談醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)改革

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摘要:細(xì)胞生物學(xué)是醫(yī)學(xué)教育的一門基礎(chǔ)性課程，是開啟醫(yī)學(xué)生涯的敲門磚。培養(yǎng)符合新時展需求的高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才，要求醫(yī)學(xué)生具有良好的細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)。文章探討了醫(yī)學(xué)本科生細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，創(chuàng)新教學(xué)模式、優(yōu)化考核方式、完善課程設(shè)置和充分利用現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備，以期提高教學(xué)質(zhì)量，加強對學(xué)生自主創(chuàng)新能力和科研素質(zhì)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞:細(xì)胞生物學(xué);實驗教學(xué);教學(xué)改革

醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)是當(dāng)代醫(yī)學(xué)科學(xué)的基本構(gòu)成，通過從個體、細(xì)胞、亞細(xì)胞和分子等水平對細(xì)胞生命現(xiàn)象的規(guī)律和本質(zhì)進(jìn)行探討，從而為個體發(fā)育、組織功能、疾病發(fā)展等生命現(xiàn)象及生物醫(yī)學(xué)問題的認(rèn)識提供理論支撐和研究平臺［1］。而細(xì)胞生物學(xué)實驗是醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)課程不可忽略的實踐教學(xué)部分，與理論課程相輔相成。其作為理論教學(xué)的延續(xù)和補充，是一種無法被替代的教學(xué)形式。實驗課程在鞏固和加深對知識點理解的同時，也培養(yǎng)了學(xué)生基本的實驗技能，鍛煉了提出問題、思考問題和解決問題的能力，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和專業(yè)素養(yǎng)，符合現(xiàn)代高等人才培養(yǎng)要求和教學(xué)改革的主流思路。醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)實驗聯(lián)合開展，作為醫(yī)學(xué)本科生一年級的必修課程，是開啟醫(yī)學(xué)生涯的敲門磚。

1本校細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀

細(xì)胞生物學(xué)實驗是最受學(xué)生喜愛的實驗課程之一。通過實踐操作，利用顯微系統(tǒng)可以直接將枯燥的理論知識形象、生動地展示在學(xué)生面前，有利于培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，增加積極性，幫助快速且充分地理解一些文字難以具體描述的知識難點，并能夠?qū)崿F(xiàn)理論知識的驗證和補充。學(xué)生普遍反映，多邊形的蟾蜍上皮細(xì)胞、橢圓形的肝細(xì)胞、不規(guī)則的精子細(xì)胞等、各類細(xì)胞的直觀呈現(xiàn)對他們產(chǎn)生了很大的刺激，不僅加深了對細(xì)胞結(jié)構(gòu)形態(tài)與功能之間相互關(guān)系的理解，同時滿足了其自我成就感，增強了自信心。現(xiàn)階段，我校細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)包含了顯微鏡的使用、細(xì)胞基本形態(tài)觀察、細(xì)胞生理、細(xì)胞化學(xué)、細(xì)胞融合、細(xì)胞分裂、染色體制備和細(xì)胞培養(yǎng)等內(nèi)容，課程設(shè)置主要以基礎(chǔ)性實驗為主，實驗類型單一(表1)。在多媒體教學(xué)改革的背景下，采用安裝顯微數(shù)碼互動教學(xué)系統(tǒng)是我校重點學(xué)科建設(shè)的一大喜事。顯微數(shù)碼互動教學(xué)系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)手段，將學(xué)生顯微鏡和教師顯微鏡連接成一體，突破了傳統(tǒng)的“點對點”教學(xué)模式，初步實現(xiàn)了“點對面”教學(xué)。教師可以通過多媒體對學(xué)生進(jìn)行實時監(jiān)察，減輕了工作強度，還提高了解決學(xué)生問題的效率。學(xué)生與教師的互動和雙向交流得到了很大程度的提高［2］。但是，由于系統(tǒng)終端連接數(shù)量的限制、系統(tǒng)成像清晰度局限、學(xué)生數(shù)量的壯大、傳統(tǒng)教學(xué)方式的固化思想、數(shù)碼互動教學(xué)作用發(fā)揮受限等因素，教學(xué)過程中仍存在一些問題。例如，學(xué)生顯微鏡下的視野無法高質(zhì)量地投影到大屏幕，使得教學(xué)質(zhì)量大幅度下降。特別是進(jìn)行細(xì)胞細(xì)微結(jié)構(gòu)定位分析的實驗，學(xué)生顯微視野下可清晰看到口腔上皮細(xì)胞經(jīng)中性紅－詹那斯綠B染色后，細(xì)胞核呈紅色，核周圍存在較多亮綠色的線粒體顆粒，但由于拍照系統(tǒng)和投影的局限，大屏幕上無法清晰分辨出線粒體。大班教學(xué)模式中，1名教師帶領(lǐng)40名學(xué)生進(jìn)行實驗，即使利用數(shù)碼互動系統(tǒng)，還是無法兼顧到所有學(xué)生，難免出現(xiàn)課堂偷懶、課下抄襲紙質(zhì)實驗報告等不良現(xiàn)象。

