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細胞生物學精選(九篇)

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第1篇:細胞生物學范文

Networks in Cell Biology

2010,272pp

Hardback

ISBN9780521882736

Mark Buchanan等著

本書由劍橋大學出版社出版,詳細地闡述了細胞生物學中關鍵的生物網絡:轉錄調控網絡、蛋白相互作用網絡以及代謝網絡的理論基礎和實驗方法。

研究細胞中生物學網絡的目的在于全面、系統地描述某個時刻在一個活細胞內的所有功能分子以及它們的相互作用,并找到細胞能夠準確、有序地調控這些分子參與到如信號轉導、新陳代謝等生物學過程的機制。作為一部關聯細胞生物學與網絡科學的圖書,本書首先概述了細胞中存在的生物學網絡,而后分別從生物學實驗角度和數學建模角度對每個生物學網絡進行了詳細的介紹,并形象地向讀者展示了在研究這些網絡時所采用的方法和值得注意的問題。

本書內容共分為8章,各章內容如下:1. 細胞中的生物學網絡概述以及這些網絡與細胞功能之間的聯系;2. 真核生物和原核生物中的轉錄調控網絡以及它們的結構和進化;3. 真核生物的啟動子結構以及啟動子轉錄因子相互作用介導的基因調控網絡;4. 鑒定蛋白質相互作用的實驗方法:親和純化法、質譜檢驗法、芯片檢驗法以及這些方法之間的比較;5. 蛋白相互作用網絡的建模:蛋白蛋白相互作用的預測方法;6. 代謝網絡的動力學及演化;7. 代謝網絡中的分層建模;8. 化學信號在信號網絡中的作用以及不同信號通路之間相互作用的研究方法。

本書是一部介紹細胞生物學中網絡研究的專著,由多名作者合作編寫而成,他們都在各自領域中從事多年的研究工作,例如:Mark Buchanan從事物理學研究并為Nature physics雜志撰寫專欄文章;Guido Caldarelli是統計學方面的專家;Paolo De Los Rios從事生物物理學研究。

本書配以大量的實例,深入淺出地為讀者講解了在處理細胞生物學網絡問題中的生物學及數學方法,可為細胞生物學、生物信息學及相關學科的研究人員提供參考。

孫海汐,博士生

(中國科學院遺傳與發育生物學研究所)

第2篇:細胞生物學范文

醫學細胞生物學是在顯微、亞顯微和分子水平三個層次上,研究細胞的結構、功能和各種生命規律的一門科學。有機體的一切病理現象都是細胞病理反應的結果,所以一切生命現象都可從細胞中得到解答。我校醫學細胞生物學課程在這些年的教學實踐基礎上形成了具有自己特色的內容體系結構。其核心部分包括:細胞概述、細胞質膜與跨膜運輸、內膜系統與蛋白質分選、細胞骨架與細胞運動、細胞周期調控、細胞凋亡與衰老。從1996年開始,我校主要依靠教師出去進修,引進多媒體課件,并逐步在臨床醫學專業課堂上使用,并于1999年醫學細胞生物學教學全過程使用。在此基礎上,2000年增設蒙藥學專業、2007年設護理專業、2008年設檢驗專業,全校各專業的醫學細胞生物學均由我教研室承擔,面對不同專業不同學生群體所講受醫學細胞生物學知識內容不同,因此,我校多媒體課件急需進行系統的制作。

二、醫學細胞生物學多媒體課件制作方案

制作符合我校民族特色資源的多媒體課件,使學生既能扎實掌握細胞生物學的基礎知識和基本理論,又具有較強應用知識的能力和探究創新意識,為后續的生物學課程的學習和高素質的生物科學人才培養奠定堅實基礎。首先,我們需要整理教研室每一位老師多年教學積累的醫學細胞生物學教學課件,按不同專業、不同學時、不同民族班級分門別類進行課件制作。

1.針對不同專業。

我校開設細胞生物學的專業有臨床專業、護理專業、檢驗專業、影像專業、蒙醫專業以及蒙藥專業。臨床等專業開設本課程的目的是在現代水平上講授關于細胞結構和功能的基本理論,并且對由于結構損傷和功能失調而引起的疾病做適當的聯系,以便為學習專業課打下必要的細胞生物學基礎。蒙醫、蒙藥作為民族特色專業開設醫學生物學,其中1/2講授細胞生物學知識,1/2講授遺傳學知識。那么,對于這兩個專業的細胞生物學課件制作時,我們可結合蒙醫蒙藥,例如利用區域特色蒙古族傳統藥用動植物,以其細胞結構、功能特點,講解醫學細胞結構與功能這部分內容。這種利用熟悉常見的樣本作為實例,學生更易接受。將蒙醫治療原理聯系細胞病理反應,講授細胞質膜與跨膜運輸、內膜系統與蛋白質分選,聯系專業實踐,使學生更樂于學習。

2.針對不同學時。

由于每門課程都有一定學時,如蒙醫蒙藥學時為12學時,臨床等專業24學時,教師不可能把所有內容都做成課件,這就涉及內容取舍問題。蒙醫蒙藥課件制作中我們將體現細胞生物學核心內容:細胞質膜與跨膜運輸、內膜系統與蛋白質分選、細胞骨架與細胞運動、細胞周期調控、細胞凋亡與衰老。臨床、護理、檢驗專業課時24學時,那么我們將適當增加細胞生物學知識,即細胞信號轉導、細胞外基質及細胞連接。

3.針對不同學生群體。

第3篇:細胞生物學范文

關鍵詞:醫學細胞生物學;實驗課;創新

中圖分類號:G642文獻標志碼:A文章編號:2096-000X(2018)02-0027-04

細胞是生命的基本單位。醫學細胞生物學作為一門基礎醫學的基礎課程,具有非常重要的地位[1]。醫學細胞生物學是一門實驗性很高的學科,實驗課的教學在該學科的教學工作中占據著重要的地位。目前,在醫學細胞生物學實驗課教學的過程中出現了較多的問題,導致學生的實踐動手水平不高,獨立思考能力欠缺,普遍都缺乏創新意識及科研精神。

如今,國家提出了培養創新型人才的戰略。當代大學生應該是具有較強的科研創新意識、較好的自主學習能力以及較高的實踐動手水平的優秀人才。而這也對我們現在的高校教學工作提出了較高的要求。

針對目前醫學細胞生物學實驗課教學中出現的種種問題,我們醫學院校的教師應該本著為國家培養創新型醫學專業人才的教育理念,以重點培養學生的創新精神及動手能力作為重要切入點,對如何創新醫學細胞生物學實驗課的教學進行探究。

一、醫學細胞生物學實驗教學存在的問題

(一)教學內容更新滯后

目前,在醫學細胞生物學實驗課的教學工作中產生了這樣那樣的問題,其中教材內容的滯后是一個大問題。學生們接受知識的主要途徑就是教材與講義,然而目前教材內容的老舊已經成為了阻礙教學發展的重要羈絆。

在目前傳統的高校醫學教學工作中,醫學細胞生物學實驗課并不是一門單獨的課程,而是從屬于細胞生物學理論課的附屬內容。所以這就容易使學生產生“重理論、輕實驗”的心理,而不好好上實驗課。

另外,目前大多數院校的醫學細胞生物學實驗課的內容都較陳舊且單一,缺乏前沿技術與先進知識。大部分實驗都只是驗證性的實驗,實驗理念落后、實驗步驟固定、實驗結果單一。因此,學生們也就只是“比葫蘆畫瓢”,完全按照步驟完成。這樣的實驗課內容缺乏探究性與新穎性,學生們的實驗積極性不高,參與度也較差,很難保證教學效果。

(二)教學模式單一貧乏

在傳統的醫學細胞生物學實驗課教學中,實驗之前的所有準備工作都是由實驗老師完成的,包括調試實驗所需的儀器設備、制配實驗所需的試劑藥品等。學生們并不參與實驗前的準備工作,對儀器設備的使用不熟悉,對藥品試劑的制配不了解。

