細(xì)胞生物學(xué)研究技術(shù)范文
時(shí)間:2023-12-04 17:57:02
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篇1
【摘要】
目的探討四物湯對(duì)環(huán)磷酰胺所致貧血小鼠血清促紅細(xì)胞生成素(EPO)及腎EPO mRNA表達(dá)的影響。方法用環(huán)磷酰胺腹腔注射建立小鼠貧血模型,同時(shí)給小鼠灌服四物湯,ELISA方法檢測(cè)小鼠血清EPO的含量;Trizol試劑提取腎組織總RNA,反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)方法檢測(cè)腎組織EPO mRNA表達(dá)情況(β-actin為內(nèi)對(duì)照標(biāo)準(zhǔn))。結(jié)果四物湯能顯著升高小鼠血清EPO水平,明顯促進(jìn)腎組織EPO mRNA的表達(dá)。結(jié)論四物湯能抑制環(huán)磷酰胺所致的小鼠貧血,其作用機(jī)制可能是通過促進(jìn)腎組織EPO mRNA的表達(dá),使腎臟合成EPO增多,從而促進(jìn)紅系細(xì)胞生長。
【關(guān)鍵詞】 四物湯;促紅細(xì)胞生成素;基因表達(dá)
Abstract:ObjectiveTo investigate the effect of Siwu Tang on erythropoietin(EPO) and EPO mRNA expression of Anemia induced by cyclophamide in mice.MethodsAnemia was induced by cyclophamide in mice,and Siwu Tang were administered.Serum EPO level was measured by ELISA.Total RNA was isolated by Trizol reagent.The mRNA expression of EPO in mouse kidney was measured by RT-PCR(β-actin gene as a control).ResultsSiwu Tang could significantly increase serum EPO level and promote the mRNA expression of EPO in kidney.ConclusionSiwu Tang has inhibitory effects on Cyclophamide-induced anemia in mice and the mechanism may be related to increasing EPO production by promoting the mRNA expression of EPO in kidney,and stimulating the growth of erythroid cells.
Key words:Siwu Tang; Erythropoietin; Gene expression
四物湯是祖國醫(yī)學(xué)補(bǔ)血調(diào)血的經(jīng)典方劑,其功用是補(bǔ)血調(diào)經(jīng),主治血虛兼血滯,療效顯著,但其作用機(jī)理尚未完全闡明清楚。本研究用環(huán)磷酰胺(cyclophamide ,CY)腹腔注射建立小鼠貧血模型,擬考察四物湯對(duì)小鼠血清促紅細(xì)胞生成素(erythropoietin,EPO)及腎臟EPO mRNA表達(dá)的影響,從分子水平探討四物湯補(bǔ)血作用的機(jī)理。
1 材料與儀器
1.1 動(dòng)物昆明種小鼠,6~8周齡,體重20~25 g,雌雄不限,由贛南醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。
1.2 四物湯的組成及煎制四物湯由熟地、當(dāng)歸、白芍、川芎組成,購于本院附屬醫(yī)院中藥房。按《太平惠民和劑局方》規(guī)定的劑量稱取,熟地15 g,當(dāng)歸10 g,白芍10 g,川芎6 g,共計(jì)41 g/d。按《中藥藥理研究方法學(xué)》[1]計(jì)算小鼠的等效劑量為10 g/(kg·d)。傳統(tǒng)方法煎制兩次,合并后過濾、濃縮,配制成1∶1的藥液(即每毫升藥液含生藥1 g),置4℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3 儀器及試劑TGL-16G型高速冷凍離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠);全自動(dòng)PCR擴(kuò)增儀(2700型,美國Applied Biosystems公司);電泳儀(北京六一儀器廠);紫外分光光度計(jì)(2100型,美國Amersham Biosciences公司);凝膠數(shù)字成像系統(tǒng)(法國EEB公司);環(huán)磷酰胺(江蘇恒瑞醫(yī)藥公司,批號(hào)03041521),Trizol試劑、Oligo(dT)16、Taq DNA聚合酶和dNTP(上海生工)、M-MuLV 反轉(zhuǎn)錄酶和50bp DNA Marker(MBI)、EPO檢測(cè)試劑盒(德國BM公司),其余試劑均為國產(chǎn)分析純。
2 方法
2.1 動(dòng)物模型的建立小鼠常規(guī)飼養(yǎng)數(shù)天適應(yīng)環(huán)境后,按小鼠體重100 mg/kg于給藥第1天用CY腹腔注射1次,造成貧血模型[1]。
2.2 動(dòng)物分組及給藥方法30只昆明種小鼠隨機(jī)分成3組,每組10只,分別為正常對(duì)照組(對(duì)照組)、CY組、CY+藥物組(藥物組),灌胃給藥。藥物組給予四物湯,對(duì)照組與CY組給予等體積蒸餾水,連續(xù)7d。
2.3 血清EPO的測(cè)定小鼠眼眶取血,按常規(guī)方法分離收集血清,采用ELISA方法測(cè)定血清EPO含量(嚴(yán)格按試劑盒說明書操作)。
2.4 腎臟總RNA的提取斷頸處死小鼠后取腎,取100 mg腎組織用1 ml Trizol試劑提取總RNA(按說明書操作),1%瓊脂糖-甲醛變性凝膠電泳及用紫外分光光度計(jì)測(cè)定OD260/OD280比值鑒定RNA質(zhì)量。
2.5 反轉(zhuǎn)錄(RT)取總RNA 1 μg, Oligo(dT)16 0.5 μg在70℃變性5 min后,依次加入5×反轉(zhuǎn)錄緩沖液4 μl,10 mM 4 dNTP 2 μl,RNA酶抑制劑20U,混勻后置37℃ 5 min,再加入M-MuLV反轉(zhuǎn)錄酶200 U,總反應(yīng)體積20 μl,混勻后置42℃反應(yīng)60 min,然后于70℃加熱10 min,終止反應(yīng)。
2.6 聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)小鼠EPO cDNA引物與β-肌動(dòng)蛋白(β-actin)引物由上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司合成。EPO cDNA引物序列為:5'-CTC TGG GCC TCC CAG TC- 3'和5'-TGT TCG GAG TGG AGC AG- 3';小鼠特異性的β-actin引物序列為:5'-GTG GGC CGC TCT AGG CAC CA -3'和5'-CGG TTG GCC TTA GGG TTC AGG GGG-3'。EPO cDNA 與β-actin cDNA PCR擴(kuò)增片段長度分別為410bp與245 bp。PCR反應(yīng)總體積為50 μl,其中含反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物2 μl,EPO cDNA引物各0.08 μmol/L,β-actin引物各0.04 μmol/L,dNTP 0.2 mmol/L,Taq DNA聚合酶2.5 U, MgCl2 3.0 mmol/L,10×PCR緩沖液5 μl。PCR擴(kuò)增條件:94℃預(yù)變性2 min,然后94℃ 30 s,55℃ 45 s,72℃ 1 min,循環(huán)30次,最后72℃延伸5 min。
2.7 凝膠掃描將PCR產(chǎn)物于2.0%的瓊脂糖凝膠電泳(50bp DNA Marker作分子量標(biāo)準(zhǔn)),在凝膠成像系統(tǒng)中掃描并分析電泳帶的灰度,以特異的EPO cDNA擴(kuò)增帶灰度與同管擴(kuò)增的β-actin cDNA擴(kuò)增帶灰度之比表示EPO mRNA表達(dá)水平。
2.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理所有資料均以±s表示,組間比較采用t檢驗(yàn),所有數(shù)據(jù)資料采用統(tǒng)計(jì)軟件包SPSS11.0完成。
3 結(jié)果
3.1 對(duì)小鼠血清EPO的影響注射CY后小鼠血清EPO含量明顯升高,CY組與正常對(duì)照組比較差異非常顯著(P<0.001);四物湯能促進(jìn)EPO的合成,與正常對(duì)照組(P<0.05)和CY組(P<0.01)比較均有顯著性差異。四物湯對(duì)血清EPO的影響見表1。表1 四物湯對(duì)小鼠血清EPO的影響(略)
3.2 四物湯對(duì)小鼠腎臟EPO mRNA表達(dá)的影響經(jīng)凝膠成像系統(tǒng)掃描并分析電泳帶的灰度,CY組與正常對(duì)照組比較,腎臟EPO mRNA表達(dá)無顯著差異(P>0.05);四物湯能促進(jìn)小鼠腎臟EPO mRNA表達(dá),與正常對(duì)照組和CY組比較均有顯著差異(P<0.05)。四物湯對(duì)小鼠腎臟EPO mRNA表達(dá)的影響見表2。表2 四物湯對(duì)小鼠腎臟EPO mRNA表達(dá)的影響(略)
4 討論
在造血過程中,骨髓干細(xì)胞首先增殖分化為各系定向祖細(xì)胞,包括紅系祖細(xì)胞(CFU-E)、粒-單核系祖細(xì)胞(CFU-GM)、巨核系祖細(xì)胞(CFU-MK)和淋巴系祖細(xì)胞(CFU-TB),然后逐漸分化成前體細(xì)胞(幼稚細(xì)胞)和終末血細(xì)胞。EPO是一種特異性作用于紅系祖細(xì)胞的激素糖蛋白,主要在腎臟合成,并通過與促紅細(xì)胞生成素受體(erythropoietin receptor,EPOR)相結(jié)合而發(fā)揮作用。缺氧和貧血是刺激EPO合成的主要因素[2]。紅系祖細(xì)胞(CFU-E)表面存在EPO受體,為EPO反應(yīng)細(xì)胞,EPO與EPOR結(jié)合后,激活蛋白激酶,導(dǎo)致反應(yīng)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)磷酸化,刺激紅系祖細(xì)胞不斷增殖、分化、成熟,從而促進(jìn)紅系造血。
抗腫瘤藥物環(huán)磷酰胺(CY)對(duì)骨髓干細(xì)胞增殖有明顯的抑制作用,是引起腫瘤患者化療后貧血的主要原因之一。CY以其細(xì)胞毒作用抑制細(xì)胞分裂,損傷骨髓造血機(jī)能,引起血紅蛋白減少,包括紅細(xì)胞在內(nèi)的多系細(xì)胞數(shù)量減少。研究表明,四物湯能明顯減輕CY對(duì)骨髓的抑制、促進(jìn)骨髓干細(xì)胞增殖[3~5]。本實(shí)驗(yàn)在注射環(huán)磷酰胺后CY組小鼠血清EPO顯著升高,與正常對(duì)照組比較差異非常顯著,而腎臟EPO mRNA表達(dá)與正常對(duì)照組EPO mRNA表達(dá)無顯著性差異,說明CY誘發(fā)小鼠貧血后血清EPO水平升高與腎臟EPO mRNA表達(dá)不呈平行關(guān)系??赡艿脑蚴牵珻Y抑制了紅系祖細(xì)胞的生長,使EPO反應(yīng)細(xì)胞減少,EPOR也相應(yīng)減少,使EPO不能與EPOR結(jié)合,即紅系祖細(xì)胞對(duì)EPO的消耗利用減少,使血清EPO水平增加;而CY引起的貧血對(duì)EPO mRNA表達(dá)的刺激作用不明顯或刺激時(shí)間不夠長,故CY組EPO mRNA表達(dá)無明顯增加。藥物組EPO mRNA表達(dá)明顯高于正常對(duì)照組與CY組,表明四物湯不但能拮抗CY所引起的骨髓抑制,使骨髓干細(xì)胞增殖能力恢復(fù)正常,而且具有很強(qiáng)的促進(jìn)小鼠腎臟EPO mRNA表達(dá)的作用,從轉(zhuǎn)錄水平使腎臟合成EPO增加并釋放入血,從而使血清EPO含量增加。故即使有部分EPO與EPO反應(yīng)細(xì)胞上的EPOR結(jié)合,即EPO被消耗利用,藥物組小鼠血清EPO仍然明顯升高。
四物湯是經(jīng)典的中醫(yī)補(bǔ)血活血方劑,本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明四物湯能明顯增加CY所致貧血小鼠腎臟EPO mRNA的表達(dá),從轉(zhuǎn)錄水平使其血清EPO含量增加,是減輕CY毒副作用、增強(qiáng)其療效的一種有效途徑,可用于腫瘤患者化療后改善貧血狀況的輔助治療。
【參考文獻(xiàn)】
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篇2
關(guān)鍵詞:生物科學(xué);核心課程;邏輯關(guān)系
中圖分類號(hào):G633.91
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-9944(2016)21-0130-03
1 引言
生物化學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程學(xué)是生物科學(xué)專業(yè)的核心課程,由于它們相互聯(lián)系,交叉滲透,因此存在邏輯關(guān)系不清,課程內(nèi)容重疊較多等問題,例如原核生物和真核生物基因表達(dá)調(diào)控在生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)都有介紹,基因工程原理在分子生物學(xué)、基因工程學(xué)中都有介紹,導(dǎo)致教師教學(xué)內(nèi)容難以起舍,課程順序難以安排。要理順生物化學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程學(xué)的邏輯關(guān)系,確定各課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)順序,必須把其定義,研究內(nèi)容,發(fā)展歷史動(dòng)態(tài)結(jié)合起來。
2 生物科學(xué)專業(yè)核心課程概述
2.1 生物化學(xué)
生物化學(xué)是運(yùn)用化學(xué)的理論和方法研究生物分子結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)代謝及遺傳信息傳遞與調(diào)控規(guī)律的科學(xué)。
生物化學(xué)是生命科學(xué)中最古老的學(xué)科之一。 隨著生命科學(xué)的發(fā)展,各學(xué)科相互滲透。18世紀(jì),一些從事化學(xué)研究的科學(xué)家轉(zhuǎn)向生物領(lǐng)域,為生物化學(xué)的誕生播下了種子。19世紀(jì)末,生物化學(xué)從生理化學(xué)中獨(dú)立。20世紀(jì)中后期又從生物化學(xué)分離出部分內(nèi)容與遺傳學(xué)部分內(nèi)容結(jié)合為分子生物學(xué),然后,分子生物學(xué)基因操作部分獨(dú)立出來,形成基因工程學(xué)。
1920年以前,生物化學(xué)研究內(nèi)容以分析生物體的化學(xué)組成、性質(zhì)和含量為主,稱為靜態(tài)生物化學(xué)時(shí)期。
1920年-1950年,隨著同位素示蹤技術(shù)、色譜技術(shù)等物理學(xué)手段的廣泛應(yīng)用,生物化學(xué)從單純的組成分析深入到物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)化,如:光合作用、生物氧化、糖、脂肪、蛋白質(zhì)代謝等領(lǐng)域。這是生物化學(xué)飛速發(fā)展的時(shí)期,稱為動(dòng)態(tài)生物化學(xué)時(shí)期。
1950年以后,蛋白質(zhì)化學(xué)和和核酸化學(xué)進(jìn)展迅速,生物化學(xué)進(jìn)入了分子生物學(xué)時(shí)期。分子生物學(xué)的發(fā)展揭示了生命本質(zhì)的高度有序性和一致性,是人類在認(rèn)識(shí)的巨大飛躍。根據(jù)生物化學(xué)的定義和歷史,生物化學(xué)研究的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。
2.1.1 生物的物質(zhì)組成
生物是由一定的物質(zhì)按特定的方式組成的,直到今天,新物質(zhì)仍不斷被發(fā)現(xiàn)。如陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的干擾素、環(huán)核苷一磷酸、鈣調(diào)蛋白、粘連蛋白、外源凝集素等都具有重要的生物學(xué)功能。另一方面,早已熟知的化合物也發(fā)現(xiàn)了新的功能,如20世紀(jì)50年代才知道肉堿是一種生長因子,而到60年代又發(fā)現(xiàn)其是生物氧化的載體。
