一點活躍氣氛,整個堂課都顯得死氣沉沉, 迷迷糊糊的學生毫無半絲興趣。 時間一長,大批學生開始厭學,不愿學,不想學,把學習當成一種負擔,學起來很枯燥、乏味,累,煩,學習效果之差,難以用語言來描述。為了改變這種局面,為了將課堂教學的效率提高與提高學生的學習興趣,必須對課堂教學進行改革,改變傳統的授課方式,擯除二元對立的行為模式和思維方式,必須研究教與學之間的協調與對立、整合與沖突,在沖突和對立之中尋求整合和協調、在整合和協調之中解決沖突和對立,在以教師為主導的基礎上,有效發揮學生的主體作用,充分調動學生學習細胞生物學的積極性,使課堂充滿著生命活力,形成基本的課堂教學改革思路,那么,如何活躍課堂氣氛, 提高學生的學習興趣呢?這是每個講授細胞生物學這門課的教師不能不面對的問題,要解決這個問題,關鍵在于教師采取什么樣的教學方法與手段進行教學, 本人在多年的細胞生物教學過程中,在課堂教學方式方面,采取了一定的措施(如右圖),對細胞生物學課堂教學進行了改革與實踐的嘗試,取得了較好的教學效果,本文結合細胞生物學的課堂教學的改革與實踐,談一談自己的體會。
1傳統課堂教學中存在的不足
1.1在教學方式方面太單一化: 傳統的教學方法基本上是教師在課堂上不停地講授, 學生在下面不停地記筆記:將老師講授的內容原封不動地抄在筆記本上,上完課后或考試之前, 學生使盡全力去背上課抄下來的筆記和教科書上的重點內容,這樣學生整個過程都非常辛苦,而真正掌握的知識卻非常少,課程結束后, 學生幾乎對臨時所背的內容忘得一干二凈。而且教與學之間沒有互動性, 這樣下去,時間一長,學生在很大程度上完全依賴老師, 自己不去主動思考,在知識方面就沒有多少長進,能力上沒有創新性。再加上背抄是一種疲勞狀態,學生學習起來自然感覺很累,漫漫地開始厭學,由于厭學,學生在課堂上不愿聽課,課堂教學效率自然難以提高。
1.2教學手段方面過于死板:在傳統的課堂教學中細胞生物學主要強調理論教學, 很少結合實驗教學, 即使部分結合實驗教學,但使用的這手段太過于死板,對學生來說理論教學是固定不變的,而實驗操作與所觀察的實物非常有限,這樣很難將抽象的理論形象化,也就增大了對理論知識熟練掌握的難度。因此, 如果能改變一下教學手段,如播放一些實驗操作的錄像, 讓學生觀看一些具體的實物,播放一些Flas,讓學生心目中對所學的知識形象化,讓學生再在實驗操作中加深印象, 枯燥的理論知識就更容易理解和掌握。
1.3.教學內容缺乏先進性:傳統的教學中使用的教材比較陳舊, 有些內容過于繁雜, 沒有突出重點內容。而教師在授課過程中又沒有及時更新, 在講授基本知識時, 又不能適當結合自己的科研, 將前沿性內容加入到自己授課內容之中、致使授課內容缺乏先進性和啟發性,學生聽來索然寡味,由于缺乏興趣聽課,課堂教學效率自然非常低。
2課堂教學改革采取的措施
2.1將每一節課的教學引導語設計好,俗語說:“萬事開頭難”,教學引導語就是課堂教學的開頭,頭開好了,下一步就好辦了。運用教學導語導入新課, 是課堂教學的重要環節。好的教學導語能有效控制學生的思維, 引其漸入佳境。教學引導語的運用除了遵循一般的教學心理原則之外, 還必須講究藝術性, 充分發揮教師的創造性, 激發學生學習的主動性、積極性[1] 。比如在講授細胞信號轉導時, 可以先引入古人話,“南橘北枳”,及中藥的“道地”性,然后提問學生:古人之言及中藥的“道地”的含義,讓學生認真思考,再展開熱烈的討論,然后教師解釋:“南橘北枳”是指生在南方的橘子是酸甜的,而生北方卻成了苦澀的枳子,所謂“道地藥材”是指特定的地域所產的藥材具有獨特的藥效。如長白山的人參、寧夏的枸杞、四川的黃連、云南昭通天麻,還有石牌藿香等等。這樣一經老師解釋,讓學生豁然開朗。通過此類問答及討論,可以引起學生思考, 提高其學習的興趣。然后讓學生總結得出結論:植物的生長發育是在環境因子的影響下正確進行時空表達的過程,再引出植物細胞信號轉導的概念:植物細胞信號轉導(signal transduction)是指細胞耦聯各種刺激信號(包括各種內外刺激信號)與其引起特定生理效應之間的一系列分子反應機制。最后再舉例說明植物細胞信號轉導的途經:信號ü受體ü反應,如手觸摸含羞草后小葉合攏,手觸摸就是刺激(信號),小葉合攏就是反應。偶聯刺激到反應之間的生化和分子途徑就是這個反應的信號轉導途徑(signaling pathway)。通過這種方式,加深了學生對概念的理解,課堂氣氛也變得非?;钴S。導語的形式可以多種多樣,如 一首歌、一個笑話、一幅畫等等, 都可以觸發學生學習的興趣。但萬變不離其宗, 運用導語目的是為了提高學生聽課的興趣, 給學生創造一種愉快而高興的教學情境,同時迅速將學生的注意力引入到預設的教學軌道上來。這就要求教師吃透教材, 認真備課、只有在備好課,抓住教材關鍵內容的基礎上, 才能設計出合理的、風趣的、符合教學目標的、富有藝術性的引導語。
