基于创新型人才培养目标的细胞生物学课程教学研究

吕林兰+董学兴+王爱民+吕富+刘飞

摘 要：该文分析了《细胞生物学》课程特点，针对传统教学模式存在的问题和不足，以激发学生学习兴趣、培养学生科研素养为创新型人才培养切入点，探索了集中授课、微课教学、专题讨论相结合的《细胞生物学》多元化教学模式，多元评价、综合考核的课程评价机制，以及实现创新型人才培养目标对本课程教师的业务素质要求。

关键词：细胞生物学；创新型人才；教学模式；课程考核

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）22-0143-03

1 前言

21世纪，已然迈入知识经济占主导地位的时代，经济全球化趋势逐渐增强，科技发展日新月异，创新意识和创新能力是决定一个国家国际竞争力和国家地位的重要因素。具有较强创新能力的人才，是知识传播者和重要载体，也是团队、国家核心竞争力的根本。2012年，习近平同志在广东考察工作时指出：“综合国力竞争归根到底是人才竞争，哪个国家拥有人才上的优势，哪个国家最后就会拥有实力上的优势”。高校不仅是知识产业的源头，而且是创新型人才培养的主要阵地。传统的高等教育偏重于知识传授，主要是填鸭式的教育，而忽视智能的培养，教学方法单一，学生缺乏主动性，严重制约了学生的创新能力。所谓创新型人才，是指具有创新意识、创新精神、创新思维、创新能力并能够创造性地解决问题，取得创新成果的人才。创新人才具有高度责任感、个性化、有自主学习的意识和能力、具有合作精神和合作能力。创新型人才的培养是一项系统工程，体现在具体的各个教学环节中，需要从师资、课堂教学、实践教学等各方面进行改革。本文从培养创新型人才的目标要求入手，在深刻分析《细胞生物学》课程特点及教学现状的基础上，积极探索构建该课程多元化的教学模式。

2 细胞生物学课程特点和现有教学模式

细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它是我国生命科学四大基础学科之一（分子生物学、神经生物学、生态学），也是当前生命科学领域中最活跃、最富有发展前景的学科。根据教育部专业培养要求，《细胞生物学》是大学本科生物科学和生物技术专业“6+X”中的核心课程之一。著名科学家Wilson曾经说过：“一切生命的关键问题都要到细胞中去寻找”。因此，《细胞生物学》是生命科学各学科的汇聚点，该课程在生物相关专业课程体系中具有十分重要的地位，被列为发育生物学、遗传学、神经科学、毒理学、病理学等的基础课程，发挥着承上启下的作用，为学生学习后续课程打下基础。传统的《细胞生物学》教学模式以老师讲授為主，学生被动接受，考试则是主要考查学生对现有知识死记硬背能力。由于《细胞生物学》课程具有很强的实践性、研究性，内容比较抽象、深奥，采用上述这种“填鸭”模式教学，学生学习起来枯燥、乏味，缺乏学习兴趣和动力，因而难以取得理想的教学效果，对学生创新能力的培养更是差强人意。要造就创新人才，激发学生对生命科学和细胞生物学的热爱，培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力和勇于创新的精神，就必须改革《细胞生物学》课程传统教学方法，重构、创新其课程教学模式。

3 改革教学方法，创新教学模式

3.1 培养学生兴趣、创新精神和科研素养 爱因斯坦曾经说过“兴趣是最好的老师”。学习兴趣是学生主动学习、积极思维、大胆质疑、勇于探索的强大动力。由于《细胞生物学》课程理论性强，内容抽象、深奥，学生在学习过程中往往感到枯燥、困难，而且越到后面越跟不上，没有了学习动力。因此，培养学生学习兴趣是《细胞生物学》教学工作的一项重要任务。教师的授课技巧、幽默化的语言以及多元化的教学方式对学习兴趣的培养均具有举足轻重的作用。学习兴趣的培养要贯穿整个教学过程。绪论部分的教学是调动学生学习积极性、培养学生学习兴趣的重要契机，除了介绍本课程的基本概念、研究内容、发展历史外，主要突出本课程在生命科学中的地位与重要性，以及与其他学科的相互联系、细胞生物学的研究热点，并以生动形象的事例介绍细胞生物学的实践、应用，如克隆动物、矽肺病、干细胞治疗等。据统计，20世纪的诺贝尔生理学或医学奖、化学奖中，约75%奖项与细胞生物学密切相关。在课程相关章节中，也列举了数位诺贝尔奖获得者。通过讲解名人事迹、实验过程的缜密设计以及在科研道路上执着勇敢和坚持不懈的精神，活跃课程气氛，激发同学的学习热情，启迪其创新思维，培养其科研素养。如在信号转导这章教学过程中，介绍1971年诺贝尔生理学医学奖获得者美国生物学家萨瑟兰（E.W.Sutheland）的传奇人生，以他发现第二信使的过程，让同学们明白：萨瑟兰的成就固然是建立在前人所取得的内分泌研究基础之上，但他的成功更得益于他善于总结归纳知识、敏锐的观察、勇于创新和勤奋执着的追求。再如细胞凋亡这节中介绍2002年诺贝尔生理学或医学奖获得者之一——悉尼·布雷内（Sydney Brenner），他选择体长1mm、生活史仅3.5d、只有1031个细胞的秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）为新颖的研究模型，经过10a追踪线虫细胞的分裂分化与器官的发育等生命过程才发表了第一篇有关线虫论文，真可谓是“十年磨一剑”。著名剑桥免疫学家布鲁斯·罗萨曾这样评论他：“挑战强大是身材矮小的他生来俱有的进取本能，掌握主动是出身低微的他后天形成的获胜诀窍”。