2.1.2 物質(zhì)代謝
生物體內(nèi)絕大部分物質(zhì)代謝是在酶催化下進(jìn)行的,具有高度自動(dòng)調(diào)節(jié)能力。一個(gè)小小的細(xì)胞內(nèi),有近2000種酶,在同一時(shí)間內(nèi),催化各種不同的化學(xué)反應(yīng)。這些化學(xué)反應(yīng)互不干擾,有條不紊地進(jìn)行。表明生物體內(nèi)的物質(zhì)代謝有精確的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。
2.1.3 結(jié)構(gòu)與功能
生物大分子的功能與其特定的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。如酶的活性中心的結(jié)構(gòu)決定其催化活性及其特異性;變構(gòu)酶的活性還與其催化的代謝終末產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)有關(guān)。
核酸中核苷酸排列順序的不同,其結(jié)構(gòu)就不同,所含遺傳信息不同。這些不同的構(gòu)象對(duì)基因的表達(dá)具有調(diào)控作用。
生物體的糖包括多糖、寡糖和單糖。由于多糖鏈結(jié)構(gòu)復(fù)雜,具有很大的信息容量,對(duì)于細(xì)胞專一地識(shí)別、相互作用具有重要作用。糖類將與蛋白質(zhì)、核酸并列成為生物化學(xué)的主要研究對(duì)象。
在生物化學(xué)中,有關(guān)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的研究才僅僅開始,尚待大力研究的問題很多,其中重大的有:亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中生物大分子間的結(jié)合,細(xì)胞的相互識(shí)別、細(xì)胞的接觸抑制、細(xì)胞間的粘合、抗原與抗體的作用、激素、神經(jīng)介質(zhì)與其受體的相互作用等。
2.1.4 繁殖與遺傳
生物典型特點(diǎn)是具有繁殖與遺傳特性?;蚴荄NA分子中的一段核苷酸序列,現(xiàn)在DNA分子的核苷酸序列已不難測(cè)得,不但能在分子水平上研究遺傳,而且還可能改變遺傳,從而派生出基因工程學(xué)。
2.2 細(xì)胞生物學(xué)
細(xì)胞生物學(xué)是從顯微水平、亞顯微水平和分子水平研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及其生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。
過去,細(xì)胞生物學(xué)主要是在光學(xué)顯微鏡下對(duì)細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生活史進(jìn)行研究,稱為細(xì)胞學(xué)。20 世紀(jì) 50 年代以來,由于電子顯微鏡、放射性同位素、細(xì)胞結(jié)構(gòu)組分分離技術(shù)、細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)的廣泛應(yīng)用,特別是分子生物學(xué)的興起,使細(xì)胞生物學(xué)研究的廣度和深度都有迅猛發(fā)展,從宏觀到微觀、從平面到立體、從定性到定量、從分析到綜合;從細(xì)胞、亞細(xì)胞、分子三個(gè)水平研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能、分裂與分化、衰老與死亡等生命活動(dòng)規(guī)律及其調(diào)控機(jī)制,細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與環(huán)境之間的相互關(guān)系。使原來以形態(tài)結(jié)構(gòu)研究為主的細(xì)胞學(xué)轉(zhuǎn)變成以生理功能研究為主、將結(jié)構(gòu)與功能緊密結(jié)合起來的細(xì)胞生物學(xué)。由于細(xì)胞生物學(xué)在分子水平上的研究工作取得了深入的進(jìn)展,因此細(xì)胞生物學(xué)又稱為細(xì)胞分子生物學(xué)。細(xì)胞生物學(xué)研究內(nèi)容如下。
2.2.1 細(xì)胞社會(huì)學(xué)
細(xì)胞社會(huì)學(xué)是細(xì)胞生物學(xué)中的一個(gè)新的領(lǐng)域。它是以系統(tǒng)論的觀點(diǎn)研究細(xì)胞群體中細(xì)胞間的相互關(guān)系、細(xì)胞群體的社會(huì)行為;細(xì)胞識(shí)別、通訊、相互作用;整體和細(xì)胞群對(duì)細(xì)胞的生長、分化、形態(tài)發(fā)生和器官形成等活動(dòng)的調(diào)控;細(xì)胞外環(huán)境對(duì)細(xì)胞的影響。
2.2.2 細(xì)胞的增殖、生長、分化與調(diào)控
研究細(xì)胞增殖、生長、分化及其調(diào)控機(jī)制,不僅是控制生物生長和發(fā)育的基礎(chǔ),而且是研究細(xì)胞癌變和逆轉(zhuǎn)的重要途徑。
2.2.3 細(xì)胞遺傳學(xué)
細(xì)胞遺傳學(xué)從細(xì)胞學(xué)角度來研究染色體的結(jié)構(gòu)和行為以及染色體與細(xì)胞器的關(guān)系,從而探討遺傳與變異的機(jī)制等。
2.2.4 細(xì)胞化學(xué)
細(xì)胞化學(xué):用切片或分離細(xì)胞成分,對(duì)單個(gè)細(xì)胞或細(xì)胞各個(gè)部分進(jìn)行定性和定量的化學(xué)分析,研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分的定位、分布及其生理功能。
2.2.5 分子細(xì)胞學(xué)
分子細(xì)胞學(xué):從分子水平研究細(xì)胞與細(xì)胞器中蛋白質(zhì)、核酸等大分子的組成、結(jié)構(gòu)與功能及其遺傳性狀的表現(xiàn)和調(diào)控等,探討細(xì)胞生命活動(dòng)的分子機(jī)理。
2.3 遺傳學(xué)
遺傳學(xué)是研究生物遺傳和變異規(guī)律的科學(xué)。孟德爾認(rèn)為生物性狀的遺傳是受遺傳因子控制的,并提出了遺傳因子分離和自由組合的基本遺傳規(guī)律。1900年,孟德爾的成果得到廣泛重視,成為遺傳學(xué)的基石。
20世紀(jì)初,利用光學(xué)顯微鏡發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂過程中染色體及其行為,奠定了遺傳的染色體理論基礎(chǔ)。1910年左右,美國遺傳學(xué)家摩爾根及其同事根據(jù)對(duì)普通果蠅的研究,提出了基因的連鎖交換規(guī)律,并結(jié)合當(dāng)時(shí)的細(xì)胞學(xué)成就,創(chuàng)立了以染色體遺傳為核心的細(xì)胞遺傳學(xué)。
遺傳信息在分子水平上研究始于20世紀(jì)40年代。隨著電子顯微鏡的發(fā)明,人們已能夠直接觀察遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其在基因表達(dá)過程中的特征,使細(xì)胞遺傳學(xué)的研究進(jìn)入分子水平。
1953年,沃森和克里克提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,為進(jìn)一步闡明DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和遺傳物質(zhì)如何保持世代連續(xù)的問題奠定了基礎(chǔ),開創(chuàng)了分子遺傳學(xué)這一新的學(xué)科領(lǐng)域。
遺傳學(xué)研究的領(lǐng)域非常廣泛,可劃分成經(jīng)典遺傳學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)和生統(tǒng)遺傳學(xué)4個(gè)分支,各個(gè)分支領(lǐng)域相互聯(lián)系、相互重疊、相互印證,組成了一個(gè)不可分割的整體。
經(jīng)典遺傳學(xué)研究從親代到子代的遺傳特性,包括遺傳的分離規(guī)律;獨(dú)立分配規(guī)律;連鎖和交換遺傳規(guī)律及機(jī)理;基因互作及其與環(huán)境的相互關(guān)系;性別決定與伴性遺傳;基因及染色體變異;數(shù)量性狀的特征及其多基因假說,近親繁殖和雜種優(yōu)勢(shì);細(xì)胞質(zhì)遺傳等。
細(xì)胞遺傳學(xué)是通過細(xì)胞學(xué)手段對(duì)遺傳物質(zhì)進(jìn)行研究。其內(nèi)容包括細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能;染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu);細(xì)胞的有絲分裂,減數(shù)分裂;配子的形成和受精。
分子遺傳學(xué)是從分子的水平上研究遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及遺傳信息的傳遞。內(nèi)容包括DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯,基因突變及修復(fù),原核生物和真核基因表達(dá)與調(diào)控;基因、基因組及作圖,遺傳重組。
生統(tǒng)遺傳學(xué)是用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來研究生物遺傳變異規(guī)律的學(xué)科。根據(jù)研究的對(duì)象不同,又可分為數(shù)量遺傳學(xué)和群體遺傳學(xué)。前者研究生物體數(shù)量性狀即由多基因控制的性狀遺傳規(guī)律,后者是研究基因頻率在群體中的變化、群體的遺傳結(jié)構(gòu)和物種進(jìn)化。
2.4 分子生物學(xué)
分子生物學(xué)是從分子水平研究核酸與蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能、遺傳信息傳遞和調(diào)控,闡明生命本質(zhì)的科學(xué)。
從19世紀(jì)后期到20世紀(jì)50年代初,確定了蛋白質(zhì)是生命的主要物質(zhì)基礎(chǔ),DNA是生物遺傳的物質(zhì)的載體,是現(xiàn)代分子生物學(xué)誕生的準(zhǔn)備和醞釀階段。
從20世紀(jì)50年代初到70年代初,是現(xiàn)代分子生物學(xué)的建立和發(fā)展階段,1953年Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型為現(xiàn)代分子生物學(xué)誕生的里程碑,確立了核酸作為遺傳信息分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),提出了鹼基配對(duì)是核酸復(fù)制、遺傳信息傳遞的基本方式,為核酸與蛋白質(zhì)的關(guān)系及其在生命中的作用打下了最重要的基礎(chǔ)。
70年代后,基因工程技術(shù)出現(xiàn),人類進(jìn)入認(rèn)識(shí)生命本質(zhì)并開始改造生命的發(fā)展階段。
分子生物學(xué)原來是生物化學(xué)的一部分,因其太重要了,20世紀(jì)中后期從生物化學(xué)中分離出來并與遺傳學(xué)結(jié)合,獨(dú)立出來成為單獨(dú)的學(xué)科,是生物化學(xué)的發(fā)展和延續(xù)。涉及的部分內(nèi)容比生物化學(xué)更細(xì)致深入,并從整體上考慮。
分子生物學(xué)從蛋白質(zhì)、核酸、基因及基因組結(jié)構(gòu)開始,以中心法則為主線,闡述生物大分子在信息傳導(dǎo)、基因表達(dá)調(diào)控中的相互作用和機(jī)理。主要內(nèi)容包括蛋白質(zhì)、核酸、基因和基因組的結(jié)構(gòu)、DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工、基因突變與修復(fù)、蛋白質(zhì)生物合成和翻譯后加工、原核生物基因表達(dá)的調(diào)控、真核生物基因表達(dá)的調(diào)控?;蚬こ碳夹g(shù)的原理和應(yīng)用等。
2.5 基因工程學(xué)
20世紀(jì)70年代,隨著 DNA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和遺傳機(jī)制逐漸呈現(xiàn)在人們眼前,生物學(xué)家不再僅僅滿足于探索、揭示生物遺傳的秘密,而是開始設(shè)想在分子的水平上去干預(yù)生物的遺傳特性。這就像工程設(shè)計(jì),按照人類的需要(設(shè)計(jì))把這種生物的某個(gè)“基因”與那種生物的某個(gè)“基因”進(jìn)行“施工”,“組裝”成新的基因組合,創(chuàng)造出新的生物的工程技術(shù)被稱為“基因工程”。
基因工程包括如下幾個(gè)主要的內(nèi)容:①目的基因的合成或提起分離。②載體的構(gòu)建。③將載體轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞并增殖。④重組DNA分子的受體細(xì)胞克隆篩選。⑤將目的基因克隆到表達(dá)載體上,導(dǎo)入寄主細(xì)胞,使之在新的遺傳背景下實(shí)現(xiàn)功能表達(dá),產(chǎn)生出人類所需要的物質(zhì)。
3 課程間的邏輯關(guān)系,教學(xué)內(nèi)容選擇及課程順序安排
從生物化學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程學(xué)的定義,研究內(nèi)容,發(fā)展歷史動(dòng)態(tài)可知,各學(xué)科的邏輯關(guān)系是:理解細(xì)胞結(jié)構(gòu)及功能需要一定的生物化學(xué)基礎(chǔ),理解遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能需要一定的細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ),而分子生物學(xué)是生物化學(xué)、遺傳學(xué)交叉融合的產(chǎn)物,研究核酸和蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和功能以及相互關(guān)系,而各個(gè)分子不能孤立發(fā)揮作用,必須依賴于一定的細(xì)胞結(jié)構(gòu),因此,生物化學(xué)是細(xì)胞生物學(xué)的基礎(chǔ);細(xì)胞生物學(xué)是遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的基礎(chǔ)。基因工程是利用分子生物學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作的部分獨(dú)立出來的,因此分子生物學(xué)是基因工程學(xué)的基礎(chǔ)。所以,高校應(yīng)按生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程的順序安排課程教學(xué)最為合適。
由以上可知,由于歷史的原因,生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程學(xué)相互聯(lián)系,交叉滲透,研究內(nèi)容重復(fù)較多。因此,本研究根據(jù)其定義、邏輯關(guān)系及發(fā)展歷史,同時(shí)為編寫教材和教學(xué)的方便,建議生物化學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程學(xué)教學(xué)內(nèi)容如下。
(1)生物化學(xué)主要教學(xué)內(nèi)容主要有:蛋白質(zhì)化學(xué)、核酸化學(xué);酶學(xué)基礎(chǔ);糖代謝與生物氧化;脂類代謝;蛋白質(zhì)的分解代謝等內(nèi)容。而將DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、突變、修復(fù)及原核生物和真核生物基因表達(dá)調(diào)控留在分子生物學(xué)講授。
(2)細(xì)胞生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容主要有:細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu);細(xì)胞生物學(xué)研究方法;細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能及物質(zhì)跨膜運(yùn)輸;細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng);細(xì)胞通訊與信號(hào)傳遞;線粒體和葉綠體;細(xì)胞核與染色體;細(xì)胞骨架;細(xì)胞增殖及其調(diào)控;細(xì)胞分化、衰老與凋亡。
