农业院校《细胞生物学》课程的混合教学模式探索——以生物工程专业为例

屈玉玲，贠建民，赵风云，张紊玮，艾对元

（甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃兰州 730070）

混合教学模式起源于美国电子商务在线/离线协同交易进程，起初被应用于教学，其突出优势在于教学时空不受限、教学资源的整合等[1]。近年来，混合式教学模式在高校和企业培训中均受到了极大关注。 在高校，混合式教学是指将传统教学与数字化学习的优势进行整合，既发挥老师在教学过程中传道、授业、解惑的作用，又充分调动学生的主观能动性，从而提高教学效果[2]。其常见形式包括超星学习通在线教学平台、 雨课堂、中国大学MOOC 平台、 微课、 翻转课堂、 SPOC(Small Private Online Course)等。 这种全新的教学模式不仅顺应了信息时代发展的要求和人才培养目标的要求，还通过将各类线上教学工具与传统课堂相结合， 对教学过程进行了全新的设计，打破了传统教学的壁垒，成为教学改革的一个关键切入点[3,4]。

课程思政是指以“三全育人”的培养方式，将课程内容与思想政治并列同行， 融为一体，把“立德树人” 作为教育的根本目标的一种综合教育理念。其要求是将课程专业知识技能与思政内容进行贯通融会， 实现以德树人的根本任务，促进我国高水平人才培养体系的构建与完善[5,6]。

作为一门综合性强、 发展迅速的基础性前沿学科， 细胞生物学的研究内容与生命科学的其它学科彼此联系，与生物化学、微生物学、分子生物学、基因工程等课程均有穿插渗透。以甘肃农业大学生物工程专业为例， 该课程开设在大二第二学期，尽管学生们已经有了生物化学的基础，但由于细胞生物学是从微观层面讲授细胞结构与功能之间的关系，理论性较强，内容抽象，难以理解。基于此，摸清学生的学习现状，采用线上线下混合教学模式融入学科发展史、 重要影响事件和人物或重大研究成果等内容讲好第一课， 以激起学生的学习兴趣，促进学生对抽象知识点的理解，在耳濡目染中对学生的思想认识和思维方式进行练习和引导；帮助学生树立实事求是的处事风格，培养学生的爱国主义情怀和职业道德精神[7]。

1 高等农业院校生物工程专业 《细胞生物学》教学中遇到的问题

1.1 课程在传统教学中遇到的问题

本课程在传统教学中存在的主要问题有[8]：（1）理论课学时有限，缺乏实验课教学；（2）理论性强，内容抽象，直观性较差，学生学习兴趣不高，授课难度较大；（3）学科内容相互渗透，课堂内容更新不及时；（4） 教学方式传统， 学习氛围差；（5）考核方式不够合理，主要是出勤率、作业情况和期末考试，缺少过程性考核，无法考查学生的综合能力。

1.2 细胞生物学线上教学中遇到的问题

本课程在线上教学中存在的主要问题有：（1）网络教学代替了面对面的人际交往，交流互动减少，课堂乏味，使学生缺乏学习兴趣，学习效率低；（2）学生缺乏规范管理，无人督促时，自制力差的学生难以进入正常学习状态；（3） 缺乏规范的考核体系，很多学生认为看完教学内容就算完成学习任务了，教师很难把握学生对知识点的真实掌握程度；（4）线上教学随意性较大，学生的新鲜感远高于求知欲，长时间使用电子产品会使学生产生疲劳或注意力不集中。

2 线上线下混合式教学模式的优势

基于传统教学中遇到的一系列问题， 越来越多的教育工作者提出采用线上线下混合教学模式，以互联网平台为媒介，将线上的教学资源与线下教学相融合，着重凸显“以学生为主体”的教育教学理念。 其优势在于[9,10]：（1）突破时空界限，扩充了学生学习资源；（2）加强师生互动频率，提高了学生学习效果；（3）充分展现学生的“主体地位”，提升了学生的学习积极主动性和创造性。 在教师的指导下，学生借助网络平台，通过线上课堂的自主学习和线下课堂的教师讲解， 以及师生交流与讨论，完成对学习内容的理解和掌握，既能提高学生的学习效果，又能提高教师的教学水平。

3 如何在线上线下混合式教学模式中融入课程思政建设？

3.1 建立线上线下+课程思政的混合教学模式

本课题组针对当前细胞生物学课程教学中存在的不足，力求结合线上与线下教学的不同优势，把线上自主学习与线下答疑、重难点讲解、分组讨论、撰写课程论文及团队PPT 讲述等各个环节进行有效衔接， 形成阶段式的教学任务设计。同时， 将课程思政有机地渗透至课程设计全过程，达到课程思政润物无声的效果，以实现“知识传授、能力培养和价值塑造”三位一体的课程目标（图1）。

