项目式教学法在“细胞工程”实践教学中的应用
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作者:刘正杰 董玉梅 林春
[摘 要] 项目式教学主要是指教师作为引导者，辅助学生实施一个完整项目而进行的一项教学活动。随着国内教学体制改革的发展，项目式教学法在很多高校中得到了应用。针对“细胞工程”课程传统教学存在的问题，结合学生和课程体系的特点，对该课程实践教学采用项目教学法，提出了“细胞工程”采用项目式教学的必要性及基本实践流程，从采用项目式教学的案例中可以看出，项目式教学能明显提高学生的学习兴趣和综合能力。
[关键词] 项目式教学;细胞工程;综合素质
“项目式教学法”是通过在教学任务过程中，让学生实施一个完整的项目而达到学习的目标，其目的是将课堂教学丰富的理论内容与实践教学有机结合，能够达到充分挖掘学生创造潜能，提升学生自主学习及解决实际问题的综合能力。实施项目教学法过程中，学生对感兴趣项目的选择、展示自己的项目成果、教师对学生项目开展情况进行评估总结，同时结合现代化教学手段和实验手段，从而可以获得良好教学效果。
“细胞工程”是一门实践性很强的课程，课程内容涉及细胞生物学基础、无菌操作等，内容相对广泛且应用性较强。如果将其课程教学内容分成不同的知识模块，建立与该模块相适应的项目，学生在完成项目的过程中，自然能将每一模块的知识系统化，并会在此基础上对相关内容的最新进展进行查阅，以弥补课时减少带来的授课内容的缩减。在此过程中，一方面可加深学生对所学理论知识的深入理解和运用，另一方面能够提高其思考问题和解决问题的能力，实现理论教学与实践教学的完美结合。学生主动学习的热情高，其创造力才能得到有效的发挥和提升。
一、项目教学法的特点
项目式教学法通过让教师根据教学大纲主线要求设置适当数量的项目研究内容，将课堂知识点融入至各个项目中，教师指导学生对开展项目研究，在完成项目的同时达到了理解课堂知识的目的，并可跟踪评价学生完成项目过程的始终，形成了理论教学和实践教学有机融合的教学体系。因此，项目式教学法具有以下特点。
1.理论与实践教学的结合度较高。教师或学生根据课堂中的理论知识提出不同的项目任务，课堂中的知识点能在项目内容中得以良好的体现，达到了灵活地将理论教学知识和实践技能提升充分结合的目的，而且学生获取了课堂理论知识点之后，能更好地利用所学的知识在项目实践中得以验证，具备很强的可行性。
2.有利于对学生启发性思维的开发。由于提出的项目内容具有很强的系统性，能够充分引导学生利用课堂上学到的理论知识去解决项目研究过程中遇到的问题，有利于培养学生的启发性思维能力，能引导学生针对项目开展过程中的实际困难，积极思考并开展讨论并获取最佳的解决方案。
3.有利于对学生学习质量的过程式评价。对于传统的教学过程，课堂内容经常和实践教学内容联系度不高，且实践教学中各个实验内容相对独立，联系性不强，学生在做实验过程中往往是简单的按部就班、机械模仿，很难衡量和评价学生的学习质量。而项目使教学可以充分地彰显学生的思维能力、操作能力与解决问题的能力，教师可以根据学生开展项目研究的表现进行过程式评价，这样的评价体系更加客观有效，能更加准确地评价学生的学习质量。
二、传统实践教学形式中“细胞工程”教学中存在的问题
在“细胞工程”教学过程中，应用传统实践教学方法，虽然能够获得一定的成效，比如学生能较快地掌握每个理论知识点等，但学生反映专业课程的實践教学内容应该更加的强调实验与实践内容的系统性、完整性以及与实际课题研究的紧密性。因此，类似于“细胞工程”等专业课程的实践教学方法还存在许多问题，需要从不同方面进行改进。
