细胞生物学实验教学中学生创新能力的培养

摘要：细胞生物学实验教学是培养学生创新能力的重要途径。本文结合我院在细胞生物学实验教学中的实践，从实验教学内容的优化、实验教学方法的完善以及实验成绩综合评定模式的构建等方面就如何在实验教学过程中培养学生的创新能力进行了初步的改革探索。

关键词：细胞生物学、实验教学、创新能力培养

【中图分类号】G642

基金项目：国家基础科学人才培养基金项目(J1103507)

随着生命科学的不断进步，人们对细胞的研究不断深入。细胞生物学已成为当前各个高校生命科学相关专业的主干课程之一。细胞生物学作为一门实验科学，在本科教学中具有举足轻重的地位[1]。细胞生物学实验课程的开设，是以学生掌握基本实验技能和有关细胞生物学的研究方法为目的，并通过实验培养学生的创新能力和科研意识，从而达到提高学生综合科研素质的目的。

目前细胞生物学实验教学仍存在着一些不足与缺陷。诸如教学方法过于简单、教学内容不能体现最新研究成果、教学评价有待进一步科学化和规范化所导致的实验教学效果不佳和效率低等问题。这些都影响了学生创新能力的培养和科研素质的提高，不利于学生将来的综合发展。培养具有一流科研素质和创新能力的复合型人才, 是广大教育工作者面临的巨大挑战。在当前的学习中, 学生注重理论学习轻视实验学习思想还很严重；教师队伍中, 存在着重科研轻教学特别是基础实验教学的现象, 这在很大程度上忽视了对本科生动手能力和科研创新能力的培养。实验教学的水平和装备条件差异较大的问题依然存在。为提高细胞生物学实验教学质量, 全面培养学生的创新能力, 我们在细胞生物学实验教学过程中更加注重学生创新能力的培养环节，对实验教学进行了初步改革探索。

1 优化实验教学内容，体现时代性

(1)优化细胞生物学实验教材

作为一门独立开设的课程，细胞生物学实验课在于培养学生的实验动手能力、创新能力，提高学生的科研素养。随着教学改革的不断加快和教学设施的不断完善，陈旧的实验教学内容和单一乏味的验证性实验过程已不能满足现阶段的实验教学要求[2]。优化细胞生物学实验内容，体现本领域最新研究成果并增强实验教学的时代性，是目前一项重要的工作。首先要选取兄弟院校的优秀实验教材用书。我们学院选用的是有高等教育出版社和施普林格（Springer）出版社联合出版，李素文主编的《细胞生物学实验指导》。其次专业实验课教师可根据多年细胞生物学实验教学的经验和学院特色编写制作更合适的实验课教材及与之配套的课件。细胞生物学实验教学内容的选取一是应依据精炼、新颖、灵活的思路，二是要根据现有的实验基础条件，充分利用共享公共资源平台，增设开放性，研究性实验项目。让学生通过实验课教学能更好的巩固理论知识，用理论知识支撑实践教学。

(2)及时更新实验内容，完善培养模式

科技发展永不止步，细胞生物学领域的新概念、新信息、新理论也是层出不穷。细胞生物学实验教学要能及时跟踪国际上细胞生物学研究进展及热点并在实验内容上有所体现。通过对最新研究成果的评述，让学生结合已学习过的理论知识开启发散性思维。首先我们不断尝试结合细胞生物学的最新进展，在原有课程的基础上，增设研究型实验课题。比如开展了C2C12细胞的传代培养及活性检测实验，在此基础上我们选取了一些细胞炎性因子让学生自己设计实验去研究细胞的增值和迁移现象。另外还采取本科生导师制，由学生根据自己的兴趣自由选择细胞生物学方面的教师作为导师，进入到专业实验室结合导师的科研课题进行探究性实验。这些举措不仅让学生在极有限的时间内学到了基础性实验技术，而且在综合性实验阶段进一步促进了学生的三种能力培养（创新能力、实践动手能力和团队合作能力），极大地激发了学生对细胞生物学实验的兴趣。

2 建立以学生为主体的实验教学方法

(1)讨论启发式教学

诱发学生学习动机、激发其学习兴趣，对于细胞生物学实验教学至关重要。目前很多学校的实验教学方法依旧是采用“灌输式”方法教授学生，学生在教学过程中只是被动的、按部就班的进行实验,缺少主动思考的时间和空间。这种教学方法不仅禁锢了学生的创新思维，更加泯灭了学生对实验的兴趣。细胞生物学实验教学方法的好坏直接影响着教学目标的实现和教学内容的确立。我们利用有限的课时开展讨论启发式教学方法，并结合利用现代化教学手段，结合音频，视频等材料辅助教学，充分调动学生学习的积极性；基于细胞生物学教学实验室和科研实验室的设施条件，选取实验主题，实施开放式教学，让学生积极主动参与实验教学过程中，变被动为主动，充分建立以学生为主体的实验教学方法。在学生参与实验的过程中，对学生进行自由分组，每组4人左右，根据选中的课题，鼓励学生充分利用图书馆资源、数据库资源查找相关文献，最终提交实验项目小论文，并作为主角在课堂上进行讲解展示，同时回答老师和同学们的提问。通过这种讨论启发式的教学，极大拓展了学生的创新思维。