图1 课程思政融入细胞生物学混合式教学改革的课程设计Fig. 1 The course design of curriculum ideology and politics integrated into the blended teaching reform of Cell Biology

3.1.1 课前：以超星学习通和雨课堂相结合的方式，借助雨课堂发布相关的教学资源，引导学生进行课前预习，初步设计思维导图。 教师通过收集预习情况数据， 有针对性的设计课程内容，及时调整教学重、难点，并引导学生注意调整自己课堂学习过程中的侧重点。

3.1.2 课中：教师利用雨课堂进行签到，结合平台推送的预习数据反馈信息， 针对性地讲授重、难点，提出引导性问题，学生分组讨论，其他同学也可通过雨课堂发送弹幕参与互动讨论，最终解决问题。 若有学生没有听懂，可以点击“不懂”按钮反馈。 同时，为了提高学生的注意力，还可以进行限时答题。 教师收集数据并进行分析，答疑解惑，调整新一轮的授课方案。

3.1.3 课后： 教师借助雨课堂推送课后作业、热点话题和课外阅读材料等，进一步完善思维导图，引导学生巩固学习成果，促进学生知识迁移能力的提升。教师通过收集答题数据，分析、点评并推送优秀作业，让学生传阅，从而提高课后作业的质量。 当然，学生也可以通过平台与教师互动交流。

3.2 深入挖掘细胞生物学课程中的思政元素，科学设计课程思政教学体系

思政教育源于专业知识， 专业知识孕育思政教育，在专业课程中实施思政教育，不是生搬硬套，也不是额外增加教学任务，而是着眼于专业知识，深入挖掘专业课中的思政元素，使二者完美融合， 让学生在学习专业知识的过程中形成正确的三观，提升道德修养，丰富精神世界[11]。本课题组总结的挖掘思政元素的方法有以下几种：

3.2.1 从课本内容中提炼

细胞生物学主要研究生命科学现象的内在哲理，是课程思政的最现成的素材[12]。 例如，通过对第一章绪论中细胞生物学发展史的讲解，让学生明白科学研究需要大胆质疑， 批判性思考，不沉迷于已有成果，用发展的眼光看待问题。再者，通过讲解很多重大的生命活动都是由各个细胞器相互协作完成的，细胞内多种细胞器协同作用促进了每一项生命活动的进行，如同我们个人的成长是离不开社会和团体的协助，从而增强学生的合作和协作意识。

3.2.2 拓展挖掘著名的科学故事

近50 年来，很多诺贝尔生理学或医学奖以及化学奖的研究内容都与细胞生物学紧密关联。因此，在讲解相关内容时引用科学家们的科研故事， 这不仅有利于学生将细胞生物学内容的学习与科学发展紧密结合， 还能激发他们敢于探索、勇于创新的科学品质[13]。 如讲水通道蛋白时，可以从它的发现史讲起，美国科学家Peter Agre 最初研究的是Rh 血型蛋白， 而非水通道蛋白， 当时他从红细胞膜上分离出了一种蛋白（28 kDa），之后，在不到一年的时间内测定出了其氨基酸序列并克隆了它的cDNA。考虑到这种蛋白可能存在于肾小管上皮细胞上。 进一步推测它或许是组成水通道的蛋白质！ 为了证明这个推测， 他们通过大量的研究证实了这种猜想，并获得了诺贝尔化学奖。 通过这个故事，让学生们明白：只要坚持，就总会有收获，好运只会眷顾那些有准备的人。

当然，大部分科学家的故事是激励人积极向上的，但也不乏给我们提出预警的事件，如学习细胞分化与干细胞时，可以通过贺建奎基因编辑婴儿事件，韩国科学家黄禹锡以及日本理化学研究所的小保方晴子等干细胞研究造假事例的讲解，培养学生恪守道德伦理和践行社会主义核心价值观的意识。

3.2.3 从时事热点事件中挖掘

在讲到有关病毒的内容时，可以结合新冠肺炎，让大家了解COVID-19 的结构和特点，培养学生良好的卫生习惯，预防病毒传播；通过了解和对比国内外抗疫成效，向学生展示我国制度的优越性；在疫情初始之时，我国便公布了病毒基因组序列， 并用我们的经验帮助其他国家抗击疫情， 展现了我国的大国担当精神； 疫情来临时，我们的白衣战士不怕危险，逆行而上，坚持站在疫情防控第一线， 充分展现了新时代顽强拼搏、担当作为的精神。讲解受体介导的胞吞知识点时， 可以从病毒入侵细胞的途径进行问题导向型引导。 如COVID-19 是如何进入细胞的？2020 年西湖大学周强实验室在《Science》上发表的封面文章“Structural basis for the recognition of SARS-CoV-2 by full-length human ACE2”，通过解析新冠病毒蛋白的三维空间结构， 揭示了新冠病毒得以在人体内长驱直入的关键， 说明我国科研水平正在不断提升， 增强学生的文化自信、制度自信。

