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摘要：培养学生的科研创新能力是当今高等院校实验教学的主要目标。本文介绍吉首大学生物资源与环境科学学院在创新人才培养过程中开设研究型细胞生物学实验课程的教学实践，尝试实验教学与科研项目相结合的方式，从本科阶段接触真实的科研实践活动，培养能适应学科发展具有创新科研思维的能力的新型人才。
关键词：研究型教学模式；细胞生物学实验；科学研究
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）35-0276-02
一、引言
细胞生物学是生命科学的重要基础学科，具有较强的理论性和实验性，同时也是近年来发展最快的领域之一[1]。实验仪器的不断更新换代和实验技术的进步是细胞生物学的诞生和发展的基础，因此实验课在细胞生物学的教学中具有不可替代的作用，一方面它极大地促进了对细胞生物学理论知识的理解与掌握，同时对培养学生的研究与创新能力也至关重要。为了实现创新型人才培养的需要，必须改变传统实验教学内容以验证性实验为主的模式，因此我们开设的细胞生物学实验课程在实验内容的设置上做了大胆的尝试，减少以验证性为主的基础性实验，避免与其他相关实验课程重复，加强综合性实验和研究性实验，重点突出综合能力和研究创新能力的培养。培养具有创新性思维、较强的实践动手能力及良好科研合作精神的创新性人才是实验课教学的宗旨[2]。如何通过具体教学环节实现这一教学宗旨是我们很多教师面临的挑战及需要探索的研究方向。
作为湘鄂渝黔武陵山片区生物科学、生态学、生物工程等领域人才培养和科学研究的主要基地，吉首大学生物资源与环境科学学院重点培养的学生大部分将从事科研领域，应国家发展实施培养学生科研素质为主要任务的研究型教学是十分重要的。在近年来的课程建设中，细胞生物学实验课程在不断地探索和研发，这对高校教学起着很重要的作用。一方面在学生学习方面要加大力度，着重学生的科研能力。本文仅仅是针对在细胞生物学教学改革中应如何提高学生的科研能力和素养做一个简单的介绍。
二、研究型实验教学模式的理念
研究型实验教学要求将最新的研究技术、成果、科学研究方法、科学思维方式、创新意识、科学态度和科学精神融入到基础性、综合性、自主设计性实验的各个教学环节之中[3-4]。一方面教师在实验教学过程中要帮助学生找到“研究”的方法，从而提高他们的自信心，增加他们对“研究”的兴趣；另一方面还要营造有利于创新能力培养、学生个性发展的实验教学环境和自由探索的实践空间。在构建细胞生物学实验教学模式的过程中，我们首先总结了前人教改的经验和教训，明确构建新模式的指导思想。经验表明：如果不在基础和综合性实验中系统进行科学研究方法、科学思维和表达能力的培养，其结果必然会影响自主设计性实验的质量和水平；开放型自主设计性实验对于培养创新型人才是有一定作用的，但是仅仅强化开放型实验，而忽略基础和综合性实验的建设，很难达到理想的教学效果。所以，我们融入“研究”因素，把科学研究方法和科学思想的训练贯穿于整个实验教学过程的始终，同时也加强了基础和综合性实验的建设。
三、研究型细胞生物学实验模式的具体措施
1.对实验进行问题式情景化处理，激发学生研究热情。科学研究始于问题的提出，对基础和综合性实验进行情景化处理，明确每一个实验要研究和解决的问题，实验目的是为了研究和解决某个具体问题而学习某种些技术和方法，并由这个具体的问题引出实验内容。不但可以激发学生的研究兴趣和学习热情，还可以让学生彻底摆脱“依葫芦画瓢”的被动消极学习状态。例如“利用流式细胞仪测定植物基因组大小”这个实验，我们的实验材料以水稻为标准品（已知水稻准确基因组大小为1C=0.43Pg），另外自选一种植物材料作对照，实验中首先选取常用的6种裂解液WPB，GPB，Otto，Tris.MgCl2，Galbraith’s、LB01分别处理水稻和自选植物材料，然后加荧光染料PI，每隔5分钟上机检测一次，等结果稳定后记下染色时间。