细胞工程教学探究论文

2022-04-18

《细胞工程》是生物工程、生物技术专业一门知识综合性和实践性很强的学科骨干课程。OBE教育理念是一种基于“学习产出”或“成果导向”的现代教育理念先进范式,将其创新性运用到《细胞工程》课程教学改革中,能充分发挥学生在学习过程中的主体地位,切实提高《细胞工程》学习效果。下面是小编精心推荐的《细胞工程教学探究论文(精选3篇)》仅供参考,希望能够帮助到大家。

细胞工程教学探究论文 篇1:

探究式教学模式在《生物技术制药》课程中的实践

摘 要:探究式教学是指学生在一定的情境中提出问题,用类似科学研究的方法,解决问题,获取知识,发展能力的一种教学活动。本文应用探究式教学方法在《生物技术制药》课程教学中进行了实践,主要采用课上设置问题情境即时探究、课外阅读探究、项目式探究、实验探究等教学模式,有效地提高了学生探究问题的能力和创造性思维的培养,教学效果较为理想,对于进一步提高《生物技术制药》的教学质量具有较好的借鉴意义。

关键词:生物技术制药 探究式教学 课程中实践

《生物技术制药》是一门以现代生物技术为主要手段来研究制造药物,以现代生命科学为基础,由多学科综合而形成的崭新学科,是目前生物技术研究最活跃的领域,给生命科学的研究和制药工业带来了革命性变化。《生物技术制药》课程主要内容包括现代生物制药技术的基础理论和基本技术,生物药物的特点及分类,生物原料的保存与处理,生物药物的分离、纯化技术的原理及设备,生物药物的检定,基因工程制药、抗体制药、酶工程制药、植物细胞制药、动物细胞制药、海洋生物制药等。课程涉及的知识面广,内容多,单纯理论说教难以激发学生学习兴趣,课程难免流于形式化和空洞化,难以培养出为社会真正所需的人才。笔者采用多媒体教学的方法,在《生物技术制药》课程的一些教学环节尝试采用探究式教学模式,融合相关科研课题的研发情况,具体的研究实例、实验操作等,使学生对生物技术制药整个“研究开发—新药申报—生长管理—市场”有整体的认识,培养学生主动学习能力、逻辑思维的能力,分析问题和解决问题的能力,促使学生全面素质的提高。

1 探究式教学的内涵

在教学中最早提出使用探究方法的是杜威。他认为,科学教育不仅仅是要让学生学习大量的知识,更重要的是要学习科学研究的过程或方法。探究式教学(inquiry teaming)是以模仿科学家研究自然的方式用于教学的一种模式,也可以直接称为“科学探究学习”。课程中的“探究式学习”是指学生围绕一定的问题、文本或材料,在教师的帮助和支持下,自主寻找或自主建构答案、意义、理解或信息的活动或过程。可见,探究式教学就是以探究为主的教学,是在教师的启发诱导下,以学生独立自主学习和合作讨论为前提,以现行教材为基本探究内容,以学生周围世界和生活实际为参照对象,为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会,让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑的尝试活动,将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式[1]。

在传统讲授式教学模式中,学生被动地接受知识的灌输,死记硬背,围绕考试团团转,不利于培养学生的思维能力和学习兴趣。探究式教学无论是在形式、方法和实施方面都与传统的教学方法有很大的差异。在探究式教学中既包含了学生用探究的方式去“学”,也包括了教师用探究的方式去“教”,引导学生自主地发现问题,实验操作,调查研究,搜集与处理信息,表达与交流等,从而获得知识、技能、情感、态度、方法、探索精神和创新能力的发展,激发学生学习的积极性、主动性,有利于培养学生的创新精神和实践能力。

2 探究式教学模式在《生物技术制药》课程中的实践

《生物技术制药》是一门实践性和综合性很强的学科,涉及的内容广泛,各知识点之间联系密切,为学生进行探究式学习提供了及其丰富的素材。在《生物技术制药》课程中如何进行探究式教学呢?我们主要尝试了以下四种模式。

2.1 课上设置问题情境即时探究

教学活动由教与学两方面构成,只有将教师的讲授和学生的思维活动有机结合起来,学生才会对所学的知识记忆深刻;学生只有对所学内容表现出强烈的好奇心和求知欲,才会自觉地去思考。问题探究法的核心是由教师或教师引导学生提出问题,在教师组织和指导下,通过学生比较独立的探究活动,探求问题的答案而获得相关知识。学有所思,思有所疑,疑有所问,让学生在特定的情境中,通过观察,发现感兴趣的现象,提出有价值的问题,从而展开探究[2]。课上设置问题情境即时探究的教学模式按以下三个环节来实现:

