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關鍵詞:細胞生物學實驗課 教學改革
細胞生物學是生物技術專業(yè)的基礎課程,它主要從顯微、亞顯微和分子三個水平研究生命活動的基本規(guī)律,目前在生物學、醫(yī)學、生物制藥方面都有廣泛的應用。而細胞生物學實驗課的開設就是要讓學生將課堂上學習的理論知識與實踐操作相互結合,加強對理論知識的理解,同時提高學生分析問題、解決問題的能力和綜合素質。目前,呼職院開設的細胞生物學實驗為12課時,開設的實驗內容主要是細胞膜通透性的觀察、葉綠體的提取等,這些實驗操作簡單,學生鍛煉的機會少,間接影響了專業(yè)課程的學習。等到第四學期開設專業(yè)課程實驗時(如細胞培養(yǎng)實驗),會發(fā)現(xiàn)學生的動手能力較弱,不利于高級應用型人才培養(yǎng)。所以,如何通過教學改革,改變傳統(tǒng)的實驗教學模式,既能激發(fā)學生的學習熱情,又能達到較好的教學效果,是教育者們一直探索和思考的問題。
一、調整授課時間――使理論知識和實踐操作密切結合
目前我院細胞生物學實驗課在學期末開設,等理論課內容講完,集中時間上實驗課。這就給學生造成“理論是理論,實驗是實驗”,沒有把它們有機結合起來;另外,學期初講過的理論內容等到做實驗的時候學生已經印象模糊,在上實驗課的時候,老師還得花大量時間導入理論內容,才能開始本次實驗的操作,不利于課時的充分利用。針對這個問題,要合理調整實驗課的授課時間,讓實驗和理論“并排走”。在理論教學中,教師有針對性地在相關知識點上有意留下懸念,引導學生帶著疑問去實驗中尋找答案。這種方式,不僅解決了理論教學中存在的問題,還大大激發(fā)了學生學習的主動性和積極性,促進教學效果的提高。如講到細胞凋亡和細胞壞死時,學生很容易混淆它們的特征,通過及時做“細胞凋亡現(xiàn)象的觀察”這個實驗,學生學到了知識,還能主動發(fā)現(xiàn)問題,和老師探討或自己查閱資料嘗試解決它,完成了既定任務的同時也完成一種學習實踐活動。
二、調整教學方式――使學生由“被動”變“主動”
以往的實驗教學是以教師為中心的知識傳授型,教師會講解實驗目的、原理,學生不用動腦思考本實驗開設的依據(jù),只是機械的接受這些內容。如此看來,實驗課和理論并無二致;而且由于時間的限制,教師都會提前做好學生在實驗操作中所用的溶液或者對樣品的長時間處理,學生只是重復實驗書上的操作步驟。這種“教師包辦”的教學方式降低了學生學習的主動性,也不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。基于存在的這些問題,我們逐漸改變教學方式,主要采用任務驅動教學法。在實驗課中,我們以學生為主體,教師安排組織學生有序進行實驗操作并對實驗過程中產生的問題進行引導和幫助。學生在教師的幫助下,圍繞教師安排的任務操作,在完成任務動機的驅動下, 通過對理論課所學知識的主動涉獵和認真思考,充分調動了學生學習的主動性和實驗時的責任感, 學生積極參與,完成任務后可收獲成就感。
三、調整考核方式――全面考核學生的實驗操作能力
以往細胞生物學實驗成績主要是根據(jù)學生的實驗報告進行評定,造成學生只重視實驗報告的書寫,很多學生上課敷衍了事,嚴重影響教師上課的積極性。針對這種情況,我們對考核評價方法進行了改革。實驗總成績由以前的實驗報告90%+出勤10%,改變?yōu)閷嶒炘O計占30%,實驗操作占45%,實驗報告結果占20%,出勤占5%,每次實驗都要以這種方式給成績,總成績?yōu)槊看螌嶒灣煽兊钠骄_@種成績評定方式增加了教師的工作量,但是它能準確、客觀地評價每個學生對實驗操作的學習態(tài)度、學習方法和學習效果,也制止了某些學生偷懶、渾水摸魚取得實驗成績,鼓舞了勤奮好學的學生,真正達到以評促學的效果。
四、結語
實驗課程的開設是將理論知識和實際操作有機結合的一門課程,如何上好實驗課,不但對教師有嚴格要求,對教學設備亦有要求。實驗課教師除了具備扎實的理論知識,還要具有豐富的實踐經驗。細胞生物學實驗需要較復雜的儀器設備,這就要求學校加大投入,為學生開闊視野、加強實踐操作能力提供便利條件。總之,要想讓實驗課達到理想的教學效果,還需要教師繼續(xù)努力,精心設計實驗內容、合理安排時間和公平公正的考核制度,為培養(yǎng)全方位、高素質、能力強的應用型人才奠定基礎。
參考文獻:
關鍵詞:自主學習;屏幕錄像;虛擬現(xiàn)實;自動評分
中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2017)05-0128-03
Abstract:To enforce the self-regulated learning about experimental course of cell biology for cultivation speciality,the construction ideas and applications of teaching resources which including basic course information,reappearance of lessons,substitute of teachers' operations,virtual experiments and examination questions given automatic score were all introduced respectively. This article could provide some suggestions for teaching reforms about experimental course of cell biology.
Key words:Self-regulated learning;Kinescope recording;Virtual reality;Automatic score
細胞生物學是水產養(yǎng)殖、動物醫(yī)學、動物科學等養(yǎng)殖類本科專業(yè)的知識拓展課程。其實驗內容在涉農高等院校中未單獨設課,但實驗內容多、綜合性強、教學學時少、完成實驗時間長。傳統(tǒng)的實驗教學方式為“課堂講授―教師操作示范或播放視頻―學生操作―實驗報告”。該教學模式中教師會占據(jù)大量的學生課堂時間;因未體現(xiàn)學生的主體地位,不利于提升學生的實驗參與度、學習積極性、自主學習能力、分析與解決問題能力;也不利于學生實踐實訓能力、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)[1]。現(xiàn)擬推行“課前自主學習―課堂教師答疑或強調―學生操作―實驗報告―課后自主檢測”的實驗教學方式。該教學改革克服了傳統(tǒng)實驗教學方式的各種弊端,但需教師構建自主學習平臺和提供以下相關教學資源。
1 基本教學資源模塊
隨著計算機、移動通訊設備的普及與網絡技術的發(fā)展,使得知識的獲取途徑除傳統(tǒng)課堂外,網絡成為學習的重要渠道。學生的在線學習、遠程學習以及泛在學習變?yōu)榭尚小9驶窘虒W資源首先應建立有細胞生物學實驗課程的Web網頁或App(application program)移動客戶端,并上傳于校園服務器[2]。學生利用個人電腦、圖書館電子學習室計算機、手機等工具通過internet或Wi-Fi(Wireless Fidelity)訪問瀏覽或下載學習相關教學資源。其次,基本教學資源應呈現(xiàn)實驗課程大綱、實驗課程進度表、實驗教學PPt(PowerPoint)課件、教師講義、實驗指導電子書、實驗報告規(guī)范格式、實驗考核方式以及教師的特殊要求等,讓學生對該課程有整體認識和理論學習。
2 教師課堂教學資源模塊
傳統(tǒng)教師授課以PPT課件替代板書,講授實驗原理、實驗設計、實驗步驟、實驗結果以及實驗注意事項等內容,不但占用大量的實驗時間,還因時空限制學生難以深刻、透徹理解。課堂教學視頻則較好解決實時課堂的不足,但不推薦使用數(shù)碼攝像機錄制的DV(Digital Video),因為文件大,占用服務器空間以及學生不易在線和下載觀看。目前采用如BB FlashBack Pro Recoder、Bandicam、Camtasia studio、KKcapture等軟件錄制的屏幕錄像視頻廣泛用于網絡課程的視頻教學[3]。以第一種錄屏軟件為例,以每次的實驗內容為學習單元,以PPT課件為內容載體,把顯示器顯示的圖文、教師教學的語音、鼠標的運行軌跡同步錄制,再應用電子粉筆(教鞭)軟件實現(xiàn)在電子白(黑)板的即寫即畫。與真實課堂相比,除教師的肢體語言和交流互動不能實現(xiàn)外,其余完全能代替真實課堂的再現(xiàn)。這種流媒體可以Flash文件(*.swf)格式儲存,文件小,方便網絡傳輸與學生的課前反復多次學習。
3 操作視頻教學資源模塊
細胞生物學實驗多為綜合性實驗,常涉及儀器使用和實驗操作技能。學生在實驗前不熟悉或未掌握相關的操作,因此常常需教師示范才能獨立開展實驗。但因多人圍觀難保證學習效果和耗占學生實驗時間的缺陷,教師操作演示由視頻教學替代。操作視頻包括儀器使用和實驗全程操作。對于實驗涉及的儀器如干熱滅菌箱、CO2培養(yǎng)箱、高壓滅菌儀、離心機、恒溫水浴鍋、PH計、移液器、超凈工作臺、相差(倒置)顯微鏡、細胞計數(shù)儀等分別錄制其使用方法的DV,讓學生選擇學習;對于實驗全程包括實驗準備、動物取材、染色技術、拍照技術、分析方法等實驗技術、實驗操作過程、操作效果等內容則按照實驗步驟作連續(xù)攝錄。由于該視頻文件大,應合理拆分成連續(xù)的小視頻,以微課或慕課(Massive open online courses,MOOC)的形式呈現(xiàn),方便通過網絡自主學習[4]。
4 虛擬實驗室教學資源模塊