2.2 采取多種多樣的教學形式 在傳統的教學形式上,存在許多不足之處,如課堂上,教師只顧自己講,學生只顧聽, 師生之間沒有情感交流, 常此以往,學生容易覺得聽課乏味, 從而失去聽課的興趣。相反, 如果教師在準備課程時, 布置一些問題讓學生去思考, 課堂上給予一定的機會進行研討, 甚至讓學生自己走上講臺去試講, 去發表各自自己的看法, 鍛煉自己的表達能力, 積極、認真、充分地參與課堂教學過程, 這樣即可充分調動學生聽課的積極性,又可以提高老師講課的熱情,發揮老師的特長。比如,在講到細胞內物質的跨膜運輸與信號傳遞時,其中自由擴散、主動運輸、被動運輸等相關概念, 在《普通生物學》這門課程中就已經學過, 如果仍然按照老師講授、學生聽講的方式進行上課, 學生就會覺得內容重復, 假如教師在課堂教學中只引導、協調、指導和評價這些內容, 對學生來說往往能收到意想不到的教學效果[2] 。在上課之前的幾周就給學生布置任務,讓他們自己做好上課的充分準備,讓學生自己自行分組,讓他們自己選擇題目,自己查找資料,再做好課件,再上講臺進行講授等。在課堂上每個小組選出一名表達能力較強的學生到講臺上去講授,通過學生自己講授,教師可以按照學生選題是否新穎、所做課件是否精美、課堂教學的組織是否妥當、在語言表達方面是否做到了準確而且清晰等方面給學生進行評分,這種教學方式頗受學生喜歡,在課堂上學生表現非常積極、踴躍, 創造能力驚人, 從選擇研究課題、查找資料、到做成課件等都進行了認真、精心的準備, 合作、競爭成為課堂內的主旋律, 很好地體現了團隊協作精神, 講授也很富于激情, 課堂氣氛十分活躍, 取得了非常好的教學效果。
2.3采用多媒體課件授課 與傳統的教學模式相比較, 采用多媒體課件教學不能不說是一種十分巨大的進步。在整個教學過程中, 按照教學目標和教學對象的特點, 選擇合理的文字、圖形、圖像、聲音等多媒體信息要素, 并利用計算機技術對其進行輔助教學, 為學生創設多樣化的課堂教學情境, 把抽象性的、闡述性的教學內容轉變為具體的、生動形象的感性素材, 通過增強和豐富教學過程的外部刺激, 從而達到提高教學質量的目的[3] 。在細胞生物學課程的講授過程中, 筆者采用了大量的圖片、動畫、影片等, 以多媒體課件的形式進行展示, 再加上講述時進行生動的描述和設置一些啟發式的問題,極大地激發了學生的聽課的興趣, 學生的學習效果非常好。
2.3.1一般問題采用圖片解釋 筆者在講授長期細胞生物學的過程中, 利用圖書館、數碼相機拍攝及網絡等資源積累了許多細胞生物學方面的圖片, 多媒體授課中用大量的圖片解釋一些細胞的相關問題, 盡量少用或不用文字。比如在介紹細胞的基本形態時,不同細胞的形態千差萬別:呈圓形、橢圓形、柱形、方形、多角形、扁形、梭形,甚至不定形等, 配以大量細胞形態的圖片,然后引出高等生物是多細胞有機體,其細胞多構成了組織,各種細胞發生了結構和功能上的分化:細胞的形狀往往與細胞執行的功能及存在的位置有一定的關系。采用一些常見的結構與功能相統一的圖片:如在高等動物體內的肌肉細胞呈長條形或長梭形,利于收縮功能,紅細胞呈雙面凹圓盤狀,有利于O2和CO2氣體的交換;高等植物篩管細胞呈條形,有利于植物莖部起支持和輸導作用,葉表皮保衛細胞呈半月形,以利于呼吸和蒸騰等來加以形象地說明,最后得出結論:形態結構與功能的統一是生物體細胞的一個重要特征! 使學生印象極其深刻,課堂教學效果非常好。
2.3.2知識難點采用動畫來解釋。例如, 在講授物質出入細胞時, 采用多媒體技術, 用動畫描述物質或離子從膜內到膜外再從膜外到膜內的全過程, 形象生動。使學生對于物質或離子出入細胞印象深刻。
2.3.3適當放映一些錄像,讓學生放松。為了使課堂教學改革順利進行, 本人引進了多部教學錄像片, 如顯微鏡的使用、腫瘤細胞發生,細胞的分化、細菌的分離與純化方法、細胞的生理化反應、物質的跨膜運輸等。在理論教學與實驗課之中穿插這些錄像片, 使不生的學習得到了放松,極大地提高了學生的學習興趣, 提高了教學效果。
