淺談細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

劉青娥　葉選怡

摘要細(xì)胞生物學(xué)是生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)的重要基礎(chǔ)學(xué)科，是目前自然科學(xué)中發(fā)展最快的前沿學(xué)科之一。細(xì)胞生物學(xué)課程中科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)對于建立與其專業(yè)層次、研究方向相符合的細(xì)胞生物學(xué)知識體系，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維能力具有非常重要的作用。本文就大學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀和細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)等問題進行了探討，旨在為細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)提供一定的參考價值。

關(guān)鍵詞細(xì)胞生物學(xué)科學(xué)素養(yǎng)科學(xué)精神

素質(zhì)教育歷來是高等教育階段的主要任務(wù)，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是素質(zhì)教育中一項最基本的內(nèi)容，尤其是對生物學(xué)而言，更應(yīng)該注重提高和培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，這樣才能夠培養(yǎng)出能適應(yīng)當(dāng)代生命科學(xué)發(fā)展需要的應(yīng)用型專門人才。所謂生物科學(xué)素養(yǎng)是指參加社會生活、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)實踐和個人決策所需的生物科學(xué)概念和科學(xué)探究能力，包括人們所掌握的生物科學(xué)知識、技能和方法，以及在此基礎(chǔ)上形成的生物科學(xué)能力、科學(xué)觀以及科學(xué)品質(zhì)等方面。①細(xì)胞生物學(xué)是研究細(xì)胞基本生命活動規(guī)律的科學(xué)，是21世紀(jì)自然科學(xué)的三大前沿學(xué)科之一，是當(dāng)前生命科學(xué)領(lǐng)域中最活躍、最富有發(fā)展前景的學(xué)科，是生物類專業(yè)的主干課程之一。因此，在細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中如何提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)對于培養(yǎng)新時期的生物人才至關(guān)重要。本文主要對當(dāng)代大學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀、實施生物科學(xué)素養(yǎng)教育的重要意義以及如何在細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)之中提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)進行了綜述，旨在為生物教學(xué)提供一定的參考價值，以供方家借鑒。

1當(dāng)代大學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀及其存在問題

生物相關(guān)專業(yè)的學(xué)生對生物科學(xué)技術(shù)具有濃厚的興趣，生物科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)知識扎實，對生物技術(shù)發(fā)展持積極的肯定態(tài)度，具備良好的科技強國的信念。但是，他們對高新生物科學(xué)技術(shù)知識和先進實驗技術(shù)了解較少，生物科學(xué)實驗實踐技能較差，對生物科學(xué)科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有調(diào)查表明，當(dāng)代大學(xué)生對于當(dāng)前的一些生物熱點問題有一定的了解，但是對于高新技術(shù)的應(yīng)用和新的科學(xué)研究領(lǐng)域的認(rèn)識不足。在理性上，有43%的學(xué)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(xué)功利主義”對學(xué)生的影響最大，使得學(xué)生視野狹窄、目光短淺；在實證精神上，有62%的學(xué)生缺乏實驗實證精神，偏重抽象思維，缺乏科學(xué)實驗的精神和價值眼光。②此外，許多高校只注重生物專業(yè)課的常規(guī)教學(xué)，很少舉辦專門的科研活動，且科學(xué)技能培養(yǎng)與鍛煉的途徑缺乏，這使得大學(xué)缺乏濃郁的科學(xué)素養(yǎng)氛圍，學(xué)生較難形成一定的科學(xué)技能，由此科學(xué)實踐能力也較差。

2細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的意義

細(xì)胞生物學(xué)是生物學(xué)類及農(nóng)林醫(yī)藥類本科生一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，是現(xiàn)代生命科學(xué)的前沿分支學(xué)科之一，它是以細(xì)胞為研究對象，從細(xì)胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個層研究細(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活動規(guī)律的學(xué)科。細(xì)胞生物學(xué)是一門承上啟下的學(xué)科，和分子生物學(xué)一起同是現(xiàn)代生命科學(xué)的基礎(chǔ)，并廣泛滲透到遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、生殖生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)和免疫生物學(xué)等的研究中，和農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、生物高新技術(shù)的發(fā)展有密切的關(guān)系，是生命科學(xué)的重要支柱之一，在解決人類面臨的重大問題、促進經(jīng)濟和社會發(fā)展中發(fā)揮重要的基礎(chǔ)作用。同時，細(xì)胞生物學(xué)又是一門實踐性很強的學(xué)科，重要理論與實踐密切地聯(lián)系著。隨著生命科學(xué)自身和生物產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對生命科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域創(chuàng)新型人才的需求也在不斷增加。由此可見，細(xì)胞生物學(xué)課程中科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)對于建立與其專業(yè)層次、研究方向相符合的細(xì)胞生物學(xué)知識構(gòu)架體系，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維能力具有非常重要的作用。

3細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

細(xì)胞生物學(xué)作為生物學(xué)類及農(nóng)林醫(yī)藥類的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)方面，具有舉足輕的重要作用。然而，科學(xué)素養(yǎng)的提高不是一朝一夕之功，教師應(yīng)始終將其貫穿于自己的教學(xué)之中。如何在細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，以下是筆者的一些想法和體會。

