时间:2022-12-22 14:35:23
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医学细胞生物学是当代医学科学的基本构成,通过从个体、细胞、亚细胞和分子等水平对细胞生命现象的规律和本质进行探讨,从而为个体发育、组织功能、疾病发展等生命现象及生物医学问题的认识提供理论支撑和研究平台[1]。而细胞生物学实验是医学细胞生物学课程不可忽略的实践教学部分,与理论课程相辅相成。其作为理论教学的延续和补充,是一种无法被替代的教学形式。实验课程在巩固和加深对知识点理解的同时,也培养了学生基本的实验技能,锻炼了提出问题、思考问题和解决问题的能力,培养了创新思维和专业素养,符合现代高等人才培养要求和教学改革的主流思路。医学细胞生物学和细胞生物学实验联合开展,作为医学本科生一年级的必修课程,是开启医学生涯的敲门砖。
1本校细胞生物学实验教学现状
细胞生物学实验是最受学生喜爱的实验课程之一。通过实践操作,利用显微系统可以直接将枯燥的理论知识形象、生动地展示在学生面前,有利于培养学习兴趣,增加积极性,帮助快速且充分地理解一些文字难以具体描述的知识难点,并能够实现理论知识的验证和补充。学生普遍反映,多边形的蟾蜍上皮细胞、椭圆形的肝细胞、不规则的细胞等、各类细胞的直观呈现对他们产生了很大的刺激,不仅加深了对细胞结构形态与功能之间相互关系的理解,同时满足了其自我成就感,增强了自信心。现阶段,我校细胞生物学实验教学包含了显微镜的使用、细胞基本形态观察、细胞生理、细胞化学、细胞融合、细胞分裂、染色体制备和细胞培养等内容,课程设置主要以基础性实验为主,实验类型单一(表1)。在多媒体教学改革的背景下,采用安装显微数码互动教学系统是我校重点学科建设的一大喜事。显微数码互动教学系统利用网络手段,将学生显微镜和教师显微镜连接成一体,突破了传统的“点对点”教学模式,初步实现了“点对面”教学。教师可以通过多媒体对学生进行实时监察,减轻了工作强度,还提高了解决学生问题的效率。学生与教师的互动和双向交流得到了很大程度的提高[2]。但是,由于系统终端连接数量的限制、系统成像清晰度局限、学生数量的壮大、传统教学方式的固化思想、数码互动教学作用发挥受限等因素,教学过程中仍存在一些问题。例如,学生显微镜下的视野无法高质量地投影到大屏幕,使得教学质量大幅度下降。特别是进行细胞细微结构定位分析的实验,学生显微视野下可清晰看到口腔上皮细胞经中性红-詹那斯绿B染色后,细胞核呈红色,核周围存在较多亮绿色的线粒体颗粒,但由于拍照系统和投影的局限,大屏幕上无法清晰分辨出线粒体。大班教学模式中,1名教师带领40名学生进行实验,即使利用数码互动系统,还是无法兼顾到所有学生,难免出现课堂偷懒、课下抄袭纸质实验报告等不良现象。
2细胞生物学实验教学改革思路
2.1创新教学模式
在传统封闭教学模式下,学生只是在规定的时间进入实验室,在教师的讲解下,按部就班进行规范化、简单化的实验[3]。该模式下,学生盲目地“依方抓药”,对实验的掌握程度不高,对实验内容、原理缺乏理解,导致对实验结果的分析也无法精确到位,同时学生能动性降低,自主创新能力难以得到培养。创新教学模式下,开放实验室,安排学生参与教学前准备,进行课前5min准备工作的展示和分享。参与教学前准备与课前展示,一是加强学生对实验和科学研究的整体认识,促进学生对实验原理和实验技术的掌握。二是调动学生对实验设计进行思考,形成学生主动查阅文献、分析资料的良好状态。三是锻炼学生演讲和表达能力,培养学生的思考能力和自主性。翻转课堂是提高学生自主能力的另一有效手段[4]。经过多次参与教学前准备和课前展示,学生初步掌握了基本的专业知识和掌握实验设计的一般方法。在此基础上,采用翻转课堂的教学模式,由教师提前告知学生实验内容。学生以小组为单位,通过查找资料,自行设计实验,进行课前准备和具体操作,并记录实验结果,撰写实验报告(表2)。最后在教师的指导下,讨论并解决实验中遇到的困难和分析讨论实验结果。翻转课堂使学生成为了教学活动的主体,加强学生的主动求知欲,调动科研热情,塑造自信心。此外,从教师角度出发,翻转课堂是一种新的挑战,它赋予了教师新的身份。教师成为教学活动的引导者。这对教师的教学能力和责任心提出了进一步的要求。因此,翻转课堂不失为加强师资队伍建设、增强教师自身素养的一剂良方。