(1)创设情境,提出问题。

探究式教学的载体与核心是问题,学习活动是围绕问题展开的。探究式教学的出发点是设定需要解答的问题。教师设法创设情境,让学生在情境中主动地学习。教师创设的情境可以有:文字、图片资料,动画设计、录像、视频,模拟生物实验或教师的演示实验等。创设问题情景时应注意利用学生原有的生物学知识、生活常识,以及平时收集、积累的有关资料作为背景,创设与教学内容相联系的问题情境,让学生在这种情境中发现问题,产生矛盾,继而想问个为什么?设置的问题应由简入繁、层层推进,使学生对知识的理解得到升华,培养学生善于观察、发现问题、提出问题。

例如,在绪论一节讲述“药物研究与开发的基本过程”时,以“2003年我国人民与非典型性肺炎作斗争的情景视频”创设情境,提出“探究非典型性肺炎的病原体的过程有哪些疑惑?”“关于SARS病毒你知道些什么?”“预防及治疗SARS病毒的药物是如何研究和开发出来的?”等问题。从而讲述“生物技术新药研究及设计思路”的流程,以及相关的先进技术,学生就会更容易理解和接受。

(2)引导探究,分析问题。

以问题为主线,层层引导学生探究,教师的指导和学生自主探究相结合,传授知识和解决问题相结合。由学生寻求问题的答案,提出某些假设,亲自得出结论,使他们参与并体验知识的获得过程。这个过程可以由单个学生完成,也可以由教师将学生分组来完成。利用学生集思广益、思维互补、各抒己见的特点,鼓励其自圆其说,特别是善于捕捉后进生的“闪光点”,及时给予鼓励,充分发挥学生的主体性,锻炼学生的知识迁移能力。

例如,“人源化抗HER-2的抗体药物Herceptin设计的巧妙之处在哪里?”引导学生理解实验中假设是什么?推论是什么?他是怎样进行设计实验方案?深入思考科学家的研究思维过程,从中学习科学探究的一般方法。

(3)归纳总结,解决问题。

经过探究过程,指导学生学会梳理提炼和总结归纳,引导学生形成概括性的理解,得出自己的结论和解释,并能够将自己的结论清楚地表达出来。通过寻求相互间的联系,用知识网络的方式表示出来,使之系统化、网络化,这就是理解能力的升华。

2.2 课外阅读探究

现代生物技术制药的发展日新月异,仅靠教材很难跟得上发展,不给学生更多读书、动脑、动手的机会,怎么能培养出有思维有能力的创造型人才?阅读分析过程就是学生发现探究、识记、能力形成的过程。为了使学生更好的了解生物技术制药的最新研究进展和发展趋势、熟悉各国关于生物药物的政策、法规等相关知识,培养学生兴趣与学习能力,我们给学生预留与课程相关的题目,如RNA干扰技术与新药开发、基因工程疫苗的发展前景、蛋自组学与新药发现等,指导学生如何通过图书馆、资料室、互联网等查阅有关的资料,使学生养成遇到问题知道如何获得相关信息去解决问题,促进学生主动学习。或者为学生推荐一些课外阅读的参考书、国内外专业文献、专业网站和网络论坛,如丁香园、生物通等,把局限于课堂的时间与空间扩大到课堂之外,开阔视野,让学生学会阅读,学会搜集信息材料的方法,让学生在阅读中发现问题,解决问题,在阅读中学会主动学习,学会利用阅读材料解答自己的疑问[3]。

我们在《生物技术制药》教学实践中开展了一些课外阅读探究,如在介绍生物制药发展趋势内容后,要求学生查阅“印度生物制药产业的独特优势”的相关文献,并在课堂上交流,引导学生参与讨论,最后由教师引导学生进行总结。如在讲授完动物细胞工程制药后,我们提出了“无血清培养基的研究进展”的问题,指导学生通过多种途径收集相关的资料,使得每个学生都能体验到探究成功的喜悦,激发更强烈更主动的学习欲望,乐于探究。

2.3 项目式探究

项目式探究模式是以实际的项目为对象,通过共同实施一个“项目”工作而进行教学活动,并将相关知识点融入实践的项目中,提高学生的实践能力。在项目实施的过程中,以学生为主体,充分发扬团队合作精神,依据项目提出问题并作出可检验性的假设,鼓励学生进行合作学习,共同协商可以选择的实验方法,设计完整实验方案及预测实验结果,使每一位同学能充分认识其他同学的长处,又可以弥补其考虑不周全的欠缺。学生可以根据自己的经验和水平自主选择学习进度和进行文献调查,从而开展个性化学习,由于学生的广泛参与,也有利于教学互动和补充新内容,做到与时俱进。

