優(yōu)化高等院校細(xì)胞生物學(xué)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考

黃偉偉　張斌　李文強(qiáng)

細(xì)胞生物學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展。因此，細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)是細(xì)胞生物學(xué)知識(shí)體系中的重要內(nèi)容。在高等院校生命科學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)本科細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)促進(jìn)學(xué)生對(duì)細(xì)胞生物學(xué)理論知識(shí)的理解，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，增強(qiáng)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(shí)驗(yàn)技能考核中發(fā)現(xiàn)，來(lái)自全國(guó)各地的數(shù)十名考生大都不會(huì)使用血球計(jì)數(shù)板進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)，更有一名筆試第一的考生竟然不會(huì)配置簡(jiǎn)單的溶液，說(shuō)明國(guó)內(nèi)不少高校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面需要優(yōu)化改進(jìn)。因此筆者結(jié)合自己在本科細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，提出以下需要改進(jìn)之處以及相對(duì)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(shí)驗(yàn)教學(xué)課程內(nèi)容太單調(diào)，其主要表現(xiàn)在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)多，綜合性實(shí)驗(yàn)少。多數(shù)高校為了方便實(shí)驗(yàn)課程的組織實(shí)施，通常在細(xì)胞生物學(xué)本科實(shí)驗(yàn)課程中安排大量的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，雖然有些基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)非常必要，能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)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(shí)驗(yàn)比如：各種細(xì)胞樣品觀察，各種組化染色等，實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)少、技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不飽滿，實(shí)驗(yàn)結(jié)果缺乏趣味性，對(duì)學(xué)生的吸引力不足，甚至有些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在某些發(fā)達(dá)地區(qū)高級(jí)中學(xué)學(xué)生就有接觸，造成細(xì)胞生物學(xué)本科實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)效果比較差。針對(duì)這一問(wèn)題，筆者認(rèn)為，可以通過(guò)合并基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加綜合性實(shí)驗(yàn)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(jìn)行某一種單一的染色，可以將多種染色方法結(jié)合起來(lái)，或者在學(xué)生中進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，不同小組進(jìn)行不同的組化染色，然后相互交流。同時(shí)，增加綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將多種實(shí)驗(yàn)技術(shù)通過(guò)綜合性實(shí)驗(yàn)串聯(lián)起來(lái)，可以豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加實(shí)驗(yàn)趣味性。以本校細(xì)胞生物學(xué)本科實(shí)驗(yàn)課程為例，我們?cè)O(shè)置了動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和微管免疫熒光染色觀察的綜合實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)技術(shù)聯(lián)系起來(lái)，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(shí)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(duì)細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞分裂、細(xì)胞骨架等知識(shí)有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。

課程安排不合理

細(xì)胞生物學(xué)本科實(shí)驗(yàn)課程安排不合理，是指課時(shí)安排上的不合理。多數(shù)高校在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課程分割為一個(gè)個(gè)的小實(shí)驗(yàn)，通常是與細(xì)胞生物學(xué)理論課程相伴開(kāi)展，按周進(jìn)行。這種課時(shí)安排的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以根據(jù)理論課的進(jìn)程進(jìn)行相應(yīng)安排，有助于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解掌握，缺點(diǎn)在于將實(shí)驗(yàn)課時(shí)分割為2～4個(gè)學(xué)時(shí)/周，不能保證實(shí)驗(yàn)的連貫性，不便于設(shè)置耗時(shí)長(zhǎng)的綜合性實(shí)驗(yàn)。另一種方式是“化零為整”，即將細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程集中安排在一整周進(jìn)行，通常是在理論課結(jié)束之后。這種課時(shí)安排的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)時(shí)間集中并且充裕，便于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置，有利于開(kāi)展多環(huán)節(jié)的綜合性實(shí)驗(yàn)，缺點(diǎn)在于上課時(shí)間臨近期末考試，學(xué)生不能全身心投入實(shí)驗(yàn)，影響實(shí)驗(yàn)效果。因此，最佳的實(shí)驗(yàn)課時(shí)安排應(yīng)該是“零整結(jié)合”，既能設(shè)置耗時(shí)短的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，又能設(shè)置耗時(shí)長(zhǎng)的綜合性實(shí)驗(yàn)，并且與理論課教學(xué)協(xié)同進(jìn)行，才能夠取得更好的實(shí)驗(yàn)效果。

授課方式單一化

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)主要采取“板書(shū)+實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)方式，先是任課教師講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼⒎椒ā⒔Y(jié)果等內(nèi)容，隨后學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。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(shí)驗(yàn)操作和觀察產(chǎn)生不利影響。筆者就有這方面的切身體會(huì)，在細(xì)胞形態(tài)觀察實(shí)驗(yàn)中，盡管課前已經(jīng)詳細(xì)地給學(xué)生講解了各個(gè)樣品的觀察要點(diǎn)以及細(xì)胞特征，但是學(xué)生在觀察過(guò)程中還是會(huì)出現(xiàn)將小腸微絨毛錯(cuò)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(shí)驗(yàn)中，由于學(xué)生缺乏小鼠解剖知識(shí)，盡管仔細(xì)講解了如何分離小鼠股骨，但是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中還是不會(huì)做，導(dǎo)致大量實(shí)驗(yàn)時(shí)間浪費(fèi)在分離股骨上，使得整個(gè)實(shí)驗(yàn)拖延很長(zhǎng)時(shí)間。要解決這些問(wèn)題，完全可以采用圖片、視頻等多媒體手段進(jìn)行形象直觀的展示，使得學(xué)生一目了然，加深認(rèn)識(shí)，快速高效準(zhǔn)確地完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

學(xué)生參與程度低

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課都是由任課教師和實(shí)驗(yàn)員提前準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所需的一切材料：試劑、器皿、耗材。學(xué)生上課時(shí)只需按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)進(jìn)行相應(yīng)操作和觀察結(jié)果，并不參與實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)后的清理過(guò)程。學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課就如同去吃火鍋，不需要進(jìn)行食材、鍋底和湯料等的準(zhǔn)備，只需要涮菜和吃飯。而實(shí)際上實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備程度對(duì)實(shí)驗(yàn)成敗具有很大影響，如果學(xué)生能夠分組參與到不同實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dòng)物尸體的處理的方法。通過(guò)全程參與實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，有助于全面培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合素養(yǎng)，為以后科研實(shí)驗(yàn)提前打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性不強(qiáng)

目前的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容設(shè)置還是以基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容操作流程固定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果明確，雖然能夠達(dá)到促進(jìn)對(duì)細(xì)胞生物學(xué)理論知識(shí)的理解和對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的掌握，但是實(shí)驗(yàn)缺乏創(chuàng)新性、靈活性和試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課程提供了一個(gè)很好的解決方案，在實(shí)驗(yàn)課程中增加了一項(xiàng)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(shí)，利用教學(xué)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，在任課教師的協(xié)助下，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，然后進(jìn)行操作。通過(guò)這種方式，既能夠讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)進(jìn)行鞏固，也能讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)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(shí)驗(yàn)研究與細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課聯(lián)系起來(lái)，既能夠彌補(bǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室在儀器設(shè)備等方面的不足，又能豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并與實(shí)際科學(xué)研究結(jié)合起來(lái)，開(kāi)闊學(xué)生視野，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣。

總之，細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門(mén)綜合性課程，因此，需要做好各個(gè)環(huán)節(jié)的工作，通過(guò)提高教師的專(zhuān)業(yè)技能，完善實(shí)驗(yàn)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(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。