将提高大学生创新能力理念实施于细胞生物学实验教学

摘要：本文从阐述创新精神在现代生命科学研究中的重要性入手，着重论述了如何在细胞生物学实验教学中培养创新型人才。实践证明，在细胞生物学实验教学中实施创新理念，有利于创新人才的培养。

关键词：创新能力;细胞生物学;实验教学

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）25-0257-02

21世纪是生命科学的世纪。培养具有创新思维、创新能力的高素质人才是现代高等生命科学教育的首要任务。探究作为生命活动的基本单位——细胞生命旅程的奥秘是生命科学家孜孜不倦的努力方向。如何改进细胞生物学的实验教学效果，激发学生独立分析问题、解决问题的能力，使学生在实验过程中的创新精神得到提高，让学生在细胞生物学实验中体验到科学研究的乐趣和成就，是每一位细胞生物学实验教学工作者所需要思考的问题。本文主要从四个方面阐述如何在细胞生物学实验教学中提高学生的创新能力

一、通过基础实验内容夯实基本操作技能，重视培养学生对细胞生物学实验的兴趣

创新能力与实践能力的培养是相辅相成的，实验教学中实际操作能力培养是提高学生创新能力的前提和重要途径[1]。掌握良好的细胞生物学实验技能是细胞生物学实验教学的基本任务，同时也是实验中获得真实、可靠数据的有力保障。因此，在形态学实验和验证性实验教学部分，在保留经典的验证性实验的基础上，整合验证性实验，让学生掌握一定的细胞生物学基础知识，重点强化学生的基本细胞生物学技能训练，同时更新实验内容和实验方法，注重培养学生对细胞生物学研究的兴趣。如：显微镜操作技术即是细胞生物学实验中最基本的实验技能之一。对于细胞生物学实验中经常用到的倒置显微镜、倒置相差显微镜、暗视野显微镜、荧光显微镜、电镜等特殊显微镜，学生接触的相对较少或从未接触过。基于这样的现状，在此实验项目中除了介绍普通显微镜及特殊显微镜的原理、特点及应用的同时，在实验对象的选择和实验方法方面加以更新，采用不同的实验材料，引入显微图像采集系统。我细胞生物学实验室拥有6套显微数码系统，让学生在观察目标物的同时，对目标物进行图像采集、保存，并利用图像分析软件进行图像分析。如：在普通显微镜及特殊显微镜的使用这一实验项目中，在老师介绍各种显微镜的应用原理和范围后，提供了以上各类型的显微镜及人染色体装片、培养中的大鼠原代成纤维细胞，荧光染色细胞装片和浮游生物等实验材料，由同学们根据自己的实验目的自己选择适合不同显微镜的实验材料进行细胞形态和结构的观察及认识。实验过程中对观察到的实验对象进行记录和分析，实验结束后由同学归纳、总结、讨论不同显微镜的用途。实验结束后，同学们大多掌握了不同显微镜的使用方法、应用范畴，同时，对于以前认为非常神秘的“细胞”及细胞结构有了感观上的认识，进而对细胞生物学产生了浓厚的兴趣。

二、增加综合设计性实验项目的比例，培养学生独立思考的问题能力

在基础性的验证性实验结束后，同学们已经掌握了一定的细胞生物学基础知识和操作技能，同时也具备了一定的分析问题、解决问题的能力。因而在第二阶段推出综合设计性实验项目，并适当增加综合设计性实验项目的比例。在此类实验中，选择一些与细胞生物学新进展相关的、难易适中的题目较为关键。设计性实验题目应该既能体现出知识的综合性，还应该具有一定的探索性，同时还不宜太难[2]。在内容上尽量体现细胞生物学的最新研究进展，这样可以吸引同学细胞生物学研究的兴趣;难度是否适中，关系到设计性实验教学的成败。因为如果题目过于简单，会使学生产生骄纵感，把实验研究过于理想化;而如果选择的题目偏难，则不容易得到理想的实验结果，学生容易在心理上产生挫败感。如变“石蜡切片的制作及HE染色”这一验证性实验项目为设计性实验项目，提高学生分析解决问题的能力。我们以乳腺癌大鼠为实验模型，将此实验中影响实验结果的几个关键环节提炼出来，设计了五个综合设计性实验项目：不同固定剂对乳腺癌乳腺大鼠乳腺组织石蜡切片效果的影响;不同脱蜡程序对乳腺癌乳腺大鼠乳腺组织石蜡切片效果的影响;不同染色时间对乳腺癌乳腺大鼠乳腺组织石蜡切片效果的影响;不同切片厚度对乳腺癌乳腺大鼠乳腺组织石蜡切片效果的影响;改进包埋、修蜡过程等一系列实验，每6个同学一组，每组选择一个项目进行实验。由于此实验项目的实验对象取材于乳腺癌大鼠的乳腺组织，与现代生活密切相关，而采用的实验技术又能精准地说明问题，因此此实验项目吸引了同学们的浓厚兴趣。此外，每个实验的实验材料、具体环节都不固定，因而在实验实施前需进行文献查阅、制定实验计划、对实验的可行性进行评估、试剂配制及仪器设备的选择调试、实验正式实施、对实验数据进行结果分析，形成实验报告，最后各组将实验形成总结性文本及PPT进行实验汇报。经过这一设计性实验项目的实施，同学们从实践中懂得实验各个环节中的任何一个都对结果起着至关重要的作用，进而增加了学生实验的主动性，激发了其责任心和使命感。

