關于細胞生物學本科教學的探索與思考

金 羽 曲娟娟

(東北農(nóng)業(yè)大學，黑龍江哈爾濱 150030)

細胞生物學是研究和揭示細胞基本活動規(guī)律的科學，從顯微、亞顯微和分子水平上研究細胞結構與功能，細胞增殖、分化、代謝、運動、衰老、死亡以及細胞信號轉(zhuǎn)導，細胞基因表達與調(diào)控，細胞起源與進化等重大生命過程，是生物科學、生物技術(動物、植物、微生物方向)、生物工程，以及農(nóng)、林、醫(yī)藥類專業(yè)本科生的必修專業(yè)基礎課。細胞生物學既是生命科學的基礎學科，又是前沿學科，細胞工程及其相關的組織工程和再生醫(yī)學是21世紀生物工程發(fā)展的重要組成部分?？v觀生命科學發(fā)展趨勢，可清楚地認識到，細胞的結構與功能、細胞重大生命活動及其分子機制的研究日趨深入，已經(jīng)成為當今生命科學研究的重點和熱點領域，并以空前的廣度和深度，直接和強有力地影響和改變?nèi)祟惖纳睢?/p>

細胞生物學是我院為應用生物科學專業(yè)的學生開設的必修課，開設時間在大二下學期，理論學時為40學時，實驗學時為16學時，由于此學科的特點是比較抽象、深奧、枯燥，所以學生普遍認為是難點課。本文以化抽象為具體，化深奧為淺顯，化枯燥為生動，化復雜為簡單等為出發(fā)點，從提高學生學習興趣入手，綜合運用多種教學方式方法，結合多媒體教學手段，幫助學生更好地構建細胞生物學的知識體系，培養(yǎng)學生的思維能力。

一、通過理論知識更新和總結科研經(jīng)驗，不斷提高自身綜合素質(zhì)

1.樹立終身學習理念，促進教學相長

近年來，各學科間的交匯和融合不斷加強，大量新方法、新技術在細胞生物學領域得以應用，使得細胞生物學的研究發(fā)展迅猛，知識信息量增長迅速，知識升級速度加快，這就要求任課教師想教好就必須先學好，及時了解和把握生命科學發(fā)展的前沿和最新動態(tài)，實時更新自己的知識結構，將這些前沿的知識、科技動態(tài)及當前的一些熱點研究內(nèi)容融入到教學相關內(nèi)容中去，積極引導和激發(fā)學生學習探索新知識和新技術的興趣。

為此，在教學課件中每年都會增加最新的諾貝爾生理/醫(yī)學獎等相關內(nèi)容，如介紹被譽為“試管嬰兒”之父的2010年諾貝爾生理學醫(yī)學獎獲得者羅伯特·愛德華茲的相關研究，獲得2011年諾貝爾生理學醫(yī)學獎的3位科學家關于免疫激活關鍵原理的相關研究等。另外實時關注媒體、網(wǎng)絡(如小木蟲、丁香園、JCB、PNAS等)及中外文權威期刊等報道的新技術和突破性研究進展，如將2012年4月份報道的干細胞研究領域的最新進展“應用卵巢干細胞培育出卵子，這項研究有望打破年齡對生育的限制”的內(nèi)容，第一時間轉(zhuǎn)述、講解給學生。通過課堂將這些新知識、新進展實時傳授給學生，極大地激發(fā)了學生對課程學習的興趣和探索生命奧秘的熱情。

2.加強科學研究，促進科研與教學相融

理論指導實踐，實踐深化理論。在熟練掌握理論知識的同時，教師還應積極開展各類科學技術項目和教學改革項目的研究?？蒲械倪^程能夠促使教師發(fā)現(xiàn)問題、思考問題，解決問題，從而不斷地提高教師的科學素養(yǎng)和科研能力。另外，教師在查閱大量與研究相關的國內(nèi)外最新文獻的同時，對該領域的研究成果和動態(tài)會有比較深入的了解和把握。因此，從某種意義講，一個優(yōu)秀的高校教師同時也應該是一個出色的科學研究人員。研究項目的開展，對授課教師能力的提高，特別是青年教師的迅速成長起到了積極的作用，有助于其在授課過程中游刃有余地理解并傳授理論知識，并將理論知識與實踐應用相結合，從而幫助學生將抽象、枯燥的知識點具體化、生動化。