1.在“细胞工程”教学环节中，早已经设定该专业课程的实践教学环节，但是传统的实践教学目的一般只考虑加强对应知识点的强化与记忆，虽然这对于让学生加强对单一知识点的理解以及掌握专业技术知识的确有好处，但是教师与学生沟通交流显示，学生通过开展实践和实验学习不仅仅是期望提高自己对某一项专业技能的理论水平与实践能力，而更加期望强化个人综合能力的培养，而传统的实践教学内容很难达到这一目的。
2.从传统实践教学内容的性质来看，缺乏选择性与创新性。“细胞工程”是生物类专业的必修课，通过对课堂教学内容的学习，学生已经掌握该课程基本知识，因此需要进一步强化学生自主学习的能力，但传统实践教学中设置的实验内容过于单一，不能有效调动学生探索新知识的求知欲与自主学习的积极性;同时，不同学生个体之间存在差异，对理论知识的掌握程度以及实验研究内容兴趣点也有不同，因此不适宜设置相同的实验内容来考查学生对知识的掌握程度。因此，通过设置合理而有选择性的实践教学内容，才能更好地调动每一位学生的积极性。
3.传统实践教学内容的系统性较差。“细胞工程”理论教学过程中，常常会引入一些案例以加强学生对基本理论知识和设计思路等的理解，同时，在重点章节的基本理论内容讲授完毕之后，安排相对应的实验加强知识点的理解，这种教学方式过于体现了理论知识和实验内容的一一对应性，不同实践教学内容之间的衔接性与系统性较差，不利于学生利用掌握的知识去解决实际项目研究可能遇到的问题。
此外，利用传统实践教学形式，对学生知识掌握程度的评价存在片面性。教师比较看重实践教学完成之后，学生实验报告、实验总结等作业内容的深度、完整性与工整程度，容易在教育学的过程中，形成过于依赖于去评价学生的作业结果，而忽视了学生完成实验及作业的过程，无法考查学生是否真正理解了实验的基本原理、操作方法以及是否能够利用所学知识去解决实际的科学问题。
三、项目式教学法在“细胞工程”实践教学中应用的必要性
项目式教学是突出学生的中心地位，依赖于学生自主学习能力，教师予以辅助的一种教学方法。我们在“细胞工程”教学过程中进行抽样调查也发现，“细胞工程”教学采用项目式教学方法得到了大多数学生的肯定与认同，该方法的采用能更好地强化学生对专业知识与技能的掌握，也为学生综合素质的提升创造了条件。项目式教学法在“细胞工程”实践教学中应用的必要性体现在以下几点。 1.更能突出教学过程中学生的中心地位。在“细胞工程”专业课的实践教学内容设置上，结合课堂上理论讲授内容与当前科学研究热点，教师导入不同的项目研究任务，主张让学生为主体去完成，教师辅以帮助，从而基本摆脱了以老师在讲台上讲授、学生在台下听与操作的“单线型”传统教学模式。学生在完成教师安排的研究项目过程中，达到巩固理论知识的目的，也能充分掌握实验技能，学生学习了实验操作与工作方法，也挖掘了学生的学习潜能，学生能“边学边做，边做边学”，改变了传统的学习方法中过分的依赖于老师的问题，充分地体现了学生的中心地位，让主动学习成为实践教学过程中的常态。
2.更能促进教学过程中学生的学习积极性。项目式教学过程中我们发现，引导学生根据所选的感兴趣的研究项目内容去主动发现问题和解决问题，能够充分调动学生主动性学习的积极性。在老师的辅助下，将一个个科学问题安排学生们自己去处理，从文献的查阅、信息的捕获与总结、实验方案的设计、项目困难的解决、项目进展与总结的汇报等，都由学生自己去负责，最大限度地启发学生思考，引导学生以一个科研工作者的状态去思考，然后解决问题，能让学生享受在项目研究中的“酸甜苦辣”，在快乐学习的过程中实现自己的价值，学生的学习积极性高涨，兴趣盎然。
