基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標的細胞生物學(xué)課程教學(xué)研究

呂林蘭+董學(xué)興+王愛民+呂富+劉飛

摘 要：該文分析了《細胞生物學(xué)》課程特點，針對傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題和不足，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣、培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)切入點，探索了集中授課、微課教學(xué)、專題討論相結(jié)合的《細胞生物學(xué)》多元化教學(xué)模式，多元評價、綜合考核的課程評價機制，以及實現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標對本課程教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)要求。

關(guān)鍵詞：細胞生物學(xué)；創(chuàng)新型人才；教學(xué)模式；課程考核

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）22-0143-03

1 前言

21世紀，已然邁入知識經(jīng)濟占主導(dǎo)地位的時代，經(jīng)濟全球化趨勢逐漸增強，科技發(fā)展日新月異，創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力是決定一個國家國際競爭力和國家地位的重要因素。具有較強創(chuàng)新能力的人才，是知識傳播者和重要載體，也是團隊、國家核心競爭力的根本。2012年，習近平同志在廣東考察工作時指出：“綜合國力競爭歸根到底是人才競爭，哪個國家擁有人才上的優(yōu)勢，哪個國家最后就會擁有實力上的優(yōu)勢”。高校不僅是知識產(chǎn)業(yè)的源頭，而且是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的主要陣地。傳統(tǒng)的高等教育偏重于知識傳授，主要是填鴨式的教育，而忽視智能的培養(yǎng)，教學(xué)方法單一，學(xué)生缺乏主動性，嚴重制約了學(xué)生的創(chuàng)新能力。所謂創(chuàng)新型人才，是指具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力并能夠創(chuàng)造性地解決問題，取得創(chuàng)新成果的人才。創(chuàng)新人才具有高度責任感、個性化、有自主學(xué)習的意識和能力、具有合作精神和合作能力。創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是一項系統(tǒng)工程，體現(xiàn)在具體的各個教學(xué)環(huán)節(jié)中，需要從師資、課堂教學(xué)、實踐教學(xué)等各方面進行改革。本文從培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目標要求入手，在深刻分析《細胞生物學(xué)》課程特點及教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，積極探索構(gòu)建該課程多元化的教學(xué)模式。

2 細胞生物學(xué)課程特點和現(xiàn)有教學(xué)模式

細胞生物學(xué)是研究細胞基本生命活動規(guī)律的科學(xué)，它是我國生命科學(xué)四大基礎(chǔ)學(xué)科之一（分子生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、生態(tài)學(xué)），也是當前生命科學(xué)領(lǐng)域中最活躍、最富有發(fā)展前景的學(xué)科。根據(jù)教育部專業(yè)培養(yǎng)要求，《細胞生物學(xué)》是大學(xué)本科生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)“6+X”中的核心課程之一。著名科學(xué)家Wilson曾經(jīng)說過：“一切生命的關(guān)鍵問題都要到細胞中去尋找”。因此，《細胞生物學(xué)》是生命科學(xué)各學(xué)科的匯聚點，該課程在生物相關(guān)專業(yè)課程體系中具有十分重要的地位，被列為發(fā)育生物學(xué)、遺傳學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、毒理學(xué)、病理學(xué)等的基礎(chǔ)課程，發(fā)揮著承上啟下的作用，為學(xué)生學(xué)習后續(xù)課程打下基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的《細胞生物學(xué)》教學(xué)模式以老師講授為主，學(xué)生被動接受，考試則是主要考查學(xué)生對現(xiàn)有知識死記硬背能力。由于《細胞生物學(xué)》課程具有很強的實踐性、研究性，內(nèi)容比較抽象、深奧，采用上述這種“填鴨”模式教學(xué)，學(xué)生學(xué)習起來枯燥、乏味，缺乏學(xué)習興趣和動力，因而難以取得理想的教學(xué)效果，對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)更是差強人意。要造就創(chuàng)新人才，激發(fā)學(xué)生對生命科學(xué)和細胞生物學(xué)的熱愛，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力和勇于創(chuàng)新的精神，就必須改革《細胞生物學(xué)》課程傳統(tǒng)教學(xué)方法，重構(gòu)、創(chuàng)新其課程教學(xué)模式。