在《生物技术制药》教学实践中尝试开展了项目探究式活动,收到良好的效果。如胃癌,肝癌等恶性肿瘤严重危害人类健康,开发预防和治疗恶性肿瘤的疫苗、相关的诊断试剂和治疗药物是目前生物技术制药研究的一个热点。如何根据最新的科研进展设计抗肿瘤药物?教师在授课过程中,积极引导学生运用生物技术制药的基础理论知识分析恶性肿瘤等疾病的预防及治疗的药物、相关诊断试剂的开发思路,培养学生进行科学思维的能力,加深学生对生物技术基本知识的理解,如PCR,基因治疗、兔疫酶技术、兔疫荧光技术等,增强学生学习生物技术制药的动力,培养学生进行科学思维的能力[4]。在《药品注册与生产质量管理》教学中,结合教学内容,要求学生以一种生物药物为例完成新药项目的研究开发计划。学生进行全面文献调研后,自主制定从研究立项、实验室研究、临床前研究、临床实验到注册、申报全过程计划[5]。在教学中,教师把握总体研究方向,将学生分成若干小组,要求学生运用实例进行药物的开发,如一些学生选择了基因工程乙肝疫苗、蚓激酶、胰岛素类似物、喜树碱、青蒿素、禽流感抗体检测试剂、血管内皮生长因子等药物为例,一组学生一起查阅相关资料,每个小组分配代表以PowerPoint演示文稿的形式向全体同学讲解自己的思路,其他同学就该部分内容提出问题,所提问题由该组同学回答,并由教师实时点评,解答疑问并总结,加深了计算机的使用能力和互联网技术掌握能力,并且锻炼了学生团队精神[6]。

2.4 实验的探究

教师在讲授验证性实验时,应该改变过去那种一切为学生准备好,要求学生严格按照课本实验步骤去完成实验的模仿式教学模式。如何让验证性实验起到激发学生思维的作用?在关键实验步骤设计巧妙的思考题,多问为什么,激活学生的思维,使学生边实验边思考,而不是单纯地照着实验步骤进行实验。在动手操作前,要求学生设计记录实验现象和数据的表格。对实验数据的分析和处理,对实验结果的阐述,要求学生尽可能使用图、表。实验结束时让学生提出他们困惑或感兴趣的问题,鼓励学生在课下做进一步探究。如我们开展了“重组人乙肝疫苗细菌内毒素的检查”实验,实验前要求学生分析供试品干扰试验的必要性,思考该实验的可能结果及不同实验结果说明的问题,并在课后阅读《中国药典》与该实验相关的内容。

3 结语

“探究式教学”的目的不是为了“探究”,而是为了使学生更有效地学习,更好地理解和运用科学概念,提高科学探究能力。“探究式教学”显著提高了学生阅读能力和查阅资料的能力,较好提高学生新旧知识间的联系及和实际相联系的能力,强化了学生自主探究解决问题的能力,部分同学认为口头表达能力显著加强。在以后教学中还需要不断的摸索更多知识点的探究式教学,尝试更多的模式,另外探究式实验教学设计等方面还需要进行进一步摸索,并在实践中不断研究和总结。总而言之,探究式教学也将会成为一种趋势,并逐步让学生养成探究式学习的思维模式,锻炼学生的科研素质,提高及综合素质。

参考文献

[1] 李慧玲,程玉鹏,刘莉莉,等.浅析《生物技术制药》的教学实践[J].黑龙江医药,2008,21(1):56-57.

[2] 王娜,潘治利,庞凌云,等.问题-探究式教学方法在《食品生物技术》教学中的应用研究[J].江西农业学报,2011,23(12):208-210.

[3] 时小燕.生物技术制药教学初探[J].中国医疗前沿,2010,5(20):90.

[4] 彭方毅,姜海蓉,陈忠敏,等.生物技术制药的教学实践[J].时珍国医国药,2010,21(10):240-241.

[5] 吴凤麟,黄树林,邵红伟,等.生物制药专业实践教学与创新教育改革探索[J].中国科教创新导刊,2012,17:13-15.

[6] 曾浩,罗萍,郭刚,等.药学专业生物技术制药教学改革的实践[J].现代医药卫生,2008,24(4):630-631.

作者:李雪玲 廖振林 罗文华 胡文锋

细胞工程教学探究论文 篇2:

基于OBE教育理念的《细胞工程》课程教学方式改革探索

《细胞工程》是生物工程、生物技术专业一门知识综合性和实践性很强的学科骨干课程。OBE教育理念是一种基于“学习产出”或“成果导向”的现代教育理念先进范式,将其创新性运用到《细胞工程》课程教学改革中,能充分发挥学生在学习过程中的主体地位,切实提高《细胞工程》学习效果。根据OBE教育理念内涵发展与要求,主要从《细胞工程》课程教学大纲设置、教学方式改革、教学环节设计和教学效果评价体系等方面对《细胞工程》教学改革进行了实践与探索。