2細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)改革思路

2．1創(chuàng)新教學(xué)模式

在傳統(tǒng)封閉教學(xué)模式下，學(xué)生只是在規(guī)定的時間進(jìn)入實驗室，在教師的講解下，按部就班進(jìn)行規(guī)范化、簡單化的實驗［3］。該模式下，學(xué)生盲目地“依方抓藥”，對實驗的掌握程度不高，對實驗內(nèi)容、原理缺乏理解，導(dǎo)致對實驗結(jié)果的分析也無法精確到位，同時學(xué)生能動性降低，自主創(chuàng)新能力難以得到培養(yǎng)。創(chuàng)新教學(xué)模式下，開放實驗室，安排學(xué)生參與教學(xué)前準(zhǔn)備，進(jìn)行課前5min準(zhǔn)備工作的展示和分享。參與教學(xué)前準(zhǔn)備與課前展示，一是加強學(xué)生對實驗和科學(xué)研究的整體認(rèn)識，促進(jìn)學(xué)生對實驗原理和實驗技術(shù)的掌握。二是調(diào)動學(xué)生對實驗設(shè)計進(jìn)行思考，形成學(xué)生主動查閱文獻(xiàn)、分析資料的良好狀態(tài)。三是鍛煉學(xué)生演講和表達(dá)能力，培養(yǎng)學(xué)生的思考能力和自主性。翻轉(zhuǎn)課堂是提高學(xué)生自主能力的另一有效手段［4］。經(jīng)過多次參與教學(xué)前準(zhǔn)備和課前展示，學(xué)生初步掌握了基本的專業(yè)知識和掌握實驗設(shè)計的一般方法。在此基礎(chǔ)上，采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，由教師提前告知學(xué)生實驗內(nèi)容。學(xué)生以小組為單位，通過查找資料，自行設(shè)計實驗，進(jìn)行課前準(zhǔn)備和具體操作，并記錄實驗結(jié)果，撰寫實驗報告(表2)。最后在教師的指導(dǎo)下，討論并解決實驗中遇到的困難和分析討論實驗結(jié)果。翻轉(zhuǎn)課堂使學(xué)生成為了教學(xué)活動的主體，加強學(xué)生的主動求知欲，調(diào)動科研熱情，塑造自信心。此外，從教師角度出發(fā)，翻轉(zhuǎn)課堂是一種新的挑戰(zhàn)，它賦予了教師新的身份。教師成為教學(xué)活動的引導(dǎo)者。這對教師的教學(xué)能力和責(zé)任心提出了進(jìn)一步的要求。因此，翻轉(zhuǎn)課堂不失為加強師資隊伍建設(shè)、增強教師自身素養(yǎng)的一劑良方。

2．2優(yōu)化考核方式

當(dāng)前醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)課程考核方式由理論考核和實驗課平時成績兩部分組成。實驗平時成績占比10%，主要根據(jù)學(xué)生的實驗報告和實驗操作表現(xiàn)來評定。而期末理論考核成績占比90%，采取閉卷考核形式，卷面試題涵蓋理論課程和實驗課程兩方面，各自占比為90%和10%。這種考核體系缺乏科學(xué)性，無法公正、客觀地對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)的能動性進(jìn)行評價。不乏學(xué)生仍然采取傳統(tǒng)的應(yīng)試考試方式，通過題庫刷題和考前突擊背誦重點而取得高分成績，實際上對知識點并未理解到位，未構(gòu)建基本的知識框架，僅僅形成應(yīng)付考試的短時記憶。因此，我們可以將理論課程和實驗課程分開獨立考核。理論課程考核由平時課堂的問題回答、期中測試和期末理論考核來綜合評定。而實驗考核采取動態(tài)考核方法，注重對學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度的引導(dǎo)以及科研素質(zhì)和知識運用能力的培養(yǎng)。實驗課考核不合格，給予一次重考和補修機會。實驗考核成績分3部分:平時成績、課前展示與實驗結(jié)果分析討論和實驗考核。平時成績占15%，由教師根據(jù)平時考勤、實驗課操作表現(xiàn)和實驗報告記錄情況等綜合表現(xiàn)進(jìn)行評定。課前展示與實驗結(jié)果分析討論占35%，由學(xué)生與教師根據(jù)學(xué)生的講解和匯報的具體表現(xiàn)，進(jìn)行客觀、公正的學(xué)生自評和教員打分，最后取平均分。實驗考核占50%，考核環(huán)節(jié)采取抽題回答和具體實驗操作來體現(xiàn)，問答題以實驗設(shè)計、結(jié)果討論分析和實驗問題解決方法為主，主要加強對實驗原理、基本操作流程、重點操作細(xì)節(jié)和實驗結(jié)果分析的考查，達(dá)到實踐、思考和創(chuàng)新能力的提高。

