提高细胞生物学实验教学的效果

游翠红+肖湘+李远友+王树启

一课程内容调整

传统的细胞生物学实验主要是以验证性实验为主，实验内容比较单一，实验方法基本固定，学生按照老师既定的讲义与实验流程进行操作，其实验结果基本可以预见，学生发挥想象空间的积极性与灵活性大为减少，难以提高学生的综合素质。我们在探索课程改革的过程中，将验证性基础实验分类集中开设，并增加了综合性实验的比重，还开设了细胞培养与细胞凋亡等系列开放式创新实验，学生感到富有挑战性，学习兴趣增加。

1分类集中开展基础实验

细胞与细胞组分的染色观察、细胞器的分离等是细胞生物学实验中的最基础部分，学生应该学会理解并熟练掌握。我们将验证性实验按照技术系列进行归类，同类实验集中开设，如，将同属于细胞组分染色观察范围的动、植物细胞骨架观察实验归在一起，让学生2人一组，每组选做动物或植物细胞骨架染色观察实验，实验结束后，各组相互交流，集中讨论，比较分析动植物细胞骨架的差异。类似的，将植物叶绿体与线粒体的分离归为细胞器分离实验类别，将酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、过氧化物酶的显示归为细胞器特异酶的显示实验类别，连同特殊显微镜的使用，共形成了四大类基础实验。

同时，我们借鉴了其他高校的做法，在每个基础实验开展之前，列表提示学生本次实验包含哪些实验技术，这些实验技术在前面哪个学科的实验中有涉及；本次实验要求学生掌握的核心实验技术是什么，本次实验的延伸是什么？在实验结束后，上交实验的原始记录，包括实验结果、结果分析、操作注意事项、对本次实验的建议等，老师签字后方可离开。

2加大综合性实验比重

综合性实验涉及多种实验技术，在前面基础实验中锻炼和培养了学生的基本实验技能之后，开设综合性实验有利于进一步锻炼学生的综合素质。我们从健全教学内容与学生的实验技能角度考虑，选取了巨噬细胞的吞噬活性、植物原生质体分离与融合、小鼠骨髓细胞有丝分裂染色体的制备与显带等3个综合性实验。其中，在巨噬细胞的吞噬活性实验中，要求学生设对照组，对照组只注射台盼蓝而不注射淀粉肉汤，比较实验组与对照组的吞噬率、吞噬指数的差异，让学生更好地理解吞噬细胞的功能。在植物原生质体分离与融合实验中，设立不加聚乙二烯（PEG）的对照组，让两种原生质体直接混合，有助于学生掌握实验设计严谨性原则。在小鼠骨髓细胞有丝分裂染色体的制备与显带实验中，让不同组学生自行选择显带方法，实验结束后大家集中讨论，使学生对染色体的结构与功能有更加充分的认识。

3增加细胞培养系列开放式创新实验

细胞培养与细胞凋亡观察是细胞生物学实验教学中非常重要的部分，学生很感兴趣。实验涉及细胞传代、冻存、复苏与细胞凋亡观察检测等多项实验技术，实验周期长，操作流程复杂，且每次只能是单人操作，工作量大，对老师的要求也很高。而且，要求细胞培养室可以随时配合学生的实验操作。在2011年之前，我们受实验条件、经费等的限制，没有开展细胞培养系列实验。

在2012年，我们将细胞培养与细胞凋亡实验合并在一起，即“人肝癌细胞培养及诱导细胞凋亡现象观察”，要求2人一组，每组必须进行细胞培养、传代、冻存、复苏等基本操作，同时，进行刺激物诱导肝癌细胞凋亡实验。在课程开始的第三周，组织学生观看细胞培养标准操作视频，并布置诱导细胞凋亡创新实验任务，提供几种刺激物供选择，让学生自行查阅文献，制定具体的实验方案。两周后在班上集中讨论实验方案的完整性与可行性，引导学生继续完善实验方案。实验方案通过后，各组可利用课余时间在细胞培养室开展实验。每组学生在第一次进行细胞传代实验操作时，由老师示范操作一次，之后，每组独立进行操作，研究生助教从旁指导、协助。细胞培养室对本科生24小时开放，实行预约登记制度。实验结果以论文形式上交，要求严格按照研究性实验论文的格式书写，以考核学生对整个实验从设计到具体操作的掌握程度，锻炼学生对实验原始数据的记录、处理及对实验结果进行分析归纳的能力，培养严谨的科学态度和独立思维能力。创新实验结束后，学生的自主思维能力明显增强，从事科学研究的兴趣增加，自信心也大为增强。

二改革教学模式

1分组准备实验、开展实验

汕头大学实验课程的开展采取小班制，每班16-25人，所以，同专业的学生一般会分成2个小班，如，分别在每周的周一和周二下午上实验课，两个班上课的内容相同。在每个班中，我们采取分组准备实验的方法，即2人1组，每组准备一个实验，这样，相同实验就由2个小班中各自一个小组即4个人准备。