二、制訂科學合理的教學計劃，優(yōu)選教材，優(yōu)化教學內(nèi)容，構建知識體系

1.制訂合理教學計劃，優(yōu)選教材

細胞生物學教學內(nèi)容中涉及較多的生物化學和分子生物學等知識，所以在本科教學計劃課程設置中應該先修的課程有普通化學、有機化學、分析化學、生物化學、分子生物學等。

為學生選擇的教材是翟中和院士主編的《細胞生物學》，該教材是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，被全國高等院校廣泛采用。更值得一提的是，今年應用的是2011年6月出版的第4版，較之前的版本有很大的改進。一是新版本對教材結構進行了調(diào)整，對基本概念、基礎知識和基本理論進行了刪繁就簡，準確修正，保持了教材內(nèi)容的基礎性、科學性和前沿性特點。二是該版本的插圖較多地采納了電子顯微和熒光染色圖片，極大地增強了教材的可讀性和趣味性，十分有助于學生想象與理解復雜的細胞和分子過程，訓練學生的洞察力和抽象思維能力。

另外，備課過程中還參考王金發(fā)主編的《細胞生物學》、韓貽仁主編的《分子細胞生物學》，主要參閱的外文教材有G.Karp編著的“Cell and Molecular Biology”，H.Lodish等編著的“Molecular Cell Biology”。通過比較研究多本教材，廣泛吸納各教材精華，取長補短，結合課程目標，精心編排教案，力求做到授課內(nèi)容新穎、系統(tǒng)、凝練及多角度論證，努力逐漸形成一套更符合授課對象特點和有特色的課程內(nèi)容體系。

2.優(yōu)化教學內(nèi)容，構建知識體系

由于細胞生物學內(nèi)容比較繁雜、深奧，學生普遍認為難學。針對這個問題，教師應發(fā)掘、把握各個章節(jié)與課程整體之間的關系以及各個章節(jié)之間的內(nèi)在聯(lián)系，幫助學生在頭腦中建立起一個知識網(wǎng)絡體系。從大框架向小知識點延伸，將各個知識點融入大的知識框架體系中。

如在細胞生物學中，真核細胞的結構體系可概括為三大系統(tǒng)即生物膜體系、遺傳信息體系和細胞骨架體系。實際上，細胞生物學課程的主要框架就是這三大體系，幾乎涵蓋了全部章節(jié)。在講授緒論部分時，首先把整門課程的框架展現(xiàn)出來，把課程的各個章節(jié)歸結到其中去，使學生形成整體印象;在講授每一章節(jié)的時候，指出此章節(jié)在課程體系中所處的地位，及其與其他章節(jié)之間的內(nèi)在聯(lián)系，使學生能夠抓住課程主線。這樣一個完整的課程知識體系就建立起來了，有助于學生盡快入門。

三、采用多媒體教學手段，運用多種教學方法，提高教學質(zhì)量

1.多媒體教學的優(yōu)越性

細胞生物學課程內(nèi)容多，信息量大，另外細胞是形態(tài)、結構和功能的有機結合體，所以學生會因其內(nèi)容抽象、難懂而覺得枯燥。對此，可充分利用多媒體教學的優(yōu)勢，通過視頻、圖像、聲音、動畫及文字等多種形式輔助課堂教學，起到化繁為簡，化難為易，變抽象為直觀，變枯燥為有趣的作用，調(diào)動學生自主獲取知識的自覺性和興趣。如在講信號轉(zhuǎn)導途徑中的G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路中的磷脂酰肌醇信號途徑，利用flash展示，讓學生了解通路過程中的IP3和DAG是如何充當?shù)诙攀沟?在講干細胞時選取了媒體關于ips報道的視頻，形象直觀、生動有趣地介紹了誘導多能干細胞。利用多媒體教學，不僅增加了課堂傳輸?shù)男畔⒘?，簡化了對繁雜的概念和動態(tài)性生命過程的描述，而且還有助于學生對知識點的理解，激發(fā)學生的學習興趣。

