基于科學(xué)事件的細(xì)胞生物學(xué)課堂教學(xué)探索

祝嫦巍，史 鈞，吳 萍，李正鵬

(安徽科技學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 鳳陽(yáng) 233100)

細(xì)胞生物學(xué)是高等院校生命科學(xué)專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，同時(shí)也是一門前沿學(xué)科。我國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展規(guī)劃中，把細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、生態(tài)學(xué)并列為生命科學(xué)的四大基礎(chǔ)學(xué)科，在生命科學(xué)中占有核心地位［1］。細(xì)胞生物學(xué)與農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、生物技術(shù)的發(fā)展有著密不可分的關(guān)系，關(guān)于生命奧秘的基礎(chǔ)研究對(duì)生命科學(xué)的整體發(fā)展有著直接的影響作用。

隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)高校人才培養(yǎng)的目標(biāo)提出了更高的要求。在強(qiáng)調(diào)自主創(chuàng)新的今天，創(chuàng)新能力成為高素質(zhì)人才培養(yǎng)的核心［2］。教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容也需要進(jìn)行逐步的改革和調(diào)整。對(duì)于承擔(dān)教學(xué)任務(wù)的教師，則要求在教學(xué)過(guò)程中從多角度，多方位進(jìn)行思考和實(shí)踐，在鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，融入對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和科學(xué)邏輯思維能力的培養(yǎng)。本文嘗試以細(xì)胞生物學(xué)中的主要科學(xué)事件為主導(dǎo)，將研究歷程、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及結(jié)果分析與課堂教學(xué)相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)細(xì)胞生命活動(dòng)規(guī)律的理解，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與科研，為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才打下良好基礎(chǔ)。

1 以科學(xué)事件為線索把握學(xué)習(xí)重點(diǎn)

諾貝爾獎(jiǎng)代表著科學(xué)研究的重大貢獻(xiàn)和成就，也標(biāo)志著當(dāng)今科學(xué)研究的發(fā)展方向。諾貝爾獎(jiǎng)的杰出貢獻(xiàn)，以及諾貝爾獎(jiǎng)獲得者個(gè)人的優(yōu)秀品質(zhì)都在學(xué)生中有著極大地感召力和影響力。諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)、化學(xué)獎(jiǎng)體現(xiàn)了當(dāng)代生命科學(xué)研究領(lǐng)域的進(jìn)展和成就。大量諾貝爾獎(jiǎng)成就也已被引入教材，表1列舉了部分內(nèi)容。目前細(xì)胞生物學(xué)課程使用的是翟中和等主編高等教育出版社出版的第3版教材，幾乎每章都有與諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)成就相關(guān)的內(nèi)容。這一方面說(shuō)明了細(xì)胞生物學(xué)在近幾十年的發(fā)展中取得了巨大的成就，揭示了細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能以及與其相對(duì)應(yīng)的生命活動(dòng)的基本規(guī)律。另一方面這也為任課老師提供了切入點(diǎn)，將人類所取得的成就與教材中的知識(shí)點(diǎn)相結(jié)合，并由此進(jìn)行延伸拓展，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生命的理解，激發(fā)探索自然的熱情。巨大的貢獻(xiàn)也就意味的科學(xué)意義的重大，也就是本章節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容。因此，通過(guò)對(duì)諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)成就的理解，可以幫助學(xué)生對(duì)本章節(jié)重點(diǎn)、難點(diǎn)的理解和把握。表1中所列的諾貝爾獎(jiǎng)在第八章(細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo))中出現(xiàn)的諾貝爾獎(jiǎng)最多，而細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是本門課程核心思想的體現(xiàn)，是了解細(xì)胞增殖、分化、凋亡以及細(xì)胞各種代謝調(diào)控機(jī)制的重要基礎(chǔ)，也被作為今后數(shù)年研究的主要內(nèi)容。由此可見(jiàn)，諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)成就為我們提供了契機(jī)，既有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)也可幫助學(xué)生理解重點(diǎn)和難點(diǎn)，把握本章節(jié)以及本門課程的學(xué)習(xí)和思考線索。

表1 細(xì)胞生物學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)情況Table 1 The Nobel Prizes in the field of cell biohogy

除了諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)事件，還有許多重要科學(xué)事件或進(jìn)展可作為授課內(nèi)容的切入點(diǎn)或線索。例如王曉東等發(fā)現(xiàn)電子傳遞鏈的組分之一細(xì)胞色素c是一種誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的信號(hào)分子，多利羊的誕生，人類基因組計(jì)劃等等。通過(guò)對(duì)科學(xué)事件的描述，解釋其中蘊(yùn)含的機(jī)理和規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)與相對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)結(jié)合，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)重點(diǎn)。