(3)遺傳學(xué)的教學(xué)內(nèi)容主要有:遺傳的分離規(guī)律;獨(dú)立分配規(guī)律;連鎖和交換遺傳規(guī)律;基因互作及其與環(huán)境的關(guān)系;基因定位與連鎖遺傳圖;性別決定與伴性遺傳;基因及染色體變異;染色體畸變;數(shù)量性狀的特征及其多基因假說;近親繁殖和雜種優(yōu)勢(shì);細(xì)胞質(zhì)遺傳;遺傳重組。
(4)分子生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容主要有:DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工、基因突變與修復(fù)、蛋白質(zhì)生物合成和翻譯后加工、原核生物基因表達(dá)的調(diào)控、真核生物基因表達(dá)的調(diào)控。
(5)基因工程學(xué)的主要教學(xué)內(nèi)容有:基因工程技術(shù)的原理和應(yīng)用等。
以上各門課的教學(xué)內(nèi)容相對(duì)前述和我國現(xiàn)行教材的教學(xué)內(nèi)容作了較大調(diào)整,例如;核酸和蛋白質(zhì)的組成及結(jié)構(gòu)只在生物化學(xué)中講授,細(xì)胞信號(hào)傳遞只在細(xì)胞生物學(xué)中講授,基因工程原理只在基因工程學(xué)中講授,避免了課程內(nèi)容的重復(fù)。
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【關(guān)鍵詞】細(xì)胞生物學(xué) 教學(xué)
細(xì)胞生物學(xué)是生命科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科,其理論知識(shí)已經(jīng)滲透到生物學(xué)相關(guān)課程的各個(gè)領(lǐng)域,是高校生物學(xué)相關(guān)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課。細(xì)胞生物學(xué)以細(xì)胞為研究對(duì)象,從細(xì)胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個(gè)層次,以動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn), 研究細(xì)胞和細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞的生活史和各種生命現(xiàn)象。細(xì)胞生物學(xué)研究的是細(xì)胞的微觀世界,是一門比較抽象的學(xué)科,不容易理解。在教學(xué)過程中如何將抽象的微觀世界更加精彩、形象的展示給學(xué)生,如何將復(fù)雜的生命活動(dòng)事件簡明、扼要的講述給學(xué)生,使學(xué)生清晰準(zhǔn)確地掌握抽象的知識(shí),要求高校生物學(xué)教學(xué)工作者不斷地進(jìn)行探索和嘗試。
1.教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化
細(xì)胞生物學(xué)是一個(gè)前沿學(xué)科,它的講授需要與時(shí)俱進(jìn)。但是很多高校教師只是在年復(fù)一年的重復(fù)自己的授課內(nèi)容,而這些教學(xué)內(nèi)容有些可能會(huì)隨著生物學(xué)的不斷發(fā)展已經(jīng)失去原有的價(jià)值。作為教師,我們不僅要讓學(xué)生掌握細(xì)胞生物學(xué)這門課的基本知識(shí)體系,還要將細(xì)胞生物學(xué)的前沿知識(shí)傳遞給學(xué)生。這就要求教師閱讀大量細(xì)胞生物學(xué)相關(guān)的國內(nèi)外優(yōu)秀的書籍、文獻(xiàn)[1],根據(jù)每年新的研究熱點(diǎn)以及生物學(xué)發(fā)展動(dòng)態(tài)補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容。例如,在講述高爾基體的功能時(shí),將病原菌入侵機(jī)體如何限制MHC分子的表達(dá)及抗原提呈實(shí)現(xiàn)自身潛伏感染的報(bào)道融入教學(xué),使學(xué)生更加深刻的掌握高爾基體胞內(nèi)運(yùn)輸?shù)鞍椎墓δ堋?/p>
細(xì)胞生物學(xué)既是一門基礎(chǔ)學(xué)科更是交叉學(xué)科,教學(xué)內(nèi)容需要避免重復(fù)。細(xì)胞生物學(xué)與生物化學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)等生物學(xué)相關(guān)課程均存在相互聯(lián)系、相互滲透的關(guān)系。這就要求教師要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行研究、歸納、取舍,既保證細(xì)胞生物學(xué)課程體系的系統(tǒng)、完整,又避免重復(fù)教學(xué)的問題。例如,細(xì)胞生物學(xué)第三章中細(xì)胞內(nèi)生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能主要講述的是核算與蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能,而此部分內(nèi)容在生物化學(xué)這門課程中會(huì)重點(diǎn)講述,因此此部分內(nèi)容在細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容中可以略講;此外《細(xì)胞核與染色體》這一章中染色體的復(fù)制與表達(dá)內(nèi)容在分子生物學(xué)課程中是重點(diǎn)講述的內(nèi)容,我們把核膜、核孔復(fù)合體結(jié)構(gòu)及生物學(xué)功能作為本章重點(diǎn),這樣既可以在有限的課時(shí)內(nèi)避免知識(shí)的重復(fù)贅述,又可豐富細(xì)胞生物學(xué)特有的內(nèi)容。
細(xì)胞的生命活動(dòng)與我們?nèi)祟惿眢w有著密切的關(guān)系。將理論知識(shí)與人的日常生活現(xiàn)象緊密結(jié)合,學(xué)生很容易掌握相關(guān)的知識(shí)。例如,缺少維生素C時(shí),脯氨酸的羥基化受到影響,從而引起壞血病。這是由于形成膠原蛋白的前a鏈未經(jīng)羥基化不能形成穩(wěn)定的3股螺旋結(jié)構(gòu)而很快在細(xì)胞中降解,結(jié)果導(dǎo)致胞外基質(zhì)中較遠(yuǎn)的不斷丟失而引起血管脆性增加、牙齒松脫以及創(chuàng)生不能恢復(fù)。又如,做面膜補(bǔ)水,不是向細(xì)胞內(nèi)補(bǔ)水,而是向胞外基質(zhì)中補(bǔ)充各種可以吸收水分的多糖成分,糖胺聚糖可以像海綿一樣吸收水分,使皮膚變得水潤。通過這些例子學(xué)生極容易記住相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),而且也不容易忘記。
2.教學(xué)方法的完善
教學(xué)方法是教學(xué)活動(dòng)的基本要素,是增強(qiáng)教學(xué)效果和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段[2]。細(xì)胞生物學(xué)是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)展的學(xué)科,要改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式。課堂上以教師為中心單純的知識(shí)傳授不能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。因此我們采用多種教學(xué)方式,如啟發(fā)式、討論式并且結(jié)合雙語教學(xué)。例如,在細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中開設(shè)專題討論課,每個(gè)專題討論一個(gè)問題,問題提前設(shè)置,學(xué)生以組為單位上課之前查找相關(guān)資料,并對(duì)資料進(jìn)行整理、綜合、提煉,形成報(bào)告,其他小組成員進(jìn)行質(zhì)疑和補(bǔ)充。經(jīng)過證實(shí),我們的專題討論課極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、提高了學(xué)生收集整理資料的能力,鍛煉了學(xué)生的勇氣、增強(qiáng)了學(xué)生的自信。專題討論的形式加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度,同時(shí)在查閱資料的過程中也拓展了學(xué)生的知識(shí)面。實(shí)踐證實(shí)多種教學(xué)方式聯(lián)合應(yīng)用能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)和獨(dú)立思考的能力,增強(qiáng)學(xué)生分析解決問題的能力,有利于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和記憶。
3.教學(xué)手段的擴(kuò)充
細(xì)胞生物學(xué)給學(xué)生呈現(xiàn)的是一個(gè)微觀的世界。如何把一個(gè)微觀、抽象、復(fù)雜的細(xì)胞世界形象、直觀、生動(dòng)的展現(xiàn)給學(xué)生?簡單的掛圖已經(jīng)不能滿足細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)的要求,這就要求教師在教學(xué)過程中應(yīng)用多媒體課件[3]。采用多媒體技術(shù),細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)擺脫了傳統(tǒng)的“黑板+ 粉筆 + 掛圖 + 模型”靜止化的教學(xué)模式,以聲音、圖像、動(dòng)畫、視頻等相結(jié)合的方式形象化教學(xué)[4]。在細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)過程中,我們收集了大量國外知名大學(xué)制作的動(dòng)畫,定期對(duì)多媒體教學(xué)資料庫、教學(xué)課件庫進(jìn)行更新和整理同時(shí)設(shè)立課程教學(xué)網(wǎng)頁,為教師和學(xué)生提供一個(gè)知識(shí)共享的平臺(tái)。我們細(xì)胞生物學(xué)每一章都設(shè)計(jì)了相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容的動(dòng)畫和視頻。例如,在細(xì)胞培養(yǎng)與細(xì)胞工程這一節(jié)內(nèi)容中,我們將克隆羊多莉的制備過程從卵母細(xì)胞開始,以動(dòng)畫的形式將全過程形象直觀的展示給學(xué)生。除此之外物質(zhì)跨膜運(yùn)輸、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞分裂、線粒體相關(guān)疾病等視頻會(huì)在相應(yīng)的章節(jié)一一展示給學(xué)生。多媒體課件的應(yīng)用不但增大了教學(xué)信息、擴(kuò)展了教學(xué)容量,還大大地增強(qiáng)了視聽效果,加深了學(xué)生的記憶力。實(shí)踐證明學(xué)生對(duì)形象的圖解的記憶能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)文字的理解能力,以此我們的課件涉及概念、細(xì)胞各種生命活動(dòng)過程都有相應(yīng)的圖解或動(dòng)畫視頻。
4.考核方式的改革
改變以往“重知識(shí)、輕能力”的考核方式,樹立以能力和素質(zhì)考核為中心的考試觀念[5],完善考核方式是為了更好地進(jìn)行細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)改革。為了調(diào)動(dòng)師生的教與學(xué)的積極性,我們制定了細(xì)胞生物學(xué)課程考核方式改革實(shí)施方案。(1)把考核內(nèi)容定位在對(duì)以往知識(shí)的理解和對(duì)學(xué)生獨(dú)立思考能力的考查上,即增加應(yīng)用、創(chuàng)新知識(shí)的考核;減少單個(gè)知識(shí)技能的考核,增加知識(shí)能力體系的考核。在具體考核內(nèi)容的設(shè)計(jì)上,要求授課教師將考核內(nèi)容延伸到課外知識(shí)上。(2)考核形式多樣,具體包括開卷、閉卷、開閉卷結(jié)合、答辯、實(shí)驗(yàn)操作、撰寫專題報(bào)告、學(xué)術(shù)論文以及多種方式結(jié)合等。同時(shí)要求考核形式要推行多個(gè)階段,如平時(shí)測(cè)試、作業(yè)測(cè)評(píng)、課外閱讀、期中考核、期末考核等。(3)改變考核成績的構(gòu)成,加大學(xué)習(xí)過程、到課率、平時(shí)作業(yè)、平時(shí)表現(xiàn)得分率,加大實(shí)驗(yàn)課成績構(gòu)成比例,適當(dāng)體現(xiàn)階段性考核成績比例,降低期末成績考核的占分比例,推行多種成績?cè)u(píng)定方式。期末考核成績占50%,平時(shí)成績、單元考核及期中考核成績共占50%。課程平時(shí)成績包括課程教學(xué)過程中的測(cè)驗(yàn)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課堂討論等成績。通過改革我們已經(jīng)初步建立了雙向式、溝通式的考核信息反饋機(jī)制,并且發(fā)揮了考核促進(jìn)教法和學(xué)法改進(jìn)的作用,強(qiáng)化了學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)的積極性。
改革之后的細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)體系已經(jīng)應(yīng)用于生物技術(shù)、生物科學(xué)專業(yè)的學(xué)生,并且獲得了預(yù)期的效果。今后,我們將在教學(xué)實(shí)踐中繼續(xù)完善該教學(xué)體系,不斷提高細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量,保證“教”與“學(xué)”的有效性。
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>> “醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)”資源共享課程網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的實(shí)踐與思考 生物技術(shù)專業(yè)細(xì)胞生物學(xué)雙語教學(xué)方法的探討 雙語討論課在細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究探討 《細(xì)胞生物學(xué)》雙語教學(xué)的思考與探索 保持式雙語教學(xué)在醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用 保持式雙語教學(xué)在“醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)”教學(xué)中的運(yùn)用 網(wǎng)絡(luò)視頻示范教學(xué)在細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用* 微課在大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 合作學(xué)習(xí)教學(xué)模式在醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)課程中的應(yīng)用 高校細(xì)胞生物學(xué)課程教學(xué)改革的探討 醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)整合式實(shí)驗(yàn)課的課程改革 《細(xì)胞生物學(xué)》課程教學(xué)方法的探索與實(shí)踐 細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革探索 臨床專業(yè)醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革的幾點(diǎn)建議 細(xì)胞生物學(xué)課程考試方法改革的研究與實(shí)踐 細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中融入醫(yī)學(xué)人文素質(zhì)教育的探討 以科學(xué)方法教育為導(dǎo)向的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)改革 對(duì)符合創(chuàng)新型國家人才需求的細(xì)胞生物學(xué)課程建設(shè)的思考 基于天空教室軟件平臺(tái)的醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)雙語網(wǎng)絡(luò)課程的構(gòu)建 基于PBL與LBL的交互教學(xué)模式在細(xì)胞生物學(xué)雙語教學(xué)中的應(yīng)用 常見問題解答 當(dāng)前所在位置:l),該實(shí)驗(yàn)室1997年提供了化學(xué)變構(gòu)假說的直接證據(jù)。這些教學(xué)方法不但拓寬了學(xué)生的視野,還調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,受到了學(xué)生的普遍歡迎。