2.4教學與科研相結合 在學校規定的每位教師的各項工作中, 教學是基礎, 科研是主導, 每位教師都不能單純地搞教學而脫離科學研究工作。只有長期參加科研實踐的教師, 才能使自己講課的內容更加具有前沿性、獨創性和啟發性[4] 。例如在介紹細胞分化時,將腫瘤細胞的研究進展及干細胞的分化聯系起來,筆者正好在做腫瘤細胞的培養, 故在授課過程中插入細胞培養的方法、腫瘤細胞及干細胞的研究思路、實驗過程, 以及最終獲得的實驗結果, 將理論與實踐相結合起來, 比較貼近實際, 而且通俗易懂, 大大激發了學生聽課的興趣, 也培養了學生解決實際問題的能力。
2.5 采用雙語教學:細胞生物學的雙語教學不僅能有效地促進高質量生物技術及相關專業的人才培養, 使生物技術專業的學生初步具備直接閱讀細胞生物學方面的外文期刊與外文版教材等資料的能力, 也可促使學生從多個渠道去了解國外本專業最新的學術研究動態和各種學術觀點, 擴大了學生的專業視野, 同時還可以使學生利用最新的外文資料進行學術研究[5] 。當然,細胞生物學的雙語教學目前還處于起步階段, 存在很多目前很難解決的問題。如學生的英語水平跟不上來,如果課程內容全部采用英語書寫, 只有其中的關鍵詞匯用漢語注解的方式來授課, 能聽懂的同學只占很少一部分, 大部分學生都認為生詞太多,記憶與識別很難, 要使學生掌握該課程知識目前還難以辦到。經過積極探索與實踐, 決定反過來,采用漢語書
寫課程內容, 采用英語來注解其中關鍵詞匯, 并讓授課老師花一定的時間講解英語詞匯的含義和相關的背景內容, 全部采用英語進行章節內容總結的方式授課在每一章結束后再進行, 實踐結果表明效果非常好。雙語教學不同于基礎英語的教學方式, 不能只強調英文教學“形式上” 的效果。通過雙語教學, 學生首先應該學到的是必須掌握的細胞生物學專業知識, 其次才是對細胞生物學專業英語詞匯聽、說、讀、寫及專業英語表達內容的理解能力。
3改革與實踐所產生的效果
傳統教學方法的不足在新的教學方法中得到了克服, 受到廣大學生們的歡迎。通過對05、06、07、08、09、10級生物技術共近五百多名學生的進行問卷調查發現, 細胞生物學課堂教學改革與實踐取得了非常好的效果(見表1) , 從表1可以看出::(1)學生的學習興趣成倍增長。改革前對細胞生物學這門課程感興趣的學生占40%,改革后對細胞生物學感興趣的學生為88%,增加了48% ;(2)學生自主學習的積極性在有提高。改革前有學習主動性的學生25%的學生具有學習該課程的主動性, 改革后增加到了65%,增加了40%。(3)課堂教學參與性得到了提高,改革前教師總是在課堂上不停地講授, 學生總是在課堂下不停地記筆記,只有35% 的人能積極參與課堂教學活動, 教學方法改革后, 參與課堂教學活動的學生人數增加到82%,提高了一倍多。(4)提高了學生的實驗操作技能,改革前課堂上主要是理論教學, 實驗內容只有較少的一部分, 改革后由于在課堂上播放了相關內容的實驗課件與錄像, 然后學生才到實驗室親自做實驗, 有86% 的學生認為實驗操作技能得到了提高,(5)提高了專業外語水平,雙語教學實行以后, 有50%的學生認為專業外語水平得到了提高。總之,通過細胞生物學課堂教學改革,使學生在各方面都有所提高,達到了預期的目的。 表1 細胞生物學課堂教學改革實踐效果
學習興趣學習的主動性課堂教學參與性實驗操作技能專業外語水平改革前40%有興趣25%具有主動性35%能積極參與22%有助于提高10%有助于提高改革后88%有興趣65%具有主動性82%能積極參與86%有助于提高50%有助于提高4結語
細胞生物學在生命科學領域里占有的地位,其應用也越來越廣泛, 對其教學的改革也是一個漫長而艱巨的任務。如何使生物及其相關專業的學生學習細胞生物及細胞生物學的課堂教學進行得更科學, 使生物技術及相關專業的學生具備較高的細胞生物學綜合素質, 仍然是每位細胞生物學的授課者不能忽視與應該摸索探討的問題。因此, 細胞生物學教學必須朝著這一目標, 不斷進行改革, 為培養出綜合型、設計型、高素質的人才而不斷努力。
參考文獻
[1]朱長俊, 許平華.細胞生物學 教學導語設計藝術[J] . 嘉興學院學報, 2007, 19(3) : 55- 57.
[2] 賓麗英. 啟發式教學法在細胞生物學教學中的應用[J] .廣東工業大學學報: 社會科學版, 2007(7) : 132- 133.
[3] 王立梅, .細胞生物學課程教學改革的體會[J] . 江南大學學報: 教育科學版, 2007, 27(4) : 80- 85.
