《细胞生物学》实验教学的改革与实践

刘瑞芳,苏利红,曾文先，潘传英，王哲鹏

(西北农林科技大学 动物科技学院，陕西 杨凌 712100)

《细胞生物学》 是一门理论与实践并重的专业基础课程，也是当前发展迅速的学科之一。实验教学是其重要组成部分，它不仅是理论与实践相结合的教学体现，更是巩固课堂知识、提高学生动手能力、培养学生综合能力的重要手段[1]。近年来，随着细胞生物学实验技术的飞速发展，实验教学条件的改善和学生培养目标的调整，传统细胞生物学实验教学中的问题日益凸显[2]。为了提高细胞生物学实验教学质量，培养更多高素质的专业人才，对细胞生物学实验教学进行改革创新势在必行[3]。

1 实验教学的现状及存在的问题

1.1 实验内容陈旧, 与理论知识脱节

传统的细胞生物学实验教学仅作为理论教学的补充和延伸，实验内容陈旧，缺乏当代常用的技术手段和知识的综合运用，多数为验证性实验[2,4]。因验证性实验仅是根据实验结果来验证实验原理，一味过分强调基础操作和实验结果，却忽视了实验教学的本质作用，往往使学生产生重复操作、枯燥乏味的心理，严重影响了学生学习的积极性[5]。与此同时，授课教师为了增加课堂信息量，拓展教学知识，通常将细胞生物学领域的各种新发现和新成果反应在课堂中。在客观条件下，前沿的理论知识无法在实验教学中实践和应用，使实验教学内容与理论知识严重脱节，从而不能激发学生学习兴趣和潜能[6]。

1.2 实验授课学时相对不足

教学课时是保证理想实验教学质量的前提，目前《细胞生物学》实验课时严重不足。一方面是因《细胞生物学》课程内容冗杂，理论知识抽象、复杂、微观，理论课上难以理解的知识点以及一些操作的方法都需要通过实验教学形象直观的展现，才有助于学生夯实理论基础，提升实践能力[7]。而目前有限的学时数，无法凸显实验教学的作用，使实验教学只是流于形式。另一方面，细胞生物学实验存在耗时长的特点，在规定实验课时内，学生时常无法完整做完实验项目，导致实验教学效果差强人意。

1.3 学生不参与实验准备工作

实验准备工作的充分与否是影响实验进程和效果的关键环节。传统的实验教学中，实验员全程参与实验项目，学生仅在课堂进行实验操作。实验前的全部准备工作完全由实验员完成，学生从不参与。细胞生物学实验对器械的需求相对严格，尤其是细胞培养的实验，要达到绝对的无菌条件，才能保证实验顺利开展[8]。而学生仅在上实验课才进实验室，根本不了解无菌处理的繁琐过程，更无法培养学生的无菌意识。

1.4 实验教学方法单一

教学方法是影响实践教学效果的关键因素之一。传统的实验教学方法多以“灌输式”为主，即授课教师详细讲解实验目的、原理、实验步骤和注意事项后，学生按照老师讲解的步骤机械地完成实验过程，最后写出一篇“模式化”的实验报告[2]。这种教学方法某种程度上纵容了部分学生的被动性和懒惰性，无法调动学生学习的主动性和积极性。有研究表明，应用这种传统的实验教学方法，毕业时学生对所做实验内容的遗忘率高达55%[9]。

1.5 实验教学的考核方法简单

长期以来，《细胞生物学》的实验考核成绩主要以实验报告和学生的出勤率为主，其中实验报告成绩占80%，出勤率仅占20%。从实验报告发现，存在相互抄袭的现象。这种考核方式单一且片面，不能体现学生对实验过程的参与程度、不能量化学生对实验内容的掌握情况、不能反映实验课程的教学效果[9]，导致部分学生不注重实验过程，仅在乎实验报告的成绩。

2 实验教学改革与实践

为了突出实验教学内容的基础性、先进性和前沿性的有机结合，促使学生灵活掌握理论知识和原理，启发学生创新思维，培养学生学习主动性和综合能力，对《细胞生物学》实验教学进行不断地改革和实践[10]。

