科教融合理念引领下的“细胞生物学”实验教学研究

熊光华

(井冈山大学 生命科学学院，江西 吉安 343009)

1 科教融合理念融入“细胞生物学”实验教学的意义

1.1 应用型人才培养的必要之举

应用型创新人才的塑造侧重于将创新理念及精神内化为具体而自觉的创新实践，其核心素质在于“专业创新技能”。为实现“细胞生物学”人才教学目标，任课教师必须深化科研与课程教学的整合程度，精准捕捉到实验教学的内涵、研究方法和前沿趋势。通过高效构建适合人才培养的“课程地图”，调整并优化教学框架，引导学生从被动式知识吸收转变为主动式问题探索和研究型学习，确保应用型创新人才的培养能力得到实质性的提升。

1.2 学生创新潜能开发的必要途径

科教融合的逻辑根据在于科研与教学的紧密相连性，这两个领域在实践中能够互为促进、相融相成。实验教学加速科学研究的关键在于，它可以通过实际的科研情境刺激学生参与科技开发的热情和主动性。在“细胞生物学”实验教学活动中，学生需要精通科学研究所需的核心方法，能够针对特定研究项目深入辨析、筛选、查询及解读科学文献，学生的创造性思维不断得到锻炼和加强，并从中发掘出既合适又有价值的理论框架和应对策略，进而触发创新的思想灵感和全新思维的孕育过程，这些都是科研素养的重要组成部分。

1.3 学生探究精神激发的有效保障

在“细胞生物学”实验教学改革中，科教融合的融入价值在于为学生提供区别于常规课堂教育模式的复杂问题环境，这种环境激发了学生持续性的认知动力。其结果不仅是唤醒学生挑战传统观念、勇于提出疑问和批判性思考的科研态度，还全面激发了学生自主地探索和解决问题的能力。在科教相融的过程中，通过营造出一个互助合作、氛围和谐的学术氛围，学生在逐步增强的交流互动中优化了自身的表达技巧，积极汲取他人的思维和见解，进一步夯实形成自主、成熟的认识体系[1]。

2 科教融合理念融入“细胞生物学”实验教学的实践举措

2.1 致力于实验项目创新，构筑系统化教学体系

对于提升学生科研热情和培养具有创新能力的人才而言，确保实验项目的核心地位极为关键。特别是对于本科生的细胞生物学实验课程，其实验项目的选择需切实考虑以下三个方面：首先，实验技术必须具备广阔的应用领域。鉴于细胞生物学关涉众多研究领域，以及相关常用技术广泛，教学中应当挑选那些在多数相关领域中能广泛应用的技术，以保障满足绝大多数学生未来从事研究的需求。如间接免疫荧光标记技术，其应用领域横跨细胞生物学、微生物学、免疫学等多个学科，因为其原理简明易懂且操作难度适中，在科研中的适用性广泛，非常适宜结合本科教育层面开展。其次，紧随科研前沿，与科研实际保持紧密联系。科研用到的技术随科学进步持续革新，新技术应迅速从科研领域转换到教学实践中，为本科生的实验教学服务[2]。例如，细胞转染、细胞凋亡检测、干细胞培养等技术，通过适当调整后，可作为细胞生物学实验的项目内容。这样不仅能吸引学生的科研兴趣，还将极大地促进其实验技能的提升。最后，维护实验项目之间的内在联系，使课程内容形成一个有机整体。基础必修实验课程旨在确保每一项实验能够满足本科生的实际学习需求，同时将各实验紧密联系，打造完整的科学体系。例如，在细胞生物学实验的教学规划中，可以将细胞培养作为起始点，围绕细胞结构及生理功能等主题展开，辅之以细胞器荧光观察、细胞转染等相关实验，构建起一个连贯系统的教学体系。这将使得学生在掌握理论知识的同时，深刻理解并应用于实验技术中，从而显著提升学术兴趣，为科研潜能的培养奠定坚实基础。