2.2优化考核方式
当前医学细胞生物学课程考核方式由理论考核和实验课平时成绩两部分组成。实验平时成绩占比10%,主要根据学生的实验报告和实验操作表现来评定。而期末理论考核成绩占比90%,采取闭卷考核形式,卷面试题涵盖理论课程和实验课程两方面,各自占比为90%和10%。这种考核体系缺乏科学性,无法公正、客观地对学生的学习效果和学习的能动性进行评价。不乏学生仍然采取传统的应试考试方式,通过题库刷题和考前突击背诵重点而取得高分成绩,实际上对知识点并未理解到位,未构建基本的知识框架,仅仅形成应付考试的短时记忆。因此,我们可以将理论课程和实验课程分开独立考核。理论课程考核由平时课堂的问题回答、期中测试和期末理论考核来综合评定。而实验考核采取动态考核方法,注重对学生学习态度的引导以及科研素质和知识运用能力的培养。实验课考核不合格,给予一次重考和补修机会。实验考核成绩分3部分:平时成绩、课前展示与实验结果分析讨论和实验考核。平时成绩占15%,由教师根据平时考勤、实验课操作表现和实验报告记录情况等综合表现进行评定。课前展示与实验结果分析讨论占35%,由学生与教师根据学生的讲解和汇报的具体表现,进行客观、公正的学生自评和教员打分,最后取平均分。实验考核占50%,考核环节采取抽题回答和具体实验操作来体现,问答题以实验设计、结果讨论分析和实验问题解决方法为主,主要加强对实验原理、基本操作流程、重点操作细节和实验结果分析的考查,达到实践、思考和创新能力的提高。
2.3完善课程设置
中图分类号:G642文献标志码:A文章编号:2096-000X(2018)02-0027-04
細胞是生命的基本单位。医学细胞生物学作为一门基础医学的基础课程,具有非常重要的地位[1]。医学细胞生物学是一门实验性很高的学科,实验课的教学在该学科的教学工作中占据着重要的地位。目前,在医学细胞生物学实验课教学的过程中出现了较多的问题,导致学生的实践动手水平不高,独立思考能力欠缺,普遍都缺乏创新意识及科研精神。
如今,国家提出了培养创新型人才的战略。当代大学生应该是具有较强的科研创新意识、较好的自主学习能力以及较高的实践动手水平的优秀人才。而这也对我们现在的高校教学工作提出了较高的要求。
针对目前医学细胞生物学实验课教学中出现的种种问题,我们医学院校的教师应该本着为国家培养创新型医学专业人才的教育理念,以重点培养学生的创新精神及动手能力作为重要切入点,对如何创新医学细胞生物学实验课的教学进行探究。
一、医学细胞生物学实验教学存在的问题
(一)教学内容更新滞后
目前,在医学细胞生物学实验课的教学工作中产生了这样那样的问题,其中教材内容的滞后是一个大问题。学生们接受知识的主要途径就是教材与讲义,然而目前教材内容的老旧已经成为了阻碍教学发展的重要羁绊。
在目前传统的高校医学教学工作中,医学细胞生物学实验课并不是一门单独的课程,而是从属于细胞生物学理论课的附属内容。所以这就容易使学生产生“重理论、轻实验”的心理,而不好好上实验课。
另外,目前大多数院校的医学细胞生物学实验课的内容都较陈旧且单一,缺乏前沿技术与先进知识。大部分实验都只是验证性的实验,实验理念落后、实验步骤固定、实验结果单一。因此,学生们也就只是“比葫芦画瓢”,完全按照步骤完成。这样的实验课内容缺乏探究性与新颖性,学生们的实验积极性不高,参与度也较差,很难保证教学效果。
(二)教学模式单一贫乏
在传统的医学细胞生物学实验课教学中,实验之前的所有准备工作都是由实验老师完成的,包括调试实验所需的仪器设备、制配实验所需的试剂药品等。学生们并不参与实验前的准备工作,对仪器设备的使用不熟悉,对药品试剂的制配不了解。
