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1.1HE染色切片腦組織病理形態學改變,進行病理分級。染色強度根據陽性細胞的百分比進行定性分級:病灶的表達<20%為陰性(-),>20%為陽性(+),以定性分級結果比較HSP70表達與星形膠質細胞瘤臨床病理特點的關系。
1.2統計學方法應用SPSS17.0進行分析,采用非參數Kraskal-Wallis、Dunnet-t檢驗、χ2檢驗和應用生存分析。
2結果
2.1HSP70蛋白的分布與表達HSP70陽性物質呈棕色顆粒狀,位于膠質細胞瘤的胞核和胞質中,以灶狀或顆粒點狀分布,不同病理分級HSP70免疫組化圖片,見圖1。HSP70在正常腦組織中呈基礎分布,HSP70計數值平均為5.60±1.82,各級星形膠質腫瘤細胞中HSP70分布呈逐級上升趨勢,經Spearman秩相關分析,腫瘤分級與HSP70分布呈正相關(r=0.685,P<0.001),具體分布情況,見表1。以正常腦組織為參照,腫瘤Ⅲ、Ⅳ級腦細胞中HSP70計數值分別為38.11±16.75、55.17±24.96,明顯高于正常腦組織(P<0.01)。腫瘤Ⅰ、Ⅱ級HSP70計數值分別為15.2±7.58、24.38±14.40。
2.2HSP70表達與星形膠質細胞瘤臨床病理特點的關系62例星形膠質細胞瘤患者中,21例HSP70表達增高,與正常腦組織有差異(P<0.05);HSP70表達情況與性別、年齡無關(P>0.05);膠質瘤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期中表達陽性率。見表1。
2.3生存率比較隨訪觀察患者5年生存率,HSP70陽性組5年生存率(36.1%)明顯低于HSP70陰性組(61.5%)(P=0.029)。生存曲線圖,見圖2。
3討論
HSPs是機體應激反應性蛋白質,其作為一種“分子伴侶”參與細胞的生長、分化、基因轉錄,幫助胞內蛋白折疊、組裝和轉運,并具備免疫保護作用。在HSPs的大家族中,HSP70為高度保守的ATP酶,在細胞應急或非應急狀態下蛋白質的代謝及調控中起重要作用,其表達水平的改變可以反映細胞老化狀態,還可以作為判斷細胞應激能力和生理狀態的指標。除了分子伴侶功能外,HSP70在腫瘤免疫中的重要作用近年來也備受關注。HSP70表達增強往往與腫瘤細胞的低分化、淋巴結轉移、腫瘤耐藥等密切相關,可能參與腫瘤細胞的某些生物活動;另一方面又能誘導和增強機體抗腫瘤免疫反應,抑制腫瘤生長。研究報道,HSP70參與了腫瘤細胞周期的調控和表型改變,腫瘤細胞的異質性使HSP70在與其相結合時成為腫瘤抗原多肽的靶載體,協助機體免疫系統對抗原肽識別,從而誘導特異性的抗腫瘤免疫反應;HSP70能夠與腫瘤細胞內的腫瘤特異性抗原多肽結合形成復合物,通過與巨噬細胞、樹突細胞等抗原提呈細胞的表面受體特異的結合而激活特異性抗腫瘤免疫,而主要組織相容性復合體Ⅰ類分子如CD91、CD40、趨化因子、TLR4等參與介導途徑。HSP70可通過調整Th1/Th2調整機體免疫狀態或直接活化TCRγδT細胞或自然殺傷(NK)細胞參與非特異的抗腫瘤免疫作用。
正常組織細胞中的HSP70僅有少量表達,并主要定位于細胞質中,但在腫瘤細胞中,HSP70可擴散出胞質外的胞核和胞膜中。HSP70在腫瘤細胞中的異常定位與腫瘤自身的增生和無限生長的腫瘤學特性相適應,反映了腫瘤細胞的生物學特性。目前已在多種腫瘤中發現HSP70的高表達,在人腦膠質瘤細胞的系列蛋白表達譜分析鑒定中,HSP70被認為是高度惡性相關蛋白。本研究結果說明HSP70與膠質瘤的分化程度有密切關系。文獻表明,HSP70作為“分子伴侶”可以調節和穩定腫瘤的異常增殖過程,介導錯配蛋白的降解,協調腫瘤細胞的蛋白質快速代謝平衡從而使腫瘤細胞無限增殖,同時HSP70與腫瘤組織產生的多肽結合,通過MHC-I將抗原提呈給T淋巴細胞,引發抗腫瘤免疫;HSP70通過阻礙細胞色素C/dATP介導半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶(Caspases)的激活,阻斷功能性凋亡蛋白體的裝配抑制凋亡的發生來抑制凋亡;惡性腫瘤中HSP70高表達還與病人的帶瘤生存期呈現一定相關性。
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2017)10-0028-03
“細胞生物學”是生命科學的基礎學科,也是前沿學科,是教育部規定的生命學科各專業學生必修的7門主干課程之一[1],在生命科學教育中占有核心地位,近年來,隨著新的儀器設備、先進手段的應用,尤其是細胞生物學與醫學、分子生物學、神經生物學等學科的相互滲透及交融,已成為21世紀生命科學的重要研究領域[2]。商洛學院作為地方應用型本科院校,以培養應用型人才為目標,在細胞生物學教學中不斷更新教育觀念,鉆研新的教學方法,也取得了一點成績,現就該課程建設實踐與經驗進行總結探討如下。
一、商洛學院細胞生物學課程發展的歷史沿革
追溯商洛學院的辦學歷史,它經歷了專科和本科兩個階段。在專科教學階段,商洛學院創辦的生物類專業先后有生物教育、生物技術及應用,“細胞生物學”作為該專業的基礎課、必修課,在該專業的人才培養方案課程體系中起著重要的作用,課程教學共設54學時,其中課堂教學36學時,實驗教學18學時,這一階段的教學活動都是以教師為中心,學生在教與學的過程中是被動地認知信息的接受者。這種教學方式,往往忽視學生主動獲得知識的潛在能力和理解知識的差異性,以及發展知識的創造性。這種傳統的“講授式”教學模式雖然在教學中統一了大綱,確定了標準,規范了教學制度,但同時也阻礙了學生個性的發揮,忽略了學生積極思維的發展,不利于面向21世紀的高素質應用型人才的培養。
2006年2月經教育部批準我校升格為本科院校,同時更名為商洛學院,2011年起成為省市共建高校,2014年被陜西省教育廳確定為向應用技術大學轉型發展試點高校。隨著商洛學院學科發展、人才能力培養需求及現代網絡技術的沖擊,原先知識體系、師生互動模式、考核方法等方面已不能滿足課程教學要求和學生學習興趣要求。伴隨生命科學的發展,細胞生物學課程內容也出現了調整,教學重點從過去對細胞形態結構與功能定位的描述,轉移到細胞重大生命活動及其分子機制的研究上來。這種課程內容結構的轉變和對新時期人才能力培養的要求致使“細胞生物學”的教育教學改革勢在必行。目前商洛學院生物類專業“細胞生物學”課程教學共設72學時,其中課堂教學36學時,研究性教學課程論文18學時,實驗教學18學時。特別是對于新建地方本科院校而言,目前能充分體現應用型人才培養目標和以能力培養為核心的人才培養規格的研討式教學模式的更新更加迫在眉睫了。
二、細胞生物學精品課程建設的意義
2003年,教育部在全國高校啟動精品課程建設,其目的是為了切實推進教育創新、深化教育教學改革、培養創新型人才[3]。而商洛學院作為應用型本科院校,主要培養具有創新能力和實踐能力的應用型人才,目的是面向地方,服務于地方區域經濟社會發展。在教育教學過程中,商洛學院自升本以來不斷修訂完善人才培養方案,通過教育教學改革,促進學生了解學科前沿和熱點問題,培養學生的自主學習能力,提高學生分析、解決問題的能力等,保障新時期對創新型人才的需求。
“細胞生物學”是現代生命科學的三大基礎之一[4],而細胞的研究既是生命科學的出發點,又是生命科學的匯聚點,著名科學家E.B.Wilson在1925年就曾提出:“一切生命的關鍵問題都要到細胞中去尋找”[5],因此,建立好細胞生物學理論與實驗的學科基礎,從顯微、亞顯微、分子水平,從細胞系統化、動態化的角度認識生命和生物科學,為后續課程的學習打下良好基礎。