3 改革教學(xué)方法，創(chuàng)新教學(xué)模式

3.1 培養(yǎng)學(xué)生興趣、創(chuàng)新精神和科研素養(yǎng) 愛因斯坦曾經(jīng)說過“興趣是最好的老師”。學(xué)習興趣是學(xué)生主動學(xué)習、積極思維、大膽質(zhì)疑、勇于探索的強大動力。由于《細胞生物學(xué)》課程理論性強，內(nèi)容抽象、深奧，學(xué)生在學(xué)習過程中往往感到枯燥、困難，而且越到后面越跟不上，沒有了學(xué)習動力。因此，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習興趣是《細胞生物學(xué)》教學(xué)工作的一項重要任務(wù)。教師的授課技巧、幽默化的語言以及多元化的教學(xué)方式對學(xué)習興趣的培養(yǎng)均具有舉足輕重的作用。學(xué)習興趣的培養(yǎng)要貫穿整個教學(xué)過程。緒論部分的教學(xué)是調(diào)動學(xué)生學(xué)習積極性、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習興趣的重要契機，除了介紹本課程的基本概念、研究內(nèi)容、發(fā)展歷史外，主要突出本課程在生命科學(xué)中的地位與重要性，以及與其他學(xué)科的相互聯(lián)系、細胞生物學(xué)的研究熱點，并以生動形象的事例介紹細胞生物學(xué)的實踐、應(yīng)用，如克隆動物、矽肺病、干細胞治療等。據(jù)統(tǒng)計，20世紀的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎、化學(xué)獎中，約75%獎項與細胞生物學(xué)密切相關(guān)。在課程相關(guān)章節(jié)中，也列舉了數(shù)位諾貝爾獎獲得者。通過講解名人事跡、實驗過程的縝密設(shè)計以及在科研道路上執(zhí)著勇敢和堅持不懈的精神，活躍課程氣氛，激發(fā)同學(xué)的學(xué)習熱情，啟迪其創(chuàng)新思維，培養(yǎng)其科研素養(yǎng)。如在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)這章教學(xué)過程中，介紹1971年諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎獲得者美國生物學(xué)家薩瑟蘭（E.W.Sutheland）的傳奇人生，以他發(fā)現(xiàn)第二信使的過程，讓同學(xué)們明白：薩瑟蘭的成就固然是建立在前人所取得的內(nèi)分泌研究基礎(chǔ)之上，但他的成功更得益于他善于總結(jié)歸納知識、敏銳的觀察、勇于創(chuàng)新和勤奮執(zhí)著的追求。再如細胞凋亡這節(jié)中介紹2002年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲得者之一——悉尼·布雷內(nèi)（Sydney Brenner），他選擇體長1mm、生活史僅3.5d、只有1031個細胞的秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）為新穎的研究模型，經(jīng)過10a追蹤線蟲細胞的分裂分化與器官的發(fā)育等生命過程才發(fā)表了第一篇有關(guān)線蟲論文，真可謂是“十年磨一劍”。著名劍橋免疫學(xué)家布魯斯·羅薩曾這樣評論他：“挑戰(zhàn)強大是身材矮小的他生來俱有的進取本能，掌握主動是出身低微的他后天形成的獲勝訣竅”。

細胞生物學(xué)發(fā)展極為迅速，新的研究成果不斷涌現(xiàn)，其內(nèi)容在不斷更新。首先教師在教學(xué)過程中應(yīng)該密切跟蹤研究的前沿與進展，把細胞生物學(xué)領(lǐng)域的最新科研成果、存在爭議與亟待解決的關(guān)鍵問題融入到教學(xué)內(nèi)容中。同時，鼓勵學(xué)生查閱相關(guān)文獻資料，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，增強其學(xué)習的自覺性和創(chuàng)造性。其次，教師還應(yīng)將教學(xué)與科研密切結(jié)合，通過在課堂上介紹自己在科研工作中應(yīng)用細胞生物學(xué)知識、技術(shù)、方法心得體會，讓有濃厚研究興趣的同學(xué)參與到科研項目中來，這不僅有助于幫助同學(xué)在實踐中消化理解抽象、深奧的理論知識，還能夠訓(xùn)練他們的科研思維，提高其動手能力，并帶動周圍其他同學(xué)，促進優(yōu)良學(xué)風、班風的形成。endprint