然后把自选材料与水稻一起混合在处理效果最佳的裂解液中切碎处理染色，到前面摸索的最佳时间上机检测，得到出自选材料的基因组大小。在这种情况下，学生自然而然地产生了研究的兴趣和想探究的问题，哪一种实验材料的基因组更大？不同实验材料的基因组大小一样吗？同一种材料不同生长期的基因组大小有差别吗？让学生带着问题走进实验室，在实验中寻找问题的答案，激发学生的研究热情。
2.用科学方法处理实验数据，培养诚信的科研素养。每一次实验都要求学生有认真仔细的态度，在数据测量时，要反复多次测量，求得平均值。对于测量的结果必须真实记录，不能做任何改动。数据测量时可以采用统计学方法对数据进行分析，把平均值、标准差、样本数、变化百分率，甚至差异显著性等数据分析方法体现在实验教学中，以确保数据的准确性和科学性。
对于显微镜下观察的样本，要客观地加以描述，并选择最具有代表性的图像或照片作为实验结果，不能带有主观偏见地去挑选。
3.树立敢于质疑、敢于挑战的科学精神。实验方法是在实践中不断改进、完善和建立起来的，创建新的实验方法对于科学研究的发展是至关重要的。对于不同的实验材料，实验方法也需要做适当的调整和改变。例如：“植物染色体标本制作”实验中，学生要学习植物染色体的制片技术。在制片过程中，不同的植物材料预处理的取样时间、预处理液的选择、处理时间的长短都是相当关键的，它直接影响到是否能得到好的实验结果。我们要求学生针对不同的实验材料改变取样时间，用不同的预处理液（如：8-羟基喹啉，饱和对二氯苯、秋水仙素等）和处理时间，在不同条件下完成压片实验，然后，比较制片效果，并确定最佳实验条件。通过这个实验的学习，让学生明白可以参考实验讲义和文献资料上的实验方法，但不能迷信前人的方法。
4.以论文形式书写实验报告，提高科技论文寫作能力。指导学生对收集到的文献资料和得出的实验结果做进一步的整理，灵活地运用各种思维方式，得出科学结论。在讨论中鼓励学生各抒己见，加深对研究问题的认识与理解，同时要严格按照规范格式撰写实验报告，要求学生在基础和综合性实验学习阶段书写一篇论文形式的实验报告；然后在自主设计性实验尝试写正式的研究性论文，对于有创新性的结果和结论力争在相关学术刊物上发表，增强学生参与学术研究的自信心。
5.时时把握学科动态，引入最新科研成果。老师不但要时刻关注本学科相关的研究动态和最新成果，并把学科前沿与教学大纲内容有机融为一体，在理解理论知识的同时拓宽学生视野；在有条件的情况下教师还应该参加国内外相关的学术会议，学习资深专家的新理念、新思路，以活跃教师自身的学术思想，推陈出新；指导学生也要充分运用期刊、网络、电视等多种渠道，了解细胞生物学相关研究前沿，在多学科交叉的背景下激发出科研灵感，增强创新科研能力的培养。
四、结束语
研究型教学模式在高校的高等教育中已经成为新的关注热点，经实践研究表明这样是有利于创新型人才培养。当今社里下高等教育的目标是培养实践能力和创新精神。为培养学生的创新意识，高校应加强学生科研思维能力的培养和激发学生的兴趣和积极性。这样做为培养学生的创新意识提供了条件。但研究型实验教学还有很大的局限性，一方面教师要耗费很多精力去设计实验，学生们通过实践得到了知识与启发，而在现行的教学评价体系中并没有考虑到这种个性化教学工作背后所付出的努力与辛苦，这是学生所体会不到的。因此在推广研究型实验教学的同时值得研究的教学课程还是很多。
参考文献：
[1]翟中和，王喜忠，丁明孝.细胞生物学[M].第4版.北京：高等教育出版社，2011.
[2]张伟.细胞生物学实验教学中学生科研能力培养的措施研究[J].高等理科教育，2012，101（1）：130-133.
