细胞生物学实验教学模式的探索

覃永华，徐 鑫，余光辉，王春台

(中南民族大学 生命科学学院;国家民族药学实验教学中心，武汉 430074)

随着教育改革的不断深化和素质教育的全面推进，实验教学已经作为培养高素质创新人才的重要环节，在高等教育中发挥着越来越重要的作用。实验教学注重培养学生的动手能力、发现问题、分析问题、解决问题的能力以及创新力，对理工科院校培养研究型人才显得尤为重要［1］。细胞生物学实验教学如何进一步提高教学质量，适应和满足学科发展的需要，培养21世纪的创新型人才，是当今广大细胞生物学教师在教学过程中面临的重要问题。

1 当前细胞生物学实验教学存在的问题

现行的实验教学模式的弊端突出地表现在以下几个方面［2－5］:

1)实验内容单调，难以培养学生的创新能力。由于教学条件以及课时等因素的限制，目前细胞生物学实验内容多局限在普通显微镜的构造及使用、组织切片和染色体制备等较为简单的内容。对于那些推动细胞生物学快速发展的新技术、新方法因缺少教学平台而无法应用于实验教学，在客观上造成了实验教学与理论教学的脱节。

2)实验教学模式单调，难以激发学生的积极性和能动性。现行的实验教学模式基本上都由学生先完成实验预习报告，然后按照教师的讲解，在各种实验准备都已完成的情况下按部就班地开展实验，最后写出实验报告。在这种教学模式中，教师成为了主体，从实验内容的选择、材料的准备到试剂的配制，完全由老师包办，学生无须思考，学生处于一种被动的学习状态。无论从实验技能的培养，还是学生的分析问题、解决问题的能力都没有得到应有的提高和锻炼。一旦离开了教师，学生就不知所措，这种实验课的教学模式难以很好地开发学生的创造性思维，不利于学生分析问题和解决问题能力的培养。

3)实验多为重复性或验证性实验，缺乏综合性、设计性，不利于学生综合素质的培养。验证性实验重点在培养学生扎实的基本功;综合性实验强调实验的系统性、综合性和整体性，重点培养学生分析问题和解决问题的能力;设计性实验有一定的探索性。验证性实验的结果基本是已知的，实验的过程及其可能存在或出现的问题也基本是固定的。因此，在一定程度上局限了学生的思维，难以实现达到培养学生综合素质的目的。

4)实验课成绩的评定存在一定的主观性，影响了学生的学习动力。实验课程由于其性质的特殊性，往往难以确定完善的考核指标和体系，从而使得实验课程的成绩常常较多地依赖于学生实验报告书写的工整和完整程度，这就导致了学生实验课程成绩的评定缺少客观性，进而影响了学生学习的动力。

2 细胞生物学实验教学的改革内容

针对上述问题，我们在细胞生物学理论和实验教学中，借鉴兄弟院校的经验，注重创新教学模式的探索和改革，在理论课程教学中我们注重加强学生创新思维的培养，基础实验重视实验技能的训练，科研创新训练注重科研素养和能力的全面培养。经过不懈的探索和实践，我们在科研创新人才的培养上取得了一定的成效。

2.1 注重“小班化”实验教学模式的探索［6－7］

在细胞生物学实验教学中，采用教师包干制，将学生分成若干小组，每组人数15～20名，每个老师全程负责该组实验，包括实验报告的讲解、指导和实验报告的批改和讲评。小班化教学探索有效地提高了教师对学生的监管和责任心，老师有充裕的时间和精力来指导每位同学的实验，及时纠正学生实验过程中的错误以及不良习惯，考核试验质量，杜绝了学生重修实验的现象。学生实验报告的完整度、学生对教师授课的满意度都比课改前有了显著提高和改善。学生对实验的认真参与度、实验报告书写的规范性和完整性都有了大幅度的提升。同时，在考勤及规章制度上更加严格，实验要求学生全程参与。另外，要求学生做实验必须穿工作服，培养好的实验素养。这样，整个实验室面貌焕然一新，使学生意识到做实验是一件十分严谨的事情。