另外,实验课授课教师也会在实验前的讲解环节针对实验中的实验步骤、技术方法、注意事项等进行详细的讲授,并且会亲自为学生们进行正确规范的实验操作演示。学生们在接下来的亲自实验过程中,只能是机械的模仿刚才授课教师的操作动作,照猫画虎,完全没有自己的思考,缺乏创新。
传统实验课教学模式的简单化、程序化,带来的结果就是实验步骤的僵固化、实验结果的统一化。这导致学生们在很大程度上失去了很好的机会去参与到整个实验过程,也就不能更好的启迪激发学生的创新意识,不能帮助提升学生的发现问题、分析问题及解决问题的能力。
(三)教学技术方法老套
除上述问题,医学细胞生物学实验课教学技术方法沿袭传统的现象也非常严重。陈旧的教学方法就是简单的讲解式教学,即教师在讲台上讲,学生们在台下听,缺乏老师与学生之间的交流。
这样老旧的教学方式较大程度上削弱了对学生发现问题能力的训练,同时也扼杀了对学生思考问题能力的培养,抑制了对学生科研创新能力的提升。
目前,信息技术高速发展,这为现代教育的发展提供了良好的契机。众所周知,信息技术具有全天候、开放性的特点[3]。利用这一特点,现代化的“网络教学”能打破传统教学方式的种种局限,可以使学生前所未有的开拓视野。
利用现代信息技术的网络教学已经在一些学科领域中稳步的向前发展,也包括医学教育。在医学细胞生物学的实验课方面,国外有些院校已经开始尝试这一先进的教学方法。不过在我国,目前由于种种条件的限制,在医学细胞生物学的实验课教学方面,先进的网络教学并没有得到大范围的普及。
二、创新医学细胞生物学实验课教学
(一)创新实验教学方法
1.讨论启发式教学
讨论启发式教学是一种新颖的教学方式。授课教师通过这种教学方法可以让学生积极的参与到课堂教学中来。
这种新颖的教学方法要求教师在讲课时要注意做到“精、简、新、活”[4],即将重要的知识点进行精讲,非重要知识点则简要略过,同时需要将书本理论知识与当今社会的热点事件相结合,并在教学过程中穿插一些探究性的问题,这样便可以在调动课堂气氛的同时也能让学生们彼此启发,相互讨论,主动地去发现问题并思考问题,充分的让学生发挥主观能动性,真正的在课堂教学中占据主导地位。
在医学细胞生物学实验课上,任课教师可以将学生们分组,并在实验开始后组织学生实验小组对实验过程中出现的所有问题进行讨论,包括实验仪器的使用、实验试剂的配置及实验操作的实施等。另外在实验的过程中,教师可以要求学生适当改变实验的一些条件,例如仪器、试剂、方法及步骤等。然后在实验结束后,教师可以针对学生所有的实验结果讨论并进行讲解。
通过这种启发式教学过程,学生能在学习过程中充分展现出自觉性及主导性,并能极大程度的锻炼自己发现问题及解决问题的能力。另外,任课教师也能通过这种教学方式充分的启发学生的创新意识及探索精神,而这也是他们日后在工作中所不可或缺的。
2.开放发散式教学
在传统的教学过程中,任课教师将实验步骤、实验方法及最终的实验结果都告知学生。学生们在实验前缺乏预习,在实验课上也只是按照老师给定的实验步骤及方法,按部就班的去验证正确的实验结果,缺乏主动性学习。
开放发散式教学能较显著的改善上述不足。开放式实验课教学包括实验内容、实验材料及实验方法的开放。在开放式实验课上,学生们并不再是简单的重复验证实验,而是被允许参与实验的全部过程,并可以通过查阅资料对实验材料、实验步骤及实验方法进行适当的调整。
通过开放式的实验课教学,学生们的学习积极性被极大的调动起来。学生们通过充分参与实验,主动思考能力、实际动手能力以及独立解决问题的能力均能得到较大的提升。
3.科研思维式教学
科研思维式教学,是指以培养学生的科研思维能力为目的,授课教师在实验课的教学过程中引导学生在遇到问题时能主动思考,并以一种积极探究、创新探索式的态度对出现的问题进行批判性的分析研究。
授课教师在完成正常教学任务的前提下,可以吸纳一些学有余力且对科研比较有兴趣的学生组成学习小组,并根据自己的研究课题设计一些难度适中、可行性强且与医学细胞生物学这门课程有紧密联系的实验来让这些学生完成。同时,教师也可以让学生根据当前的细胞生物学领域的研究热点,自己设计并实施一些有研究价值的实验。