细胞生物学发展极为迅速，新的研究成果不断涌现，其内容在不断更新。首先教师在教学过程中应该密切跟踪研究的前沿与进展，把细胞生物学领域的最新科研成果、存在争议与亟待解决的关键问题融入到教学内容中。同时，鼓励学生查阅相关文献资料，激发学生的学习兴趣，增强其学习的自觉性和创造性。其次，教师还应将教学与科研密切结合，通过在课堂上介绍自己在科研工作中应用细胞生物学知识、技术、方法心得体会，让有浓厚研究兴趣的同学参与到科研项目中来，这不仅有助于帮助同学在实践中消化理解抽象、深奥的理论知识，还能够训练他们的科研思维，提高其动手能力，并带动周围其他同学，促进优良学风、班风的形成。endprint

3.2 构建多元化教学模式 现代教学的理念是发挥学生在课堂上的主体作用，国外提出基于问题学习（problem-based learning，PBL）、翻转式课堂（Flipped Classroom）、“5E教学模式”、生物信息素质教育等模式，其核心都是要发挥学生学习的主观能动性，增强学生提出问题、分析问题、解决问题以及自主学习的能力，这些模式符合培养创新型人才的要求。其中PBL是发达国家目前广泛认同并普遍采用的一种医学课程模式，该模式将问题作为基本因素，把课程内容相互联系起来，让学生在不断提出问题和解决问题中完成教学内容的学习，从而实现教学思想，达成教学目标。翻转课堂模式则是学生通过互联网在家完成知识学习，学生和老师之间、学生与学生之间在课堂上互动，完成包括答疑解惑、知识运用等教学环节。我国学者也在教学模式改革方面开展了积极研究、探索实践。在这些模式中，教师和学生的角色较传统观念发生转变，教师成为学习的组织者和引导者，而不是纯粹的知识讲授人，这无疑对教师的组织能力和综合知识运用能力提出了更高的要求。细胞生物学属于基础学科，理论性内容较多，而且以病例为载体的PBL教学模式不适合非医学类生物科学相关专业本科生。鉴于此，笔者根据海洋技术专业培养方案的相关要求，结合《细胞生物学》教学内容的特点，充分利用网络、多媒体等教学技术手段，构建了一套集中授课、微课教学、专题讨论等方式相结合的多元化教学模式。

3.2.1 集中授课 根据内容特点侧重采用不同的教学方式是取得良好教学效果的正确路径。对重点和难点内容，提前发布学习资料，要求学生提前预习并鼓励在网络上提问；相对简单的学习内容，老师提供课件、微课等相关学习资源，布置相关学习任务，以学生自学为主，学生在网络上完成、提交作业；集中授课时，抽取学生代表用ppt汇报，学习、汇报情况计入平时成绩。对各章节的重难点内容，以问题的方式引入，再由老师回答学生所提问题，采取启发式、研究式和讨论式相结合的教学方式進行精讲。对一些应用性知识点，可引入一些相关疾病。例如，在讲解细胞周期检验点时，可以“有人说癌症又叫细胞周期病，为什么呢？”这个问题引入，以激发学生的探究热情。在讲授微管特异性药物时，可提问长春碱作为癌症化疗药物的原理，以引导学生学会知识的应用。对于细胞生物学上的重要成就的讲解，不能只注重结论，而应注重解析科学问题的探究过程，以培养同学的科研思维。譬如，讲解细胞衰老的Hayflick界限时，Hayflick设计了一系列实验推翻了诺贝尔获得者Alexis Carrel提出的“体外培养细胞的永生不死”的结论，以此引发学生对科学问题的深入思考。同时，也通过这个事例告诉同学们不要迷信权威，对已有文献、资料要批判地阅读。总之，在集中授课时，教师应立足提高学生提出问题和解决问题的能力、让学生能够主动参与到课程中来设计教学方案、实施教学。