OBE教育理念细胞工程教学方式改革细胞工程是一门现代生命科学理论与工程技术相结合的综合性学科,是现代生物工程方向的重要分支。细胞工程的综合性与实践操作性很强,因此在课堂教学和课外学习过程中,需要引导学生充分了解生物学领域的有关理论知识和方法技术,并能灵活运用。在我国细胞工程课程教学过程仍存在着一些问题,如对细胞工程教学大纲把握不准,重难点知识不突出;对细胞工程知识与技术之间的联系缺乏系统性阐明,不利于学生的学习掌握;细胞工程课程教学方式和课堂评价体系较为传统单一,学生学习积极性不高。本文针对我国目前《细胞工程》课程教学中存在的这些问题,根据现代先进的OBE教育理念对《细胞工程》教学方式改革进行了实践与探索。

一、OBE教育理念概述

OBE教育理念是基于学习产出成果/能力导向的教育模式(Outcomes-based Education,OBE),最先是在21世纪90年代在美国和澳大利亚创新发展起来的,包括目标导向和需求导向两个方面内容。在OBE教育理念中,教育者必须对学生毕业时及毕业后一段时间内应达到的能力及其发展水平有明确的预估和把握,然后顶层设計出适宜的教育课程体系和实践环节来保障学生达到这些预期能力目标。OBE教育模式重视学生在学习过程中对素质和能力的培养,注重对学习方法和学习效果的评价,教师要重点引导学生学会学习,而非让学生在学习过程中对知识点的积累。

OBE教育模式要求一切学习活动的开展都需要紧紧围绕某种学习成果进行,强调学生在学习中的主体地位,确保指导学生在经过一定时间的学习之后养成独立思考、分析和解决问题的能力。可见,OBE教育理念是符合现代教育改革和社会发展需求的重要教育模式理念,对实现学生素质与能力教育起到了十分重要的保障作用。

二、基于OBE教育理念的《细胞工程》课程教学大纲的设置

细胞工程涉及到多种生物学知识与技术的运用,但由于不同院校或不同专业的二、三年级学生未系统接触到细胞工程学科所需的知识与方法,所以首先在制定《细胞工程》教学大纲的时候,教师要根据专业目标需求和学生学习实际情况合理选取教学内容和设计重点知识,不能生硬的让学生去理解自己所没有接触过的生物工程学科知识,从而在激发学生学习兴趣的基础上提高细胞工程学的教学效果。

在基于OBE教育理念《细胞工程》教学大纲制定时,切忌按传统思维“教学内容先于教学目标”方式,而是根据事先设计好的教育目标合理确定教学内容和开展实施。同时,基于OBE教育理念的《细胞工程》教学资源开发、学生学习管理、学生的课后学习辅导都是密切围绕教学目标和教育产出成果进行的。为了能够提高不同层次学生的学习效果,教师在制定基于OBE教育理念的《细胞工程》教学大纲中需要体现以下两方面的内容:第一,制定专业的预期“学习产出目标”;第二,合理和系统性安排细胞工程教学内容(具体教学内容设计参见下述),并结合实际确定适合的教学策略,从而加强学生对细胞工程知识技能的全面掌握。在根据基于OBE教育理念的细胞工程大纲实施过程中,要紧紧围绕“教学目标和学习产出”开展教学,改变传统的“填鸭式”教学方式,尽可能的创新设计促进学生自主学习的教学方式作保障。

三、基于OBE教育理念的《细胞工程》课程教学方式改革

在基于OBE教育理念的细胞工程课程教学中,教师可以通过知识竞赛、知识网络体系、综合实验设计等方式来将整合思维理念融入到课程教学中,提升学生学习的积极主动性,在潜移默化中培养学生的思维能力、想象能力、创造能力等,在让学生掌握到更多细胞工程学知识的同时培养学生良好的思维学习习惯。基于OBE教育理念的《细胞工程》课程教学内容可以重点从以下几个方面进行设计:

第一,通过课外阅读和撰写课程论文加强学生对细胞工程相关学科基础知识的掌握。细胞工程所涉及到的内容很广泛,细胞工程学科在应用发展过程中要求解决问题也不断增多,为此,在《细胞工程》授课的时候,教师要求学生利用课余时间多阅读一些与细胞工程发展相关的研究文献和应用成果,并让学生结合阅读内容自主编写问题,并将编写的习题制作成习题库,或撰写课程论文演讲,以知识竞赛的形式来进一步强化这些知识。这样的学习方式体现了教师对学生学习的自主性引导,对调动学生学习细胞工程学科的兴趣和巩固学习效果起到了十分重要的作用。

