细胞生物学实验教学改革探索与实践
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摘要：细胞生物学实验教学不仅是理论知识的具体实践，更是培养学生综合能力的重要手段。本课程组针对实验教学中存在的问题，通过优化实验教学内容、更新教学手段以及完善评价及考核制度等方面进行改革，有效提高了教学质量，同时也为创新型和实践型人才的培养提供了新的思路。
关键词：细胞生物学；实验教学改革；实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）15-0158-02
细胞生物学是当代生命科学的基础学科，其实验技术方法随着理论知识的更新迅猛发展，已渗透到遗传学、分子生物学和生物化学等生命科学各分支学科，成为生命科学研究的重要手段。如果将细胞生物学先进的科研方法及成果引入到实验教学的设计和实践中来，对激发学生学习的主动性、创造性，培养学生的综合能力都有着传统实验教学所不可替代的种种优势。目前，综合性、创新性实验是现代基础医学实验教学所倡导的主流模式，整个过程需要学生综合多学科知识并运用已学知识去发现、分析和解决实验中可能会遇到的问题，可激发学生学习的主动性、创造性，培养学生创新思维、自主学习等多种能力[1]。但目前细胞生物学实验教学存在许多问题，如何培养出具有综合素质能力的全方位的医学人才，更好地达到教学目标值得我们深入思考。
一、细胞生物学实验教学现状
医学细胞生物学发展迅速，教学内容更新较快，而现有的细胞生物学实验教学仅作为理论教学的补充，内容陈旧缺乏先进的技术手段和知识的综合性运用，导致学生积极性不高，学习兴趣不大。传统实验教学模式由老师事先准备实验材料、仪器及试剂，学生按照教师讲解按部就班进行实验，实验过于程序化、简单化，实验结果同一化。学生不参与实验的准备设计工作，不利于学生创造性思维、分析问题、解决问题能力的培养。先进教学技术，网络视频、微课等先进教学手段已在理论教学中普及，但在实验教学中却没有被充分发挥应用，许多新信息技术尚未被引入实验教学中，导致学生学习主动性不高，降低了教学效果。此外细胞生物学实验课时较少，实验项目有限，而细胞生物学知识内容广泛，从观察细胞基本结构及形态的基础性实验到细胞特性的验证性实验，再到细胞功能活动的综合性探索性实验，可开设的实验较多，而现有的实验课程设置已不能满足需要，这严重地制约了细胞生物学实验教学的发展，不利于学生能力的培养。如何在细胞生物学实验教学中培养学生独立思考、综合运用知识和科研创新的能力值得我们深入思考。基于以上问题，本课程组对细胞生物学实验教学进行了改革及探索。
二、实验教学改革方案及实践
1.科学的增减实验项目。以前本科实验共有四项实验内容，有些实验内容相对陈旧，我们在保留经典实验的基础上，删除相对陈旧不适用的实验，增加具有时代性和实用性的新兴内容，如新生进入实验室前，进行实验室安全培训，使学生对实验室安全有一个全面的认识，增强自身安全防范意识。同时我们对教学内容进行了重新编写和完善优化，增设活细胞动态研究方面的实验，由原来观察性实验项目占主体的实验系列转变为操作、观察相结合的综合性實验项目。以下是改革前后实验内容的设置：
通过对实验教学内容的改革，使得实验教学紧密跟随理论教学内容的更新，努力提高学生的操作和实践能力，也使得细胞生物学的理论知识更好地应用到实践中来。
2.合理开设综合性实验，专项开展创新性实验。将培养单一技能的验证性实验项目科学整合为系统化的综合性实验，将学生基本实验操作技术的培养贯穿于实验过程中。例如，我们设计有关细胞的实验，从细胞培养、细胞的形态观察和大小测量、细胞的计数至细胞的死亡等一系列相关操作，形成系统性、综合性实验。这样，既训练了学生的基本操作能力，又培养了其综合运用基本实验操作技术完成整个实验的科研能力。创新性实验是针对学有余力、思维活跃的学生开设的。这类学生会主动向老师表达参与科学研究的愿望。根据意愿从中挑选，在完成了课程规定的实验后，利用业余时间进行创新性实验。课程组将学生分组，为其配备科研导师。学生可以选择自己感兴趣的生物学问题，广泛查阅资料，形成实验思路，设计实验技术路线。导师评价学生方案的可行性，引导其正确运用实验方法与技术，在学生操作中给予指导，及时解决学生在操作中遇到的各种问题。这样由学生被动的“学科学”转向学生主动“做科学”，形成以学生为主体的教学模式，培养学生运用已有知识发现问题、分析问题及解决问题的能力[2]。
