近年来,为了顺应学科发展,提高医学生物学细胞实验教学效果,在护理、药学和医学等专业的学生中,我进行了多种教学方法改革与探讨,发现在实验课中加强侧重开放性及探索性实验、综合设计性实验等教学改革,能激发学生的积极性和主动性,培养学生创新能力和科学研究的观念,有利于学生综合素质培养,也能使医学细胞生物学的实验教学与理论教学同步发展,促进学科建设。
1.教学方法革新生命科学和信息技术是当代科学研究的两大热点,其发展日新月异,医学细胞学的实验教学手段必须与这一发展趋势相适应。因此,在实验教学过程中我们积极进行教学改革,加强多媒体教学,强调启发式教学模式,提高了教学质量和教学效果。
1.1.PBL模式实验教学。PBL(problem—basedlearning)是近年来兴起的一种新式教学模式,是在实验教学的相关环节中以问题为中心展开讨论的一种教学方法。PBL模式实验教学能促进师生间的互动交流,激发学生的自主学习兴趣,提高学生对某一方面知识、资料的查找和自我观点的表达,是增强学生综合素质的有效手段,是现代教育中颇具潜力的一种教学模式。近年来我对学生进行PBL模式结合开放性及探索研究性实验教学或综合设计性实验教学,取得了良好的实验教学效果。具体做法为:以每五位同学自由组成小组,作第九章的《细胞有丝分裂实验》,结合细胞的七个章节,通过幻灯片认识细胞进行有丝分裂的周期性。即连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期。有丝分裂是一个连续的过程,为了描述方便起见,实验习惯上按先后顺序划分为间期、前期、中期、后期和末期四个时期,在前期和中期之间有时还划分出一个前中期。实验在老师布置的范畴内确定实验课题,查找相关文献由其中一个同学以开题的形式在实验课堂上演示实验设计方案,带教老师予以点评及修正。PBL模式实验教学打破了传统的以学科为基础、以教师为中心、以课堂讲授为主的教学模式,是将医学细胞生物学和其他临床或基础学科相结合的一种教学方法,能与多种教学模式相融合,是一个自学、讨论、再自学、再讨论的学习过程,学生成为学习和教学的主体。将PBL模式融人到细胞生物学实验教学后,发现学生的自学能力及独立分析解决问题的能力明显提高,同学们能更深入地学习和理解细胞生物学的相关实验内容,同时也增强了学生书面材料的整理归纳能力及口头表达能力等。为培养学生的科学素养、创造性思维能力和应用能力打下良好的基础。
1.2.实验过程。掌握有丝分裂各期的特点,明确实验目的要求,掌握光镜下某些细胞器及细胞器的形态结构
【实验准备】1)、切片标本:马蛔虫子宫切片、兔脊神经节切片、洋葱根尖切片。2)、器械试剂:光学显微镜,牙签、双凹玻片、载玻片,盖玻片、二万分之—詹钠氏绿染液、香柏油。
【实验内容】 1)、中心体:马蛔虫子宫切片,在低倍镜下注意观察,可见受精后处于各种不同分裂时期的卵细胞,初步看清各个时期,然后换高倍镜观察,在细胞的中部有染色较深的染色体,两极各有一小球形结构,即为中心体,其中染色极深的小点是中心粒,在中心体的周围可见放射状的星丝。2)、高尔基复合体:兔脊神经节切片。先用低倍镜观察,其细胞多为椭圆形,找出细胞轮廓清楚的地方转高倍镜或用油镜观察。可见到细胞的中央有一不着色的圆形区域,即细胞核。高尔基体的位置一般都在细胞核外围的某一区域。但是神经细胞的高尔基体都围在整个细胞核周围,呈棕黑色的颗粒状或长卷曲的线状或连成网状,在视野中也可能看到没有经过细胞核的切面,该细胞肉的高尔基体似乎散布整个细胞质中。