虛擬仿真實驗教學包括操作虛擬、底智釁、虛擬細胞3方面內容。其中實驗操作虛擬是綜合虛擬現(xiàn)實、多媒體人機交互、數(shù)據(jù)庫以及網絡通信等技術,通過構建逼真的實驗操作環(huán)境和實驗對象,使學生在開放、自主、交互的虛擬環(huán)境中模擬實驗全過程[5]。目前該技術已廣泛應用于生物學、醫(yī)學解剖學、外科學的實驗教學或臨床[6-7]。在開設的細胞生物學實驗如細胞原代培養(yǎng),針對操作步驟“取材―機械剪碎―酶消化―吹打分散―過濾離心―計數(shù)接種”中每一環(huán)節(jié)的材料或儀器作3D顯示,器材的工作過程與實驗對象變化過程均實現(xiàn)逼真模擬。學生通過復練習操作過程和觀察分析每個操作步驟中實驗對象的變化,將有助于對實驗全程的理解。數(shù)字切片是指通過玻片掃描儀在不同倍率下掃描觀察區(qū)(細胞組織區(qū))并合成一張可無級放大,包含原切片的全息圖片。該技術已見用于動物組織學、病理學、寄生蟲病學等形態(tài)學科的實驗教學和病理遠程診斷[8]。細胞生物學開設的細胞培養(yǎng)、細胞融合、染色體核型分析、免疫細胞化學染色、基因轉染等實驗的結果均可在載玻片上觀察,通過數(shù)字切片的制作,學生可提前對實驗結果作觀察與分析。虛擬細胞是利用細胞分子生物學、基因組學、蛋白質組學等生命科學現(xiàn)有的實驗數(shù)據(jù)與成果,結合生物數(shù)學、計算機技術,構成一個虛擬的細胞體系[9]。應用該技術可研究“細胞”經“實驗處理后”其形態(tài)結構、物質代謝、基因表達、信號轉導等方面的變化,預測實驗結果。該技術不但不耗實驗成本開展模擬實驗,還能培養(yǎng)學生的科研思維。
5 自動評分試題庫教學資源模塊
學生完成實驗后還應對實驗內容的相關知識深入分析、拓展學習和自我檢測其掌握程度。試題(習題)則是較好的學習載體。可針對實驗原理、實驗材料、實驗步驟、實驗準備、實驗操作、實驗結果以及實驗分析等方面編制試題,供學生自我檢測和補充學習。傳統(tǒng)試題及參考答案采用Word、Excel等軟件編制,但不能在線答題和快速統(tǒng)計得分,限制了學生的泛在學習。應用Delphi、Visual Basic等編程語言或Flash、Wandershare Quize Creator等軟件制作自動評分試題則解決了試題的交互性[10,11]。值得推薦使用Wandershare Quize Creator軟件,該軟件使用簡單而且能編制單項與多項選擇題、判斷題、填空題、點圖題以及問答題等主客觀題型,特別是能在各類題型的題干中添加圖片與視頻,這非常適合針對細胞生物學各實驗的結果或操作過程的考核。學生完成答題后點擊“提交”即刻知曉成績;點擊“回覽”,參考答案在各題的原位顯示,這有助于學生比對學習。
6 結語
自主學習、自主服務、自主管理的能力培養(yǎng)是本科生人才培養(yǎng)和國家卓越農林人才培養(yǎng)的重要內容。雖自主學習占用學生大量課余時間,但對提高課堂效率、夯實實驗技能、提升分析問題能力等方面發(fā)揮重要作用。隨著計算機技術、網絡通訊技術的發(fā)展,學生的在線學習、遠程學習、泛在學習等學習方式將成為重要的知識獲取途徑。這就要求根據(jù)各專業(yè)學科的性質與特點,結合各種數(shù)碼技術、網絡技術、計算機應用軟件,開發(fā)出更多適合自主學習的教學課件或教學資源,將之服務于學生、輔助于教學。
參考文獻
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1.1“導師制”實驗小組
在臨床醫(yī)學本科專業(yè)中遴選學生組成實驗小組,每組3~5人,安排科研項目負責人或專業(yè)特長與實驗內容較吻合的教師參與指導,建立"導師制"實驗小組。
1.2創(chuàng)新性實驗項目的設計
整合教師科研項目內容設計創(chuàng)新性實驗項目,包括解剖學、組織學、生物化學、分子生物學、免疫學、生理學、病理學、醫(yī)用統(tǒng)計學等學科發(fā)展前沿,涉及的科研技術包括常見動物模型制作、免疫組織化學技術、細胞學培養(yǎng)技術、ELISA、PCR、Westernblot、RNA、DNA和蛋白質提取等。實驗項目均能實現(xiàn)在常規(guī)教學中的驗證性實驗基礎上的提高與綜合,既能充分利用科研資源,又能涵蓋相關學科的實驗項目,突出學生創(chuàng)新性能力的培養(yǎng)與提高。
1.3創(chuàng)新性實驗教學的實施
(1)輔導與培訓:對學生進行理論知識與科研方法的輔導和培訓,介紹科學研究所涉及的選題、提出假設、驗證假設、查閱文獻、常用實驗技術方法、統(tǒng)計學處理及論文撰寫等主要環(huán)節(jié)。(2)實驗準備與預實驗:指導學生針對實驗題目進行文獻查閱,明確實驗原理,寫出實驗方法和步驟,著手進行預實驗。(3)實驗過程:按照制定的實驗步驟,在導師的指導下完成實驗內容,小組成員密切配合、分工合作,根據(jù)每一步的實驗結果及時調整方案,定時召開實驗結果匯報會,討論實驗中遇到的問題,由導師指導進行實驗方案的調整與改進。(4)實驗總結與評定:對實驗數(shù)據(jù)進行分析,得出實驗結論,寫出研究報告,組織進行論文答辯,導師組依據(jù)學生的研究報告、答辯情況等對學生的科研能力和成果進行評定。(5)可持續(xù)發(fā)展:在完成創(chuàng)新性實驗的基礎上,導師指導學生自主進行文獻查新、發(fā)現(xiàn)新問題,自行設計課題,進行大學生創(chuàng)新性項目申報,以達到可持續(xù)發(fā)展,協(xié)助學生撰寫科研論文。
1.4實驗教學效果評估
建立教學模式的綜合評價和質量評估體系,對該項目開展效果進行評價。
2創(chuàng)新性實驗項目實例
2.1形態(tài)學基礎醫(yī)學實驗項目
(1)"導師制"實驗小組:選定五年制臨床醫(yī)學專業(yè)學生開展試點,第一輪自2010年級學生開始,于一年級下學期遴選部分學生進入實驗小組。之后,每年再從低一年級的學生中納新,實現(xiàn)梯隊建設。(2)實驗項目設計:根據(jù)教師科研項目內容整合《MMP-9在肝癌及慢性肝臟病變發(fā)展過程中的表達及意義》實驗項目,實驗內容涉及《組織學與胚胎學》、《病理學》等多門形態(tài)學基礎醫(yī)學的實驗教學內容。導師指導學生了解實驗步驟與技術方法,由學生制定相應實驗方案。(3)實驗方案:①肝癌石蠟切片制備:從臨床上獲取肝癌標本進行切片技能的操作;②免疫組織化學染色:包括抗體孵育、顯色、復染及封片;③形態(tài)學觀察:對照肝臟的組織學結構,對肝纖維化、肝硬化及肝癌等多種病理學變化進行觀察學習;④分析MMP-9表達在肝癌及慢性肝臟病變發(fā)展過程中的意義;⑤撰寫實驗報告。(4)考核與評價:導師組對實驗小組進行量化考核:文獻查閱(10%)、實驗方案制訂(20%)、實驗操作(20%)、數(shù)據(jù)分析(10%)、實驗報告撰寫(25%)及答辯(15%)。(5)教學成效:通過實驗項目訓練,學生既能協(xié)助教師完成科研項目內容,更重要的是還完成了多門交叉學科常規(guī)教學中的5個實驗項目學習:《組織學與胚胎學》之“組織切片制作與觀察”、“消化腺之肝臟結構”,《病理學》中“腫瘤”、“消化系統(tǒng)疾病之病毒性肝炎和肝硬化”、“消化道惡性腫瘤之肝癌”等,教學效果良好。
2.2生物化學與分子生物學實驗項目實例
(1)“導師制”實驗小組同前。(2)實驗項目設計:根據(jù)教師立項的科研內容整合實驗項目《cystatins家族基因在癌相關成纖維細胞中的表達》,實驗內容涉及《生物化學》、《醫(yī)用細胞生物學》及《分子生物學》等多門學科的部分實驗教學內容。(3)實驗方案:①提取成纖維細胞RNA及蛋白質;②將RNA逆轉錄成為cDNA;③設計相應指標(包括GAPDH內參)的引物,進行PCR,獲取相應產物;④蛋白質凝膠電泳及Westernblot分析;⑤分析目的基因/目的蛋白的表達差異;⑥對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析;⑦撰寫實驗報告。(4)考核與評價:同前。(5)教學成效:指導學生完成了常規(guī)教學中的4個實驗項目的學習:《生物化學》之“分光光度計技術”、“電泳技術”等;《生物化學》之“肝臟DNA的提取、瓊脂糖凝膠電泳與測定”;《分子生物學》之“蛋白質醋酸纖維素薄膜電泳”;《醫(yī)學細胞生物學》之“細胞形態(tài)結構的觀察”等。
3總體教學成效
通過實驗小組成員與接受常規(guī)實驗教學的學生進行實驗操作及理論知識的考核比較中,發(fā)現(xiàn)實驗小組學生在自主創(chuàng)新、文獻檢索、實驗動手、語言表達、科技寫作及邏輯思維等綜合能力遠高于接受常規(guī)教學的學生。學生在實驗進展中既能協(xié)助教師開展科研工作,還能夠高效地開展融匯多學科的基礎性實驗項目,摒棄了單學科、簡易粗淺的實驗內容,學生的創(chuàng)新性實驗能力得到訓練和提高,收到良好教學效果,且能每個實驗小組均能以團隊形式自主地申報各級大學生創(chuàng)新性科研訓練項目,達到創(chuàng)新科研能力的升華。
4存在的問題
兩年多的教學改革實踐表明,科研與教學相結合模式在基礎醫(yī)學多學科的實驗整合教學中具有較強的可行性,但是在具體實施過程中也還存在一些問題,如本輪的教學改革僅在臨床醫(yī)學本科專業(yè)部分學生當中試點開展,覆蓋面仍不夠廣泛,目前由于科研資源的有限性導致吸納進入實驗小組的學生人數(shù)有限,導師的人數(shù)及科研室硬件的不足難以滿足更多本科生盡早進實驗室的愿望;再者,學生對實驗原理與方法的掌握還不夠扎實,阻礙了實驗效率的提高;另外,學生在科研實驗室的教學效果具體評價體系也還有待完善。這些問題還需要在進一步的教學探索中不斷加以解決。
5結語
關鍵詞:預習 自學
一、問題提出
當今科學技術突飛猛進,知識不斷更新,知識陳舊率不斷提高。培養(yǎng)學生預習習慣,提高自學能力,讓學生自己掌握開啟知識寶庫的“金鑰匙”,是現(xiàn)階段各學校教學中的一個十分重要的問題。