[3]张红锋，孙剑华.创建基于研究的细胞生物学实验教学模式[J].实验室研究与探索，2008，27（7）：99-101.
[4]时连君.实验室开放与创新型人才培养[J].实验室研究与探索，2009，28（6）：11-13.
关键词：研究型教学模式；细胞生物学实验；科学研究
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）35-0276-02
一、引言
细胞生物学是生命科学的重要基础学科，具有较强的理论性和实验性，同时也是近年来发展最快的领域之一[1]。实验仪器的不断更新换代和实验技术的进步是细胞生物学的诞生和发展的基础，因此实验课在细胞生物学的教学中具有不可替代的作用，一方面它极大地促进了对细胞生物学理论知识的理解与掌握，同时对培养学生的研究与创新能力也至关重要。为了实现创新型人才培养的需要，必须改变传统实验教学内容以验证性实验为主的模式，因此我们开设的细胞生物学实验课程在实验内容的设置上做了大胆的尝试，减少以验证性为主的基础性实验，避免与其他相关实验课程重复，加强综合性实验和研究性实验，重点突出综合能力和研究创新能力的培养。培养具有创新性思维、较强的实践动手能力及良好科研合作精神的创新性人才是实验课教学的宗旨[2]。如何通过具体教学环节实现这一教学宗旨是我们很多教师面临的挑战及需要探索的研究方向。
作为湘鄂渝黔武陵山片区生物科学、生态学、生物工程等领域人才培养和科学研究的主要基地，吉首大学生物资源与环境科学学院重点培养的学生大部分将从事科研领域，应国家发展实施培养学生科研素质为主要任务的研究型教学是十分重要的。在近年来的课程建设中，细胞生物学实验课程在不断地探索和研发，这对高校教学起着很重要的作用。一方面在学生学习方面要加大力度，着重学生的科研能力。本文仅仅是针对在细胞生物学教学改革中应如何提高学生的科研能力和素养做一个简单的介绍。
二、研究型实验教学模式的理念
研究型实验教学要求将最新的研究技术、成果、科学研究方法、科学思维方式、创新意识、科学态度和科学精神融入到基础性、综合性、自主设计性实验的各个教学环节之中[3-4]。一方面教师在实验教学过程中要帮助学生找到“研究”的方法，从而提高他们的自信心，增加他们对“研究”的兴趣；另一方面还要营造有利于创新能力培养、学生个性发展的实验教学环境和自由探索的实践空间。在构建细胞生物学实验教学模式的过程中，我们首先总结了前人教改的经验和教训，明确构建新模式的指导思想。经验表明：如果不在基础和综合性实验中系统进行科学研究方法、科学思维和表达能力的培养，其结果必然会影响自主设计性实验的质量和水平；开放型自主设计性实验对于培养创新型人才是有一定作用的，但是仅仅强化开放型实验，而忽略基础和综合性实验的建设，很难达到理想的教学效果。所以，我们融入“研究”因素，把科学研究方法和科学思想的训练贯穿于整个实验教学过程的始终，同时也加强了基础和综合性实验的建设。
三、研究型细胞生物学实验模式的具体措施
1.对实验进行问题式情景化处理，激发学生研究热情。科学研究始于问题的提出，对基础和综合性实验进行情景化处理，明确每一个实验要研究和解决的问题，实验目的是为了研究和解决某个具体问题而学习某种些技术和方法，并由这个具体的问题引出实验内容。不但可以激发学生的研究兴趣和学习热情，还可以让学生彻底摆脱“依葫芦画瓢”的被动消极学习状态。例如“利用流式细胞仪测定植物基因组大小”这个实验，我们的实验材料以水稻为标准品（已知水稻准确基因组大小为1C=0.43Pg），另外自选一种植物材料作对照，实验中首先选取常用的6种裂解液WPB，GPB，Otto，Tris.MgCl2，Galbraith’s、LB01分别处理水稻和自选植物材料，然后加荧光染料PI，每隔5分钟上机检测一次，等结果稳定后记下染色时间。然后把自选材料与水稻一起混合在处理效果最佳的裂解液中切碎处理染色，到前面摸索的最佳时间上机检测，得到出自选材料的基因组大小。在这种情况下，学生自然而然地产生了研究的兴趣和想探究的问题，哪一种实验材料的基因组更大？不同实验材料的基因组大小一样吗？同一种材料不同生长期的基因组大小有差别吗？让学生带着问题走进实验室，在实验中寻找问题的答案，激发学生的研究热情。