3.2 構(gòu)建多元化教學(xué)模式 現(xiàn)代教學(xué)的理念是發(fā)揮學(xué)生在課堂上的主體作用，國外提出基于問題學(xué)習（problem-based learning，PBL）、翻轉(zhuǎn)式課堂（Flipped Classroom）、“5E教學(xué)模式”、生物信息素質(zhì)教育等模式，其核心都是要發(fā)揮學(xué)生學(xué)習的主觀能動性，增強學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題以及自主學(xué)習的能力，這些模式符合培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求。其中PBL是發(fā)達國家目前廣泛認同并普遍采用的一種醫(yī)學(xué)課程模式，該模式將問題作為基本因素，把課程內(nèi)容相互聯(lián)系起來，讓學(xué)生在不斷提出問題和解決問題中完成教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習，從而實現(xiàn)教學(xué)思想，達成教學(xué)目標。翻轉(zhuǎn)課堂模式則是學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)在家完成知識學(xué)習，學(xué)生和老師之間、學(xué)生與學(xué)生之間在課堂上互動，完成包括答疑解惑、知識運用等教學(xué)環(huán)節(jié)。我國學(xué)者也在教學(xué)模式改革方面開展了積極研究、探索實踐。在這些模式中，教師和學(xué)生的角色較傳統(tǒng)觀念發(fā)生轉(zhuǎn)變，教師成為學(xué)習的組織者和引導(dǎo)者，而不是純粹的知識講授人，這無疑對教師的組織能力和綜合知識運用能力提出了更高的要求。細胞生物學(xué)屬于基礎(chǔ)學(xué)科，理論性內(nèi)容較多，而且以病例為載體的PBL教學(xué)模式不適合非醫(yī)學(xué)類生物科學(xué)相關(guān)專業(yè)本科生。鑒于此，筆者根據(jù)海洋技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案的相關(guān)要求，結(jié)合《細胞生物學(xué)》教學(xué)內(nèi)容的特點，充分利用網(wǎng)絡(luò)、多媒體等教學(xué)技術(shù)手段，構(gòu)建了一套集中授課、微課教學(xué)、專題討論等方式相結(jié)合的多元化教學(xué)模式。

3.2.1 集中授課 根據(jù)內(nèi)容特點側(cè)重采用不同的教學(xué)方式是取得良好教學(xué)效果的正確路徑。對重點和難點內(nèi)容，提前發(fā)布學(xué)習資料，要求學(xué)生提前預(yù)習并鼓勵在網(wǎng)絡(luò)上提問；相對簡單的學(xué)習內(nèi)容，老師提供課件、微課等相關(guān)學(xué)習資源，布置相關(guān)學(xué)習任務(wù)，以學(xué)生自學(xué)為主，學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上完成、提交作業(yè)；集中授課時，抽取學(xué)生代表用ppt匯報，學(xué)習、匯報情況計入平時成績。對各章節(jié)的重難點內(nèi)容，以問題的方式引入，再由老師回答學(xué)生所提問題，采取啟發(fā)式、研究式和討論式相結(jié)合的教學(xué)方式進行精講。對一些應(yīng)用性知識點，可引入一些相關(guān)疾病。例如，在講解細胞周期檢驗點時，可以“有人說癌癥又叫細胞周期病，為什么呢？”這個問題引入，以激發(fā)學(xué)生的探究熱情。在講授微管特異性藥物時，可提問長春堿作為癌癥化療藥物的原理，以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會知識的應(yīng)用。對于細胞生物學(xué)上的重要成就的講解，不能只注重結(jié)論，而應(yīng)注重解析科學(xué)問題的探究過程，以培養(yǎng)同學(xué)的科研思維。譬如，講解細胞衰老的Hayflick界限時，Hayflick設(shè)計了一系列實驗推翻了諾貝爾獲得者Alexis Carrel提出的“體外培養(yǎng)細胞的永生不死”的結(jié)論，以此引發(fā)學(xué)生對科學(xué)問題的深入思考。同時，也通過這個事例告訴同學(xué)們不要迷信權(quán)威，對已有文獻、資料要批判地閱讀。總之，在集中授課時，教師應(yīng)立足提高學(xué)生提出問題和解決問題的能力、讓學(xué)生能夠主動參與到課程中來設(shè)計教學(xué)方案、實施教學(xué)。

3.2.2 微課教學(xué) 微課是指應(yīng)用多媒體技術(shù)，就教學(xué)過程中的某個知識點或教學(xué)環(huán)節(jié)進行針對性講解的一段音頻或視頻。針對一些比較抽象、繁雜和深奧的內(nèi)容，制作成微課，方便學(xué)生以更加靈活、有效方式預(yù)習或復(fù)習。在微課制作過程中，應(yīng)盡量采用視頻或圖片，以生動、直觀、形象的方式呈現(xiàn)理論知識，從而幫助學(xué)生理解。按照五星教學(xué)原理，微課的設(shè)計應(yīng)圍繞“激活舊知”“示證新知”“嘗試應(yīng)用”“總結(jié)歸納”“融會貫通”5個教學(xué)環(huán)節(jié)展開，共同服務(wù)于“聚焦解決問題”這一核心任務(wù)，并形成一個教師示教循環(huán)圈?？梢?，微課雖“微”，但“五臟俱全”。微課中的視頻可以自己制作，也可以借助網(wǎng)絡(luò)資源下載，目前國內(nèi)外網(wǎng)站上可以找到很多細胞生物學(xué)的動畫視頻，如膜泡運輸、鈉鉀泵、CAMP信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等等。根據(jù)《細胞生物學(xué)》課程內(nèi)容體系及重難點要求，建議設(shè)置如下微課內(nèi)容（表1）。

