王 晶,常世民,賈永紅,張江麗,侯曉強(qiáng)

(1.廊坊師范學(xué)院，河北 廊坊 065000；2.河北省高校食藥用菌應(yīng)用技術(shù)研發(fā)中心，河北 廊坊 065000；3.廊坊市食用菌技術(shù)重點實驗室，河北 廊坊 065000)

?

《細(xì)胞與顯微技術(shù)實驗》教學(xué)改革初探

王 晶1,2,3,常世民1,2,賈永紅1,2,張江麗1,2,侯曉強(qiáng)1,2,3

(1.廊坊師范學(xué)院，河北 廊坊 065000；2.河北省高校食藥用菌應(yīng)用技術(shù)研發(fā)中心，河北 廊坊 065000；3.廊坊市食用菌技術(shù)重點實驗室，河北 廊坊 065000)

對廊坊師范學(xué)院《細(xì)胞與顯微技術(shù)實驗》課程教學(xué)進(jìn)行改革，主要包括：修訂教學(xué)大綱，增加綜合性實驗和設(shè)計性實驗，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，在原有的實驗內(nèi)容基礎(chǔ)上，新增細(xì)胞生物學(xué)研究領(lǐng)域常用的實驗技術(shù)；改變教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)預(yù)習(xí)和實驗結(jié)果及時記錄和分析的重要性；建立更加科學(xué)的成績評定體系，取得了良好的教學(xué)效果。

《細(xì)胞與顯微技術(shù)實驗》；實驗教學(xué)；教學(xué)改革

0 引言

細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科[1]，實驗性很強(qiáng)。《細(xì)胞與顯微技術(shù)實驗》課程是本校生命科學(xué)類專業(yè)本科生必修課之一，是細(xì)胞生物學(xué)科的重要組成部分,對于培養(yǎng)學(xué)生從細(xì)胞水平認(rèn)識、探究生命問題的能力具有基礎(chǔ)性作用。目前，細(xì)胞生物學(xué)研究日新月異，相關(guān)新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，對課程的改革勢在必行。

1 實驗教學(xué)現(xiàn)狀

《細(xì)胞與顯微技術(shù)實驗》課程主要在細(xì)胞層次上開展，使學(xué)生對細(xì)胞水平的生理生化現(xiàn)象和知識有直觀的了解，并能通過實際操作掌握一定的實驗技能，了解有關(guān)細(xì)胞工程采用的手段和方法。近年來，細(xì)胞生物學(xué)理論發(fā)展迅速，但由于師資或?qū)嶒灄l件的限制，導(dǎo)致很多院校細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)普遍落后于理論課程。主要表現(xiàn)在實驗內(nèi)容陳舊、單一，多數(shù)實驗為驗證性實驗等，這些都不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合能力的培養(yǎng)[2]。

2 實驗教學(xué)改革

針對細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題，在原有《細(xì)胞與顯微技術(shù)實驗》教學(xué)構(gòu)架基礎(chǔ)上，課程組重新修訂了實驗大綱，調(diào)整了教學(xué)內(nèi)容；在教學(xué)方法上也做了大量改革嘗試，使學(xué)生由依賴性學(xué)習(xí)向自主性學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變；在成績評定方面采取更加科學(xué)的成績評價體系。經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐后，《細(xì)胞與顯微技術(shù)實驗》已經(jīng)形成了一套更加科學(xué)的課程體系。

2.1 修訂課程大綱

實驗教學(xué)在傳統(tǒng)的教學(xué)觀念中被視為理論教學(xué)的補充,多年來一直都采用被動的教學(xué)模式,側(cè)重于驗證書本知識。這種教學(xué)方法在訓(xùn)練學(xué)生基本實驗技能方面發(fā)揮了一定的作用,但忽略了對學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。基于此,課程組重構(gòu)了實驗教學(xué)大綱，豐富了實驗教學(xué)項目，包括多種目前比較常用的顯微鏡的使用，如細(xì)胞膜的生理功能、細(xì)胞器的分離純化、細(xì)胞化學(xué)、細(xì)胞骨架的觀察、動植物染色體標(biāo)本的制作等內(nèi)容[3]，強(qiáng)調(diào)實驗相關(guān)理論知識和技能的全面性；另外增加設(shè)計性實驗和綜合性實驗項目[4-5]，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力和實驗操作能力。