從當前現(xiàn)狀考慮,有很多教師不注意數(shù)學學科的課前預習,還沒有體會到課前預習的真正意義。因此,根本不安排學生學習新的概念前去預習,學生不能通過預習發(fā)現(xiàn)新的理念,發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律。這樣勢必影響課堂教學效率的提高,影響學生自我素質的不斷完善,影響學生自學習慣的養(yǎng)成及自學能力的提高。
雖然我們學校有不少老師重視課前預習,但學生仍未養(yǎng)成習慣,方法掌握不好,效果不佳,主要表現(xiàn)在課堂里學生學習被動,思維不活躍,自學能力低下。
基于以上原因,本人申報了《培養(yǎng)學生預習習慣 提高自學能力的研究》開展研究,具有十分重要的意義。
二、概念界定
1.預習是學生對將要學習的知識的提前進行接觸與熟悉,是學生在學習之前按一定的學習要求對教材所進行的一種探索性的自我學習活動。它是教學過程的必要組成部分。
2.數(shù)學預習習慣指學生在課堂集體教學前對數(shù)學教材進行嘗試學習的習慣。學生具有較強的預習習慣和能力,就能根據(jù)數(shù)學學科知識的特點和具體學習的內容靈活選用科學的預習方法,對將要學習的內容進行預習,認真做好預習筆記。做預習筆記不僅要做簡單的眉批筆記、摘錄筆記,還要會做思維含量較高的反思筆記,也就是讓學生回顧預習過程,弄清楚哪些知識是自己獨立學會的、哪些知識還似懂非懂、對這些知識還存在哪些疑問,對發(fā)現(xiàn)、提出的問題是怎樣分析的、怎樣解決的,有沒有不同的解法,有何獨到的見解??,并認真對以上反思做好記錄。
三、理論依據(jù)
1.主體教育論和發(fā)展性心理學認為,學生的學習是一種選擇性學習、實踐性學習、社會性學習、創(chuàng)新性學習,是一種主動運用學習策略的活動。
2.著名教育家葉圣陶先生也強調:“上課之前,學生要切實預習。”可見從古到今教育工作者都非常重視課前先學。可以說,“好的預習就是課堂教學成功的一半”。
3.《新課程標準》明確提出:“學生是學習的主人,動手實踐,自主探索與合作交流的意識是學生學習數(shù)學的重要方式。”
四、課題研究目標和內容
本課題研究要解決的主要問題就是激發(fā)學生學習積極性,改變現(xiàn)狀,使學生養(yǎng)成良好的預習習慣,掌握有效的預習方法,優(yōu)化課堂結構,提高課堂效率,提升學生自學能力,把老師從繁重的勞動中解放出來,能起到事半功倍的效果。
根據(jù)國內外研究現(xiàn)狀以及學校現(xiàn)狀,本課題擬定的研究目標如下:
1.尋找提高課堂教學起點的途徑及方法。
2.通過對本課題的研究提高課堂教學效率。
3.通過對本課題的研究使學生養(yǎng)成自覺有效的預習習慣。
4.形成以提高課堂教學起點為載體,激發(fā)學生學習積極性,最終培養(yǎng)學生的自學能力。
五、課題研究方法及對象
(一)研究方法
1.文獻研究法。為了搞好研究,首先我從理論上給自己充電,提升自己的教學理念,從而讓自己能站在一個較高的視角看待一切。為此,我認真閱讀了《怎樣培養(yǎng)能自立會學習的孩子》、《課堂教學小策略實用精品庫》、《新課程課堂教學技能與學科教學》等專著。
2.案例研究法。通過具體課例的創(chuàng)新設計及實踐嘗試來研究如何培養(yǎng)學生預習習慣,提高自學能力。如每節(jié)課都有預習提綱或預習教案。
3.經驗總結法。研究過程中,我及時做好記錄并認真分析,將實踐中的體會總結成經驗。用得出的經驗指導教學實踐,同時也通過教學實踐來進一步檢驗和完善經驗。
4.調查研究法。我主要采用個別訪談和問卷調查兩種形式。問他們采用自己先預習的方式來學習能不能適應,有沒有老師幫助的地方。經過與學生了解情況后,經過調整,學生課前預習效果也有了明顯的改善。
(二)研究對象:××學校××班級學生
六、課題研究過程
1.調查研究:我采用與個別學生訪談,了解學生是否有預習習慣,如有預習習慣是怎樣進行預習的,預習后有哪些好處等。然后設計調查問卷。
2.實踐研究:我經過反復研究編制實效可行的預習提綱或預習教案。在教學中,每人提前拿一份預習提綱進行預習,預習后在課上自學。學生先學以后,視教學內容的特點可以讓學生匯報展示自學成果,也可以安排嘗試練習進行學情診斷。例題可以講或不講。練習題一般是緊扣例題的類似題,讓學生獨立完成。
3.經驗總結:經過一年的研究與嘗試,我認為培養(yǎng)學生的預習習慣,提高自學能力可以通過下列途徑來入手:首先培養(yǎng)自學信心。讓學生在自學中主動探索、質疑問難、敢說敢議,為學生自主參與學習打下基礎。其次,營造自學氛圍。即營造一個和諧、民主、寬松、合作的自主學習環(huán)境是培養(yǎng)學生自主學習能力的前提。最后,教會自學方法。如培養(yǎng)學生的自讀能力、教會學生學會思考、鼓勵學生大膽質疑、多讓學生匯報展示。
七、研究成效
通過課題的研究,我更清楚地認識到預習可以直接提高學習效率,開拓思路,增強求知欲望,提高筆記水平,增強記憶效果。在解決這些問題時,可以形成學生獨立閱讀和思考的習慣,帶著預習中遇到的問題聽課。不僅調動學生學習積極性,而且增強聽課效率,對于有些問題可起到舉一反三的作用。
八、研究成果形式
本課題研究的對象為初三年級的學生,所以在課題研究初期,為了接下來要展開的研究工作提供更為明確細致的目標,特對本校初三一個班的學生進行了調查問卷。調查問卷顯示:(1)學生不經常預習數(shù)學;(2)大多數(shù)學生預習數(shù)學是在老師和家長的要求下,可見學生還沒有養(yǎng)成預習數(shù)學的習慣;(3)大多數(shù)學生認為預習對學習新課有幫助;(4)學生對預習還不夠重視,部分學生只是看看、畫畫、做做,很少有學生提出自己的問題,看來要對學生進行預習方法的指導。總之,學生沒有問題意識,預習內容及方法還是處于淺層的階段,預習能力還比較弱。在有了這些認識之后,課題研究開始按計劃、按步驟有條不紊的展開。研究至今已初露成效。
(一)改變了學生對預習數(shù)學的觀念和態(tài)度
觀念和態(tài)度的轉變是比較困難的,也是難能可貴的,只有心底里認可了,
才會從觀念和態(tài)度上表現(xiàn)出來。我們比較欣喜的發(fā)現(xiàn),通過近半年的課題研究,學生對于預習數(shù)學的觀念和態(tài)度多多少少都出現(xiàn)了轉變。
第一, 作為教師,我們都要去了解學生,根據(jù)了解的情況,在因人而異的
布置預習任務。具體的做法是幫助他們設計不同的預習提綱。不同之處在于,部分有余力的學生鼓勵他們探索更深層次的知識,部分學生則只要求他們把基礎知識掌握扎實,有所舍棄。
第二,在布置預習任務之前,我們都會認真鉆研教材。也經常翻閱查看一些理論書籍、優(yōu)秀的文章,不斷的為自己充電,對于數(shù)學這門學科來說,并不是所有的知識都需要預習,而且即使的確需要預習的知識也可以有所側重的預習。所以我們在初期就初步對于預習的內容進行了篩選,從而合理指導學生進行預習。
第三, 我們多深刻的意識到新課程理念下的預習是形式多樣的。預習不只
是為了更好的完成預設的任務,更重要的是為了使課堂上形成更多的“生成性”內容。要不要預習,我們都是根據(jù)學生、教材等各方面的實際情況作出決策的。在布置回家作業(yè)的時候,剛開始要花一點時間和學生一起設計預習提綱或預習案例,慢慢地學生就會自己根據(jù)自己的情況設計預習提綱或預習案例,在預習過程中也能提出一些比較有價值的問題。
在研究過程中發(fā)現(xiàn),當老師給出了具體的預習指導意見后,學生對于預習數(shù)學的觀念和態(tài)度就逐漸轉變了。現(xiàn)在他們普遍認為預習數(shù)學也有方法可循的,而且預習過后聽起課來輕松多了,知識掌握的也比較牢固。學生把預習數(shù)學當成一件很平常的事了,他們預習的能力也在不知不覺中得到了很大的提高。這些都能從平常上課的過程中感受出來,從課后的作業(yè)中體現(xiàn)出來。
(二)培養(yǎng)學生良好預習習慣的措施
第一,培養(yǎng)學生預習的興趣。預習是一種個體的、自覺的活動,開展這項活動需要濃厚的學習興趣和正確的學習動機。把競爭意識引入到預習活動中,在課堂上讓學生當小老師匯報自己的預習成果,誰說的大家能聽懂,誰能回答大家在預習中的疑問誰就是今天的小老師。變被動接受知識為主動自學。在每一節(jié)課上完后,就要布置下節(jié)課的預習內容,督促學生養(yǎng)成預習習慣,使學生能做到有效預習,且經常化。
第二, 教會學生預習方法。我在指導學生預習時,采取了以下方法:(1)
認真讀書,先將課本上的內容初讀一遍,初步了解所學的內容和解答的思路,然后再反復細讀,基本概念著重讀,易混概念對比讀,較難概念反復讀。(2)多思考。要運用已有的知識進行積極的思考,多問幾個為什么?(3)挖掘疑難點。即找出自己解決不了的問題,對于有些問題,獨立思考都得不到解決的,查閱參考書或請教同學,盡量求得解決。(4)解決課后練習,根據(jù)自己預習時的理解,解答課后練習,以查自己預習的效果。
第三, 強化培養(yǎng)和訓練。在教學過程中,我采取以下方法:(1)是要求學
生從現(xiàn)在做起,從一點一滴小事做起,持之以恒。(2)按時檢查,促其習慣的養(yǎng)成。(3)當學生在預習方面有點滴進步時,要及時鼓勵,更上一層樓。
第四, 教師要通過與例題相仿或高于例題的題目質疑、提問等形式,檢查
預習效果。教師在課堂教學時,應著眼于學生真正去理解新知的為什么,要讓學生不僅知其然,更要知其所以然。
(三)教會學生設計預習提綱或預習教案。在設計預習提綱之前,首先要明確學習目標,其次設計幾個本節(jié)課的概念問題,最后設計幾個相關概念的練習應用。總結這一節(jié)課的重難點及你自己解決不了的問題。當然要因人而異。例如預習提綱
《圓心角、弧、弦》 預習提綱
預習內容:教科書第82- 83頁
預習目標:
1.知道圓心角的概念。
2.了解圓的中心對稱性和圓的旋轉不變性。
3.理解三組量之間的關系定理及推論,并會運用其證明有關的問題。
預習過程:
一、讀一讀
閱讀書本第82- 83頁的內容,尤其是83頁的藍體字,請?zhí)羁绽斫狻?/p>
二、說一說
1.圓是中心對稱圖形嗎?它的對稱中心是什么?
2.什么叫圓心角?
3.圓心角、弧、弦之間有什么關系?