篇8
【關鍵詞】醫學細胞生物學;教學改革;中醫藥院校
湖南中醫藥大學是以中醫藥為主兼顧西醫的一所地方醫藥類高校,本校開設的西醫專業主要包括臨床醫學5年制、7年制和醫學檢驗等專業,這些專業在大二都會開設一門共同的專業基礎課——醫學細胞生物學,該課講授的知識內容主要涉及細胞的結構與功能和各種重大生命活動,是西醫學生必需學習的一類基礎性醫學知識,對他們日后學習專業課程有很大的幫助[1],因而我校對西醫學生開設醫學細胞生物學是有必要的,但考慮到中醫藥院校西醫專業的特色性,本課程學時安排較短,總學時僅有48學時,其中理論課占32學時,實驗課占16學時,這就需要授課教師有別于其他綜合性大學和西醫院校的普通教學,探索適應于中醫藥大學的特色性教學,現就中醫藥院校實踐醫學細胞生物學教學改革的做法談一談體會。
1精選理論課教學內容
醫學細胞生物學是生命科學的一個重要分支,其研究領域相當廣泛,研究內容也十分豐富,當把它作為一門專業基礎課對西醫本科生開設時,就需要教師認真思考自己的講授內容,避免在授課時為了片面追求學科知識的完整性和系統性,而出現講授內容面面俱到,但都淺嘗輒止的局面。為此,在理論課課時允許的情況下,以西醫學生應該掌握的醫學細胞生物學基礎知識為前提,對精選教學內容進行探索。
1.1選擇合適的授課教材
教材是教師授課和學生學習的一個重要媒介,其選擇是否合適會直接影響到整個教學的成敗,因此在教材選擇上通過比較國內綜合性大學、師范院校、農林院校、醫學院校等編寫的相關教材,發現由陳譽華主編的《醫學細胞生物學》相對合適[2],該書內容精煉、調理清楚,較好地協調了知識的基礎性、系統性和先進性,并且書中每章最后一節還會對臨床上一些與本章知識相關的疾病進行細胞分子機制的闡述,從而在一定程度上加強了細胞生物學與醫學的聯系,使西醫學生感受到了醫學細胞生物學知識的臨床應用價值,提高了他們對本門課程的學習熱情。
1.2講授重點的知識內容
醫學細胞生物學是生命科學中一個既基礎又前沿的學科,它的知識體系已滲入到其他西醫基礎學科當中,如生物化學、分子生物學、生理學、遺傳學等,因此在講授醫學細胞生物學時就一定要注意突出課程自身的特色和重點,學會合理取舍,從而避免因學科間的一些交叉知識的重復講授浪費原本寶貴的理論學時,譬如醫學細胞生物學中對于細胞內生物大分子的介紹、線粒體的呼吸代謝功能、細胞核內DNA的復制與轉錄、細胞質中蛋白質的合成等內容,因在其他課程中會重點學習,故在本門課程中可在向學生說明原由的情況下略講或不講。
1.3補充“游離教材”的教學內容
據吳澤球的調查顯示,一門學科最新版教材的面世總會比該學科自身的發展晚3~5年[3],因而就醫學細胞生物學教材來說,它里面記載的知識與學科最新的知識比還是相對滯后的,這就需要教師在授課時適時游離教材,并補充一些與本學科相關的新知識、新資訊或參考書目,如講到物質的囊泡運輸和細胞自噬時,就可以分別結合綜述性文獻談一談2013年和2016年的諾貝爾生理或醫學獎,并介紹獲獎者在這些領域中都做了哪些貢獻,以及現階段有哪些更新的進展和將來可能的發展方向[4-5],通過以上這種適當補充教材以外內容的方法,不但可以使學生加深對教材相關知識的理解,而且還可以使學生受到高尚科研精神的熏陶,激發他們進行科學研究的求知欲和探索欲。
2精選實驗課教學內容
醫學細胞生物學是一門實驗性學科[6],它里面小到每一個觀點的提出,大到一套理論學說的建立都是通過實驗得出的,因而要使西醫學生強化理論課上學到的知識,最好的方法就是讓他們走進實驗室,在老師的指導下親自動手進行實驗,但由于我校實驗課課時一共才16個學時,且每次實驗只有4學時,因而西醫學生能做的實驗內容只有4個,這就要求教師在開設實驗前需精心準備,從眾多的實驗內容中挑取即經典又方便開設的內容進行實驗。經過反復的斟酌和討論,我校醫學細胞生物學實驗主要開設《細胞膜的滲透性》《細胞中微絲的顯示與觀察》《人外周血淋巴細胞染色體制備與觀察》和《雞血紅細胞計數和活性檢測》4個內容,之所以選擇這4個內容主要有以下3個方面的考慮:首先,醫學細胞生物學研究的主體是真核細胞,而真核細胞在結構上主要是三大體系:(1)生物膜體系;(2)細胞骨架體系;(3)遺傳信息表達體系,因此在實驗中分別以細胞膜、微絲和染色體作為真核細胞三大結構體系的代表各開設一個實驗內容,這對學生加深理解和記憶真核細胞三大結構體系是有益處的。其次,細胞培養是進行細胞研究的一項基本技能,因此在開設的《人外周血淋巴細胞染色體制備與觀察》中初步涉及了有關這方面的知識和操作步驟,這對西醫學生日后在臨床工作中開展醫學細胞生物學的研究工作是有幫助的。最后,在實驗內容中開創性地使用雞血紅細胞進行細胞計數和活性檢測,這一方面使西醫學生掌握了血球計數板的使用方法和細胞活性判斷的原理,另一方面也為其他一些實驗條件相對落后且沒有細胞培養室的中醫藥院校,開設類似的細胞計數和活性檢測實驗提供了可以借鑒的實驗材料。
3革新教學手段和模式