2.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

生命科學(xué)學(xué)院的《細(xì)胞與顯微學(xué)實驗》是面向生物科學(xué)專業(yè)二年級本科生開設(shè)的重要的必修實驗課，共45學(xué)時，實驗內(nèi)容的設(shè)計上既要包括對經(jīng)典基本實驗技術(shù)的訓(xùn)練，同時也要不斷引進(jìn)新的、常用的實驗技術(shù)以開闊學(xué)生的視野，幫助他們較快地同科研接軌。為了使課程體系更加科學(xué)、合理，并且能與細(xì)胞生物學(xué)理論課緊密結(jié)合，使學(xué)生通過實驗課的學(xué)習(xí)更好地理解細(xì)胞生物學(xué)的概念,課程組在原有的經(jīng)典細(xì)胞生物學(xué)實驗基礎(chǔ)上[6]，對一些實驗進(jìn)行了改進(jìn)，如細(xì)胞的有絲分裂、減數(shù)分裂和染色體組型等相關(guān)知識是生命科學(xué)類本科生重點掌握的基礎(chǔ)知識點，為此,課程增加了“小鼠骨髓和精巢染色體標(biāo)本的制作"實驗[7]，以雄性小鼠的骨髓和精巢為實驗材料，學(xué)生可獲得有絲分裂中期和減數(shù)分裂中期的染色體標(biāo)本，在掌握染色體標(biāo)本制作等細(xì)胞生物學(xué)基本實驗技能的同時，還可以觀察到處于減數(shù)分裂不同時期的染色體的形態(tài)變化，加深了對染色質(zhì)、染色體等知識的理解，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。使學(xué)生更好地掌握細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)知識、提高基本實驗操作技能。

此外，課程組成員積極參加國內(nèi)的細(xì)胞生物學(xué)實驗相關(guān)會議和培訓(xùn)，在了解其他兄弟院?！凹?xì)胞生物學(xué)實驗”相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，結(jié)合本校實際，選擇了一些細(xì)胞生物學(xué)研究中較適合本科生學(xué)習(xí)且符合基礎(chǔ)實驗課學(xué)時要求的實驗方法或?qū)嶒灱夹g(shù)作為實驗內(nèi)容[8]。如，細(xì)胞骨架是真核細(xì)胞各種生理活動的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)研究領(lǐng)域的重點和熱點之一，故課程增加了“動物細(xì)胞微絲束的光學(xué)顯微鏡觀察”和“四膜蟲纖毛的再生”兩個實驗[7,9]?！皠游锛?xì)胞微絲束的光學(xué)顯微鏡觀察”實驗以培養(yǎng)在蓋玻片上的人宮頸癌細(xì)胞Hela為實驗材料，通過添加TritonX-100抽離細(xì)胞內(nèi)大部分蛋白質(zhì)、戊二醛固定細(xì)胞、考馬斯亮藍(lán)染色等，學(xué)生使用普通的光學(xué)顯微鏡即可觀察到體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞胞質(zhì)中應(yīng)力纖維(微絲束)的排布和走向，從而更好地理解細(xì)胞形態(tài)與細(xì)胞質(zhì)骨架的關(guān)系[6]?！八哪はx纖毛的再生”實驗，由北京大學(xué)生科院率先開設(shè)。實驗以單細(xì)胞的真核細(xì)胞——梨形四膜蟲(Tetrahymena pyriformis)為實驗材料，通過機(jī)械處理，去除四膜蟲表面的纖毛，觀察在不同培養(yǎng)條件下四膜蟲纖毛(由微管蛋白組成)的再生速率[9]，這個實驗可幫助學(xué)生加深對纖毛這種細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu)的裝配與功能的認(rèn)識，提高學(xué)生的研究興趣。再如，NO是在多種細(xì)胞中傳遞信號的氣體信號分子，細(xì)胞在免疫活化或外界信號刺激下，可誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶基因被誘導(dǎo)表達(dá)，催化精氨酸氧化成瓜氨酸并產(chǎn)生大量的NO[10-11]，參與巨噬細(xì)胞的吞噬、血管平滑肌的松弛和舒張血管以及大腦的學(xué)習(xí)記憶等生理活動。熒光探針是在生物學(xué)研究中常用的檢測手段，DAF-FM DA是新一代用于NO定量檢測的熒光探針[11-12]，能夠進(jìn)入細(xì)胞并被細(xì)胞內(nèi)酯酶催化形成不能穿過細(xì)胞膜的DAF-FM。DAF-FM本身僅有很弱的熒光，但和細(xì)胞內(nèi)NO反應(yīng)后可以產(chǎn)生強(qiáng)烈的熒光[11]，課程組結(jié)合原教學(xué)內(nèi)容《小鼠腹腔巨噬細(xì)胞吞噬現(xiàn)象觀察試驗》及相關(guān)教師的研究成果，增加《脂多糖對小鼠腹腔巨噬細(xì)胞NO分泌量的影響》實驗內(nèi)容，使學(xué)生更好地理解外源物質(zhì)激活巨噬細(xì)胞功能的信號通路。