三、試一試
可以嘗試完成書本練習題。
四、想一想
判斷,相等的圓心角所對的弧相等。( )
五、問一問
【摘 要】實驗教學是整個教學體系中一個不可缺少的重要環(huán)節(jié),對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),綜合素質的提高,具有不可替代的作用。針對實驗教學目前還存在許多薄弱環(huán)節(jié),優(yōu)化實驗課程內容、改革實驗教學的模式、科學評價實驗教學質量,對實驗教學的改革進行了探討和思考。
【關鍵詞】細胞生物學 教學改革 教學質量
大學基礎課實驗教學,對于大學生掌握基礎課程理論,掌握正確的實驗方法,拓寬思維,探索科學的奧妙,培養(yǎng)科學的世界觀和方法論都是極為重要的教學環(huán)節(jié)。但是長期以來由于對教學投入不足,各高等學校基礎課實驗的條件很差。設備條件的落后,制約著實驗教學內容的改革和更新,也成為長期困擾我國高等教育質量提高的一個重要原因。1999年以來我們對《醫(yī)學細胞生物學》實驗課程進行全方位的改革以適應“面向21世紀教學內容和課程體系改革”。我們在教學的過程中,主要作了下面三方面的工作:
一、解放思想,進行優(yōu)化實驗課程內容
在知識體系本身也不斷膨脹的今天,如何利用有限的實驗課時達到鞏固理論知識、掌握基本技術、培養(yǎng)創(chuàng)新意識等目標,是擺在我們面前的緊迫任務。對此,我們主要采取了優(yōu)化實驗課程內容的改革。強化實驗教學在整個教學中的地位,使實驗室建設成為與學科建設、專業(yè)建設、課程建設相配套的支撐體系,我們還專門立項來推進內容的改革,使實驗教學內容80%得以更新。同時我們將一些在步驟上有連續(xù)性或在內容上有可比性的實驗項目歸并,提高實驗的效率。如:小鼠骨髓細胞染色體的制備與觀察、人體外周血淋巴細胞培養(yǎng)及染色體標本制備、人類皮紋分析、人類性狀遺傳和變異現(xiàn)象的觀察原為四個實驗,現(xiàn)在,我們把它們歸并在一個實驗當中。又如有絲分裂和減數(shù)分裂合并為一個實驗,細胞化學成分的顯示和細胞生理活動的觀察合并,細胞形態(tài)結構、細胞器、細胞超微結構觀察等形態(tài)觀察實驗總和為一。實踐證明只要準備充分、時間安排合理,同樣可以達到很好的實驗效果,內容上有較大聯(lián)系,實驗方法基本相同,這樣,我們在實際學時大大縮減的情況下使學生在有限的時間內能得到較為全面的訓練。實驗過程中廣泛使用信息技術、多媒體技術,以圖文并茂、聲像俱佳、動靜皆宜的表現(xiàn)形式,增強學生對抽象事物與過程的理解與感受,醫(yī)用細胞生物學實驗過程中要觀察一些形態(tài)學的內容,如:在光鏡下各種細胞、細胞器的形態(tài),電鏡下的各種細胞器的超微結構,如果只用簡單的掛圖、示教不是那么直觀和立體,加上切片標本的質量,學生理解力、觀察力的差異,都會影響到教學效果。我們利用多媒體技術,把各種細胞、細胞器和細胞的超微結構的彩色照片以及最典型的切片標本先展示給學生,使他們對實驗的內容有直觀的了解,然后通過具體的操作、觀察,加深印象。
二、挖掘潛力,改革實驗教學的模式
在實驗教學中實行分層次教學,做到既要有基本實驗的訓練,也要有綜合性和設計性實驗。基本實驗主要訓練學生的基本技能;綜合性實驗體現(xiàn)知識、能力、素質培養(yǎng)的綜合性;設計性實驗主要培養(yǎng)學生獨立思考、綜合運用知識、創(chuàng)新等適應科研工作的能力。實驗教學非常重要的是培養(yǎng)學生的能力,提高觀察現(xiàn)象和分析結果的能力,組織和設計新的實驗,進而提高綜合分析能力和研究能力,實驗教學是一個非常廣闊的教學領域,充分挖掘潛力,強化實驗教學,賦予實驗教學更多的研究氣息。為了克服學生做實驗時“知其然,不知其所以然”的問題,吸引學生全身心投入實驗,在實驗中漸漸養(yǎng)成喜探索、愛否定、勇于創(chuàng)新的習慣,我們重點對實驗教學方法進行改革,對課前預習、教師講解、材料準備、實驗報告等實驗環(huán)節(jié)提出了新的更高的要求,在實驗課中注入了一定的研究氣氛。
1.實驗課前,要求學生認真做好預習,培養(yǎng)學生獨立思考能力。多年來,實驗課一直采取的是在實驗前由實驗員做好一切準備工作。上實驗時由指導教師從理論、操作到注意事項一一講述,其結果造成學生依賴思想嚴重,不愿動腦筋想問題。多數(shù)學生不預習也來做實驗,學生的主觀能動性未能得到發(fā)揮,普遍存在不重視實驗的傾向。為此,我要求學生在實驗前就實驗的目的、原理、注意事項及實驗過程的安排等必須做好預習,并寫出預習報告。上實驗課時由老師檢查,達不到要求的不得做實驗。這種方式對培養(yǎng)學生自學和獨立思考能力很有幫助。學生除預習實驗指導書外,還應去圖書館查找相關書籍對一個實驗的多種方法都有所了解,并知道各種方法間的主要區(qū)別及其適用條件,這樣做有利于拓展學生的視野,使學生在實驗開始前對整個實驗的原理、方法、步驟有一個較為清晰的了解,在實驗時也可有條不紊,有的放矢.節(jié)約時間。
2.部分實驗準備工作由實驗室準備變?yōu)閷W生自己動手,強化基本操作,培養(yǎng)動手能力。以前實驗課,試劑的配制、儀器設備使用、實驗材料的準備、處理、擺放等實驗準備工作均由準備室做,學生進實驗室都是現(xiàn)成的,他們對實驗前的這些工作基本上不了解。實驗準備是實驗的一個重要組成部分,對試液、儀器等有嚴格的要求,在實際工作中,學生將首先遇到這方面的問題,因此我們將部分準備工作安排在實驗中,由學生完成。實驗前,學生自己動手配試液,處理實驗動物(如打老鼠)、準備實驗材料,然后再進行實驗,這樣同學們對從準備到完成實驗的全過程就有了一個全面的了解。經過這樣的訓練,學生的基本操作正規(guī)了,培養(yǎng)了學生動手能力。
3.實驗開始前教師的講解重點也要圍繞實驗可采取的不同方法展開要引導學生不僅知道每個步驟怎樣做,還要知道為什么要這樣做,有沒有其它更好的方法等。諸如此類的問題,教師要盡可能將其講明,以培養(yǎng)學生主動思考的習慣。同時也要研究一定的技巧,比如采用教師提問(根據(jù)預習中存在的問題)、學生回答的形式進行討論,教師在此基礎上作必要的說明及總結。這種方式使實驗課堂很活躍,調動了學生的主動性、積極性,使他們能運用所學的理論知識解決實際問題。
4.選擇實驗材料,鼓勵采用不同方法進行實驗。在很大程度上促進了學生從事實驗的積極性。這樣就迫使學生采用不同方法進行實驗,使他們既有興趣又感到有壓力。由于綜合實驗在整個課程中分數(shù)比重較大,學生不敢漠然視之,促進了他們的科研精神的培養(yǎng)。當然這樣做會增加教師的工作量,教師既要準備大量的材料和藥品,又要做大量的個人輔導,但大部分學生都能積極動手做實驗,并取得了較好的結果時。
5.重視實驗報告的質量。為了培養(yǎng)和考察學生的研究能力,要求學生就實驗原理、方法、步驟用簡明的語言寫一個綜述,然后寫明此次實驗所采用的方法及獲得的結果,最后還要對自己的實驗方法、結果作以簡略分析,指出本次實驗所采用方法的優(yōu)點及難點所在,并建議如何改進。這樣一來學生就不會輕易照搬實驗指導書或隨意抄寫他人實驗報告,班中哪些同學實驗態(tài)度認真也能從實驗報告中一目了然,有利于促使學生在實驗中充分發(fā)揮主觀能動性。
關鍵詞:醫(yī)學分子生物學 實驗教學 教學改革 綜合性實驗
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)02(a)-0037-03
21世紀以來,隨著人類基因組計劃的完成,醫(yī)學分子生物學作為分子生物學的重要分支得以迅猛發(fā)展,其理論與技術早已廣泛滲透到生命科學的各領域,同時也成為橫跨基礎醫(yī)學與臨床醫(yī)學的橋梁課程。我校于2003年為醫(yī)學本科生開設了醫(yī)學分子生物學理論課的教學,實驗課的教學由于經費、場地、儀器等因素的限制,僅針對檢驗專業(yè)學生開設,其教學任務由醫(yī)學基礎研究中心醫(yī)學分子生物學實驗室承擔。通過多年的教學實踐和摸索,我們在現(xiàn)有的條件和辦學特色定位下及實驗教學基礎上,針對檢驗專業(yè)本科生教育的特點,于2011年起,我們對醫(yī)學分子生物學實驗課教學改革進行了初步探索,以期促進本學科實驗教學工作的發(fā)展,達到提高教學質量和培養(yǎng)學生綜合實踐能力的目的。
1 醫(yī)學分子生物學實驗教學的重要性
醫(yī)學分子生物學主要致力于闡明生物大分子結構、功能、調控機制以及人體各種生理和病理狀態(tài)的分子機制[1]。這些內容十分抽象而無直觀的實體,其中所涉及到的生理、生化過程,學生僅從書面上是無法進行形象化的觀察和認知。因此,作為一門實踐性和應用性很強的學科,實驗教學在醫(yī)學分子生物學整個教學過程中占有重要地位。通過實驗課的學習,不僅能驗證課堂上所學到的理論基礎,增強學生對知識的理解和掌控能力,而且能夠激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的實際能力。
2 對醫(yī)科生全面推行醫(yī)學分子生物學實驗課教學的改革勢在必行
醫(yī)學分子生物學是生命科學發(fā)展中最重要的前沿學科之一,其發(fā)展依賴于反復的實驗驗證,故具有實驗性強的特點,分子生物學實驗技術正深刻地影響著醫(yī)學的各個分支領域。因此,對省屬醫(yī)學院校各專業(yè)的本科生來說,掌握分子生物學技術的基礎理論和基本的實驗方法非常重要。提高學生的動手能力、培養(yǎng)應用型人才,對廣大醫(yī)科本科學生、研究生和青年教師而言顯得越來越重要。培養(yǎng)應用型人才成為目前教育教學改革的趨勢[2]。因此,實驗課的教學內容應該更加結合臨床實際,除了基本的分子生物學技術,注重增加醫(yī)學應用和前沿的內容。
特別是從2012年起,國家對大學本科教育經費的投入大幅度增加,體現(xiàn)了國家對高等教育的高度重視。大幅度提高對教育的投入,對于醫(yī)學生來說,主要體現(xiàn)在對教學成本高的實驗課教學的重視和投入,理論課教學的成本畢竟相對較低。因此,對醫(yī)學院校本科生進行醫(yī)學分子生物學實驗課教學改革,加強分子醫(yī)學教學,全面推行醫(yī)學分子生物學實驗課教學改革的時機成熟、勢在必行。
3 我校醫(yī)學分子生物學實驗教學中存在的問題