3)、线粒体。口腔上皮细胞内线粒体的显示用一干净的牙签,刮取口腔颊内的粘膜(由于最表面的粘膜上皮细胞大部已衰老,代谢不旺盛,线粒体少,刮时可稍重些,尽量取较深部的粘膜),均匀地涂于干净的盖玻片上,取一块双凹玻片,把浓度二万分之一詹钠氏绿(与线粒体有特异性的亲和作用)染液滴在双凹玻片的凹孔内,再将涂片的涂面朝下平复在凹孔上,注意勿留气泡,在30℃温度下染色15分钟。显微镜下仔细观察口腔上皮细胞核周围均分布呈颗粒状的线粒体。4)、植留细胞有丝分裂各期观察。取洋葱粮的切片标本,先在低倍镜下观察,找到根尖末端染色特别深的部位,就是根的生长点,该处可见到许多处于不同分裂期的细胞,但也有不分裂状态的细胞,选择分裂细胞最多的部位,转换高倍镜观察,按照下述分裂各其细胞的特点,仔细观察处于不同分裂时期的细胞。发现其各个时期的分裂特点:
【前期】: 核膨胀,核内分散的染色质聚合形成丝状的染色丝;核内染色丝结构变粗,成为长短不一的染色体;核仁核膜消失。
【中期】: 染色体排列在细胞的赤道而上,形成赤道板,横列在纺锤丝的中部;染色体纵裂为二,数目增加一倍,但尚未完全分离,显微镜下不易看清其形态。
【后期】: 染色体分离为两群,并移向细胞两端;染色体己集中于细胞两极。
【末期】: 染色体逐渐消失,形成两个新核;细胞在赤道位置上开始分离,形成细胞板;最后完全分成两个细胞。
再总结出:
【细胞有丝分裂记忆的有效口诀】有丝分裂并不难/间前中后末相连/前期:膜仁消失现两体/中期:形定数晰赤道齐/后期:点裂数加均两极/末期:两消两现重开始(动物)/两消两现新壁建(植物)。因为细胞分裂是一个连续的过程,所以有些细胞形态处于任何两个时期之间,要求同学们在观察时仔细分辩,多加思考,准确地识别所见细胞所处的分裂期。
2.实验教学内容更新。细胞学的实验教学目的不仅是训练学生技能,培养动手能力,而且还要通过实验培养学生对细胞学理论知识的联想和理解,增强学生对细胞生命现象进行探索的兴趣和思维的自觉性,提高学生的综合素质,使学生更好地适应和接近当今社会人才需求的标准。传统的实验内容主要是验证性实验为主,授课老师详细讲解实验方法、原理与实验步骤后,学生照方抓药,按照老师的思路顺利完成实验程序并书写出实验报告。传统的实验教学模式及实验内容不利于学生独立思考,不能发挥学生的主观能动性及培养学生的动手能力。为此我在保留少数验证性实验内容的基础上,更侧重开放性及探索性实验、综合设计性实验等内容。如,末期主要过程是子核的形成和细胞体的分裂。曾经有人认为星纺锤体含有三种纺锤丝,即三种微管。一种是星体微管,由星体散射出的微管;二是极微管,是由两极分别向相对一级方向伸展的微管,在赤道区来自两极的极微管互相重叠。现在认为极微管可能是由星体微管伸长形成的。三是着丝点微管,与着丝点联结的微管,亦称着丝点丝或牵引丝。着丝点是在染色体的着丝粒的两侧发育出的结构。有报告说着丝点有使微管蛋白聚合成微管的功能。无星纺锤体只有极微管与着丝点微管。核膜破裂后染色体分散于细胞质中。每条染色体的两条染色单体其着丝点分别通过着丝点与两极相连。由于极微管和着丝微管之间的相互作用,染色体向赤道面运动。最后各种力达到平衡,染色体乃排列到赤道面上。在这个难点上,尽可能地让学生更多地参与实验教学的全过程,让学生独立思考、讨论设计实验方案,在老师的审批与指导下,进行实验操作,并对实验结果进行分析讨论,学生将从中得到启迪,能更好地理解细胞学的理论知识及生命现象。