细胞生物学课堂教学模式改革初探

丁 洁

(贵州大学 生命科学学院， 贵阳 550025)

细胞生物学课程是一门综合性的学科，随着干细胞工程技术在生物及再生医疗行业的广泛应用，细胞生物学发展迅猛，研究内容日益扩展，新的研究方法和技术不断涌现，是21世纪生物科学研究的重点和热点[1-2]。现代细胞生物学从显微水平、超微水平和分子水平等不同层次研究细胞的结构、功能及生命活动。在我国基础学科发展规划中，细胞生物学、分子生物学、神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科[3]。着眼于我校人才培养的目标，在实际教学过程中，改革传统的教学方法，变“授人以鱼”为“授人以渔”的教学方式，并结合多媒体教学手段的应用[4]，根据教学内容，结合学科前沿知识，通过精选基础性实验、增加综合性实验、加强研究创新性实验，使学生的知识和能力协调发展。同时采用启发式[5]、互动式教学[6]，让学生以小组为单位开展解析理论、分析方法的讨论和操作，使学生从知识的接受者转变为知识的发现者，增强学生的学习主动性和积极性，增强学生对理论知识的掌握和分析问题的能力。针对该课程的教学现状和存在问题，主要从理论教学、实验教学与课程考核评价体系3个方面进行课程的建设与改革，其主要内容如下。

1 理论教学改革

在教学过程中，采取组织化教学(在课程学习一开始，就注重课程组织的建立和学习纪律的形成，更好地保障教学的正常开展，让学生学会自我管理，在组织中更好地分工履职)；以学生为主体，突出“学”的理念，围绕学生的基础、需求、兴趣点，结合学科特点和未来的发展趋势开展课程教学；让学生更多地参与课堂教学，提高学生的思考和总结能力，将学生的学习由被动变为主动，具体采取的改革方式如下。

1.1 基于团队的学习组织方式

首先，建立基于团队的学习组织方式[7]，目的是培养学生的团队协作能力，完成复杂任务；形式以6～7名学生一组，为便于课堂讨论，每组学生在课堂学习中座位相对集中，课堂讨论的成绩计入小组团队的平时成绩，并不定期给予一些细胞领域相关的前沿课题让每组学生做专题报告，学生在课外实践中分工合作完成大作业任务。

1.2 基于问题的互动教学

学习新课内容之前采用回顾问答法来复习上节课的重难点，便于学生对已学知识的掌握，有助于将前后章节的知识点进行衔接，有助于学生和老师共同构建该课程的知识体系架构。授课过程中，希望加入更多的问题式互动教学：基于简单的引导性问题，由学生独立抢答或提问的方式来完成，并计入学生个人的课堂讨论得分；基于难度较大的思考性问题(例如：概述细胞信号的整合方式与调控机制、如何理解细胞骨架的动态不稳定性？这一性质与细胞生命活动有什么特殊关系？总结阐述不同的CDK在细胞周期中是如何执行调节功能的？等综合性思考题)在课堂上进行分组讨论，3～5 min后提交书面答案，由老师课后评价记分，计入小组学生的团队分。通过问题式互动教学[8]，更好地检验、巩固、加深所学的知识，以便学生能够较好地掌握已学习的知识并整合重构学科的知识架构。

1.3 基于大作业的研究性学习

课堂教学过程中，每组学生抽签选择1道细胞生物学相关的前沿论题(例如：线粒体与细胞凋亡、干细胞在组织再生领域的应用与疾病治疗、胚胎发育中的细胞分化及肿瘤干细胞与肿瘤产生等研究热门论题)，要求学生自主查阅相关论题的文献资料，提交研究报告，并于一周后的课堂上做10 min左右的PPT汇报，所有学生提问，该组学生负责答辩，老师根据研究报告、课堂陈述及答辩表现给予评分，计入小组团队的研究性学习成绩，并根据个别学生的表现优劣给予适当的加减分。基于大作业的研究性学习方式不仅增强了同组学生在学习过程中的凝聚力和分工协作的能力，同时也让学生自主地了解专业领域的相关前沿知识，提高学生学习的主动性和积极性。

2 实验教学改革

适应素质教育的要求，课内实验的功能也应发生相应的转变：从验证理论，掌握技术向培养学生创新意识转变[9]。细胞生物学课内实验的开设，主要从基础性、综合性和研究创新性等3个层次，通过精选基础性实验、增加综合性实验、加强研究创新性实验，全面提高学生的综合素质。然而，开设综合性、设计性实验均具有一定的局限性，例如：实验的长时性与实验课时少的矛盾；实验室空间和仪器设备条件有限；实验室管理难度大等。因此，在课内实验课程设置上，仅能添加1～2个综合性、设计性实验，我们考虑创新性实验的另一种可行性形式：通过改进实验教学方法，将诱导式教学、问题式教学和过程式教学融入实验教学中，将基础性课程实验改造为一个个小型的综合性/设计性实验，即探究性实验。

