新形势下细胞生物学在线教育中课程内容改革探索与实践

陈丹 徐欣怡 曾鋆

摘 要 新形势下，各大高校全面开展线上教学，但校园内课堂教学的经验与技巧，并不能直接照搬进线上课堂。那么如何适应新环境，新形式，保障教学质量与教学进度，切实提升教学水平，是需要广大教师认真思考，切实解决的重要问题。本文以“细胞生物学”课程为例，介绍开展线上教学课程内容改革的实际案例，分享实践经验，希望更好地促进细胞生物学课程的在线教学，为提升中国的高等教育系统贡献力量。

关键词 细胞生物学 线上教学 课程内容改革

中图分类号：G642                                   文献标识码：A    DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2020.09.023

Abstract Under the new situation， colleges and universities carry out online teaching in an all-round way， but the experience and skills of classroom teaching on campus can not be directly incorporated into the online classroom. So how to adapt to the new environment， new forms， ensure the quality and progress of teaching， and effectively improve the level of teaching， is an important problem that teachers need to seriously consider and solve. Taking cell biology as an example， this paper introduces the practical cases of online teaching content reform， and shares the practical experience， hoping to better promote the online teaching of cell biology and contribute to the improvement of China's higher education system.

Keywords cell biology; online teaching; curriculum content reform

我們国家对在线教育发展给予了众多关注，在《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中指出要“加快终端设施普及，推进数字化校园建设，实现多种方式接入互联网”。2019年3月，国务院《政府工作报告》又明确提出发展“互联网+教育”，促进优质资源共享的中国教育信息化政策，互联网技术和信息化技术正在给教育领域带来巨大变革。正因为中国教育原本就正处于线下往线上过渡的阶段，正在构建数字教育平台，借此机会，高校教育工作者也可以更好地主动加强线上教学实践与分析研究，加强自我学习，提升教学质量。本文将开展细胞生物学线上教学课程内容建设作为教育改革的首要目标，结合互联网信息技术，在细胞生物学课程教学内容建设方面进行实践和探索，希望为加快推进信息化教学变革，提高线上教学质量提供助力。

以我校细胞生物学课程为例，教材选用的是翟中和主编的第4版《细胞生物学》，全书共有17章，49小结，课堂教学安排为56学时。原本的线下教学时，会根据各章节难易程度、知识点多少以及翻转课堂教学设计的具体情况来安排课时和教学进度。在全面线上教学模式下，首先需要根据课程内容进行适当调整，将原本大约45分钟的教学过程分割成大约20分钟左右的一个个小的教学单元模块。有大量科学实验证明，25分钟是人的专注力保持得最好的一段时间，在变得太累之前，利用一次短时间的休息或切换学习状态，可以帮助更好地投入下一个时间段的高效学习。线上教学，需要学生和老师长时间专注于屏幕，适当地调整教学内容，缩短每个单元的学习时间，保持良好的学习节奏，可以更有效地保证教学质量，达到学习效果。其次，线上教学，更需要保护好学生的学习积极性，更有效地进行互动学习，合理设计随堂测验问题，并及时给予学生正向反馈评价，从而增强学习体验，保证学生投入到教学过程中，所以需要更精心地、科学地进行教学设计，充分发挥智慧教学工具的优势。第三，线上教学因为受限于网络状况、学生学习环境、使用学习设备等客观因素，每个学习单元安排的教学内容必须少于实际线下相同学习时间的教学内容，这样才能保证在20分钟左右完成一个学习单元，在进行教学内容安排和教学设计时也要充分考虑到这一点。基于以上几点，虽然有同样多的课程学时，但线上课程完全无法象线下教学那样安排课程进度和教学内容，势必要将一部分知识点放在课堂之外，有意识地培养学生的自主学能力，让学生通过录播、网络慕课资源、独立发布的学习资料、线上测验等等形式，在其他时间进行学习。线上直播教学时间段用来更有效地抓住重难点学习内容，进行研讨交流或者互动，引导学生更好地参与课堂，更有效地掌握知识点，提升学习能力。

以细胞生物学第五章第一节“膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输”为例。这一节有三个知识目标：（1）不同物质通过脂双层的能力;（2）膜转运蛋白的分类和特点;（3）小分子物质跨膜运输的类型。四个能力目标，分别为：（1）通过提前发布课前预习要点和预习题，以及课堂上的现场提问，督促学生进行课前预习，培养自主学习能力;（2）通过课堂上的积极引导，图片、教学视频的合理使用，培养学生观察、比较、分析和总结能力;（3）通过情景问题、推理类和实验设计类问题的设置，让学生不得不主动学习、归纳、总结，鼓励学生进行再创造，培养学生创造性思维的能力和良好的科学素养;（4）通过小组合作学习的方式，培养学生沟通、交流、总结和探究能力。课堂上需要帮助学生建立的情感态度与价值观主要包括四个方面：（1）通过学习并建立细胞膜结构与功能相适应的观点，部分与整体统一的观点;（2）让学生进一步认识到对细胞生命活动规律的认识也是在不断更新和变化的，要用辩证唯物主义的观点去看待事物发展规律，而实践则是检验真理的唯一标准;（3）小组合作学习方式有助于学生克服传统教学中接受式学习的弊端，形成以兴趣驱动的探究式学习;（4）通过列举国内学者在细胞生物学领域做出杰出贡献的实例，激发学生的爱国主义热情，引导学生树立正确的理想信念、人生观和价值观，继承和发扬爱国主义传统。