另外,實驗課授課教師也會在實驗前的講解環節針對實驗中的實驗步驟、技術方法、注意事項等進行詳細的講授,并且會親自為學生們進行正確規范的實驗操作演示。學生們在接下來的親自實驗過程中,只能是機械的模仿剛才授課教師的操作動作,照貓畫虎,完全沒有自己的思考,缺乏創新。

傳統實驗課教學模式的簡單化、程序化,帶來的結果就是實驗步驟的僵固化、實驗結果的統一化。這導致學生們在很大程度上失去了很好的機會去參與到整個實驗過程,也就不能更好的啟迪激發學生的創新意識,不能幫助提升學生的發現問題、分析問題及解決問題的能力。

(三)教學技術方法老套

除上述問題,醫學細胞生物學實驗課教學技術方法沿襲傳統的現象也非常嚴重。陳舊的教學方法就是簡單的講解式教學,即教師在講臺上講,學生們在臺下聽,缺乏老師與學生之間的交流。

這樣老舊的教學方式較大程度上削弱了對學生發現問題能力的訓練,同時也扼殺了對學生思考問題能力的培養,抑制了對學生科研創新能力的提升。

目前,信息技術高速發展,這為現代教育的發展提供了良好的契機。眾所周知,信息技術具有全天候、開放性的特點[3]。利用這一特點,現代化的“網絡教學”能打破傳統教學方式的種種局限,可以使學生前所未有的開拓視野。

利用現代信息技術的網絡教學已經在一些學科領域中穩步的向前發展,也包括醫學教育。在醫學細胞生物學的實驗課方面,國外有些院校已經開始嘗試這一先進的教學方法。不過在我國,目前由于種種條件的限制,在醫學細胞生物學的實驗課教學方面,先進的網絡教學并沒有得到大范圍的普及。

二、創新醫學細胞生物學實驗課教學

(一)創新實驗教學方法

1.討論啟發式教學

討論啟發式教學是一種新穎的教學方式。授課教師通過這種教學方法可以讓學生積極的參與到課堂教學中來。

這種新穎的教學方法要求教師在講課時要注意做到“精、簡、新、活”[4],即將重要的知識點進行精講,非重要知識點則簡要略過,同時需要將書本理論知識與當今社會的熱點事件相結合,并在教學過程中穿插一些探究性的問題,這樣便可以在調動課堂氣氛的同時也能讓學生們彼此啟發,相互討論,主動地去發現問題并思考問題,充分的讓學生發揮主觀能動性,真正的在課堂教學中占據主導地位。

在醫學細胞生物學實驗課上,任課教師可以將學生們分組,并在實驗開始后組織學生實驗小組對實驗過程中出現的所有問題進行討論,包括實驗儀器的使用、實驗試劑的配置及實驗操作的實施等。另外在實驗的過程中,教師可以要求學生適當改變實驗的一些條件,例如儀器、試劑、方法及步驟等。然后在實驗結束后,教師可以針對學生所有的實驗結果討論并進行講解。

通過這種啟發式教學過程,學生能在學習過程中充分展現出自覺性及主導性,并能極大程度的鍛煉自己發現問題及解決問題的能力。另外,任課教師也能通過這種教學方式充分的啟發學生的創新意識及探索精神,而這也是他們日后在工作中所不可或缺的。

2.開放發散式教學

在傳統的教學過程中,任課教師將實驗步驟、實驗方法及最終的實驗結果都告知學生。學生們在實驗前缺乏預習,在實驗課上也只是按照老師給定的實驗步驟及方法,按部就班的去驗證正確的實驗結果,缺乏主動性學習。

開放發散式教學能較顯著的改善上述不足。開放式實驗課教學包括實驗內容、實驗材料及實驗方法的開放。在開放式實驗課上,學生們并不再是簡單的重復驗證實驗,而是被允許參與實驗的全部過程,并可以通過查閱資料對實驗材料、實驗步驟及實驗方法進行適當的調整。

通過開放式的實驗課教學,學生們的學習積極性被極大的調動起來。學生們通過充分參與實驗,主動思考能力、實際動手能力以及獨立解決問題的能力均能得到較大的提升。

3.科研思維式教學

科研思維式教學,是指以培養學生的科研思維能力為目的,授課教師在實驗課的教學過程中引導學生在遇到問題時能主動思考,并以一種積極探究、創新探索式的態度對出現的問題進行批判性的分析研究。

授課教師在完成正常教學任務的前提下,可以吸納一些學有余力且對科研比較有興趣的學生組成學習小組,并根據自己的研究課題設計一些難度適中、可行性強且與醫學細胞生物學這門課程有緊密聯系的實驗來讓這些學生完成。同時,教師也可以讓學生根據當前的細胞生物學領域的研究熱點,自己設計并實施一些有研究價值的實驗。

通過這樣的科研式實驗課教學,學生們可以盡早接觸到求實嚴謹的科研訓練,能夠極大程度的提高創新意識,激發創新能力。

(二)創新實驗教學內容

1.科學調整基礎實驗

醫學細胞生物學實驗課中的基礎實驗是必不可少的。學生們通過基礎實驗,可以了解儀器的使用方法,掌握基本的實驗技術。熟練掌握基礎實驗技術是以后進行科學研究的重要保障。任課教師一定要讓學生認識到打牢基本功的重要性,要讓學生明白掌握基礎實驗技術是以后進行科研工作的根本。

為了適應學科發展,提高學生綜合素質。在基礎實驗的課程編排中,可以適當的刪減一些學習過的或是過于簡單的實驗內容,例如在中學階段就學習過的觀察細胞有絲分裂各時期的洋蔥根尖表皮細胞的制作實驗。當然,在刪減實驗的同時,應當保留在醫學細胞生物學實驗中具有代表性的實驗內容,如:顯微鏡的使用、細胞培養、細胞凍存、細胞復蘇及細胞融合等。

在對實驗內容進行刪減的同時,我們也應該適當的增加一些實驗,如顯微顯影技術。這項技術在現代生命科學的研究中經常使用到。醫學生在掌握基本細胞培養技術的同時,也應該學習掌握細胞活力測定、細胞計數等技術方法[5]。

2.合理增加綜合實驗

任課教師在醫學細胞生物學實驗課的排課中,除了安排必要的基礎實驗,同時可以合理增加一些綜合性實驗。綜合實驗的設置是對實驗課程教學要求的提升,也是對基礎實驗教學效果的檢驗。

學生們通過綜合實驗,不僅可以鞏固基礎的理論知識及基本的實驗技能,而且可以拓展學術眼界、培養科研精神及提高綜合能力等[6]。

需要注意的是,綜合性大實驗的周期較長且較為復雜。因此任課教師應該合理審慎的安排綜合實驗的時間。

目前,我們系在醫學細胞生物學的實驗課教學上,已經部分的開展了細胞傳代培養及增殖動力學檢測的綜合實驗,共包括四部分:細胞的傳代培養、生長曲線的測定、有絲分裂指數的測定以及克隆(集落)形成實驗。通過該綜合實驗,學生能夠將孤立的實驗技術有機的串聯整合,進而提升創新思維能力及綜合科研素養。

3.適當開展創新實驗

創新性實驗,是指通過先進的實驗技術手段對某領域進行探索性開創性的研究,是建立在基礎性實驗及綜合性實驗之上的對任課教師與學生都有著更高要求的實驗課教學。

在創新性實驗課教學中,任課教師確定研究方向及具體課題。學生查閱文獻資料,確定并撰寫研究方案。然后教師對實施方案進行檢查論證并對學生后續的實驗操作進行全程指導,最后對學生在項目實施過程中的表現予以評價。

通過創新實驗的實施,學生能夠學習并掌握先進的實驗技術方法,提升科研素質及創新意識,同時也能提高自己的綜合能力,包括查閱及翻譯文獻資料、撰寫及論證研究方案、發現并解決科學問題等[7]。

