[摘 要]為了提高神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,根據(jù)神經(jīng)生物學(xué)學(xué)科的自身特點(diǎn),在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排上注重與基礎(chǔ)理論知識(shí)、科學(xué)研究相結(jié)合,在教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用多媒體技術(shù)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性與主動(dòng)性,提高學(xué)生綜合素質(zhì),培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才,進(jìn)一步推動(dòng)神經(jīng)生物學(xué)課程教學(xué)改革實(shí)踐。
[關(guān)鍵詞]神經(jīng)生物學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);研究生;創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)
[中圖分類(lèi)號(hào)] G643.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2016)02-0119-02
神經(jīng)生物學(xué)是一門(mén)研究神經(jīng)系統(tǒng)特別是腦的形態(tài)結(jié)構(gòu)和活動(dòng)規(guī)律的綜合性、實(shí)驗(yàn)性學(xué)科。北京理工大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)課程已經(jīng)開(kāi)設(shè)七年。以往神經(jīng)生物學(xué)主要采用的是以基本理論為基礎(chǔ),結(jié)合本專(zhuān)業(yè)最前沿的研究成果進(jìn)行授課的教學(xué)模式,缺乏實(shí)驗(yàn)教學(xué),這導(dǎo)致大部分學(xué)生甚至是研究生在對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程中常常處于被動(dòng)的狀態(tài),缺乏主觀能動(dòng)性的發(fā)揮空間。為了培養(yǎng)創(chuàng)新性高素質(zhì)人才,深化教學(xué)改革,借助生命學(xué)院北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研平臺(tái),2011年我們嘗試為研究生開(kāi)設(shè)神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課,使學(xué)生能更有效全面地掌握神經(jīng)生物學(xué)研究的技能和方法,以適應(yīng)神經(jīng)科學(xué)快速發(fā)展的需要。通過(guò)幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐,不斷總結(jié)與改進(jìn),奠定了以基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作為主和科學(xué)研究實(shí)踐為輔的實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則,取得了良好的教學(xué)效果。
一、神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題
(一)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和基本技術(shù)缺乏
我校研究生生源專(zhuān)業(yè)背景寬泛,與醫(yī)學(xué)院的培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系不同,綜合類(lèi)大學(xué)在神經(jīng)生物學(xué)課程設(shè)置上缺乏解剖學(xué)、組織學(xué)等前期基礎(chǔ)課,給我們的神經(jīng)生物學(xué)的教學(xué)帶來(lái)了許多困難和挑戰(zhàn),這需要綜合性大學(xué)教授神經(jīng)生物學(xué)的教師具有廣泛的知識(shí)面,在講授神經(jīng)生物學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)適當(dāng)?shù)貫閷W(xué)生補(bǔ)充一些必要的解剖學(xué)和組織學(xué)知識(shí),以幫助學(xué)生更好地理解本專(zhuān)業(yè)知識(shí)。實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)是教師預(yù)先安排好的一些基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)方法,由于缺乏自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的選擇,學(xué)生在各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)和研究方法之間的橫向和縱向聯(lián)系上了解很少,缺乏將基礎(chǔ)理論知識(shí)與基本技術(shù)方法有機(jī)聯(lián)系的能力。
(二)指導(dǎo)教師缺乏經(jīng)驗(yàn)
在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,教師占主導(dǎo)地位,學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容、方式都是由老師來(lái)安排、設(shè)計(jì),往往教師都有一定的慣性思維,在與學(xué)生交流和指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,容易將自己的觀點(diǎn)強(qiáng)加給學(xué)生,容易使學(xué)生的思路產(chǎn)生定性,這樣會(huì)在一定程度上抑制學(xué)生的自信心,控制學(xué)生的主觀能動(dòng)性,這也反映了教師在創(chuàng)新方面缺乏經(jīng)驗(yàn)。[1]
(三)課程自身特點(diǎn)復(fù)雜
神經(jīng)生物學(xué)學(xué)科的主要特點(diǎn)是范圍廣、牽扯面多,需要講授的內(nèi)容繁多,而且發(fā)展極為迅速,每章內(nèi)容都是一個(gè)新的體系,所涵蓋的知識(shí)點(diǎn)既有深度又有廣度。因此,神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)常常面臨著課程內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少、經(jīng)費(fèi)儀器不足等諸多問(wèn)題。[2]在教學(xué)內(nèi)容方面,綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少。在教學(xué)方法上,老師講授為主,學(xué)生按要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。另外,實(shí)驗(yàn)涉及的技術(shù)方法多,步驟多,操作復(fù)雜,實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)教學(xué)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)失敗無(wú)結(jié)果的現(xiàn)象,但學(xué)生沒(méi)有進(jìn)行再?lài)L試再實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。在考核成績(jī)方面,僅限于考核實(shí)驗(yàn)報(bào)告、技能和理論考試,缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的考核。