2.2 与时俱进优化教学手段，提高实验课教学质量

实验课程的教学策略是确保教学成果优异的关键条件。为激发本科生的科学研究热情，教学方法的创新研究刻不容缓。教师需调动各类教学资源，实施多样化的教学方法，以确保学生在有限的课程时间内能高效学习并掌握所教授的知识。特别是在细胞生物学实验课程中，教学过程中应注意以下两点：一方面，重视拓展性引导式教学。在细胞生物学实验基础实验课程当中，仅仅依赖传统讲解实验意义和原理、然后讲解步骤和预期结果，再布置问题的教学方法，已无法充分吸引学生的兴趣并满足他们的需求。为了培养学生的科研兴趣，教学内容需拓展至科研的实际应用，向学生阐释实验技术或方法在解决科研问题中的作用、应用方式以及重大科研成就。课前，教师应组织学生阅读与实验内容相关的综述性文献，有效激发学生主动了解相关知识的能动性，初步培养他们的文献检索和阅读能力，以此提升他们对科研的兴趣。课后，教师应鼓励学生自主寻找相关文献，深入了解实验技术在科研实际中的应用，这样能够加深学生对教学内容的理解和掌握。通过此类引导式和拓展式的教学方法能显著增进学生对科研的热忱并提升教学效果。另一方面，加强开放互动式教学。相较于理论课教学，实验课堂更为开放，提供了更多师生互动的机会。随着课堂翻转、虚拟仿真、微课等新型教学理念的出现和普及，互动性和开放性教学得以采用多元化的实施方式。课前，学生可以利用虚拟仿真、文献检索等方法对实验内容进行预习，了解其原理和操作步骤，针对可能遇到的问题产生质疑想法。课上，教师针对学生的预习问题进行解答，并结合教学视频、微课等资源对关键操作步骤进行直观讲解和示范，使学生在实际操作前能清晰理解每一步骤[3]。课后，师生共同讨论，对实验内容进行总结梳理。由于掌握实验技术需要反复练习，学生只有在多次实践后才能熟练操作，因此教学中应允许学生打破固定课时的约束，开放充足的练习时间。在细胞生物学实验教学中，细胞培养技术便是很典型的例子，尽管基本操作并不复杂，但学生需通过大量练习来解决实践中遇到的问题，并与教师互动，以达到熟练掌握实验技能。限于课内时间的有限，指导教师应该为学生提供更多课外实践的机会。学校应全力以赴向本科生开放实验室资源，使学生能进入实验室进行实践学习，直接接触科研工作，从而更有效地激发他们对科研工作的热情。

2.3 采用综合评价考核模式，建立科学的考评机制

实验课程的成绩评定在教学流程中占据了至关重要的地位。一套公正并能反映学生实际学习的评分体系，才能获得学生的广泛认同，并有效激励他们在科研方面的热情。特别是在实验课中，学生不仅需要思考理解实验背后的原理，记忆操作要领，还要亲自动手操控实验器材以获取数据。因此，评分体系不应该仅仅局限于传统的试卷和作业，而要建立一个多方位的评估模式，强调学生在实验操作中的技巧，尤其是操作细节的精准执行。其一，实验课程开设的主旨在于培养学生正确与科学的实验操作能力。基于此，实验操作的规范性应被置于评分体系的核心位置，其权重应当达到40%。实验操作规范的评核必须穿透整个教学过程的每一个阶段和细节，如移液器的正确使用、正确的滴片技巧以及离心机的操作等。只有在这些基本技能上下足功夫，学生的未来科研工作才能建立在坚实的基础之上。其二，实验考试是检验学生学习成果的关键手段之一。鉴于实验教学的实际特色，此类考核的占比不必过高，建议设定为20%。考试的形式可以灵活多变，可以是对某项基础实验操作的测试，例如显微镜的使用、压片法的临时载玻片制作；也可以是对特定技术原理的理论考查，比如免疫荧光标签技术的原理、减数分裂初期的染色体形态识别等。组合理论考试与实践操作的综合型考试，对学生而言是一种受欢迎且有效的评估方式。其三，撰写实验报告是实验教学不可或缺的部分，其在整体评分体系中占比20%。为激发学生的研究热情并提升其科研能力，细胞生物学实验课程要求使用学术论文的标准格式来编写实验报告。报告的评价主要围绕其格式及内容两大方面，包括摘要撰写的清晰精练，关键词的准确选取，实验方法的准确性以及实验结果的合理论证。其四，实验预习是确保实验教学效果的基本环节[4]。因此，预习环节在总评分中所占比重为10%，通过检查学生的预习报告和课堂提问等多种形式进行评核。预习报告不设具体的格式和字数限制，仅要求学生准确描述即将进行的实验步骤并提出疑惑。实验预习也可运用在线方式，教师通过在线系统布置问题，学生需于课前完成，教师根据学生的答题情况评定预习成绩。其五，设置实验素养评分，目的在于通过实验教学过程，培养学生的科研态度与习惯，使其兼具真才实学。此项成绩占总评分的10%。实验素养的评核从学生对实验室规章制度的遵守情况入手，帮助他们树立规则意识和安全意识。为此，制定了具体的实验素养评分体系，包含实验室安全、实验习惯养成和课堂纪律等三个主要类别共计多项明确指标。对于违规行为，相应扣分，如未遵守仪器使用记录规定将扣除2分。特别指出，一旦学生在实验素养方面累计扣分达到10分，则实验成绩视为不合格，以此凸显实验素养在教育中的重要性。