三、課程網(wǎng)站的建設(shè)
為了讓學(xué)生更好地了解《細(xì)胞生物學(xué)》課程的相關(guān)信息,目前我們將與課程有關(guān)的所有信息都公布于互聯(lián)網(wǎng)上,包括教學(xué)大綱、教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)課件、課后復(fù)習(xí)題、考試樣題及標(biāo)準(zhǔn)答案等。2008年本課程通過國內(nèi)專家的評(píng)審入選教育部雙語示范課程建設(shè)項(xiàng)目,按照課程的建設(shè)規(guī)劃,我們將完成本課程所有章節(jié)的授課錄像工作,將廈門大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院《細(xì)胞生物學(xué)》課程的教學(xué)成果與其他兄弟院校共享。網(wǎng)站建設(shè)的最終目標(biāo)是建立國內(nèi)第一個(gè)互動(dòng)型的《細(xì)胞生物學(xué)》教學(xué)網(wǎng)站,通過網(wǎng)絡(luò)這一平臺(tái),引導(dǎo)學(xué)生參與課程相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)討論,任課教師及時(shí)解答學(xué)生疑問,使之成為課程教學(xué)的第二課堂。
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關(guān)鍵詞:貴州大學(xué);細(xì)胞生物學(xué);雙語教學(xué)
中圖分類號(hào):G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)19-0104-02
一、在貴州大學(xué)開展《細(xì)胞生物學(xué)》雙語教學(xué)的必要性
美國細(xì)胞生物學(xué)家威爾遜(E.B.Wilson)曾經(jīng)說過:“每一個(gè)生物科學(xué)問題的答案都必須在細(xì)胞中尋找”,“細(xì)胞生物學(xué)”是現(xiàn)代生命科學(xué)中最重要、最基礎(chǔ)的學(xué)科?!凹?xì)胞生物學(xué)”的新知識(shí)新內(nèi)容層出不窮,其發(fā)展日新月異,幾乎涵蓋了當(dāng)今生命科學(xué)研究的所有前沿?zé)狳c(diǎn)領(lǐng)域,包括細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞周期調(diào)控以及細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控等前沿領(lǐng)域。它作為現(xiàn)代生命科學(xué)的四大支柱及前沿學(xué)科,已滲透到生命科學(xué)的各個(gè)層次,成為人們揭示生命奧秘及攻克醫(yī)學(xué)難關(guān)等的重要基礎(chǔ),并且成為了現(xiàn)代生命科學(xué)中最具有代表性和國際性的課程。據(jù)統(tǒng)計(jì),90%的“細(xì)胞生物學(xué)”有關(guān)的研究成果以英語方式傳播,高質(zhì)量的學(xué)術(shù)論文都是用英文撰寫然后通過SCI期刊發(fā)表。我國由于細(xì)胞生物學(xué)科起步較晚,高等院校目前所用的好的《細(xì)胞生物學(xué)》教材也主要來自國外英文原版教材的翻譯及不斷的修訂再版,這不可避免地存在知識(shí)滯后及新專業(yè)術(shù)語直譯所造成的模糊等問題。為了將“細(xì)胞生物學(xué)”的新知識(shí)、新技術(shù)及新學(xué)說引入我國高等院?!都?xì)胞生物學(xué)》的課堂教學(xué)中,讓學(xué)生直接感受和接觸細(xì)胞生物學(xué)的前沿知識(shí),使學(xué)生了解細(xì)胞生物學(xué)的最新研究進(jìn)展,在高校教育中實(shí)施《細(xì)胞生物學(xué)》雙語教學(xué)模式是該學(xué)科國際化不可避免的趨勢(shì),也是我國高等教育課程改革的一個(gè)發(fā)展方向。近幾年,國家教育部在2001―2007年先后出臺(tái)的有關(guān)雙語教學(xué)文件中,高度強(qiáng)調(diào)在高校本科課程中開展雙語教學(xué)的重要性,要求高校20%的本科課程要進(jìn)行雙語教學(xué),并且明確提出了生物技術(shù)等專業(yè)需要在雙語教學(xué)上先行一步。目前在全國范圍內(nèi),一些比較好的高校都已經(jīng)在其生命科學(xué)學(xué)科建設(shè)中開展了《細(xì)胞生物學(xué)》理論課程的雙語教學(xué),并取得了良好的教學(xué)效果。
《細(xì)胞生物學(xué)》雙語教學(xué)課程能以全新的視角展現(xiàn)生命科學(xué)領(lǐng)域,拓寬學(xué)生知識(shí)面,幫助學(xué)生接觸學(xué)科前沿發(fā)展,為學(xué)生選擇進(jìn)入各個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)習(xí)或畢業(yè)論文設(shè)計(jì)或者將來考研從事科研工作奠定良好基礎(chǔ)。同時(shí),雙語教學(xué)還能鍛煉學(xué)生以英語為工具獲取專業(yè)知識(shí),增強(qiáng)學(xué)生英文水平,提高他們閱讀文獻(xiàn)的能力,一舉數(shù)得。貴州大學(xué)地處西部,由于師資力量、生源質(zhì)量等各方面因素的限制,一直未開展《細(xì)胞生物學(xué)》雙語本科教學(xué)工作,但是作為教育部在西部地區(qū)重點(diǎn)建設(shè)的“211”高校,貴州大學(xué)一直堅(jiān)持把提高教育教學(xué)質(zhì)量作為學(xué)校生存發(fā)展的生命線。因此,為了提高本科生生物科學(xué)的整體素養(yǎng),培養(yǎng)出適應(yīng)當(dāng)代生命科學(xué)發(fā)展需要的應(yīng)用型專門人才,在我校開展細(xì)胞生物學(xué)的雙語教學(xué)是十分必要的。
二、在貴州大學(xué)開展《細(xì)胞生物學(xué)》雙語教學(xué)的師資條件已經(jīng)基本具備
一般認(rèn)為,雙語教學(xué)(Bilingual Teaching)是指采用國外具有代表性和先進(jìn)性的原版教材,用兩種語言作為教學(xué)媒介語言,通過學(xué)習(xí)達(dá)到掌握科目知識(shí)和語言的目的。我國目前開展的雙語教學(xué)主要是指在學(xué)校中全部或部分地采用外語作為教學(xué)媒介,傳授非語言學(xué)科的教學(xué)。研究發(fā)現(xiàn),制約雙語課教學(xué)效果的因素主要包括:雙語教學(xué)師資問題,學(xué)生英語水平問題,雙語教材選擇以及學(xué)校雙語氛圍等。雙語教學(xué)對(duì)老師的要求很高,既需要掌握綜合運(yùn)用外語的能力,又要求精通本專業(yè)知識(shí)。因此,在高校推進(jìn)雙語教學(xué)工作過程中,首先會(huì)遇到的難題就是該專業(yè)的雙語師資不足。雙語師資最好是有過海外留學(xué)經(jīng)歷的專業(yè)人才,現(xiàn)在,貴州大學(xué)開展《細(xì)胞生物學(xué)》雙語教學(xué)已經(jīng)具備了這個(gè)基本的雙語師資條件。近幾年來,學(xué)校為了提高大學(xué)的整體實(shí)力,大量引進(jìn)高水平專業(yè)人才。我們學(xué)院也采取了派出去、請(qǐng)進(jìn)來的辦法,一是采取選派青年教師出國進(jìn)修的方式,加快培養(yǎng)本院現(xiàn)有師資,特別是青年教師;二是通過引進(jìn)人才政策,外引海外歸來的博士。通過這些手段,極大地加強(qiáng)了我院的師資力量,如今我們?cè)旱暮w博士比例與2010年相比,增加了50%。這些留學(xué)回來的教師在承擔(dān)科研工作的同時(shí),還擔(dān)負(fù)了本科生的教學(xué)工作。在我們?cè)?,有?shí)力講授本科生《細(xì)胞生物學(xué)》課程的專業(yè)老師一共有八位,全部是博士,其中有三位教授,五位副教授,并且有六位老師有海外留學(xué)兩年以上經(jīng)歷。這些優(yōu)秀的師資人才,為我校推進(jìn)《細(xì)胞生物學(xué)》雙語教學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
三、在貴州大學(xué)推進(jìn)《細(xì)胞生物學(xué)》雙語教學(xué)面臨的主要問題以及解決方案
2010年,我們?cè)诒驹簩?duì)另一門和生命科學(xué)相關(guān)的學(xué)科――《基因工程》進(jìn)行了雙語教學(xué)嘗試,當(dāng)時(shí)因?yàn)槿狈ο嚓P(guān)師資力量,并且沒有從貴州大學(xué)學(xué)生生源的實(shí)際情況考慮,制訂的教學(xué)目標(biāo)太大,整體教學(xué)效果不是很理想。盡管如此,關(guān)于雙語教學(xué)的首次嘗試還是為后來的雙語教學(xué)改革和建設(shè)奠定了相關(guān)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。針對(duì)雙語教學(xué)初始階段存在的問題,結(jié)合目前我院的師資力量和學(xué)生整體水平,我們認(rèn)為在貴州大學(xué)開展《細(xì)胞生物學(xué)》雙語教學(xué)主要受限于學(xué)生的英語水平。
貴州大學(xué)地處西南地區(qū),招收的學(xué)生主要也是來自西南地區(qū),該地區(qū)基礎(chǔ)教育水平相對(duì)滯后,大部分學(xué)生英語水平不高,這一點(diǎn)從歷年的高考英語成績以及以往的英語聽力和口語訓(xùn)練情況就可以反映出來。同時(shí),《細(xì)胞生物學(xué)》作為生命科學(xué)的代表學(xué)科,涉及的都是科學(xué)發(fā)展前沿的最新內(nèi)容,對(duì)于剛?cè)胄5拇髮W(xué)生來說,該專業(yè)課本身就有一定難度。雙語教學(xué)過程中,學(xué)生的英語水平和對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解能力是能否搞好雙語教學(xué)的重要因素。根據(jù)以往中文授課的經(jīng)驗(yàn),在大學(xué)二年級(jí)的時(shí)候開設(shè)該課程,學(xué)生會(huì)理解的好一點(diǎn)但是結(jié)合貴州大學(xué)本科生源英語水平較差的情況,我們認(rèn)為開展《細(xì)胞生物學(xué)》雙語課程的授課對(duì)象應(yīng)為三年級(jí)上學(xué)期的學(xué)生。因?yàn)檫@個(gè)時(shí)期,在英語水平上,大多數(shù)學(xué)生已經(jīng)達(dá)到了大學(xué)英語四級(jí),積累了足夠的詞匯量,口語和聽力也得到了一定的訓(xùn)練;在專業(yè)知識(shí)上,學(xué)生已經(jīng)熟悉了本專業(yè)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí),這個(gè)時(shí)候開設(shè)雙語教學(xué),能讓學(xué)生更好地理解雙語講授的學(xué)科理論知識(shí),并較快地融入適應(yīng)雙語教學(xué)。
在學(xué)生英語能力較差的情況下,如果要順利開展雙語課程,對(duì)雙語教師的教學(xué)方法要求就會(huì)更高。一方面,在課前,雙語老師要積極引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí),熟悉課程中的相關(guān)英文詞匯;在課后,要和學(xué)生進(jìn)行溝通和交流,了解他們的真實(shí)接受程度。另一方面,每一位雙語教師都需要花大量的時(shí)間與精力做課前準(zhǔn)備,學(xué)習(xí)借鑒一些其他高校精品雙語課程中的教學(xué)方法,課前進(jìn)行試講,盡量做到用簡單、通俗、流利的英語講解該雙語課程。在雙語課的最初階段,筆者認(rèn)為,雙語教師應(yīng)該把握好教學(xué)目標(biāo),不要把雙語課的精力放在“外語”上,使教學(xué)走入“學(xué)外語”的誤區(qū)?!都?xì)胞生物學(xué)》中文版教材的課程內(nèi)容大部分是從外文研究結(jié)果中翻譯編著而來,由于翻譯者具有不同的文化背景、語言習(xí)慣、理解方式與處理方法,加之譯文時(shí)間相對(duì)滯后,導(dǎo)致學(xué)生在獲取信息方面不夠準(zhǔn)確、及時(shí)或加大了學(xué)生的理解難度。我們采用雙語教學(xué)的目標(biāo)是要通過學(xué)習(xí)英文的研究成果和內(nèi)容使授課對(duì)象能更好地理解本領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí),并在理解掌握專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上,提高學(xué)習(xí)外語的能力。也就是說,我們雙語教學(xué)的目標(biāo)是專業(yè)知識(shí),而不是外語。
剛開始上課時(shí),為了使學(xué)生能順利適應(yīng)雙語,我們可以采用過渡性雙語教學(xué),強(qiáng)調(diào)的原則是在教學(xué)過程中逐漸增加主流語言(英語)的使用比例。在這里具體表現(xiàn)為:用英文展示課件,用中、英文講解教材的教學(xué)模式。在講解過程中對(duì)簡單的內(nèi)容,比如專業(yè)詞匯的名詞解釋,可以用英文講解;而對(duì)于復(fù)雜難理解的內(nèi)容,比如細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的原理和過程等,給予中文解釋,但考試為全英文。另外,在教材的選擇上,我們認(rèn)為如果一開始就以原版英文教材為主,學(xué)生還沒有這個(gè)能力去理解,并且原版英文教材紙質(zhì)版本也比較貴,不符合大多數(shù)學(xué)生的經(jīng)濟(jì)情況。因此,我們選擇以中文教材《細(xì)胞生物學(xué)》(瞿中和,高教第四版)為主,國外原版英文教材《Molecular biology of the cell》為輔,結(jié)合教師精心制作的全英文PPT教程進(jìn)行教學(xué)。
總之,《細(xì)胞生物學(xué)》雙語教學(xué)是我國高等教育適應(yīng)國際發(fā)展形勢(shì)的需要,是培養(yǎng)社會(huì)高素質(zhì)復(fù)合型人才的有效途徑,也是把我國高校素質(zhì)教育向前推進(jìn)的一個(gè)新舉措。雖然現(xiàn)階段在貴州大學(xué)推進(jìn)雙語課程還存在一定的問題和困難,但是對(duì)該課程雙語教學(xué)條件和教法研究進(jìn)行積極的探討,有助于我們開展和深化該課程的教學(xué)工作,也為貴州大學(xué)《細(xì)胞生物學(xué)》雙語教學(xué)從最初的探索性嘗試到逐步建立雙語教學(xué)的模式提供了良好的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。另外,隨著國家對(duì)西部教育事業(yè)的不斷關(guān)注、貴州大學(xué)師資人才隊(duì)伍的不斷建設(shè)、本科生英語水平的不斷提高以及教師對(duì)該課程的不斷探索和研究,我們相信,貴州大學(xué)的雙語教學(xué)必將實(shí)現(xiàn)由量變到質(zhì)變的跨躍。
參考文獻(xiàn):
[1]葉軍.教育部雙語示范課程《細(xì)胞生物學(xué)》的建設(shè)與發(fā)展回顧[J].教育教學(xué)論壇,2014,(14).