以上實驗內(nèi)容的改革，一方面緊密結(jié)合細(xì)胞生物學(xué)理論課內(nèi)容，另一方面，充分利用了院系的儀器設(shè)備資源，增加細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)實驗內(nèi)容和熒光顯微觀察相關(guān)實驗比重，體現(xiàn)了細(xì)胞生物學(xué)的科學(xué)前沿性和綜合性、實際應(yīng)用性和研究性。

2.3 改變教學(xué)方法

(1)強(qiáng)調(diào)預(yù)習(xí)實驗的重要性。實驗預(yù)習(xí)是實驗課很重要的一個環(huán)節(jié)，只有在上課前做好實驗預(yù)習(xí)，帶著問題去做實驗，才能夠在做實驗的過程中真正地有所收獲。

為了幫助學(xué)生更好地做好實驗預(yù)習(xí)，我們首先向?qū)W生闡明實驗預(yù)習(xí)的重要性，并在實驗課的成績評定體系中加入了對實驗預(yù)習(xí)的考查。

(2)改變實驗報告的書寫方式?！都?xì)胞與顯微技術(shù)實驗》中絕大部分實驗結(jié)果是利用顯微鏡對實驗結(jié)果進(jìn)行觀察和分析。為了防止學(xué)生在實驗結(jié)果的記錄和實驗現(xiàn)象的分析過程中抄襲，在課程進(jìn)行過程中，采取當(dāng)堂記錄實驗結(jié)果、當(dāng)堂上交實驗報告的方法。學(xué)生觀察實驗結(jié)果的同時，實事求是地記錄實驗現(xiàn)象，一方面有助于學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的實驗習(xí)慣，另一方面可有效杜絕實驗報告的抄襲，從而達(dá)到教學(xué)目的。

2.4 規(guī)范實驗要求，逐步完善成績評價體系

《細(xì)胞與顯微技術(shù)實驗》課程實施全面考核制度，即包括實驗操作、實驗報告、實驗結(jié)果及分析、出勤等各個環(huán)節(jié)，此外，在實驗課程結(jié)束時增加實驗理論的考試。嚴(yán)格的實驗考核制度增加了教師的工作量,但保證了實驗成績的真實性,增加了學(xué)生對實驗課的主動性，提高了學(xué)生的實驗操作能力。

3 結(jié)語

《細(xì)胞與顯微技術(shù)實驗》教學(xué)改革，通過修訂教學(xué)大綱、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法、完善成績評定等措施，取得了較好的教學(xué)效果，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)。但是目前對《細(xì)胞與顯微技術(shù)實驗》教學(xué)的改革只是初步探索，課程組成員將進(jìn)一步研究實驗課程的教學(xué)改革與學(xué)生專業(yè)能力培養(yǎng)之間的聯(lián)系，積極探索高素質(zhì)人才的培養(yǎng)模式，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出優(yōu)秀的生物專業(yè)人才。

[1] 熊少伶.細(xì)胞生物學(xué)實驗課程的改革與實踐[J].教育,2016,13(10):265-265.