目前,我們系已經開始在本科生的醫學細胞生物學實驗課教學中嘗試開設有關流式細胞技術在生物醫學研究中的應用的創新性實驗,包括實體瘤組織細胞周期檢測、細胞凋亡檢測這兩部分內容。通過該創新實驗,學生能夠掌握先進技術、提升學術素養、提高創新意識并增強科研能力。

(三)創新教學管理模式

1.學生角色的合理提升

學生可以參與醫學細胞生物學實驗課的教學工作,主要體現在三個方面,其一,任課教師可以在課前通知所帶班級學生做好預習工作,尤其是實驗中的重點及難點部分,并讓學生做好相關課件。然后在課堂上,老師可以安排幾名學生上臺講述自己的課件,并引導學生進行充分的思考與討論,徹底明晰該次實驗中的重要環節;其二,學生可以在實驗課之前提前進入實驗室,參與該次實驗的準備工作,包括實驗儀器的檢查與調校、實驗試劑的配制與分裝、實驗器械的清點與分發等;其三,學生可以在實驗結束之后,參與本次試驗的課后清潔工作,主要包括實驗動物尸體的正確處置、實驗器械器材的清潔歸位、實驗操作臺面的整理擦拭以及實驗教室地面的清掃消毒等。

通過這些舉措,學生在實驗課教學中的地位將有明顯的提升,學生們參與實驗課的積極性也會極大地增強。這樣便可以有效的提高實驗課的教學效果,同時也可以進一步培養學生發現問題及解決問題的能力。

2.實驗教室的充分利用

提高實驗課教學質量,其中一個非常重要的環節即是對實驗室的充分利用。實驗室在正常教學工作之余,也可以對學生開放,學生可以利用課余時間在實驗室開展實驗,以保證實驗室及儀器設備均能得到充分的利用[8]。

實驗室的開放可應用于以下兩種情況:其一是可以對部分實驗課的實驗結果進行后續觀測,例如哺乳動物細胞原代培養實驗。學生們可將自己培養的細胞放入細胞培養箱中,然后在三天后根據自己的時間安排,來實驗室于顯微鏡下觀察細胞的生長情況,這樣便可以很清楚的了解自己的實驗是否成功,從而對細胞原代培養這項實驗技術也有了更深刻的認識。

其二就是可以針對部分學生開展創新性實驗。一些學有余力且對科研有興趣的學生希望在實驗課上課時間之余,有機會在任課教師的指導下開展一些創新實驗。那么開放的實驗室便為這些學生提供了非常理想的科研場所。

通過以上方式,能使實驗室及實驗儀器得到最大程度的使用,同時也能使學生的實驗技能得到很大程度的提升。

3.任課教師的科學評價

在醫學細胞生物學實驗課上,任課教師對學生的成績評價體現著實驗課的教學效果。

科學的評價體系應由這幾個方面組成:(1)出勤情況。任課教師應該嚴格控制實驗課的上下課時間,嚴肅實驗課堂紀律。這兩項既是在督促學生上課,同時也可以充分調動學生上課的積極性;(2)課堂表現。任課教師應該將學生在實驗課上的表現嚴格記錄并作為最終實驗課成績的一部分,包括課前預習該次實驗的表現、課上回答老師提問的表現、課后參與教室清潔的表現等;(3)實驗操作。具體的實驗操作是實驗課教學的重中之重。學生在實驗操作中的全部表現,包括對安全守則的遵守、對實驗儀器的操作、對實驗試劑的配制、對實驗步驟的熟悉、對突況的處置以及與合作伙伴的配合等,均應成為實驗課考察的重要部分;(4)實驗報告。一次實驗所涉及到的全部問題,包括實驗意義、實驗目的、實驗原理、實驗方法與步驟、實驗中需要用到的儀器設備及試劑耗材、實驗出可能出現的問題及解決方案、實驗結果與討論等均會在實驗報告中體現。實驗報告完成的優劣可以在很大程度上體現出學生對本次實驗的完成質量;(5)期末考試。在本院系的醫學細胞生物學期末試卷中包含10%的實驗部分,可以在實驗中涉及的理論知識及實踐技能兩方面對學生進行考察。

通過以上這五方面的綜合考察,可以科學的評價一名學生對醫學細胞生物學這門課程的實驗部分的掌握情況。

三、結束語

隨著科技的進步、社會的發展,高校教育工作也在改革與發展。為響應國家培養創新型人才的重大戰略,我們高校教師應該對教學過程中出現的各種問題進行思考并做出有利的調整。

第4篇:細胞生物學范文

[關鍵詞]細胞生物學實驗;教學方法;教學內容;教學改革

細胞生物學是生物學至關重要的一門基礎學科,發展也是日新月異,同時也是一門實驗性學科。理論教學可使學生掌握課程的基礎知識、學科框架以及學科前沿,而實驗課程的開設能使學生鞏固所學理論知識,掌握該學科基本實驗技能和研究方法,培養學生科學研究的思維和意識,提高學生的綜合科研素質。細胞生物學實驗不僅是理論課程的補充,也是整個生物學實驗教學體系重要的一門課程。[1][2]隨著細胞生物學實驗技術方法的快速發展、教學條件的改善以及學生培養目標的調整,目前細胞生物學實驗教學過程中逐漸出現了一些不足與缺陷。例如,課程內容較陳舊,不能與時俱進;教學方法單一,課堂氣氛沉悶;學生缺乏積極主動性,教學效果欠佳等。如何豐富和更新細胞生物學實驗內容,提高教學效果,達到培養創新型人才的目的,已成為擺在教師面前亟待解決的問題。

一、優化實驗教學內容

細胞生物學實驗內容廣泛,基本實驗包括細胞器結構觀察、細胞及亞細胞組分離心分離技術、細胞常規制片技術、細胞染色體標本的制備及觀察等,有些較綜合性的實驗涉及的實驗技能較多,時間較長,如動物細胞培養實驗等。基本實驗所需時間較短,在課程設置時可將一些同類的實驗項目合并,合理安排時間,提高實驗效率。細胞器的觀察可歸為一個實驗,細胞核的分離與葉綠體的分離合并起來,有絲分裂和減數分裂染色體形態觀察和分析合并等。通過這些措施,可以在有限的時間里做更多的實驗,提高了效率,節約了時間。這些基本實驗教學的目的是強化細胞生物學實驗基本技能,掌握基本實驗方法和技術。[2]為了強化學生的基本操作能力,啟迪創新意識,培養綜合運用實驗技術分析和解決問題的科研能力,應合理開設綜合性實驗,將單一驗證性的實驗項目整合為系統化的綜合性實驗。比如動物細胞的原代培養及保存與復蘇這個實驗,包含了原代培養、細胞計數及觀察、細胞的保存與復蘇等小的實驗項目。

二、現代化手段輔助教學

多媒體教學直觀生動,有利于學生對知識的理解和掌握,激發學生的興趣,提高教學效果。在實驗課中,可播放一些自己錄制或購買的實驗教學錄像,讓學生更直觀、更清楚地看到整個實驗過程。例如在動物細胞培養實驗時,先播放動物細胞培養的視頻錄像,讓學生了解前期準備的細節,了解動物細胞培養的過程和注意點,這樣可有效地提高學生的實驗技能和實驗的成功率,彌補傳統教學的不足。另外,隨著細胞生物學實驗技術的快速發展,一些重要而當前不能實際操作的實驗,在課堂上可以讓學生觀看教學錄像或網絡視頻資料,使學生了解其結構和用途。如流式細胞儀的使用。通過帶有顯微成像系統的顯微鏡,將好的實驗結果拍攝下來,可以對圖像進行進一步的分析和長期保存,展示給學生,使學生有一個清晰、直觀的認識,老師講課的時候也更加具有針對性,內容更具體、生動。例如在植物細胞有絲分裂和減數分裂染色體形態分析實驗中,學生常對典型分裂時期的圖像把握不好,那么就可以拍攝該種生物各個分裂時期的圖像,有針對性的講解,學生更容易理解,也有了判斷依據和標準,提高了效率。

