優(yōu)化高等院校細(xì)胞生物學(xué)本科實驗教學(xué)的思考

黃偉偉　張斌　李文強

細(xì)胞生物學(xué)是一門實驗性學(xué)科，細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)以及細(xì)胞生物學(xué)科的建立依賴于顯微技術(shù)等細(xì)胞生物學(xué)實驗技術(shù)的發(fā)展。因此，細(xì)胞生物學(xué)實驗技術(shù)是細(xì)胞生物學(xué)知識體系中的重要內(nèi)容。在高等院校生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)本科細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)過程中，通過實驗教學(xué)促進學(xué)生對細(xì)胞生物學(xué)理論知識的理解，提高學(xué)生的實驗操作能力，增強學(xué)生的綜合素質(zhì)。然而，筆者在一次碩士研究生入學(xué)考試復(fù)試環(huán)節(jié)實驗技能考核中發(fā)現(xiàn)，來自全國各地的數(shù)十名考生大都不會使用血球計數(shù)板進行細(xì)胞計數(shù)，更有一名筆試第一的考生竟然不會配置簡單的溶液，說明國內(nèi)不少高校在實驗教學(xué)方面需要優(yōu)化改進。因此筆者結(jié)合自己在本科細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)方面的經(jīng)驗和體會，提出以下需要改進之處以及相對應(yīng)的優(yōu)化建議，以資參考。

課程內(nèi)容太單調(diào)

細(xì)胞生物學(xué)本科實驗教學(xué)課程內(nèi)容太單調(diào)，其主要表現(xiàn)在基礎(chǔ)性實驗多，綜合性實驗少。多數(shù)高校為了方便實驗課程的組織實施，通常在細(xì)胞生物學(xué)本科實驗課程中安排大量的基礎(chǔ)性實驗，雖然有些基礎(chǔ)性實驗非常必要，能夠增強學(xué)生對細(xì)胞生物學(xué)理論和技術(shù)的理解與掌握，然而一些基礎(chǔ)性的實驗比如：各種細(xì)胞樣品觀察，各種組化染色等，實驗操作環(huán)節(jié)少、技術(shù)相對簡單，實驗內(nèi)容不飽滿，實驗結(jié)果缺乏趣味性，對學(xué)生的吸引力不足，甚至有些實驗內(nèi)容在某些發(fā)達(dá)地區(qū)高級中學(xué)學(xué)生就有接觸，造成細(xì)胞生物學(xué)本科實驗課程教學(xué)效果比較差。針對這一問題，筆者認(rèn)為，可以通過合并基礎(chǔ)性實驗內(nèi)容，增加綜合性實驗內(nèi)容予以解決。比如，可以將細(xì)胞觀察與顯微鏡使用相結(jié)合，增加各種不同組織細(xì)胞樣品，甚至可以讓學(xué)生課前搜集準(zhǔn)備觀察樣品，結(jié)合普通光學(xué)顯微鏡、熒光顯微鏡等多種顯微技術(shù)觀察。比如組化染色，改變傳統(tǒng)的只進行某一種單一的染色，可以將多種染色方法結(jié)合起來，或者在學(xué)生中進行分組實驗，不同小組進行不同的組化染色，然后相互交流。同時，增加綜合性實驗內(nèi)容，將多種實驗技術(shù)通過綜合性實驗串聯(lián)起來，可以豐富實驗內(nèi)容，增加實驗趣味性。以本校細(xì)胞生物學(xué)本科實驗課程為例，我們設(shè)置了動物細(xì)胞培養(yǎng)和微管免疫熒光染色觀察的綜合實驗，將細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞爬片制備、免疫熒光染色、熒光顯微鏡使用等細(xì)胞實驗技術(shù)聯(lián)系起來，讓學(xué)生能夠觀察到體外培養(yǎng)細(xì)胞的形態(tài)、細(xì)胞微管的形態(tài)，以及不同分裂時期的特殊微觀結(jié)構(gòu)——紡錘體以及染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)，有助于學(xué)生對細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞分裂、細(xì)胞骨架等知識有一個直觀的認(rèn)識。

課程安排不合理

細(xì)胞生物學(xué)本科實驗課程安排不合理，是指課時安排上的不合理。多數(shù)高校在實驗課程的設(shè)置上主要有兩種方式：一種是“化整為零”，即將細(xì)胞生物學(xué)本科實驗課程分割為一個個的小實驗，通常是與細(xì)胞生物學(xué)理論課程相伴開展，按周進行。這種課時安排的優(yōu)點在于實驗內(nèi)容可以根據(jù)理論課的進程進行相應(yīng)安排，有助于增強學(xué)生對理論知識的理解掌握，缺點在于將實驗課時分割為2～4個學(xué)時/周，不能保證實驗的連貫性，不便于設(shè)置耗時長的綜合性實驗。另一種方式是“化零為整”，即將細(xì)胞生物學(xué)實驗課程集中安排在一整周進行，通常是在理論課結(jié)束之后。這種課時安排的優(yōu)點在于實驗時間集中并且充裕，便于實驗內(nèi)容設(shè)置，有利于開展多環(huán)節(jié)的綜合性實驗，缺點在于上課時間臨近期末考試，學(xué)生不能全身心投入實驗，影響實驗效果。因此，最佳的實驗課時安排應(yīng)該是“零整結(jié)合”，既能設(shè)置耗時短的基礎(chǔ)性實驗，又能設(shè)置耗時長的綜合性實驗，并且與理論課教學(xué)協(xié)同進行，才能夠取得更好的實驗效果。

