细胞生物学实验方法及时间统筹安排的改进,细胞生物学论文.docx
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1、细胞生物学实验方法及时间统筹安排的改进,细胞生物学论文以细胞生物学实验为代表的生物学实验教学中,存在知识点多、技术操作重点多,课时有限等详细问题。怎样在有限的课时内,既完成大纲要求的教学任务,又激发学生的学习热情、培养学生综合分析解决实际问题的能力和科学思维,就成为当代生物学实验教学及教学改革的重要内容及方向。细胞生物学是一门实验性很强的学科,也是生命科学领域中重要的基础课程,学生通过细胞生物学课程了解细胞构造及细胞活动的基本规律,细胞生物学理论课与实验课密不可分。细胞生物学实验课既是理论课程的验证和补充,又是培养学生创新能力、独立考虑能力、分析解决问题能力的重要手段。而细胞生物学实验专业性较
2、强,只要在顺利完成基础实验培训之后,才有可能作进一步的设计创新实验及科研性实验,这就要求我们合理分配基础性实验与设计创新实验、科研性实验各部分的时间,充分提高时间利用率,使学生得到更多的独立动手时机,提高其独立考虑、分析解决问题的能力。 笔者结合细胞生物学实验课的教学实践,对实验方式方法及时间统筹布置等方面进行了改良,希望通过本实验课教学,使学生在相对较短的时间内把握基本的细胞生物学实验技术,加强学生对理论课知识的理解,为接下来的设计创新实验及研究性实验打下基础。 1 统筹布置实验时间 我院细胞生物学实验教学任务繁重,每学期 64 学时,介入实验的本科生人数近 200 人,分 6 组进行,每组
3、需要做: 培养技术、切片机使用技术; 倒置显微镜的使用技术; 植物组织培养; 石蜡切片; 细胞内多糖观察; 细胞内核酸观察; 鸡血红细胞的融合实验等多个实验项目。我们曾经将每一部分分开进行( 见图 1) ,固然这样能够避免各实验项目之间的互相干扰,减少错误发生率,但是会大大延长实验时间,学生完成实验需 7 天。由于实验时间分配不合理,有时学生忙的不可开交,不能很好把握实验内容; 有时却又无事可做,使学生产生腻烦情绪,对实验效果影响颇大。为此,我们将华而不实的部分实验进行整合,将实验分 3 天进行( 见图 2) : 第 1 天,进行仪器设备及相关技术培训,动物处死,组织切取及固定( 过夜) ;
4、第 2 天,进行植物伤愈组织培养、石蜡切片实验的脱水、透蜡、包埋( 过夜) 、动物细胞融合; 第 3 天,进行石蜡切片实验的切片、展片、烘干、复水、HE 染色与福尔根染色、PAS 染色。但是由于实验时间限制,展片后烘干时间较短( 1 至 2 h) ,为避免在复水、染色步骤组织切片的丢失,学生往往利用酒精灯外焰对载玻片上的蜡带进行较长时间的展片操作,往往会造成蜡带熔化和组织毁坏,学生很难针对展片程度进行准确判定,进而影响实验的成功率和效果。为了避免上述问题,学生通常会反复向老师询问,能否能够进行下一步操作,不仅大大增加了实验老师的工作量,而且来自老师屡次否认的回答,使学生产生较强的挫败感,降低了
5、对实验的兴趣。针对以上问题,我们对实验中的限速步骤进行了改良,缩短了操作时间,进而使展片、烘干操作提至前1 天,然后过夜,充分延长烘干时间,下文将对实验方式方法改良进行进一步阐述。【图1-2】 另外,原来动物细胞融合实验布置在石蜡切片之后进行,学生观察到的细胞融合率非常低,经过分析,我们以为细胞融合率低的原因主要是由于融合时间比拟短,于是对实验时间进行调整,将动物细胞融合布置在石蜡切片实验中间( 从脱水到包埋步骤之间) ,详细时间由学生自主统筹。这样在石蜡切片实验经过中,学生能够随时观察细胞融合结果,感兴趣的学生还能够在实验老师的引导下,看到动物细胞融合状态随时间的变化,能够自主设计研究动物细
6、胞融合实验中PEG 添加量、融合温度对实验结果的影响,能够进行融合率与时间关系的研究,在不增加实验投入前提下,使学生能够得到在同一实验进程中从多角度多层次进行分析的训练,提高了学生的实验兴趣与科研能力。 2 改良实验方式方法 石蜡切片实验是细胞生物学实验的重要部分,迄今为止石蜡切片仍然是疾病诊断,尤其是病变性质判定的重要手段。实验中牵涉到断头处死小鼠,剖开腹腔,取出组织,冲洗,修切成小块,参加固定液进行固定,各级乙醇脱水,二甲苯透明,浸蜡,包埋,切片,染色,显微镜下观察等多个操作步骤,每一步操作都会对结果造成至关重要的影响,要求操作者具有很好的实验技巧,对于某些步骤( 如包埋) ,不得不由实验
7、老师进行演示实验,而学生不能介入,造成学生动手能力得不到提高,因而我们把华而不实某些步骤操作进行改良,使其更适宜学生操作,让学生更多的介入到实验中,动手动脑,不仅提高学生实验技能,而且使他们具有分析问题、解决问题的意识,提高其独立研究能力。 石蜡切片经过中,最易受操作人员实验技术影响的步骤是浸蜡、包埋,而且包埋效果直接影响到实验结果的好坏。原来本科学生浸蜡、包埋部分操作成功率仅为 10% 16%,甚至更低,不仅大大降低整体实验的速度、延长实验时间,而且由于大量重复操作,很容易造成学生产生腻烦情绪,对实验失去自信心。已经有相关研究人员对常规石蜡切片方式方法进行了研究,并获得了较好的效果。中国科学
8、技术大学的杨捷频提到在夏季、冬季分别选择高熔点( 58 60 ) 高硬度的蜡和选择低熔点( 54 56 ) 低硬度的蜡,并且不同组织采用硬度不同的蜡。但是在本科教学实验中我们试用之后效果并不明显,这可能与本科生实验操作技术的熟练程度有关,所以进一步开掘新的实验技术改良,降低这一操作的技术门槛,除了对相关研究人员具有一定的辅助意义外,对本科生石蜡切片实验教学就显得尤为重要; 弯雪燕等自制铁皮包埋盒,利用这一改良实验设备,获得了较好的效果,但是该设备改造仅适用于小规模应用,不适于 40 人甚至更多人同时介入的本科生实验,而假如扩大设备规模,则会增加实验成本。 经过了屡次实验改良探寻求索,试图降低这
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