然而在教學中,我們發現地方高校“細胞生物學”教學模式陳舊,學生只知道聽、記、背,這種“灌輸式”的教學模式已經不能滿足現代社會對創新型人才培養的需求,呈現出學生學習積極性不高、自主學習能力不強、所學知識不能緊跟時展等問題。同時,本課程內容多、抽象難懂,又是一門前沿性學科,在教學上既要保證學生對基礎性知識的掌握,又要盡可能地介紹新的理論和方法,讓學生了解本學科的前沿動態,更好地達到應用型人才培養的目標。為了解決地方高校“細胞生物學”教學過程中產生的諸多問題,培養學生的學習興趣,提高教學質量,我們就有必要建立“細胞生物學”精品課程。
課程建設與改革是提高教學質量的核心,也是教學改革的重點和難點,而“細胞生物學”精品課程建設能在很大程度上改善學生的學習條件,提高學生的學習熱情,塑造良好的學習氛圍,提高教學質量。通過精品課程建設,教師轉變了教學理念,改進了教學方法,創新了教學模式。精品課程建設也是地方高校深化教育教學改革的一項重要任務。
三、細胞生物學精品課程的主要特色
(一)以“學生為主體、教師為主導”創新教學模式
教學改革的一個重要趨勢是教育工作者要以人為本,促進大學生全面發展,尤其是注重從知識的傳承向能力的培養的轉變[6]。“細胞生物學”教學緊跟學科發展趨勢,在近七年的教學中,課程組成員積極改變傳統的教學模式,在教學中踐行了“以學生為主體、教師為主導”的研究性教學模式。
為了充分調動學生的積極性,提高教學質量,課程組成員不斷修訂人才培養方案,調整教學大綱,在教學內容中增加了合作研討教學環節,從已授理論課的重點內容中提煉一些具有綜合性、趣味性、爭論性的討論話題,并將其作為合作討論式教學的論題,如線粒體與阿爾茲海默癥、p53與衰老的關系、細胞膜與癌癥等,通過學生查閱文獻及自主學習,使學生能自主參與知識的獲得過程,有利于學生實踐能力和創新能力的培養。
本次改革分別以商洛學院生物技術、生物科學專業學生為對象,進行了五輪合作討論式教學的嘗試。教學過程分兩部分,即大班上課和小班討論,在大班上課中,由教師講解本課程的基本理論,而針對一些具有共性意義的重大問題或熱點問題所涉及的“細胞生物學”知識及前沿動態進行小班討論,有效地培養了學生的自主學習能力、團隊合作精神,促進了學生個性的發展,對學生綜合能力的培養起到了較好的效果,對于以應用型人才培養為目標的其他高校生物類專業的“細胞生物學”教學和其他專業課教學也具有一定的借鑒意義。
(二)以“教學奠基科研,科研反哺教學”培養創新人才
高校的根本任務是人才培養,人才培養的質量是衡量一所高校教育教學水平的一個重要標志,也是高校生存和發展的唯一途徑。只有將科研成果轉化為教學資源并融入教學實踐,才能彌補課堂內容的不足,實現教師的專業化發展,形成專業特色,培養創新型人才,進而提高課程教學團隊的整體水平,實現“以教學奠基科研,科研反哺教學”的目標。
近年來,課程組成員能結合地域資源特點,積極申報科研項目,將科研成果及學科前沿動態融入教學。同時,通過鼓勵學生積極參與教師科研項目、大學生科技創新項目及課外實踐活動等多種方式對學生進行科學素質培養和創新思維訓練。這種方式極大地促進了課堂教學的延伸,顯著地提高了學生的創新意識和創新能力,涌現出了一批優秀的學生。近年來,在學生畢業論文選題中與該課程相關的論文題目每年平均占該專業的26.7%,整體上反映了學生良好地掌握了基礎理論、專業知識和應用知識的能力。從近三年生物技術專業學生考研情況來看,以該課程作為專業課的學生平均每年占考研上線率的46.7%。
(三)以“理論聯系實際,技術支撐產業”服務地方經濟
服務地方經濟社會發展是推動高校科學發展的一個重要方面,也是商洛學院響應轉型發展的一項重要職能。隨著大學從“精英教育”向“大眾教育”發展轉型和地方經濟發展對人才需求的增加,這一職能顯得尤為重要。
為了適應新形勢的需要,拓寬學生的知識面,提高學生的實驗操作技能,培養學生的創新能力,更好地適應社會對人才的需要,本課程組依托商洛學院生物學優勢學科和GAP科研工程中心,結合地方資源和產業特點,積極申報各類科研基金項目,利用“細胞生物學”中的核心技術開展了五大商藥、秦嶺野生蘭花、秦嶺高山杜鵑等研究,為相關產業的發展提供技術支撐和服務平臺。同時,這也是商洛學院面臨轉型發展,根植地方行動的重要舉措。
(四)注重實踐教學,提高學生的綜合素質
實踐教學是“細胞生物學”教學中不可缺少的環節,2014年,商洛學院成立生物醫藥與食品工程學院,為促進細胞生物學學科發展,我們對生物技術及生物科學專業的人才培養方案進行了調整,堅持以先進的教學理念為指導,改造傳統的以依附和印證理論為主的實驗模式,建立以能力培養為主線,分層次、多模塊的實驗教學體系的基本框架[7]。課程實驗內容分基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗三個層次設置實驗項目并實施。如:學習完細胞融合知識后,完成雞血細胞計數與PEG誘導的細胞融合實驗項目,使學生明確細胞融合的原理及方法。學習完線粒體結構及功能后,進行線粒體的超活染色與觀察,明確細胞器的超活染色技術;學習完植物組織與細胞培養知識后,讓學生查閱文獻,自行設計實驗方案,撰寫實驗論文。
教學方法上采用統一模式、開放模式和導師模式等多種方式。教學手段上,充分發揮現代化教學手段在實驗教學中的作用,使實驗課程和實踐教學資源陸續上網。建立多種實驗考核方法,統籌考核實驗過程與實驗結果,激發學生實驗興趣,提高實驗能力。采取平時成績同期末考試成績相結合的辦法,嚴把畢業論文關,鼓勵學生在實驗中有所創新。
實驗教學加深了學生對課程理論知識的理解,也激發了學生的專業學習興趣。近年來,依托本區域優勢、特色資源,結合生物技術學科領域的發展,主要側重于“細胞生物學”實踐應用方面的選題,大部分選題結合教師科研或來自生產第一線,有較大的實用價值或參考意義,有一定的創新性。
(五)應用現代教育技術,提高教學效果
“細胞生物學”屬于生命學科領域的課程,授課內容和知識點存在客觀、微觀和抽象等特點,因此,國外許多教學機構很早就開展了將深奧難懂的理論知識以直觀、形象的方式呈現出來,尤其需要現代多媒體技術輔助教學[8]。該技術以其大信息量、文字、圖像、聲音多形式的信息傳播方式,在課堂教學中越來越受到重視。“細胞生物學”的教學內容中包含許多細胞和亞細胞精細結構,功能原理復雜、抽象難懂,尤其缺乏動態的機理解釋,這使得原本客觀實際的文字介紹,在初學者眼中變得抽象而枯燥,學習效果差,學習興趣不高。多媒體技術,可以將文字、圖片包括其中,使教學內容圖文并茂,專題視頻形象生動,使學生對細胞的微觀構造產生直觀的認識,如細胞內部結構視頻、細胞功能動畫、細胞重要生命活動相關圖片、視頻等。“細胞生物學”課程組通過近年來教學實踐的積累,已完成全套“細胞生物學”課堂教學多媒體課件及收集到相關章節的視頻及動畫,使“細胞生物學”知識由抽象變具體、由靜態變動態、由微觀變宏觀,有助于提高學生的學習興趣,加深學生的理解和記憶,增強教學效果。
“細胞生物學”網絡課件就是用于輔助學習的網絡資源。近年來,課程團隊致力于相應課件、電子教案、習題集和專題視頻的收集、制作與更新,補充完善和充實了課程網絡資源。為了使初學者能盡快熟悉課程教學組織形式,把握學習重點,做好課前準備工作,網絡平臺還專設了研究性教學單元模塊,包括研究性教學題目來源、近年來小班課組織形式、學生匯報ppt、自主學習報告等內容,便于師生有效地開展教學活動。
根據歷年來生物技術專業部分學生的考研復習需求,網絡平臺還增設了考研專題模塊,涉及相關學校的考研信息、電子圖書、歷年考研真題等資料,反響良好。為了便于自學和師生交流,不斷提高課程網站建設質量,拓寬服務面,網站系統開通了信箱答疑和在線溝通平臺。
四、細胞生物學精品課程的建設成效
關鍵詞:翻轉課堂;細胞生物學;實驗;自主學習
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)04-0241-03