2 通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)培養(yǎng)創(chuàng)造性思維

細(xì)胞生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，真知源于實(shí)驗(yàn)。圍繞重點(diǎn)的科學(xué)事件，學(xué)生可以了解已獲得的重要進(jìn)展和成就，并掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程中，我們還嘗試選擇科學(xué)事件中的1～2個(gè)典型實(shí)驗(yàn)，將其研究過(guò)程以及結(jié)果分析進(jìn)行較詳細(xì)的闡述，啟發(fā)學(xué)生去思考、探究問(wèn)題的本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)待科學(xué)問(wèn)題所需的嚴(yán)謹(jǐn)縝密的思維方式。強(qiáng)調(diào)的不僅是實(shí)驗(yàn)結(jié)果本身，更加注重介紹實(shí)驗(yàn)結(jié)論出現(xiàn)前的研究背景，可采用的實(shí)驗(yàn)手段、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析整理以及結(jié)論的驗(yàn)證。如果時(shí)間允許，可以開(kāi)展由此結(jié)論引申出來(lái)的更多的科學(xué)問(wèn)題的討論。充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，開(kāi)拓思維，積極思考，拓寬視野和交流范圍。結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，逐步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，并學(xué)會(huì)整理和思考相關(guān)信息，學(xué)會(huì)提出問(wèn)題，分析問(wèn)題。對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)的過(guò)程與結(jié)果現(xiàn)象間的關(guān)系等等進(jìn)行全方位的分析和思考。鼓勵(lì)學(xué)生將自己在實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的思考與科學(xué)事件中的科學(xué)思維模式進(jìn)行比較，幫助學(xué)生建立起動(dòng)態(tài)的、整體的細(xì)胞生物學(xué)理念，改變對(duì)知識(shí)的掌握僅停留在識(shí)記層面。

3 以科學(xué)研究歷程激發(fā)學(xué)生的實(shí)干和創(chuàng)新精神

諾貝爾獎(jiǎng)是全世界公認(rèn)的自然科學(xué)的最高榮譽(yù)。得獎(jiǎng)科學(xué)家們的科學(xué)成就幾乎都是在科學(xué)發(fā)展史上首創(chuàng)的，對(duì)科學(xué)的進(jìn)步有著巨大的貢獻(xiàn)。而每一項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)的獲得都是在多年堅(jiān)持不懈的努力下取得的成就。通過(guò)他們的研究歷程，透視其不懈的品質(zhì)和實(shí)干精神，以及對(duì)待科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。不僅是獲獎(jiǎng)的成就來(lái)之不易，所有的成就都是建立在扎實(shí)工作的基礎(chǔ)之上。例如，多利羊的誕生，看似簡(jiǎn)單的過(guò)程，僅將乳腺細(xì)胞的細(xì)胞核植入去核的綿羊卵就重復(fù)了277次;在體外培養(yǎng)這些異核卵時(shí)，僅有不到十分之一(29個(gè))具有活力;把這29個(gè)早期綿羊胚分別植入13只代孕羊的子宮，最終只產(chǎn)下一只羊羔——多利。雖然成功率低，但卻有著劃時(shí)代的意義。通過(guò)這些研究歷程的講述，一方面讓學(xué)生更加深刻的記憶相關(guān)的知識(shí)，同時(shí)可以鼓勵(lì)和幫助學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀、科學(xué)觀，以利于學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)和科學(xué)的發(fā)展。

在掌握基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的能力也是值得重視的。在當(dāng)今科技迅速發(fā)展的時(shí)代，我們?cè)絹?lái)越多的需要具有創(chuàng)造力的人才［3］。而這些重要科學(xué)事件本身也體現(xiàn)著一種不斷創(chuàng)新的科學(xué)精神。它需要研究者既要有扎實(shí)的研究基礎(chǔ)，腳踏實(shí)地的精神，還要有敏銳的洞察力和創(chuàng)造性的思維方式。在課堂教學(xué)中，教師要注意各種情景的設(shè)置和利用，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，以及提出問(wèn)題和分析問(wèn)題的能力。逐步培養(yǎng)學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)到主導(dǎo)思考。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到老師的科研活動(dòng)中，在實(shí)際的工作中培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)獨(dú)立工作的能力，同時(shí)體驗(yàn)團(tuán)隊(duì)合作的現(xiàn)實(shí)意義。

4 結(jié)束語(yǔ)

以具有重大科學(xué)意義的事件為線索，將其與教學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)相結(jié)合，有助于學(xué)生理解和掌握相關(guān)的知識(shí)，把握重點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，逐步推動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)積極性。利用科學(xué)事件和科學(xué)人物的影響力，幫助學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀和科學(xué)態(tài)度。引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生參與老師實(shí)際的科研項(xiàng)目，理論和實(shí)際相結(jié)合，創(chuàng)造性思維與實(shí)際科研結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，實(shí)踐動(dòng)手能力以及團(tuán)隊(duì)合作精神。為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才打下良好基礎(chǔ)。

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［1］翟中和，王喜忠，丁明孝.細(xì)胞生物學(xué)(第3版)［M］.北京:高等教育出版社，2007.

［2］余光輝，程旺元，龔漢雨，等.基于細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)的科研創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索［J］.中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào)，2012，4(12):1246－1251.

［3］王海平.創(chuàng)新思維:大學(xué)生素質(zhì)教育的切入點(diǎn)［J］.醫(yī)學(xué)教育探索，2007，6(4):372－373.