通过这样的科研式实验课教学,学生们可以尽早接触到求实严谨的科研训练,能够极大程度的提高创新意识,激发创新能力。
(二)创新实验教学内容
1.科学调整基础实验
医学细胞生物学实验课中的基础实验是必不可少的。学生们通过基础实验,可以了解仪器的使用方法,掌握基本的实验技术。熟练掌握基础实验技术是以后进行科学研究的重要保障。任课教师一定要让学生认识到打牢基本功的重要性,要让学生明白掌握基础实验技术是以后进行科研工作的根本。
为了适应学科发展,提高学生综合素质。在基础实验的课程编排中,可以适当的删减一些学习过的或是过于简单的实验内容,例如在中学阶段就学习过的观察细胞有丝分裂各时期的洋葱根尖表皮细胞的制作实验。当然,在删减实验的同时,应当保留在医学细胞生物学实验中具有代表性的实验内容,如:显微镜的使用、细胞培养、细胞冻存、细胞复苏及细胞融合等。
在对实验内容进行删减的同时,我们也应该适当的增加一些实验,如显微显影技术。这项技术在现代生命科学的研究中经常使用到。医学生在掌握基本细胞培养技术的同时,也应该学习掌握细胞活力测定、细胞计数等技术方法[5]。
2.合理增加综合实验
任课教师在医学细胞生物学实验课的排课中,除了安排必要的基础实验,同时可以合理增加一些综合性实验。综合实验的设置是对实验课程教学要求的提升,也是对基础实验教学效果的检验。
学生们通过综合实驗,不仅可以巩固基础的理论知识及基本的实验技能,而且可以拓展学术眼界、培养科研精神及提高综合能力等[6]。
需要注意的是,综合性大实验的周期较长且较为复杂。因此任课教师应该合理审慎的安排综合实验的时间。
目前,我们系在医学细胞生物学的实验课教学上,已经部分的开展了细胞传代培养及增殖动力学检测的综合实验,共包括四部分:细胞的传代培养、生长曲线的测定、有丝分裂指数的测定以及克隆(集落)形成实验。通过该综合实验,学生能够将孤立的实验技术有机的串联整合,进而提升创新思维能力及综合科研素养。
3.适当开展创新实验
创新性实验,是指通过先进的实验技术手段对某领域进行探索性开创性的研究,是建立在基础性实验及综合性实验之上的对任课教师与学生都有着更高要求的实验课教学。
在创新性实验课教学中,任课教师确定研究方向及具体课题。学生查阅文献资料,确定并撰写研究方案。然后教师对实施方案进行检查论证并对学生后续的实验操作进行全程指导,最后对学生在项目实施过程中的表现予以评价。
通过创新实验的实施,学生能够学习并掌握先进的实验技术方法,提升科研素质及创新意识,同时也能提高自己的综合能力,包括查阅及翻译文献资料、撰写及论证研究方案、发现并解决科学问题等[7]。
目前,我们系已经开始在本科生的医学细胞生物学实验课教学中尝试开设有关流式细胞技术在生物医学研究中的应用的创新性实验,包括实体瘤组织细胞周期检测、细胞凋亡检测这两部分内容。通过该创新实验,学生能够掌握先进技术、提升学术素养、提高创新意识并增强科研能力。
(三)创新教学管理模式
1.学生角色的合理提升
学生可以参与医学细胞生物学实验课的教学工作,主要体现在三个方面,其一,任课教师可以在课前通知所带班级学生做好预习工作,尤其是实验中的重点及难点部分,并让学生做好相关课件。然后在课堂上,老师可以安排几名学生上台讲述自己的课件,并引导学生进行充分的思考与讨论,彻底明晰该次实验中的重要环节;其二,学生可以在实验课之前提前进入实验室,参与该次实验的准备工作,包括实验仪器的检查与调校、实验试剂的配制与分装、实验器械的清点与分发等;其三,学生可以在实验结束之后,参与本次试验的课后清洁工作,主要包括实验动物尸体的正确处置、实验器械器材的清洁归位、实验操作台面的整理擦拭以及实验教室地面的清扫消毒等。
通过这些举措,学生在实验课教学中的地位将有明显的提升,学生们参与实验课的积极性也会极大地增强。这样便可以有效的提高实验课的教学效果,同时也可以进一步培养学生发现问题及解决问题的能力。
2.实验教室的充分利用