長期以來,普通高校飽受傳統課堂教學模式影響,過度關注教師課堂主體作用的發揮,忽略學生的學,學生自主性學習的積極性不高,學習效率偏低。翻轉課堂(Flipped Classroom)相對于傳統教學模式以課堂講授、課外練習和解決問題為主要教學方法而言,更強調學生個性化學習的模式。翻轉課堂具有許多優點:高度自主的學習環境;更加關注對學生學習方法的指導以及課堂探究和交流活動的組織;學生的學習情緒能被很好地調動起來,更益于對知識的內化,能在較短的時間內完成知識目標。按照《細胞生物學實驗》課程目標要求與PBL教學模式在細胞生物學課程教學中的應用,以“植物細胞DNA制備與顯示技術”實驗為研究課例,以問題導向為切入點,以學生自主學習和實驗設計為學習目標,實施了翻轉課堂教學模式改革實踐,探索基于PBL的自主學習過程與效果評價方式。
一、基于PBL法的“植物細胞DNA制備與顯示技術”教學設計
1.教學目標分析。一般而言,實驗教學目標:①傳承實驗知識,實踐對理論知識的理解和驗證;②提高實踐理性,就是指與我們的行動和選擇有關的理性;③實踐策略:為什么要這么做?培養學生反思、設計實驗的能力;④生成實踐智慧,即以實踐為目的的能夠指導實踐行動的理性能力。《細胞生物學實驗》課程目標包括三個層次:①知識目標層次,主要是細胞生物學理論知識、研究方法、實驗原理的學習與掌握。②能力目標層次,主要是實驗設計、細胞生物學實驗常用儀器設備的正確使用,學會并應用細胞生物學主要實驗技術,如細胞化學組分的分離與鑒別、細胞結構組分的顯示與定位、細胞融合等。③文化素質目標層次,主要闡釋科學技術對人類社會發展的促進作用,對學生人生觀、價值觀培養的作用,關注科學、社會、人類發展問題的意識。根據課程目標,“植物細胞DNA制備與顯示技術”實驗項目的教學目標分為:掌握孚爾根反應、Brachet反應和SDS堿變性法和CTAB法提取植物DNA原理的知識目標;學會運用孚爾根反應和Brachet反應原理完成植物細胞內DNA定位顯示技術、DNA提取技術、實驗方案設計、論文撰寫的能力目標;關注轉基因技術對社會的影響以及對科學、技術、社會協調發展理性思考的文化素質目標。
2.實驗改革方案設計與實施。PBL以問題為導向,以主動學習為主,設置問題情景,通過學習者的自主探究與合作來解決問題,形成解決問題的技能,達到自主學習能力的提升。而翻轉課堂并不只是“視屏錄制”,而是一種“有效的課堂管理”,且更適用于有學習自覺性、能夠做好課前功課的大學生。本課例的實驗改革方案設計與實施植入了PBL法的“問題設置”、“問題解決”、“能力拓展”翻轉課堂模式,形成學習資源搜集、課前自主學習與合作實驗探究、課堂討論與答疑、課后能力拓展和反饋與評價的“五段學習法”。(1)學習資源搜集。主要是教師提供給學生的課前學習資料,如微課程、視頻、文本材料、PPT等。同時,引導學生查閱各類研究課題的最新進展,及時補充更新網絡學習資源。(2)以“問題設置”為前提的課前自主學習與合作實驗探究。植物細胞DNA的細胞化學顯示方法有哪些?如何設計實驗方案并實施?如何用瓊脂糖凝膠電泳顯示植物細胞DNA?通過“問題設置”,將學生被動學習變為主動完成課前自主學習與合作實驗探究。①自主學習先行。充分利用課程學習資源,通過觀看視頻、閱讀資料等方式完成課前自主學習,通過網絡平臺提交作業,達到知識的內化。②小組合作學習。由教師提出實驗方案設計任務書,明確小組合作學習的任務,讓學生自主進行實驗方案設計。③實驗方案設計。學生利用開放實驗室分小組自主完成實驗方案設計。④實驗方案的實施。各小組按照自己設計的實驗方案,利用實驗室資源,分工協作,在課余時間自主完成實驗。利用Feulgen染色技術、Brachet染色技術、瓊脂糖凝膠電泳等技術顯示DNA的存在。有實驗實施過程的詳細記錄的實施步驟與結果分析,并撰寫實驗論文。學生提出新的需要答疑的問題。(3)以“問題解決”為核心的“課堂討論與答疑”。①小組課堂討論完善實驗方案。根據課前小組完成實驗方案的具體情況組織討論。②利用翻轉課堂討論、交流,解決新的問題。學生提出各種疑難問題,如洋蔥根尖臨時裝片,中期分裂相細胞偏少,染色體分散度差,難以計數,進而影響核型分析;基因組DNA降解嚴重,電泳呈彌散狀等,教師組織大家討論。③課堂答疑。解決實驗過程中存在的小組內解決不了的疑難問題,在實驗課上協作完成。如根尖制片的中期分裂相細胞偏少是因為根尖取材時間把握不好;染色體分散度不高是因為壓片的力度把握不好;DNA提取過程中的基因組DNA降解嚴重,電泳呈彌散狀是因為提取過程中低溫研磨、離心上清液或沉淀的取用等操作不規范所致。④教師根據學生講解和討論內容進行點評和個別指導,使學生形成新的認知結構。在這一環節,實驗教師扮演主導的角色,學生則是學習的主體,學生通過自主學習、相互協作完成實驗項目,參與課堂討論。(4)以“三拓展”為目標的能力培養。①思維能力。通過開展轉基因技術的辯論,激發學生對“轉基因技術利弊”的思考,實現思維能力拓展。②設計能力。通過考核“植物細胞DNA制備與顯示技術”實驗方案的設計與實施效果,引導學生修改完善實驗方案,實現實驗方案設計能力拓展。③自主學習能力。教師收集、上傳與教學內容相關的拓展學習資料,結合自主學習考核,實現學生對知識(技能)的鞏固和自主學習能力拓展。(5)反饋與評價。①基于自主學習考核的翻轉課堂過程性評價。根據學生在“學習資源搜集”、“課前自主學習與合作實驗探究”、“課堂討論與答疑”、“課后能力拓展”階段中的表現進行考核評價。如網絡評價時,針對文獻閱讀回答問題,如果回答不正確無法進行下一步;小組討論記錄;課堂小組PPT展示。小組實驗方案設計及實施標準包括:實驗目的、原理;用品、步驟,如洋蔥根尖培養、取材固定、稀酸解離、黑暗環境染色、壓片、觀察;注意事項;實驗記錄;結果分析。過程性評價成績占總成績30%。②基于論文寫作考核的翻轉課堂評價。論文內容包括摘要、前言、材料與方法、實驗結果、討論、參考文獻等幾部分。論文成績按評分標準執行。論文成績占總成績20%。③基于實驗操作技能考核的終結性評價。實驗技能考核成績采用綜合評定方法確定,主要考核實驗基本操作、儀器使用,考核要點主要包括儀器操作、實驗方案、實驗操作步驟、關鍵操作點、實驗記錄、實驗數據分析等。實驗考核成績占總成績50%。考核評價方法采取自我評價(占技能考核成績的20%)、小組成員互評(占技能考核成績的30%)、教師評價(占技能考核成績的50%)相結合。
二、翻轉課堂教學改革取得的效果
1.學生層面。(1)自主學習能力得到提升。課前學生的自主學習,時間靈活,目的性強。通過翻轉課堂高效地完成知識的傳授和能力的訓練,實現了生生、師生互動交流,促進了知識的內化與吸收,兼顧了不同層次學生的需求。通過學習資源搜集及課前自主學習,學生的資料查閱能力提高、知識面擴大、協作意識和能力增強。課堂答疑及討論階段,幾乎每個同學都參與問題的解答、討論、交流、互動,極大增強了學生的學習興趣和自信心,自主學習能力得到提升。(2)課外科技大賽取得可喜成果。生物技術專業有3名同學獲得河北省2015年大學生挑戰杯課外科技大賽一等獎;6名同學獲得大賽二等獎;7名同學獲得大賽三等獎。(3)技能考核評價采取自我評價、小組成員互評及教師評價三個環節,提高了學生的自主學習能力、團隊協作能力、實驗操作能力及分析解決問題的能力。
2.教師層面。(1)教學改革成果明顯。完成河北省高等學校教學改革研究項目1項,《系統論視域下新建地方本科院校生物學實踐教學體系的改革與實踐》(2012GJJG206),邯鄲學院綜合改革與轉型發展四級項目3項(1412010,15sjf162,15sjt1012)。(2)《細胞生物學實驗》網絡課程建設并得以實踐。利用邯鄲學院網絡課程平臺,建設了生物技術、生物科學兩個專業的《細胞生物學實驗》網絡課程,教師負責完成網絡學習資源的上傳,如自主學習資源、“N+2”考核及標準、學習論壇、問卷調查等。學生上傳自主學習作業。(3)通過實施《細胞生物學實驗》教學改革,要求教師發揮主導作用,具備相關的知識、實踐經驗、組織能力等,促進了教師業務素質的提升。
三、對翻轉課堂教學模式的反思
1.反思。(1)翻轉課堂模式中,學生需要花費更多的準備時間,部分學生對新的教學模式的接受度不高。翻轉課堂可以嘗試,但不能常試。(2)在小組活動中,有的小組分工不太合理,個別學生的實驗方案設計及實驗操作能力也有待提高,學生對實驗任務完成的貢獻度有差異。(3)教師指導實踐活動的能力需要進一步提升。
2.對策。(1)提高學生參與自主學習的積極性和主動性。精心選擇實驗項目,借鑒“慕課”教學模式在傳授知識、互動交流、自主學習等方面的優勢,選擇學生關注的問題進行討論,實現學生知識能力的提煉升華。(2)對學生進行實驗方案設計及實驗儀器操作技術等方面的訓練,完善實驗方案,開展實驗動手能力的過程性考核。(3)引導教師積極參加企業實踐鍛煉,提升實踐創新能力,成為“雙師雙能型”教師。
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The Reflection and Reformation of the Flipped Classroom in the "Cell Biology Experimental" Teaching
LI Zhi-liang,XING Hao-chun,YE Jia
(College of Life Science and Engineering,Handan College,Handan,Hebei 056005,China)
英文名稱:細胞研究(英文版)
主管單位:中國科學院上海生命科學研究院
主辦單位:中國科學院上海細胞生物學研究所
出版周期:月刊
出版地址:上海市
語
種:英語
開
本:16開
國際刊號:1001-0602
國內刊號:31-1568
郵發代號:4-645
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1990
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
SCI 科學引文索引(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
期刊榮譽:
中科雙效期刊
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關鍵詞:醫學細胞生物學;實驗課;課程改革;整合式
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)12-0035-02
醫學細胞生物學是醫學生基礎課程中的重要組成部分,與醫學本身一樣,它是一門實踐性很強的學科[1]。傳統的醫學細胞生物學在理論講授的基礎上也有一定的實驗內容配合。以往的實驗課多是作為理論課程的補充參與于整體教學中的,如針對理論課中講到的某個知識點進行驗證。其優點在于鞏固了理論課程內容,然而隨著細胞生物學的迅速發展,理論課知識的不斷更新,實驗課程無論從內容還是形式上都顯示出了明顯的滯后性[2]。傳統的實驗課教學往往要求學生被動的接受,對理論課程重復認識,缺乏創新性思維[3]。加之,現今的醫學科學不斷的強調轉化醫學,要求基礎與臨床結合,將科研成果更好地應用于臨床,因而對醫學細胞生物學實驗課程進行深入改革是勢在必行的。我們針對八年制學生進行了醫學細胞生物學實驗課程改革,開設獨立的“醫學細胞生物學實驗課”,強調課程的整體性和系統性。在對基本實驗技術了解和熟悉的基礎上,主要培養學生的科研思維能力、課題設計能力,提高學生綜合運用所學知識獨立分析問題、解決問題的能力。該課程已經開展五年,本文就課程設計和帶教過程中的體會與大家共同探討,以期為醫學細胞生物學實驗課程的改革提供一定的思路。
一、整合式的課程設計有效地培養了學生的科研思維能力
醫學細胞生物學實驗課為系統性、整體性設計,將新的細胞生物學技術及理論知識融會貫通在整個教學過程中,而完整的實驗課程相當于一個小的研究課題。課程主要以體外培養的細胞為研究材料,結合學生初次接觸細胞培養以及實驗課連貫性的特點,選用易操作、易觀察的細胞系為研究對象。首次實驗課涉及細胞培養所需的最基本操作,諸如傳代、計數等等。緊接著的課程主要給予細胞不同類型的損傷(缺糖、藥物等)或同時進行損傷后恢復處理等,從現象觀察到機制探討步步深入。例如:倒置顯微鏡鏡下觀察某化療藥物(不同濃度)對細胞數目、細胞形態改變的影響,提出不同濃度藥物作用下細胞增殖的可能變化。通過CCK-8或MTT實驗獲得不同濃度該藥物對細胞增殖及活力的影響,并比較、討論實際檢測結果與預期結果是否一致。隨后對該藥物影響細胞增殖的可能機制進行分析,是經由該藥物誘導細胞凋亡還是壞死,查閱文獻,提出假設,設計合理的實驗進行驗證。如明確是凋亡在該過程中發揮重要作用,那么下一步將尋找可能的凋亡相關分子,層層遞進。每一步都需要學生們思考下一步應該怎么進行,預期結果是什么,實際上得出的結果是否與預期相符,說明了什么,提示了什么。具體到課程中,就要求學生每次課程結束的時候都要進行思索與探討,并設計出下一步即下節課所需進行的實驗。而第二次上課時教師需針對上節課的結果進行分析討論、總結,提出可能進行的或應該進行的實驗。實驗課程環環相扣,從而達到從現象觀察分析到機制探討的目的,激發同學學習興趣的同時,將科研思維能力的培養貫穿其中。除此之外,在整個過程中,還要求同學們根據課程所涉及的內容,查閱大量文獻,設計出具有一定可行性的,獨立的小課題。教師對設計出的小課題進行點評,包括其可行性及設計上是否完整等等,再次強化對學生科研能力的培養。
二、高效、有序的教學體系,確保教學質量
實驗課程改革要達到好的效果,需要從“教”與“學”兩方面進行配合。“教”的方面:首先,在整個醫學細胞生物學實驗課中,為了保證教學質量,一名教師負責一個班所有的實驗課程授課和實驗報告的批改,這樣能全面掌握學生對實驗的理解和把握。將學生在實驗報告中出現的問題或提出的問題,及時在第二次課中進行講解和反饋。實驗課程結束的時候亦相當于一個獨立小課題的結題,教師需從整體上對課程再次梳理,講明每一步實驗選擇的意義,以及還有哪些平行實驗可以替代或共同驗證相關結果。實驗課程改革后對教師的要求更高,需要將幾次實驗合理地設計為一個小課題,需要對最新的醫學細胞生物學、遺傳學理論及技術有很好的了解。同時加大了實驗課的教學力度,增加實驗教學學時數,并盡可能多地增加每位同學的動手次數。醫學細胞生物學實驗課從開始至今不斷探索,根據學生的反饋進行調整,帶教老師也精心制作了多媒體課件,使學生對實驗原理及實驗設計有更清晰、明確的了解。
從“學”的方面而言,學生從小接受的更多的是被動性訓練。在課程剛開始的時候,學生積極的思考并不夠,更多的是希望老師能給出一個標準答案。隨著課程的進展,通過老師的啟發、鼓勵,學生從被動性接受進入主動性思考,能夠主動提出問題,提出自己的想法,教學效果有了更明顯的提升。
三、全程參與實驗,激發學生的學習興趣
傳統實驗課多為固定時間,許多步驟均由技術人員提前完成,課堂上學生只能做關鍵的幾步,這樣學生無法從整體上把握實驗。而現行的實驗課,靈活調整時間,讓學生全程參與實驗。例如,在實驗課正式開始前兩天,讓學生先將細胞按一定的數目接種于96孔培養板上;24小時后,給處于對數生長期的細胞損傷處理(缺糖或加藥);損傷6小時后,一組細胞恢復正常培養基培養(損傷恢復組);至損傷組損傷處理24小時后,所有細胞同時進行相關指標檢測。實驗過程中要求學生認真觀察,不放過任何細節,獨立思考,并以實驗小組為單位對預期結果和實際結果進行分析、討論。全程參與實驗充分調動了學生的積極性和主動性,更好地激發了學生的學習興趣。多位同學在課程結束后,設計課題,申請了學校各項“科創項目”,在教師的指導下,利用課余時間完成研究項目,發表多篇論文,其中部分文章發表在SCI期刊上。在這個過程中使學生對科研的嚴謹性、創新性有了更深刻的認識,也拓寬了學生的知識面,對醫學細胞生物最新的研究進展有所了解。
四、改革考核方式,全面、客觀地評價學生
建立完善的成績評定體系也是保證實驗教學質量和效果的關鍵。以往實驗課的成績主要是理論課成績中很小的一部分,多以實驗報告和出勤率作為參考。而開設獨立的醫學細胞生物學實驗課程的目的就是為了更好地培養學生的科研能力,包括科研思維、動手操作、團隊合作等等。因而作為獨立的課程后,需要更加全面地考察學生的實驗能力。我們將實驗課成績分為三部分:實驗報告及設計的小課題;平時成績(實驗態度,動手能力,科學的思維方式);筆試。筆試也主要以應用性課題為主。這樣的考核方式既能了解學生的動手能力、科研能力,又能考察學生的綜合素質,有利于學生創新能力、獨立操作、獨立思考能力,團隊合作能力的培養。
總之,醫學細胞生物學實驗課程的改革是醫學細胞生物學發展的必然趨勢,根據我們五年來的探索,發現整體性、系統性的改革有助于訓練學生科學的思維能力,以適應未來醫生培養的需求。
參考文獻:
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(商洛學院生物醫藥與食品工程學院,商洛 726000)
摘要:隨著我國教育改革的不斷深入,研究性教學成為高校課程改革的新思路。細胞生物學作為生命科學領域的四大基礎學科之一,在其教學過程中開展合作研討式教學新模式是知識經濟時代的要求,并符合應用型本科人才培養目標,本文重點探討了合作研討式教學方法在地方院校的實施情況,并對實施過程中存在的問題及對策進行了研究和探索,旨在全面提高教學質量,提高學生的綜合素質,對于實現高素質應用型人才的培養目標具有較大的現實意義。
關鍵詞 :細胞生物學;研討式教學;實踐
中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2015)26-0151-03
基金項目:商洛學院教育教學改革項目(14jyjx117)。
作者簡介:李小玲(1980-),女,陜西西安人,教師,副教授,從事細胞生物學的教學與改革研究工作。
0 引言
研討式教學是以教師為“主導”,學生為“主體”的教學新模式,其目的在于為學生提供思考問題和解決問題的平臺和氛圍,讓學生圍繞教學中的重點難點內容、有爭議的學術問題或學科前沿動態展開科學討論。這種教學模式不僅能拓展學生的知識面、提高學生的綜合能力,通過討論還能增進師生友誼,使教師有效開展教學活動,提供教學質量。
在實際的教學過程中,合作研討式教學并非都能達到預期的目標,本人在細胞生物學課程中通過連續四輪的研究性教學改革探討與實踐,雖已取得了一定的效果,但在教學組織形式中及具體實施過程中還存在一些實際問題。為此,本文結合自己的教學實踐和體會,分析總結細胞生物學課程在該校開展合作研討式教學的實踐、成效及存在的問題,并針對問題提出了相應的解決對策,希望對細胞生物學教學和今后相關課程教學改革提供借鑒和參考。
1 細胞生物學課程開展合作研討式教學改革的重要意義
1.1 知識經濟時代對創新人才培養的要求
培養創新型人才是高等教育的根本和核心,而商洛學院作為應用型本科院校,主要培養具有創新能力和實踐能力的應用型人才,目的是面向地方,服務于地方區域經濟社會發展。在教育教學過程中,該校自升本以來不斷修訂完善人才培養方案,通過教育教學改革,促進學生了解學科前沿和熱點問題,培養學生的自主學習能力及團隊合作精神,提高學生分析問題解決問題能力等,保障新時期對創新型人才的需求。
1.2 細胞生物學在本科人才培養目標中的地位
細胞生物學是生命科學的基礎學科,也是前沿學科,是教育部規定的生命學科各專業學生必修的7門主干課程之一,在生命科學教育中占有核心地位,為生命科學其它課程提供必要的理論和實踐基礎,是生物科學、生物技術專業的專業基礎課。細胞是所有現代生物學分支學科的基礎,而細胞的研究既是生命科學的出發點,又是生命科學的匯聚點[1],從細胞生物學的角度認識生命和生物科學,為后續的課程的學習能打下良好基礎。
隨著生命科學的發展,細胞生物學的研究內容也發生了轉變,即從細胞形態結構與功能的研究轉向細胞重大生命活動及其分子機制的研究上來。這種課程研究重點的轉移及知識經濟時代對創新人才培養的要求使得細胞生物學的教育教學改革成為大勢所趨。尤其對新建地方本科院校而言,目前能充分體現應用型人才培養目標和以能力培養為核心的人才培養理念的研究性教學新模式的實施就顯得更加迫在眉睫了。
2 商洛學院細胞生物學合作研討式教學實踐
2.1 合作研討式教學改革指導思想和基本思路
合作研討式教學即采用“科學討論”的形式使學生通過課程的前沿動態或熱點問題的自學和討論,幫助學生提高科學研究能力,同時也補充了課堂內容的不足,小組合作研究是研究性學習的主要形式之一[2]。該形式是在教學中創設一種類似于科學研究的情景,通過學生獨立自主或相互合作地發現問題,通過查閱文獻、討論及匯報等探索活動解決問題,獲得新的知識、技能、情感,該形式更能體現學生的主體地位,能有效培養學生的自主學習能力、團隊合作精神和實踐能力,促進學生個性發展。
2.2 合作研討式教學的具體做法
目前該校生物技術專業《細胞生物學》課程教學共設72學時,其中課堂教學54學時,實驗教學18學時。因本課程內容多、抽象難懂,又是一個前沿性學科、在教學上既要保證學生對基礎性知識的掌握,又要盡可能地介紹新的理論和方法,讓學生了解本學科的前沿動態,更好的達到應用型人才培養的目標,同時借鑒其他學校成功的教學經驗,在教學過程中,注重以能力培養為核心,改革教學方法與手段,我們嘗試了合作研討式教學形式,強調教學內容的呈現方式要面向過程而不是面向結果[3,4]。
2.2.1 修訂教學大綱
為充分調動學生的積極性,對原有教學大綱進行了修訂,在教學內容中增加了合作研討教學環節,從已授理論課的重點內容中提煉一些具有綜合性、趣味性、爭論性的討論話題,作為合作討論式教學的論題。如舉例說明線粒體功能障礙會引發哪些人類疾病?哪些人類疾病與細胞信號傳遞通路異常有關?“端粒酶”與細胞衰老的關系?細胞衰老與人類壽命?通過學生查閱文獻及自主學習,使學生能自主參與知識的獲得過程,有利學生實踐能力和創新能力的培養。
2.2.2 教學過程設計
本次改革分別以該校生物技術專業2009級至2012級學生為對象,進行了四輪合作討論式教學的嘗試。整個教學過程分兩部分,即大班上課和小班討論,在大班上課中,主要由教師講解本課程的基本理論,而針對一些具有共性意義的重大問題或熱點問題所涉及的細胞生物學知識及前沿動態進行自學和小班討論,加深學生對基本理論的理解,提高學生思考問題和分析問題的能力,激發學生創新性思維及實踐應用能力。
2.2.3 合作研討式教學具體實施方法
研討性教學實施方法主要包括以下幾個步驟:
①討論題目的確定和選擇。教師提前一周給出討論題目,題目具有一定的前沿性,每組學生在備選題中任選一題進行查閱資料,并寫出個人學習報告,要求1000字左右。
②討論小組的分配和任務分工。根據學生選題情況,分組討論,每小組 5-6 人,并確定組長,由組長負責指定每次“學習研討”活動的主持人、匯報人和記錄人員等,并將結果上報老師。
③具體計劃的制定和實施。各小組組長召集本小組成員就該小組所承擔的研討主題進行資料的收集、整理、匯總,形成自己的觀點,準備小組發言材料,并在課前預討論,并形成匯報課件,由一人代表進行匯報,匯報時間為8-12分鐘,匯報統一安排時間隨堂進行。
④課堂研討及點評。各小組匯報人代表本小組進行班級匯報,其他小組的同學以及指導老師就該小組的匯報內容展開提問,匯報人及其小組的其他成員予以作答;指導教師就各小組查閱文獻、匯報情況及團隊合作等作為評定指標,做適當的點評,使學生對問題的認識更加深入;班級學生對本次研討活動的點評及感受。
2.2.4 制定合作研討式教學考核辦法
針對上述的合作研討式教學方法,為了調動學生的積極性,使所有學生參與到討論環節中,我們制定了本次“小班”討論考核辦法,即每一小組成員在本次學習研討活動中的最終成績(百分制)=個人成績(50%)+分組成績(50%),其中,個人成績(50%)=個人文獻查閱成績(20%)+個人自主學習報告成績(30%),分組成績(50%)=分組研討學習記錄成績(10%)+分組研討學習發言報告(10%)+分組發言的現場評分成績(25%)+本次研討活動書面材料匯編成績(5%)。這種多元化的考核模式既評價了學生的綜合能力又促進了合作研討式學習的有效開展。另外,通過改革考試命題方法,在試題中涉及了合作研討式學習相關題目和部分前沿熱點問題,改變了傳統死記硬背的考核方式,通過考試成績可反映出學生對理論知識的綜合運用能力。
3 商洛學院細胞生物學合作研討式教學取得的主要成效
3.1 教學效果反響良好
通過連續幾屆的合作研討式教學實踐探索表明,本此教學改革對學生發展產生了積極的影響,同學們普遍比較認可和接受這種新的教學模式,認為使自己得到了全方位的鍛煉,綜合素質大大提高,并建議在時間能夠支配情況下多選取幾門課程開展類似的教學活動。
3.2 人才培養質量逐年提高
從連續四年該課程期末考試成績來看,年終考核結果反饋學生學習效果明顯提升,優秀率呈現上升趨勢,如生物技術專業該課程考試成績優秀率從2009級的7.1%上升到2012級的22.7%;近年來,在學生畢業論文選題中與該課程相關的論文題目每年平均占該專業的26.7%;從近三年生物技術專業學生考研情況來看,以該課程作為專業課的學生平均每年占考研上線率的46.7%。
3.3 教學成果推廣初顯成效
隨著近年來本課程教學改革的實踐和探索,本課程于2014年在該校生物學院開展了首次教學觀摩活動,取得了良好的效果,得到了院領導和在場教師的充分肯定,并申報了商洛學院2014年教育教學改革項目,其教學成效對于其他基礎課和專業課任課教師更好地開展研究型課程建設和教學具有一定的參考和借鑒價值。
4 地方高校開展細胞生物學課程合作研討式教學的體會與思考
4.1 科學組建學習小組,明確任務分工
在合作研討學習過程中,組建合作小組是一個關鍵因素,小組成員的合理搭配有利于學習團隊出色的完成學習任務。然而,在實踐教學中,只考慮到各小組的人數是否均衡,沒有考慮到學生的性別、能力、個性特征等因素是否合理,在一定程度上限制了合作學習功效的發揮。
因此,在后續的教學實施中應科學組建學習小組,明確任務分工,才能發揮最佳的合作效果。在合作式討論中,除了適當考慮學生的自愿組合外,還應按照、學生的性別差異、知識基礎、學習能力、性格特征等差異進行分組,要遵循“組間同質,組內異質,優勢互補”的原則[5]進行分組,每組設一組長,主要負責組織學生開展課外討論。
4.2 積極主動開展課外討論活動,注重學習實效
在合作討論中因對小組成員的監督力度不大,導致個別成員責任不明確,出現不參與現象,在實踐教學中發現,小組研討學習成為個別學生的研究,而其他同學因基礎差、性格內向,自愿放棄發言機會,長期以來,他們就對合作式學習失去了興趣,達不到合作研討學習預期的目標。
自主學習是合作式學習的基礎,為了取得良好的效果,首先要求小組成員積極主動開展課外討論活動,完成文獻的查閱、資料的整理及多媒體課件的制作,而不是將合作式學習流于形式。為此,在明確小組分工和責任義務的同時,要求每一個人在討論前提交《個人自主學習報告》及《文獻資料清單》,一方面是證實本次活動的具體實施情況,另外,以此為依據,給出該生此次合作式學習的個人成績,如果該項目不過關,不僅影響到小組成員的個人成績還會影響到小組的總成績。這樣小組成員基本都會全力以赴,做好自己,為團隊爭光出力。
4.3 根據課程知識體系和學生認知能力,合理設置論題
合作討論的題目難易度及趣味性直接影響著學生的學習興趣,如何從已授理論課的重點內容中提煉一些具有綜合性、趣味性、爭論性的討論話題,是討論成功的關鍵。主要有題目過大、過難;趣味性不夠、實際應用性不強等。題目過難,學生難以理解,無法形成自己的觀點,討論時學生不做聲,討論課效果不理想。
在今后的合作式教學中,應根據課程知識體系和學生認知能力,合理設置論題,問題設置的難易程度應適中,應緊扣教學內容的重點和難點,讓學生在討論中發展各種能力的同時,理解和掌握知識,真正實現傳播知識,培養能力和提高思想的協調統一。問題設置還應具有一定的激發性,因為學生已經習慣了傳統的被動學習,對討論積極性不高,因此,問題應考慮能激發學生的討論熱情,要能引人入勝,引起懸念,甚至可適當帶些辯論色彩[6]。其次,選題應符合本科人才培養目標的要求,體現一定的應用性,做到理論與實踐的有機結合,讓學生通過討論學習后,真正做到學以致用、融會貫通。
4.4 建立多元化、過程性的教學評價體系
傳統的評價體系只注重學生的學習結果而忽視了學習過程,嚴重影響著學生討論的積極性,在實踐教學中常出現學生不配合或不積極等情況。
因此,為了調動學生的積極性,使所有學生都參與到討論環節中,就必須取消傳統的一次性閉卷考試,建立多元化、過程性的教學評價體系,保障研究性學習的順利進行。如平時考核(15%)+討論課評價(35%)+期末考試(50%)。只有建立客觀、公正的學習考核評價體系,才能積極調動學生學習興趣,保證學習效果,否則合作研討式學習模式就會流于形式,影響新模式的推廣和執行的持久力。
4.5 轉變教師觀念,組建教學團隊,營造教改氛圍
在合作研討式教學中,雖然學生是主體,但教師的主導作用也是至關重要的,它決定著本次活動能否取得實效。如果教師觀念不更新、習慣于傳統的灌輸式教學模式,不愿意在研討活動中花費精力,那么就很難推進教學改革工作;或者有些教師對研討式活動理解有誤,認為合作研討式學習中學生是主體,教師不用花費精力查閱文獻,只是組織課堂就行,往往出現教師掌控與引導能力低下等問題,如教師面對學生提出的問題措手不及、教師對最新的前沿動態了解不夠,在總結中難以凝練出自己的觀點,教師與學生之間存在著角色混亂的現象。另外,由于教師之間團隊合作意識淡薄,缺乏有效的交流與合作,因此,教師很難發現自己教學中存在的問題并采取措施改進教學方法,這也限制著研討式活動的開展。
在合作研討學習中,學生面臨的大部分問題在小組討論及課堂討論中已初步解決,但因部分學生基礎知識薄弱,認知能力偏低,對于一些個別問題還需要與教師共同探討,因此,教師應查閱大量的文獻,形成自己的見解,有效的引導學生,使學生形成合理的理論。另外,教師的課堂組織策略也很重要,如,建立發言獎勵制度,將發言、提問次數與成績掛鉤,要求學生脫稿匯報,防止學生枯燥的念稿,對于念稿的學生,其成績應適當扣分。
研討式教學中還應注重教學團隊的建設,搭建有效的教學平臺,以便教師進行交流,總結教學過程中遇到的問題和需要改進的環節,使教師能夠及時發現教學內容、組織管理中存在的問題,調整和改進教學方法,提高教學質量。
4.6 加強政策支持與激勵制度保障
對于地方本科院校來說,雖然已經意識到教學改革的迫切性和重要性,但由于受觀念、資源、資金的限制,教學改革的步伐較慢。近年來,學校也與國內研究性教學示范改革院校進行了合作,先后派教師及學生進行交流學習,但由于受傳統教學觀念的影響,至今,在制度保障、工作氛圍、評價機制等管理制度上的引導與系統保障不到位,導致開展研究型教學的教師動力不足,難以使合作研討式教學有效開展及推廣。
合作式教學不僅需要氛圍、方法策略,還需要學校政策的支持,以激發教師教學的積極性,否則就會限制合作式教學模式的推行。因此,學校應成立教學改革組織機構,制定和完善相關的教學管理和激勵制度,鼓勵教師積極開展教學改革。對于教師的評價應改變傳統的評價方式,不能僅僅以論文和科研來衡量教師工作業績,對于已經開展研究型教學的教師,應在其原有工作量的基礎上計算額外工作量,對于教學改革效果好的教師應給予特別獎勵,這樣才能激勵其他教師投入到教學改革中來,以教學為中心的教學氛圍才能真正形成,教學質量的提高及專業內涵建設目標才能逐步實現。