三、逐步實施開放性實驗教學,提高學生主動性

目前細胞生物學實驗教學大多是驗證性,學生對這種被動的、按部就班的教學方法積極性不高,難以激發其學習興趣,效果也不理想。很多專家教授提出要打破細胞生物學實驗這種傳統教學模式,實施開放性教學,培養學生科研思維能力。開放性實驗教學的效果毋庸置疑,但在我們的實踐中以及調研其他院校后發現,開放性實驗普遍存在教學時間有限、實驗老師工作量巨大及需要較多實驗經費等現實問題。另外,學生知識水平有限,難以把握實驗難度,實驗設計不夠合理,往往難以獲得理想的結果,有時會打擊學生的學習積極性。開放性實驗室的安全性和實驗室日常管理等問題也是不易解決的問題。我們在實踐中采用多層次、靈活的辦法,適當增加一些經費和人力投入開放式教學,引導學生自己準備實驗,對實驗所用材料進行選擇,對同一實驗采用不同實驗方法等不同程度的、有限的開放,達到學生積極參與的效果。

(一)實驗材料自主選擇。實驗課中經常是一個實驗內容都采用同一種實驗材料,常出現個別同學實驗積極性不高,參考別人實驗結果的惰。有些實驗內容,老師可以很方便的準備多種實驗材料,學生可根據興趣選取不同材料。這樣學生會相互間進行比較,思考由于材料不同引起的實驗方法和結果有哪些不同,有利于提高學習興趣,培養科學思維能力,豐富基礎知識。例如,在植物細胞有絲分裂染色體形態分析試驗中準備洋蔥根尖和蠶豆根尖,學生選取其中一種材料進行染色體形態觀察和分析,又如在石蠟切片制作過程中,可選用植物或動物材料。[3]這樣學生就會比較兩種材料有什么不同,分析實驗結果的差異在哪里,為什么有這樣的結果。這樣帶著問題做實驗,在實驗中尋找答案,就會調動學習積極性,提高教學效果。

(二)靈活采用實驗方法。在實驗方法上同樣可實行開放式教學,如細胞活性測定的實驗中,染料排斥法、雙色熒光檢測法和N11檢測法都可以檢測細胞的死活,而三者的原理和所需的實驗儀器試劑都是不同的。在實驗教學過程中可以讓學生根據自己的興趣選擇其中的任意一種或多種方法,只有當學生明確了實驗原理、實驗方法后,才可根據已確定的實驗方法進行儀器試劑的選擇。經過這樣的自主選擇后,學生對實驗原理和實驗方法都有了很好的掌握。在每一個試驗中,始終貫徹科學的思維方法和實驗方法,對于實驗指導中給出的具體的操作可做適當的調整或改變。如在植物細胞骨架的光學顯微鏡觀察這一實驗中,細胞骨架制片效果的好壞與TritonX-100的濃度和處理時間密切相關。在上課時,講清楚在這一實驗中的TritonX-100作用和原理,可以讓學生分組后改變TritonX-100的濃度和作用時間,其余步驟不變,然后比較實驗效果,確定最佳條件。通過這個實驗,學生不僅掌握了細胞骨架的制片技術,而且能透徹理解TritonX-100的作用原理,也使學生認識到不能教條式照搬已有知識,培養其科學的思維和方法。

(三)逐步開放實驗內容。依據實驗內容和實驗條件,從驗證性實驗逐漸開展不同程度的開放性實驗。首先,可以讓有興趣的學生共同參與實驗前期準備工作,在實驗員準備實驗的時間,提前通知學生,在老師指導下學生自己準備材料,如提供給學生洋蔥、蠶豆,自己培育根尖,配置實驗所需的溶劑等。在動物細胞培養試驗中,讓學生和老師一起洗培養瓶,滅菌,配置培養基等,從而提高學生的實驗技能,培養學習興趣,理解實驗準備工作的繁瑣,培養吃苦耐勞的品質。其次,可開放局部實驗方案確定環節,培養學生的探索精神。最后,設置開放實驗,可讓學生自主設計實驗。老師提供多個可行的實驗項目,將學生分成幾個小組,以小組的形式完成實驗。這就要求學生主動查閱相關文獻,設計實驗,通過師生之間的討論后,制訂出可行的實驗方案并予以實施,這非常有利于引導學生積極思考,激發學生探索欲望。

(四)課堂教學與課外科研工作相結合。二年級以上的本科生絕大多數都進入了不同老師的科研實驗室,而科研實驗室的開放可讓部分感興趣的同學在實驗老師和科研實驗室共同指導下自行設計實驗,學生根據科研實驗室條件和老師研究方向,查閱文獻,提出實驗設計方案,老師根據學生的知識結構,對選題和實驗設計做出篩選,確定后在科研實驗室完成這部分工作,最后做一次實驗總結報告,計入平時成績。

四、完善成績綜合評定體系

根據實驗課程的特點,應對實驗課全程跟蹤評定,包括出勤情況,課堂紀律,規范操作,實驗態度,實驗結果,實驗報告,勞動紀律,責任心等多方位對學生做出綜合評定。[4]可分為三個方面:平時成績,包括出勤率和課堂實驗態度,操作規范情況等,培養學生良好的實驗作風,激發學生學習的積極性;實驗結果,實驗操作能反映學生的基本實驗素養與動手操作能力,主要通過考察學生的實驗表現得到,對于一些操作性強的實驗課可當場記錄成績并計入最后的綜合考評中;實驗報告,根據學生的實驗報告來評定成績,綜合性實驗的實驗報告可以改成論文的格式,這就要求學生對實驗原理、步驟、結果以及數據等做出總結,以提高總結能力。這樣,才能達到使學生加深理解細胞生物學基本理論知識,鍛煉學生的實際動手能力,提高實驗操作技能,培養學生的科技創新意識和綜合素質的目的。

[注釋]

[1]陳媛媛,陳付學,華子儀,等.深化細胞生物學實驗教學改革,探索開放式實驗模式[J].教育教學論壇,2012(40):60-61.

[2]李小燕,劉江東,鄭凌,等.深化細胞生物學實驗教學改革培養創新型人才[J].實驗技術與管理,2011(4):116-119,142.

[3]毛曉霞,黃敏毅,鄭愛芳.提高《細胞生物學實驗》教學效果的建議[J].安徽農學通報(下半月刊),2012(24):164,183.

第5篇:細胞生物學范文

關鍵詞:干細胞生物學中藥神經細胞

我國現在是越來越重視中醫藥了,而且隨著中醫藥研究的深入和發展,傳統中醫藥的細胞生物學以及免疫學研究已經得到了很豐富的經驗以及研究資料。基因組學研究帶給了中醫藥研究新的切入點,而且隨著中草藥基因組學的研究更加深化,傳統中醫藥將會走向世界。

一、干細胞生物學的發展和研究進程

干細胞是一種具有多向分化潛能、高度增殖以及自我復制的細胞,而且在一定條件下能夠分化成具有多種功能的細胞。動物的發育離不開胚胎干細胞,這種細胞是一種高度還沒有分化的細胞,有發育的全能性,可以把成體動物的全部器官和組織分化出來。胚胎干細胞通常是哺乳動物的基因表達調控、細胞分化以及早期胚胎發生等發育生物學研究非常理想的模型,其也廣泛應用于臨床醫學的應用研究以及基礎研究。在成年動物的器官和組織當中,都存在組織成體干細胞,這種細胞具有再生和修復和能力,在成體干細胞以及組織創傷修復中存在著非常重要的作用,在某些特定的情況下能夠通過一定的程序進行分化,進而形成一些新的功能細胞,維持器官和組織衰退、生長的動態平衡。