3.能在教学过程中培养学生的综合实践能力。“细胞工程”实践教学采取项目式教学，要求学生以组为单位去完成选定的项目内容，不是简单地让学生根据给定的实验操作流程完成实验操作，而是需要小组内学生认真讨论，分解并分配任务，设计合理可行的方案，才能取得较好的结果。在整个项目开展的过程中，不仅需要小组成员利用课堂上学到的理论知识和其他课程中掌握的专业技能，更需要将这些知识和技能用于解决实际的科学问题，这对于培育生物学领域具备较好综合实践能力的人才大有益处。与此同时，教师也更加考察在项目实施过程中，小组成员的配合默契程度、每个成员的工作态度，以及小组成员形成合力去解决问题的能力，而不是简单注重实验的最终结果，这对于提升学生团队协作能力、沟通能力与应变能力等综合素质也是非常重要的。
四、项目教学在“细胞工程”课程中的实践
“细胞工程”是生物类专业的必修课，不仅要求学生牢固掌握动植物细胞、组织和器官培养等理论知识，也要求学生掌握相应的实验操作能力。由于传统的“细胞工程”课程教学方法偏向于单个知识点的介绍，并辅以相应实验予以巩固，容易造成学生按照知识点和实验流程等机械照搬，而缺乏系统性的认知。通过将项目式教学法应用于“细胞工程”专业课程中，获得了显著的教学成效。
1.“细胞工程”实验项目内容的设计。该门课程实验项目内容的设计，不能盲目的全部涵盖教学大纲的所有知识点，而是基于知识点的连贯性、学生所具备的基本操作技能、理论知识水平以及兴趣的不同，设定不同的项目内容，其基本的原则包括以下几点：第一，项目内容的涵盖的知识点需要有一定的连贯性和系统性，而且重点设置一些与现有研究热点相应的研究内容，使项目研究的应用性更强。第二，项目内容能让学生产生浓厚的兴趣，通过设置一些与现实需求紧密度较高而且有一定应用价值的实验内容，更容易让学生产生求知欲与主动学习的热情。第三，项目执行的与考核方式需要作明确说明，学生才能明确项目式教学需要以学生为中心，明确项目执行的具体操作方法以及后续考核的基本形式，让学生做到“心中有谱”。第四，项目的内容不宜太难，由于课程时间有限，太难的研究项目无法在课程结束之前完成，而且过于困难的项目容易让学生失去信心，而适当难度的项目内容，可以激发学生利用已有的理论知识与团队协作去解决一定的困难，更有利于学生创造力和学习能力的提升。
2.“细胞工程”项目式教学流程。在项目式教学体系中，教师的角色发生根本性的变化，而是引导者、组织者、辅助者。“细胞工程”实践教学的项目式教学基本流程如下：
第一，项目内容的展示与说明。教师展示并分析项目研究内容，说明每个项目所需要用到的知识点、技能需求、研究目标、研究重点及难点，让学生以6～8人为一个小组成为研究团队，在教师的引导下选择感兴趣的项目，激发各小组成员开展项目的热情与积极性。
第二，项目计划讨论与制定。各小组根据所选项目内容，制订研究计划，成员分工协作，查阅文献资料、开展课外小组讨论、设计实验方案、撰写研究项目的开题报告以及以PPT形式汇报项目计划书。
第三，项目的组织与开展。在制定并修改项目计划后，开展项目研究，在项目实施的过程中，各小组成员互帮互助，及时提出问题和发现问题并通过小组讨论后尽量主动地解决问题，如果遇到全体小组成员都无法解决的困难，可通过教师的指导，进一步加强小组成员之间的合作将问题解决。同时，教师加强对各小组成员的监督，加强过程式评价;同时，在有需要的情况下做出方向性的指导，但不明确具体操作和设计方法;教师也要鼓励学生敢于创新，激励学生运用课题内外的知识开展项目研究。
