细胞生物学实验教学改革与研究

摘要：进行了以开设“三性”实验为内容的细胞生物学实验教学改革。几年的教学实践表明，实验教学的改革，提高了学生学习的积极性和主动性，培养了他们发现、分析和解决问题的能力。

关键词细胞生物学实验教学改革综合性设计性探索研究性

中图分类号：G642.423文献标识码：文章编号：

作者简介：张子峰（1975-），男，江苏无锡人，讲师，硕士，主要研究方向：细胞生物学。

细胞生物学是生命科学领域重要的基础学科，其对学生的生命科学知识、能力、素质的发展具有直接和长远的影响。近年来，细胞生物学和遗传学、分子生物学的联系日趋密切，新理论、新概念、新技术层出不穷，使得细胞生物学理论发展非常迅速，然而目前细胞生物学实验教学普遍滞后于理论课，存在着种种缺陷：实验教学模式单调，学生处于被动地位，难以激发其积极性和主动性；实验内容陈旧，多是验证性实验，难以培养学生的创新能力；实验内容单一、缺乏综合性，不利于学生综合素质的培养[1-3]。随着教学形势和任务的改变，这种教学模式的弊端毕显无疑，严重影响了该学科教学质量的提高。

我们对细胞生物学实验教学模式进行了改革探索，开设了“三性”实验。所谓“三性”实验，即综合性、设计性和探索研究性实验。“三性”实验的开设着眼于学生在学习了一定的理论知识基础上为他们创造一定的科学研究环境和条件，让他们在研究某一问题的过程中融合所学知识，有目的地自主学习，培养科学的思维方式，使其由“知”转化为“用”，同时在用中学，获得创新能力，提高自身的综合素质。以此推进实验教学改革，使实验室和实验教学真正成为实践能力和创新能力的培养基地[4]。

1“三性”实验的教学思想和特点

1.1科研的初步训练

一般实验不要求学生查阅文献、分析资料，也不要求学生设计实验步骤，他们进实验室后只是按教师的板书或者实验教材上的步骤按部就班地完成操作，最后写出一篇模式化的实验报告。这种教学模式显然不能培养学生的科研能力。“三性”实验则要求学生查阅文献，分析、汇总资料，在此基础上设计实验方案。从实验室准备到实验操作的每一个环节都要求学生自己完成，学生的科研能力得到了全程的训练。

1.2综合能力的培养

一般实验学生处于被动地位，实验原理由教师介绍，实验准备工作由教师完成，实验操作步骤也是现成的，甚至实验报告也是有模式可以套用的。在这种情况下，学生不会去主动思考，不会主动提出问题，更不可能去主动分析和解决问题。“三性”实验是由学生自己全程实施的，从头到尾会出现许多问题，这些都得学生自己想办法去解决（教师只是提出指导性意见，具体由学生自己去解决）。在此过程中，学生发现、分析、解决问题的能力，乃至和其他同学的交流和协调能力得到了提高，培养了学生的综合能力。

1.3科学思维的培养

一般实验学生按章操作，他们不会去深入探讨这个实验的设计思路。实验不成功则把原因归为自己操作不当，不会去思考实验的影响因素有那些，不会去进行总结归纳，不会去进行实验设计的调整。“三性”实验则不但要求学生自己设计实验思路，当实验失败后，还要求他们自己找出原因，进行调整，有时甚至是全面的调整。在调整过程中，学生的科学思维得到了训练。

2“三性”实验的实施

2.1“三性”实验课题的选择

“三性”实验课题的选择，要根据学生已掌握的知识基础和已具备的实验能力，最好结合教师自己的研究课题来确定。课题的深度和广度都要有适当的考虑，还应该具有一定的实用性。如果选题太简单，则不能达到训练学生能力和思维的目的；选题太复杂，学生占用时间过多，而且会觉得无从下手，也挫伤了他们的积极性。所以选题要符合学生及实验室的实际，使实验能顺利完成，使学生既长技能又有兴趣，激发他们的创新思维和能力。我们根据学生、实验室及教师三方面的实际情况，将“动物细胞的培养与观察”作为综合实验的选题（学生自定培养细胞的种类）；将教师自身研究课题的内容作为设计性实验的选题范围（学生在此范围内自定题目与研究内容）；探索研究性实验课题则由学生自定（学生自身感兴趣而确实有能力完成的研究内容）。

2.2“三性”实验的操作

为了不打乱正常的教学秩序，我们把“三性”实验定在开设细胞生物学实验学期的中间两个月内完成，而具体的操作时间则根据每组学生的具体情况由他们自由安排。“三性”实验分三个阶段来实施：第一阶段，学生根据选题，查阅文献、分析汇总资料，在此基础上设计实验方案，并将实验方案交教师审核，教师将意见反馈给学生，学生修改方案，直到方案切实可行。我们在学期开始就将开设“三性”实验的选题方式和要求通知学生，要求他们利用课余时间查阅相关资料，了解所选课题的背景知识，着手考虑实验方案的设计。在“三性”实验开始操作前两周提醒学生，必须在这两周内向教师上交实验方案，经教师指导完成实验方案的设计。第二阶段，学生进实验室进行操作，包括实验的准备，各种试剂的配制，实验步骤的操作，最后得出结果。教师根据每组学生上报的实验时间进行统筹安排，并在实验设备和药品试剂方面给学生以保障。第三阶段，同组学生汇总结果，进行总结讨论（可以邀请教师参加，但应注意“学生为主体”的原则，立足于启发引导，抓住关键时机进行指导）。最后，学生根据讨论意见，完成一篇科研论文。