參考文獻:
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【關鍵詞】醫學細胞生物學 實驗課 開放式教學
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)10-0214-02
醫學細胞生物學是生命科學的一個重要基礎理論科學,作為推動醫學發展的重要力量,其技術,理論等已融入到醫學科學的各個領域中。在醫學細胞生物學理論中,實驗教學作為整個教學過程的一個重要實踐環節,對培養學生的基本科研素質,動手能力,分析解決問題的能力和創新精神有著重要作用。特別是在新形勢下,隨著實驗教學體制進一步革新,實驗內容不斷豐富,綜合性,設計性,研究性等層次較高的實驗在實驗項目中所占的比重也越來越重。醫學細胞生物學是新疆醫科大學精品課程,而實驗課將在專業課學習中發揮著重要的作用,傳統實驗教學中驗證性實驗偏多,實驗課程,而實驗方法和技能的綜合應用能力訓練少,學生學到的知識過窄,實驗方法和技能單一;老師詳細講解實驗操作步驟,學生照樣操作,常常由于不用動腦而忽略了實驗中新的現象,學生處于被動狀態,不利于培養學生的實踐能力和創新能力。因此開放式實驗教學模式是現代教學的必然趨勢。
1.開放式實驗教學活動實施過程
開放式實驗教學活動分四個階段進行,分別是開放式實驗教學的預備階段、開放式實驗教學方案的修訂階段、開放式實驗教學的實施階段和開放式實驗教學結果總結階段。開展對象主要為臨床、預防、檢驗、影像等專業學員。具體實施情況如下:
開放式實驗安排 下學期由我中心生物學實驗室對在校生開設為期1-2個月的開放式實驗教學,多選擇在星期六,日,由本教研室的教師和實驗師聯合管理和帶教。每次開課前一個月向學生公布本學期所開設的實驗項目,時間及可容納學生人數學生自愿報名,實驗室負責老師根據學生報名情況統籌安排,合理調整學生實驗人數,并為開放式實驗做好充分準備,之后反饋給學生。由于實驗室能供開放式實驗使用的儀器設備較少,實驗場地較小,師資力量有限,無法同時開展多組實驗,而且本實驗室是第一次開展開放式實驗,開放式試驗仍處于探索階段。為保證開放式實驗的教學質量,參加開放式實驗教學活動采取自薦的方式。參加者分為2個小組,每個小組30~40人,隔兩周重復一次,由兩位教師負責每個小組的指導。
1.1開放式實驗教學的預備階段
此階段,指導老師應指導學生在參考《醫學細胞生物學和醫學遺傳學實驗指導》的基礎上,通過查閱有關書籍,文獻資料,根據實驗的要求,結合實驗室現有的條件,結合自身特點及實驗室現有的條件,設計試驗方法和步驟,學生在教師指導下制定至少兩種綜合設計性開放式實驗方案(包括實驗前期準備,實驗條件要求,實驗計劃進度等),最后選擇符合實驗室實際儀器設備和試劑條件的步驟,編寫開放式實驗方案。
1.2開放式實驗教學方案的修訂階段
指導教師要審議前階段提出來的試驗方案的過程中,與學生開展可行性討論。在討論過時,應先由學生介紹實驗方案,指導教師根據實驗室條件,學生能力,實驗設計可行性等因素對方案進行修正。在開放式實驗教學中,學生是實驗的主體,因此指導教師在審議,修改實驗方案時,一是要考慮到通過本次實驗使學生掌握哪些理論知識和基本技能,學會哪些試驗方法,熟悉哪些實驗儀器操作,是否允許學生創新;二是要體現內容新,難度適中和可操作性強,充分滿足實驗目的要求;三是要尊重學生思路,讓學生暢所欲言,盡量滿足學生的創新欲望。
1.3開放式實驗教學的實施階段
即完全開放式實驗教學階段。當實驗方案確定后,首先指導教師介紹實驗室安全規則和儀器性能,特點等,使學生熟悉實驗操作要領,正確操作和使用實驗設備。在實驗進行前,學生自己按照方案動手準備實驗材料,配制相關試劑和實驗儀器等實驗前準備工作,實驗技術人員則應根據學生的實驗需要提供相應的實驗保障,避免大包大攬。在實驗過程中,指導教師給予適當的現場指導,隨時解答學生在實驗中遇到的難題,積極啟發學生進行深入思考,為學生實驗創造必要的條件(如分析條件,必要的設備材料等)。體現本論文的目的,在實踐中學到應該掌握的知識,確實得到實際工作經驗的鍛煉。
1.4開放式實驗結果總結階段
當實驗結束后,應由學生自主對實驗結果數據進行分析,總結,按要求編寫出實驗或研究報告。在學生分析,總結階段,指導教師應根據學生的知識基礎和實驗或研究報告要求等情況,對學生進行必要的指導,解答其存在的疑難問題。當實驗或研究報告完成后,指導教師應針對學生此次實驗或研究情況進行分析,肯定其成功之處,指出其存在問題,使學生分析問題,解決問題的能力切實得到鍛煉和提高。
收錄世界上150多個國家、56種文字出版的16 000種科技期刊、科技報告、會議論文、學位論文、資料匯編、技術報告、新書及視聽資料,還報道30個國家和2個國際組織的專利文獻。收錄的文獻占世界化學化工文獻總量的98%,該數據庫是世界化學化工領域最權威的數據庫。學科范圍包括化學化工、生物、醫學、藥學、輕工、冶金、天體、物理等。到2004年,CA收錄中國(含港臺)期刊900多種。
二、荷蘭《醫學文摘庫/醫學文摘》EMBase(ExcerptaMedical Database/EM)
EM是荷蘭Elsevier Science B.V.出版商建立的書目文獻數據庫。涵蓋70個國家、地區出版的5 000多種期刊,覆蓋各種疾病和藥物的信息,無可匹敵的歐洲文獻匯總及更多的亞洲文獻。是當今世界上唯一用英文出版的大型醫學文摘,是世界上最有影響的二次文獻之一。EM收集內容廣泛,不僅包括基礎醫學和臨床醫學,還包括與醫學相關的許多領域(生物醫學工程、衛生經濟學、醫學管理、法醫學等)。EM到2003年共收錄中國(含港臺)期刊64種。
三、俄羅斯《文摘雜志》(簡稱PЖ/AJ)
于1953年創刊。收錄了全世界130多個國家的66種文字的科技文獻,包括22 000多種期刊、10 000多種圖書、6 000多種連續出版物、15件發明證書和專利以及會議錄、科技報告、標準等。是目前世界上引用出版物最多、報道量最大的一套文摘刊物。其所收錄幾乎包括了所有自然科學、技術科學和工業經濟等方面的內容。俄羅斯《文摘雜志》2005年收錄的中國期刊693種。
四、美國生物科學數據庫(BIOSIS Preview簡稱BP)
是由美國生物科學信息服務社(BIOSIS)生產的世界上最大的有關生命科學的文摘和索引數據庫。BP收錄世界上100多個國家和地區的5 500多種期刊和1 650多個會議的會議錄和報告,每年大約增加28萬條記錄。報導的學科范圍廣泛,涵蓋所有生命科學內容,其中包括(不局限這些學科):空間生物學、農業、解剖學、細菌學、行為科學(Behavioral Sciences)、生物化學、生物工程、生物物理、生物技術、植物學、細胞生物學、臨床醫學、環境生物學、實驗醫學、遺傳學、免疫學、微生物學等。
五、《科學文摘》(Science Abstracts,簡稱SA)
電子版稱為INSPEC,覆蓋了全球發表在相關學科領域的4 200種期刊(其中1/5為全摘),2 000種以上會議錄、報告、圖書等,文獻來自于80多個國家和地區,涉及29種語言,收錄年代自1969年開始,內容包括:物理、電氣工程、電子、通訊、控制工程、計算機和計算科學、以及信息技術等科技文獻。1998年選用我國期刊已達100種。
關鍵詞:教師科研;研究型教學;生物科學