目前,因我校醫學細胞生物學教學課時偏少,故其教學模式依然是以教師為中心的傳授—接受模式,但考慮到教學活動的最終目的不是為了灌輸知識,而是為了促進學生的學習,培養學生主動獲取知識的能力,因此在教學實踐中我們對一些傳統的教學模式和手段進行了革新。
3.1革新教學手段
隨著信息技術的快速發展,多媒體教學已廣泛應用于我國高等教育[7-8]。這種新興的教學手段較傳統的教學手段最大的優勢是,它能通過圖像、音頻、視頻等傳播媒介在短時間內向學生傳遞大量的知識信息,并能將原本抽象、枯燥的內容以形象、生動的形式表現出來,因而它特別適用于如醫學細胞生物學這類課時短、內容多、理解難的學科。在湖南中醫藥大學醫學細胞生物學教學手段革新實踐中,積極采用以多媒體教學為主傳統粉筆教學為輔的革新策略,通過課前精心準備多媒體課件,課中認真講解多媒體課件,課后主動多媒體課件這3個環節,使聽課西醫學生在有限的學時中獲得并掌握大量的課程知識,從而達到了提高授課效率和授課質量的目的。除此之外,由于網絡是當前高校學生中一個普遍受歡迎的事物[9-10],因而在教學手段革新實踐中應重視它的作用。在實踐中,可利用校園網絡建立了課程專用郵箱,而且根據學生喜歡掛QQ、聊微信的特點,還專門建立了課程QQ群、微信群,通過這些網絡平臺的搭建,實現了教師與學生的全天候聯系,讓原本局限于教室的傳統教學平臺延伸至學生的平時生活,因此一旦學生在非課堂學習過程中遇到什么學習問題,就可以利用這些網絡平臺及時與老師聯系,老師也可以在第一時間對學生進行解答,而且老師通過網絡還可將一些重要的學習資料給學生,從而較好地實現師生之間的雙向交流。
3.2革新教學模式
近年來,被稱為探究式教學或基于問題學習(Problem-basedlearning,PBL)的教學模式在我國教育界廣受教育工作者的青睞[11-12],其核心思想就是提倡教師授課時要以某一核心問題為中心,培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力,從而達到“授人以魚不如授人以漁”之目的。在實際教學中,運用該教學模式在一些章節中進行授課,譬如在講授細胞衰老時,就把解釋細胞衰老的可能機制作為一個核心問題提出來,然后要求學生以寢室為單位組成學習小組,利用課余時間到圖書館或網上搜尋資料進行探究學習,最后在學期末利用1~2個課時向老師和同學匯報探究學習成果,并接受老師的點評。通過以上的嘗試,發現探究式教學能較好的激發學生的學習熱情和探索欲望,而且學生對自己探究學習的知識掌握牢固,但這種模式也存在著不足之處,其中知識學習缺乏系統性是該模式的一個最大“短板”,因此建議授課時以講授為主,輔之該模式應該能收到較好的教學效果。
4完善課程評價體系
篇9
關鍵詞:醫學細胞生物學實驗;創新能力;培養方法
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)32-0123-02
近年來,人類在醫學細胞生物學取得的成就對現代醫學的發展起到巨大的推動作用,它為人們從細胞和分子水平認識人類疾病的發生和發展提供了理論依據和重要的技術手段。醫學細胞生物學同時作為生理學、免疫學、組織胚胎學、藥理學等重要基礎理論課程的基礎,醫學細胞生物學又與臨床醫學的其他各個學科緊密相連,為醫學生進一步學習其他醫學課程奠定基礎[1]。醫學細胞生物學實驗是醫學細胞生物學教學的重要組成部分,提高醫學細胞生物學實驗的教學水平對于提高整體的醫學教育水平有重要的推動作用。在實驗教學過程中如何提高學生分析問題和解決問題的能力、培養學生的實踐能力和創新能力成為十分重要的任務。為此筆者根據我院醫學細胞生物學實驗的教學實際情況,就在醫學細胞生物學實驗教學中培養學生的創新能力提出自己的幾點建議,以供探討。
一、實驗教學與理論教學將結合,正確引導和激發學生的實驗欲望
孔子說:知之者不如好知者,好知者不如樂知者。興趣是最好的老師。很多學生在高中就接觸過一些生物學實驗,但是比較簡單,而且動手的機會并不多。大多數學生直接動手做實驗的興趣很強,但是此時學生的實驗興趣都停留在對實驗本身的好奇心上,對于“為什么會這樣設計實驗”和“這樣設計實驗會出現幾種結果”等問題缺乏深層次的思考。教師要學會合理利用學生的好奇心,認真加以引導,把學生的好奇心轉化為理性思考支配下的求知欲。細胞生物學的概念、原理和規律都是通過大量的實驗發現,經過一系列縝密的推理論證得到的,每一個重要的原理和規律的背后都有一系列經典的實驗去證明它。比如:在理論課講授細胞分化的本質特征是基因選擇性表達的時候,我們重點講解如何證明這一結論的實驗——通過采用Northern和Southern的方法來檢測三種組織來源不同的細胞(紅細胞、胰島細胞、輸卵管上皮細胞)中三種特異表達基因的DNA和mRNA的情況。通過對實驗背景、實驗方法以及實驗過程的詳細講解,引導學生在自己的頭腦中“進行實驗”,進而讓學生了解科學家們是怎么針對研究目標設計實驗的,在學生進行“頭腦實驗”的同時又是與科學家進行科學思想上的“對話”,增強學生的興趣和求知欲。最后,讓同學們思考,為了揭示細胞分化的本質,我們自己能否設計出新的實驗來闡明這一科學問題。我們通過在理論課上講授一些經典的實驗,激發學生的實驗興趣和探索未知世界的欲望,探索未知世界的欲望越大,成功的欲望也就越大,創新思維也就越活躍。