2.1 实验教学之诱导式教学

在每一个实验开始前安排10 min左右的开卷测验和30 min左右的背景知识讲解。测验时多选用一些书本中没有、对理解实验原理很有帮助的简单题目，学生在做测验题时多数会有挫折感，因而会产生希望得到真正结果的期望。背景知识的讲解就围绕测验中的问题采用启发式讲解方式展开，通过视频和流程图演示实验原理，必要时可以以逻辑关系依次对学生进行提问，让学生的思维跟着解决问题的思路走，以最大限度地启迪学生的创新思维。

2.2 实验教学之问题式教学

例如：在植物细胞有丝分裂制片实验开始前，提出一些实验原理相关的关键问题(问题1:秋水仙素处理为什么是4 h？问题2:为什么显微镜下看到的细胞中期分裂相很少？问题3:制片过程中最佳的酸解时间是多长时间？等)，让学生带着问题做实验，通过实验结果验证理论知识，激发学生在实验过程中的探究欲、主动性和积极性，培养学生独立思考和解决问题的能力。

2.3 实验教学之过程式教学

例如:探究植物细胞有丝分裂酸解的合适时间。常规教学法:直接告诉学生用几分钟处理，学生根据实验指导书完成验证性实验。过程式教学法则是将全班学生分成几个组,每个组用一种不同的处理时间,比如5、10、15和20 min等,最后比较实验结果。实验教学中采取过程式教学法，虽然大多数组会得不到好的实验结果,但总会有少数组得到正确的结果,通过比较,所有同学对实验结果会有一个深刻的认识,也从中明白实验方法是需要探索的,实验结果的获得是需要合作的。

3 课程考核评价体系改革

目前，细胞生物学的考核方式仍然还是以学生的期末考试成绩为主，这样的考核方式与细胞生物学强调理论教学为主的学科特点相一致，但缺乏课内的互动及实践技能的测评环节，不利于考核学生对所学基础知识实际应用的能力。伴随课堂教学方式的改革，课程的考核方式也将做相应的调整：加大平时成绩在总成绩中的比例，考虑采取更多的方式进行课内互动讨论或布置课后作业，然后老师根据课堂成绩、作业以及实际表现给予成绩[10]。建立“过程+结果相结合”的综合评价体系：最终成绩由平时作业(10%)+课堂讨论(15%)+课程学习过程表现(10%)+大作业的研究性学习成绩(15%)+期末考试(50%)等构成，培养学生形成自主学习、积极学习的习惯。杜绝学生为了应付考试而“临时抱佛脚”的现象。

4 教学效果

对教学效果的分析评价是检验教学改革效果的重要指标。为检测互动式教学效果如何，课程结束后，课题组对采用传统授课模式和实施教学模式改革的两个平行班进行问卷调查测评学生满意度，并通过作业及试卷分析等多因素分析显示，教学改革取得良好效果。

学生满意度测评分析：测评表总分> 88分，统计为满意。作业分析：作业成绩由平时作业(20%)+课堂讨论(30%)+课程学习过程表现(20%)+大作业的研究性学习成绩(30%)综合构成，检测学生总结论述问题的能力，作业总分为100分，统计平均成绩。试卷分析：对期末考试试卷中的论述题(总分30分)进行分析，考查内容包含主要知识点和知识点论述的科学性和严谨性，统计平均成绩。从统计分析数据(见表1)，可以看出：不同教学模式下两个班级的学生满意度测评、作业分析及试卷分析等多方面均存在显著性差异，且通过课堂教学模式的改革明显提升了学生期末测试中的优秀率。

表1 教学效果分析评价

5 总结与展望

在教学改革实践中，我们取得了一定的成绩。教学过程中充分了解授课的对象——学生，结合自己的教学特点，选择采取适合教学双方的教学方法提高教学质量；通过改进和完善多媒体课件，在课件中加入大量的模式图、流程图和动画等[11]直观素材，使课堂更为生动和深入浅出，使学生完全理解相关机理方面深层次内容，从而促进学生对抽象基础知识的理解，进一步提升学生学习细胞生物学的兴趣。最后，采用多元化的课程考核方式，培养学生形成自主学习、积极学习的习惯。学生对细胞生物学授课内容的前沿性、教学方法的多样性及考核方式的多元化较为赞赏。实践证明，通过研究型学习更有利于学生创新意识和能力的培养。