提高实验课教学质量,其中一个非常重要的环节即是对实验室的充分利用。实验室在正常教学工作之余,也可以对学生开放,学生可以利用课余时间在实验室开展实验,以保证实验室及仪器设备均能得到充分的利用[8]。
实验室的开放可应用于以下两种情况:其一是可以对部分实验课的实验结果进行后续观测,例如哺乳动物细胞原代培养实验。学生们可将自己培养的细胞放入细胞培养箱中,然后在三天后根据自己的时间安排,来实验室于显微镜下观察细胞的生长情况,这样便可以很清楚的了解自己的实验是否成功,从而对细胞原代培养这项实验技术也有了更深刻的认识。
其二就是可以针对部分学生开展创新性实验。一些学有余力且对科研有兴趣的学生希望在实验课上课时间之余,有机会在任课教师的指导下开展一些创新实验。那么开放的实验室便为这些学生提供了非常理想的科研场所。
通过以上方式,能使实验室及实验仪器得到最大程度的使用,同时也能使学生的实验技能得到很大程度的提升。
3.任课教师的科学评价
在医学细胞生物学实验课上,任课教师对学生的成绩评价体现着实验课的教学效果。
科学的评价体系应由这几个方面组成:(1)出勤情况。任课教师应该严格控制实验课的上下课时间,严肃实验课堂纪律。这两项既是在督促学生上课,同时也可以充分调动学生上课的积极性;(2)课堂表现。任课教师应该将学生在实验课上的表现严格记录并作为最终实验课成绩的一部分,包括课前预习该次实验的表现、课上回答老师提问的表现、课后参与教室清洁的表现等;(3)实验操作。具体的实验操作是实验课教学的重中之重。学生在实验操作中的全部表现,包括对安全守则的遵守、对实验仪器的操作、对实验试剂的配制、对实验步骤的熟悉、对突况的处置以及与合作伙伴的配合等,均应成为实验课考察的重要部分;(4)实验报告。一次实验所涉及到的全部问题,包括实验意义、实验目的、实验原理、实验方法与步骤、实验中需要用到的仪器设备及试剂耗材、实验出可能出现的问题及解决方案、实验结果与讨论等均会在实验报告中体现。实验报告完成的优劣可以在很大程度上体现出学生对本次实验的完成质量;(5)期末考试。在本院系的医学细胞生物学期末试卷中包含10%的实验部分,可以在实验中涉及的理论知识及实践技能两方面对学生进行考察。
通过以上这五方面的综合考察,可以科学的评价一名学生对医学细胞生物学这门课程的实验部分的掌握情况。
三、结束语
1 设计性实验教学实施过程
所谓设计性实验就是指学生选定某实验题目,自己查阅文献资料,运用所学的理论知识和实验技术,独立设计并在教师指导下完成的实验[1]。通过设计性实验,可以培养学生查阅文献资料、独立设计实验、分析问题和解决问题的能力以及创新精神。教师确定实验题目时应结合学校现有条件、时间安排、学生理论基础,制定科学可行的方案,确保学生能够学有所获。
实验题目应提前布置,以便于学生能充分利用图书馆、网络等资源查阅相关资料并归纳整理,结合已掌握的医学细胞生物学知识,根据实验要求及现有条件设计具体方案并写出书面设计报告。
设计报告的讨论:小组代表讲解设计思路,教师组织学生讨论并进行评议,选出可行方案。进行设计报告的交流和讨论时,教师应引导学生紧扣主题,发现设计中的不足,并引导学生根据实际情况修改并选择合适方案再进行实验。
在教学实施过程中,针对学生可能提出的各种问题,教师整理答案、互相交流、向老教师学习、查阅文献,直至能够独立面对学生提出的各种问题。在教学组织过程中,要充分调动学生的积极性和主动性,帮助学生修改和完善实验设计报告。
2 设计性实验教学的成效
经过对2005级临床医学等专业800余名学生进行问卷调查,81.4%的学生认为设计性实验的开展有利于独立思考能力、创新能力等的锻炼,96%的同学认为设计性实验开设较好,收获很大。
