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摘 要：细胞生物学实验是生命科学中一门很重要的学科.本文针对目前细胞生物学实验中的缺点和不足,详细描述了网络视频示范教学在细胞生物学实验中的应用,总结了网络视频示范教学的教学优势,为细胞生物学实验课程改革提供新思路.
关 键 词：细胞生物学实验；网络视频示范教学
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1671-0568（2013）29-0056-03
作者简介：田男,女,讲师,研究方向为细胞分子生物学；范春雷,男,教授；窦晓兵,男,副教授；钱颖,女,讲师；胡林峰,男,讲师,第二、三、四、五作者的研究方向均为中药抗动脉粥样硬化.
伴随着信息化和新技术革命的发展,生命科学领域的竞争在全世界范围内不断开展.生命科学最突出特点就是基础理论与操作技能相结合,决定了生命科学学院培养人才的竞争力很大程度取决于学生的实验操作能力.因此,生命科学实验课程体系的教学宗旨在不断改善学生专业知识结构的同时,兼顾如何增强学生对实验的积极性,以及如何引导学生自主学习实验课程,从而使学生能够积极地提高自己的实验操作能力.
细胞生物学与分子生物学,神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科,[1]其对学生的生命科学知识、能力、素质的发展具有直接和长远的影响.从其研究对象及研究方法上已体现出,这门学科涉及各种显微镜的使用、细胞培养、细胞器提取及基因重组等一系列实验操作.因此,如何不断提高学生实验操作技能,成为细胞生物学实验教学亟待解决的问题.而网络的兴起正改变着传统的教学方式和教学理念,实验教学正在酝酿一场新的变革,网络远程教学、多媒体课件等将有可能成为实验教学的崭新手段.笔者结合多年的教学经验,对网络视频示范教学在细胞生物学实验课程中的应用进行了初步探讨.
一、细胞生物学实验教学现状分析
近年来,细胞生物学和遗传学、分子生物学的联系日趋密切,新理论、新概念、新技术层出不穷,使得细胞生物学理论发展非常迅速.然而,目前细胞生物学实验教学普遍滞后于理论课,存在着种种缺陷：
实验教学模式单调,学生处于被动地位,难以激发其积极性和主动性.[2]目前的实验教学模式往往强调知识的传授、实验的验证和实验结果的获得,而较少重视学生学习积极性、主动性的调动,学生只是被动填鸭式的接受,教学效果不佳.
实验内容陈旧、单一.实验内容多是验证性实验,难以培养学生的创新能力,不利于学生综合素质的培养.[3]
实验教学手段生硬、单一,主要是口授和板书.[4]一方面口授和板书直观性较差、讲课速度慢,课堂信息量有限；另一方面由于口授的差异性与板书的局限性,教师常常难以把实验内容准确而规范地传授给学生,并且学生的接受能力不同,对实验原理、实验操作的理解也会出现偏差,做实验时经常出现错误.
现在基本所有的细胞生物学实验是由教师做实验准备工作,学生对实验前准备、预实验认识不够.实验前准备包括配制试剂、预定设备、各种实验耗材的准备、器具的灭菌等等,学生对实验缺乏整体观,只是机械地按照实验流程操作,导致学生动手能力、处理解决问题能力得不到充分的锻炼,有违教学初衷.
由于实验课程各章相对独立、上课时间间隔较长,具体实验程序复杂,动手操作多,学生多而专职教师少,导致细胞生物学实验课程教学效果不佳.
所以,想在有限的时间内既完成大量教学任务,又提高学生的实验技能,引导学生更好地进行自主学习,达到开展实验课程的目的,就需要利用多媒体计算机通信技术,结合现代化网络教学平台,实施实验操作视频示范教学与课堂教学相结合,充分利用学生的课余时间,提高教学效能.为培养飞速发展的生命科学所需要的、具有更强竞争能力的高素质创新人才创造条件.
二、细胞生物学实验教学改革及优势
1.将传统单一的实验教学模式转变为基于网络平台的实验视频示范教学模式,与传统课堂教学相结合
用摄像机拍摄下细胞生物学实验课程.该课程由专职教师根据自己的专业特长选择实验进行操作,在实验开始前向学生讲解实验原理、对本节实验所需器材一一介绍,在实验操作过程中强调操作的重点、难点.实验视频拍摄完成后,使用相关软件对其进行加工处理.实验课程视频制作、处理完成后,通过多媒体计算机信息技术将操作视频放入本院网站中,并同时在页面中设置实验原理、实验目的、器材设备、注意事项及课后作业的选项,方便学生在观看视频的同时掌握实验的原理及目的意义.