3.1加強課堂教學(xué)中的“生活化”融合

細(xì)胞生物學(xué)的知識理論性強，內(nèi)容抽象深奧、難于理解，教師可以試將抽象的內(nèi)容與日常生活相聯(lián)系，使學(xué)生有此聯(lián)想起有趣的、熟悉的生活場景或事物，這不僅使抽象的內(nèi)容具體化和動態(tài)化，使其容易理解，而且激發(fā)了學(xué)生的探究欲望和學(xué)習(xí)興趣。例如講解“蛋白質(zhì)的分選”時，引導(dǎo)學(xué)生由細(xì)胞社會聯(lián)想到人類社會。細(xì)胞中的各種蛋白質(zhì)發(fā)揮結(jié)構(gòu)或功能作用的部位幾乎遍布細(xì)胞的各種膜區(qū)和組分，只有當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)各就各位并組裝成結(jié)構(gòu)和功能復(fù)合體，才能參與細(xì)胞的各種生命活動。這就好比在人類社會中，各專業(yè)的畢業(yè)生只有找到適合其自身特點的工作崗位才能發(fā)揮所長。總之，運用發(fā)散性思維，盡可能地將細(xì)胞生物學(xué)抽象的理論知識與生活實際聯(lián)系起來，并配合以多媒體輔助手段，使抽象的內(nèi)容變得形象生動，易于理解掌握。

3.2側(cè)重教學(xué)內(nèi)容的前沿性和新穎性

細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展極為迅速，隨著科學(xué)家們研究成果的不斷涌現(xiàn)，其內(nèi)容處在不斷更新的動態(tài)過程中。因此，教師在教學(xué)過程中，要注重聯(lián)系學(xué)科的前沿和熱點，講述較先進的科學(xué)結(jié)論，跟蹤國際上最新進展。此外，教師在注重教學(xué)的同時，宜以科研并舉，以科研引導(dǎo)和促進教學(xué)；教學(xué)與培養(yǎng)科學(xué)研究型人才緊密結(jié)合；教學(xué)內(nèi)容與最新科研進展同步，使學(xué)生在正確掌握細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)上學(xué)會解決與之相關(guān)的科學(xué)研究問題。如將教師的主要科研成果與基礎(chǔ)理論教學(xué)有機結(jié)合，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容介紹自己的科研成果，這樣既生動又貼切，學(xué)生又很熟悉，使學(xué)生獲得學(xué)習(xí)的興趣和動力，亦可以啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的科研鉆研精神。

3.3增加細(xì)胞生物學(xué)實驗綜合性和設(shè)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(fù)雜，可以使學(xué)生更好地理解實驗原理，正確使用儀器設(shè)備，鍛煉學(xué)生綜合分析問題的能力；設(shè)計性實驗是指學(xué)生根據(jù)實驗項目，自主設(shè)計實驗方案，自主準(zhǔn)備實驗材料，自主配制實驗所需試劑，根據(jù)自己的時間自主安排實驗進程，設(shè)計性實驗可以充分調(diào)動學(xué)生的實驗積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和勇于探索的精神。由此可見，綜合性和設(shè)計性實驗可以鍛煉學(xué)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(xì)胞生物學(xué)實驗主要以基本操作和驗證性實驗為主，綜合性和設(shè)計性實驗較少甚至沒有，這在一定程度上限制了學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。④因此，教師應(yīng)根據(jù)科學(xué)性、可行性和實用性原則增大綜合性和設(shè)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(zhuǎn)化、篩選的大實驗，膜蛋白的分離與鑒定等綜合設(shè)計型大實驗，這些實驗中的每個實驗都構(gòu)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(xué)生自主選擇。通過每一次的綜合設(shè)計實驗，使學(xué)生進一步鞏固了已學(xué)習(xí)的知識和已掌握的技術(shù)，并能夠?qū)嶒灲Y(jié)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(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)精神、創(chuàng)新思維及分析問題和解決問題的能力。

3.4組織各種“科學(xué)小組”，布置學(xué)科發(fā)展前沿的討論，與全程科研訓(xùn)練對接，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神

在教學(xué)活動中，我們采取“科學(xué)小組”的組織形式來進行，讓學(xué)生以小組為單位，對細(xì)胞生物學(xué)相關(guān)前沿研究領(lǐng)域和應(yīng)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(xì)胞培養(yǎng)”和“膜蛋白的分離與鑒定”等綜合性和設(shè)計性實驗時，也采用科學(xué)小組實驗的形式，組內(nèi)每個學(xué)生承擔(dān)不同實驗的角色，而模仿真正”課題工作”。這不僅可以實現(xiàn)教師與學(xué)生的多向交流與合作，而且拓展了理論和實驗教學(xué)的時間和空間。此外，在教學(xué)過程中，我們不斷向?qū)W生介紹周圍一些教師的科研計劃，并鼓勵學(xué)生積極參與到教師的研究活動當(dāng)中，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會閱讀科研文獻，以了解其中的科學(xué)研究思路和科學(xué)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(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，另一方面可使學(xué)生們在學(xué)習(xí)中直接體會到科學(xué)研究的原過程，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。

總之，在細(xì)胞生物學(xué)的教學(xué)活動中要利用一切可能的途徑向?qū)W生傳授科學(xué)的基礎(chǔ)知識和研究方法，培養(yǎng)學(xué)生進行科學(xué)研究的實踐能力、創(chuàng)新能力、獨立思考能力及分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)的觀點理解生命世界的現(xiàn)象并能作出決斷以及辨識真?zhèn)蔚哪芰?，同時擁有良好的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。