瀘州醫(yī)學院是培養(yǎng)醫(yī)學本科生最大的省屬地方醫(yī)學院校之一。學校現(xiàn)有17個二級院系,在校全日制本專科學生、研究生、留學生15000余人(http:///html/xygk/xyjj/)。醫(yī)學基礎研究中心成立于1999年,通過十多年的發(fā)展,目前擁有多名高學歷、高職稱的專職教師、實驗技術人員及先進的實驗儀器和設備,建立了“醫(yī)學分子生物學”省高校重點實驗室,“腫瘤表觀遺傳學”省高校重點實驗室和“表觀遺傳與腫瘤”省醫(yī)學重點實驗室,形成了分子生物學、細胞生物學、腫瘤生物學、實驗動物模型、形態(tài)學等研究平臺,可開展蛋白質組學、基因組學與個體化醫(yī)藥、表觀遺傳學等方面多學科交叉的科學研究工作,是我校一個重要的開放性實驗中心,為醫(yī)學分子生物學實驗教學提供了強大的師資隊伍力量和科研技術支持,但在實驗教學過程中仍存在諸多問題。
首先,實驗教學課時不足。眾所周知,醫(yī)學院校學生由于專業(yè)的特殊性所學課程繁多,各門課程的課時非常有限,就我校檢驗專業(yè)本科生而言,醫(yī)學分子生物學理論教學36學時,實驗教學18學時,理論與實驗的比例為2∶1。由于課時安排不充分,許多實驗項目無法開展,導致學生與許多醫(yī)學分子生物學的經典實驗失之交臂。而教師為了完成教學任務,被迫加快教學進度,甚至為了節(jié)約時間,提前準備好實驗所用試劑,學生沒有親自動手的機會,無法真正達到實驗教學的效果。
其次,實驗教學經費緊張。醫(yī)學分子生物學實驗項目多,所涉及的知識面廣泛,許多儀器和試劑都十分昂貴,需要大量的資金投入[3]。本中心作為全院重要的科研平臺和人才培養(yǎng)基地,擁有許多先進的儀器和設備,如基因擴增儀、各種電泳系統(tǒng)、各種離心機、凝膠成像系統(tǒng)、流式細胞儀等,但數(shù)量有限僅用于日常科研工作的開展,無法完全滿足實驗教學的需求,使得學生只能減少分組,不僅動手機會減少,而且實驗內容選擇也受到限制。
最后,傳統(tǒng)的教學模式影響了教學質量。長期以來,醫(yī)學分子生物學實驗教學模式都遵循著一個基本流程進行:教師簡單講解實驗目的和原理,學生按照實驗操作步驟進行實驗,學生觀察結果寫實驗報告。并且在實驗過程中,教師會提前將實驗結果告知學生,學生只需要驗證結果是否相符,完全沒有獨立思考的時間和空間,成了被動的接受者,時間一長,學生失去了學習的熱情,嚴重影響了教學質量。
4 檢驗醫(yī)學專業(yè)的醫(yī)學分子生物學實驗教學改革探索
實驗教學的設計思想是通過有限數(shù)目的實驗,加上實驗原理與方法導論的講授,使學生從實驗技能和實驗理論上能全面掌握醫(yī)學分子生物學的整體實驗體系、基本技術和方法。通過實驗教學改革,特別是設計性、探索性和綜合性實驗的開展,一方面加深了對理論知識的理解和掌握;另一方面培養(yǎng)了學生的動手能力,獨立分析問題和解決問題的能力,以及創(chuàng)造性思維的能力,從而為今后從事富于創(chuàng)造性的實際工作奠定良好的基礎[4~5]。
(1)實驗教材改革。
盡管實驗教學學時有限,開展的實驗項目較少,但為了讓學生能全面了解醫(yī)學分子生物學這門學科所涉及的各方面知識,本中心組織了一批有經驗的教師和實驗技術人員共同編寫了可供醫(yī)學本科生和研究生使用的《精編醫(yī)學分子生物學實驗指導》[2],全書共分五章四十余個具體的實驗操作。按照實驗目的、原理、儀器材料、步驟及注意事項等結構介紹每一項實驗技術。其內容大致分為五部分,包括基本分子生物學實驗技術、基因操作技術、基因診斷技術、表觀遺傳學和蛋白質分析技術、細胞培養(yǎng)與分析技術。該教材不僅保留了一些經典的實驗內容,如質粒DNA的提取,大腸桿菌感受態(tài)細胞的制備等外,新增了關于臨床基因診斷以及形態(tài)學與功能學的實驗內容。在具體實驗教學過程中,我們可以根據(jù)不同專業(yè),不同層次靈活教學。該實驗指導既有原理又有實驗結果,圖文并茂、簡潔精煉。同時附有醫(yī)學分子生物學實驗課程簡介和醫(yī)學分子生物學教學大綱。這樣,我們保證了實驗課教學內容的知識性、系統(tǒng)性和權威性。
(2)教學內容改革。
由于教學學時和實驗條件的限制,原有的教學內容僅開展了三個實驗項目,分別為動物外周血全血DNA的提取實驗、瓊脂糖凝膠電泳實驗和血清蛋白SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳實驗。這些實驗雖然是醫(yī)學分子生物學基礎及經典的實驗技術,重要性很強,但是它們之間相對獨立,關聯(lián)度不夠,缺乏實驗的連貫性和綜合性,且與臨床聯(lián)系不大,學生興趣缺乏。為了節(jié)約教學成本,實驗準備均由教師提前完成,學生只需提取樣品,最后電泳上樣,觀察實驗結果,完成實驗報告。因此,學生根本沒有充分的時間對整個實驗進行思考和探索,可能實驗做完,他們完全沒有理解這些實驗的目的和意義,只是照搬照抄,應敷了事,完全違背了設置實驗課的初衷,沒有達到鍛煉學生獨立思考,獨立操作的目的。
針對這些問題,為了培養(yǎng)學生的學習興趣,提高學生的動手能力和創(chuàng)新性思維,根據(jù)醫(yī)學檢驗專業(yè)的特點,我們創(chuàng)新性地重新設計了一個綜合性實驗――DNA指紋分析[2,6~8](見圖1),包括人外周血DNA的提取、分光光度法(Nanodrop法)測定DNA的濃度和純度、以所提取的DNA為模板進行PCR擴增D1S80短串聯(lián)重復序列、瓊脂糖凝膠及聚苯稀酰胺凝膠電泳、DNA染色(EB染色和銀染)、凝膠成像系統(tǒng)下觀察結果和照相,最后進行分析[2]。
同時將學生分為4人一組,每4個組為一個班,每個班由兩位教師負責。學生之間相互抽取血樣進行DNA的提取,所有實驗步驟均由學生獨立操作完成,教師只是從旁協(xié)助和指導,盡量爭取每位學生都有動手的機會。這樣改革的優(yōu)點在于,我們將研究對象由模式動物轉化為人類自己,從核酸技術以及基因工程技術兩條主線展開,并且選用了基因診斷中的一個重要內容―DNA指紋分析這個能引發(fā)學生興趣的內容,使得整個實驗過程更加貼近臨床實踐,更能促進學生的積極性和參與度。而且實驗具有連續(xù)性和系統(tǒng)性,使學生對實驗內容有了更深刻的認識,提高了學生的動手能力,鞏固了課堂教學所學的理論知識。
(3)教學方式改革。
我們摒棄了傳統(tǒng)的教學方式,不再是單一的教師講,學生聽的模式,而是結合PBL法、充分利用現(xiàn)代教學手段,巧妙運用計算機多媒體作為實驗教學的輔助工具,合理利用多媒體系統(tǒng)的音頻和視頻信息,在實驗課里將一些未開展的實驗項目自然生動的展現(xiàn)在學生面前,方便了學生學習,提高了學生的學習興趣,為學生今后的畢業(yè)實習及工作奠定良好的基礎。同時教師帶習學生數(shù)量相對減少,有更多時間與學生進行面對面交流和溝通,啟發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題,使學生由被動的接受者轉變?yōu)橹鲃訁⑴c者,培養(yǎng)學生的科研思維和創(chuàng)新能力。
(4)教學效果反饋。
為了了解實驗教學改革的效果,我們對參與實驗的同學進行了問卷調查(見表1)。調查表的內容主要涉及實驗開設是否具有創(chuàng)新性,是否能提高學生的學習興趣和動手能力,對學生今后的工作是否有幫助等等。調查結果顯示,實驗教學改革后,學生對醫(yī)學分子生物學這門課程有了更深的認識和理解,而且學習積極性明顯增加,對知識掌握更加具有完整性和系統(tǒng)性,達到了培養(yǎng)學生科研素質和創(chuàng)新思維、提高動手能力的目的。
5 結語
總之,經過醫(yī)學分子生物學實驗教學的改革,其實驗內容將理論基礎與臨床實踐完整地結合在一起,學生普遍反映教學效果良好,學習積極性明顯提高,實驗操作能力顯著增強。通過醫(yī)學分子生物學實驗教學激發(fā)了學生的潛在能力,培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維,為學生今后從事科學研究和臨床工作打下了堅實的基礎。適應社會發(fā)展需要,由培養(yǎng)單一臨床技能型人才向培養(yǎng)具有臨床科研和動手能力強的復合型人才轉變。但本次改革仍有不足之處,學生普遍反映實驗教學學時不夠,以及實驗教學經費不足,導致實驗項目相對較少。
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一、醫(yī)學課程體系設置中存在的問題
(一)醫(yī)學實驗課程設置不合理
我國醫(yī)學院校的大多數(shù)實驗課程是按照蘇聯(lián)的模式,以專業(yè)學科為基礎,依托教研室建立起來的,這種實驗課程設置模式存在的弊端主要表現(xiàn)為自成體系,相互脫節(jié):不同專業(yè)的實驗課程自成體系,相互封閉,造成相互脫節(jié),資源浪費;相近專業(yè)的實驗內容重復開設,造成實驗耗材的浪費;相近專業(yè)的實驗技術人員互不交流,重復配置,造成人力資源的浪費,由于沒有長遠規(guī)劃,實驗教學搞小生產,小作坊,小而全,制約了實驗教學的建設和發(fā)展。同時,一方面是臨床問題層出不窮,另一方面是教學內容老化過時,其結果是造成教學內容設置更不合理。
(二)醫(yī)學實驗課程內容簡單重復
長期以來,實驗課的目的只是對理論課的驗證,這樣對實驗課的要求很低,只是簡單的重復,實驗課內容模式單一,缺乏綜合性實驗,缺乏創(chuàng)新性的實驗內容。醫(yī)學實驗課程對科學素質培養(yǎng)重視不夠,我國的醫(yī)學教育在七年制臨床醫(yī)學專業(yè)課程中對科研引入醫(yī)學教育國際標準,能力訓練有明確要求。但在五年制臨床醫(yī)學專業(yè)課程設置中對科研訓練要求較低,課程數(shù)量少,學時比例低。
(三)醫(yī)學實驗課程內容相互脫節(jié)
由于醫(yī)學各專業(yè)分工細、口徑窄,附屬于各專業(yè)課的實驗課程就顯得零亂,各自為政,主要問題表現(xiàn)為相互脫節(jié)和重復設置。例如,組胚學安排在第二學期,病理學安排在第四學期,使得相互需要支撐的學科脫節(jié)。最簡單的顯微鏡使用方法,在生物、組胚、病理、病原和檢驗等不同專業(yè)的實驗課中都要重復;動物實驗方法在生理、病理生理、藥理和外科等不同的專業(yè)中也要重復。這樣一來既不能使醫(yī)學實驗課自成體系,又造成了資源的浪費。因此,建立一個統(tǒng)一的與理論課內容既相互獨立,又有機聯(lián)系的醫(yī)學實驗課程體系勢在必行。
二、臨床醫(yī)學實驗課程體系改革的思路和方法