2.2 修改完善教学大纲，整合实验，科学设置实验内容，与理论教学紧密联系［8］

在实验课程的教学过程中，需要顺应形势的变化，及时调整课程内容。调整的原则:

一是精简，即删减重复性以及实验效果差、耗时多的实验，同时避免学科之间的实验重复。比如:有丝分裂和减数分裂实验虽是细胞生物学的重点，但更属于经典的遗传学实验，因此，在我们的课程中没有开设相关的实验。合并技术单一的实验，细胞生物学实验中有很多单项小实验，在实验经费和实验学时有限的情况下，为保证实验内容的丰富化，达到更好的教学效果，将实验内容进行整合和优化。现行的细胞生物学实验课程每学期有28个课时，分为7个综合实验，包括细胞膜渗透性、细胞器的分离、细胞骨架的观察、细胞吞噬等综合性实验的内容，这些实验内容是我们根据理论教学的重难点精心设计的，能够促使学生灵活运用理论知识原理，加强对学生的动手能力、独立分析问题、解决问题以及创新能力的培养，加深对理论知识的理解和记忆，培养其科学严谨的思维能力。

二是将实验内容在结构体系上分为细胞的形态结构、细胞生理和细胞器的分离和观察3个模块，每个模块均有具体实验课程，根据实际情况可灵活选择，同时适当增补动手能力和技术性要求较强的综合性实验和设计性实验。

三是逐步改变“实验技术人员准备实验－教师讲解－学生照做”实验教学模式，使其最终成为以“学生为核心”的教学模式，尽量多给学生留下思考的空间和动手的机会，还要鼓励学生对感兴趣的生物学问题进行课时外的开放性实验研究。开放实验室，学生可根据自己的兴趣，申请到开放实验室进行科技创新的实验研究。让学生自己制订实验方案和步骤，然后与教师、实验技术人员进行讨论以及实验预约，利用课余时间独立完成，从而锻炼自己的实践能力，更有效地培养自身的综合技能，同时也可以参与到教师科研项目中。通过我们的共同努力，已有多位同学在多项实验技能竞赛中取得了优异的成绩。

2.3 改革教学方法，启发、引导和培养学生的创新意识

在细胞生物学实验教学中，一要发掘实验背后的理论支撑，使实验内容与理论教学内容和进度紧密联系，这样可以通过实验教学巩固理论知识。二要培养技术意识，重视实验的技术和方法;同时，在实验课上促进实验过程中师生交流，倡导师生间的问与答，活跃融洽的气氛。首先，老师在课堂上讲解实验内容，然后，安排学生自学掌握实验原理熟悉实验过程，自主设计实验流程，经老师审核大致流程后自主完成实验，部分实验报告以论文的形式完成。在这个过程中，一方面由学生提问、老师解答的方式帮助学生了解掌握实验，锻炼了他们的思考问题能力;另一方面通过实验后老师提问的方式来总结、考查学生对实验原理及步骤的掌握情况。通过这样一个互动过程，使学生在实验前能够对实验目的和原理、内容做到心中有数，同时也有利于学生在实验过程中的思考。我们也会适时地利用实验处理中的等待时间，激励学生分析实验过程，甚至改进实验过程。比如在细胞膜渗透性实验中［9］，首先，让学生思考为何要以红细胞为材料，接着是渗透与扩散的差别;然后，引导学生根据自己的知识综合分析各种渗透物质的性质，推测可能的结果;最后，通过实验去证实自己的猜想。通过这样一个过程，既让学生较好地巩固了自己的理论知识，又培养了他们思考问题的习惯和能力，同时，还增强了他们做实验的兴趣。此外，我们要求感兴趣的学生参与到实验课的准备及预备实验过程中来，学生深入理解实验的同时，能够与实验老师共同研究实验方案的改进方法。通过这种方法，学生除了实验技能有所提高外，对相关的理论知识的理解也有所加深，还能掌握到查阅、检索相关资料的方法并拓宽自己的知识面。