二、課程建設(shè)的關(guān)鍵措施
(一)注重神經(jīng)科學(xué)研究方法的教授
多學(xué)科、多層次的綜合研究是神經(jīng)科學(xué)研究的一個(gè)顯著特點(diǎn),由于神經(jīng)生物學(xué)有較強(qiáng)的理論性,學(xué)科知識(shí)有較大的深度、廣度和跨度,理論知識(shí)更新迅速。因此,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排不可能面面俱到,注重研究方法的教授可以使學(xué)生從紛繁的知識(shí)中掌握解決科學(xué)問(wèn)題的方法和手段,有利于形成自主鉆研和獨(dú)立科研的能力。神經(jīng)科學(xué)研究涉及的研究方法范圍非常廣泛,包括形態(tài)學(xué)、組織學(xué)、生理藥理學(xué)方法、生物化學(xué)方法、電生理學(xué)方法、細(xì)胞生物學(xué)方法、分子生物學(xué)方法、腦成像技術(shù)等,從形態(tài)到功能,從整體到分子。通過(guò)神經(jīng)科學(xué)研究方法的講述,讓學(xué)生了解在研究中到底采用哪種實(shí)驗(yàn)方法可以解決什么樣的問(wèn)題。
在實(shí)驗(yàn)課前,介紹常用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和搜集資料的方法,幫助學(xué)生查找相關(guān)的背景知識(shí)以及相關(guān)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)課后,仍要求學(xué)生繼續(xù)查閱相關(guān)文獻(xiàn),豐富自己的知識(shí)。這樣一方面強(qiáng)化了文獻(xiàn)閱讀,讓學(xué)生自己去努力探究知識(shí),將教學(xué)過(guò)程作為學(xué)生對(duì)知識(shí)的再發(fā)現(xiàn)過(guò)程;一方面有助于學(xué)生在日后的科研中,針對(duì)他們的研究目的,選擇合適的研究方法,養(yǎng)成學(xué)生自學(xué)習(xí)慣和探索精神。
(二)充分利用多媒體的優(yōu)勢(shì)
神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的特點(diǎn)是抽象復(fù)雜,單純的講授和文字圖片演示都無(wú)法達(dá)到理想且準(zhǔn)確的教學(xué)效果。[3]因此,針對(duì)神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法的重要性與特殊性,在展示圖片和文字PPT的基礎(chǔ)上,我們還自行錄制實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻,即在每個(gè)實(shí)驗(yàn)操作之前播放相關(guān)技術(shù)操作視頻,讓同學(xué)們對(duì)每節(jié)課要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作直觀了解。依托本院北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室良好的實(shí)驗(yàn)硬件條件,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室神經(jīng)生物學(xué)研究方向,實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容開(kāi)設(shè)了腦結(jié)構(gòu)與功能、神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)、原代神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)、流式細(xì)胞術(shù)以及Q-PCR技術(shù)等內(nèi)容。目前已完成細(xì)胞系培養(yǎng)、乳鼠鼠腦提取、皮質(zhì)神經(jīng)元細(xì)胞培養(yǎng)、海馬神經(jīng)元細(xì)胞培養(yǎng)、黑質(zhì)神經(jīng)元細(xì)胞培養(yǎng)、小腦神經(jīng)元細(xì)胞培養(yǎng)、實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)方法、流式細(xì)胞術(shù)八個(gè)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)視頻教學(xué)資料,兼顧科學(xué)性、技術(shù)性和綜合性,培養(yǎng)了學(xué)生較為全面系統(tǒng)的神經(jīng)生物學(xué)基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)能力。
建設(shè)本課程的視頻教學(xué)資料,可以有效提高神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率,還具有以下優(yōu)點(diǎn):1.強(qiáng)化相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)課中,通過(guò)多媒體課件能夠?qū)ο嚓P(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)。2.視頻教學(xué)形象生動(dòng)、信息量大,同時(shí)對(duì)復(fù)雜實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的操作步驟進(jìn)行演示,加強(qiáng)對(duì)復(fù)雜抽象的實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法的準(zhǔn)確掌握。避免課上操作演示效果差的弊端。3.可靈活學(xué)習(xí),提高效率。視頻教學(xué)材料不受時(shí)間、空間、人員的約束,可讓學(xué)生自由學(xué)習(xí)。
(三)嚴(yán)把教師授課質(zhì)量,準(zhǔn)備工作要充分