第二,加快建立基于细胞工程课程教学的知识网络开放体系。为了促进学生对细胞工程学的学习,教师可以将细胞工程学科内容划分成多个独立的知识点,并让学生以某一独立的知识点,通过查找资料、深入学习来打造更为全面的基于OBE教育理念的《细胞工程》知识网络,这样,学生能够根据自己的需要来随时自主从网络上获取各种信息,进一步激发了学生对细胞工程的学习兴趣。另外,在基于OBE教育理念的《细胞工程》课程教学网络建设完成之后,教师可以为学生提供更多展示学习成果的机会,将学生分成若干小组,由学生以小组的形式进行学习交流,并选派一名代表汇报自己的学习交流成果,在这样的学习氛围中提升了学生的自主学习、交流表达和逻辑思维能力。

第三,通过案例实例实现对细胞工程学知识的内化和应用。在学生基本掌握了细胞工程学科的知识和自主应用基于OBE教育理念的《细胞工程》课程教学网络之后,教师可以为每一个知识点提供相对应的案例实例,将案例实例在课堂上与学生分享交流,并向学生提出相关的问题,促进学生对细胞工程学科知识的内化理解和应用。

四、基于OBE教育理念的《细胞工程》课程教学环节设计

(一)问题导向教学和案例教学相结合

细胞工程作为一门应用性很强的学科,不同的知识点会对应不同的案例,为了提高这门课程的教学效果,在开展教学的时候教师需要结合不同知识点选择适合的教学案例。在实际实施中,教师可以以细胞工程教学中的典型案例为教学基本出发点,以案例中涉及到的知识为基本线索,以问题为基本导向,设计多个简单好理解的问题,在引导学生自主查找资料的基础上更好的促进细胞工程学科学习。将案例教学法和以问题为导向教学法的结合能够在最大限度上激发学生学习的积极性,提高细胞工程学科的教学效果。

(二)激发学生兴趣,引导学生自主学习掌握细胞工程学科内容

兴趣是学习学习最好的老师,能够为学生对细胞工程学科的深化学习提供重要的动力。细胞工程学科与一般的学科相比,涉及到的实践操作内容比较多,各个章节的理论知识逻辑联系也不够强。为此,基于OBE教育理念的《细胞工程》课程教学,教师需要调动一切积极因素来提升学生学习的积极性,将学生的被动学习变为主动学习。

(三)提高对细胞工程课堂时间的高效利用

在高校专业课程教学课时总体缩减的现状下,在不额外增加学生学习负担的情况下,需要教师进一步提高细胞工程课堂教学效率,进行细胞工程课堂教学改革。基于OBE教育理念的《细胞工程》课程教学时间高效利用要紧紧围绕“学习产出”对课堂教学习题的编写、知识网络的打造、实验设计等进行开展,在有限的课堂教学时间内帮助学生掌握更多的细胞工程学科知识。

五、基于OBE教育理念的《细胞工程》课程教学效果评价改革

细胞工程课程传统的评价是以最终的期末考试结果为基本依据,评价方式、评价内容比较单一,不利于准确评价学生真正的学习能力和对知识掌握的长期效果。基于OBE教育理念的《细胞工程》课程教學评价则是在坚持目标多元、方式多样、注重过程的原则下,实现对学生细胞工程学科学习效果的全面、长远评价,是一种科学合理的课程教学效果反馈。

基于OBE教育理念的《细胞工程》课程教学评价主要是在以往的期末考评之外,还需要注重对细胞工程课程学习过程的全方位、多元化、动态化监控和考核评价,将每名学生的学习过程进行阶段性的记录,从而使教师和学生及时了解自己的学习行为表现,以便改变学生学习和教师教学方式,真正将注重学习过程与最终能力与素质体现结合起来。基于OBE教育理念的《细胞工程》课程多元教学评价是新课改的重要内容,对提高学生的细胞工程学习效果,提升细胞工程学科的学习效率起到了十分重要的作用,在长期的应用实践中还能够进一步推动细胞工程学科教学发展。

六、结束语

综上所述,在基于OBE教育理念为范式的当代教育要求指导下,细胞工程学科的教育教学要加强提高教学效果,需要教师教学理念与方式与时俱进,在教学设计和实施过程中要打破传统教学模式对自己的束缚,学会并创新探索应用最新教育方法丰富和完善细胞工程教学,根据对学生的能力培养要求设计教学目标,制定或选择适当的教学内容,采取激励性教学方式,并积极不断总结经验,从而更有效实现对学生素质与能力的培养和更好地促进细胞工程学科教学的发展。

参考文献:

[1]李擎,崔家瑞,阎群,杨旭,董洁,李春雷.工程教育认证下自动化专业实践类课程改革[J].实验技术与管理,2016,(12):225-228.

[2]成卓韦,吴石金,陈建孟.OBE理念下“3-3-3”融合的新型培养模式——地方高校环境工程专业人才培养体系构建与实践[J].浙江工业大学学报,2016,(04):452-458.

[3]李莉梅,欧阳乐军,韦明肯,李长秀.基于OBE教育理念的生物工程专业教学改革探究[J].广州化工,2017,(03):126-128.

