项目式教学法在细胞生物学实验教学中的应用

2022-03-09刘正杰董玉梅林春

大学教育 2022年1期

刘正杰董玉梅林春

[摘要]细胞生物学是一门实践性很强的专业课程，其实践教学知识点多、内容繁杂。传统教学模式下学生学习兴趣不高，而项目式教学能够在一定程度上提高学生的学习兴趣和综合能力。文章分析了项目教学法的特点，指出项目式教学法在细胞生物学实践教学中应用的必要性。实践证明，项目式教学法使学生的学习积极性和主动性都得到了显著提升，课程教学质量也得到了提高。

[关键词]项目式教学;细胞生物学;实验教学;学习兴趣;综合素质

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2022）01-0079-03

项目式教学法是指教师通过指导学生完成与教学内容相关的研究项目，最后完成教学并达到教学目标，其优势是可以将抽象的理论内容结合实践教学，引导学生自主学习并学会解决遇到的实际困难，从而充分发挥学生的科研潜能，提升学生的综合素质。细胞生物学课程的实践性与专业性都很强，该课程实验教学内容以理论知识为基础，涉及研究细胞形态、结构与功能的基本方法和技能。可以根据理论教学内容将所涉及的知识点划分为不同模块，并设置相对应的实验项目，引导学生认真查阅相关内容的最新研究进展，然后设计并完善实验方案，在完成项目的过程中不断将每一模块的知识系统化，从而巩固理论知识。

一、细胞生物学实验教学采用项目式教学法所凸显的优势

根据项目式教学法的特点，教师可基于教学大纲所涉及的知识点设置适量且难度适中的研究项目，将理论知识点与实验操作內容相融合，以提高学生对课堂知识的理解程度和学生的实践操作能力，同时还可以促进教师对学生学习能力的过程式评价，更加客观地反映学生对教学内容掌握的程度，提升理论和实践教学之间的契合度。细胞生物学实验教学采用项目式教学法可凸显以下优势。

（一）理论教学和实践教学的有机结合

教师可根据教学大纲中涉及的课程知识点设置适宜的项目选题，项目内容能涵盖教学大纲中重要的知识点，将实践技能训练与课程教学内容有机结合，引领学生在项目完成过程中将在课堂上获得的知识进行实践验证，从而加深学生对课堂知识的掌握程度。

（二）学生的启发性思维得到有效促进

教师设置的研究项目内容具有系统连贯性和较强的可操作性，能够在很大程度上引导学生利用在课堂上获得的知识去克服实验过程中面临的困难，促发学生的启发性思维，使学生积极思考并开展讨论，最后得到最佳的解决方案。

（三）衡量学生学习能力的过程式评价得以体现

在传统的教学中，虽然实践教学内容源于理论教学，但实践教学中开展的各个实验内容相对独立，缺乏一定的系统性，而且学生常常按部就班、机械模仿地完成实验，不能真正体现学生对知识的掌握程度与学习能力。而使用项目式教学法，能够充分地带动学生积极思考、勇于实践，并及时发现与解决实验中遇到的困难。此外，教师也能更加客观有效地观察学生在实验过程中的表现，从而更加准确地评价学生的学习情况。

二、细胞生物学实践教学中应用项目式教学法的必要性

在细胞生物学实践教学过程中采用传统的教学方式与方法，虽然可以取得一定的实际成效，例如学生可以迅速获取教学大纲中重要的知识点等，但不能突出学生的中心地位，而项目式教学法在很大程度上要求学生有较强的自主学习能力，这能锻炼学生的个人综合能力。将项目式教学方法应用于细胞生物学实验教学后，根据后期问卷调查，发现这种教学方式得到了大量学生的支持，具有较高的认可度。从总体来看，在细胞生物学实验教学中应用项目式教学法的必要性，主要有以下几点。

（一）充分体现了以学生为中心的实践教学理念

在确定细胞生物学实验教学内容后，教师可结合大纲知识点与目前细胞生物学研究热点，设置难易程度不同的项目主题，帮助学生自由选择主题并以学生为主体开展实验，摒弃传统的“单线型”教学模式，即仅仅靠教师在讲台上授课，学生被动地听讲和实施操作。实践证明，积极完成与项目相关的实验内容后，学生不但掌握了实验操作技能，而且其相关理论知识也得到了巩固，学习潜力得到了充分挖掘，从而改变了学生传统的学习习惯;教师作为一个旁观者和指导者，引导学生发挥了学习的主观能动性，让以学生为中心的理念在实验教学过程中得以充分体现。