教師在教學(xué)中起主導(dǎo)作用,每學(xué)期教研組老師都要進(jìn)行授課培訓(xùn),學(xué)習(xí)相關(guān)教育理論技術(shù)和教學(xué)管理制度,加強(qiáng)教師的理論水平;不斷探索新的文獻(xiàn)報(bào)道,吸收最新的科研成果,對(duì)教學(xué)內(nèi)容及時(shí)充實(shí)更新,重點(diǎn)反映本學(xué)科前沿領(lǐng)域發(fā)展新動(dòng)態(tài)、新理論、新技術(shù),有效引領(lǐng)學(xué)生掌握神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的基本知識(shí)原理和技術(shù)操作;合理編排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,既能夠初步掌握神經(jīng)生物學(xué)所涉及的基本方法,又能體現(xiàn)學(xué)科交叉的特點(diǎn),還要避免與解剖學(xué)、生理學(xué)、藥理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)等相關(guān)課程過(guò)多重復(fù);進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技術(shù)培訓(xùn),優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,更新教學(xué)視頻,討論確定講解和指導(dǎo)重點(diǎn)。[4]
授課教師進(jìn)行充分的課前準(zhǔn)備,是提高課堂效率和學(xué)生高效學(xué)習(xí)的保證。首先教師應(yīng)明確教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn),精心制作教學(xué)演示課件,熟悉實(shí)驗(yàn)涉及的不同操作單元及可能出現(xiàn)的問(wèn)題。其次,根據(jù)每次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排好教學(xué)時(shí)間,準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所需滅菌器械、試劑配置等,保證實(shí)驗(yàn)課順利有序地進(jìn)行。
(四)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)深入培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力
研究生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是本課程教改方案的一個(gè)重要組成部分。該項(xiàng)改革旨在課時(shí)數(shù)有限的條件下,創(chuàng)造條件延伸和豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué),結(jié)合實(shí)驗(yàn)室條件真正實(shí)現(xiàn)個(gè)性化培養(yǎng),通過(guò)將本校的科研成果與理論知識(shí)相結(jié)合,有意識(shí)地為學(xué)生建立一種濃厚的學(xué)術(shù)氣氛,激發(fā)研究生探索神經(jīng)科學(xué)的興趣和熱情。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)一般選擇在完成對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力和思維能力的訓(xùn)練的基礎(chǔ)課階段之后,研究生在興趣的引導(dǎo)下進(jìn)入指導(dǎo)老師的課題組,通過(guò)師生交流、組內(nèi)討論,訓(xùn)練學(xué)生的科研思維,提高他們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;在完成對(duì)神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作教學(xué)基礎(chǔ)上,還可以利用學(xué)院現(xiàn)有的技術(shù)平臺(tái)加強(qiáng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的實(shí)踐和創(chuàng)新,通過(guò)參與課題組研究項(xiàng)目或是自擬感興趣小型研究課題來(lái)繼續(xù)深入了解和掌握神經(jīng)生物學(xué)研究方法,在強(qiáng)化動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的同時(shí)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。[5]
三、嚴(yán)格考核,評(píng)價(jià)教學(xué)效果
為了使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能有正確評(píng)價(jià),更好地培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,我們制定了嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)考核標(biāo)準(zhǔn),既考核對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的掌握,還要考核學(xué)生在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)上的綜合能力與水平。[6]還有一部分是考查學(xué)生自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的情況,包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作、結(jié)果和研究論文等,以此對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。這一實(shí)驗(yàn)考核體系能較系統(tǒng)、客觀地反映和評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況和綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。
神經(jīng)生物學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為主的自然學(xué)科,從理論教學(xué)到實(shí)踐操作,能夠促使學(xué)生牢固地掌握所學(xué)的理論知識(shí),同時(shí)采用現(xiàn)代神經(jīng)生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué),能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另外,通過(guò)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)讓學(xué)生能借鑒和應(yīng)用神經(jīng)生物學(xué)的思維模式和技術(shù)方法,使研究生的科研思維和科研能力在實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐中得到提高,適應(yīng)神經(jīng)科學(xué)快速發(fā)展的需要。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
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[責(zé)任編輯:鐘 嵐]