淺談細胞生物學教學中培養和提高學生的科學素養

劉青娥　葉選怡

摘要細胞生物學是生命科學相關專業的重要基礎學科，是目前自然科學中發展最快的前沿學科之一。細胞生物學課程中科學素養的培養對于建立與其專業層次、研究方向相符合的細胞生物學知識體系，培養和鍛煉學生的科學思維能力具有非常重要的作用。本文就大學生生物科學素養現狀和細胞生物學教學中如何培養學生的科學素養等問題進行了探討，旨在為細胞生物學教學提供一定的參考價值。

關鍵詞細胞生物學科學素養科學精神

素質教育歷來是高等教育階段的主要任務，提升學生的科學素養是素質教育中一項最基本的內容，尤其是對生物學而言，更應該注重提高和培養學生的生物科學素養，這樣才能夠培養出能適應當代生命科學發展需要的應用型專門人才。所謂生物科學素養是指參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學概念和科學探究能力，包括人們所掌握的生物科學知識、技能和方法，以及在此基礎上形成的生物科學能力、科學觀以及科學品質等方面。①細胞生物學是研究細胞基本生命活動規律的科學，是21世紀自然科學的三大前沿學科之一，是當前生命科學領域中最活躍、最富有發展前景的學科，是生物類專業的主干課程之一。因此，在細胞生物學教學中如何提高學生的科學素養對于培養新時期的生物人才至關重要。本文主要對當代大學生生物科學素養現狀、實施生物科學素養教育的重要意義以及如何在細胞生物學教學之中提高學生的科學素養進行了綜述，旨在為生物教學提供一定的參考價值，以供方家借鑒。

1當代大學生的生物科學素養現狀及其存在問題

生物相關專業的學生對生物科學技術具有濃厚的興趣，生物科學技術基礎知識扎實，對生物技術發展持積極的肯定態度，具備良好的科技強國的信念。但是，他們對高新生物科學技術知識和先進實驗技術了解較少，生物科學實驗實踐技能較差，對生物科學科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有調查表明，當代大學生對于當前的一些生物熱點問題有一定的了解，但是對于高新技術的應用和新的科學研究領域的認識不足。在理性上，有43%的學生是盲目的懷疑，或者是盲從專家和他人的觀點，對事物較少有自己的看法；在探索求知精神上，“科學功利主義”對學生的影響最大，使得學生視野狹窄、目光短淺；在實證精神上，有62%的學生缺乏實驗實證精神，偏重抽象思維，缺乏科學實驗的精神和價值眼光。②此外，許多高校只注重生物專業課的常規教學，很少舉辦專門的科研活動，且科學技能培養與鍛煉的途徑缺乏，這使得大學缺乏濃郁的科學素養氛圍，學生較難形成一定的科學技能，由此科學實踐能力也較差。

2細胞生物學教學中培養科學素養的意義

細胞生物學是生物學類及農林醫藥類本科生一門必修的專業基礎課，是現代生命科學的前沿分支學科之一，它是以細胞為研究對象，從細胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個層研究細胞和細胞器的結構和功能、細胞的生活史和各種生命活動規律的學科。細胞生物學是一門承上啟下的學科，和分子生物學一起同是現代生命科學的基礎，并廣泛滲透到遺傳學、發育生物學、生殖生物學、神經生物學和免疫生物學等的研究中，和農業、醫學、生物高新技術的發展有密切的關系，是生命科學的重要支柱之一，在解決人類面臨的重大問題、促進經濟和社會發展中發揮重要的基礎作用。同時，細胞生物學又是一門實踐性很強的學科，重要理論與實踐密切地聯系著。隨著生命科學自身和生物產業的快速發展，對生命科學相關領域創新型人才的需求也在不斷增加。由此可見，細胞生物學課程中科學素養的培養對于建立與其專業層次、研究方向相符合的細胞生物學知識構架體系，培養和鍛煉學生的科學思維能力具有非常重要的作用。

3細胞生物學教學中如何培養學生的科學素養

細胞生物學作為生物學類及農林醫藥類的一門專業基礎課程，在培養學生的科學素養方面，具有舉足輕的重要作用。然而，科學素養的提高不是一朝一夕之功，教師應始終將其貫穿于自己的教學之中。如何在細胞生物學教學中培養和提高學生的科學素養，以下是筆者的一些想法和體會。