(一)胚胎干細胞的發展

在上個世紀的七十年代其實胚胎干細胞研究就已經開始了,英國科學家MartinEvans爵士首次將小鼠中的胚胎干細胞分離了出來并進行了體外培養。在上個世紀的八十年代初,Kaufman和Evans首次制定了小鼠ES細胞(胚胎干細胞)系。在1998年Shamblott MJ和Thomason JA

將人類的ES細胞系建立了起來。Shamblott MJ已經證明了培養條件不一樣的胚胎干細胞所具有的的重要性質也不一樣,ES細胞確實有很多分化能力,能夠把中胚葉、內胚葉已經原始外胚葉細胞表面所具有的的特異性標志蛋白表達出來。

(二)組織成體干細胞當前的研究進展

成年動物的很多器官和組織當中,都含有組織成體干細胞,在某種特定的情況下,新產生的或者是成體干細胞能夠按照一定的程序進行分化,從而形成新的功能細胞,使器官和組織的衰退、生長都能夠維持動態的平衡。一般來說,成體干細胞位于某些特定的微環境中,在這種環境之中的間質細胞可以產生一系列的配體或者是生長因子,和干細胞進行相互作用,達到控制干細胞的分化以及更新的目的。而且成年動物身體當中的組織器官再生和修復是離不開成體干細胞的。現在由于科技發展的水平高了,干細胞的理論研究有了深入的發展,相關的科學家在所有的組織內全部都發現存在有干細胞,并且當前已經證實了在胎兒或者是成體當中的神經、骨髓、上皮、肝臟、肌肉以及皮膚等組織中就有干細胞的存在,而且在體外這些細胞都能夠多向分化、高度有限的增殖,在某種特定的條件下胚層起源不同的干細胞還可以進行互相轉化。

二、中藥和神經干細胞

(一)神經干細胞的生物學特性

神經干細胞是在1992年被ReynoldsBA首次在成年鼠的海馬和鼠紋狀體中分離出來的,這種細胞是一種有多分化潛能、能不斷增殖的細胞群,能夠分化為少突膠質細胞、神經元以及星形膠質細胞,可以進行自我更新,能夠通過對稱分裂以及不對稱分裂確保祖細胞以及干細胞的數量,提供給腦組織修復必須的神經細胞。通過進一步的研究我們可以證實哺乳動物處于胚胎期時,神經干細胞主要分布在大腦的中腦、皮層、室管膜下層、紋狀體以及海馬等區域,等到其成年之后大腦的中樞神經系統還存在神經干細胞,但是主要被局限在紋狀體、海馬齒狀回等處。在大腦受到損壞時,這些神經干細胞就會向損傷部位移動,對其實施修復。

(二) 中藥所影響到的神經干細胞所進行的增殖分化

1、人參皂苷能夠推動神經干細胞的增殖,大大的對學習記憶能力進行改善

大腦的海馬結構齒狀回有著非常多的神經細胞,能夠增殖分化成很多種神經元,在這些神經元移動到了顆粒細胞層后,便會有突觸傳遞功能,以及衰老、β-淀粉樣蛋白、神經退行性疾病等對神經干細胞進行損壞的自我更新能力,其還能夠對抗學習記憶能力減弱、新生神經元數量減少、海馬逐漸萎縮等。

人參是一種五加科植物,在我國非常的普遍和常用,含有人參皂苷Rg1和Rb1。有實驗證明,長期的使用人參皂苷Rg1能夠幫助海馬區大量的新生細胞存活下去,大大的提高存活率;對海馬CA1區神經元細胞起保護作用,防止其受到缺血性損害;其還能夠增強動物的學習以及記憶的能力。

2、銀杏內酯能夠對神經干細胞分化產生影響

銀杏是一種銀杏科植物,它的葉子能夠提取出萜烯內酯類和黃酮糖苷類,而銀杏內酯化合物是一種萜類化合物由二萜內酯和倍半萜內酯構,是一種非常重要的活性成分,其中包含著白果內酯以及銀杏內酯A、B、C、M、J。銀杏內酯B當中的拮抗氧自由基還能夠對抗神經元的損傷作用,增強神經元的鈣離子所具有的緩沖能力,對腦內鈣的平衡起到雙向調節作用,提高細胞膜的穩定性,達到與損害神經元的多種因素對抗的作用。銀杏內酯B能夠推動神經干細胞分化成為神經元細胞;銀杏內酯B的不同濃度能夠提高星形膠質樣細胞在進行分化時的成功率。

總結:根據神經干細胞生物學所具有的特點,使用中醫藥來對神經系統疾病進行治療的原理和方法研究,是當前的中藥神經藥理學等方面研究的熱點。而且很多的學者研究探討了中藥推動神經干細胞進行增殖分化的方法,說明了在中樞神經的功能重建以及結構修復中中醫藥的作用機制。所以尋找能夠促進神經細胞向少突膠質細胞、神經元以及膠質細胞分化,并可以增強分化數量的中藥,這有利于補充修復神經損傷,具有非常大的社會效益,并為未來的新藥開發提供基礎。

參考文獻:

[1]鞠秀蘭. 中藥皂苷對干細胞增殖分化的影響[J].時珍國醫國藥.2010(11)

第6篇:細胞生物學范文

我室承擔了2005年以來至今共10屆留學生的實驗課全英教學,以及2011年以來至今共4屆留學生細胞生物學理論課全英教學。艱巨的教學任務對我室教師的英語教學水平提出了嚴峻的考驗,也極大地促進了教師英語教學水平的不斷提高。2011年之前,細胞生物學理論課英語教學還需要聘請外籍教師來授課,本室教師只承擔實驗課的英文教學任務。隨著全英教學經驗的不斷積累,以及近幾年來新引進一批學科建設人才,這些骨干教師不僅在科研素質方面非常優秀,而且多是有留學背景及英語教學經驗(目前教研室主講教師19名,其中9人有留學背景),他們漸漸成為細胞生物學全英教學的主力軍。從2011年開始,便將細胞生物學理論課的全英文教學任務承擔起來,他們不僅將細胞生物學的基礎理論知識講解得非常透徹,使學生能很好地掌握本學科的關鍵知識點和難點,且將前沿的學科進展開拓展示給留學生,極大地激發了學生的學習熱情和科研興趣。為了進一步提高教師的英文授課水平,我校還開展了全英授課教師資格認定評審會。全英授課教師資格認定工作是學校開展加強國際化師資隊伍建設的一部分。開展全英授課教師資格認定工作,一方面是對已承擔全英教學教師的認可,也是對全英教學師資能力的認定;另一方面學校借此建立全英授課教師師資庫,從而推動學校全英教學團隊和全英授課專業的建設。我教研室除了有留學背景的老師順利獲得全英教師資格外,還有兩位沒有留學背景的老師憑借扎實的英語能力及留學生教學經驗也成功被認定。為了進一步提高來華留學生全英授課師資的專業教學能力,夯實教師駕馭全英教學的基本功,我校還邀請外籍教師講授全英文教學公開課,我教研室老師積極參與,努力提高自身英語授課水平。學校還選派已擔任留學生教學任務、且今后愿意在全英教學中發揮骨干教師作用的中青年教師赴以英語為母語的國家,進行四至六個月全英教學專項培訓,進一步強化和提高全英師資水平。通過以上努力,我教研室全英教學師資力量不斷增強,為留學生全英教學的順利開展提供了有力保障。

2精心選擇教材

細胞生物學是醫學教育的基礎學科,也是21世紀生命科學發展的五大重點學科之一。作為留學生的教材,應能反映現代生物學的最新理論和技術成就,從而與國際醫學教育接軌。經過大量查閱檢索、反復研究比較,我們選用復旦大學出版社出版的《細胞生物學》第二版雙語教材。該書正文全文用英文撰寫,語言上簡練與通俗,科學上精確與先進,既介紹細胞生物學的基本概念和基本原理,又反映各領域的發展前沿。實踐證明,對于具有較強英語閱讀能力和自學能力的留學生來說,是較為適用的。