授課方式單一化

傳統(tǒng)的實驗課教學(xué)主要采取“板書+實驗”的教學(xué)方式，先是任課教師講解實驗?zāi)康摹⒃怼⒎椒ā⒔Y(jié)果等內(nèi)容，隨后學(xué)生根據(jù)實驗步驟進行實驗。這種傳統(tǒng)模式信息容量少，缺乏形象直觀的展示，以及關(guān)鍵或復(fù)雜技術(shù)環(huán)節(jié)演示，造成學(xué)生理解不充分、不準(zhǔn)確，給后續(xù)實驗操作和觀察產(chǎn)生不利影響。筆者就有這方面的切身體會，在細(xì)胞形態(tài)觀察實驗中，盡管課前已經(jīng)詳細(xì)地給學(xué)生講解了各個樣品的觀察要點以及細(xì)胞特征，但是學(xué)生在觀察過程中還是會出現(xiàn)將小腸微絨毛錯認(rèn)為小腸上皮細(xì)胞。在利用小鼠骨髓細(xì)胞制備染色體標(biāo)本實驗中，由于學(xué)生缺乏小鼠解剖知識，盡管仔細(xì)講解了如何分離小鼠股骨，但是學(xué)生在實驗操作過程中還是不會做，導(dǎo)致大量實驗時間浪費在分離股骨上，使得整個實驗拖延很長時間。要解決這些問題，完全可以采用圖片、視頻等多媒體手段進行形象直觀的展示，使得學(xué)生一目了然，加深認(rèn)識，快速高效準(zhǔn)確地完成實驗內(nèi)容。

學(xué)生參與程度低

傳統(tǒng)的實驗課都是由任課教師和實驗員提前準(zhǔn)備好實驗所需的一切材料：試劑、器皿、耗材。學(xué)生上課時只需按照實驗指導(dǎo)進行相應(yīng)操作和觀察結(jié)果，并不參與實驗前的準(zhǔn)備和實驗后的清理過程。學(xué)生上實驗課就如同去吃火鍋，不需要進行食材、鍋底和湯料等的準(zhǔn)備，只需要涮菜和吃飯。而實際上實驗前的準(zhǔn)備程度對實驗成敗具有很大影響，如果學(xué)生能夠分組參與到不同實驗的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，可以得到試劑配制、材料處理等的鍛煉；而在實驗后的清理環(huán)節(jié)，學(xué)生也能夠?qū)W習(xí)如有害廢液和動物尸體的處理的方法。通過全程參與實驗的各個環(huán)節(jié)，有助于全面培養(yǎng)學(xué)生的實驗綜合素養(yǎng)，為以后科研實驗提前打下堅實基礎(chǔ)。

實驗創(chuàng)新性不強

目前的細(xì)胞生物學(xué)實驗的內(nèi)容設(shè)置還是以基礎(chǔ)性、驗證性實驗為主，這些實驗內(nèi)容操作流程固定，實驗結(jié)果明確，雖然能夠達(dá)到促進對細(xì)胞生物學(xué)理論知識的理解和對實驗技術(shù)的掌握，但是實驗缺乏創(chuàng)新性、靈活性和試驗性，不足以培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。在這方面，深圳大學(xué)的細(xì)胞生物學(xué)實驗課程提供了一個很好的解決方案，在實驗課程中增加了一項學(xué)生自主設(shè)計實驗內(nèi)容，讓學(xué)生根據(jù)學(xué)到的細(xì)胞生物學(xué)理論知識，利用教學(xué)實驗室現(xiàn)有條件，在任課教師的協(xié)助下，自主設(shè)計實驗，然后進行操作。通過這種方式，既能夠讓學(xué)生對學(xué)習(xí)到的理論知識進行鞏固，也能讓學(xué)生對實驗技術(shù)進行自主利用，非常具有創(chuàng)新性，值得其他院校借鑒學(xué)習(xí)。此外，目前大多數(shù)院校都是教學(xué)科研并重，有很多任課教師本身就在從事細(xì)胞生物學(xué)方面的研究，因此可以將這些教師的實驗研究與細(xì)胞生物學(xué)實驗課聯(lián)系起來，既能夠彌補教學(xué)實驗室在儀器設(shè)備等方面的不足，又能豐富實驗內(nèi)容，并與實際科學(xué)研究結(jié)合起來，開闊學(xué)生視野，提高學(xué)生實驗興趣。

總之，細(xì)胞生物學(xué)實驗是一門綜合性課程，因此，需要做好各個環(huán)節(jié)的工作，通過提高教師的專業(yè)技能，完善實驗內(nèi)容，合理安排課程，提高學(xué)生參與度，齊心協(xié)力才能取得良好的教學(xué)效果，增強學(xué)生的創(chuàng)新能力，實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。