2.運用多種教學方法，提高教學質(zhì)量

細胞生物學有許多專業(yè)性很強的概念，這對學生來說是晦澀難懂的，教師對教學內(nèi)容的講解應該力求簡單化、形象化，盡量把抽象的專業(yè)知識轉(zhuǎn)化為大家通俗易懂的內(nèi)容。如果教師在教學中不注意這一現(xiàn)實，對教材內(nèi)容僅僅作本本似的講解，那么學生的學習興趣根本無從談起，更不能保證取得良好的教學效果。例如在講“錯誤折疊蛋白和不穩(wěn)定蛋白的降解機制”時，告訴學生這類蛋白被泛素化，就是給蛋白酶體一個識別信號，告訴蛋白酶體，所有泛素化的蛋白都要被殺掉，就像是我們常?？匆姷呐飸魠^(qū)寫了“拆”的小房子都會在規(guī)劃中被拆除一樣。通過這樣簡單形象的比喻，既活躍了課堂氣氛，又使學生很容易理解并且深刻的記住知識點。

精心設計每一堂課，包括如何切入主題，不同知識點如何過渡，如何引發(fā)學習興趣，如何吸引注意力等。注重啟發(fā)式、研究性教學，激發(fā)學生獲取知識的欲望。積極引導學生在學習中形成探究、分析的好習慣。例如在講解蛋白質(zhì)的分選與膜泡運輸這一章時，首先提出問題“不同途徑合成的蛋白應該分別通過什么樣的機制和途徑去各就各位”讓學生們思考，在思考的過程中逐步啟發(fā)、引導，在學生們紛紛給出答案后(經(jīng)過啟發(fā)、引導后多數(shù)學生能夠給出貼切的答案)，再系統(tǒng)地進行分析和講解，這樣既鍛煉了學生獨立思維能力，又使其在對比自己的答案過程中對知識點有更深刻的理解。

四、注重實驗教學，培養(yǎng)學生動手能力，強化理論聯(lián)系實際的能力

細胞生物學是實驗性學科，動手能力的提高與知識的學習具有同等的重要性，并能夠相互促進。為此，在實驗項目的選擇上，既注意了經(jīng)典的驗證性實驗項目的設置，也有針對性地開設了一些綜合性和創(chuàng)新性實驗項目。另外，嘗試給學生開設了透射電鏡和掃描電鏡的課程，并選取了動物、植物以及微生物材料，學生們親自動手制樣，并在老師指導下操作電鏡，不僅使學生們深入了解了電鏡的工作原理和制樣技術，更加激發(fā)了學生們對微觀世界探索的興趣。

另外，經(jīng)過多年的實踐，建立了以學生實驗操作能力、實驗報告、期末考試成績和學生的科研態(tài)度為主的綜合考評模式。

以上是細胞生物學教學過程中的一些探索與思考，即通過提高自身綜合素質(zhì)、優(yōu)選教材、優(yōu)化教學內(nèi)容以及綜合運用多種教學方法、手段等，激發(fā)學生的學習興趣，提高細胞生物學的教學效果。

［1］ 翟中和，王喜忠，丁明孝.細胞生物學(第4版)［M］.北京:高等教育出版社，2011:1-10.

［2］ 魏和平，許遠.提高細胞生物學教學效果的實踐總結［J］.安慶師范學院學報(自然科學版)，2011(4):87-90.

［3］ 楊靜利，等.多媒體輔助細胞生物學教學的研究［J］.滄州師范?？茖W校學報，2008(2):47-48.

［4］ 張學龍.大學專業(yè)課開展啟發(fā)式教學的探討［J］.中國成人教育，2007(2):139-140.