2.1 学生综合能力得到的培养:(1)培养学生对知识的综合运用。设计性实验的开展,促使学生将所学的各门相关基础知识融会贯通,并将其应用到实践,通过这一过程让学生感到学有所用,不仅提高了学习兴趣,也培养了学生对知识的综合运用。(2)培养学生的创新能力。每一个实验往往有多种实验方法,但原来的实验教学只提供一种,学生只能“按部就班”地进行操作。设计性实验的开展,让学生利用所学知识、借鉴他人经验加入个人理解和创新,根据不同的条件、实验器材设计出不同的方案,从而有效地培养了其创新精神。(3)培养学生严谨的科学态度。在设计性实验过程中,为了验证自己设计方案的可行性,学生必须认真设计、专心操作、注意实验过程中的每一个细节,出现问题时要找出问题所在,并想办法解决。此外,设计性实验的开展还培养了学生的语言表达能力、写作能力和团结合作精神等,使学生的综合素质得到体现。
2.2 体现了学生的主体地位:传统医学细胞生物学实验教学过程中,教师占主体地位,即在学生实验前,教师对整个实验做详细讲解,然后学生按照既定的步骤进行操作,这种“填鸭式”教学模式不能充分调动学生学习的积极性和主动性,在培养学生创新意识与实践能力上不能发挥有效作用。
设计性实验的开展使学生由被动的获取知识逐渐向主动学习转变。设计性实验往往涉及多方面的知识,如相关理论知识的积累、文献的检索方法、设计思路的整理等。在教学过程中,教师仅起指导作用,减少学生对教师的依赖,通过发挥主观能动性,增强参与性,使学生的主体地位得到了充分体现,提高了学生分析问题和解决问题的能力。
2.3 促进了教师自身素质的不断提高:在传统的实验教学中,教师按照实验指导进行讲解,模式固定,长此以往难免形成定势思维,缺乏新意。由此,教师不注意积累新的知识,也不注意教学手段和方法的改进,导致教师的素质得不到提高,学生和教师的创新意识被抑制。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0035-02
医学细胞生物学是医学生基础课程中的重要组成部分,与医学本身一样,它是一门实践性很强的学科[1]。传统的医学细胞生物学在理论讲授的基础上也有一定的实验内容配合。以往的实验课多是作为理论课程的补充参与于整体教学中的,如针对理论课中讲到的某个知识点进行验证。其优点在于巩固了理论课程内容,然而随着细胞生物学的迅速发展,理论课知识的不断更新,实验课程无论从内容还是形式上都显示出了明显的滞后性[2]。传统的实验课教学往往要求学生被动的接受,对理论课程重复认识,缺乏创新性思维[3]。加之,现今的医学科学不断的强调转化医学,要求基础与临床结合,将科研成果更好地应用于临床,因而对医学细胞生物学实验课程进行深入改革是势在必行的。我们针对八年制学生进行了医学细胞生物学实验课程改革,开设独立的“医学细胞生物学实验课”,强调课程的整体性和系统性。在对基本实验技术了解和熟悉的基础上,主要培养学生的科研思维能力、课题设计能力,提高学生综合运用所学知识独立分析问题、解决问题的能力。该课程已经开展五年,本文就课程设计和带教过程中的体会与大家共同探讨,以期为医学细胞生物学实验课程的改革提供一定的思路。
一、整合式的课程设计有效地培养了学生的科研思维能力
医学细胞生物学实验课为系统性、整体性设计,将新的细胞生物学技术及理论知识融会贯通在整个教学过程中,而完整的实验课程相当于一个小的研究课题。课程主要以体外培养的细胞为研究材料,结合学生初次接触细胞培养以及实验课连贯性的特点,选用易操作、易观察的细胞系为研究对象。首次实验课涉及细胞培养所需的最基本操作,诸如传代、计数等等。紧接着的课程主要给予细胞不同类型的损伤(缺糖、药物等)或同时进行损伤后恢复处理等,从现象观察到机制探讨步步深入。例如:倒置显微镜镜下观察某化疗药物(不同浓度)对细胞数目、细胞形态改变的影响,提出不同浓度药物作用下细胞增殖的可能变化。通过CCK-8或MTT实验获得不同浓度该药物对细胞增殖及活力的影响,并比较、讨论实际检测结果与预期结果是否一致。随后对该药物影响细胞增殖的可能机制进行分析,是经由该药物诱导细胞凋亡还是坏死,查阅文献,提出假设,设计合理的实验进行验证。如明确是凋亡在该过程中发挥重要作用,那么下一步将寻找可能的凋亡相关分子,层层递进。