3.2.4 从教师本人或身边人的成长经历中挖掘

很多同学会因自己没有考上向往的大学而耿耿于怀，教师可以通过自身成长的经历或身边的故事鼓励学生，比如陈化兰院士，她于1991 年在我们甘肃农业大学兽医系读本科，本着对病理学的热爱，继续在我校攻读兽医病理专业硕士学位，毕业后进入中国农业科学院攻读预防兽医学博士学位。 1999 年赴美留学，2002 年回国后一直专注于禽流感病毒方面的研究。时至今日，取得了许多瞩目的成绩。以此告诫学生：千里之行，始于足下，只要心怀崇高的目标和理想，并为之奋斗，终能抵达成功的彼岸！

3.2.5 通过线上或直播方式参加细胞生物学学术及教学会议

每年， 中国细胞生物学学会都会举办全国性学术大会和细胞生物学教学会议， 对国内高校和科研院所的研究和教学， 均能起到良好的促进作用。 会议上知名国内外学者的报告，不仅能开阔教师的眼界，还能提供精彩的教学素材。在教学过程中引入相关学者的介绍， 很容易激发学生的学习兴趣和关注， 这对细胞生物学的教学大有裨益， 对学生未来从事生命科学研究也是一种激励。

3.3 提高课程思政建设能力

课程思政建设的灵魂在于教师，作为课堂教学的第一责任人，教师的思政能力直接影响到课堂效果、教学质量以及立德树人成效[14,15]。 因此，教师在加强思想政治理论学习，提高自身政治素养的同时更应注重完善自身的知识储备和教学能力的提升，注重言行举止和仪容仪表，积极交流借鉴方法和经验[16]，进一步研究课程体系的建设。 “学高为师，身正为范”，作为教师，以自己的言行举止影响学生，才能真正做到“以德立身、以德立学、以德施教”[17]，才能培养学生的责任感和担当。

3.4 优化课程思政教学方法和手段

针对细胞生物学课程的学科性质和特点，合理优化教学内容，可以通过雨课堂推送《Molecular Biology of the Cell》配套资料《Cell Biology Interactive Viewing Guide》、 中国大学MOOC 平台以及学习通等来源的视频资源，实现线上线下相结合，让学生的学习时空不受限制，教学内容反复学习。其次，采用问题导向型教学法、案例教学法、启发式教学法等开展课堂思政，通过解读诺贝尔奖等经典案例，不仅有利于学生将细胞生物学学习与科学研究紧密联系，提高学生的科学素养，激发学生的学习兴趣，还能引导学生树立正确的人生观、科研精神以及创新精神。再者，利用小组讨论，视频直播等手段激发学生的学习主动性，提升课堂思政效果，对学生进行价值观引领和课堂思政进一步延伸扩充，还可以通过多媒体开展当下研究热点问题的PPT 讲述，培养学生的团队意识。

3.5 构建“线上线下+课程思政”混合式教学考评体系

课程思政需要与具体的教学环节、教学内容相结合。传统的细胞生物学考核方式主要考查学生对理论的掌握情况，并不能客观体现学生的综合素质。 因此，改变传统考核中以专业知识考核为主的模式，从评价主体、评价指标及评价方式等方面综合考虑，构建立体化、多元化、过程性的评价指标体系，把考勤、提问、课堂讨论、多媒体讲述、撰写课程论文等计入考核范围，重视考评结果的分析和总结，及时发现并改进不足，优化教学方案，创新教学方法，从而实现全程育人、全方位育人[18]。

单一的线上教学或传统的线下教学都有一定的局限性，混合式教学有助于学生构建完整的知识体系，培养主动探索、创新能力，最终实现知识内化。为了更好的发挥课程思政在育人过程中的作用，牢牢把握专业课程教学这个“根据地”，创新教育教学方法， 充分利用各种有利资源，调动学生的积极性，尤其要重视任课老师的“主力军”作用，并利用好课堂教学这个“主干线”。 此外，还要深入挖掘专业课程中的思政素材，优化课堂设计，创新考核评价方式，使线上线下混合教学模式更好地赋能于课程思政，使学生形成高尚的品德，提高学生的精神素养，培养出更多德才兼备的人才。