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【關(guān)鍵詞】高校專業(yè)課 教材 教學(xué)內(nèi)容 教材模式 細(xì)胞生物學(xué)
【基金項(xiàng)目】本文系河南省高等教育教學(xué)改革研究省級(jí)研究項(xiàng)目(2012SJGLX134)和河南師范大學(xué)教學(xué)研究基金重點(diǎn)項(xiàng)目(521751)的研究成果。
【中圖分類號(hào)】Q2 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2012)10-0175-02
一、高校專業(yè)課教學(xué)的現(xiàn)狀
提高教學(xué)質(zhì)量是教育的根本目的,課程是教學(xué)的最根本依據(jù)和最基本的知識(shí)源泉和表達(dá)形式[1]。細(xì)胞生物學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)和前沿學(xué)科,是從不同層次上(包括細(xì)胞整體、顯微、亞顯微和分子等層次)研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能及基本生命活動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。細(xì)胞生物學(xué)是當(dāng)今生命科學(xué)發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一,學(xué)科的活躍發(fā)展為教學(xué)提供了日益豐富的內(nèi)容。但是在高校課程改革的形勢(shì)下,基礎(chǔ)課和專業(yè)課的課時(shí)在不斷的壓縮,這就要求教師在有限的課時(shí)內(nèi),不僅要引導(dǎo)學(xué)生建立完整的課程體系,而且要及時(shí)補(bǔ)充最新的學(xué)科進(jìn)展,平衡好教學(xué)內(nèi)容和課時(shí)縮減之間的矛盾,因此高校專業(yè)課教學(xué)改革勢(shì)在必行。
在以細(xì)胞生物學(xué)為例的專業(yè)課調(diào)查中發(fā)現(xiàn),學(xué)生普遍認(rèn)為細(xì)胞生物學(xué)是難度較高的課程,學(xué)習(xí)起來壓力較大,這一方面是由于該學(xué)科發(fā)展迅速,內(nèi)容更新快,教材內(nèi)容多、難度大,尤其是研究層次已經(jīng)進(jìn)入分子水平,學(xué)科本身具有深?yuàn)W和抽象的特點(diǎn),一些涉及細(xì)胞功能和調(diào)控的實(shí)驗(yàn)難以通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)開設(shè),加上該學(xué)科研究技術(shù)難度提高、對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和操作人員水平的要求嚴(yán)格,無法滿足學(xué)生親自操作的要求,所以總的感覺是理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)嚴(yán)重脫節(jié),實(shí)驗(yàn)課已經(jīng)不能起到深化理論課教學(xué)的作用;另一方面,對(duì)于有進(jìn)一步深造意愿的學(xué)生來說(占我校生命科學(xué)學(xué)院應(yīng)屆畢業(yè)生的95%以上),細(xì)胞生物學(xué)常常是許多專業(yè)研究生入學(xué)的必考課程,因而學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)要求很高,希望教師在教學(xué)中充分考慮重點(diǎn)院校和科研院所考研試題難度的要求,結(jié)合考研的要求把理論課講深講透,同時(shí)也希望通過課堂彌補(bǔ)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間的斷層和缺口,提高自身的考研競(jìng)爭(zhēng)力,獲得更多的深造機(jī)會(huì)。綜上所述,我們認(rèn)為教材和教學(xué)模式的研究對(duì)于提高專業(yè)課教學(xué)質(zhì)量尤為重要。
二、對(duì)專業(yè)課教材的思考
以細(xì)胞生物學(xué)為例,為適應(yīng)高校課程改革背景學(xué)生的需求,首先我們對(duì)現(xiàn)有的國內(nèi)外優(yōu)秀的細(xì)胞生物學(xué)教材進(jìn)行了分析,從以下方面進(jìn)行了探索和嘗試。
1. 教材體系的構(gòu)建:
專業(yè)教育的改革是以課程內(nèi)容為重點(diǎn)的,教材是教學(xué)的重要載體,是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要參考書,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)有著深刻影響[2]。筆者認(rèn)為教材應(yīng)具備以下特征,首先是科學(xué)性和先進(jìn)性,即與時(shí)俱進(jìn),及時(shí)反映學(xué)科發(fā)展的最新成果;其次是系統(tǒng)性,即注重知識(shí)的銜接和前后呼應(yīng),有助于學(xué)生學(xué)科知識(shí)體系的建立;再者是實(shí)用性,教材的編寫從學(xué)生的實(shí)際出發(fā),符合學(xué)生的求知實(shí)際,有助于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、探索精神和創(chuàng)新思維的培養(yǎng);此外,教材還應(yīng)具有靈活性,即內(nèi)容編排有彈性,給教師課堂教學(xué)留有較大的空間,對(duì)學(xué)生課外拓展和提高具有一定的指導(dǎo)作用。
教材是對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)的一次再創(chuàng)造、再組織。不同版本的教材具有不同的編寫體例、切入視角、呈現(xiàn)方式、內(nèi)容選擇及圖像系統(tǒng)。通過對(duì)國外優(yōu)秀教材Karp的《cell and molecular biology》(第6版),以及目前國內(nèi)著名的翟中和主編《細(xì)胞生物學(xué)》(第3版和第4版)、王金發(fā)主編的《細(xì)胞生物學(xué)》、韓貽仁主編的《分子細(xì)胞生物學(xué)》等教材的分析,結(jié)合課程目標(biāo)、我校學(xué)生的培養(yǎng)方案和一線教師的教學(xué)體會(huì),我們對(duì)課程結(jié)構(gòu)和內(nèi)容進(jìn)行了重新的梳理和整合,本著教師易教、學(xué)生易學(xué)的指導(dǎo)思想,突出了教材的實(shí)用性、前瞻性、系統(tǒng)性和靈活性,將課程內(nèi)容劃分為概述和方法、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞生活和調(diào)控三個(gè)模塊,以真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能和調(diào)控為主線,將細(xì)胞生物學(xué)課程內(nèi)容通過相對(duì)獨(dú)立的11章貫穿起來,構(gòu)建了一個(gè)特色鮮明、簡潔清晰的細(xì)胞生物學(xué)教材體系,該教材已經(jīng)于2012年8月由科學(xué)出版社作為生命科學(xué)核心課程系列教材之一出版發(fā)行。
2. 教學(xué)內(nèi)容的銜接:
大學(xué)生四年系統(tǒng)的專業(yè)學(xué)習(xí),將形成學(xué)生完整的專業(yè)知識(shí)體系。在教學(xué)實(shí)踐中,我們發(fā)現(xiàn)一些進(jìn)入大四準(zhǔn)備考研的同學(xué),甚至是考研面試的同學(xué),并未完成專業(yè)課的系統(tǒng)梳理,還未達(dá)到融會(huì)貫通的境界,所以在專業(yè)基礎(chǔ)理論的測(cè)試中存在不少問題。這些現(xiàn)象也提醒專業(yè)課教師,專業(yè)課程的開設(shè),既要考慮學(xué)生的知識(shí)背景,也需要考慮課程設(shè)置的合理性和系統(tǒng)性。作為專業(yè)課任課教師,是否在教學(xué)中忽略了對(duì)本課程在專業(yè)知識(shí)體系中地位的介紹,以及與其他專業(yè)課之間聯(lián)系的鋪墊。
以細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)為例,該課程在我校大二第二學(xué)期開設(shè),在此之前,學(xué)生已經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)了植物學(xué)和動(dòng)物學(xué),所以在教學(xué)中,細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)是從植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)導(dǎo)入的,在復(fù)習(xí)舊知識(shí)的同時(shí),引導(dǎo)學(xué)生從細(xì)胞這一層面上認(rèn)識(shí)生物的統(tǒng)一性和多樣性,進(jìn)而導(dǎo)入原核細(xì)胞、真核細(xì)胞和古核細(xì)胞的概念,使學(xué)生非常自然的理解細(xì)胞生物學(xué)和已經(jīng)學(xué)習(xí)的植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)之間的聯(lián)系,也為學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)微生物學(xué)等學(xué)科做了鋪墊。從學(xué)生的認(rèn)知上看,是以植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞的知識(shí)基礎(chǔ)為起點(diǎn)的,接受起來并不困難,教師需要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到細(xì)胞生物學(xué)是向更深、更廣和更精方向的滲透和延伸,專業(yè)課之間是相互聯(lián)系、各有側(cè)重的關(guān)系。
3. 教學(xué)內(nèi)容的整合優(yōu)化:
內(nèi)容重疊問題是專業(yè)課教學(xué)中經(jīng)常遇到的問題,包括許多專業(yè)課在內(nèi)容上存在部分的重疊,例如:關(guān)于真核基因表達(dá)的內(nèi)容,在生物化學(xué)、分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)中都有涉及,給授課教師在教學(xué)中帶來一定困擾。如何解決這一問題,避免各專業(yè)課老師都講,但是都講得不深不透這一問題呢?從學(xué)科特征上分析,細(xì)胞生物學(xué)側(cè)重在細(xì)胞和分子水平上研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能和調(diào)控;分子生物學(xué)則是從分子水平入手,研究大分子的結(jié)構(gòu)與功能等生命本質(zhì)問題;而生物化學(xué)則關(guān)注大分子的代謝本質(zhì)。因此,在教學(xué)中,對(duì)真核基因表達(dá)調(diào)控部分的講述在細(xì)胞生物學(xué)中突出遺傳物質(zhì)的組織、基因表達(dá)調(diào)控的多層次性,在分子生物學(xué)中則側(cè)重于遺傳信息遵循中心法則流動(dòng)的分子機(jī)制,在生物化學(xué)中則將重點(diǎn)放在生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能和代謝的介紹上。
在側(cè)重點(diǎn)的把握上,我們主要遵循兩個(gè)原則,首先,一些最為基礎(chǔ)的內(nèi)容放在培養(yǎng)方案中最先開設(shè)的課程中詳細(xì)講解,例如:對(duì)生物大分子結(jié)構(gòu)的介紹放在生物化學(xué)課程中,對(duì)真核生物遺傳物質(zhì)的組織和包裝主要在細(xì)胞生物學(xué)課程中講解,而遺傳物質(zhì)的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的分子機(jī)制則是分子生物學(xué)課程重點(diǎn)講解的內(nèi)容。這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,不斷有溫故知新、漸入佳境的感覺,無形中也調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)的積極性,激發(fā)了學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望,培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和探索精神。其次,要充分考慮學(xué)生的認(rèn)知情況,根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)進(jìn)行取舍,確定在最適合的課程中講授,盡量避免學(xué)生的知識(shí)鏈產(chǎn)生斷層,挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)信心,影響教學(xué)進(jìn)度和效果。
4. 保持教學(xué)內(nèi)容的開放性:
盡管高校在課程的規(guī)劃與設(shè)置上有較大的自,教師在課程設(shè)計(jì)和教學(xué)中也有較大的自主性、靈活性,但在教學(xué)實(shí)踐中,教材與課程的關(guān)系處理不當(dāng),不僅影響學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,而且將影響教學(xué)質(zhì)量的提高。
在細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中,我們一貫重視教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化和更新問題,從國內(nèi)外優(yōu)秀教材中吸取精華,取長補(bǔ)短,結(jié)合教師自身的教學(xué)實(shí)踐和體會(huì),充分考慮學(xué)生的特點(diǎn)和需求,以易教易學(xué)為指導(dǎo)思想,在保證教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性、創(chuàng)新性的同時(shí),還貫徹了開放性、可塑性和靈活性,將學(xué)科前沿和進(jìn)展與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合,使學(xué)生及時(shí)了解學(xué)科發(fā)展的新成果和趨勢(shì),拓寬學(xué)生思路,擴(kuò)展學(xué)科知識(shí)的空間。例如:與細(xì)胞生物學(xué)有關(guān)的最新諾貝爾獎(jiǎng)獲得者的成就和對(duì)學(xué)科的貢獻(xiàn),在相關(guān)的章節(jié)講解中都會(huì)涉及;在Science,Nature等期刊發(fā)表的最新進(jìn)展也是任課教師考慮補(bǔ)充更新教學(xué)內(nèi)容的來源。所以一些有考研打算的學(xué)生雖然在大二已經(jīng)學(xué)習(xí)了細(xì)胞生物學(xué),但是在大四,他們?nèi)匀粫?huì)旁聽細(xì)胞生物學(xué)課,因?yàn)樗麄兞私饧?xì)胞生物學(xué)這門課每年的教學(xué)內(nèi)容都不會(huì)完全相同,一些補(bǔ)充更新的內(nèi)容是他們?cè)趯W(xué)這門課時(shí)沒有聽過的,所以細(xì)胞生物學(xué)的課堂總是座無虛席。其實(shí),作為細(xì)胞生物學(xué)任課教師,也能感受到學(xué)生對(duì)于新知識(shí)的渴求。雖說保證教學(xué)內(nèi)容常講常新需要花費(fèi)更多的時(shí)間備課、制作課件,但是學(xué)生從中獲益,這樣的付出是值得的。
三、對(duì)教學(xué)模式的思考
教材的主旨在于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力,在我國現(xiàn)行課程體系中,細(xì)胞生物學(xué)是生物學(xué)類、醫(yī)藥學(xué)類、農(nóng)學(xué)類和林學(xué)類本科生一門專業(yè)基礎(chǔ)課。理論課教學(xué)學(xué)時(shí)在48~54 學(xué)時(shí)左右,有統(tǒng)計(jì)顯示,全國僅設(shè)有生物科學(xué)、生物技術(shù)和生物工程三個(gè)專業(yè)的學(xué)科點(diǎn)共500 余個(gè),在校本科生總數(shù)近10萬人,因此教學(xué)需求量大。但是高校專業(yè)課教學(xué),大多有重理論輕實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng),常常存在理論和實(shí)踐脫節(jié)的問題,在課程建設(shè)上,處理好二者之間的關(guān)系,也是亟待解決的問題。
鑒于學(xué)科的特點(diǎn),要將細(xì)胞生物學(xué)許多過于抽象、難于理解的理論講明白,除了引導(dǎo)學(xué)生將理論與生活實(shí)際相結(jié)合,發(fā)揮想象力,使抽象的內(nèi)容形象化和動(dòng)態(tài)化之外,實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是不容忽視的重要環(huán)節(jié)。為進(jìn)一步貫徹《教育部財(cái)政部關(guān)于實(shí)施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的意見》(教高[2007]1號(hào))精神[3],提高高校本科教學(xué)質(zhì)量,推廣研究性學(xué)習(xí)和個(gè)性化培養(yǎng),我們對(duì)細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改革,增大了設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性和綜合性實(shí)驗(yàn)的比例,降低了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的份量,學(xué)生普遍反映改革后的實(shí)驗(yàn)課更加有趣,學(xué)生參與的主動(dòng)性明顯提高。同時(shí),我們鼓勵(lì)學(xué)有余力的同學(xué)積極參與大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,通過以大學(xué)生為主體的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)改革,一部分學(xué)生得到了科學(xué)研究與發(fā)明創(chuàng)造的初步訓(xùn)練,學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力增強(qiáng)。一些學(xué)生設(shè)計(jì)的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅獲得了大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的支持,還獲得“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng),學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量受到了廣泛好評(píng)。