[4]邢辉,毕鹏杰,刘勤安.基于成果导向教育(OBE)的轮机工程专业教学改革[J].航海教育研究,2017,(01):49-55.

项目来源:淮阴师范学院课程教学改革项目“基于OBE教育理念的《细胞工程》课程教学方式改革与实践”,“江苏高校品牌专业淮阴师范学院生物技术专业建设项目(PPZY2015A018)”。

作者:宋虎卫

细胞工程教学探究论文 篇3:

细胞工程课程教学改革探索细胞工程课程教学改革探索

摘要 为提高细胞工程教学质量和效果,针对综合性重点大学的生物技术专业的学生,对细胞工程课程教学现状进行问卷调查,并提出相应教学模式和教学方案的特别设计,以期解決教学现状中出现的问题,为培养适应现代社会需要,且具有创新能力高素质人才提供保障。

关键词 细胞工程;教学改革;生物技术;问卷调查

Key words Cell engineering; Teaching reforme; Biotechnology; Questionnaire survey

细胞工程是在植物组织培养和动物细胞培养等基础上发展起来的新学科,具有基础理论与实验技术并举的特点[1]。细胞工程是以生物细胞或组织为研究对象,运用细胞生物学、分子生物学、工程学的原理、试验方法或技术,在细胞或组织水平上研究改造生物遗传特性和生物学特性,以获得特定的细胞、细胞产品或新的生物体的有关理论和技术方法的学科,既是现代生物技术的重要组成部分,也是现代生物学研究的重要技术工具,在高等院校生命科学及相关学科的课程设置中占有重要地位,学好该课程,可为今后从事生命科学相关研究与研发工作奠定良好的理论和技术基础[2]。

为提高细胞工程课程的教学质量和效果,使学生能真正学好该课程,为学生今后走上工作岗位或继续深造奠定坚实的基础[3],笔者以细胞工程课程教学改革内容为基础,对生物技术专业的学生进行了初步的问卷调查,获得学生对细胞工程课程教学现有真实情况的评价,并探索其中存在的问题,以期为深入教学改革提供依据。

1 细胞工程课程的现状

1.1 教材及教学内容 目前,细胞工程课程可供选用的教材很多,有安利国主编的《细胞工程》,杨淑慎主编的《细胞工程》,殷红主编的《细胞工程》,朱至清主编的《植物细胞工程》,谢从华主编的《植物细胞工程》,徐永华主编的《动物细胞工程》等[2]。不同的学校根据自己的专业方向和专业特色选用适合的教材,例如华中农业大学侧重于植物细胞工程人才的培养,选用谢从华、柳俊主编的《植物细胞工程》,福建师范大学侧重于掌握更多的理论知识和技术,拓宽学生的考研和就业范围,选用了安利国主编的《细胞工程》,而西北农林科技大学侧重于动物细胞工程,选择了科学出版社杨淑慎主编的《细胞工程》教材[2-3]。西南大学从综合性重点大学生物技术专业人才培养的目的出发,结合该校农学与生物技术学院教师和设备等实际情况,选用谢从华、柳俊主编的《植物细胞工程》(2011年,第2版),在学习教材的基础上,教学内容增加了动物细胞工程的部分内容,以期满足学生考研和就业的需要。

“工欲善其事,必先利其器”。好的教材是获得丰富全面知识的首要前提。通过问卷调查结果发现,大多数学生认为现有教材不能满足他们对知识的渴望,内容不太全面(图1)。在教学内容方面,大多数学生认为动植物细胞工程的知识都需要学习(图2),同时还应该补充微生物等方面的知识,使知识更全面,说明大多数的学生认为教材越完善、教学内容越全面,对自己今后的学习更有利。

1.2 课堂教学模式和多媒体课件 细胞工程课程是一门内容抽象、信息量大、实践性较强的综合性科学,采用传统的板书式教学方式难以满足学生对课程学习的需求[3]。为了使学生在有限的课时内取得更好的学习效果,在教学过程中,采用了多媒体教学手段,授课教师结合自己掌握的知识和收集到的资料,进行一定的补充和加工,将图片、文字、视频结合起来,形成生动、直观的多媒体教学课件,并着重对教学中的重点、难点作进一步讲解[3]。例如关于离体培养的动植物细胞变异类型的讲解,因为学生在上课之前尚未进入实验室,对动植物细胞培养的知识了解较少,如果只是简单的文字性描述,学生不容易接受,因此在课件中展示实际科研中培养的细胞的图片,会使学生更容易理解和掌握,特别是实际生活中动植物的宏观变异图片会给学生形成深刻的印象,激发学生学习兴趣。