（二）充分调动了学生的学习积极性

我们发现，在项目式教学过程中，引导学生自由选择感兴趣的研究项目并在实验中发现问题和解决问题时，学生的主动性学习热情都比较高。通过教师的指导，学生可以完成查阅文献、制订并修改实验方案、解决项目中遇到的困难、汇报项目进展与工作总结等，充分发挥了学生的主观能动性，让学生以科研工作者的姿态开展研究与分析，深刻感受项目研究过程中的“酸甜苦辣”。

（三）学生的综合实验能力能得到有效提升

细胞生物学实验采用项目式教学法，改变了传统实验教学模式下学生根据已有的实验操作说明机械地完成实验的状况，引导学生认真组织小组内讨论，将实验内容分工合作，形成可执行的实验方案，最后圆满完成实验项目。此外，实验小组成员在开展实验操作时，需要结合在课堂上学到的理论知识去解决实验过程中遇到的问题，这有利于培养具备较好综合实践能力的生物领域人才。教师在评价学生时，更加注重小组成员的人物分配的合理性、各成员学习态度，以及相互配合解决问题的能力，而不是简单验证实验可能取得的结果，这样能更加有效地激发学生的团队合作意识，提高学生的沟通和应变的能力。

三、项目式教学法在细胞生物学实验课程中的实施

细胞生物学是生物类专业的基础课，不仅需要相关专业学生牢固掌握相关细胞结构和功能的理论知识，也要求学生掌握细胞生物学实验技术。将项目式教学法应用于细胞生物学专业实验课程中，教学成效明显。

（一）细胞生物学实验项目内容设计的基本原则

在确定细胞生物学实验项目内容时，没必要将教学大纲涉及的知识点全覆盖，而应将各知识点连贯起来，并根据学生已拥有的实践操作水平、课堂理论知识掌握的程度和个人兴趣的差异等，设置差异化的项目主题。实验项目内容设计的基本原则包括：第一，项目所涵盖的知识内容应具有一定的连贯性与系统性。教师可适当安排与当前科技热点领域相关的实验内容，使学生掌握本学科相关的研究动态。第二，实验项目内容应使学生产生浓厚的兴趣。教师通过设置一些与当前热门领域相关的研究主题，激发学生主动学习的热情和求知欲。第三，应提前将实验操作流程与项目考核方法向学生详细解说，使学生体会到项目式教学方法能更加凸显以学生为主体的特征，深刻理解过程式考核的基本内涵，让学生“心中有谱”和“手中有法”。第四，应尽量设置难易适中的实验项目。由于实验课时较少，研究项目内容如果太难则无法让学生完成实验，也容易让学生失去信心，因此，难易适中的项目更加容易激发学生主动解决困难的决心，从而提升学生的学习能力与创造力。

（二）细胞生物学实验课程进行项目式教学的基本流程

项目式教学法能够转变传统教学方法中的教师角色，教师不再提供实验的具体方案，而只是引导学生去协作、思考、操作和总结。细胞生物学实验课程进行项目式教学的基本流程如下。

1.教师设置项目主题并加以说明。在实验开始之前，教师展示实验项目主题，并对每个项目涵盖的知识内容、实验目的、实验材料、实验技能需求和实验过程中可能遇到的困难等进行详细说明，引导学生以8～9人成立一个研究小组，同时引导各小组选择实验项目。

2.学生分组讨论并制订研究计划。各小组在选定项目主题后，明确小组成员分工内容，根据查阅的文献与相关资料，在课外开展小组内讨论与分析，形成实验方案并进行可行性论证，最后撰写实验开题报告，并以PPT形式在课堂上汇报实验方案。

3.有序实施各小组研究项目。在教师的指导下修改与完善实验方案后，各小组即开始有序完成研究项目。在实验过程中，各小组基于实验方案分工合作，认真开展实验，并及时提出和发现问题，经小组讨论后解决遇到的困难。对于小组内无法解决的问题，指导教师可进行适当的指导，尽量促使小组成员形成合力去解决困难。教师還可采用过程式评价方式，观察每个成员的具体表现。与此同时，教师应积极鼓励学生敢于尝试新的实验方法或手段，激励学生合理利用不同课程的知识内容解决实际困难。