3采用多種教學方式

因地域、文化、宗教和教育背景不同,來華留學生具有許多不同于中國學生的特點。留學生在基礎教育階段多接受歐美教育方式,一方面個性發揮、思維活躍,學習形式不拘一格,另一方面也存在紀律性差、不易管理等問題。留學生文化素質參差不齊,基礎知識相對薄弱。英語雖是他們官方語言,大多數學生英語水平較高,但有濃重的地方口音,與教師的交流有一定障礙[1]。鑒于留學生的這些特點,加之醫學細胞生物學教學內容多而凌亂,課時數緊,學生感性認識細胞內主要過程的機會較少。為了提高課堂教學效果,克服英語語言表達和交流的不足,我們在教學過程中普遍采用了主題突出、邏輯主線清晰的多媒體和幻燈片教學手段,這樣不僅有效地克服了語言交流的障礙,又使得教學生動、形象,利于留學生的理解和記憶。任課教師精心準備每一張幻燈片,并花費大量的時間和精力下載與本專業相關的動畫,如在講解染色體組裝時,利用視頻動畫形象地展示染色體從一級結構、二級結構、三級結構到四級結構,不斷螺旋化的組裝過程。通過收集多種教學資源信息,為制作多媒體課件提供了豐富的素材,多媒體課件圖文并茂,使得原本枯燥、難懂的內容變得形象、直觀,易于理解,大大提高了課堂的教學效果。除了借助于多媒體,我們還可以通過實物模擬以增加課堂的趣味性,同時可使難理解的內容變得淺顯易懂。比如在講授細胞連接時,我們可以請幾位同學手拉手扮演一個個細胞,模擬緊密連接、縫隙連接等的細胞連接方式。由于留學生普遍比較歡迎活潑的教學方式,希望課堂上可自由表達自我觀點,因此,教師在授課過程中還通過課堂問題的引入、啟發式的提問,不斷引導學生思考,吸引學生的注意力。留學生一般勤于思考,勇于發言,課堂上有問題會隨時提問,這時,老師不妨先請一些同學嘗試回答,老師再做點評。如果敘述性較強的問題,也可請有興趣的同學課下一起討論。如此,充分調動學生學習的積極性和主動性,體現了以教師為主導、學生為主體的教學原則,既活躍了課堂氣氛,又增進了師生之間的交流,取得了較好的課堂教學效果。

4重視實驗課教學

第7篇:細胞生物學范文

課堂信息量豐富:利用現代化教學手段豐富課堂信息量,激發學生的學習興趣細胞生物學是從顯微、亞顯微與分子水平來研究細胞生命活動規律的科學,其研究的對象細胞一般是肉眼看不見而又觸摸不著的,其生命活動更無法用肉眼看得見。王老師采用現代化的教學手段使處于微觀世界的細胞結構及其生命活動現象直觀地展現在學生面前,這樣既豐富了課堂教學信息量,又便于學生透切理解。王老師制作的多媒體課件文字內容精煉、插圖選材適當,科學美觀,尤其是制作了較多聲圖并茂的有趣的動畫電影片段,使細胞生命的奧秘得以形象、直觀的理解,大大的激發了學生學習的興趣。

教學模式:采用啟發式、探索式的教學模式,培養學生的科學思維能力和創新能力王老師的課堂教學充分體現了以學生為主體,教師為主導的雙向互動式的教學方式。他不僅把專業知識傳受給學生,更主要的是教會學生學習方法和科研能力。在課堂中,通過開展課堂即興問答和搶答,調動學生學習的積極性和主動性;通過步步設疑,引導學生進行科學思維和探索,激發他們強烈的求知欲。特別是每次課一份的Test andThinking,更是讓學生興趣盎然。細胞生物學是以實驗研究為主的學科,王老師在課堂中非常注重實驗研究思路的訓練和實驗分析方法的培養,對每個重大的科學結論都啟發學生想出實驗設計方案和分析方法。實驗課除了部分是驗證性實驗外,還開設了自由選題的設計性全開放式實驗,從選題、文獻資料的查尋、實驗方案的設計到實驗材料的準備、實驗過程的完成都是由學生獨立完成。這樣學生在掌握基本實驗方法和技能的基礎上,還培養了其科學思維和科研創新能力。另外,開展多種形式的第二課堂活動,如“讀書報告活動”,不僅使學生能夠深入學習某個知識領域,擴大知識面,而且培養了學生查找文獻資料、科技寫作、報告組織等科學能力,對學生自學能力也有很大的促進作用。

雙語教學:進行雙語教學,提高學生的專業英語水平王老師實施的雙語教學也是非常成功的,以母語教學為主線,英語教學貫穿于其中。通過以插圖注解、大標題、小標題以英文板書、英語口語表達專業名詞等多種形式向學生教授專業英語詞語,Test and Thinking、章節總結和適當的英文摘錄補充則是對英語能力的強化和提高。從學生的課堂回答及讀書報告活動可看出,他們對王老師的雙語教學是非常感興趣的,而且專業英語水平提高得很快。本人原來的英語基礎是很差的,通過一學期雙語教學氛圍的熏陶,自感專業英語水平也有較大的提高。

教學風格:為人師表,教書育人為人師表,教書育人是社會賦予教師的基本職責。可做到像王老師那樣受學生尊敬和佩服是不容易的。首先,王老師樂觀向上、嚴謹治學、學識淵博的人格力量就已深深的吸引了廣大師生,他充滿科學性和趣味性的課堂講授更是讓學生舍不得隨便缺半節課,他那風趣幽默的講解常贏得學生熱烈的掌聲。王老師上課總會先學生到教室而后學生離開教室的,不管學生來得多早,都沒有學生等教師的現象。開展組織“讀書活動”是一項工作量非常大的工作,從動員到一一聽取學生作報告,到為學生制作錄象光盤,每一環節王老師都能做到親力親為、至善至美。他不但為學生創造了良好的學習環境,同時也為學生樹立了一個嚴謹治學和樂于奉獻的良好形象。“學會做人”是王老師對學生的基本要求,他善于把細胞生物學中蘊藏的豐富的人生哲理寓于教學之中,結合課程內容不失時機的教育學生要有“愛心、事業心”,要“講誠信,尊重自然規律”。

第8篇:細胞生物學范文

興趣是學習最好的老師,但是現在單一的教學方式往往使學生處于被動地位。因此,改變學生的學習地位,配合多元化的教學方式來調動學生學習的積極性成為亟待解決的問題。

1.1變被動學習為主動學習

中國當前的教育模式幾乎仍是填鴨式教學,而實驗課的教授更是老師講解為主,學生完全處于被動地位。許多學生在細胞生物學實驗過程中不知前因后果,只是草率結束實驗,課后將實驗內容拋之腦后,一無所知。為調動學生的主觀能動性,在實驗開始前,只是簡單介紹相關的知識,提出實驗目標。然后由學生在課下預習實驗內容,查找資料,熟悉每一個實驗步驟的原理、所需試劑的作用及配備方法,做好充足的準備工作。在細胞生物學實驗結束后,分組討論在實驗過程中出現的問題,及對結果的多樣性進行分析,鼓勵大家暢所欲言,探討該次實驗內容能夠用于解決哪些實際的問題。最后,要求學生認真整理出一份實驗報告。在整個實驗過程中,老師只起到引導、鼓勵及評價的作用,而使學生處于主動地位。突然之間的角色轉變使很多同學學習起來有些吃力,但是堅持一學期下來,發現學生的自主學習能力明顯提高,這正是“授之以魚,不如授之以漁”。