每一步都需要学生们思考下一步应该怎么进行,预期结果是什么,实际上得出的结果是否与预期相符,说明了什么,提示了什么。具体到课程中,就要求学生每次课程结束的时候都要进行思索与探讨,并设计出下一步即下节课所需进行的实验。而第二次上课时教师需针对上节课的结果进行分析讨论、总结,提出可能进行的或应该进行的实验。实验课程环环相扣,从而达到从现象观察分析到机制探讨的目的,激发同学学习兴趣的同时,将科研思维能力的培养贯穿其中。除此之外,在整个过程中,还要求同学们根据课程所涉及的内容,查阅大量文献,设计出具有一定可行性的,独立的小课题。教师对设计出的小课题进行点评,包括其可行性及设计上是否完整等等,再次强化对学生科研能力的培养。
二、高效、有序的教学体系,确保教学质量
实验课程改革要达到好的效果,需要从“教”与“学”两方面进行配合。“教”的方面:首先,在整个医学细胞生物学实验课中,为了保证教学质量,一名教师负责一个班所有的实验课程授课和实验报告的批改,这样能全面掌握学生对实验的理解和把握。将学生在实验报告中出现的问题或提出的问题,及时在第二次课中进行讲解和反馈。实验课程结束的时候亦相当于一个独立小课题的结题,教师需从整体上对课程再次梳理,讲明每一步实验选择的意义,以及还有哪些平行实验可以替代或共同验证相关结果。实验课程改革后对教师的要求更高,需要将几次实验合理地设计为一个小课题,需要对最新的医学细胞生物学、遗传学理论及技术有很好的了解。同时加大了实验课的教学力度,增加实验教学学时数,并尽可能多地增加每位同学的动手次数。医学细胞生物学实验课从开始至今不断探索,根据学生的反馈进行调整,带教老师也精心制作了多媒体课件,使学生对实验原理及实验设计有更清晰、明确的了解。
从“学”的方面而言,学生从小接受的更多的是被动性训练。在课程刚开始的时候,学生积极的思考并不够,更多的是希望老师能给出一个标准答案。随着课程的进展,通过老师的启发、鼓励,学生从被动性接受进入主动性思考,能够主动提出问题,提出自己的想法,教学效果有了更明显的提升。
三、全程参与实验,激发学生的学习兴趣
传统实验课多为固定时间,许多步骤均由技术人员提前完成,课堂上学生只能做关键的几步,这样学生无法从整体上把握实验。而现行的实验课,灵活调整时间,让学生全程参与实验。例如,在实验课正式开始前两天,让学生先将细胞按一定的数目接种于96孔培养板上;24小时后,给处于对数生长期的细胞损伤处理(缺糖或加药);损伤6小时后,一组细胞恢复正常培养基培养(损伤恢复组);至损伤组损伤处理24小时后,所有细胞同时进行相关指标检测。实验过程中要求学生认真观察,不放过任何细节,独立思考,并以实验小组为单位对预期结果和实际结果进行分析、讨论。全程参与实验充分调动了学生的积极性和主动性,更好地激发了学生的学习兴趣。多位同学在课程结束后,设计课题,申请了学校各项“科创项目”,在教师的指导下,利用课余时间完成研究项目,发表多篇论文,其中部分文章发表在SCI期刊上。在这个过程中使学生对科研的严谨性、创新性有了更深刻的认识,也拓宽了学生的知识面,对医学细胞生物最新的研究进展有所了解。
四、改革考核方式,全面、客观地评价学生
建立完善的成绩评定体系也是保证实验教学质量和效果的关键。以往实验课的成绩主要是理论课成绩中很小的一部分,多以实验报告和出勤率作为参考。而开设独立的医学细胞生物学实验课程的目的就是为了更好地培养学生的科研能力,包括科研思维、动手操作、团队合作等等。因而作为独立的课程后,需要更加全面地考察学生的实验能力。我们将实验课成绩分为三部分:实验报告及设计的小课题;平时成绩(实验态度,动手能力,科学的思维方式);笔试。笔试也主要以应用性课题为主。这样的考核方式既能了解学生的动手能力、科研能力,又能考察学生的综合素质,有利于学生创新能力、独立操作、独立思考能力,团队合作能力的培养。
总之,医学细胞生物学实验课程的改革是医学细胞生物学发展的必然趋势,根据我们五年来的探索,发现整体性、系统性的改革有助于训练学生科学的思维能力,以适应未来医生培养的需求。
参考文献: