胡林峰

[摘 要] 科學(xué)方法教育是高校深化教學(xué)改革的重要內(nèi)容，也是培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的有效途徑。文章以細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程為載體，以科學(xué)方法教育為導(dǎo)向，從教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)體系構(gòu)建、教學(xué)方法選擇、教學(xué)效果評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行改革探索，并就存在問題與對(duì)策進(jìn)行了深入闡述。

[關(guān)鍵詞] 科學(xué)方法教育；細(xì)胞生物學(xué)；實(shí)驗(yàn)改革

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 1008-2549（2016） 12-0095-02

深化教育改革、提高教學(xué)質(zhì)量是當(dāng)前我國(guó)高等教育改革的一項(xiàng)重大任務(wù)。要完成好這項(xiàng)重大任務(wù)，加強(qiáng)科學(xué)方法教育是一項(xiàng)關(guān)鍵性的內(nèi)容[1，2]。《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見》的總體目標(biāo)指出，到2020年建立健全課堂教學(xué)、自主學(xué)習(xí)、結(jié)合實(shí)踐融為一體的高校教育體系，人才培養(yǎng)質(zhì)量顯著提升。這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有賴于高等學(xué)校的教育理念由知識(shí)本位向能力本位的轉(zhuǎn)變[3]。事實(shí)證明，科學(xué)方法作為思維方式和行為方式，蘊(yùn)涵著極大的智力價(jià)值，當(dāng)青年大學(xué)生一旦掌握科學(xué)方法就能大大提高智力和能力水平[4]。

細(xì)胞生物學(xué)作為一門理論性與實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，其方法與技術(shù)廣泛用于解決人類面臨的諸如環(huán)境污染、能源危機(jī)、疾病危害等一系列重大問題[5]。細(xì)胞生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)既是細(xì)胞生物學(xué)理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)過(guò)程，又是課堂理論技術(shù)的繼續(xù)補(bǔ)充和深化。現(xiàn)有的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式普遍是由教師講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、過(guò)程，學(xué)生只是按部就班地進(jìn)行操作，從而得出可預(yù)知的結(jié)論。長(zhǎng)此以往，其弊端逐漸顯現(xiàn)出來(lái)：（1）泯滅了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，禁錮了學(xué)生的創(chuàng)新思維；（2） 習(xí)得的知識(shí)和技術(shù)高度碎片化，缺乏整合性；（3）所學(xué)知識(shí)在實(shí)際工作、生活中高度“休眠”，缺乏實(shí)用性，甚者產(chǎn)生“學(xué)無(wú)所用”的困惑。為了切實(shí)提高教學(xué)實(shí)效，筆者從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和效果評(píng)價(jià)等多方面以科學(xué)方法教育為導(dǎo)向，對(duì)細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革探索。

一 以科學(xué)方法教育為導(dǎo)向的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)踐

1 更新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，統(tǒng)籌課程安排

以學(xué)校修訂教學(xué)計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱為契機(jī)，重新修訂教學(xué)計(jì)劃，根據(jù)教學(xué)計(jì)劃完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。在開課時(shí)間上，系統(tǒng)教授完相應(yīng)理論課程后，利用相對(duì)集中的時(shí)間進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，使理論課和實(shí)驗(yàn)課有效地銜接，使學(xué)生能夠系統(tǒng)掌握細(xì)胞生物學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)技能。在教學(xué)內(nèi)容上，剔除簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增設(shè)綜合性、系統(tǒng)性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；將學(xué)術(shù)研究比較成熟的研究成果改造成符合實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求和特點(diǎn)的綜合性實(shí)驗(yàn)。如活血化瘀藥通過(guò)誘導(dǎo)LDL受體表達(dá)降血脂的研究，經(jīng)過(guò)適當(dāng)調(diào)整，改造成膜受體表達(dá)檢測(cè)的綜合性實(shí)驗(yàn)。