2.4 运用现代化电教技术辅助教学，丰富实验课堂［10］

一些具有代表性的高、精、尖实验技术，因其操作的严格性、技术性，更重要的是因其需要大量资金投入的限制，使之在普通实验室无法开展。多媒体教学手段表现形式丰富，能直观地展现传统教学手段难以表达的教学内容或无法观察到的现象，可以直观生动地将整个实验展示给学生，有利于激发学生的学习兴趣和热情，调动学习的积极性。另外，能较好地解决示教中的一些难点，同时节约时间，增强课堂信息量，拓展教学内容，充分提高了教学效率，真正做到教师与学生的互动式教学。

2.5 改革考核体系，促进全面发展

考核是教学效果的检查，也是督促学生学习和复习的手段。根据课程特点，细胞生物学的实验考核应以考查学生运用理论知识和实验技术的能力为主要内容。我们的实验考核包括三个部分:实验操作(40)、实验报告(40)和实验考试(20)。平时的实验表现(实验操作+实验报告)是实验考核的重点，平时的实验操作是一名学生实验思维、实验技能和实验习惯的综合体现。实验报告是将整个实验过程和结果有序的组织，同时，我们还要求每位学生加上实验心得，这主要包括每位学生在完成实验后的收获以及对每个实验改进的意见。实验考试是安排或利用一个综合性实验，首先，由教师提出实验目的;然后，要求学生利用所学的理论知识和实验技术，进行综合性运用，并结合相关的基础理论知识，进行综合分析，得出结论;最后，教师依据学生的操作和分析给予评分。同时，我们也在理论课考试中加大实验课所涉及的相关知识点来考查学生对实验内容的掌握程度，增强学生举一反三的思维能力。

3 结束语

通过多年实验教学的改进，解决了教学中存在的一些问题，改善了实验教学的条件，通过调整实验内容、改革教学方法、完善考评体系等措施，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的独立思考问题、发现问题和解决问题能力，培养了学生较强的科研意识，严谨的科学态度，科研发展潜力和创新精神。作为国家民族药学实验教学中心的重要组成部分，细胞生物学实验平台承担了大量的实验教学，为中心的正常运行贡献了重要力量。同时，作为校级精品课程教学团队，我们近年来取得了不错的成绩，获得了中南民族大学2012年度教学三等奖，并通过对多年的实验教学内容和方法的总结，出版了《图解细胞生物学实验教程》一书。

为培养高素质、综合能力强的有用人才，我们将继续努力，合理利用实验教学资源不断完善实验教学，使实验教学再上新台阶。

［1］孙宗禹.素质教育与大学教学改革［J］.中国大学教学，2002(9):22－23.

［2］谢放，孟宪刚，薛林贵.《细胞生物学》课堂教学模式改革的探索与实践［J］.中国细胞生物学学报，2011，33(7):826－829.

［3］陈贤均，李小燕.医学细胞生物学课程教学内容改革的实践［J］.山西医科大学报基础医学版，2002，32(2):36－37.

［4］刘超，洪法水.生物科学本科生科研创新能力的培养［J］.实验室研究与探索，2012，31(2):106－108.

［5］张晶，华子春.细胞生物学课程体系优化的实践与思考［J］.中国细胞生物学学报，2011，33(6):716－719.

［6］余光辉，程旺元，覃永华，等.基于细胞生物学教学的科研创新人才培养模式探索［J］.中国细胞生物学学报，2012，34(12):1246－1251.

［7］张学华.小班化教学及其反思［J］.当代教育科学，2003(9):24－6.

［8］张红锋，孙剑华.创建基于研究的细胞生物学实验教学模式［J］.实验室研究与探索，2008，27(7):99 －101.

［9］程旺元，余光辉，王春台，等.红细胞膜通透性的实验结果分析［J］.实验科学与技术，2009，7(5):39－41.

［10］宋宏涛，张伟.细胞生物学实验教学网络课程实例应用［J］.中国现代教育装备，2011(5):131－133.