“细胞生物学”实验技能竞赛设计及分析

齐迎春，谢婷婷，邹玉兰，李运广

（华中农业大学生命科学技术学院，湖北武汉 430070）

为进一步提高实验教学质量，调动大学生学习的兴趣，不断强化实验教学在大学生创新能力培养中的作用，华中农业大学自2013年起每年举办“细胞生物学”实验技能大赛，该竞赛也为湖北省生物学实验技能竞赛选拔参赛学生提供依据［1］。2013年第一届华中农业大学“细胞生物学”实验技能竞赛参赛人数为24人，参赛学生为大学二年级本科生。竞赛结果显示:学生竞赛的总得分率为69.0%，其中显微镜使用等操作比较熟练和规范，得分率为81.7%;在实验习惯等科学素养方面的考察获得最高得分率为87.1%;而得分最低项目为基本知识应用，为53.0%;其次是生物绘图的考察结果也不理想，得分率只有61.7%。现将本次竞赛的情况具体分析如下，以期对我校的“细胞生物学”实验教学起到一定的指导和借鉴作用。

一、“细胞生物学”竞赛操作项目设计及评分方法

（一）竞赛操作项目设计

“细胞生物学”实验技能竞赛总分为110分，以实验操作为主，具体考试设计如下:

1.取固定装片，显微镜下观察并绘图（注意显微镜的正确使用，以操作过程、绘图质量和结构标注为评分依据）。

2.利用所给药品和实验材料，根据实验现象来鉴定细胞死活并简单解释原因（请选择适当药品进行实验，染色时间为10 min;以操作过程和现象描述为评分依据）。

3.取根尖，经水解、染色、漂洗和蒸馏水冲洗后制作临时装片，观察细胞中DNA分布和有丝分裂相，根据观察结果画简图表示各分裂期细胞（选择适当的药品进行实验;调整至最佳视野后示意老师检查，以操作过程、教师检查和现象描述为评分依据）。

4.鸡胚成纤维细胞原代培养（以操作过程和细胞最终生长结果为评分依据;操作前请务必提示老师观看操作全过程）。

（二）评分方法

竞赛项目的每一个操作环节均制定有评分标准（表1），评委是在相关专业长期从事实验教学工作的教师，评委和考生比为1:8，即每位评委评定考生数目不超过8名，客观评分如试剂选择、判别所给材料细胞的死活等由1个评委评定，主观项目评分，如染色压片效果、生物绘图效果等每位学生由3个评委评分，最终取平均值。

二、结果与分析

“细胞生物学”实验技能竞赛成绩总结见表1，平均分为76.6。从各项考核点学生的得分率来看，学生实验整体科学素养和实验习惯较好，实验过程中不乱放垃圾，实验结束后台面整洁干净，物品摆放整齐，因此此项得分率最高为87.1%;其次，学生在显微镜使用方面也比较规范和熟练，得分率达81.7%;实验技能规范操作如移液管取用、组织剪取和处理、细胞放置等考点得分率在70%以上，说明学生基本掌握了以上方面的实验原理和操作技能。在绘制肾切片细胞图和染色体各分裂期示意图的考核中得分较低，得分率为61.7%。表1反应出学生掌握最差的技能为理论知识和实践知识的综合运用能力，得分率只有53.0%。从考核分值分布的结果可以看出，学生在理论和实践结合应用方面的能力差异比较显著，从零到满分都有，说明有些学生在大学学习阶段仍然注重死记硬背，没有理解系统知识，导致在实践中不知所措。

表1 “细胞生物学”实验技能竞赛成绩统计

三、讨论

“细胞生物学”是生命科学的前沿学科之一，是现代医学、生物技术、畜牧、水产等专业的重要基础课程，具有很强的实验、实践性，对于培养学生从细胞、亚细胞和分子水平上认识和探究生命问题的能力具有奠基性作用［2－4］。

华中农业大学二年级学生“细胞生物学”竞赛的可喜结果之一是学生完成实验的科学素养较好，得分率为87.1%。叶圣陶先生说:“什么是教育，简单一句话，就是养成习惯。”良好的实验习惯的养成对于培养高素质创新人才尤为重要，这些好习惯将使人受益终身［5］。华中农业大学实验教学中以培养训练良好的实验习惯及科学素养为教育宗旨，因为习惯是素质的一种体现［6］。教师在教学中，要求学生实验前做好充分准备，了解仪器设备的操作原理和操作方法，实验操作过程中，安全第一，仪器操作必需规范，如酒精灯，强调一定要用灯帽熄灭等，以免实验中伤人或损害仪器。从竞赛结果中也充分体现了学生较好的科研素养。

显微镜的使用项目竞赛的得分率高达81.7%。显微镜应用技术是生命科学研究之根本，被列为普通生物学四大技术之一［7］。因此提高大学生全面掌握显微镜技术，是教育者当前义不容辞的责任［8］。我校实验教学中注重显微镜使用知识的传授，如一年级在微生物实验中专门有显微镜的结构和使用的讲解，在植物学实验教学中，显微镜的结构和使用这部分内容仍然花费两个学时，达90 min的讲解。在后续课程如“遗传学”和“细胞生物学”等学习中，继续强化显微镜的规范使用，该部分得分率较高，在情理之中。