3.充分利用网络资源改进教学手段。网络教学平台将有限的实验教学课时得到延伸，可极大地拓展学生的知识范围、思想维度，激发他们的求知欲和创造力。在实验教学中鼓励学生充分利用网络资源进行收集、综合、分析资料，设计实验。同时教师在教学中也充分利用网络的便利不断完善教学，如实验室生物安全教育，教师在讲授的同时播放网络教学视频，学生印象深刻便于记忆；又如细胞稀释与计数实验，教师们将规范操作过程制成微课，课前通过网络传送给学生，学生可以提前进行预习，这样不仅使实验操作规范化、标准化，更是大大提高了实验效果。
4.完善实验效果评价了解学生掌握程度。实验设置是否合适，实用性如何，应以学生和教师的综合评价为导向进行评价，才能不断改善。以往实验结束，教师批改作业即为结束，实验设置科学与否完全以教师评价为主，过于片面，本课程组以调查问卷的方式完成学生问卷和教师问卷，根据问卷结果对实验设置进行评价，对实验课程设置进行指导。实验结束后，本课程组以课堂小测验的方式对学生进行考核，并结合学生作业完成情况来完善考核体系，了解学生对实验内容及实验操作的掌握程度。
三、教学效果及反馈
课程组此次进行的细胞生物学改革实施范围涉及石河子大学医学院2017级临床本科专业、2017级预防专业、2017级影像专业，受益学生数共达360人以上。实验结束后，不仅让学生完成了实验报告，同时也进行了生物安全知识及实验知识检测，并完成了调查问卷。生物安全测验结果显示，2017级本科测验平均成绩为92.3，而教学改革前2016级本科测验平均成绩为84，通过系统学习，学生们更好地掌握了实验生物安全知识，提高了生物安全意识。调查问卷显示，98%的学生认为进入实验室前进行生物安全教育很必要。学生在选择感兴趣的实验时，35%的学生选择了观察性实验，95%的学生选择了综合性实验。调查问卷中，学生反映对实验内容改革较为满意，许多学生希望增加实验课时，增加综合性实验内容，30%的学生表示有参加课外科研试验项目的意愿。
四、小结
随着教学改革的持续深化和创新教育的不断推进，实验教学已成为培养高素质创新型人才的重要环节[3]。为了培养学生独立思考、综合运用知识和科研创新的能力，配合细胞生物学理论课教学改革的不断深化，本教研组在实验教学过程中，结合教学目标、教学内容等方面要求，对细胞生物学实验教学进行了改革与探索，并在本科教学中进行大胆实践，形成比较完善、规范、科学的实验教学体系以及有效的教学效果评价体系。通过在教学实践中的应用培养学生多方面能力：独立学习思考能力，收集、综合、分析、利用信息的能力，综合运用知识解决问题的能力，科研创新的能力等。为更好地培养高素质的医学人才奠定基础，同时也为创新型和实践型人才的培养提供了新的思路。
参考文献：
[1]黄萱，付爱根，赵宇玮等，细胞生物学实验教学的改革及创新[J].生物学杂志，2017，35（1）：121-124.
[2]孙铮，孙媛，王茜等，探索细胞生物学综合性实验课促进科研与教学的紧密结合[J].中国细胞生物学学报，Chinese Journal of Cell Biology，2016，38（6）：715-720.
[3]李志亮，邢浩春，叶嘉.基于翻转课堂在《细胞生物学实验》教学中的改革与反思[J].教育教学论坛，2017，（4）：241-243.
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