3.2.3 專題討論 專題討論是開展研究式教學(xué)的重要手段。老師提前2～3周布置任務(wù)，以數(shù)名同學(xué)為1組，每組選定1位組長，圍繞某一共同專題查閱教材、期刊文獻，在課下開展學(xué)習和探究。最后，匯集研討成果，并以報告的形式呈現(xiàn)給其他同學(xué)，其他同學(xué)針對該專題向該組同學(xué)提問，老師和同學(xué)代表對匯報成果、問題回答情況共同評分。專題討論的題目可以由老師確定，也可以通過學(xué)生自主選題、老師確認的方式確定。用于討論學(xué)習的專題應(yīng)體現(xiàn)細胞生物學(xué)科前沿性、實用性以及有爭議的研究課題，如細胞分化與干細胞治療、器官克隆、癌癥與生活、線粒體與細胞凋亡和氧化應(yīng)激、膜功能異常與疾病、環(huán)境激素作用機制等等，都是很好的討論專題。通過開展專題討論，可以培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神、創(chuàng)新思維、自學(xué)能力和口頭表達能力。

3.4 多元評價，綜合考核 傳統(tǒng)的《細胞生物學(xué)》課程考核形式為考試，評價方式固化，考核途徑單一。這種考核方式，部分學(xué)生往往寄希望老師考前劃重點，通過考前幾天死記硬背勉強過關(guān)。由于這些同學(xué)未能深刻理解和熟練掌握所學(xué)知識，更不能達到舉一反三、融會貫通，“考過就忘”的現(xiàn)象比較突出。因此，要想達到理想的教學(xué)效果，課程考核方式也必須與時俱進、不斷創(chuàng)新。在近幾年的教學(xué)工作中，筆者探索出了一套知識性、過程性和能力性評價相結(jié)合的多元綜合《細胞生物學(xué)》課程考核體系。知識性評價主要體現(xiàn)在期末考試卷面成績，以試卷考試形式為主，主客觀試題大致各占試卷50%，既考查學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識的狀況，又考查學(xué)生應(yīng)用知識的能力，占考核總評的60%；過程性評價主要考查學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)資源（微課）的利用程度、作業(yè)的質(zhì)量、出勤和回答課堂提問的效果，占考核總評的20%；能力性評價主要考查學(xué)生的自學(xué)能力，如專題討論報告及匯報的質(zhì)量、參與的積極性等，占考核總評的20%。

客觀地說，上述教學(xué)模式、教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新，對學(xué)生提出了新的要求，也對老師提出了更高的要求。教師不僅要具有過硬的專業(yè)知識、能夠準確把握學(xué)科前沿動態(tài)、具有良好的組織能力和溝通能力，還要能夠熟練應(yīng)用諸如Authoware、Camtasia Studio等課件制作軟件，將現(xiàn)代信息技術(shù)與經(jīng)典內(nèi)容有機結(jié)合，不斷提升課程教學(xué)效果。

4 結(jié)語

根據(jù)《細胞生物學(xué)》課程內(nèi)容特點及創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標要求，構(gòu)建集中授課、自主學(xué)習、微課教學(xué)、專題討論相結(jié)合的多元化課程教學(xué)模式，充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣和熱情。通過改革傳統(tǒng)考核方式，建立多元評價、綜合考核的課程考核體系，讓學(xué)生從過去的死記硬背中解放出來，變被動學(xué)習為主動探究，極大地提高學(xué)生學(xué)習效率和課堂教學(xué)效果。在實施創(chuàng)新型人才培養(yǎng)課程教學(xué)改革中，對教師和學(xué)生都提出了更高要求，教師備課、授課所花費精力也遠多于傳統(tǒng)教育模式，學(xué)校應(yīng)提供更多的培訓(xùn)機會，建立長效機制給予政策支持，以調(diào)動教師教育教學(xué)改革的積極性。

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