二、在實驗教學過程中,培養學生的創新能力
醫學細胞生物學實驗教學過程作為培養學生實驗創新能力的主要環節,在這一過程中,通過學生通過自己親自操作進行創新能力的鍛煉與培養[2]。在理論課上,通過教師對實驗的正確引導,學生除了對實驗有了正確的認識,同時對實驗的積極性還大大增強,在渴望實驗成功的欲望驅使下,每個學生都想在實驗中“一展身手”。根據已有經驗,我們認為在實驗教學過程中,以下幾點是培養學生創新能力的關鍵:①培養嚴謹的實驗態度,嚴格規范實驗操作。嚴謹的實驗態度是進行創新能力培養的基礎,規范嚴格的實驗操作是進行創新能力培養的關鍵,如果學生缺乏嚴謹的態度,那么他就不可能有規范的實驗操作,更談不上學生的實驗能力與創新能力的培養[3]。②培養觀察能力,認真做好實驗記錄。為了避免學生只重視實驗結果,我們要求學生認真記錄下整個實驗過程,讓學生明白每一步實驗的目的是什么的,會出現什么樣的結果,省略此步驟,對實驗結果有什么影響,比如細胞內遺傳物質的觀察,我們要向學生提出為什么要在細胞染色之后都要經過一步清洗,清洗的目的是什么,讓同學多做一組省略清洗步奏的裝片,讓學生通過觀察得出清洗步驟的作用,這樣學生觀察能力得到提高,分析思維的空間也得到了相應的拓展。③鼓勵學生進行多種嘗試,啟發學生的思維。比如我們在洋蔥細胞核觀察的實驗過程中,實驗步驟要求采集洋蔥內表皮細胞進行染色觀察,我們鼓勵學生,讓學生同時采集洋蔥外表皮的細胞進行觀察,看看能否觀察到細胞核,細胞核的形態有沒有變化,從而啟發學生對細胞核的功能進行深入思考,開闊了思路,激發創新意識。
此外,在實驗過程中,如果有學生實驗失敗,很容易產生挫敗感。教師要善于抓住這個“良機”,學生實驗的失敗是激發學生進行深入思考和創造性解決問題的重要時機。告訴學生,很多重要的發現都是通過一次次的實驗失敗得來的,愛迪生每失敗一千次實驗才能成功一次。接下來,根據實驗記錄,和學生一起尋找失敗的原因,但這不是直接告訴學生實驗失敗的原因,而是通過一步步的進行引導,讓學生自己找到實驗失敗的原因。在學生自己找出實驗失敗的原因的過程中,激發學生的思維,培養學生的創新能力。
三、邀請專家講座,拓展學生知識面
拓展學生的知識面有利于學生創新能力的培養。醫學細胞生物學屬于實驗性學科,細胞生物學知識的獲得均是通過千百次的實驗獲得的知識的總結和升華,細胞生物學實驗過程本身需要豐富的創新性。因此我們定期邀請工作在細胞生物學科研第一線的相關專家進行做報告,通過專家們通俗易懂的報告,向同學介紹他們是怎么設計實驗的,他們采用此種方式設計實驗的目的是什么?同學通過了解專家們的思維活動,進而激發他們的思維,激勵他們在醫學細胞生物學實驗中主動進行創新,進而培養他們的創新能力。
四、定期舉辦學術沙龍
定期舉辦學術沙龍,通過學生間的自由討論,激發學生思想的火花。我們醫學院每年培養五十名左右的研究生,我們充分利用這一資源優勢,每學期舉辦三次學術沙龍,每次時間大概兩個小時左右,邀請細胞生物學方向的研究生與本科生一起參加,教研室的教師充當引導作用的角色,讓本科生與研究生之間進行充分的交流。為了提高學術沙龍的效率,我們每次沙龍活動設定幾個議題,讓學生圍繞設定的議題進行充分的討論,另外,我們還專門留出時間,讓每個學生自由提出他們感興趣的問題,之后師生共同解決。學術沙龍我們已經舉辦過六期了,學生的反響和評價都很好。
五、改革考核評價機制,檢驗創新成果
以往醫學細胞生物學實驗的考核方式以學生提交實驗報告,教師打分的形式進行。學生只注重完成實驗報告,看不到他們的實際操作情況,學生只會把主要精力放在完成實驗報告的上來,此外,這種考核形式造成學生之間相互抄襲的現象存在,教學效果大打折扣。針對此類現實情況,我們采用多元化的考核方式,考試內容包括設計的能力、實驗操作能力和實驗報告,通過三方面結合來考核學生創新能力的培養成果。設計實驗的能力運用已經學習的實驗原理、技術和方法設計實驗,來達到預期的目的,學生通過實驗能力的測試,提高自身對已有實驗的掌握和應用能力。通過實驗操作能反映學生的科學態度、科學精神,全面養成學生良好的科研習慣,從而促進學生綜合素質的全面提高。實驗報告側重對學生操作步驟、數據處理、結果分析能力進行考察,能夠反映學生的科學思維及邏輯推理能力。盡管我們的醫學細胞生物學的實驗教學改革剛剛起步,但是通過實驗教學的各個環節以提高學生創新思維為指導,學生的創新能力得到不同程度的提高,比如在學校進行的大學生科技創新大賽中,醫學細胞生物學的相關實驗研究受到了學院的好評。同時與未進行實驗改革的前幾屆學生相比,學生們的基本操作、動手能力和運用知識的能力得到顯著的提高。
參考文獻:
[1]黃元河,潘喬丹,馮治,等.醫學細胞生物學教學改革的探索與實踐[J].右江民族醫學院學報,2011,33(2):231-232.
[2]何志穎,朱海英,陳元曉,等.醫學細胞生物學實驗教學改革的探索與實踐[J].山西醫科大學學報(基礎醫學教育版),2010,12(1):49-52.