提前告知学生在学院网站上预习实验视频,鼓励学生自主学习,带着问题来上实验课,而课堂上教师可以参考学生的问题有的放矢,着重强调重点、难点.因为学生已经观看过视频对实验操作有了一定的认识,课堂上教师再次进行示范操作时,学生可以选择自己不太了解的部分有目的地学习,更有利于增加学生的积极性,提高动手操作能力.这样网络视频示范教学就与课堂教学结合,构筑现代化细胞生物学实验视频示范教学模式.从而实现真正意义上的以学生为中心、以教师为主导,强调学习者认知主体作用的模式,同时又不忽略教师的指导作用.基于网络环境下的视频教学,能够使学生充分发挥主观性和独立性,有利于教师引导学生自主学习,增强学习实验课程的积极性,适合学生在课前进行实验预习,课后巩固复习,再结合课堂上教师的手把手指导,使学生不断提高实验操作技能,进一步理解基础理论.
2.组织教学学生参与实验课实验的准备和管理工作,也鼓励学生进入学院相关课题组实验室做实验
由于传统细胞生物学实验是由教师做实验准备工作,学生对实验前准备、预实验认识不够,学生对实验缺乏整体观,学生只是机械地按照实验流程操作,导致学生动手能力、处理解决问题能力得不到充分的锻炼.因此,有计划的组织教学学生参与实验课实验的准备和管理工作,也鼓励学生进入学院相关课题组实验室做实验.这样教学,学生不但熟悉了实验室规章制度,掌握了一些试剂配置和仪器使用方法,还提高了动手操作能力,特别是在综合性和设计性实验中发挥了很好的带动作用,[5]对学生以后就业、继续深造都有好处,学生踊跃报名,很积极.三、网络视频示范教学在细胞生物学实验教学中主要优势
1.使学生的被动学习转变为主动学习
在学生实验前,先观看实验操作录像,例如细胞培养录像,使学生在操作前对实验的程序、方法、注意事项有了直观的了解,然后实验教师亲手示范整个实验操作步骤,最后再让学生进行实验.这样,一方面大大缩短实验时间,同时也使学生加深了印象.也可以把观看视频等作为实验教学的平时成绩,提高学生学习实验的积极性.据课后学生反馈,这样实验教学效果很好,深受欢迎.
另外,细胞生物学实验课程中常常有很多的等待时间,如材料固定、离心及染色等,充分利用这一时间,以让学生观察相关实验的装片或切片,也可以观察上届学生制成的永久装片,这样可以将实验结果提前展示给学生,增强学生对实验结果直观性的认识；[6]另外,教师也可以结合自己的科研经历,给学生介绍实验中技术发现的历史及其具体应用,或相关的科普小故事,或可以和学生讨论本实验可能出现的结果等,培养他们分析问题和解决问题的能力,同时也极大调动学生上实验课的积极性和主动学习的热情.同时缓解学生多教师少的局面,实现高效能教学.
2.教学中的视频、课件及教师的示范的有机结合,符合学生的认知规律
细胞生物学实验教学涉及显微镜的使用、细胞培养、细胞器提取及基因重组等一系列实验操作.由于实验操作中有许多小的细节需要注意,实验中微小的差异就可能导致实验结果不同.由于时间、无菌原则的限制,许多内容无法演示,直观认识的缺乏常常限制了学生的思路.网络视频示范教学可再现许多以往的实验操作错误,使学生在短时间内了解到大量直观信息.同时可以把实验原理通过动画、课件展现给学生,加深对实验原理的认识.
四、总结
网络视频示范教学作为一种新兴的实验教学手段,还应有一个不断改进和完善的过程.例如,由于受硬件条件的限制,部分影像效果不太理想；学生注意力不很集中；教师为了讲解多媒体课件与学生间的交流较差；教师、学生对网络（校园网）的利用率低；如何实现现代化网络视频示范教学与传统课堂教学的有机结合,等等.相信随着实验室硬件的改善、视频和课件制作水平以及网络与实验课程教学结合水平的提高,这些问题将逐步得到解决.
在实验教学过程中,要合理有效地运用网络视频示范教学手段,以达到提高教学效果和教学效率的目的.把握好网络视频示范教学与传统教学方法的有机结合,真正发挥网络视频示范教学在实验教学中的作用,使得实验课程真正向学生开放.一方面使学生共享不同的教学资源,丰富学习内容,另一方面又可以使学生享受图文并茂、视听一体的动态课程,改变学生固有的学习模式,使其发挥主观能动性、提高实验学习的积极性,从而在实践操作过程中不仅学到知识,而且体会到动手的乐趣.