但是,综合院校重点大学的本科学生对课堂教学模式和内容的要求更高,调查结果表明,学生认为仅多媒体教学是不够的,教师需要在课堂上增加一种或多种类型的教学方式,比如:启发式教学、探讨式教学、研究式教学、调查式教学等(图3)。对于课堂教学,大多数学生认为教师的多媒体课件还需要完善改进,应该加入更多的图片和视频;现有的课程内容不能满足专业需求;教师应在课堂上进行提问、讲故事、分析自然现象等教学互动,使课堂教学更生动、利于学习,使学生对知识的记忆更深刻;针对课程学习中的难点或疑点进行相关的专题报告和专题讨论,使学生理解更深入;教师在教学过程中,需要补充科学研究发展的前沿和动态知识(图4)。调查表明现有细胞工程课程的课堂教学不能满足学生的要求,教学模式需要更新颖、更灵活多变,教学内容需要更丰富的知识和更先进的技术,才能使课堂教学更生动、更活跃,获得学生的认可,提高学生的学习兴趣,满足专业的需求。

1.3 实验内容及技能 实验教学是细胞工程课程的重要组成部分,其质量高低直接决定整个课程的成败[4]。实验教学不仅可使学生加深理解和巩固器官、组织及其细胞离体培养的原理与技术等理论知识,同时使学生能够切实掌握细胞工程的基本实验操作技能,学会正确使用常规仪器和观察记录实验结果,并能对实验结果进行分析讨论,具备综合运用已学实验技术方法设计简单实验的能力,培养学生独立思考、综合分析、科学思维以及创新能力。细胞工程的实验设置(表1)模拟了研究型方式,结合科研项目进行,着重培养学生的创新能力。

由表1可知,实验类型多设置为设计型和综合型,可给予学生更多的创新空间,利于培养学生独立实验、独立思考、独立创新的能力。

图5表明:大多数学生认为实验内容较全面或全面,仅38.5%的学生认为实验内容一般。说明实验内容还是能够满足大多数学生的需要的。同时,调查实验技能难度结果显示(图6):74.68%的学生认为实验技能难度一般,需要调整难易程度的结构,做到难易相承,比例合适。并且有77.78%的学生认为现在学习的实验技能对以后的实习、工作及科学研究很少有帮助或没有帮助。另外,很多学生希望增加实验学时,做更多的实验,培养自己的实验操作能力;并建议设置更多的探究型实验,强调实验课和理论课应相互相衬,合理安排,利于理论联系实践。说明学生非常重视实验课程,对实验内容非常感兴趣,对实验技能的掌握非常渴求,对实验技能难度的设置和教学方式要求更高、更完善。适当的提高实验技能难度有利于提高学生对实验的兴趣,便于学生了解实验技能对今后的学习、工作及科學研究的帮助,进一步培养其实验操作和创新能力。

1.4 课程考核和成绩 考核是教育中不可缺少的环节,通过考核对教学质量、教学效果的反馈和检查,一方面,检查学生对知识的掌握程度,另一方面,教师可以发现教学中存在的问题,及时改进教学[5]。为了引起学生对课程的重视,进而掌握课程的基本内容和关键技术,为今后的工作和科研奠定坚实的基础[3],考核方式中实验技能的考核比例增加至50%,同时结合平时考核和期末考试,平时考核包括考勤、平时提问、课后作业等,期末考试试卷增加了灵活多样的题型,如判断题、看图填空题、连线题等,不但有助于增进学生对课程的深入了解,也有助于考核学生分析和解决问题的能力。

由图7可知,少数学生认为课程考核制度不科学合理,大多数学生认为考核制度可以接受的,认为科学合理的学生有39.24%。说明考核制度基本能够满足学生的需求,但也存在一定不足,应该灵活多变,才更科学合理。图8表明,大多数学生考试合格,但有极个别学生不合格,高分段的学生没有,说明试卷有一定难度,学生对课程知识学习仍停留在表面的记忆上,知识难点和疑点掌握、理解不够深入。调查表明,仅173%的学生在课程学习后会作较多的课后阅读和反思,大多数学生都很少或没有进行过相应的课后阅读和反思,甚至有235%的学生认为无所谓或没有必要进行课后阅读和反思,进一步说明学生对细胞工程课程的学习积极性和兴趣存在问题,导致对课程学习的重视度不够,成绩无法提高。

1.5 学习积极性和兴趣 细胞工程课程作为专业必修课,是生物技术专业基本实验技能培养的课程,是理论和实践紧密联系的课程,在生物技术日新月异发展的今天,学习该课程对于生物科学领域的研究和工作非常重要。学习的动力在于学习的兴趣,学习的进步则在于学习中经验和教训的总结。问卷调查显示:70.37%的学生对课程学习的积极性和兴趣一般,19.75%的学生学习积极性和兴趣较高,仅9.88%的学生学习积极性和兴趣高。直接说明细胞工程的教学存在问题,需要进行相应的教学改革,才能提高学生对课程学习的重视度,提高学生的学习积极性和兴趣,增强学习动力,促进学习进步。