研究型教學是一種新型的教學模式,它最早起源于美國教育學家杜威倡導的以典型問題組織教學的“做中學”形式[1],后來又綜合了美國布魯納的“發現學習模式”和瑞士皮亞杰的“認知發展學說”而逐步構建起來[2―3]。研究型教學是一種將科學研究的理念引入課堂的實踐性教學活動,它將學習與研究過程結合起來,摒棄了傳統的單向傳授知識的模式[4―5]。研究型教學模式是以培養學生創新能力與實踐能力為目的,客觀上以研究型教師隊伍為支撐[6―7]的模式。在教學過程中教師不再是知識的權威者,而是一個課題研究的參與者以及學生的合作者[8],學生真正成為課堂的主體[9],學生在獲取基礎理論知識與基本實驗技能的同時,也培養了創新思維與解決實際問題的能力。相對于傳統的教學模式,研究型教學更加注重學生獲得知識的主動性,注重學生在實驗過程中提出問題、探索問題、解決問題的能力[10],注重培養他們的創新思維與實踐能力,培養他們獨立學習與終身學習的能力,這與我國古代的“授人以魚,不如授人以漁”的教育理念不謀而合。
一、高校生物學科專業教學現狀
作為實踐性的自然科學,各種生物假說或理論的提出都離不開實驗的驗證。但目前生物科學專業的教學仍然以傳授式教學為主導,在理論授課中教師講解教材內容、學生記筆記幾乎是一種普遍現象,雖然許多高校生物科學專業也進行了不同程度的教學改革探索,如課堂采取互動式教學、前沿專題、問題討論等具體改革模式,但這些改革措施依然脫離不了單向傳授的主導模式,這離學生創新與實踐能力的培養目標相去甚遠。例如,生物的實驗課課時偏少,主要是以經典驗證性的生物學實驗為主,在課時有限的情況下,實驗過程基本是按既定步驟進行,幾乎未涉及探索性的實驗。在此情況下,教師上實驗課是為了完成教學計劃,學生做實驗是為了完成老師安排的任務,這種實驗教學模式對學生來講僅僅是熟悉了一遍實驗操作流程而已,由于實驗過程中并沒有進行過深入思考,實驗印象并不深刻,知識技能不能鞏固,學習收獲不大。
除課堂教學與實驗課以外,課程實習、畢業實習以及畢業論文等是教學過程中重要的實踐環節,這些教學環節也存在同樣的問題。生物科學專業課程實習中比較重要的要數植物學與動物學的野外實習,實習可以使學生親身體驗課堂教學中所涉及的實體,同時也可以激發學生對自然界中動物、植物新現象的發現與探索興趣,從而起到創新意識培養的目的。但從筆者近幾年的調查結果來看,生物科學專業的野外實習卻更多傾向于對課本知識的一種實體認證,這對于學生來講,除了將實物與課本動植物特征描述進行匹配之外,就再也沒有探索性的認知過程。這種實習模式使野外實習幾乎變成了野外旅游,學生在實習一兩年后已基本不認識以前熟悉的植物了。又如畢業實習是檢驗大學生對理論知識的掌握以及將其轉化為實踐能力的重要環節,同時也是大學生進入社會的“預演”。但從許多高校生物科學畢業實習的調查來看,大多數實習僅僅是走過場,工廠實習多半是從事一些與學科專業關系并不密切的勞動力工作,這主要是因為長期以來學生受到傳統教學模式的影響而缺乏相應的創新能力與實踐能力的培養,進入實習單位后表現平平,實習單位不敢讓其進入關鍵的生產部門。再如,畢業論文是大學教學與學生學習的最后一個環節,也是對大學知識學習的綜合能力的總結,理應帶有創新性的元素,但是,從目前許多高校生物科學的畢業論文來看,多數畢業論文僅僅是簡單的重復工作,這主要是因為許多畢業論文僅是為了完成教學的環節,而很少與教師科研結合,教師指導畢業論文僅僅是為了完成教學任務,再加上最近十年的學生數量增多,使師生比例失調,教師指導的學生論文數量大,無法保證畢業論文的質量,學生的科技創新和實踐能力并沒有得到培訓和充分發揮。
事實上,生物科學是兼具理論性與實驗性的專業,系統的學科理論與先進的實驗技術構成了專業結構的主體,因而對于本科生來講,如果沒有豐富的研究基礎與實踐經驗做后盾,要在理論與技術方面進行創新性實驗難度之大可想而知。比如在大學生創新實驗項目的實施過程中,如果沒有科研教師強力支持,項目普遍不能圓滿完成。因為生物科學研究不是單靠靈感就可以完成的,它需要依靠豐富的實踐經驗與較高的理論水準,只有與教師科研實驗緊密相結合,才能達到研究型教學的改革目標。
二、與教師科研結合提出研究型教學模式的必要性
傳統單向傳授式教學模式已經不能適應當代高等教育大學生創新思維的培養目標,為此最近幾年國內外高校教育工作者對研究型教學模式進行了探索與嘗試,但大部分的教學改革還基本停留在摸索階段,還沒有一個切實可行的實施平臺或手段。教師科研在研究型教學實施方面具有得天獨厚的優勢,教師科研是溝通教學與科研的紐帶,科研教師的創新性思維容易傳輸給學生,使學生不斷受到學科研究前沿思想的熏陶而激發出創新的火花。生物科學是一個發展迅速的實驗學科,科研教師要不斷跟蹤最新科研信息才能站在學科研究的前沿。建立在教師科研基礎上的研究型教學發揮了教師在科研素質方面的優勢,有利于提高教學質量,培養學生的創新性思維,從而適應現代經濟發展對高素質人才的需求。
三、與教師科研平臺結合的主要措施
目前生物科學專業的許多課程在內容上均有大量的重疊,而每個教師所授課程相互之間缺乏溝通,結果在教學上做了很多“無用功”,此外也易導致知識的連續性中斷,由于教師對小專業內容的局限性,只講述單一課程內容而忽視了與其他課程內容的聯系與承接。由于現代生物學的迅猛發展,生物科學不同領域的交叉越來越明顯,研究層次的深化和研究手段的通用,使傳統的按單門課程來教學的模式逐漸喪失其高效性。而目前教師科研課題的立項都是基于生物大學科系統的生物學理論來進行科學問題的論證,其實施過程也必然要求進行多學科、多專業的系統聯系,因此教師科研為研究型教學模式的開展提供了很好的平臺。
生物科學專業教學改革應該打破這種一門課程一個主講教師的模式,而應強調實驗研究和創新培養,推行“知識點組庫與教師科研組庫匹配” 的教學模式,即將專業課程按大學科的研究方向與尺度進行歸類,同時將任課教師按科研方向與內容納入不同的研究組庫,增加實驗課時數使其在教學中占據主導地位,在指導組教師的統一安排下根據研究進度和內容選擇實驗場所。在這一模式下,教學選題不再局限于單一方面的簡單觀察,而是對于某一生物學現象從淺顯的外部特征描述到生物發生的生理代謝、分子作用等內部機理的探索。
基于這一模式,可將生物科學按植物、動物、微生物、人體生物學等進行大課程分類,而如遺傳學、分子生物學、細胞生物學、植物生理學、發育生物學之類的課程屬于研究層次的類別。在每個大課程下按研究的尺度或水平進行細分,如將植物學分為形態解剖分類、生理、生化、分子等水平。不同的課程對同一生物學問題描述的側重點不同,講述的科學研究層次也不同。例如學習植物光合過程,在植物學部分側重于講述氣孔的作用、葉綠體的形態結構,植物生理學側重于光合作用過程,細胞生物學則對這一部分進行了重復簡述,這表明單一課程由于內容側重點不同,對于一個生物學過程有的不能全面闡述,有的則又相互重疊,不利于學生對生物學知識的系統把握以及對生物學現象本質的認知。根據“知識點組庫與教師科研組庫匹配”的教學模式,本節的教學可以這樣設計:其一,將光合過程所涉及的不同教材知識內容歸納為一個知識點組;其二,將從事分類學、植物生理學、生化、分子生物學科研的教師優化后成立教師研究組;其三,將生物科學專業的有關這一部分的內容由表及里進行的綜述歸納成一個系統的知識點組,對于知識點組之外的零散知識由學生自由閱讀即可。但要注意以下幾點:①知識點組的教學按實驗課題研究的形式進行;②在一個知識點組研究課題實施期間,由教師與學生共同制訂課題研究計劃;③課題文本需按照科研課題申報格式進行撰寫,突出強調課題申報的科學意義與創新性。
為確立上述這一模式的規范性,學院應該在管理層面上對生物科學大專業的知識點進行模塊化及優化,并會同全體專業教師進行模塊化的合理性討論,直至建立成熟的知識點組庫。知識點組庫的建設既要考慮到生物學知識的廣度,又要考慮到研究的深度,以符合創新思維培養的教學模式。為建立指導教師組庫,學院應每隔一段時間匯總指導教師的科研內容輸入庫中,以備學生在考慮課題研究內容時有效選擇指導教師。
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