2.1 整合实验内容

根据新的培养目标，我们修订新版教学方案和教学大纲，制定《细胞生物学》课程质量标准，在注重实验教学内容基础性和先进性相融合的基础上，为确保实验内容融会贯通和有效衔接，精心对实验教学内容进行重新调整、筛选和优化[11]。为此，根据理论教学的重点和难点精心设计实验项目，现将实验内容整合为3个部分，第一部分为细胞结构的观察，在保留常规显微镜使用的同时，增设了细胞破碎和分离的实验，让学生在常规显微镜和多功能显微镜(共聚焦显微镜、荧光显微镜和暗视眼显微镜)下观察所得细胞的形态和结构，有助于学生了解不同显微镜下细胞的形态结构。第二部分为细胞工程实验，在细胞原代和传代培养的基础上，增设了细胞冻存与复苏、细胞计数实验，使细胞培养实验具有连贯性和系统性，有利于学生掌握细胞培养的技术。第三部分染色体标本制备实验，利用小鼠骨髓和睾丸为材料制备染色体标本，比较两种细胞染色体的差异，加深学生对有丝分裂和减数分裂的认识，并对染色体制备过程中存在的问题进行讨论和改进。实验内容的整合和设置，使细胞生物学实验内容变得条理清晰，衔接紧密，有利于学生拓展科研思路。

2.2 调整实验课学时数

为了让学生更好地将理论知识与实践相结合，充分体现《细胞生物学》实验教学的意义和重要性，我们在实验教学课时方面也作了补充和调整。首先，我们将《细胞生物学实验》单独作为一门课程。独立课程的开设保证充足的实验教学时间，可以把必须通过实验教学才能解决的知识和能力问题,都设法安排在实验教学内容中，便于学生更好地掌握理论知识。其次，改变固定学时的排课观念和方法。将实验教学集中安排在理论教学结束后2周内进行；根据实验项目实际进展情况灵活安排学时数，确保实验项目的连续性和整体性，从而提高实验教学的效果。

2.3 鼓励学生参与实验准备

为了激发学生对实验课的兴趣和热情，我们改变以教师全程准备实验为主的局面，鼓励和引导学生全程参与实验准备工作。将学生分组后以小组的形式开展实验前的准备工作，譬如开展“细胞培养”实验项目前，通过课前的实验准备，加深学生对实验内容的理解，提高学生学习的积极性，培养学生开展预实验的习惯。

2.4 改进实验教学方法

改变“实验技术员准备实验-教师讲解-学生照做”的以“教师为主”的实验教学方法，提高学生获取知识的能力[5]。如在进行“细胞工程”实验时，老师首先强调细胞工程实验是一个基础-综合-创新环环相扣的完整体系，实验内容前后密切相关，以引起大家足够重视。其次，以小组为单位汇报实验设计方案，通过交流、讨论和老师点评，确定合理的方案后开展实验。最后，老师对每个实验内容进行引导和指点，实验结束后通过实验过程中存在的问题进行讨论和归纳总结。通过改变实验教学方式，增强学生主动学习意识，激发学生自主学习兴趣，提升实验教学质量[7]。

2.5 改革实验考核方法

考核是检查教学效果和督促学生学习的一种重要手段，为了使实验教学达到预期目标和真实反映学生对实验内容的掌握程度[8，11]。因此，我们加强对过程性评价力度，将实验考核方法多元化，并将实验报告的比重由80%调整为20%，即50%实验考试+20%平时成绩+20%实验报告+10%实验体会。实验考试包括笔试(30%)和操作考试(70%)两部分，笔试考试主要考核学生对实验原理、注意事项、结果分析等知识的理解和掌握程度。操作考试通过选取实验课程中简单、易操作的实验项目，根据评分细则客观地进行成绩评定。平时成绩主要根据学生的出勤情况和课堂表现给予考核成绩。实验体会是学生针对每个实验项目谈实验过程的体会和感受。通过多元化考核，有助于学生梳理实验思路、掌握实验内容、提高归纳总结能力。

2.6 教书与育人紧密联合

在信息化时代，教师要担当起学生“全面成长”指导者和引路人的责任。课后通过QQ群、微信群等现代信息技术为学生答疑解惑，用正能量引导学生，形成“互联网+高等教育”新形态，推动高等教育质量提升的“变轨超车”。实现教书与育人的紧密联合，让学生学有所成和健康成长。

3 实验教学改革效果

经过3年的改革和实践，细胞生物学实验教学改革取得了一定的成效，一方面激发了学生学习的兴趣，提高了学生对实验的重视程度；另一方面提高了学生动手能力和创新能力，也锻炼了学生分析问题和解决问题的能力。通过问卷调查的形成我们也对改革前后同学们对课程的满意度进行调查，结果显示，学生对改革后的细胞生物学实验课满意度(90%)要远远高于改革前的满意度(40%)，表明改革后的实验课教学效果获得明显提升。