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篇7
細(xì)胞生物學(xué) “金字塔-棋盤復(fù)合式” 實(shí)踐教學(xué)
實(shí)踐教學(xué)是帶著學(xué)生走向知識(shí)的重要路徑,是學(xué)生理解理論知識(shí)、形成主動(dòng)學(xué)習(xí)精神、鍛煉綜合素質(zhì)和能力的重要手段。細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的,不僅是訓(xùn)練學(xué)生技能,培養(yǎng)動(dòng)手能力,更重要的是通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)細(xì)胞生物學(xué)相關(guān)理論知識(shí)的聯(lián)想和理解,搭建宏觀世界和微觀探索之間的橋梁,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能及生命現(xiàn)象進(jìn)行探索的熱情和能動(dòng)性。
創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)作為近年來細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域里的一股鮮活的力量,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生探索科學(xué)的精神等方面都有著不可替代的重要意義和作用。隨著高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的深入,創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在各高校正在蓬勃興起,一些重點(diǎn)大學(xué)創(chuàng)建了比較有效的模式,但大多數(shù)普通高校往往是資金投入大,設(shè)備更新多,而產(chǎn)生的效益少,學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力并沒有得到明顯提高。
一、細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀
1.忽視基礎(chǔ)知識(shí)的訓(xùn)練,一味強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新
所有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革和提升必須有一個(gè)堅(jiān)實(shí)的前提,那就是學(xué)生具備扎實(shí)的基本實(shí)驗(yàn)技能,否則,創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)以及自主實(shí)驗(yàn)都將只是空中樓閣。因此,在創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,首先需要從點(diǎn)滴去訓(xùn)練學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,然后關(guān)注學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更新的欲望,組織引導(dǎo)學(xué)生對(duì)提出自己的問題,通過自己獨(dú)立的思考和操作來解答內(nèi)心的疑惑。
2.過分追求教學(xué)內(nèi)容的更新,忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體創(chuàng)新思考
在創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是很有必要的,但過分強(qiáng)調(diào)更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教材,不僅不利學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),而且會(huì)造成極大的浪費(fèi)。真正有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué),一定是豐富的教學(xué)內(nèi)容和新穎教學(xué)方法的有機(jī)結(jié)合,二者始終不能分離。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中,二者也要協(xié)調(diào)前進(jìn)方可收到明顯的成效。
3.目前創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)缺乏學(xué)科之間的內(nèi)容交叉,缺乏對(duì)學(xué)生已掌握技能的綜合應(yīng)用
當(dāng)談到創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),往往只注重單個(gè)實(shí)驗(yàn)的改革與創(chuàng)新,缺乏對(duì)整個(gè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新思考,忽視了對(duì)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程的創(chuàng)新,這種創(chuàng)新只是開出了某個(gè)創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn),算不上創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。完成課程內(nèi)“金字塔”式的知識(shí)積累之后,要引導(dǎo)學(xué)生將已經(jīng)掌握的相關(guān)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行綜合,注重學(xué)科內(nèi)和學(xué)科間知識(shí)的縱橫交叉。
二、構(gòu)建“金字塔-棋盤復(fù)合式”細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)體系
構(gòu)建創(chuàng)新性的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)體系,是一個(gè)綜合的系統(tǒng)工程。要改革目前細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題,必須對(duì)整個(gè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行全面革新,而不是在大部分核心內(nèi)容原樣保留的基礎(chǔ)之上,美其名曰點(diǎn)綴幾個(gè)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)就創(chuàng)新了細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。既注重學(xué)科知識(shí)縱向積累的金字塔規(guī)律,又關(guān)注學(xué)科之間橫向交叉的棋盤模式,倡導(dǎo)“金字塔-棋盤復(fù)合式”實(shí)驗(yàn)課程體系。
1.革新細(xì)胞實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念
實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)以培養(yǎng)創(chuàng)新性人才為核心,與理論教學(xué)體系有機(jī)結(jié)合,但又相對(duì)獨(dú)立。除了注重培訓(xùn)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能、科學(xué)規(guī)范的實(shí)驗(yàn)方式和方法,同時(shí)還必須培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于科研的興趣和探索精神,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)以及研究性學(xué)習(xí),發(fā)揮其主觀能動(dòng)性和積極性,使其對(duì)理論知識(shí)有更深入的理解和掌握。
2.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
(1)金字塔-棋盤復(fù)合模式教學(xué)體系的建立
打破學(xué)科界限、章節(jié)界限,開發(fā)復(fù)合型、積木型實(shí)驗(yàn);既注重學(xué)科知識(shí)縱向積累的金字塔規(guī)律,又關(guān)注學(xué)科之間橫向交叉的棋盤式模式,倡導(dǎo)“金字塔-棋盤復(fù)合式”教學(xué)體系。
設(shè)計(jì)開發(fā)某一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要有全局性、復(fù)合性,要能夠?yàn)槎鄠€(gè)學(xué)科研究服務(wù),特別是相關(guān)學(xué)科?,F(xiàn)在每個(gè)實(shí)驗(yàn)往往是和某一章節(jié)相對(duì)應(yīng),各個(gè)實(shí)驗(yàn)之間缺乏必要的聯(lián)系,不利于學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的連續(xù)性。如HELA細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)和檢測(cè)實(shí)驗(yàn),包含動(dòng)物細(xì)胞的基本培養(yǎng),化學(xué)試劑對(duì)凋亡的誘導(dǎo)處理,形態(tài)學(xué)的顯微觀察以及電鏡觀察,細(xì)胞核染色的熒光觀察,DNA電泳的檢測(cè)等方法綜合檢測(cè)。該實(shí)驗(yàn)涉及細(xì)胞工程,顯微觀察,熒光標(biāo)記,電泳分析等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技能,相對(duì)綜合連續(xù)的實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生全面掌握相關(guān)知識(shí)。單個(gè)的獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)學(xué)生往往印象不深,很難留下深刻的記憶。
(2)基礎(chǔ)型、綜合型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的合理比重以及循序漸進(jìn)地推進(jìn)
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)是創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。題目應(yīng)體現(xiàn)內(nèi)容新、難度適中和可操作性強(qiáng)。設(shè)計(jì)適當(dāng)比例的基礎(chǔ)型(40%),綜合型(40%),創(chuàng)新型(20%)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,循序漸進(jìn)地推進(jìn)。首先,注重學(xué)科知識(shí)縱向積累的金字塔規(guī)律,打破章節(jié)界限,以問題為線索,開發(fā)復(fù)合型、積木型實(shí)驗(yàn)。在基本技能和綜合實(shí)驗(yàn)完成之后,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科之間橫向交叉的問題,利用已經(jīng)掌握的所有方法和技能,以某一典型實(shí)驗(yàn)材料為線索,設(shè)計(jì)一些以細(xì)胞生物學(xué)為主,交叉其他學(xué)科如遺傳,生化,分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。倡導(dǎo)“金字塔-棋盤復(fù)合式”教學(xué)體系。最后,鼓勵(lì)學(xué)生以問題為線索和以材料為線索兩種思路去自由設(shè)計(jì)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,經(jīng)歷選題,課題論證,課題指導(dǎo)與實(shí)踐,課題答辯與總結(jié)等階段,最終完成創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。
“金字塔-棋盤復(fù)合式”細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系已成功開展兩年,細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)全新的面貌,不僅教學(xué)內(nèi)容更加先進(jìn),更加符合學(xué)生需求,而且教學(xué)的組織管理也將更加科學(xué)規(guī)范。創(chuàng)建了新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和管理模式,具有一定的借鑒意義。
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篇8
關(guān)鍵詞 細(xì)胞生物學(xué) 自主學(xué)習(xí) 合作研究 教學(xué)模式
中圖分類號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.10.049
Research and Practice of Autonomous Learning and Cooperative
Research Model in "Cell Biology" Teaching
HOU Lixia, ZHANG Yuxi, YANG Hongbing, LIU Xin
(College of Life Sciences, Qingdao Agricultural University, Qingdao, Shandong 266109)
Abstract Cell biology is one of the four basic disciplines in the life sciences, but also a frontier-based experiments. "Autonomous learning, cooperative research" mode is especially important for students in the habit of lifelong learning, this paper discusses the teaching mode in cell biology course in practice.
Key words cell biology; autonomous learning; cooperative research; teaching mode
細(xì)胞生物學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域的四大基礎(chǔ)學(xué)科之一,在生命科學(xué)中占有舉足輕重的位置,細(xì)胞生物學(xué)課程是生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)的必修課。其教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響到生命科學(xué)學(xué)院學(xué)生的基本素質(zhì)和質(zhì)量。“自主學(xué)習(xí)、合作探究”的學(xué)習(xí)模式是“終身學(xué)習(xí)”的基礎(chǔ),可以使學(xué)生終身受益,正所謂“授之以魚”不如“授之以漁”,也是培養(yǎng)應(yīng)用型人才、創(chuàng)新型人才的手段之一。結(jié)合筆者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),對(duì)該模式進(jìn)行了探索與實(shí)踐。
1 “自主學(xué)習(xí)、合作研究”教學(xué)模式的涵義
自主學(xué)習(xí)、合作探究的教學(xué)模式重視學(xué)生學(xué)習(xí)和探索的過程,注意學(xué)生在學(xué)習(xí)中的體驗(yàn)。自主學(xué)習(xí)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在:自主性、獨(dú)立性、自控性、過程性。①自主性是指學(xué)生處于主體地位,積極參與較教學(xué)過程,也就是有學(xué)習(xí)的內(nèi)在需要;獨(dú)立性是指學(xué)生能夠總結(jié)出適合自己的學(xué)習(xí)方法,從而獨(dú)立解決學(xué)習(xí)中遇到的問題;自控性是指學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的過程能夠按照自己遇到的問題總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并且進(jìn)行修正;過程性是經(jīng)過學(xué)生分析、比較、判斷等過程進(jìn)行總結(jié),并最終得出結(jié)論,強(qiáng)調(diào)的是在過程中學(xué)習(xí)。
合作探究的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在互動(dòng)性,交往性,問題性和開放性。②互動(dòng)性是指老師與學(xué)生的互動(dòng)以及學(xué)生之間的互動(dòng),尤其是后者容易被忽略。合作學(xué)習(xí)的倡導(dǎo)者們認(rèn)為:在課堂上,學(xué)生之間的互動(dòng)關(guān)系對(duì)于其學(xué)習(xí)成績、社會(huì)化和發(fā)展的影響力至關(guān)重要;交往性主要是指在學(xué)習(xí)過程中,除了對(duì)知識(shí)的掌握和理解,也是一種人與人之間的交往過程;問題性是指整個(gè)學(xué)習(xí)的過程就是發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的過程。開放性是指給學(xué)生一個(gè)自由發(fā)展的空間,有利于學(xué)生思維的活躍。