2．3完善課程設(shè)置

傳統(tǒng)的細(xì)胞生物學(xué)實驗以單一的基礎(chǔ)性實驗為主，教學(xué)內(nèi)容陳舊，與時展脫節(jié)［5］。對實驗內(nèi)容進(jìn)行改革，去粕取精，將科研工作引入教學(xué)，增設(shè)綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗(表2)。例如，細(xì)胞分裂實驗可以從原始簡單的馬蛔蟲子宮和洋蔥根尖切片觀察改變?yōu)槔妹庖邿晒饧夹g(shù)對染色質(zhì)和細(xì)胞骨架進(jìn)行顏色標(biāo)記，觀察細(xì)胞分裂的動態(tài)過程，而傳統(tǒng)的馬蛔蟲子宮切片和洋蔥根尖切片通過新媒體投影，以視頻圖片的形式展示，設(shè)計分裂時期判斷的問題，通過教師提問、學(xué)生回答的模式展開。該模式不僅豐富了實驗內(nèi)容，增加課堂互動，且在引導(dǎo)學(xué)生運用理論知識的同時還引入了細(xì)胞時空動態(tài)特性的概念。細(xì)胞培養(yǎng)實驗由簡單的傳代培養(yǎng)改變?yōu)榧?xì)胞培養(yǎng)綜合性大實驗，包含細(xì)胞復(fù)蘇、傳代、凍存、細(xì)胞形態(tài)觀察、細(xì)胞大小測量、細(xì)胞計數(shù)、活力測定和細(xì)胞衰老相關(guān)半乳糖苷酶活力鑒定等內(nèi)容，讓學(xué)生走進(jìn)當(dāng)代細(xì)胞生物學(xué)實驗技術(shù)，充分體驗科學(xué)研究的樂趣和價值。

2．4充分利用現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備

隨著時代的發(fā)展，智能手機、微信、慕課、智慧樹等新興手段不斷地融入教學(xué)，教學(xué)平臺和設(shè)備得到了豐富和補充，充分利用好這些資源對教學(xué)而言大有裨益。例如，顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)作為一種現(xiàn)代化教學(xué)實驗設(shè)備，具有強大的功能，其拍照、錄屏和投影功能是豐富教學(xué)內(nèi)容的重要手段。對于復(fù)雜的實驗操作，教師利用該系統(tǒng)播放相應(yīng)的教學(xué)動畫或圖片，方便學(xué)生理解。原代細(xì)胞培養(yǎng)的教學(xué)過程中，對細(xì)胞房內(nèi)超凈工作臺等常用儀器使用方法的講解時，可以放映對應(yīng)的儀器圖片，方便學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握使用技巧。取材往往是細(xì)胞培養(yǎng)初學(xué)者的一大難題。利用組織塊培養(yǎng)法和單細(xì)胞培養(yǎng)法對新生小鼠的腎臟和肺組織分別進(jìn)行培養(yǎng)時，培養(yǎng)材料為新生小鼠的器官(體積小)，對于首次接觸新生鼠的學(xué)生來講，正確獲取的難度大。簡單借助語言和板書，教師無法對器官的具體分布位置、獲取方法進(jìn)行詳盡講解，同時學(xué)生也難以理解。此時，借助操作動畫投放的形式可以簡單、高效地解決取材難題?？偨Y(jié)多次的實驗教學(xué)經(jīng)驗，不難發(fā)現(xiàn)在實驗操作前，將以往教學(xué)中累積的一些較好的實驗結(jié)果或典型錯誤的結(jié)果進(jìn)行點評，可以有效提高學(xué)生實驗的成功率。此外，學(xué)生反映將實驗結(jié)果圖片進(jìn)行處理作為電子實驗報告，減輕了繪圖的難度，提高了報告的質(zhì)量，且實用性強，能學(xué)到科研圖片處理的基本技巧，還可以作為后期復(fù)習(xí)資料，比起紙質(zhì)報告更方便。因此，將操作動畫、典型圖片、優(yōu)秀實驗報告收集上傳顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)創(chuàng)建數(shù)字資源平臺，實現(xiàn)細(xì)胞生物學(xué)實驗內(nèi)容形象、直觀、生動的特色教學(xué)，是提高教學(xué)質(zhì)量的重要舉措。如何根據(jù)學(xué)生特性和具體教學(xué)環(huán)境，因地制宜地制備和完善適合時代要求的教學(xué)方案，奠定新時代醫(yī)學(xué)生細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)，是我們一直努力的方向，也是教學(xué)改革的宗旨。針對當(dāng)前的教學(xué)現(xiàn)狀，我們提出了創(chuàng)新教學(xué)模式、優(yōu)化考核方式、完善課程設(shè)置和充分利用現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備，期望能進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力和科研素質(zhì)，為培養(yǎng)符合新時展需求的高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才提供參考。

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作者：劉清桂 陳費 楊桃 王敏君 單位：海軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室