第四，项目完成后的总结与评价。项目式教学方法对于各小组研究结果的评价是综合性与多元化的，特别是凸显过程式评价的地位。评价内容包括：各小组选题可行性论证和文献量是否充分、工作是否思路清晰和方案是否可行、研究过程中解决问题是否及时得当、实验结果与预期是否相符、是否能及时统计并分析结果、实验结果分析是否充分、团队小组成员工作安排与协作是否得当。因此，在对各小组综合性评价的标准不是简单地重视结果的完整性，而是考核学生是否达到了该课程采用项目式教学的基本目标与要求，注重学生创新性思维、分析问题与解决问题、团队协作与沟通能力等綜合性素质的提高。
第五，项目完成后的总结与归档。在学生完成项目研究内容与总结汇报后，及时将学生上交的材料整理、归档保存，需要对各小组项目任务执行过程中产生的问题和好的案例及时总结，从多角度审视该课程采用项目式教学法产生的效应，为后续继续采用该教学方法中各个环节的优化，包括选题、实施过程监督、高效过程式评价体系等的更加合理、完善、有效，并为其他课程采取类似的教学法提供经验。 五、“细胞工程”项目式教学范例
以“灯盏花离体快繁体系的建立”项目为例，一个小组的学生通过执行该项目，达到理论和实践结合，巩固课堂知识点并提升综合素质能力的目的。灯盏花分布于我国西部及西南部山区，是云南省具有较好开发价值的民族中药材之一。由于该药材在云南较为常见，贴近学生的日常生活，学生的兴趣较高。该项目的执行涉及植物器官离体培养、植物组织培养基本理论、培养基成分及培养基配制、无菌操作技术等方面的知识点。该项目主要要求如下。
1.查阅文献，设计实验方案，通过小组成员讨论，完善“灯盏花离体快繁”实验各个环节，特别是外植体的选择、外植体的消毒方式与培养基元素含量和激素浓度等;待方案确定后，小组学生撰写实验计划书并完成PPT汇报，教师根据汇报情况进行评分与提出建设性的修改意见，但不能替代学生作具体的修改。
2.小组成员分工，按照实验计划方案，完成实验全部内容，注意观察外植体在培养基中的生长状态并及时统计结果，注意该项目的执行过程中会遇到困难，比如灯盏花外植体容易污染、芽的增殖系数不高、芽的生根率比较低等，教师只能给予一定的意见和建议，问题的解决都需要学生通过搜集资料、阅读文献，小组成员分析讨论后，形成解决方案并进一步优化实验计划，从而解决项目执行中遇到的问题。在项目执行过程中，教师需要对小组每个成员的表现予以评价与记录，在实验执行的中期，教师要求学生完成研究进展的PPT汇报，并予以评分。
3.汇总实验数据与整理实验图片资料，撰写实验综合报告并完成PPT汇报。教师需要分析综合实验报告撰写的情况，特别要关注综合报告与PPT中数据分析的正确性、图片说明的合理性以及分析讨论是否深入等。在PPT汇报时，教师对项目中一些亮点或优点予以肯定，并指出其中运用到的知识点和关键方法原理，以促进学生对相关知识的掌握。此外，小组内部及小组之间也需要进行相互评分，相互学习。
六、结语
近几年在“细胞工程”实践教学过程中采用项目式教学法表明，利用该方法获得了较好的教学成效，学生能改变以前盲目的跟随教师的思路与给定的实验操作流程完成实验的习惯，能积极主动地投入学习与讨论中，主动学习积极性得到有效提升，学生表现出了活跃的思维与较强的动手能力，部分学生的综合素质得到较大的提高。同时发现，有个别小组成员过分依赖于其他成员，很少主动去思考与实践，因此，教师在采用项目式教学法的过程中要加强对小组成员的监督并提高过程式评价的效率。
参考文献
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