2 自編實(shí)驗(yàn)教材，重新設(shè)置內(nèi)容

根據(jù)精選的教學(xué)內(nèi)容，編寫《細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)》指導(dǎo)用書。在教學(xué)過(guò)程中，以自編教材為主，并參考其他輔助教材。授課教師講解基本的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、操作方法和應(yīng)用范疇。實(shí)驗(yàn)一：細(xì)胞凍存復(fù)蘇；實(shí)驗(yàn)二：細(xì)胞傳代；實(shí)驗(yàn)三：細(xì)胞活性測(cè)定及結(jié)構(gòu)觀察；實(shí)驗(yàn)四：細(xì)胞成分分離純化；實(shí)驗(yàn)五：外源基因轉(zhuǎn)染；實(shí)驗(yàn)六：?jiǎn)慰寺〖?xì)胞株建立；實(shí)驗(yàn)七：藥物篩選；實(shí)驗(yàn)八：細(xì)胞融合技術(shù)。學(xué)生可根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)方案參考使用。

3 構(gòu)建多層次細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的優(yōu)化重組和交叉融合結(jié)果，構(gòu)建細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)三大模塊：

（1）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K?；A(chǔ)模塊包括細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)常用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，如常用細(xì)胞結(jié)構(gòu)觀察技術(shù)、細(xì)胞內(nèi)生命活動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、細(xì)胞內(nèi)組分分離技術(shù)等。通過(guò)理論講解和動(dòng)手實(shí)踐，夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能，并且熟悉技術(shù)的應(yīng)用范疇。

（2）細(xì)胞操作模塊。細(xì)胞操作模塊包括細(xì)胞的原代培養(yǎng)技術(shù)、傳代培養(yǎng)技術(shù)、凍存和復(fù)蘇技術(shù)、細(xì)胞活性及增殖能力評(píng)估技術(shù)、基因轉(zhuǎn)染技術(shù)等。在這個(gè)過(guò)程中強(qiáng)化了細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞計(jì)數(shù)、細(xì)胞成活率的檢測(cè)、MTT法檢測(cè)培養(yǎng)細(xì)胞的活性等相關(guān)技能。本模塊是細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)技能。通過(guò)本模塊，學(xué)生充分掌握細(xì)胞操作的基本技能。由于細(xì)胞操作技術(shù)要求高，培養(yǎng)周期長(zhǎng)，干擾因素繁多等特點(diǎn)，細(xì)胞培養(yǎng)室在課余時(shí)間通過(guò)預(yù)約開放的形式向全體學(xué)生免費(fèi)開放，以鞏固學(xué)生細(xì)胞操作技能。

（3）探索性實(shí)驗(yàn)?zāi)K。本模塊包括兩個(gè)部分。一是標(biāo)書撰寫技能，學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)查閱，針對(duì)自己感興趣的領(lǐng)域提出科學(xué)假說(shuō)，撰寫項(xiàng)目研究申請(qǐng)書（以浙江中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)生科研基金項(xiàng)目申請(qǐng)書為模板）；二是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，給定選題，根據(jù)已學(xué)理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能并查閱相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合現(xiàn)有教學(xué)條件，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并分組討論其可行性。學(xué)生以項(xiàng)目為核心，以團(tuán)隊(duì)為單位學(xué)習(xí)知識(shí)、參與實(shí)踐、完成項(xiàng)目。通過(guò)本模塊的訓(xùn)練，學(xué)生的科學(xué)研究思維得到了很好的鍛煉。

4 全面開放實(shí)驗(yàn)室，以科研帶動(dòng)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，有限的教學(xué)課時(shí)已不能滿足實(shí)驗(yàn)的課程設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)室開放是實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式、手段的革新，樹立教學(xué)與科研相結(jié)合的思想，“以科研促教學(xué)，以教學(xué)帶科研”，在教學(xué)中研究，在研究中教學(xué)。實(shí)驗(yàn)室的開放包含兩個(gè)方面：實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源的開放和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的開放。實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源的開放，學(xué)生可以根據(jù)合理的實(shí)驗(yàn)方案申請(qǐng)適合的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和儀器設(shè)備，完成技能訓(xùn)練或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)；教學(xué)內(nèi)容的開放，也就是教與學(xué)的開放，主要表現(xiàn)在學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法等的選擇，實(shí)驗(yàn)運(yùn)行的環(huán)節(jié)，完成實(shí)驗(yàn)的形式的開放，尊重學(xué)生的主體地位，充分發(fā)揮學(xué)生的積極主動(dòng)性。