基于醫(yī)學實驗課程中存在的問題,對學校臨床醫(yī)學專業(yè)的實驗課程體系、實驗課程內容和實驗教學方式等方面進行了改革。
(一)改革的思路
1.轉變教育思想,引入國際標準,深化醫(yī)學實驗課程改革
通過更新教學觀念,從教育思想上建立起“以人為本,以人的發(fā)展為宗旨”的現(xiàn)代教育觀,建立起教師為主導,學生為主體的教育思想,注重從課程的源頭進行總體設計,深化課程體系改革。
2.建立新的比較完善的基礎醫(yī)學實驗課程體系
借鑒國內外先進經驗,結合實際,打破學科界限,探索和實踐新的課程設置模式。我們將功能性相近的課程進行有機整合,按器官系統(tǒng)為核心設計實驗課程體系,由傳統(tǒng)單一的課程體系向多樣化模塊課程體系轉變,改變我國醫(yī)學實驗課程設置較為單一的現(xiàn)狀。
3.完善和優(yōu)化新的醫(yī)學實驗課程內容
打破學科界限,以器官系統(tǒng)為中心,探索和實踐新的課程設置模式,將功能性相近的基礎醫(yī)學課程進行有機整合,按照器官系統(tǒng)為基礎設計課程體系,逐步完成基礎醫(yī)學課程綜合化,實現(xiàn)理論課程與實踐課程的統(tǒng)一,最終,構建以系統(tǒng)模塊為中心的醫(yī)學實驗課程體系。
(二)改革的措施和方法
1.有機整合醫(yī)學主干學科,交叉融合相關學科,建立基礎醫(yī)學實驗課程體系
將實驗課程內容從原有理論課體系中分離出來,形成獨立的實驗課;將過去分屬不同學科、但內容有較強內在聯(lián)系的課程重新整合形成新的實驗課程。把人體解剖學、組織學、生理學、病理生理學和藥理學等12門學科的內容有機地整合,形成具有自主特色的基礎醫(yī)學實驗課程體系。我們將實驗動物學、實驗技術學和統(tǒng)計學等的部分內容有機的結合到實驗設計中,改善傳統(tǒng)的實驗教學內容和實驗技術方法,形成具有基礎聯(lián)系臨床特色的課程體系,促進學科課程的融合。
2.以系統(tǒng)器官設置模式為主線,建立醫(yī)學實驗教學體系
在目前醫(yī)學教育總體模式不變的條件下,實行以器官系統(tǒng)為主線的課程設置模式,制定和實施新的教學大綱和教學計劃,把組織學和病理學,生理學、病理生理學和藥理學,細胞生物學、生物化學和醫(yī)學遺傳學,免疫學和微生物學等基礎醫(yī)學各個學科的課程,按照系統(tǒng)和器官為主線的模式,安排與相互銜接,建立以器官系統(tǒng)為中心的,基礎聯(lián)系臨床的實驗教學體系。
3.以培養(yǎng)卓越醫(yī)師為核心,優(yōu)化實驗課程內容結構
以培養(yǎng)卓越醫(yī)師為核心,開展創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實踐,完善醫(yī)學實驗教學的相關理論,研究開展創(chuàng)新實驗的基本方法,探索實驗設計的基本思路。在課程管理上,進行實驗教學項目菜單化、教學內容層次化和選課項目自主化的實驗教學管理模式。
4.以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為核心,探索實驗教學方法
在教師指導下,學生進行自主的實驗設計,通過選題、實驗設計、實驗實施、統(tǒng)計實驗數(shù)據(jù)的處理和實驗論文的撰寫等實踐過程,完成科學實驗設計,使學生對科學實驗設計融會貫通,形成具有特色的教學方法。同時,建設與新的實驗課程體系相適應的教材和教師隊伍。
三、醫(yī)學實驗課程體系改革的主要成果
(一)建立基礎醫(yī)學實驗課程體系
從2008年3月開始,研究基礎醫(yī)學實驗課程,根據(jù)學科性質及條件成熟程度,將實驗課程內容從原有理論課體系中分離出來形成獨立的實驗課;將過去分屬不同學科、但內容有較強內在聯(lián)系的課程重新整合形成新的實驗課程。2010年3月,初步建立了基礎醫(yī)學實驗課程體系,具體的成果內容是:(1)把組織胚胎學和病理學的理論和實驗課程進行重組融合,形成醫(yī)學形態(tài)學和醫(yī)學形態(tài)實驗學兩門課程。(2)把生理學、病理生理學的理論和實驗課程進行重組融合,形成生理與病理生理學,醫(yī)學機能實驗學兩門課程。(3)把生物化學和分子生物學課程融合,形成生化和分子生物實驗學;把細胞生物學和醫(yī)學遺傳學課程融合,形成醫(yī)學生物實驗學。(3)把免疫學和微生物學的實驗課程融合,形成免疫和微生物實驗學。因此,新的基礎醫(yī)學實驗課程體系的特點是將實踐特征強和實驗內容多的理論課攜實驗課的模式改變?yōu)閷嶒炚n主導的模式,改變傳統(tǒng)模式中實驗課程對理論課程的依附性質,代之以實驗課程自成體系兼容相關理論內容的教學組織模式。
(二)修訂培養(yǎng)方案,制定新的教學大綱和教學計劃
2009年3月至2010年3月,根據(jù)新的基礎醫(yī)學實驗課程體系的要求,制訂了新的教學大綱和教學計劃。(1)醫(yī)學形態(tài)學,醫(yī)學形態(tài)實驗學的教學大綱和教學計劃。(2)生理與病理生理學,醫(yī)學機能實驗學的教學大綱和教學計劃。(3)生化和分子生物實驗學,醫(yī)學生物實驗學的教學大綱和教學計劃。(3)免疫和微生物實驗學的教學大綱和教學計劃。通過教學大綱和教學計劃的制定,明確了教學內容和教學方法,為把握醫(yī)學實驗教學改革的正確方向奠定了堅實的基礎。新的教學大綱突出學生能力的培養(yǎng):通過理論聯(lián)系實踐,以培養(yǎng)實際動手的能力;通過基礎結合臨床,以培養(yǎng)臨床思維的能力;通過教學結合科研,以培養(yǎng)科學創(chuàng)新思維的能力。
(三)優(yōu)化實驗課程內容結構
在建立基礎醫(yī)學實驗課程體系的基礎上,進行優(yōu)化實驗課程內容的結構,實驗內容體系包括:(1)實驗基礎理論教學。教學目的是使學生了解和掌握醫(yī)學實驗研究的基本理論、方法和技術知識。(2)基礎性實驗教學。教學目的著重于基本技能、基本方法和實驗報告規(guī)范寫作的學習和訓練,培養(yǎng)學生知識應用能力和實踐能力。(3)綜合性實驗。教學目的是使學生掌握和應用醫(yī)學實驗的基本理論和基本實驗方法和實驗技術,培養(yǎng)學生應用多學科知識分析問題、解決問題的能力和實踐能力。(4)設計性實驗。教學目的是使學生初步掌握和應用醫(yī)學實驗的基本研究方法和技術,培養(yǎng)學生的綜合應用知識的能力。(5)創(chuàng)新探索型實驗。教學目的是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、激發(fā)創(chuàng)新欲望和團隊協(xié)作精神和領導能力,接觸學科前沿。
(四)建設與新的實驗課程體系相適應的教材體系
實驗課程教材是培養(yǎng)和訓練學生的實踐能力,全面提高綜合素質、培養(yǎng)創(chuàng)新意識的重要載體,是將知識建構和創(chuàng)新能力培養(yǎng)觀念貫穿于教學各個環(huán)節(jié)的重要平臺,教材的創(chuàng)新是實驗教學改革的核心。具體的成果內容是編寫了:(1)醫(yī)學形態(tài)實驗學;(2)醫(yī)學機能實驗學;(3)生化和分子生物實驗學;(4)醫(yī)學生物實驗學。因此,編寫與新的實驗課程體系相適應的教材體系,在教材編寫中繼承并發(fā)展基礎醫(yī)學實驗課程的核心內容,強調學科之間的交叉融合,重視新技術的應用,注重學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),最終,建立基礎醫(yī)學多層次立體化的實驗教材體系。
論文關鍵詞農業(yè)院校 食品毒理學 實驗 教學改革
論文摘要針對農業(yè)院校《食品毒理學》實驗課程教學過程中出現(xiàn)的“教”與“學”之間的一些問題,探討了該課程的改革措施,包括:培養(yǎng)學習興趣,調整課程結構;改進教學方法,加強實驗技能;優(yōu)化教學內容,豐富實驗項目;完善考核制度,突出實驗成績等內容,以期為改進實驗教學效果提供了一些思路。
食品毒理學是現(xiàn)代毒理學的一個重要分支,它借用基礎毒理學的基本原理和方法,研究食品中有毒有害物質的性質、來源及對人體損害的作用與機制,評價其安全性并確定這些物質的安全限量以及提出預防管理措施的一門學科[1],是云南農業(yè)大學食品質量與安全專業(yè)的必修課程。食品科學類專業(yè)開設《食品毒理學》,使學生掌握毒理學的基本理論、知識和基本技能,研究食品中可能含有的外源化學物質對食用者的毒作用機理,檢驗和評價食品的安全性或安全范圍,達到確保人類健康的目的[2]。
教學過程中,《食品毒理學》是一門與醫(yī)學科學緊密聯(lián)系的、理論和實踐相結合的課程。毒理學實驗是毒理學的組成部分,是理論教學的重要補充[3]。然而食品質量安全專業(yè)與醫(yī)學科學專業(yè)相差甚遠,食品科學類專業(yè)學生絕大多數(shù)都沒有接觸過活的實驗動物(如大白鼠、小白鼠、豚鼠和兔子等),而大白鼠插管灌胃、小白鼠插管灌胃、小白鼠尾靜脈和兔耳緣靜脈注射等基本實驗技能就更無從談起。但如果沒有這些技能作保證,諸如“化學物的急性毒性試驗”、“外源化學物半數(shù)致死量測定”等毒理學實驗就無法開展。因此,針對上述情況,筆者從以下幾個方面對實驗教學進行了一些有益的改革和嘗試,收效明顯。
1培養(yǎng)學習興趣,調整課程結構
由于《食品毒理學》(包括實驗課)與食品貯藏、加工及檢驗等食品類傳統(tǒng)課程有明顯差異,且理論性強,內容較為枯燥、抽象,學習困難較大,且部分學生認為該門課程與其今后從事的工作關系不大,因此學習積極性不高[4]。同時,同學們在學習過程中表現(xiàn)出較大的被動性和盲目性,特別是實驗課程,經常難以達到預期目的。
興趣是最好的老師,要想學好這門課程,首先應提高同學們的興趣。如何培養(yǎng)學生對《食品毒理學》,特別是其實驗課程的興趣,提高學生的學習主動性,這對教師是一個較大的挑戰(zhàn)。在課堂上,通過列舉新近國內外、特別是人們周圍的一些涉及食品安全的事例,如“三聚氰胺奶粉事件”、“蒙牛OMP事件”、“氫化植物油安全性評估啟動”等,進一步闡述“食品安全的重要性—食品毒理學在食品安全中的地位—實驗是食品毒理學的核心”三者的邏輯關系,從而強調了食品毒理學特別是毒理學實驗學習的重要性;同時,在課程講授中,以“人與食品”這一相互關系為線索,適當穿插、普及一些醫(yī)學常識,并通過音像、視頻資料以及實地參觀相關實驗室,使學生了解實驗動物學、細胞生物學和分子生物學等在毒理學中的應用,有效提升了其學習主動性。