[3]殷祥超.改革專業實驗教學培養學生的綜合素質[J].實驗室研究與探索,2003,2:31-33.
篇10
【關鍵詞】高校專業課 教材 教學內容 教材模式 細胞生物學
【基金項目】本文系河南省高等教育教學改革研究省級研究項目(2012SJGLX134)和河南師范大學教學研究基金重點項目(521751)的研究成果。
【中圖分類號】Q2 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)10-0175-02
一、高校專業課教學的現狀
提高教學質量是教育的根本目的,課程是教學的最根本依據和最基本的知識源泉和表達形式[1]。細胞生物學是生命科學領域的基礎和前沿學科,是從不同層次上(包括細胞整體、顯微、亞顯微和分子等層次)研究細胞結構、功能及基本生命活動規律的學科。細胞生物學是當今生命科學發展最為迅速的學科之一,學科的活躍發展為教學提供了日益豐富的內容。但是在高校課程改革的形勢下,基礎課和專業課的課時在不斷的壓縮,這就要求教師在有限的課時內,不僅要引導學生建立完整的課程體系,而且要及時補充最新的學科進展,平衡好教學內容和課時縮減之間的矛盾,因此高校專業課教學改革勢在必行。
在以細胞生物學為例的專業課調查中發現,學生普遍認為細胞生物學是難度較高的課程,學習起來壓力較大,這一方面是由于該學科發展迅速,內容更新快,教材內容多、難度大,尤其是研究層次已經進入分子水平,學科本身具有深奧和抽象的特點,一些涉及細胞功能和調控的實驗難以通過學生實驗開設,加上該學科研究技術難度提高、對實驗設備和操作人員水平的要求嚴格,無法滿足學生親自操作的要求,所以總的感覺是理論教學和實驗教學嚴重脫節,實驗課已經不能起到深化理論課教學的作用;另一方面,對于有進一步深造意愿的學生來說(占我校生命科學學院應屆畢業生的95%以上),細胞生物學常常是許多專業研究生入學的必考課程,因而學生對課程的學習要求很高,希望教師在教學中充分考慮重點院校和科研院所考研試題難度的要求,結合考研的要求把理論課講深講透,同時也希望通過課堂彌補理論和實驗教學之間的斷層和缺口,提高自身的考研競爭力,獲得更多的深造機會。綜上所述,我們認為教材和教學模式的研究對于提高專業課教學質量尤為重要。
二、對專業課教材的思考
以細胞生物學為例,為適應高校課程改革背景學生的需求,首先我們對現有的國內外優秀的細胞生物學教材進行了分析,從以下方面進行了探索和嘗試。
1. 教材體系的構建:
專業教育的改革是以課程內容為重點的,教材是教學的重要載體,是學生學習的主要參考書,對學生學習有著深刻影響[2]。筆者認為教材應具備以下特征,首先是科學性和先進性,即與時俱進,及時反映學科發展的最新成果;其次是系統性,即注重知識的銜接和前后呼應,有助于學生學科知識體系的建立;再者是實用性,教材的編寫從學生的實際出發,符合學生的求知實際,有助于學生科學素養、探索精神和創新思維的培養;此外,教材還應具有靈活性,即內容編排有彈性,給教師課堂教學留有較大的空間,對學生課外拓展和提高具有一定的指導作用。
教材是對課程標準的一次再創造、再組織。不同版本的教材具有不同的編寫體例、切入視角、呈現方式、內容選擇及圖像系統。通過對國外優秀教材Karp的《cell and molecular biology》(第6版),以及目前國內著名的翟中和主編《細胞生物學》(第3版和第4版)、王金發主編的《細胞生物學》、韓貽仁主編的《分子細胞生物學》等教材的分析,結合課程目標、我校學生的培養方案和一線教師的教學體會,我們對課程結構和內容進行了重新的梳理和整合,本著教師易教、學生易學的指導思想,突出了教材的實用性、前瞻性、系統性和靈活性,將課程內容劃分為概述和方法、細胞結構和功能、細胞生活和調控三個模塊,以真核細胞結構、功能和調控為主線,將細胞生物學課程內容通過相對獨立的11章貫穿起來,構建了一個特色鮮明、簡潔清晰的細胞生物學教材體系,該教材已經于2012年8月由科學出版社作為生命科學核心課程系列教材之一出版發行。
2. 教學內容的銜接:
大學生四年系統的專業學習,將形成學生完整的專業知識體系。在教學實踐中,我們發現一些進入大四準備考研的同學,甚至是考研面試的同學,并未完成專業課的系統梳理,還未達到融會貫通的境界,所以在專業基礎理論的測試中存在不少問題。這些現象也提醒專業課教師,專業課程的開設,既要考慮學生的知識背景,也需要考慮課程設置的合理性和系統性。作為專業課任課教師,是否在教學中忽略了對本課程在專業知識體系中地位的介紹,以及與其他專業課之間聯系的鋪墊。
以細胞生物學教學為例,該課程在我校大二第二學期開設,在此之前,學生已經系統學習了植物學和動物學,所以在教學中,細胞生物學教學是從植物細胞和動物細胞的結構導入的,在復習舊知識的同時,引導學生從細胞這一層面上認識生物的統一性和多樣性,進而導入原核細胞、真核細胞和古核細胞的概念,使學生非常自然的理解細胞生物學和已經學習的植物學、動物學之間的聯系,也為學生繼續學習微生物學等學科做了鋪墊。從學生的認知上看,是以植物細胞和動物細胞的知識基礎為起點的,接受起來并不困難,教師需要引導學生認識到細胞生物學是向更深、更廣和更精方向的滲透和延伸,專業課之間是相互聯系、各有側重的關系。