5 建立相對(duì)合理的模塊考核機(jī)制

實(shí)踐教學(xué)的效果不以原有單一的考試或?qū)嶒?yàn)報(bào)告成績(jī)來(lái)考核。我們的教學(xué)目標(biāo)直接指向?qū)W生多方面的發(fā)展變化，因此評(píng)價(jià)的指標(biāo)也應(yīng)該以學(xué)生多方面的發(fā)展變化為依據(jù)。以現(xiàn)代的教學(xué)質(zhì)量觀來(lái)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)，必須以是否有利于學(xué)生的進(jìn)步與發(fā)展作為考核指標(biāo)，注重學(xué)生實(shí)際操作技能和分析解決問題的能力。考核成績(jī)由三部分組成：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K（20%）、細(xì)胞操作模塊（30%）、探索性實(shí)驗(yàn)?zāi)K（50%，其中標(biāo)書撰寫占20%，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作占30%）。

二 存在問題與對(duì)策

1 以科學(xué)方法教育為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要有以科學(xué)方法教育為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)教材

以科學(xué)方法教育為導(dǎo)向的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求把教學(xué)重點(diǎn)由教師單方面?zhèn)魇谥R(shí)轉(zhuǎn)向?qū)W生主動(dòng)學(xué)習(xí)，問題在于如何發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、建立假設(shè)、驗(yàn)證假設(shè)等知識(shí)學(xué)生是不可能生而知之的。查閱現(xiàn)有的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教材，不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有教材幾乎沒有關(guān)于這些方法論的介紹。教材編寫方式都是獨(dú)立且結(jié)論式的，由科學(xué)原理、材料、步驟甚至實(shí)驗(yàn)結(jié)果構(gòu)成教材內(nèi)容?；谶@樣的問題，我們專門編寫了符合科學(xué)方法教育的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教材，一方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行具體科學(xué)方法論的指導(dǎo)，另一方面詳細(xì)闡述各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的性質(zhì)、操作程序、適用范圍，將方法融于結(jié)論性知識(shí)的陳述中。

2 以科學(xué)方法教育為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要有以科學(xué)方法教育為導(dǎo)向的教學(xué)方法

細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)所蘊(yùn)涵的科學(xué)方法非常豐富，主要包括根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩M(jìn)行的實(shí)驗(yàn)原理構(gòu)思的方法、實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)操作的方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的顯示方法以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和整理歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論的方法等。細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞操作和探索性設(shè)計(jì)，這三層次內(nèi)容是相互連接、不斷遞進(jìn)的，滲透科學(xué)方法教育的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)有所不同。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)側(cè)重儀器使用及數(shù)據(jù)處理方法，細(xì)胞操作實(shí)驗(yàn)重視操作方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的顯示方法和結(jié)果的分析歸納方法，而探索性設(shè)計(jì)重視實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想及各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的綜合運(yùn)用。我們?cè)谶M(jìn)行科學(xué)方法教育時(shí)，遵循由易到難，從單一到綜合的規(guī)律，以細(xì)胞生物學(xué)基本實(shí)驗(yàn)技能為基礎(chǔ)，以開放性實(shí)驗(yàn)為依托，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，探索感興趣的科學(xué)問題，從而提升理論水平和實(shí)踐能力；采用層層深入的教學(xué)方式，充分體現(xiàn)“教為不教”的教學(xué)理念，為學(xué)生構(gòu)建開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，提供多渠道獲取知識(shí)、并將學(xué)到的知識(shí)加以綜合應(yīng)用于實(shí)踐的機(jī)會(huì)，促進(jìn)他們形成積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和良好的學(xué)習(xí)策略，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

總之，科學(xué)方法教育是提升細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，更是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要途徑[6]。細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)科學(xué)方法教育是以培養(yǎng)學(xué)生具有永不滿足、追求卓越的態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力為基本目標(biāo)；以學(xué)生從理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐活動(dòng)中獲得的各種課題或項(xiàng)目設(shè)計(jì)為基本的學(xué)習(xí)載體；以在提出問題和解決問題的全過(guò)程中學(xué)到的細(xì)胞生物學(xué)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、科學(xué)研究方法及獲得的豐富體驗(yàn)為基本內(nèi)容；以在教師指導(dǎo)下，以學(xué)生自主采用研究性學(xué)習(xí)方式開展研究為基本的教學(xué)形式。通過(guò)科學(xué)方法教育，在現(xiàn)有的教學(xué)條件下和有限的課時(shí)內(nèi)，學(xué)生在細(xì)胞生物學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)技能方面有了全面的提升，提高了教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和主動(dòng)性，從而教會(huì)學(xué)生自我學(xué)習(xí)以及分析解決問題的能力。

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