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應(yīng)用型本科高校細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)改革

2021-12-21 12:23:46段訓(xùn)威楊檳煌柯佳穎許婉芳董樂吳文林
武夷學(xué)院學(xué)報 2021年9期
關(guān)鍵詞:生物學(xué)應(yīng)用型實訓(xùn)

段訓(xùn)威, 楊檳煌, 柯佳穎, 許婉芳, 董樂, 吳文林*

(1.泉州師范學(xué)院,福建 泉州 362100;2.福建省海洋藻類活性物質(zhì)制備與功能開發(fā)重點實驗室,福建 泉州 362100)

構(gòu)建應(yīng)用型高校教育是當(dāng)前我國高等院校發(fā)展的重要方向,在新環(huán)境下,建設(shè)應(yīng)用型本科高校需樹立應(yīng)用型教學(xué)理念[1-2]??茖W(xué)研究是應(yīng)用型本科高校建設(shè)中應(yīng)有之義,亦是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要途徑,實驗教學(xué)仍是其最佳切入點,細(xì)胞生物學(xué)(理論和實驗)被認(rèn)為是開展生物學(xué)專業(yè)學(xué)生科研素質(zhì)訓(xùn)練的優(yōu)選課程,其教學(xué)質(zhì)量的好壞亦被認(rèn)為是直接影響學(xué)生對生命科學(xué)理論和實驗技術(shù)掌握程度的重要因素[3]。20世紀(jì)以來,細(xì)胞生物學(xué)實驗技術(shù)已逐步滲透到生命科學(xué)的各個學(xué)科,成為現(xiàn)代生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)研究的重要手段[4]。如何通過細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、勇于探索的精神,激發(fā)學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力,培育素質(zhì)高、綜合能力強的創(chuàng)新型人才,是新建應(yīng)用型本科高校實驗教學(xué)改革的重要任務(wù)之一。以探析新建應(yīng)用型普通本科高校細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)存在的問題與改革為例,優(yōu)化與完善實驗教學(xué)內(nèi)容、條件與考核,旨在促進應(yīng)用型本科高校細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)示范中心建設(shè)。

1 細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

1.1 實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊

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,傳統(tǒng)細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)模式,側(cè)重于驗證傳統(tǒng)理論知識,諸如細(xì)胞凝集反應(yīng)、細(xì)胞膜的滲透性、線粒體和液泡系的超活染色與觀察、動物細(xì)胞微絲束的光學(xué)顯微鏡觀察、巨噬細(xì)胞吞噬現(xiàn)象的觀察等驗證性實驗依舊占據(jù)著實驗教學(xué)內(nèi)容的主要位置,縱觀這些實驗內(nèi)容,其材料易得、操作簡單、結(jié)果與過程可控,缺乏技術(shù)手段和知識的綜合運用與探索,學(xué)生基本“照方抓藥”式的機械模仿[5]。然而這些實驗內(nèi)容一般適用生命科學(xué)研究初期的教學(xué),在中學(xué)教育即可開展。

1.2 實驗教學(xué)投入不足

細(xì)胞生物學(xué)實驗涉及到細(xì)胞培養(yǎng)等內(nèi)容,實驗要求嚴(yán)格、周期長,對教學(xué)空間、設(shè)備、課程師資等均有較高要求[6]。隨著生命科學(xué)專業(yè)人數(shù)增多,實驗教學(xué)資源緊缺:教學(xué)實驗室空間及數(shù)量的不足,執(zhí)行分批實踐拖長教學(xué)時間;教學(xué)設(shè)備配備不足,通常采取分組實踐,考核難以落實到每個學(xué)生;設(shè)備陳舊落后、更新慢,導(dǎo)致學(xué)難以致用,間接影響學(xué)生的積極性;課程組師資隊伍配備不足,細(xì)胞生物學(xué)實驗準(zhǔn)備及教學(xué)指導(dǎo)工作繁雜、課時長,“1對1班”師資配比對學(xué)生的指導(dǎo)及監(jiān)督等難以覆蓋[7]。

1.3 實驗教學(xué)模式與技術(shù)貧乏

傳統(tǒng)的細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)與黑板、掛圖、實物模型、投影儀、幻燈機及電視顯微鏡等分不開,教學(xué)維度單一、師生的時空無法交融,難以應(yīng)付微觀層面的教學(xué),學(xué)生對染色體結(jié)構(gòu)、細(xì)胞及其微環(huán)境等缺乏直觀理解。此外,被動教學(xué)模式:“實驗準(zhǔn)備(教師)—原理、步驟介紹(教師)—按步操作(學(xué)生)—實驗報告(學(xué)生)”在目前實驗教學(xué)中較為普遍,將整個實驗實訓(xùn)過程“分工”明確,學(xué)生成了“操作工”。

1.4 實驗理論教學(xué)與實訓(xùn)教學(xué)脫節(jié)

細(xì)胞生物實驗教學(xué)也有理論講解與實訓(xùn)教學(xué)之分,理論講解普遍會涉及現(xiàn)代高端科研設(shè)備與技術(shù)的原理和基本方法,而在實訓(xùn)教學(xué)與技能操作中卻與理論講解關(guān)聯(lián)甚少,如細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的實驗教學(xué)中,學(xué)生僅了解理論上的培養(yǎng)過程。實驗教學(xué)與理論教學(xué)無實質(zhì)性區(qū)別,理論講解與實訓(xùn)教學(xué)嚴(yán)重脫節(jié),實驗教學(xué)難以實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。

