细胞生物学课程实验创新模式与实践探索——以“细胞骨架的标记与观察综合实验的设计”为例

以学生为中心的层次化实验教学模式在细胞生物学教学改革中的探索和实践,有助于全方位提升学生的综合素质,在高校实验教学改革中发挥积极作用。细胞骨架的分布与定位是细胞生物学实验课程中的重要内容,然而关于细胞骨架的标记与观察的综合性层次化实验教学设计鲜有报道。该文围绕细胞骨架的分布,以体外培养的动物细胞为材料,设计了“细胞骨架的标记与观察综合实验”,实验内容涵盖了微管和微丝在细胞中的分布、细胞微管骨架的免疫标记方法、微丝骨架的荧光探针标记方法以及影响细胞骨架形态和分布的因素等多个知识点。实验项目包含了2个基础性实验“利用免疫荧光标记法观察上皮来源的人宫颈癌细胞中的微管”和“利用鬼笔环肽标记法观察上皮来源的人宫颈癌细胞中的微丝”; 1个拓展性实验“探究影响细胞骨架的因素”;以及1个创新性实验“检测大鼠成纤维细胞(C6细胞)的细胞骨架分布”,这4个实验构成了细胞骨架的标记与观察综合实验的层次化教学。该综合性实验的教学实践表明,以学生为主导的实验层次化教学能够激发学生的学习兴趣,提高学习的积极性和主动性,提升分析问题、解决问题和综合运用知识的能力,有助于学生创新实践能力和综合能力的培养。     

电子显微镜虚拟仿真实验的建设与应用

电子显微镜是利用电磁透镜聚焦成像的一种具有超高分辨率的大型电子光学仪器。但由于电子显微镜的结构精密、价格昂贵、运行和维修的成本较高等特点,使其在本科实验教学与实践培训中开展困难且存在着实验资源欠缺、教学成本高、仪器内部构造不易观察、实验时间过长等问题。为了解决这一难题,依据电子显微镜的成像原理,借鉴和参考最新的科研成果和技术应用案例,设计了教学目标并构建了知识体系,采用新一代信息技术建设了电子显微镜虚拟仿真实验项目。该实验包括电子显微镜超薄切片技术、负染色技术和线上答题等模块,可以实现实验内容的在线操作、自主学习、在线考核并对学生学习效果的全程追踪和综合性评价等功能。虚实结合的教学实践表明,该项目有效拓展了学生的学习空间与知识体系,丰富了实验教学与实践培训的内容和手段,形成了以学生为中心的自主学习教学资源,显著提高了实验教学效果,有利于基础学科创新拔尖人才的培养。