在实验开始前，学生需提前准备好实验材料、实验用具、实验试剂以及课件等。在准备实验材料、配制试剂等过程中，研究生助教全程参与，负责指导、监督工作。实验的预处理也由该小组在助教的带领下完成。在正式上课时，由小组学生上台讲解自己准备的课件，除了介绍实验目的、实验原理、操作步骤等内容之外，还需详细介绍实验试剂的配制过程，实验的预处理过程等，其它学生与老师可以提问，该组学生也可以向其他同学提问，布置思考题。小组将课件讲解完毕后，老师补充讲解学生课件中的不足之处，并将实验原理、实验的操作步骤、注意事项等重点着重强调，布置作业与思考题。另外，老师在黑板上写下本次实验的大致操作流程，以便其它同学能够更好地进行实验操作，做到清楚明白。

在进行实验操作时，老师保证每个小组都有一份实验材料，尽量让每个同学都有动手的机会。每个小组独立操作，试剂、仪器等协调共用，实验结果独立分析。在实验进行过程中，老师巡察，及时纠正学生的不正确操作，及时解答学生的疑问。

实验结束后，学生上交原始的实验记录、实验结果、分析讨论等，供老师签字。然后，留10分钟时间大家一起讨论。每组先简述自己的实验结果及实验成败的原因，大家集中交流，总结经验，提出建议等。在下周上课之前上交本次课的实验报告。

分组准备实验的方法让学生自行查阅文献资料，准备课件，对于不清楚的地方能够事先弄清楚明白，有效地锻炼了学生的独立思维能力。从准备实验材料，配制实验试剂到实验操作等都由学生完成，给学生充分地创造了实验操作机会，锻炼动手能力。实验结束后，大家集中讨论，集思广益，教师从旁指点，较好地澄清学生心中的疑问，提高实验成功率。endprint

2有效利用网络视频教学

细胞生物学内容庞大复杂，而且发展极为迅速，它与生物化学、分子生物学、遗传学、基因组学以及蛋白质组学等多学科结合，不断涌现出新的实验技术。受实验教学经费的限制，细胞生物学实验可能无法及时地将这些新的技术方法添加到教学内容中，也无法完成所有的细胞生物学实验。为了弥补此方面的不足，我们找到一些实验教学网络视频，如当前细胞生物学研究热点的“诱导多能干细胞”视频[1]，还有“扫描电镜样品的制备与观察”视频、“荧光标记技术”视频等，利用实验中间出现的较长的等待的时间，播放给学生看。这样不仅能丰富实验教学内容，还能有效地利用课堂时间，让学生了解最新的细胞生物学研究进展和实验技术，激发他们的科研兴趣，活跃课堂气氛。

三实验考核体系多元化

合理的实验考核制度能够提高实验教学效果，达到预期的实验教学目的。以往细胞生物学实验课程的考核是实验报告成绩占60%，平时成绩占40%。改革后，我们设立了多元化考核体系，最终成绩由三部分组成，实验报告成绩占40%、平时成绩占30%、创新实验成绩占30%。其中，实验报告除写明实验目的、实验原理、实验材料、实验试剂、实验操作步骤外，还需对实验结果以图、表、文字相结合的方式加以说明，对所遇到的问题及处理意见进行详细的讨论，总结实验经验，提出建议等。平时成绩除体现课堂实验操作规范程度以外，还包括每次课的抽签口试[2]成绩。课前采取抽签口试可以促使学生提取预习，加深学生对所做实验的基本原理、主要内容、操作方法和注意事项等内容的理解和掌握，有效地避免了分组准备实验、其它组同学无关己事的弊端。创新实验成绩包括两部分，一部分为实验态度、实验纪律、实验操作规范程度等，占30%，另一部分是实验论文的撰写。实验论文的撰写是对整个实验的梳理和总结，可以考核学生对整个实验从设计到具体操作的掌握程度，更可以锻炼学生对实验原始数据的记录、处理及对实验结果分析归纳的能力[3]。我们要求学生严格按照研究性实验论文的格式书写，包括摘要、前言、材料方法、结果讨论等，培养学生严谨的科学态度和独立思维的能力。

总之，2011年以来，汕头大学生物系开设的细胞生物学实验课程，通过实施上述教学改革措施，学生的独立思维与动手能力得到很好的锻炼，学习兴趣明显增加，自主能力明显增强，提高了该课程的教学效果和学生的综合素质。

参考文献

[1]陈建明，虞游.细胞生物学实验教学的改革与创新[J].广州化工， 2014，42（3）：128-129.

[2]葛淑敏.改革细胞生物学实验教学，培养学生创新能力[J].科教文汇， 2012（10）： 129-130.

[3]陈媛媛，陈付学，华子义，等.深化细胞生物学实验教学改革，探索开放式实验模式[J].教改创新，2012（12）： 60-61.endprint