对应以上教学目标，课堂教学重点为：（1）理解和掌握哪些物质可以通过脂双层;（2）引导学生明确区分不同膜转运蛋白及其特点;（3）能够区分小分子物质跨膜运输的类型及其与膜转运蛋白之间的对应关系。课堂教学中知识层面和能力层面的难点在于：（1）知识难点主要是需要学生完全掌握区分小分子物质跨膜运输的类型及其与膜转运蛋白之间的对应关系;（2）能力难点包括归纳和总结的能力，将膜转运蛋白类型及主要特点与小分子跨膜运输类型联系起来，形成思维导图;观察、分析和创新性思维的能力，根据已有知识基础和老师的引导设计可以证明水孔蛋白作用的实验。

第五章第一节“膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输”的知识目标相对于能力目标而言并不难达成，学生通过自主学习完全可以掌握，因此相应地，需要在课前准备和预习、课程内容设计，课堂教学实施和课后复习阶段做好规划，把知识目标的学习和考核放在课堂时间之外，其他内容分为两个学习单元。具体教学实施过程为：首先，本节基础知识点“（1）不同物质通过脂双层的能力;（2）膜转运蛋白的分类;（3）小分子物质跨膜运输的类型。”将不在课堂上介绍，而是在课前通过发布预习问题、学习参考资料和微课资源，要求学生在上课前进行预习，并利用网络学习平台（如雨课堂和微助教等），要求学生预习后完成在线预习题“请尝试绘制一个思维导视图，显示出小分子物质跨膜运输的类型及其与不同膜转运蛋白之间的关系”，随后再进行线上教学。线上教学内容设计的第一个学习单元的第一个环节，是分析学生们提交的预习作业思维导图中的问题，并针对其中的典型问题重点展开讲解，强调本节知识点中的重难点部分。紧接着，可以利用在线平台设置1道课堂练习题考查学生对刚刚讲解的典型问题的掌握情况。这类在线课堂中穿插的小提问非常重要，一方面可以提醒学生专注课堂，一方面可以激发学生主动地和积极地思考。通过这种方式进行问题导向式教学，以问题驱动学生学习，是“以学生为主”的现代教育课堂中核心理念之一。然后联系思维导图，用葡萄糖分子的跨膜运输、乌贼上神经冲动信号的传递、含羞草叶片运动、内耳声音振动的感知以及捕蝇草捕捉昆虫这些膜转运蛋白实例帮助学生加深对载体蛋白和离子通道种类和特点的理解。在葡萄糖分子的跨膜运输实例中，还可以介绍清华大学研究团队连续多次在人源葡萄糖载体蛋白研究领域做出的杰出贡献，引导学生树立正确的理想信念、人生观和价值观，继承和发扬爱国主义传统。在介绍捕蝇草变态叶中的离子通道时，可以先給大家放一小段捕蝇草捕捉昆虫的视频，并抛出“捕蝇草变态叶为何能快速闭合？”这一问题，引导大家思考和讨论，最后揭示其中离子通道的作用。课程进行到这里，第一个学习单元就可以结束了，给大家5分钟的休息时间。

进入第二个学习单元，从通道蛋白中的一种特殊类群，水分子通道——水孔蛋白入手。往往有不少学生在预习时没有弄清它到底属于膜转运蛋白中的哪种类型，思维导图上可以看到水孔蛋白分类不清，或压根被忽略。课堂上针对大家的问题，阐明水孔蛋白特点和分类地位。水分子是细胞进行任何生命活动都不可或缺的，由进行水分运输的水孔蛋白的重要性，引入科学家Peter发现水孔蛋白的实验情景，让学生以小组为单位讨论并推测Peter发现了水孔蛋白之后是通过哪些实验验证水孔蛋白的功能。学生通过QQ小组群进行讨论，利用在线教学平台进行线上投稿或者由小组派代表在线连麦回答问题，再由老师对问题进行评价。通过这种方式培养学生创新思维能力、分析问题和解决问题的能力以及交流合作的能力。最后回顾本次课堂知识点，提示大家课后修改完善小分子物质跨膜运输的思维导视图，完成课后线上的复习题，结束第二个学习单元。

我们在2020年春季在线教学过程中，按照这种教学内容改革模式进行了实践和探索，课堂上更加注重学习能力培养，注重线上师生互动，尽力保持良好教学体验，激发学生的创新意识，收到了学生的广泛好评。除了课堂内容改革，线上教学改革还包括信息化教学模式手段的提升，考核模式的优化，线上教学资源的优化等方面，因此还有许多方面需要进一步探索和实践。希望我们在细胞生物学教学内容上做出的实践和探索能为全面加强加快推进教学变革，最终实现“互联网+教育”的应用目标提供有效助力。

参考文献

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