2 细胞工程课程理论、实验教学模式和方案的特别设计

总结细胞工程课程的现状调查,可看出课程中出现的问题:学生认为教材不全面、教学内容欠缺、教学模式的单一造成课堂教学生动性不够、实验教学内容不全面、实验技能提高不够、学生对考核制度存在质疑、学生学习的积极性和兴趣一般等。导致学生虽然考核过关,但并没有在实际技能和知识上获益。所以针对现存问题,笔者提出了相应的理论、实验教学模式和方案的特别设计,以期能够解决现存问题,改革专业课程教学。

2.1 细胞工程课程理论教学的特别设计

2.1.1 理论教学提供辅助教材。针对学生对教材认识不太全面、完善的问题,理论教学时可采用主要教材让学生精读,认真学习,同时提供一些辅助教材,让学生可以课后进行参考的方式,或扩充主要教材中没有的知识,课堂教学时主动提出并提醒学生课后进行相应的阅读,以此可弥补教材的不足。

2.1.2 理论教学内容的扩充。针对教材教学内容的欠缺,直接在植物细胞工程教学内容中增加动物细胞工程的内容,并适当增加微生物、人类研究等相关内容,使多媒体教学内容更丰富,并做相应比较、归纳和总结,增加教学内容的视频,使教学内容更直观生动;同时适当加入一些最新学术研究内容,增加学生的求知力。

2.1.3 理论教学模式引进探讨式教学。针对教学模式的单一性,直接在课堂教学中引入探讨式教学,给予学生不同的探讨主题,设置主题了解的内容,让学生在课堂上畅所欲言,相互交流,并进行课堂点评,可以增强学生对课程的兴趣,提高学生学习的主观能动性。

2.2 细胞工程课程实验教学的特别设计

2.2.1 实验教学增强硬件设备建设。针对实验中一些较难操作且实验步骤繁琐的实验,可引进一些先进的设备和器材,比如原生质体培养可采用一次性过滤灭菌器,培养基直接进行购买,实验中使用的一级水则购买更好的纯水机制备等,可以减少实验的误差和实验中出现的各种问题,易于操作,提高实验的成功率。

2.2.2 实验教学也引入探讨式教学。针对实验内容不太全面,实验时间较长,实验结果出人意料的问题,在实验教学中引入探讨式教学,即每次观察实验结果后就实验结果进行分组讨论,相互交流实验中的经验,分析出现的问题及影响实验结果的因素,这样不但可以理论联系实际,也可以集思广益,认识实验中的不足,并且可深入更多的教学内容,使学生触类旁通、见微知著,形成良性循环,提高学生的实验技能,增加学生的实验兴趣。

2.2.3 实验教学采用标记式考核。针对实验结果无法预料、实验步骤繁琐、影响实验的因素众多的问题,实验中采用每步留样,操作学生做好实验标记,可很快知道实验中哪个步骤出现问题,哪个学生没有做好。不但解决了实验技能考核无法量化的问题,也能分析出产生实验结果的原因,有利于纠正实验中的操作错误。

3 结语

随着科学技术的发展,细胞工程课程教学对教师提出了更高的要求,在教学过程中不仅要不断学习和掌握学科发展的前沿和发展动态,更新自身的知识理论框架,而且在教学过程中要灵活运用不同的教学方式,使课堂气氛更加生动有趣,提高多媒体课件的质量,丰富实验教学内容,增强实验技能,灵活进行课程考核,使学生在轻松的学习过程中真正有所收获,为国家培养出综合素质较高、具有创新能力的优秀人才。虽然调查显示93.8%的学生认为现阶段没有必要进行双语教学,76.5%的学生认为不必在学校的网络教学平台上进行远程教学,但随着教育教学改革的进一步推进,双语教学及远程电子教学会逐渐提上日程,细胞工程课程的教学方式逐渐会和国际接轨,教学改革也会迎来新的挑战。

参考文献

[1] 谢从华,柳俊.植物细胞工程[M].北京:高等教育出版社,2004.

[2] 金美芳.《细胞工程》课程教学的几点体会[J].福建师大福清分校学报,2013,119(5):74-77.

[3] 马瑞丽,杨淑慎.生物工程专业动物细胞工程课程教学改革探讨[J].安徽农业科学,2013,41(13):6062-6063.

[4] 李建秀,张红霞,谢东甫,等.生物技术专业细胞工程实验教学的设计与体会[J].基础医学教育,2011,13(5):457-459.

[5] 唐琦,马明霞,雷迅.高等院校课程考核改革探索[J].中国成人教育,2012(1):139-140.

作者:林呐 刘列钊 黄远新 周清元

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