2 細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)的改革

2.1 優(yōu)化細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容

實驗教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計是決定實驗教學(xué)能否取得良好效果的首要環(huán)節(jié)。良好的實驗內(nèi)容設(shè)計既能激活學(xué)生主觀能動性,亦可激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新實踐潛力。細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)充分平衡基礎(chǔ)和科學(xué)前沿,整合設(shè)計成8個大實驗分講解型、綜合型(技能綜合)、科研型3大類(見表1)。此外,通過增加實驗教學(xué)課時數(shù),匹配實驗與理論教學(xué)進度,加強理論與實踐的聯(lián)系;構(gòu)建技能綜合型實驗,整合單一技能實驗,凸顯層次化教學(xué)梯度,逐步提高學(xué)生實踐能力;對接科學(xué)研究實踐,增設(shè)科研型實驗內(nèi)容,注重文獻(xiàn)查閱、方案設(shè)計、準(zhǔn)備與操作、結(jié)果分析等能力的培養(yǎng)。同時,結(jié)合學(xué)科研究熱點與成果,不斷調(diào)整科研型實驗教學(xué)內(nèi)容,將新知識、新技術(shù)引入細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)。

表1 細(xì)胞生物學(xué)實驗內(nèi)容及其細(xì)分表Tab.1 Experimental contents and subtables of cell biology

2.2 完善實驗教學(xué)條件與人才隊伍建設(shè)

細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的拓展及新型實驗技術(shù)的引入需有相應(yīng)的實驗條件作為支撐。對建設(shè)應(yīng)用型高校來說,較好的基礎(chǔ)實驗設(shè)施,優(yōu)秀且穩(wěn)定的實驗教學(xué)隊伍,是創(chuàng)新性實驗教學(xué)順利開展的保障。教研室不斷爭取學(xué)校和學(xué)院的積極投入,在實驗室規(guī)劃上,建設(shè)教學(xué)用細(xì)胞培養(yǎng)潔凈室,與普通準(zhǔn)備及分析實驗室分開使用,在空間上基本實現(xiàn)全部或部分學(xué)生同時操作;在設(shè)備配備方面,普通低價設(shè)備實驗教學(xué)獨立使用,昂貴高端設(shè)備與學(xué)院科研平臺實現(xiàn)互聯(lián)互通,并建立實驗教學(xué)設(shè)備分批迭代制度,逐步淘汰老舊設(shè)備。此外,為保證創(chuàng)新實驗教學(xué)獲得更好的效果,教研室充實課程組師資隊伍,現(xiàn)有專任教師3人、實驗技術(shù)人員2人,職稱、學(xué)歷及年齡結(jié)構(gòu)趨于合理。

2.3 豐富細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)模式與手段

實驗教學(xué)應(yīng)以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí),提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、設(shè)計方案、解決問題的能力為目的。在日常實驗教學(xué)需組合多種教學(xué)模式[8]:善用引導(dǎo),采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式,事先通過視頻、實例等講解引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、探討解決方案,加深對實驗全過程的理解,引導(dǎo)學(xué)生形成良好的科研思路;注重互動與討論,教研室已建立顯微互動教學(xué)實驗室,將實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析等納入互動討論教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生分析及應(yīng)變能力。此外,教研室充分利用多種教學(xué)技術(shù)及軟件呈現(xiàn)文本、圖形、圖像、動畫、聲音等信息,實現(xiàn)了從微觀到宏觀的視覺體驗,從抽象到具體的全新理解。同時對復(fù)雜、危險、周期長的實驗內(nèi)容建立虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng),模擬實驗教學(xué)環(huán)境,讓抽象的實驗過程形象逼真演示出來,加深了學(xué)生對實驗過程與原理等知識的理解,有助于發(fā)展學(xué)生立體思維。

2.4 完善細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)考核評定方式

考核是對教學(xué)和學(xué)習(xí)情況的評價,亦是對教學(xué)效果的反饋,良好的考核設(shè)計可實現(xiàn)教學(xué)-學(xué)習(xí)-優(yōu)化教學(xué)的良性循環(huán)。教研室優(yōu)化細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)考核方案,采用平時考核和最終考核相結(jié)合的方式,平時考核占15%(含課堂提問7.5%,考勤7.5%),考核學(xué)生的持之以恒與積累;最終考核占85%(實驗理論40%,實驗實訓(xùn)45%),考核學(xué)生對實驗理論知識的掌握、臨時應(yīng)變、解決與分析問題等綜合能力。實驗理論考核:側(cè)重考核前沿實驗技術(shù)與原理、設(shè)備原理、試劑與耗材使用特點等;實驗實訓(xùn)考核:側(cè)重考核實驗設(shè)計、準(zhǔn)備與操作、報告書寫等。

3 結(jié)語

在構(gòu)建應(yīng)用型本科高校改革中,需樹立應(yīng)用型教學(xué)理念,制定培養(yǎng)綜合能力強、科學(xué)素養(yǎng)高的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)[9]。在深化實驗教學(xué)改革中,提升學(xué)生綜合科學(xué)素養(yǎng)始終堅持基礎(chǔ)與前沿相結(jié)合,不斷探索細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)新策略,優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)計,靈活的運用多種實驗教學(xué)手段,完善實驗教學(xué)條件與考核方式。在深化應(yīng)用型本科高校細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)改革中需不斷優(yōu)化整合不同專業(yè)或?qū)W科之間同類實驗內(nèi)容,避免重復(fù)教學(xué)與教學(xué)資源的浪費,持續(xù)激活學(xué)生主觀能動性;不斷融合基礎(chǔ)與科學(xué)前沿,注入新鮮知識與技術(shù)血液,激發(fā)學(xué)生探索與創(chuàng)新意識;不斷調(diào)整綜合設(shè)計型實驗教學(xué)內(nèi)容,實現(xiàn)層次化、梯度化教學(xué),培育學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)。

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