2 “自主學(xué)習(xí)、合作研究”教學(xué)模式的必要性
傳統(tǒng)的教學(xué)中,教師往往著重知識(shí)傳授而輕視了思維的訓(xùn)練,著重知識(shí)的單點(diǎn)深入而輕視了縱橫聯(lián)系;著重理論知識(shí)的記憶而輕視實(shí)踐操作。這種模式不利于學(xué)生思維的發(fā)展,而且抑制了學(xué)生的個(gè)性。③為了學(xué)生充分理解和掌握細(xì)胞生物學(xué)的基本內(nèi)容和研究方法,同時(shí),在遇到最新的研究課題時(shí)能夠獨(dú)立思考,找到解決問題的思路和方法,“自主學(xué)習(xí)、合作探究”的教學(xué)模式是很有必要的。此外,“終身學(xué)習(xí)”一直以來都是教育工作者們所倡導(dǎo)的一種學(xué)習(xí)方式,可以使學(xué)生終身受益,正所謂“授之以魚”不如“授之以漁”,學(xué)生在“自主學(xué)習(xí)、合作探究”的氛圍中愿學(xué)、樂學(xué)、會(huì)學(xué)、善學(xué),養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣,④鍛煉學(xué)生的思維能力,提高學(xué)生解決問題的能力和創(chuàng)新能力。
3 “自主學(xué)習(xí)、合作研究”教學(xué)模式的實(shí)施
3.1 激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),使學(xué)生的學(xué)習(xí)具有持久的動(dòng)力
3.1.1 講好第一節(jié)緒論課,激發(fā)學(xué)生的好奇心
緒論課是一門課程的開始,這節(jié)課的效果直接影響學(xué)生對(duì)細(xì)胞生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,甚至影響學(xué)生對(duì)這門課的學(xué)習(xí)效果。在緒論中要強(qiáng)調(diào)細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域的一些新發(fā)現(xiàn)、新技術(shù)、新興的研究領(lǐng)域、著名科學(xué)家的事跡等來激發(fā)學(xué)生潛在的主動(dòng)學(xué)習(xí)興趣。此外還要注意理論聯(lián)系實(shí)際,介紹日程生活中應(yīng)用到的細(xì)胞生物學(xué)的知識(shí)和技術(shù),激發(fā)學(xué)生的好奇心。
3.1.2 成立興趣小組,關(guān)注細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域的某方面的研究進(jìn)展
老師設(shè)計(jì)題目,如:細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與癌癥的關(guān)系;植物細(xì)胞凋亡研究進(jìn)展;細(xì)胞器與遺傳病等內(nèi)容,或者選擇自己感興趣的領(lǐng)域,讓學(xué)生們自己結(jié)成5人左右的小組,負(fù)責(zé)關(guān)注本領(lǐng)域的新聞,新的科學(xué)發(fā)現(xiàn),新的成果應(yīng)用等信息,并階段性總結(jié)匯報(bào)。
3.2 以思維訓(xùn)練為中心,使學(xué)生學(xué)會(huì)思考問題
篇9
關(guān)鍵詞:留學(xué)生;醫(yī)學(xué);細(xì)胞生物學(xué);教學(xué)模式;改革
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)02-0098-02
細(xì)胞生物學(xué)是生命科學(xué)最前沿的學(xué)科之一,是21世紀(jì)生命科學(xué)研究最受青睞的領(lǐng)域[1]。伴隨著先進(jìn)“大數(shù)據(jù)”時(shí)代的到來,細(xì)胞生物學(xué)新理論、新技術(shù)越來越多地滲透到臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)各學(xué)科中[2]。因此,細(xì)胞生物學(xué)成為當(dāng)代醫(yī)學(xué)院校臨床醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)本科生的基礎(chǔ)課程之一,是學(xué)生理解疾病形成過程中所涉及的遺傳和分子機(jī)制的前提,是明確包括分子靶向、干細(xì)胞療法等新穎的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)手段的基礎(chǔ),其學(xué)科地位不可替代[3]。然而,目前對(duì)醫(yī)學(xué)專業(yè)本科留學(xué)生開設(shè)該門課程的院校數(shù)量較少,筆者將以浙江中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)留學(xué)生《細(xì)胞生物學(xué)》課程實(shí)施過程中面臨的問題為基礎(chǔ),對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行探索,旨在提高醫(yī)學(xué)本科留學(xué)生課堂教學(xué)效果和推動(dòng)醫(yī)學(xué)教育的國際化進(jìn)程。
一、臨床醫(yī)學(xué)本科留學(xué)生《細(xì)胞生物學(xué)》教學(xué)模式改革的重要性
《細(xì)胞生物學(xué)》課程理論性強(qiáng)、知識(shí)更新快、內(nèi)容豐富且深?yuàn)W難懂,使用我國“老師講,學(xué)生聽”為主的傳統(tǒng)教學(xué)方法,不利于調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性,容易使學(xué)生因?yàn)檎n堂內(nèi)容枯燥乏味而失去聽課興趣。再加上授課對(duì)象為來自不同國家的、教育背景較為復(fù)雜的國際班學(xué)生,使得教師在《細(xì)胞生物學(xué)》課程教學(xué)中面臨著諸多亟待解決的問題:(1)各國學(xué)生教育背景不同,對(duì)《細(xì)胞生物學(xué)》認(rèn)識(shí)程度參差不齊;(2)課程理論性強(qiáng)且較為抽象,影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;(3)教學(xué)目標(biāo)死板教條,忽略了學(xué)生對(duì)于重點(diǎn)知識(shí)的主動(dòng)挖掘和深入理解;(4)教學(xué)過程中仍采用“教師教為主體,學(xué)生學(xué)和考為任務(wù)”的傳統(tǒng)教學(xué)模式;(5)英語對(duì)于教授方(教師)和學(xué)習(xí)方(學(xué)生)都不是母語,而不同國家和地區(qū)來源的人,其英語發(fā)音都帶有濃重的地方口音,增加了授課和口語交流的難度。教師花費(fèi)成倍的精力,學(xué)生學(xué)習(xí)效果卻難令人滿意。因此,尋找適合留學(xué)生的細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)模式顯得尤為重要。
二、醫(yī)學(xué)院校本科留學(xué)生細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)模式的初探
教學(xué)模式是教學(xué)理論、教學(xué)原則、教學(xué)方法和技巧等的集中體現(xiàn),科學(xué)高效的教學(xué)模式對(duì)提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[4]。留學(xué)生迫切的學(xué)習(xí)需求與高校嚴(yán)峻的教學(xué)現(xiàn)狀,迫切需要我們教學(xué)人員在現(xiàn)有課程設(shè)置、教學(xué)計(jì)劃的基礎(chǔ)上,摸索出一套適應(yīng)留學(xué)生學(xué)習(xí)《細(xì)胞生物學(xué)》的教學(xué)模式,從而提高效率,獲取更好的教學(xué)效果。
1.簡化知識(shí)點(diǎn),巧用比喻和視頻素材。大部分國際班學(xué)生反映《細(xì)胞生物學(xué)》課程信息量大,記憶點(diǎn)多,課堂上無法跟上教師步伐,時(shí)常伴有挫敗感。因此,我們對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行修改,對(duì)知識(shí)點(diǎn)化繁為簡、抽絲剝繭,用形象的比喻和直觀的視頻素材來展示晦澀的生物學(xué)現(xiàn)象。比如,在講述Importins介導(dǎo)Cargo蛋白入細(xì)胞核的機(jī)制時(shí),將Importins比喻成Uber打車,Cargo蛋白NLS序列與Importins相互識(shí)別就好比客人信息與Uber司機(jī)的信息匹配,成功匹配后才能上車。通過簡單的比喻,使復(fù)雜的生物學(xué)機(jī)制變得一目了然,加速學(xué)生理解。
2.優(yōu)化教學(xué)模塊,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。盡管教師在授課時(shí)已經(jīng)借助現(xiàn)代多媒體技術(shù)增加了視頻素材,但是許多復(fù)雜機(jī)制仍較為抽象,留學(xué)生難以理解和掌握。通過仔細(xì)分析,我們首先將教材知識(shí)分割、提煉成不同的專題,每次課圍繞一個(gè)專題進(jìn)行闡述,避免過度灌輸。其次,我們對(duì)教學(xué)模塊進(jìn)行優(yōu)化,將課堂教學(xué)分為五個(gè)階段。
第一階段“引入”:通過觀看視頻短片、提出貼近日常生活的問題等課前活動(dòng)引出主題,活躍課堂氣氛的同時(shí)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。要求學(xué)生聯(lián)系已經(jīng)掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生的思維走進(jìn)課堂。比如,講授“細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)”這一專題時(shí)引入與學(xué)習(xí)任務(wù)緊密聯(lián)系的主題――腫瘤,鼓勵(lì)學(xué)生自由發(fā)言闡述腫瘤的致病因素,有哪些行為會(huì)增加患癌幾率等問題。
第二階段“探索”:在此階段,教師為學(xué)生提供活動(dòng)基礎(chǔ)(小組討論的方向),引導(dǎo)學(xué)生完成特定目標(biāo)的探索。如布置學(xué)生隨機(jī)從多種致病因素中選出一種作為研究對(duì)象,通過查閱文獻(xiàn)及教材分析各因素映射到細(xì)胞水平所對(duì)應(yīng)的通路類型以及傳導(dǎo)過程,學(xué)生建立起自己對(duì)“細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)”的理解方式。
第三階段“闡述”:該階段是基于學(xué)生在前兩階段積累的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,為學(xué)生提供一個(gè)展示自己對(duì)于概念理解、問題處理技能和行為的機(jī)會(huì)。
第四階段“加工“:教師對(duì)本專題知識(shí)點(diǎn)系統(tǒng)地講解,闡述各種概念之間的聯(lián)系,點(diǎn)出本專題重點(diǎn)、難點(diǎn),幫助學(xué)生鞏固前三階段學(xué)習(xí)的知識(shí)。
第五階段“評(píng)價(jià)”:此階段為教師評(píng)價(jià)教學(xué)效果和學(xué)生能力提供依據(jù),也鼓勵(lì)學(xué)生評(píng)價(jià)自己的理解能力和認(rèn)知水平。
3.強(qiáng)化學(xué)習(xí)主題,突出學(xué)生主體地位。我國傳統(tǒng)教育方式是“教師為中心,教材為導(dǎo)向”,對(duì)于教育背景復(fù)雜的國際班學(xué)生并不適用[4]。盡管有部分教師已開始引導(dǎo)學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)、綜述總結(jié)的方法接觸細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域最前沿的知識(shí),但大部分還是羅列文獻(xiàn)數(shù)據(jù),沒有科學(xué)地引導(dǎo),學(xué)生很容易在復(fù)雜的信息和數(shù)據(jù)中喪失學(xué)習(xí)的信心。因此,我們認(rèn)為國際班學(xué)生的《細(xì)胞生物學(xué)》授課應(yīng)通過設(shè)計(jì)真實(shí)性任務(wù),強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)融入到接近日常生活、有意義的問題情景中,通過學(xué)生的自主探究和學(xué)生間相互幫助來解決問題,從而主動(dòng)挖掘隱含在任務(wù)背后的科學(xué)知識(shí),不斷增加解決問題的技能,培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
4.弱化期末考試,構(gòu)建多元化考核體系。普通層次本科生細(xì)胞生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)效果通常采用終結(jié)性評(píng)價(jià)方式,即――課程結(jié)束時(shí)閉卷考試的分?jǐn)?shù)決定一切。試卷中理論性、概念性、原理性的考題偏多,需要花大量時(shí)間記憶,不適合教育背景復(fù)雜、學(xué)習(xí)習(xí)慣差異的留學(xué)生班。為了更科學(xué)地評(píng)價(jià)留學(xué)生的教學(xué)效果,我們構(gòu)建多元化考核體系。首先,降低期末考試分?jǐn)?shù)所占比例;其次,將課堂報(bào)告納入考核,留學(xué)生可以對(duì)課程中自己感興趣的內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)展,寫出專題報(bào)告在課堂上和教師、全班同學(xué)進(jìn)行交流和討論,記錄分?jǐn)?shù);另外,將課堂提問、隨堂測(cè)試和課后作業(yè)加入考核體系,均記錄分?jǐn)?shù)。
5.克服英語障礙,自編細(xì)胞生物學(xué)教材。我校本科留學(xué)生來自不同國家,學(xué)生英語口語能力差異較大且地方音濃厚,授課教師和學(xué)生之間存在口語交流障礙。為了提高教學(xué)質(zhì)量,教師在努力提高自己的聽說能力,標(biāo)準(zhǔn)自己的發(fā)音的同時(shí),更應(yīng)該在課下多與留學(xué)生交流,在日常交流中適應(yīng)他們的英語口音。另外,為了便于留學(xué)生的學(xué)習(xí),授課教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)計(jì)劃,參考國內(nèi)外的優(yōu)秀《細(xì)胞生物學(xué)》教材,自編適合留學(xué)生專用的基礎(chǔ)教育教材,并每年根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)結(jié)合本年度細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域研究熱點(diǎn)對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行更新。
以上是筆者從事醫(yī)學(xué)專業(yè)本科留學(xué)生細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)的一些心得。隨著我國綜合國力的不斷攀升,來華學(xué)習(xí)的留學(xué)生越來越多,留學(xué)生教育已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)院校本科教育的重要內(nèi)容?!都?xì)胞生物學(xué)》作為當(dāng)代醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)課程,在醫(yī)學(xué)本科教育中占有重要地位,應(yīng)該成為醫(yī)學(xué)本科留學(xué)生必備的科學(xué)素養(yǎng)。掌握細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能,是留學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他醫(yī)學(xué)課程的前提。留學(xué)生教育是我國高校面向世界的窗口,提高留學(xué)生教學(xué)質(zhì)量是每一位從事留學(xué)生教育教師的責(zé)任。面對(duì)教學(xué)過程中面臨的問題與挑戰(zhàn),教師應(yīng)在尊重各國留學(xué)生信仰的前提下,充分了解各國學(xué)生的知識(shí)背景和學(xué)習(xí)習(xí)慣,在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段上的不斷探索創(chuàng)新,才能在教學(xué)工作中積累更加豐富的經(jīng)驗(yàn),教學(xué)水平獲得更大程度的提高。
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Research on Teaching Reform of Cell Biology for International Students of Clinical Medicine
TIAN Nan*,F(xiàn)AN Chun-lei
(Life Science College of Zhejiang Chinese Medical University,Hangzhou,Zhejiang 310053,China)
篇10
關(guān)鍵詞:生命科學(xué);開放式討論教學(xué);案例分析