3. 教學內容的整合優化:
內容重疊問題是專業課教學中經常遇到的問題,包括許多專業課在內容上存在部分的重疊,例如:關于真核基因表達的內容,在生物化學、分子生物學、分子遺傳學和細胞生物學中都有涉及,給授課教師在教學中帶來一定困擾。如何解決這一問題,避免各專業課老師都講,但是都講得不深不透這一問題呢?從學科特征上分析,細胞生物學側重在細胞和分子水平上研究細胞結構、功能和調控;分子生物學則是從分子水平入手,研究大分子的結構與功能等生命本質問題;而生物化學則關注大分子的代謝本質。因此,在教學中,對真核基因表達調控部分的講述在細胞生物學中突出遺傳物質的組織、基因表達調控的多層次性,在分子生物學中則側重于遺傳信息遵循中心法則流動的分子機制,在生物化學中則將重點放在生物大分子的結構、功能和代謝的介紹上。
在側重點的把握上,我們主要遵循兩個原則,首先,一些最為基礎的內容放在培養方案中最先開設的課程中詳細講解,例如:對生物大分子結構的介紹放在生物化學課程中,對真核生物遺傳物質的組織和包裝主要在細胞生物學課程中講解,而遺傳物質的復制、轉錄和翻譯的分子機制則是分子生物學課程重點講解的內容。這樣學生在學習的過程中,不斷有溫故知新、漸入佳境的感覺,無形中也調動了學生的學習的積極性,激發了學生強烈的求知欲望,培養了學生的科學素養和探索精神。其次,要充分考慮學生的認知情況,根據學科特點進行取舍,確定在最適合的課程中講授,盡量避免學生的知識鏈產生斷層,挫傷學生的學習信心,影響教學進度和效果。
4. 保持教學內容的開放性:
盡管高校在課程的規劃與設置上有較大的自,教師在課程設計和教學中也有較大的自主性、靈活性,但在教學實踐中,教材與課程的關系處理不當,不僅影響學生的學習熱情,而且將影響教學質量的提高。
在細胞生物學教學中,我們一貫重視教學內容的優化和更新問題,從國內外優秀教材中吸取精華,取長補短,結合教師自身的教學實踐和體會,充分考慮學生的特點和需求,以易教易學為指導思想,在保證教學內容的基礎性、創新性的同時,還貫徹了開放性、可塑性和靈活性,將學科前沿和進展與教學內容有機結合,使學生及時了解學科發展的新成果和趨勢,拓寬學生思路,擴展學科知識的空間。例如:與細胞生物學有關的最新諾貝爾獎獲得者的成就和對學科的貢獻,在相關的章節講解中都會涉及;在Science,Nature等期刊發表的最新進展也是任課教師考慮補充更新教學內容的來源。所以一些有考研打算的學生雖然在大二已經學習了細胞生物學,但是在大四,他們仍然會旁聽細胞生物學課,因為他們了解細胞生物學這門課每年的教學內容都不會完全相同,一些補充更新的內容是他們在學這門課時沒有聽過的,所以細胞生物學的課堂總是座無虛席。其實,作為細胞生物學任課教師,也能感受到學生對于新知識的渴求。雖說保證教學內容常講常新需要花費更多的時間備課、制作課件,但是學生從中獲益,這樣的付出是值得的。
三、對教學模式的思考
教材的主旨在于培養學生自主學習和創新能力,在我國現行課程體系中,細胞生物學是生物學類、醫藥學類、農學類和林學類本科生一門專業基礎課。理論課教學學時在48~54 學時左右,有統計顯示,全國僅設有生物科學、生物技術和生物工程三個專業的學科點共500 余個,在校本科生總數近10萬人,因此教學需求量大。但是高校專業課教學,大多有重理論輕實驗的傳統,常常存在理論和實踐脫節的問題,在課程建設上,處理好二者之間的關系,也是亟待解決的問題。
鑒于學科的特點,要將細胞生物學許多過于抽象、難于理解的理論講明白,除了引導學生將理論與生活實際相結合,發揮想象力,使抽象的內容形象化和動態化之外,實驗教學也是不容忽視的重要環節。為進一步貫徹《教育部財政部關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》(教高[2007]1號)精神[3],提高高校本科教學質量,推廣研究性學習和個性化培養,我們對細胞生物學實驗進行了改革,增大了設計性、創新性和綜合性實驗的比例,降低了驗證性實驗的份量,學生普遍反映改革后的實驗課更加有趣,學生參與的主動性明顯提高。同時,我們鼓勵學有余力的同學積極參與大學生創新性實驗項目,通過以大學生為主體的創新性實驗改革,一部分學生得到了科學研究與發明創造的初步訓練,學生的創新意識和實踐能力增強。一些學生設計的細胞生物學實驗不僅獲得了大學生創新項目的支持,還獲得“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽一等獎,學生的培養質量受到了廣泛好評。
參考文獻:
[1]劉昌,閻錫海.我國高校生物學專業課程現狀及其改革的理論思考,高等理科教育[J],1995,4:52-57
[2]鄒方東,王喜忠.細胞生物學“教師、教材、教法”三位一體課程建設與改革,中國大學教學[J],2009,1:52-54
[3]教育部.財政部“高等學校本科教學質量和教學改革工程”(2007年1號文件)