三、利用教学及科研平台，将教师科研项目引入细胞生物学实验

生命科学的发展日新月异，将学有余力的学生分流出来，通过参与教师的科研项目，追踪生命科学发展和最新科研成果，激发学生探索生命科学的热情，培养学生的创新观念与参与意识，培养学术型人才。目前在重庆师范大学生命科学学院遗传与细胞生物学教研室拥有3项国家自然科学基金项目、5项重庆市科学技术委员会项目及多项其他市级、校级科研在研项目。另外还有重庆高校动物生物学重点实验室、活性物质生物技术教育部工程研究中心、重庆高校生物活性物质工程研究中心等科研平台。以上平台自2008年起至今，从周一至周五对学生全天开放，周六周日也适时开放，从根本上解决了仪器设备匮乏、实验场地不足、实验时间受限制的现实情况[3]。在平台开放的同时，将教师的科研引入到细胞生物学实验中，使科研与实验教学相融合。如将“草鱼腹腔脂肪生脂基因表达模式及调控机理研究”这一科研项目让有兴趣参与科学研究的同学参与，本科生与研究生一起进行文献查阅、试验设计，在此基础上，进行原代草鱼脂肪细胞培养、细胞活力检测、细胞生脂能力检测以及以原代细胞为材料进行总RNA提取、目的基因的表达分析检测等一系列试验和结果分析。学生通过直接参与老师的科研课题，一方面，不仅让学生在参与科研的过程中，有目的性地进行毕业论文设计，提前完成了毕业论文的工作;另一方面，学生亲自参与科研计划的制定和实施对于培养学生的科研技能和科研意识具有良好的效果。

四、开展大学生创新创业训练计划项目，增强实验责任感，培养大学生的创新意识及与他人的团结协作精神

生命科学研究中的发现、发明与成果均源于实践。因为创新不能凭空想象，它源于实践中产生的问题与需求;创新在实践中检验，并最终应用于实践[4]。我们鼓励学生开展大学生创新创业训练计划项目，积极参加大学生课外学术活动，提高学生《细胞生物学实验》中的创新能力，培养学生科研创新意识，激发独立思维，使学生真正体验到科学研究的乐趣。由5～6个同学组成一个小组，每组一人为组长，其他同学为组员，配备一位指导教师，在项目切实可行的前提下，将社会需求、生产实践与同学的兴趣、老师的科研相融合，通过文献查阅、可行性论证、项目规划、实施等过程，开展大学生创新训练计划及学术科技计划项目。通过这些活动的开展，给大学生提供了培养创新人才的土壤与环境，训练了学生与他人团结协作的精神。我院学生在“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中分获重庆赛区特等奖、一等奖、二等奖、三等奖，获得大学生创新训练计划国家级、市级项目10项，在SCI/CSCD检索期刊等发表论文8篇。

在细胞生物学实验中营造创新人才的培养环境，提高学生对创新重要性的认识，激励他们对于创新的不懈追求，有利于培养具有创新能力的现代生命科学人才。

参考文献：

[1]孙淑琴，嵇艳鞠，王应吉，于生宝，段清明，郑凡吉.面向创新人才培养特色课程设计的探索与实践[J].中国校外教育（理论），2011，（5）：85-6.

[2]朱铁群，成庆利.微生物学设计性实验教学个案分析[J].微生物学通报，2007，（05）：1011-3.

[3]李影.以开放性细胞生物学实验教学模式为契机培养实践性、创新型人才[J].生物学杂志，2012，（04）：105-7.

[4]彭喜旭，唐新科，王海华.植物学与分子生物学研究创新型实验项目的设计与实施[J].安徽农学通报，2011，17（11）：212-4.endprint