3.1加強課堂教學中的“生活化”融合

細胞生物學的知識理論性強，內容抽象深奧、難于理解，教師可以試將抽象的內容與日常生活相聯系，使學生有此聯想起有趣的、熟悉的生活場景或事物，這不僅使抽象的內容具體化和動態化，使其容易理解，而且激發了學生的探究欲望和學習興趣。例如講解“蛋白質的分選”時，引導學生由細胞社會聯想到人類社會。細胞中的各種蛋白質發揮結構或功能作用的部位幾乎遍布細胞的各種膜區和組分，只有當蛋白質各就各位并組裝成結構和功能復合體，才能參與細胞的各種生命活動。這就好比在人類社會中，各專業的畢業生只有找到適合其自身特點的工作崗位才能發揮所長。總之，運用發散性思維，盡可能地將細胞生物學抽象的理論知識與生活實際聯系起來，并配合以多媒體輔助手段，使抽象的內容變得形象生動，易于理解掌握。

3.2側重教學內容的前沿性和新穎性

細胞生物學發展極為迅速，隨著科學家們研究成果的不斷涌現，其內容處在不斷更新的動態過程中。因此，教師在教學過程中，要注重聯系學科的前沿和熱點，講述較先進的科學結論，跟蹤國際上最新進展。此外，教師在注重教學的同時，宜以科研并舉，以科研引導和促進教學；教學與培養科學研究型人才緊密結合；教學內容與最新科研進展同步，使學生在正確掌握細胞生物學基礎上學會解決與之相關的科學研究問題。如將教師的主要科研成果與基礎理論教學有機結合，結合教學內容介紹自己的科研成果，這樣既生動又貼切，學生又很熟悉，使學生獲得學習的興趣和動力，亦可以啟發學生的創新思維能力，培養學生的科研鉆研精神。

3.3增加細胞生物學實驗綜合性和設計性實驗的比例

綜合性實驗注重知識的綜合運用，實驗原理和方法步驟較為復雜，可以使學生更好地理解實驗原理，正確使用儀器設備，鍛煉學生綜合分析問題的能力；設計性實驗是指學生根據實驗項目，自主設計實驗方案，自主準備實驗材料，自主配制實驗所需試劑，根據自己的時間自主安排實驗進程，設計性實驗可以充分調動學生的實驗積極性，培養學生的創新思維和勇于探索的精神。由此可見，綜合性和設計性實驗可以鍛煉學生綜合分析問題和解決問題的能力。③然而目前許多高校由于實驗條件和課時安排的限制，細胞生物學實驗主要以基本操作和驗證性實驗為主，綜合性和設計性實驗較少甚至沒有，這在一定程度上限制了學生綜合素質和創新思維的培養。④因此，教師應根據科學性、可行性和實用性原則增大綜合性和設計性實驗的比例。如我們精選了真核生物基因組的提取、純化、鑒定、擴增、酶切、重組、轉化、篩選的大實驗，膜蛋白的分離與鑒定等綜合設計型大實驗，這些實驗中的每個實驗都構成了一個綜合性整體，同時，在實驗材料的選擇上盡量做到由學生自主選擇。通過每一次的綜合設計實驗，使學生進一步鞏固了已學習的知識和已掌握的技術，并能夠對實驗結果進行合理的正確的資料采集、整理、分析和歸納，有效地培養了學生的科學素質、科學精神、創新思維及分析問題和解決問題的能力。

3.4組織各種“科學小組”，布置學科發展前沿的討論，與全程科研訓練對接，以培養學生的科學態度和科學精神

在教學活動中，我們采取“科學小組”的組織形式來進行，讓學生以小組為單位，對細胞生物學相關前沿研究領域和應用方面的研究進展進行自由探索和討論，然后開展組與組之間的交流。同時，在進行“原代細胞培養”和“膜蛋白的分離與鑒定”等綜合性和設計性實驗時，也采用科學小組實驗的形式，組內每個學生承擔不同實驗的角色，而模仿真正”課題工作”。這不僅可以實現教師與學生的多向交流與合作，而且拓展了理論和實驗教學的時間和空間。此外，在教學過程中，我們不斷向學生介紹周圍一些教師的科研計劃，并鼓勵學生積極參與到教師的研究活動當中，引導學生學會閱讀科研文獻，以了解其中的科學研究思路和科學研究方法，鼓勵他們撰寫專題課程論文或綜述性文章。通過以上這些方式，一方面可以激發學生濃厚的學習興趣，另一方面可使學生們在學習中直接體會到科學研究的原過程，以培養學生的科學態度和科學精神。

總之，在細胞生物學的教學活動中要利用一切可能的途徑向學生傳授科學的基礎知識和研究方法，培養學生進行科學研究的實踐能力、創新能力、獨立思考能力及分析問題和解決問題的能力，培養學生用科學的觀點理解生命世界的現象并能作出決斷以及辨識真偽的能力，同時擁有良好的科學態度和科學精神。