3.2.2 微课教学 微课是指应用多媒体技术，就教学过程中的某个知识点或教学环节进行针对性讲解的一段音频或视频。针对一些比较抽象、繁杂和深奥的内容，制作成微课，方便学生以更加灵活、有效方式预习或复习。在微课制作过程中，应尽量采用视频或图片，以生动、直观、形象的方式呈现理论知识，从而帮助学生理解。按照五星教学原理，微课的设计应围绕“激活旧知”“示证新知”“尝试应用”“总结归纳”“融会贯通”5个教学环节展开，共同服务于“聚焦解决问题”这一核心任务，并形成一个教师示教循环圈。可见，微课虽“微”，但“五脏俱全”。微课中的视频可以自己制作，也可以借助网络资源下载，目前国内外网站上可以找到很多细胞生物学的动画视频，如膜泡运输、钠钾泵、CAMP信号转导等等。根据《细胞生物学》课程内容体系及重难点要求，建议设置如下微课内容（表1）。

3.2.3 专题讨论 专题讨论是开展研究式教学的重要手段。老师提前2～3周布置任务，以数名同学为1组，每组选定1位组长，围绕某一共同专题查阅教材、期刊文献，在课下开展学习和探究。最后，汇集研讨成果，并以报告的形式呈现给其他同学，其他同学针对该专题向该组同学提问，老师和同学代表对汇报成果、问题回答情况共同评分。专题讨论的题目可以由老师确定，也可以通过学生自主选题、老师确认的方式确定。用于讨论学习的专题应体现细胞生物学科前沿性、实用性以及有争议的研究课题，如细胞分化与干细胞治疗、器官克隆、癌症与生活、线粒体与细胞凋亡和氧化应激、膜功能异常与疾病、环境激素作用机制等等，都是很好的讨论专题。通过开展专题讨论，可以培养学生的团队协作精神、创新思维、自学能力和口头表达能力。

3.4 多元评价，综合考核 传统的《细胞生物学》课程考核形式为考试，评价方式固化，考核途径单一。这种考核方式，部分学生往往寄希望老师考前划重点，通过考前几天死记硬背勉强过关。由于这些同学未能深刻理解和熟练掌握所学知识，更不能达到举一反三、融会贯通，“考过就忘”的现象比较突出。因此，要想达到理想的教学效果，课程考核方式也必须与时俱进、不断创新。在近几年的教学工作中，笔者探索出了一套知识性、过程性和能力性评价相结合的多元综合《细胞生物学》课程考核体系。知识性评价主要体现在期末考试卷面成绩，以试卷考试形式为主，主客观试题大致各占试卷50%，既考查学生掌握基础知识的状况，又考查学生应用知识的能力，占考核总评的60%；过程性评价主要考查学生对网络资源（微课）的利用程度、作业的质量、出勤和回答课堂提问的效果，占考核总评的20%；能力性评价主要考查学生的自学能力，如专题讨论报告及汇报的质量、参与的积极性等，占考核总评的20%。

客观地说，上述教学模式、教学方法的改革与创新，对学生提出了新的要求，也对老师提出了更高的要求。教师不仅要具有过硬的专业知识、能够准确把握学科前沿动态、具有良好的组织能力和沟通能力，还要能够熟练应用诸如Authoware、Camtasia Studio等课件制作软件，将现代信息技术与经典内容有机结合，不断提升课程教学效果。

4 结语

根据《细胞生物学》课程内容特点及创新型人才培养目标要求，构建集中授课、自主学习、微课教学、专题讨论相结合的多元化课程教学模式，充分激发了学生的学习兴趣和热情。通过改革传统考核方式，建立多元评价、综合考核的课程考核体系，让学生从过去的死记硬背中解放出来，变被动学习为主动探究，极大地提高学生学习效率和课堂教学效果。在实施创新型人才培养课程教学改革中，对教师和学生都提出了更高要求，教师备课、授课所花费精力也远多于传统教育模式，学校应提供更多的培训机会，建立长效机制给予政策支持，以调动教师教育教学改革的积极性。

参考文献

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