3 教学改革实施应注意的事项

3.1 精准定位教学与科研互动机制

科研活动具有前瞻性和创新性，而本科教育的本质则在于奠定学术基础。在此背景下，重要的课题是如何优化科研成果向教学的过渡、融合科研创新于传统教学框架之内，并构筑一个持续性自我更新的教学体系。科研成果应用到课堂教学中的适度性必须严格把控，过度或不足均可能贻误教育效果。在整体实验设计上，需避免过分复杂化，应综合学生的实际科研能力并顾及细胞生物学领域的核心教学要求，同时保证实验的系统性和综合性。

3.2 提升学生科学研究背景知识与技能

处于知识吸收和创新能力迅猛提升阶段的大学生，应重视理论基础的深厚积累及实验技能的实践锻炼。相较于常规的细胞生物学实验，该综合性实验在操作层面要求更为严格，大幅提高了学生的实验技巧要求。只有在实验过程中耐心细致地观察实验细节、准确记录数据，学生才能在解析实验结论的科学能力上有所突破。

3.3 鼓励学生投入课外时间完成自主研究

培育具备创新力的人才是教育的宗旨，从而对学生进行自主实验设计的机会成为必要的教学策略。由于综合性实验项目具有较强的连续性和系统性，要求学生利用额外的个人学习时间进行充分的预习和实验准备。此外，在每一个实验环节结束后，应迅速进行结果分析，并在整个课程结束时，系统性地分析评估综合实验的成果，以形成有价值的研究结论与实验意义总结。

3.4 指导教师在实验教学中的关键作用

在基础实验、综合实验乃至创新性实验中，教师的指导作用至关重要。整个实验教学的执行过程中，教师不仅负责全面指导，涵盖实验的准备、设计、执行至结果分析各个环节，还要提供思想指导、纠正具体操作步骤，并确保与学生的及时沟通，使实验得以顺利进行。要求学生就实验结果进行反馈和扩展性思考，深入讨论和分析，最终将研究成果以科学论文的形式提交。在撰写研究论文的过程中，学生应虚心接受教师全程的辅导与建议。

3.5 密切结合实验教育与课本知识点

鉴于细胞生物学这一学科的特殊性，其知识点繁多且分散，这就要求学生必须拥有出色的理解力。因此，非常有必要指导学生将实验的目标与课本知识、学习方法紧密结合，做到知识的整合运用。学生要在实验前参与实验的预备和设计工作，把书本上的知识点与实验操作关联起来。通过小组讨论、教师提问等互动方式，帮助学生在实验结束时能理解知识点与实验结果之间的内在联系，将抽象知识具体化和形象化，以便更好地掌握。此外，通过综合性和创新性的实验活动，引导学生发散思维，将各个知识点串联起来，构建形塑性强的立体记忆框架。