同時,學院領導對該門課程也十分重視,對課時結構作了相應調整,課時數(shù)由以前的32課時調整為48課時,其中實驗課時從9課時提高至15課時,內容也從單一的“驗證性實驗”向“綜合設計性實驗”過渡,從而提高了實驗課程的教學質量。
2改進教學方法,加強實驗技能
動物實驗是毒理學最基本的實驗,而進行動物實驗的基本技能訓練如實驗動物的選擇、分組、染毒方法以及生物材料的采集與制備等,是完成毒理學實驗的根本保證。教師在指導實驗時干預過多,學生的動手實驗變成教師的演示實驗,對實踐教學極為不利[5]。
因此,只有改進教學方法,加強同學們實驗技能,才能完成好毒理學課程實驗[6-8]。而對食品類專業(yè)的學生來說,要在短時間內都掌握動物實驗技能是不太現(xiàn)實的。因此,通過自愿報名和班級推薦,選出10名左右對動物實驗感興趣且動手能力強的骨干學生,利用課余時間,結合教師相關科研課題,專門對其進行基本實驗技能培訓。在師生的共同努力下,學生可基本掌握抓取動物的正確手法、動物染毒(如灌胃和注射)方法、生物材料的采集(如小鼠眼眶后靜脈叢采血)等基本實驗技能。正式實驗時,再將這些同學分散到各小組,帶領和指導其他同學共同完成實驗操作。實踐教學的改進,盡管期間增加了師生的工作量和工作時間,卻加強了學生的動手能力,并解決了部分教師科研力量不足的問題(目前云南農業(yè)大學食品科學技術學院教師承擔的科研課題中很大一部分會涉及動物實驗),也能使學生積極參與到科研工作中去,可以說是師生共贏、教學科研共贏。
3優(yōu)化教學內容,豐富實驗項目
傳統(tǒng)的毒理學實驗多數(shù)都以驗證性實驗為主,學生按照實驗講義的內容及要求按部就班地操作,實驗結果一目了然。但全部采用這種實驗教學,一方面會降低學生的學習興趣,難以鞏固所學的基礎知識;另一方面也不利于學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。因此,對實踐教學內容有必要進行調整,以進一步激發(fā)學生的科學探索精神。
調整后的實驗內容安排上,由3個傳統(tǒng)的驗證性實驗、1個應用型實驗和1個綜合設計性實驗構成。驗證性實驗依舊為毒理學經典基礎性實驗:急性經口LD50毒性試驗、Ames試驗和小鼠骨髓多染紅細胞微核試驗;應用型實驗為“家兔有機磷中毒的臨床觀察及解救”;而綜合設計性實驗則是“不同外源化學物對小鼠肝功能的影響”,要求同學們自行選取感興趣的、與食品相關的外源化學物質通過灌喂小鼠,測定動物血漿轉氨酶活性變化,并分析該化學物質對肝臟的損害。
實驗項目的優(yōu)化,不僅可以更好地鞏固和提高同學們的實驗技能,更重要的是加深其對“實驗”在食品毒理學應用中重要性的認識和理解。通過基礎性實驗,使同學們熟悉、掌握了最基本的實驗技能,并了解經典實驗的相關內容及毒理學意義;應用型實驗是在掌握一定基礎實驗后對解決毒理學實際問題的探索[9-10];而綜合設計性實驗則是要求學生能夠分組(4~6人/組)完成非特定外源化學物毒性及致病機制的初步研究。該實驗要求學生通過查找資料及進行預實驗確定實驗用外源性化學物質的種類、可能引起動物中毒的劑量(既能引發(fā)明顯的中毒癥狀和特征性生物學標志的改變,又不能導致動物死亡),并能夠熟練進行實驗動物灌胃、采血及其血清轉氨酶活性的測定。通過上述實驗的逐級訓練,特別是綜合性設計實驗,不但可以使大部分學生較為熟練地掌握一般毒理學實驗技能,更為重要的是幫助學生將理論知識聯(lián)系起來進行初步毒理學試驗設計,為今后從事相關工作和研究奠定了較好的基礎。
4完善考核制度,突出實驗成績
要圓滿完成上述實驗,需學生付出相對較多的時間和精力,因此增加實驗成績在期末課程成績的權重也是非常必要的,目前已由20%提高至30%,大大提高了同學們完成實驗課程的積極性。實驗課成績從實驗操作、實驗報告、課堂提問和考勤等幾方面進行評分。
課程實驗成績的考核重在過程而非結論,這一原則始終貫穿在實驗考核中。針對部分學生缺課、不認真完成實驗和抄襲實驗報告等現(xiàn)象,采取了嚴格的實驗課程管理辦法:成績考核方面如無故缺席實驗課1次以上,實驗成績取消;實驗過程中觀察學生有無重大操作失誤;對實驗報告的格式、實驗原理和現(xiàn)象的討論分析進行綜合評定,主要考察學生是否認真完成了實驗,而實驗結果誤差多少不重要,只要在一定的范圍內即可。通過上述幾個方面對學生進行考核,就能比較客觀地反映出其對毒理學實驗的掌握情況,而學生對實驗成績的評定也完全認可。
5結語
實踐證明,《食品毒理學》實驗教學方法的改進得到了絕大多數(shù)學生的肯定,課程教學質量也得到了提高。但實驗教學內容和方法的改革是沒有窮盡的,目前僅是作了一些探索,而在提高學生實驗技能和分析、解決問題的能力方面,還有很多工作要做[11]。相信在老師和同學們的共同努力下,《食品毒理學》實驗教學效果會不斷提高。
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關鍵詞 生物化學;實驗教學;教學改革;農業(yè)高等院校
中圖分類號 G40 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2016)08-0334-03
Abstract Experimental teaching plays pivotal role in biochemistry teaching for university education.It is an important subject to improve the effect of experiment teaching according the characteristics of the specialties in agricultural colleges and bined with the practice of teaching reform of Biochemistry Experiment Course in Henan Agricultural University,this paper summarized the problems and reform measures,teaching methods and examination methods in the course of biochemistry experiment.A series of reforms improved the students' analysis ability effectively,stimulated the enthusiasm of study greatly,and enhanced the students' abilities in the test skill gradually.Through reforms,a solid foundation was laid for cultivating students' innovation ability.
Key words biochemistry;experimental teaching;teaching reform;agricultural colleges and universities
生物化學是生命科學的基礎和前沿學科,它詳細闡述了生物體的結構組成、物質和能量代謝規(guī)律,并運用物理和化學的原理與方法研究生命活動變化的規(guī)律。由于生物化學學科與農、林、牧業(yè)類等諸多學科關系緊密,已成為農業(yè)高等院校的一門重要專業(yè)基礎課程和學位課,涉及的專業(yè)廣泛,包括農學、生物學、林學、畜牧、植保、園藝、資源環(huán)境、食品科學等。學科內容涉及植物學、動物學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學等領域。要求掌握的名詞概念多、理論深奧難懂、知識體系龐大、內容繁雜,容易出現(xiàn)“教師難教、學生難學”的現(xiàn)象,使生物化學教學難以達到理想效果。如何教好生物化學課程,使學生對生物化學知識的理解與掌握達到理想的教學目標,是生物化學教育工作者需要面臨解決的問題[1]。
實驗課在生化教學的過程中發(fā)揮著重要的作用。開展生物化學實驗課程的目的是通過實驗過程,加深學生對理論知識的認識,培養(yǎng)學生的動手能力和解決問題的能力。提高實驗教學的質量,對培養(yǎng)學生的綜合素質具有重要的影響。因此,開展實驗課程具有重要的意義。
目前,雖然各個農業(yè)院校生物化學課程體系中均安排有相關的獨立實驗教學內容,但是普遍存在實驗內容陳舊、實驗教學活動與理論知識以及與農業(yè)專業(yè)技能缺乏銜接的現(xiàn)狀。針對這種情況,河南農業(yè)大學生物化學教研室積極結合農業(yè)院校學科特點進行教學改革實踐,近年來對該實驗教學內容和課程體系不斷進行深入探索,并結合學校的科研工作推動該學科實驗教學的改進,取得了良好的教學效果。
1 實驗教學的現(xiàn)狀及主要問題
1.1 實驗教學內容單一,知識陳舊,缺乏科學性
生物化學是一門基礎學科,因此生物化學實驗教學內容就要立足于基本的知識和技能,但是一直以來,實驗教學內容的設置都缺乏專業(yè)整體性和系統(tǒng)科學性,與農業(yè)實踐應用也缺乏緊密聯(lián)系。實驗項目相對簡單,多數(shù)是驗證性的實驗項目,缺乏綜合性的和設計性的實驗項目。生物化學課程知識繁雜,理論性較強,必須依靠設置系統(tǒng)科學性的實驗項目加以補充,強化理論課程的知識內容,以便學生更好地掌握生物化學的知識結構和內容。
分子生物學是現(xiàn)代生物技術發(fā)展的優(yōu)勢學科,能夠體現(xiàn)生物技術發(fā)展的前沿,它與生物化學在核酸和蛋白質的知識內容有重疊,針對綜合性的農業(yè)院校生物學專業(yè)的學生,考慮到學科專業(yè)方面差別以及應用型人才培養(yǎng)的需求,因此需要設置一些與分子生物學相結合的綜合性和設計性的實驗項目。
1.2 實驗教學方法單一,教學手段落后
以往本科生實驗課程都是由生化教研室安排設計出來一些驗證性的實驗項目,實驗教師前期配制相關實驗試劑、調試安裝實驗儀器,任課教師在實驗課堂依據(jù)實驗掛圖,先將實驗目的、實驗原理、操作步驟以及實驗注意事項等逐一講解1遍,再進一步把實驗步驟操作演示給學生,之后學生按照實驗步驟操作完成實驗,抄錄實驗掛圖以完成實驗報告。學生全程只需要簡單機械地完成實驗的操作,完全沒有思考和討論的余地,無法調動學生學習的積極性,久而久之學生對實驗課程的學習缺乏興趣,因此也就必然影響了實驗課程的學習效果。