1.2變傳統教學為多元化教學

現在一些高校的細胞生物學實驗課教學方式仍為傳統的板書講解,這種教學方式早已不符合時代的發展。為使學生更直觀生動的了解實驗過程,將實驗過程制作成錄像,上課前通過多媒體播放教學示范錄像。例如,對于原代培養細胞實驗,前期的準備工作繁瑣,耗時長,不可能每個同學都參與,這時通過播放教學示范錄像,使學生深刻了解整個實驗的來龍去脈。另外,在實驗課上由“老師講”變為“學生講”。課前要求學生預習實驗目的、原理及注意事項等,上課時隨機挑選學生為大家講解,其他同學對講解的內容進行補充和糾正。在顯微鏡的使用實驗課中,將學生分為2~3人的小組,小組中的每位同學分別操作顯微鏡,其他同學在旁觀看,指出這位同學在操作過程中存在的問題,進而加深學生對顯微鏡使用方法及注意事項的印象。

2考核方法的改革

隨著對實驗課的重視程度提高,細胞生物學實驗課成績在總成績中所占比例也相應增加。實驗課的考核不再只依靠實驗報告,而在于對學生實驗原理的掌握及實驗操作能力的評價。通過課前提問形式,了解學生的預習情況并給予一定評分。在實驗課結束時,隨機抽取部分學生,考核其對該次實驗中關鍵技術的掌握,如顯微鏡、離心機、天平等儀器的正確使用及臨時裝片的制備,并敘述在操作過程中的注意事項等,從而對學生的操作技能進行測試。另外,在批改實驗報告時,主要依據學生對實驗數據的分析及總結程度給予評分,強化學生的分析思考能力。

3結語

第9篇:細胞生物學范文

[關鍵詞] 細胞生物學;研究性教學;探索與實踐

[中圖分類號] G424.1 [文獻標識碼] A [文章編號] 1005-4634(2013)06-0065-03

0 引言

21世紀是生命科學的世紀,細胞生物學是生命科學的重要基礎學科,具有較強的理論性和實驗性[1],同時也是近年來發展迅速的前沿學科。綜觀2012、2013年的諾貝爾生理學或醫學獎不難看出,這些對生命科學有重大推動作用的杰出成就都是細胞生物學研究的領域。因此,深入探究細胞這個生命活動基本單位對于理解生命活動的基本規律、探究生命科學領域的基本問題、解決醫學領域的重大問題有重要的意義。但在傳統的教學中,往往采用“灌輸”式教學,使學生處于非常被動的地位,這種接受型的教學方式忽視了學生自主學習、自主探究能力的培養,抑制了學生的研究興趣與創造性,與21世紀日益加劇的國際競爭對創新人才的強烈需求形成尖銳矛盾。因此,發展新的教學模式迫在眉睫。研究性教學模式要求教學過程中要充分發揮學生的主體地位和教師的主導作用,學生在教師指導下,通過以“自主、合作、探究”為特征的學習方式較好達到課程教學目標。本文從研究性教學模式的角度對細胞生物學理論教學的教學內容、教學方法和實驗教學的優化改革提出了幾點思考。

1 在理論教學中培養學生的研究性思維

1.1 調整和優化教學內容

《細胞生物學》是高等院校生物學各專業開設的一門必修課,其內容迎合了不同層次學習者和研究者的需求。要在理論教學過程中培養學生的研究性思維,則不能拘泥于教材的內容及其編排,需要調整和優化教學內容,為學生形成研究性思維習慣做好鋪墊。基于此,可以根據理論知識的難易程度、學生的知識儲備和接受新知的能力、《細胞生物學》課程教學大綱、學科發展現狀等對課程內容做適當的刪減、增添和整合,調整和優化教學內容。

1)刪減。刪減學生已經耳熟能詳的內容。學生在長期的知識儲備和經驗積累過程中已經習得的基礎知識,應在課堂上避免贅述。例如,關于“細胞是生命活動的基本單位” 這一概念,其涵義學生從中學就已經有所了解,可引導學生從生命活動的不同方面舉例來證明這一結論,并與最近的研究進展相聯系,培養學生歸納總結知識的能力并激發學習興趣。

刪減某些學科交叉內容。由于細胞生物學是生命科學的基礎學科,與生物化學、分子生物學、微生物學等學科有著深刻的相互滲透與結合,很多理論知識在不同學科中重復出現,因此應做適當的刪減,化重復理論為知識遷移。例如,學生已經在生物化學中對線粒體的氧化磷酸化有了系統的認識,在本課程可以著重從氧化磷酸化的分子結構基礎及其細胞生物學定位來理解其作用機制,從而在細胞這一層次上對這個過程有全面理解并形成結構決定功能的生物學思想。

刪減識記類課程內容。研究性學習的目的不僅在于知道是什么,而且在于明白為什么和怎么做,以提高解決問題的能力。把識記類理論知識放至課前或課后,在課堂上注重方法習得不失為好的舉措。例如,細胞是一個復雜的信號網絡系統,細胞信號轉導的途徑和細胞對信號的整合與控制應是課堂上探討的重點,而細胞通訊、信號分子、受體等基本概念應由學生自主習得。除此之外,關于細胞生物學研究方法的內容可以移接至實驗教學中。

2)增添。注入研究方法,滲透研究性思維。在《細胞生物學》中,對生命現象探究的內容雖有不少涉及,但很少展示具體的研究思路,因此要求教師要擁有豐富的教學資源和素材,適時在課堂教學中滲透科學研究方法。

引入科研成果,把握學科前沿。教師需要時刻關注國內外的科學研究動態和成果,擷取精華介紹給學生[2],拓寬學生視野;教師應提煉學術會議上各專家的新理念、新思路,以活躍學生的思維,便于研究性學習,推陳出新;學生也要利用書籍、期刊、網絡、電視等多種途徑豐富見聞,在合作和交流中兼收并蓄,思維碰撞。

適時插入科學家的故事。必要時,以科學家艱辛的探索事跡進行科學態度和科學精神教育,適時引入科學家的逸聞趣事,以激發學生的學習興趣。

3)整合。細胞是生命活動的基本單位,“一切生命的關鍵問題都要到細胞中去尋找”。為了系統而深刻地理解生命的本質,必須避免片段化教學,應對教學內容適當整合,以符合學生的認知規律。

知識點間的整合。例如,錨定連接需要細胞骨架系統的參與,因此可把錨定連接的相關內容安排在細胞骨架后,以便新舊知識的聯接。

調整課程內容的順序。細胞生物學的研究重點已不再限于細胞的結構與功能方面,而是明顯轉向細胞重大生命活動及其分子機制的探秘,因此建議將細胞的結構與功能等章節內容整合、將細胞重大生命活動及其分子機制等章節內容整合,掌握前者是揭示后者的基礎。

1.2 改變教學方法,改進評價體系

在研究性教學中強調,學生是教學過程的主體,學生要在研究中學習和成長,發展學習主動性和養成獨立思考的習慣;教師則在整個教學過程中起組織者、指導者、幫助者和促進者的作用[3]。在教學方法上,建議采用問題教學方式,在確定了研究課題的前提下,通過創設問題情境,引導學生質疑,并恰當引入科研成果。

1)建立激勵機制,確定研究課題。采用研究性教學模式會增加學生的課前準備負擔,對于每個學期要上近10門課程的學生來說,如何激勵學生主動學習是非常重要的。學生的積極參與僅僅靠老師語言上的激勵是不夠的,必須建立相應的激勵機制,比如可在教學質量的評價體系中加入“課堂發言”這一項,并在最終成績考核中占一定的比例,如可設定課堂發言∶實驗成績∶理論成績=3∶3∶4,課堂發言由教師當場打分,整個學期成績累計,取其平均值。

研究性教學模式并不在于形式上以學生為主,而在于學生在實質上的主體地位。因此,在教學方式上,既可以采用老師提問、學生討論的方式,也可以采用教師講授、學生隨時質疑的方式。在第一種方式中,老師需要精心組織并向學生提供研究課題,鼓勵學生主動參與,由于學生準備的是否充分直接決定了其在課堂上的參與度和思維的拓展度,因此在確定研究課題后,要留給學生一定的時間準備相關材料。同時,為避免要探究的問題因龐雜而止于膚淺,可將研究課題分成若干子課題。在實踐中,將學生分成小組(每組3~5人),問題到組,每小組負責闡述1~2個子課題。這樣既保證了學生探究問題有一定的深度,又有效地激發了他們的參與熱情。

在確定課題及課堂討論中要注意掌握研究課題的廣度與深度。為達到既使學生掌握理論知識又能訓練其思維的目的,在確定研究課題時,應注意課題的廣度,不能任意發散、偏離重點;同時,也要考慮到課題的深度,難度適中,有效激發學生的興趣。例如,在《細胞信號轉導》課題中,要求學生理解并掌握細胞信號轉導的主要途徑、細胞對信號的整合和控制,教學活動應圍繞這兩方面展開,在掌握基本的幾條途徑的基礎上,再進行歸納,繪制網絡圖,找出其交叉點,從而理解其整合性。同時可通過查閱文獻進行知識的擴展,了解近年來這些基本的信號轉導途徑的新進展。

2)創設問題情境,引導學生質疑。在研究性教學中,師生應是平等的探索者的關系,教學過程就是解決問題的過程,因此應以問題研究[4]為主線,教師要善于提出啟發性、針對性的問題[2],問題的設置要有層次感,遵循學生的認識規律。開場問題要設計巧妙,順利促使學生進入學習情境;教學過程中,教師要做好學生活動的組織者、幫助者和促進者,指導和總結提升到位;對于抽象復雜的機制需要結合多媒體等手段,化繁為簡;探討完理論知識后,要引導學生思考和分析與生產生活緊密相關的問題,學以致用。學生可以采用獨立思考、小組討論等多種形式的學習方法多角度調動思維,也可以在解決問題的同時提出有研究價值的新問題,進行課堂外的延伸,拓展思維的深度。例如,在《細胞信號轉導》課題中,教師可借此課題引導學生掌握相關前沿。如教師可提出:生物對光的響應是通過其受體來完成的,目前已經發現了幾種光的受體,分別是什么?UV-B的受體是什么?受體如何傳遞這一信號?細胞對這一信號產生什么樣的響應?當諸如小麥等植物接受UV-B后,會產生哪些響應?這樣學生就會通過閱讀文獻掌握這一領域的最新發現,了解UVR8這一剛剛發現的紫外線的受體,通過了解其機理,聯系實際,就可以自然而然地提出:可以通過人為增強紫外線輻射來刺激植物產生更多的類黃酮,從而提高某些植物尤其是藥用植物的保健作用。這樣,理論就和實踐很好地結合到了一起。

3)恰當地引入科研成果。細胞生物學是一門迅猛發展的學科,尤其是分子生物學的概念與方法的引入,將其迅速推向分子細胞生物學水平。細胞生物學相關領域的研究現狀和成果如何,教師可以在課堂上適時介紹給學生,尤其是重點闡述研究方法、實施步驟等內容,對學生進行科研方法與思路的指導。例如,在《細胞分化與基因表達調控》這一章節中,可以引入2012年諾貝爾醫學獎獲得者日本京都大學教授山中伸彌和英國的約翰戈登將細胞核重新編程的成果(即將成年體細胞重新誘導回早期干細胞狀態,以用于形成各種類型的細胞,這一技術的實現免除了使用人體胚胎提取干細胞的倫理道德制約,將能避免異體移植產生的排異反應,為某些嚴重疾病的治療提供了契機)。領域的杰出成果能夠對現有課本知識進行補充,學生也可以通過專題文獻查閱報告的形式交流科學界的新理念、新發現。

2 在實驗教學中鍛煉學生的科研技能

實驗教學是培養學生技能的重要途徑,也是學生研究性學習的具體體現。通過一系列實驗技能的學習和實踐操作,學生將對所學的基礎理論知識有更深刻更直觀的理解,同時還可了解有關細胞生物學和細胞工程領域常用的研究手段和方法,為進一步深造和獨立開展科研工作奠定基礎。

2.1 合理安排實驗教學進程

實驗課的進程應該與理論課的進程相輔相成,教學建立在科研基礎上,科研促進教學的提高。

2.2 改建實驗課

1)通過驗證性實驗培養學生基本的實驗技能。通過細胞形態結構的觀察,學生可以掌握相差顯微鏡、偏光顯微鏡、暗視野顯微鏡、熒光顯微鏡等各類顯微鏡的結構、原理及其操作;通過對細胞組分的分離及觀察,學生可以學會分離、純化、活體染色等技術。在實驗前,學生應該通過實驗指導、網絡等了解相關儀器設備,并了解其原理及操作,指導教師對所出現的問題進行指導,規范操作。

2)通過設計性和綜合性實驗培養學生分析和解決問題的能力。設計性實驗、綜合性實驗要求學生以本課程的相關理論知識為基礎,在具備一定的實驗操作技能的前提下,通過查閱資料等富有創造力地獨立完成實驗設計,創新實驗方案,這對學生的素質要求較高,因此也是培養學生分析和解決問題能力的良好手段。設計性和綜合性實驗的題目可以結合教師的科研項目擬定,從而不僅將教學與科研融為一體,而且可以集結眾多人的智慧,推進教師的科研進程。

2.3 撰寫實驗報告和科研論文

實驗報告具有情報交流、保留資料的作用,學生在撰寫驗證性實驗的報告時要如實地把實驗的全過程和實驗結果記錄下來,對結果進行分析討論時要加入自己的理解,拓展科研思維,也可以寫出實驗中遇到的問題、解決的方法、誤差分析,并提出改進意見。

對于設計性和綜合性的實驗,撰寫科研論文是學生展示科研能力、提高科研水平的重要手段,是需具備的基本功之一。

3 教學改革效果

目前所使用的理論課教材為翟中和院士等主編的《細胞生物學》(第三版),本著研究性教學的理念,首先對部分章節如“細胞的能量轉換——線粒體和葉綠體”嘗試采用了研究性教學模式,學生利用課外時間積極查閱資料,認真思考,充分準備;課堂上以小組為單位首先提出自己的問題,然后講解,各小組討論、提問,最后總結。通過這樣的方式,不僅學生的學習熱情高漲,對知識的理解更為透徹,更重要的是,學生能發現問題并知道如何解決問題。接下來,又把一些問題留給學生,如在細胞的信號轉導中,G蛋白耦聯受體介導的信號通路廣泛參與生命活動的諸多方面,而且該領域是一個正在迅速發展的領域,不斷有新的發現。所以鼓勵學生充分利用高校的期刊數據庫獲取相關研究進展,課堂上小組交流討論,通過這樣的方式學生獲取了大量的信息,對該領域的前沿動態也有了一定的了解,極大地激發了學生的科研熱情。在實驗教學方面,將細胞生物學實驗進行了課堂外的延伸,與大學生創新實驗相結合,鼓勵學生利用細胞生物學的知識去解決或探究某一問題,目前已有部分成果被國內重要的核心期刊所接受。研究性教學的采用,使細胞生物學教學質量有了顯著提高。學生不僅在課前養成了獨立思考的習慣,提高了自主學習能力,而且能在課堂上廣泛參與討論,交流思想,合作學習;學生對細胞生物學的理論知識和實驗技能掌握得較為扎實,對細胞生物學的科學前沿有較敏銳的把握,利用細胞生物學基礎知識、基本技能開展相關領域研究的能力得到了提高。總之,研究性教學模式從根本上發展了學生學習的主體性,為培養學生的創新意識、發展學生的科研思維能力提供了條件。教師應積極開展研究性教學的嘗試與探討,培養創新型人才。

參考文獻

[1]翟中和,王喜忠,丁明孝.細胞生物學(第4 版)[M].北京:高等教育出版社,2011.

[2]盧曉梅,楊艷燕,居超明.生物學研究性教學的探索與實踐 [J]. 生物學雜志,2005,(3):47-49.

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