改革细胞生物学实验教学,培养学生创新能力

2023-01-09

实验教学是细胞生物学教学的重要组成部分, 它既是理论与实践相结合的教学过程, 又是课堂理论技术的继续补充和深化, 不仅担负着培养学生实验技能的任务, 而且在培养学生创新意识和创新能力方面同样发挥积极作用。长期的实践表明, 我校细胞生物学实验教学存在着内容剧增与实验学时缩减、验证性实验偏多而学生兴趣不浓等问题, 不利于学生创新能力培养。为了实现培养出符合生物科学和生物技术专业要求的、基础知识面宽、具备创新能力的人才, 我们在细胞生物学实验教学中在针对性地作了必要的探索和改革, 取得了良好的效果。

1 重新设置实验内容

要培养学生的创新能力, 更新实验内容是关键。据统计, 19世纪人类科学知识增长一倍需要用五十年时间;20世纪需用十年时间;而21世纪只需三至五年时间。在生命科学进入细胞科学的21世纪, 细胞生物学必然回答生命科学最重要、最基本问题的一门学科。紧跟时代的发展步伐, 按照素质教育的要求, 以培养创新能力为目的, 我们在细胞生物学教学实验内容上已作了相应改变, 由最初的实验中细胞及相关结构的形态结构观察为主的实验向细胞及相关结构功能研究为主的实验, 以此来拓展教学时空创造性地开展实验。

例如, 在基础性实验中, 将普通显微镜及其使用项目改为特殊显微镜及其使用, 学生既学会了普通复式光学显微镜的使用, 同时对特殊显微镜如暗视场显微镜、荧光显微镜、相差显微镜等构造及原理有初步了解, 待后期实验中用到相关显微镜时巩固前期的知识, 引发了学生学习的浓厚的兴趣, 通过实验使学生充分掌握了生命科学领域中相关仪器设备的使用。

又如, 在验证性实验中, 细胞膜的渗透性实验由细胞凝聚反应和细胞膜的渗透性两部分组成, 是把最初的两个实验合二为一, 使学生对细胞膜的特性充分了解, 既培养学生基本实验操作能力, 同时增加了实验内容的量, 学生能全面了解细胞膜的功能及相关构造。

引入综合性实验和开放性实验。由于综合性实验内容涉及本课程的综合知识或相关课程知识, 原理或操作比较复杂实验, 如实验项目细胞融合, 通过实验学生了解细胞融合的几种方法, 并掌握具中一种方法, 培养学生综合利用细胞融合的知识, 拓展了学生学习的空间;开放性实验该部分主要侧重学生装创新能力的培养, 这类实验对指导教师和学生的要求都很高, 实验内容如细胞培养, 通过实验学生了解实验细胞培养的全过程, 调动了学生学习的主动性和创造性。

在细胞生物学新的实验教学体系中设产了必做的基础与验证性实验项目, 选做综合性与开放性实验项目, 以满足不同层次同学的需求。这样的实验教学体系既体现了实验的基本功能, 同时体现了在实验中培养学生的综合和创新能力, 使创新能力的培养贯穿于整个实验教学的过程中。

2 探索实验教学方法改革

常规的细胞生物学实验教学方法是教师针对本次实验的原理、步骤作详细讲解, 然后学生按照实验参考书上安排的次序按部就班实施, 传统的实验课教学以教师为主, 学生处于被动学习的地位, 学生实验操作技术得到锻炼, 但自我思维没有得到很好的锻炼, 也很难提高学生创新能力。因此, 在实验教学改革中我们应用了启发式教学、现代化电教手段辅助教学、开放式教学使学生全面准确的认识实验。

实验教学时贯穿启发式教学是针对实验目的与原理明确实验项目, 由学生设计操作步骤并操作, 使学生脱离实验指导, 由被动操作变为主动思考, 大大提高学生实验设计及科研思维能力, 也培养了他们的创新能力。

由于细胞生物学的高速发展, 使得实验教学满足不了实验与理论接轨, 往往实验内容滞后于理论发展, 具中具有代表学科发展实验技术, 因其操作的严格性、技术性, 难以在本科生实验教学中开展。为了解决这一难题, 我院充分运用现代化电教手段辅助实验教学, 通过网络及购买细胞生物学实验光盘, 作为实验资料播放给学生看, 使学生了解细胞生物学发展前沿, 开拓了知识面。

开放式教学是实验教学中培养创新人才的有效途径。针对理论教学的进度, 我们提出一组有关细胞生物学的研究课题, 这些研究课题中部分是教师目前正在进行研究课题。学生可根据自己的兴趣加入到教师的研究课题中, 了解该课题的研究状况、研究方法、研究方案等, 在实验数据整理等过程都在教师的具体指导下由学生自主完成, 研究结果作为毕业论文形式。进行这样一个研究课题, 不仅培养了学生综合运用基础理论进行创新的能力, 同时也培养了从事科学研究的能力。

3 提升实验教学环境

为了加强学生创新能力的培养, 充分调动学生学习的主动性和创造性。实验室也应加强对实验教学设备的更新, 实验场所的改善。我校为了加强细胞生物学基础必修课程的实验教学, 将细胞生物学实验室的仪器设备进行了逐步的更新, 实验场所也有所提升, 分为准备室、学生实验室及研究室三部分, 同时与其它实验室共享普通显微镜室、荧光显微镜室及多媒体生物学实验室。特别注重多媒体生物学实验室的使用, 在教师的适当引导下, 学生可根据需要, 通过电脑进入网络获得相应的知识, 通过主动行为去解决问题。根据现有条件和设想, 这部分资源设备刚起步, 下一步准备建立细胞生物学实验相关内容网站, 进一步完善学科建设, 不断增强本科生解决问题能力和创造能力。

综上所述, 细胞生物学实验教学不仅能够加深对课堂理论知识的理解和记忆, 而且可培养学生观察能力、实践动手能力、分析问题解决问题的能力和创新意识。细胞生物学实验教学改革是一项长期而艰巨的系统工程, 紧紧围绕培养目标、学科发展要求、学生创新能力和素质的提高, 通过不断完善和更新实验教学内容、实验方法和实验手段, 不断地改革创新、实践探索和科学总结, 促进细胞生物学实验教学跨上新台阶, 培养出一批合格的生物技术应用型人才。

摘要：本文结合教学实践, 从实验内容设置、教学方法改革和教学环境提升等方面着手, 总结了细胞生物学实验教学改革过程中的具体做法, 为培养生物学专业学生的创新意识和创新能力作出有益探索。

关键词：细胞生物学,实验教学,创新能力