2.3“三性”实验的管理模式

“三性”实验实行学生自我管理的模式，将他们分为实验小组，每组3-4人，每组推选1位组长，组长负责和教师沟通。每班成立一个班长负责制的实验管理

小组，成员为每小组的组长，负责安排相关同学配合教师完成以下工作：（1）实验前领取实验试剂和器具；（2）实验过程中实验室的水电、药品安全、仪器使用和登记情况、清洁卫生；（3）实验完成后整理实验室。2.4实验论文的写作

科学论文和实验报告都是科学实验的记录和总结，但两者要求不同。实验报告只要求报告实验过程和结果，而科学论文则是总结科学实验结果的文献。大多数学生对如何写科学论文感到无从下手，因此教师应该对他们进行指导。首先，教师应指导学生查阅资料的方法、相关资料的刊物名称，并介绍几篇与选题内容相关的论文范例。同时，教师要将科学论文的写作要求详细而清晰地告诉学生。学生科学论文要在教师的指导下反复修改，力求实验结果详实、完整，表达准确，分析清晰透彻。

3“三性”实验的评价

对学生“三性”实验的评价应综合考虑方案设计、实验过程和课题论文3方面的因素给出成绩。实验设计方案和课题论文是按组为单位上交的，但要求对每位学生的分工予以说明，最后附上每位学生的总结、心得和自评报告。我们制定的评分标准如下表：

表1实验评分标准

项目

标准

分值

查阅资料

方案设计

实验操作

实验结果

课题论文

平时表现

完整、全面

思路清晰、合理、有创意

规范、能分析解决问题

详实、准确

格式规范、条理清楚、表达准确

积极主动、善于和教师同学交流协调

10

20

30

10

20

10

4“三性”实验的教学效果

我们从20__级本科生开始开设“三性”实验，截止到20__年第一学期，参加学生共计600人。我们对他们发出调查问卷600份，收回600份，结果如下：

表2“三性”实验教学效果

内容

是（）

否（）

1、你对“三性”实验是否感兴趣

578（96.33）

22（3.67）

2、是否培养了动手能力及解决问题的能力

523（87.17）

77（12.83）

3、是否激发了创新思维

516（86）

84（14）

4、是否培养了科研能力

495（82.5）

105（17.5）

5、是否培养了综合素质

554（92.33）

46（7.67）

从调查的结果来看，学生对实验教学改革的认识和态度较为积极，具有教强的自主学习意识和探索精神，并希望自己的实践能力和综合素质得到较好的培养，而“三性”实验的开设较好地达到了这一目的。

5“三性”实验实施过程中存在的问题及改进

“三性”实验教学模式尚处于摸索阶段，从教师和学生的思想认识到具体实施过程还存在着一系列问题。

5.1学生的思想认识

从问卷调查结果来看，大多数学生对这一新型的教学模式感到兴趣昂然，积极性和主动性很高，也的确在实验中锻炼他们的综合能力。然而部分学生对“三性”实验的重要性和意义认识不清，思维还停留在传统实验的模式中，碰到问题不主动去分析、解决，而是等待教师的解答或者依赖别的同学。因此，教师有必要在“三性”实验中改革对学生考核方式。教师在考核时不仅仅要看学生的实验设计和实验论文，更要加强考核他们在实验过程中的分析解决问题的能力以及和别的同学的交流和协调能力。

5.2对教师的要求

“三性”实验对教师的素质提出了更高的要求，要求教师理论知识较全面、丰富；要求教师对学科领域的研究进展有一定的了解；要求教师较全面的熟悉实验的技术操作工作，能指导学生实验。教师在实验前要化更大的工夫去备课，明确实验设计的目的和思路，预想实验中可能出现的问题和对策，同时要熟练掌握实验操作技术，能正确自如的指导学生。

5.3实验过程中实验室的有序运行和管理

实验过程中常出现药品和仪器使用的混乱和短缺现象。教师和实验室人员必须相互协作，密切配合，开始实验前调试仪器，准备好学生所需的药品，以保证实验的正常运行。另外，要加强学生的自我管理，仪器和药品必须有专人负责，使用要登记。

“三性”实验的开设为学生提供了更多更广阔的创新空间，能有效地提高学生的综合素质。但是“三性”实验在教学的内容、形式、实施操作等方面还存在着许多值得我们探讨的问题。在以后的教学中，我们将继续探索。

参考文献

[1]李艳红.细胞生物学和细胞工程实验教学的几点体会.实验室研究与探索,20__,23(7):65-67.

[2]张晓云,周汝滨,李永泉.医学细胞生物学教学改革的实践与思考.广东医学院学报,20__,22:30-31.

[3]张俭,刘胜贵.细胞生物学实验课程的教改探索.黔东南民族师范高等专科学校学报,20__,23(3):71-72.

[4]曹中一.“三性”实验的内涵与特征.实验室研究与探索,20__,4:10-12.