傳統(tǒng)的教學手段采用教師板書和實驗掛圖相結合,實驗掛圖長年得不到更新,相應內容也就不能及時更新,嚴重落后速發(fā)展的生物化學實驗技術,與當今生物化學知識和技能發(fā)展的進程嚴重脫節(jié);學生也不能及時接觸和學習到新的知識技能,更無法直觀地觀察、了解實驗的過程,阻礙了學生的感性、理性認識,在一定程度上影響了實驗課程的教學效果。
1.3 教學經費的投入少
實驗教學經費和條件有限,儀器設備大大落后于科研發(fā)展現(xiàn)狀,近幾年隨著高等院校擴招使學生人數(shù)持續(xù)增加,由于實驗教學經費有限,致使實驗師資力量、實驗場地、實驗儀器和實驗試劑耗材等教學資源嚴重不足。本科生教研室由于缺乏經費的投入和支持,在教學設備上的投入受到一定程度的限制,遠遠不能滿足現(xiàn)代實驗技術操作的需求[2];因學生人數(shù)多,受實驗場地所限,通常需要縮短每個實驗項目所需時間,以便在有限的時間和場地來容納必修該門課程的眾多學生;師資隊伍力量薄弱,學校通常對實驗崗位工作的重視程度不高,工作量計算和工資待遇遠遠低于理論課教師,導致實驗教師對待實驗項目更新和實驗時間投入的熱情不高;同時設置綜合性和設計性的實驗需要的試劑耗材等價格昂貴,經費的不足致使這類實驗難以全面開展。因此,由于學校的教學經費投入不足,會直接導致學生對現(xiàn)代化實驗室的技術和裝備發(fā)展缺乏認識。
1.4 實驗考核方式有待提高
實驗課程在生物化學課程中處于輔助地位,教師將理論課程作為教學的中心,著重進行考核,導致學生將學習的重心放在理論學習中,忽視了實驗學習。同時,實驗教學的考核方式多以筆試的方式進行,學生動手能力在考核中占的比例較小,影響了學生學習的積極性。
因此,要以學生的實驗過程和實驗能力為依據(jù),適當改變和完善實驗課的考核方式,不能單純只看重實驗的結果。制定科學合理的實驗課程考核方式,不但能夠檢驗學生真實的學習成果,而且能夠激發(fā)學生的學習興趣,提高學生學習的主動性,提升教學質量[3]。要將學生的整個實驗過程,包括理論知識的掌握程度、實驗的準備及操作、實驗現(xiàn)象的觀察與記錄、實驗數(shù)據(jù)的分析處理、實驗結果的總結與討論以及出勤率等,都納入實驗考核的范圍,全面考核實驗預習與準備情況、動手能力、創(chuàng)新思維能力以及發(fā)現(xiàn)問題、分析總結的能力等[4]。
2 實驗教學改革措施
2.1 實驗教學內容的更新
優(yōu)質的實驗教學內容將有助于學生理解較為抽象的理論知識,同時也會有助于培養(yǎng)學生的思維能力和創(chuàng)新意識。實驗課程是對理論課程的復習強化,并對實驗內容進行及時更新,使得學生能夠了解現(xiàn)代生物化學發(fā)展的趨勢和方向,增加學生對生物化學實驗課的興趣,有助于提高學生的求知欲望及動手操作能力。
2.1.1 保留并優(yōu)化經典實驗。對于體現(xiàn)生物化學學科特性的、必要的經典實驗項目進行保留和拓展,例如雙縮脲法測定蛋白質的含量,除了保留其經典操作之外還進行了一些合理的優(yōu)化。
2.1.2 結合當今科學研究,適當增加新的實驗項目。考慮到生物化學和分子生物學具有相同的章節(jié)內容,為了能夠滿足學生學習到分子生物學的先進技術和技能,將分子生物學和生物化學的研究方法和技術融合到一起,對重復的內容或者陳舊過時的實驗項目進行合并或者刪除,設計開展一些綜合性和設計性的實驗項目。重視學生實驗技能的培養(yǎng),比如設計了“質粒DNA的提取和鑒定”以及“植物組織中蛋白質的提取和檢測”2個綜合性的實驗,綜合運用到了質粒提取、酶切鑒定、PCR檢測、組織蛋白提取和電泳分離等較高層次的分子生物學實驗技能[5]。
2.1.3 鼓勵學生主動參與全過程 。在實驗的準備和預實驗階段,教師通過各種方式選拔部分學生參與其中,一定程度上提高了學生的參與感,促使其提前探知相應內容,加深了他們對理論知識的理解,又提高了實驗動手操作能力,因而實驗的教學效果明顯。
2.2 改善教學方法和手段
2.2.1 優(yōu)化課堂結構,改變傳統(tǒng)教學法。 傳統(tǒng)的實驗教學方式,由教師設計安排實驗項目,歸納整理好實驗目的、實驗原理、實驗儀器的使用以及實驗方法和步驟,學生只需要嚴格按照操作步驟執(zhí)行即可。這樣的實驗教學形式比較呆板,不利于發(fā)展學生分析問題和思考問題的能力,無法培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識[4]。因此,我們要求任課教師運用啟發(fā)式教學手段,使學生對實驗原理和實驗方法有更深刻的理解;重視預習環(huán)節(jié)的檢查,調動學生學習的積極性;增加師生交流,強化學生思維方式的培養(yǎng),讓學生自主討論設計實驗,并制定出詳實的實驗方案,同時讓學生全程參與到實驗試劑的配備以及實驗儀器的調試過程,這樣不僅增強了學生的動手能力,而且加深了學生對理論知識的學習和理解。
2.2.2 采用現(xiàn)代化教學工具。多媒體授課具有直觀性和趣味性的特點,在實驗教學中運用多媒體技術,將生物化學實驗室儀器設備的使用方法及常規(guī)生物化學實驗技術的操作規(guī)程上傳至學院網頁,學生可以自主下載相關資料進行實驗預習,使學生能夠提前掌握生物化學實驗技術及相關儀器設備的使用方法,提高實驗效果;開展網絡實驗室,整合網絡資源使得學生在課外時間依然能夠進行實驗訓練和學習,滿足學生的求知欲。
2.3 加大實驗經費的投入
2.3.1 積極參與申報各級教學有關項目。在高等學校本科教學評估以及中央財政支持地方高校發(fā)展專項基金的推動下,許多本科院校不斷加大實驗室建設規(guī)模,實驗室條件得到極大改善。河南農業(yè)大學爭取實驗條件和空間的改善,成功獲批國家級生物學實驗教學示范中心,為我們開展生化實驗教學的改革注入強大動力。學校除了基本的實驗經費開支外,還籌集專項資金用于開放式實驗教學,以項目的形式資助鼓勵本科生科研創(chuàng)新,并給予一定經費用于購置實驗試劑和耗材。
2.3.2 有效利用開放性實驗平臺。開放性實驗的主體是學生,教師只起輔助作用,目的是培養(yǎng)學生綜合能力和創(chuàng)新能力。該方式具有創(chuàng)新性和綜合性的特點,是實驗教學的發(fā)展方向。開放性實驗設置的步驟有以下幾項:一是選題。實驗題目的選擇由學生在老師的指導下確定。二是確定實驗的步驟。實驗步驟先由學生在查閱資料的基礎上確定,再由指導教師審核、修訂學生實驗設計方案。三是實際操作。四是實驗完成后,組織學生進行討論,并形成結論,提交實驗報告交到學校完成項目驗收。開放性實驗體現(xiàn)了“學生為主,教師為輔”的一種教學理念,有利于增強學生的主觀能動性,提高學生的科研創(chuàng)新能力,培養(yǎng)學生的探索思維和科學精神[6]。
2.3.3 改革實驗教師的績效考核辦法。鼓勵支持實驗教師進行高校之間交流合作,互相交流學習實驗教學改革的新形勢、新經驗,以推動河南農業(yè)大學的本科生生化實驗教學工作。綜合性農業(yè)類本科院校實驗教師偏少,而學生數(shù)量大,在開放性實驗教學的準備和指導方面投入大量精力。因此需要制定出支持開放性實驗教學的鼓勵政策,充分調動和提高實驗教師的工作積極性,加大對本科生實驗室軟件和硬件設施的資金投入。比如制定新的方法對實驗教學的工作量進行衡量,提高實驗教師的收入。對實驗教師年度考核和職稱評定有所傾斜。從而調動教師開展實驗教學的積極性。以促進開放式實驗教學的發(fā)展進步;更新?lián)Q代實驗儀器設備,擴建實驗場地,建立基金項目支持等。
2.4 優(yōu)化實驗課考核內容,完善考核標準
實驗課程的考核不但是對學生學習結果的衡量,也是實驗教學的指導。學生根據(jù)實驗課程的考核判斷學習重點,安排學習時間。以往的實驗考核依據(jù)為實驗報告,導致學生在實驗課程的學習過程中重視理論知識的學習,輕視實驗操作過程。因此,今后要對實驗課程的考核方式進行改革,完善考核標準,改變以往重理論知識考核輕動手能力考核的方式,將學生的實驗態(tài)度、基本實驗技能的掌握程度、實驗過程中獨立思考的能力和分析解決問題的能力都納入實驗課程的考核范圍。為此制定了新的生化實驗考核方法,其由4個方面組成,包括實驗報告、出勤情況、課堂討論表現(xiàn)和實驗技能操作。其中實驗報告考核,比較重視學生對實驗結果的分析討論;出勤情況考核每次實驗課進行簽到,缺勤要進行適當扣分;課堂討論表現(xiàn)方面,對于積極提出問題、回答問題的同學進行適當加分;實驗技能操作考核注重學生的動手操作能力,包括實驗過程中對實驗試劑和儀器的操作。這種實驗課程的考核方式對學生實驗知識和技能的掌握程度進行了考核,充分調動了學生學習的積極性。
3 結語
通過生物化學實驗教學改革,教學質量得到了明顯提升,不僅使學生增長了知識、開闊了視野,還有效地訓練了學生的思維能力,培養(yǎng)了學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力,發(fā)揮了學生學習的主動性,提高了學生學好本課程的積極性,對其以后就業(yè)或深造意義重大。但生物化學實驗課程的教學改革是一項長期而艱巨的任務,涉及到教學計劃和人才培養(yǎng)方案的修訂,同時對教師的綜合素質和專業(yè)知識也提出了更高的要求,是一個需要不斷完善的過程。需要以與時俱進、精益求精的態(tài)度,促改革,重實踐,勤總結,不斷強化教學改革的效果,逐漸構建一個優(yōu)化的教學體系,才能全面提升實驗教學的水平,培養(yǎng)具有一定創(chuàng)新能力的高素質人才[4]。
生物化學實驗課是農業(yè)類高等學校教學中的一門重要的基礎課程。對生物化學實驗課程進行教學改革,可以提高學生對該課程的掌握程度,提高學生學好生物化學實驗課程的積極性。同時,有利于提高學生的動手操作能力以及建立正確的科研態(tài)度,對于提升本科生整體培養(yǎng)質量具有重要意義。本課題對生物化學實驗課程進行教學改革的探索,還可以為農業(yè)類高等學校基礎學科的實驗課程改革提供一定的借鑒。
4 參考文獻
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[3] 張強,周正義,崔峰,等.應用型本科高校生物化學實驗教學改革初探[J].牡丹江師范學院學報(自然科學版),2012(1):78-79.
[4] 馮紀南,劉晶,黃海英,等.新建地方本科院校生物與化學實驗教學改革的探索與實踐[J].廣東化工,2014,41(10):166-167.