生命科學(xué)是研究生命活動(dòng)的本質(zhì)和發(fā)生規(guī)律,以及各種生物之間和生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的學(xué)科。近年來,生命科學(xué)研究的新方法、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)為解析各種生命現(xiàn)象構(gòu)建了研究平臺(tái),使科研人員從分子、細(xì)胞、個(gè)體和群體各層面深入探討生命活動(dòng)的基本規(guī)律成為現(xiàn)實(shí),促進(jìn)了生命科學(xué)領(lǐng)域中一系列觀念和認(rèn)識(shí)的更新[1]。與此同時(shí),生命科學(xué)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的進(jìn)步也促進(jìn)了應(yīng)用,其成果正在以前所未有的速度向農(nóng)牧漁業(yè)、能源工業(yè)、環(huán)境保護(hù)、食品輕工和醫(yī)藥衛(wèi)生等多個(gè)方面滲透,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益[2]。因此,目前高校生命科學(xué)相關(guān)的專業(yè)課程中既包含基礎(chǔ)理論又包含技術(shù)手段,既包含研究前沿又包含應(yīng)用進(jìn)展,內(nèi)容豐富、信息量大、邏輯性強(qiáng)。在當(dāng)今以素質(zhì)教育和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為核心的教育思想指導(dǎo)下,生命科學(xué)相關(guān)課程的教學(xué)過程中應(yīng)采取靈活多樣的教學(xué)方式,幫助學(xué)生夯實(shí)基本概念,掌握前沿進(jìn)展,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí),適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)和未來社會(huì)發(fā)展的需要。傳統(tǒng)的課堂授課方式以教師主動(dòng)講述、學(xué)生被動(dòng)接受為主。這種授課方式教師講授偏多,學(xué)生主動(dòng)性發(fā)揮不足,從而導(dǎo)致學(xué)生對(duì)部分知識(shí)點(diǎn)掌握的深度和廣度受到限制,僅停留在熟練記憶的層面。近年來,筆者對(duì)生命科學(xué)專業(yè)課程教學(xué)方式進(jìn)行了初步的改革嘗試,將教師講授式授課與開放式討論授課相結(jié)合,注重對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法、思維能力、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),產(chǎn)生了積極的反響。我們?cè)趯W(xué)期伊始便給學(xué)生介紹與本課程相關(guān)的參考書、期刊和網(wǎng)站,教授學(xué)生查閱中英文相關(guān)文獻(xiàn)的方法,隨后將與課堂教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的知識(shí)延伸、科研進(jìn)展、研究方法等作為小組(每小組學(xué)生4~6人)討論題目布置給學(xué)生。學(xué)生通過在課下查閱文獻(xiàn)、積極思考和相互交流等方式深入認(rèn)識(shí)討論題目,并在課堂上以視頻、PPT和presentation的方式向全班同學(xué)展示。而小組展示過后,教師會(huì)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所講內(nèi)容展開討論并對(duì)討論內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)。同時(shí),教師根據(jù)學(xué)生報(bào)告情況予以打分,并按一定百分比計(jì)入期末成績。下面筆者以生命科學(xué)專業(yè)的骨干必修課“細(xì)胞生物學(xué)”和專業(yè)必修課“植物生理學(xué)”為例,闡述如何在生命科學(xué)專業(yè)的教學(xué)中引入開放式討論教學(xué)模式,引導(dǎo)學(xué)生深入探究生命科學(xué)理論的內(nèi)涵。
一、開放式討論教學(xué)應(yīng)用于“細(xì)胞生物學(xué)”課程教學(xué)的案例展示
細(xì)胞作為有機(jī)體結(jié)構(gòu)與生命活動(dòng)的基本單位,既是生命科學(xué)發(fā)展的生長點(diǎn),又是生命科學(xué)發(fā)展的匯聚點(diǎn)。細(xì)胞生物學(xué)是在顯微、亞顯微和分子水平研究和揭示細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué),是當(dāng)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科。目前,細(xì)胞生物學(xué)的研究日益深入,已成為21世紀(jì)生命科學(xué)研究的重要領(lǐng)域。“細(xì)胞生物學(xué)”課程既是北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院理科基地生物科學(xué)專業(yè)的重要主干課程,也是生物技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。
(一)通過開放式討論教學(xué)引入最新科研進(jìn)展內(nèi)容
“細(xì)胞生物學(xué)研究方法”是“細(xì)胞生物學(xué)”課程中承前啟后的一個(gè)章節(jié),該章節(jié)從細(xì)胞形態(tài)的顯微觀察、細(xì)胞及其組分的分析、細(xì)胞培養(yǎng)與生物工程、細(xì)胞及生物大分子的動(dòng)態(tài)變化等幾個(gè)方面介紹了有關(guān)細(xì)胞生物學(xué)的研究方法。其中關(guān)于細(xì)胞形態(tài)的顯微觀察,課本中主要介紹了光學(xué)顯微鏡、熒光顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡和電子顯微鏡的原理和使用方法。這些顯微成像技術(shù)可以幫助研究者從分子和細(xì)胞等微觀層面觀察生命過程中的變化,揭示生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)和動(dòng)態(tài)規(guī)律。近年來,科學(xué)家們不斷嘗試,實(shí)現(xiàn)了突破衍射極限的光學(xué)顯微成像,即超分辨熒光顯微術(shù)[3]。2014年諾貝爾獎(jiǎng)即授予了其中兩種超分辨率光學(xué)顯微鏡的發(fā)明者———受激發(fā)射損耗顯微術(shù)(以下簡稱為STED)的發(fā)明者StefanW.Hell和光激活定位顯微術(shù)(以下簡稱為PALM)的發(fā)明者EricBetzig、WilliamE.Moerner。由于教材內(nèi)容篇幅的限制以及修訂和出版時(shí)間的周期性,這一重要內(nèi)容并沒有被及時(shí)收錄在內(nèi)。于是,我們選擇這一部分內(nèi)容作為開放式討論教學(xué)內(nèi)容。首先,教師為學(xué)生強(qiáng)調(diào)衍射極限的概念,從成像的角度來說,衍射極限影響下的顯微成像系統(tǒng)只能分辨有限小的細(xì)節(jié),一般在200nm到300nm之間。德國物理學(xué)家ErnstAbbe發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象,并將其公式刻在自己的墓碑上。在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生們播放了在網(wǎng)上查找到的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者的采訪視頻和超分辨率顯微術(shù)動(dòng)畫,激發(fā)大家的學(xué)習(xí)興趣;另一組學(xué)生則通過PPT和presentation展示了STED和PALM技術(shù)的原理和特點(diǎn)。隨后,教師通過設(shè)立以下問題引導(dǎo)學(xué)生展開討論:相對(duì)于傳統(tǒng)光學(xué)顯微術(shù),STED顯微術(shù)和PALM顯微術(shù)通過何種方式突破了刻在墓碑上的公式———光學(xué)衍射的極限,實(shí)現(xiàn)了在納米級(jí)對(duì)生物大分子和細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行清晰成像。最后,教師對(duì)學(xué)生講述中提到的多種超分辨率顯微鏡的優(yōu)勢(shì)和不足加以補(bǔ)充和總結(jié)。通過這次講述和討論,學(xué)生們?cè)鲩L了知識(shí),開拓了視野,知道了超高分辨率顯微鏡通過多種技術(shù)革新大大提高了人們對(duì)細(xì)胞內(nèi)大分子物質(zhì)定位和功能分析的觀測(cè)尺度,深刻理解了顯微鏡是認(rèn)識(shí)復(fù)雜生命現(xiàn)象的窗口這一觀點(diǎn)。由上述案例可知,通過開放式討論教學(xué)可將更多的研究進(jìn)展融入到課堂教學(xué)中,更新和充實(shí)基礎(chǔ)理論。
(二)通過開放式討論教學(xué)將理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合
“細(xì)胞增殖調(diào)控與癌細(xì)胞”是“細(xì)胞生物學(xué)”課程中備受學(xué)生關(guān)注的一個(gè)章節(jié)。細(xì)胞增殖是生物繁殖和生長發(fā)育的基礎(chǔ),是受到高度嚴(yán)格調(diào)控的細(xì)胞生命過程。在細(xì)胞增殖中任何關(guān)鍵步驟的錯(cuò)誤,都有可能引發(fā)嚴(yán)重后果。在動(dòng)物體內(nèi),異常旺盛增殖的細(xì)胞會(huì)發(fā)生癌變轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞,對(duì)生命安全造成嚴(yán)重威脅。“細(xì)胞生物學(xué)”課程中大多數(shù)章節(jié)理論性較強(qiáng),知識(shí)較為抽象,然而“細(xì)胞增殖調(diào)控與癌細(xì)胞”一節(jié)與每位同學(xué)的身體健康密切相關(guān),學(xué)生們有著強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣和探索欲望。因此,我們借助學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,將癌細(xì)胞的形成與特征部分作為開放式討論教學(xué)內(nèi)容。首先,教師為學(xué)生概述癌細(xì)胞的定義和與細(xì)胞增殖調(diào)控的關(guān)系。緊接著,有學(xué)生講解癌細(xì)胞的基本特征及腫瘤的發(fā)生過程,另一組學(xué)生講解腫瘤發(fā)生的細(xì)胞信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)以及目前針對(duì)特異信號(hào)通路的癌癥治療靶向藥物。隨后,教師通過設(shè)立以下問題引導(dǎo)學(xué)生展開討論:癌癥的發(fā)生與環(huán)境因素是否密切相關(guān)?癌癥是不是遺傳性疾?。堪┌Y是不是可以稱為老年疾???癌癥的產(chǎn)生除了基因突變,有沒有其他遺傳機(jī)制的參與?等等。最后,教師對(duì)學(xué)生講述中提到的癌基因、抑癌基因和生長因子等重要知識(shí)點(diǎn)加以強(qiáng)調(diào)和深化。通過這次講述和討論,學(xué)生不但對(duì)課本知識(shí)理解得更為深刻,也真正認(rèn)識(shí)到細(xì)胞生物學(xué)與人類生活的密切關(guān)系,以及細(xì)胞生物學(xué)在解決人類所面臨的重大健康問題中所發(fā)揮的重要作用。由上述案例可知,通過開放式討論教學(xué),可以將與理論知識(shí)密切相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用融入課堂教學(xué)中,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促使學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)和運(yùn)用知識(shí)。
二、開放式討論教學(xué)應(yīng)用于“植物生理學(xué)”課程教學(xué)的案例展示
植物生理學(xué)包括植物生命活動(dòng)過程中物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞及由此表現(xiàn)出的形態(tài)建成等多方面內(nèi)容,是從不同層次、不同水平、不同角度探索研究植物生命活動(dòng)規(guī)律及其與環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)。植物生理學(xué)既在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域探究相互聯(lián)系、相互依存、相互制約的生命現(xiàn)象本質(zhì),又為農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐提供了理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。正是因?yàn)椤爸参锷韺W(xué)”課程的重要性,這門課程成為北京林業(yè)大學(xué)生物、林學(xué)、園藝和水保等多個(gè)專業(yè)的專業(yè)必修課程。
(一)通過開放式討論教學(xué)展示多種技術(shù)手段
“植物礦質(zhì)與氮素營養(yǎng)”是“植物生理學(xué)”課程中介紹植物生命活動(dòng)橫斷面中的一章,圍繞高等植物礦質(zhì)元素的概念及生理作用、礦質(zhì)離子跨膜運(yùn)輸?shù)臋C(jī)理、植物根系吸收養(yǎng)分的過程和特點(diǎn)等幾部分展開講述。膜片鉗技術(shù)和非損傷微測(cè)技術(shù)均可用來測(cè)量和研究生命體外微環(huán)境中的離子/分子流,在植物礦質(zhì)元素轉(zhuǎn)運(yùn)研究中均獲得成功應(yīng)用[4]。膜片鉗技術(shù)利用微玻管電極接觸細(xì)胞膜,對(duì)膜片上離子通道的離子電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄,從而反映單個(gè)或多個(gè)離子通道的分子活動(dòng)。非損傷微測(cè)技術(shù)利用選擇性電極,可在保證被測(cè)樣品完整性和近似實(shí)際生理環(huán)境狀態(tài)下,對(duì)進(jìn)出樣品的各種離子/分子流進(jìn)行三維、實(shí)時(shí)和動(dòng)態(tài)的測(cè)量,從而獲得離子/分子流的濃度、流速和運(yùn)動(dòng)方向等多方面信息。我們將這兩種研究植物礦質(zhì)元素轉(zhuǎn)運(yùn)的重要技術(shù)的比較作為開放式討論教學(xué)的內(nèi)容,作為該章理論知識(shí)介紹的補(bǔ)充。首先,教師為學(xué)生講授膜片鉗技術(shù)和非損傷微測(cè)技術(shù)的歷史由來,再由一組學(xué)生講解膜片鉗技術(shù)的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用舉例,而另一組學(xué)生講解非損傷微測(cè)技術(shù)的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用舉例。隨后,教師通過設(shè)立以下問題引導(dǎo)學(xué)生展開討論:膜片鉗技術(shù)和非損傷微測(cè)技術(shù)相比,分別有哪些優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)?應(yīng)該應(yīng)用在哪些不同的領(lǐng)域?最后,教師為學(xué)生們講述現(xiàn)實(shí)中兩種技術(shù)的應(yīng)用并加以總結(jié),指出膜片鉗技術(shù)是研究植物細(xì)胞膜離子通道的傳統(tǒng)工具,但非損傷微測(cè)技術(shù)可以使植物礦質(zhì)離子轉(zhuǎn)運(yùn)研究更加深入和豐滿。通過這次討論和講述,學(xué)生們?cè)诿鞔_植物礦質(zhì)元素轉(zhuǎn)運(yùn)、吸收和生理功能等理論的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步了解了進(jìn)行上述理論研究的技術(shù)手段,做到了知其然,也知其所以然。由上述案例可知,通過開放式討論教學(xué),可以有的放矢地加強(qiáng)學(xué)生對(duì)研究方法和技術(shù)手段的學(xué)習(xí)。
(二)通過開放式討論教學(xué)鍛煉學(xué)生科學(xué)思維的能力
“植物生長物質(zhì)”是“植物生理學(xué)”課程中內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立的一章,主要介紹多種植物激素和植物生長調(diào)節(jié)劑的生物學(xué)功能。在這一章中,教師不但需要為學(xué)生介紹生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸和乙烯等5大類經(jīng)典激素,還需要為學(xué)生講解油菜素內(nèi)酯、茉莉素、水楊酸、獨(dú)腳金內(nèi)酯等4大類新型植物激素。每種激素都需要圍繞激素的發(fā)現(xiàn)與種類、分布與運(yùn)輸、合成與降解代謝、生物學(xué)功能和信號(hào)傳導(dǎo)途徑等多方面進(jìn)行講述。我們希望學(xué)生在聽教師講授完其中8大類植物激素的相關(guān)知識(shí)后融會(huì)貫通、舉一反三,對(duì)最后一種也是最新的一種植物激素———獨(dú)腳金內(nèi)酯展開開放式討論。首先,教師向?qū)W生強(qiáng)調(diào)植物激素的定義和特征。緊接著,一組學(xué)生講解獨(dú)腳金內(nèi)酯的發(fā)現(xiàn)和分布、結(jié)構(gòu)和合成,而另一組學(xué)生講解獨(dú)腳金內(nèi)酯的生物學(xué)功能和信號(hào)傳導(dǎo)。隨后,教師通過設(shè)立以下問題引導(dǎo)學(xué)生展開討論:獨(dú)腳金內(nèi)酯的各種生物學(xué)功能中,哪些是與其他激素的生物學(xué)功能協(xié)同作用,哪些是與其他激素的生物學(xué)功能相拮抗的?獨(dú)腳金內(nèi)酯的信號(hào)傳導(dǎo)途徑與哪些激素的信號(hào)傳導(dǎo)途徑具有相似性,而不同之處又在哪里?最后,教師對(duì)獨(dú)腳金內(nèi)酯的各種信息進(jìn)行梳理,加深學(xué)生對(duì)植物激素特征和生物學(xué)功能的理解。通過這次討論和講述,學(xué)生們可以從對(duì)每種激素具體細(xì)節(jié)的領(lǐng)會(huì)中跳出來,對(duì)植物激素從最初合成到最后發(fā)揮生物學(xué)功能的一系列過程加以宏觀把握。由上述案例可知,通過開放式討論教學(xué),可以鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維能力,引導(dǎo)學(xué)生由個(gè)別到一般、由局部到全面,獨(dú)立有序地完成教學(xué)內(nèi)容。通過上述“細(xì)胞生物學(xué)”課程和“植物生理學(xué)”課程中多個(gè)教學(xué)案例可以看出,開放式討論教學(xué)可以補(bǔ)充講授型課堂教學(xué)的不足,幫助學(xué)生在教師的指引下進(jìn)行積極而獨(dú)立的思考和自主而深入的學(xué)習(xí),了解科研進(jìn)展,知曉實(shí)際應(yīng)用,掌握研究方法,鍛煉科學(xué)思維,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。
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