[2] 胡鑫,高梅,李紹軍,等.細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)改革探索[J].中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報,2013,35(1):110-114.

[3] 王崇喜,高清祥.細(xì)胞生物學(xué)實驗[M].北京:高等教育出版社,2013.

[4] 王宏英,王偉,陳堅剛,等.細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)創(chuàng)新的探討[J].實驗技術(shù)與管理,2008,25(1):126-128.

[5] 鄧政東,程愛芳,彭玲,等.細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)的改革探索[J].廣州化工,2015,43(9):200-201.

[6] 楊漢民.細(xì)胞生物學(xué)實驗[M].北京：高等教育出版社,1997.

[7] 樊廷俊.細(xì)胞生物學(xué)實驗技術(shù)[M].青島:中國海洋大學(xué)出版社,2006.

[8] 王宏剛,陳成彬,王春國,等.綜合院?！凹?xì)胞生物學(xué)實驗”教學(xué)改革探索[J].實驗技術(shù)與管理,2014,31(1):191-193.

[9] 丁明孝,蘇都莫日根,王喜忠,等.細(xì)胞生物學(xué)實驗指南[M].北京:高等教育出版社,2013.

[10] 翟中和,王喜忠,丁明孝,等.細(xì)胞生物學(xué)[M].第四版.北京:高等教育出版社，2014.

[11] 王晶,張春丹,楊利敏,等.阿魏側(cè)耳胞外多糖對小鼠巨噬細(xì)胞的激活作用[J].食品工業(yè)科技,2016,(10):356-359.

[12] Cheng W W，Lin Z Q，Ceng Q，et al. Single-wall carbon nanotubes induce oxidative stress in rat aortic endothelial cells[J].Toxicology Mechanisms and Methods，2012，22(4):268-276.

Discussion for Teaching Reform of Cell Biologyand Microscopy Experiment

WANGJing1,2,3,CHANGShi-min1,2,JIAYong-hong1,2,ZHANGJiang-li1,2,HOUXiao-qiang1,2,3

(1.LangfangTeachersUniversity,Langfang065000,China;2.EdibleandMedicinalFungiResearchandDevelopmentCenterofHebeiUniversities,Langfang065000,China;3.EdibleFungiKeyLaboratoryofLangfangCity,Langfang065000,China)

The paper discusses the teaching reform of cell biology and microscopy experiment in Langfang Teacher's University. The teaching reform was carried out from revising aspects of syllabus, increasing comprehensive and designing experiment, optimizing the teaching content and adding experimental techniques commonly used in cell biology on intrinsic teaching content. Teaching method was changed. Preparation for the experiment, record and analysis of experimental result were attached greater importance to. More scientific grade evaluation system was established and the effect of teaching was improved.

Cell Biology and Microscopy Experiment; experimental teaching; teaching reform

2017-04-07

廊坊師范學(xué)院教育教學(xué)改革項目(2013022)；廊坊師范學(xué)院教育教學(xué)改革項目(2015014)；廊坊師范學(xué)院微生物學(xué)重點學(xué)科項目(201501);廊坊師范學(xué)院應(yīng)用型本科生物技術(shù)重點建設(shè)專業(yè)(201602)

王晶(1983-)，女，博士，廊坊師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院講師，研究方向：動物細(xì)胞工程和生物活性物質(zhì)。

G642.0

A

1674-3229(2017)02-0106-02