竞赛中得分率较低的两个项目是基础知识的应用和生物绘图。在湖北省大学生植物学实验技能竞赛结果中也显示出学生对生物绘图掌握非常薄弱［9］，这和现在图像采集处理技术的极大发展，显微摄影的广泛普及有关。但不可忽视的是生物绘图法以对生物形象表现准确、技法细致精练、传播直接便利等特点，独一无二，在某些特殊领域仍具有不可取代性［9］。因此呼吁生命科学教学中要重视生物绘图的训练。

基础知识的灵活应用也是当代大学生普遍比较薄弱的环节。较多大学生在学习过程中仍然依赖老师的讲解，主观能动性发挥不够，对所学内容死记硬背现象普遍存在，因此不能把所学知识很好的运用到实践中去。比如本次竞赛题目是给出了活体洋葱根尖和被杀死的洋葱根尖，要求学生选择适当的试剂将活材料和死材料区分开。参赛学生均是刚刚上完“细胞生物学”实验，这部分竞赛内容在实验课上都亲自做过，然而竞赛中仍然有部分同学对这个项目无从下手，首先不知道选择什么试剂，其次不知道如何判断细胞的死活，导致部分学生在该项目竞赛的得分为零。这就说明有些学生在做实验时比较盲目和被动，对实验原理理解不清，只是为完成学习任务而做实验，所以再次遇到同样的问题仍然不能解决。这里就给大学教学提出更高的要求，即如何充分调动学生主观能动性，培养学生自主的学习知识和灵活运用知识的能力。

四、调整措施

针对这种情况，我们在实验教学中应改变过去完全由老师或助教包办前期实验准备，代之以让学生参与包括前期准备在内的整个实验过程。这样不仅让学生更好地经历了完整实验过程、掌握了实验原理，而且还可以学习很多新的实验技能，在操作中不断思考，无形中加强和巩固了已学知识。同时学生还体会到实验准备的不易，端正了实验态度，教学效果良好。如在小鼠吞噬鸡血细胞的实验中，从购买、饲养、腹腔注射淀粉肉汤和台盼蓝、鸡血的采集、腹腔注射到脱臼处死小白鼠和解剖取样，都让学生全程参与。在准备过程中，学生对饲养小白鼠、腹腔注射、处死和解剖小白鼠、鸡血防凝等新技能的学习表现出了极大兴趣;在注射淀粉肉汤时明白了巨噬细胞产生的诱因，了解了巨噬细胞的诱导过程。由于在“动物体细胞死活鉴定实验”中强调过台盼蓝只能通过死亡细胞的细胞膜，而在此实验中，打台盼蓝又是标记活巨噬细胞，很多同学就产生疑惑。通过最终观察及讲解，学生明白了普通细胞和巨噬细胞的差异，更好的了解了胞吞作用发生的过程和原理。

总之，通过华中农业大学2013年“细胞生物学”实验技能竞赛成绩分析，学生在一些常用基本实验技能和良好实验习惯上表现较好;这得益于平常教学中教师的强调和学生的多次实践。而在知识的综合运用上则表现不太好，如何加强学生对基础知识应用的能力，一直以来都是高校教学中思考较多的问题。我们也在“细胞生物学”实验教学中进行了适当改革。如对验证性实验进行升级改造:在活体染色技术实验教学中，用洋葱根尖替代洋葱表皮细胞，让学生观察在分生区、伸长区和成熟区中液泡形态和数量的差异，引入液泡发育和形成的内容，拓展学生思维;增加综合设计性实验等，如利用自己培养的原代细胞进行细胞凋亡诱导，引导学生参与实验材料的准备和制作等;这虽然在一定程度上激发了学生的兴趣，但由于时间和精力的限制，教学效果还有待于进一步加强。此次“细胞生物学”实验技能比赛显示实验教学中应充分调动学生主观能动性，培养学生自主学习和灵活运用知识的能力，让他们在解决问题中体验科学的乐趣，激发学习的兴趣。

［1］齐迎春，段德君，袁继红，等.大学生生物实验技能竞赛结果透视实验教学现状［J］.生物学杂志，2013，30（5）:105－108.

［2］张小萍，魏玲，孙丽娜.《细胞生物学实验》教学改革与实践［J］.西南农业大学学报（社会科学版），2011，9（8）:205－207.

［3］李小燕，刘江东，郑凌，等.深化细胞生物学实验教学改革培养创新型人才［J］.实验技 术与管理，2011，28（4）:116 －119，142.

［4］王宏刚，陈成彬，王春国，等.综合院校"细胞生物学实验"教学改革探索［J］.实验技术与管理，2014，31（1）:191－193.

［5］王竹林.实验室良好习惯的培养［J］.实验技术与管理，2011，28（4）:19 －21.

［6］戴锡玲，俞伟东，孙忠泉，等.从显微镜的规范操作到良好实验习惯的培养.生物学教学，2013，38（4）:34－35.

［7］彭玲，余汉兵，吕俊琴.普通生物学实验四大技术的构建与高素质人才培养［J］.高校生物学教学研究（电子版），2012，2（2）:48 －51.

［8］岳慧琴.全面提高学生的显微镜技术［J］.实验室科学，2006（1）:119－120.

［9］孙英宝，胡宗刚，马履一，等.冯澄如与生物绘图［J］.广西植物，2010，30（2）:152 －154.

（编辑:杨建肖）