4.进行实验总结与项目开展情况的评价。综合性、多元化与过程式评价是项目式教学方法评价体系的显著特征，因此更具公平性与客观性。评价内容包括：各小组文献查阅量和选题可行性论证是否充分、小组成员分工是否合理、实验方案设计是否规范可行、实验操作是否规范、实验开展过程中能否及时合理地解决困难、是否达到预期实验目标、实验结果与统计是否规范、结果分析与讨论是否充分。教师对各小组及其成员的评价并不是只考虑结果，而是充分考虑学生是否真正达到了实践教学的基本目标与相关要求，这样更加有利于培养学生的创新性思维以及提高学生分析和解决问题的能力。

5. 完成项目后的资料归档。学生以PPT形式完成实验总结汇报后，要将实验项目开展相关的材料进行整理，并上交给教师归档保存。教师需要对各小组上交的材料认真评价与分析，从不同角度审视项目式教学法在实践教学过程中产生的效果与优势，为后续优化项目式教学法各个环节，例如选题、过程式评价体系、有效监督学生等提供思路与参考。

四、细胞生物学实验课程的项目式教学范例

以“常用实验动物血液细胞形态学的比较”实验为例，各实验项目小组的学生通过开展项目实验，实现理论与实践相结合、课堂理论知识和综合素质均达到巩固与提高的目的。这个实验帮助学生了解常用实验动物血细胞形态的不同点及各自的特点，有利于学生后期研究实验物质对动物的影响。所选供试动物比较常见，且与学生的日常生活比较贴近，能激发学生的学习兴趣。该实验项目内容涉及血液或骨髓涂片制作、瑞氏染色、显微镜操作、细胞类型与结构的认知等知识点。该实验项目开展过程如下：

1.小组成员查阅文献，设计实验方案，经成员讨论与分析，完善“常用实验动物血液细胞形态学的比较”实验各个环节，特别是血液样本的获取与保存、血涂片制作与染色方法及试剂配制等;待实验方案明确后，小组成员完成实验计划书的撰写并在课堂上进行PPT汇报，任课教师给予评分并针对汇报内容提出修改意见，但不能直接进行书面修改。

2.按照制订的实验方案，小组成员分工协作，完成项目中的全部实验，注意及时记录观察结果。学生在该项目的执行过程中会遇到困难，比如血涂片制作不成功、观察到的血细胞类型有限、血细胞类型认知度不高等，教师可以向小组成员提供意见和建议，小组成员必须在阅读文献和查阅资料后一起充分讨论分析，同时根据讨论情况优化实验方案，最终达到解决问题的目的。与此同时，任课教师应该对小组中每个成员的具体表现情况进行记录与评价。此外，实验开展期间，小组成员还要根据实验具体情况进行中期PPT汇报，教师对其进行评分并及时指出存在的问题。

3.进行实验数据汇总与图片资料整理，完成实验综合报告的撰写，并进行PPT汇报。任课教师对小组提供的综合实验报告进行分析，重点关注综合实验报告和PPT中数据搜集与分析的准确性、图片是否美观以及分析讨论是否准确深入等。学生在进行PPT汇报时，教师对其研究亮点要予以充分肯定，同时要指出所涉及的知识点以及基本原理运用是否正确等，以促进学生掌握相关知识。此外，不同小组之间和各小组成员之间也要相互评分与学习。

五、结语

近年来，通过将项目式教学法应用于细胞生物学实验课程，我们取得了良好的教学效果。采用该教学模式，使大部分学生改变了以前的学习习惯，不再盲目依据教师讲解和已有的实验流程开展实验，而是积极主动地开展小组学习与讨论，学生的学习热情和学习能力都得到了提升，思维更加活跃，特别是实验操作能力得到了较大的提高。但是同时发现，个别小组成员很少主动去思考与实践，过分依赖于小组其他成员的贡献，因此细胞生物学实验课程在采用项目式教学法时，需要进一步加强过程式评价体系对小组成员的监督力度，使项目小组所有成员都能积极贡献自己的智慧。

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