2.用科学方法处理实验数据，培养诚信的科研素养。每一次实验都要求学生有认真仔细的态度，在数据测量时，要反复多次测量，求得平均值。对于测量的结果必须真实记录，不能做任何改动。数据测量时可以采用统计学方法对数据进行分析，把平均值、标准差、样本数、变化百分率，甚至差异显著性等数据分析方法体现在实验教学中，以确保数据的准确性和科学性。
对于显微镜下观察的样本，要客观地加以描述，并选择最具有代表性的图像或照片作为实验结果，不能带有主观偏见地去挑选。
3.树立敢于质疑、敢于挑战的科学精神。实验方法是在实践中不断改进、完善和建立起来的，创建新的实验方法对于科学研究的发展是至关重要的。对于不同的实验材料，实验方法也需要做适当的调整和改变。例如：“植物染色体标本制作”实验中，学生要学习植物染色体的制片技术。在制片过程中，不同的植物材料预处理的取样时间、预处理液的选择、处理时间的长短都是相当关键的，它直接影响到是否能得到好的实验结果。我们要求学生针对不同的实验材料改变取样时间，用不同的预处理液（如：8-羟基喹啉，饱和对二氯苯、秋水仙素等）和处理时间，在不同条件下完成压片实验，然后，比较制片效果，并确定最佳实验条件。通过这个实验的学习，让学生明白可以参考实验讲义和文献资料上的实验方法，但不能迷信前人的方法。
4.以论文形式书写实验报告，提高科技论文寫作能力。指导学生对收集到的文献资料和得出的实验结果做进一步的整理，灵活地运用各种思维方式，得出科学结论。在讨论中鼓励学生各抒己见，加深对研究问题的认识与理解，同时要严格按照规范格式撰写实验报告，要求学生在基础和综合性实验学习阶段书写一篇论文形式的实验报告；然后在自主设计性实验尝试写正式的研究性论文，对于有创新性的结果和结论力争在相关学术刊物上发表，增强学生参与学术研究的自信心。
5.时时把握学科动态，引入最新科研成果。老师不但要时刻关注本学科相关的研究动态和最新成果，并把学科前沿与教学大纲内容有机融为一体，在理解理论知识的同时拓宽学生视野；在有条件的情况下教师还应该参加国内外相关的学术会议，学习资深专家的新理念、新思路，以活跃教师自身的学术思想，推陈出新；指导学生也要充分运用期刊、网络、电视等多种渠道，了解细胞生物学相关研究前沿，在多学科交叉的背景下激发出科研灵感，增强创新科研能力的培养。
四、结束语
研究型教学模式在高校的高等教育中已经成为新的关注热点，经实践研究表明这样是有利于创新型人才培养。当今社里下高等教育的目标是培养实践能力和创新精神。为培养学生的创新意识，高校应加强学生科研思维能力的培养和激发学生的兴趣和积极性。这样做为培养学生的创新意识提供了条件。但研究型实验教学还有很大的局限性，一方面教师要耗费很多精力去设计实验，学生们通过实践得到了知识与启发，而在现行的教学评价体系中并没有考虑到这种个性化教学工作背后所付出的努力与辛苦，这是学生所体会不到的。因此在推广研究型实验教学的同时值得研究的教学课程还是很多。
参考文献：
[1]翟中和，王喜忠，丁明孝.细胞生物学[M].第4版.北京：高等教育出版社，2011.
[2]张伟.细胞生物学实验教学中学生科研能力培养的措施研究[J].高等理科教育，2012，101（1）：130-133.
[3]张红锋，孙剑华.创建基于研究的细胞生物学实验教学模式[J].实验室研究与探索，2008，27（7）：99-101.
[4]时连君.实验室开放与创新型人才培养[J].实验室研究与探索，2009，28（6）：11-13.