(2)现代化多媒体教学手段辅助

多媒体教学直观生动，有利于学生对知识的理解和掌握，激发学生的兴趣，提高教学效果。细胞生物学实验教学内容中，有不少具有一定的复杂性和抽象性，仅依靠传统的教学方法已经无法满足学生们的需要，多媒体技术的应用能将一些原本口述或板书困难的抽象概念具体、直观地显示出来，使学生对要学习的实验课有更加整体直观的印象。比如我们在进行细胞培养实验课的教学过程中，就安排参加教育实习的研究生按照实验流程进行相关的实验操作，同时用录像机记录下相关视频配上解说制作成视频文件，在做细胞培养实验前给同学们放映。让同学们通过观看录像，对实验的前期准备工作和实验过程中的要点难点进行学习，这样可以有效地提高学生的实验技能和成功率，并且同学们在观看的过程中还可以进一步巩固自己学过的理论知识，进而提出关于实验的疑惑之处。通过在实验教学过程中适当的运用多种教学手段，使学生对实验原理、实验过程、实验结果等理解的更加透彻，让学生能够充分发挥他们的想象力、创新性和主动性。

3 构建多层次实验成绩综合评定模式

(1)设置开放式实验

实验开放包括实验材料的开放，实验内容的开放和实验室的开放[3-4]。由于目前本校细胞生物学实验主要是面向大三本科生开设，他们在本学期的课程任务较重，时间有限。所以灵活开展一些开放性实验，充分利用他们的空余时间对培养他们的创新能力非常必要。比如我们在开展细胞核的荧光显微镜观察实验中，就设置了不同染色原理的荧光染料，让同学们自由选择，根据荧光染料的选择，自己动手设置荧光显微镜的激发滤光片，通过规范操作，得出结果并形成实验报告。这样，选择不同染料的同学得到的结果就不相同，避免了有些同学在写实验报告过程中的相互借鉴现象，同时在此过程中也激发了同学们的创新思维能力。

(2)实验报告更注重对结果的分析

生物学是一门实验科学，有实验就要允许失败。我们细胞生物学实验教学过程中并非要求所有学生一定要得到预设的实验结果。我们的实验课允许没有实验结果的实验报告上交，前提是学生要根据我们的实验步骤，回忆自己实验过程中的操作，找出实验失败的原因并进行分析。我们认为这样的实验报告，虽没有实验结果，但锻炼了学生的分析能力，同时在另一方面培养了创新能力。

(3)成绩评价多样化

细胞生物学实验课的成绩要体现出评价多样化。仅仅根据平时的实验报告已不能全面反映学生在实验课上的表现，更不能全面体现学生的创新能力和科学素养。我们的成绩评价是以平时的实验报告为基础，还包括平时考评（出勤率和课堂表现），操作性强的实验课的操作成绩，以及期末考试成绩。为考察学生分析解决问题的能力，我们在期末笔试中还加入了一定比例的实验设计题和综合性分析题。这些题目让学生更注重知识的综合应用，非常有利于学生综合素质的提高。通过多样化的成绩评定模式既提高了学生学习的主动性，夯实了基础实验知识，又促使学生更重视平时的实验操作训练，提高自己的实验技能和综合素质，从多方面培养其创新能力。

随着细胞生物学学科的迅猛发展，细胞生物学实验教学的改革探索必须跟上。细胞生物学实验教学的改革，能进一步提高学生的实验专业技能，增强其团队合作意识，同时培养学生的创新能力。

主要参考文献：

[1] 孙剑华，张红锋。2010. 基于学生发展的细胞生物学实验评价．实验室研究与探索， (3):127～129.

[2] 娄慧玲，郭滨，吴燕华，等。2011. 细胞生物学实验教学的探索与实践. 高校生物学教学研究（电子版），(1):44.

[3] 梁桂英，王春晓。2007. 开放实验教学提高学生创新能力. 高师理科学刊，(1):91～93.

[4] 宋效先，王伟平，王晓燕．2005. 开展设计性实验，培养学生创新能力．教学研究，（7）：80．