以課題研究為導(dǎo)向的發(fā)育生物學(xué)課程研究性教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.10.025

Research based Teaching Design and Application of Developmental Biology Course Guided by Project Research

YANG Ciqing， ZHANG Bichao， LI Xiaoying

（Collge ofLife Science and Technology， Xinxiang Medical University， Xinxiang，Henan ） AbstractThe article explores the design and application of research-based teaching guided by research topics. This teaching method aims to cultivate students' research ability，problem-solving ability，and innovative thinking by encouraging them to participate in the research-based practiceofthe research group project，stimulating their learning interest and initiative.In the teaching process of developmental biology courses，a three inone teaching model of \"online guidance+practical exploration+classroom discusson\" is adopted.This research-based teaching design guided by research notonly enhances students'academic level，butalsocultivates their tamwork，communication，and critical thinking abilities.The design ofthis teaching mode provides students with a deper learning experience，promotes their comprehensive development，and hascertain reference and application value.

Keywordsresearch-based teaching;biology; developmental biology; research topic

研究性教學(xué)是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動(dòng)性、探究性和實(shí)踐性。它與傳統(tǒng)的教學(xué)模式不同，更注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、問題解決能力和批判性思維能力。在研究性教學(xué)中，教師不再是知識(shí)的傳授者，而是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和促進(jìn)者。學(xué)生通過自主探究、小組合作、實(shí)驗(yàn)研究等方式，深入地學(xué)習(xí)和理解知識(shí)。研究性教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。同時(shí)，這種教學(xué)方法也有助于學(xué)生更好地掌握知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效果。在實(shí)施研究性教學(xué)時(shí)，教師需要合理設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，提供適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)資源和支持，以確保教學(xué)的順利進(jìn)行。

研究性教學(xué)模式在國(guó)內(nèi)外都有成功的案例，如德國(guó)的項(xiàng)目定向?qū)W習(xí)法、丹麥的項(xiàng)目教學(xué)，以及清華大學(xué)的“大學(xué)生研究訓(xùn)練計(jì)劃\"和華中科技大學(xué)的本科工程教育等[14]。本科階段的研究性教學(xué)確實(shí)成績(jī)斐然，但這種教學(xué)模式的改革卻是以擴(kuò)展教學(xué)的時(shí)空、增加學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)為代價(jià)的：從課內(nèi)40分鐘延伸到課外，從教室延伸至圖書館、實(shí)驗(yàn)室、社團(tuán)、公司等[5]。而研究生階段的研究性教學(xué)模式恰好適合研究生培養(yǎng)模式，因?yàn)檠芯可慕逃攸c(diǎn)在于科學(xué)研究，在課程學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生已經(jīng)開始課題設(shè)計(jì)和開展科學(xué)研究。研究性教學(xué)并沒有太多增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，反而督促學(xué)生查閱更多的文獻(xiàn)，及時(shí)總結(jié)自己的科研進(jìn)展，并將結(jié)果進(jìn)行分享和研討，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到以研促學(xué)，以學(xué)促研的目的。

1以課題研究為導(dǎo)向的研究性教學(xué)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)與問題

1.1研究性教學(xué)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

以課題研究為導(dǎo)向的研究性教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生的研究能力、創(chuàng)新思維和問題解決能力。這種教學(xué)方法不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能促進(jìn)其深度學(xué)習(xí)和全面發(fā)展。通過參與課題研究，學(xué)生不僅能夠深入理解學(xué)科知識(shí)，還能提高解決實(shí)際問題的能力。在這種教學(xué)模式下，教師的角色也發(fā)生了轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)的知識(shí)傳授者變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和合作者。教師會(huì)為學(xué)生提供課題方向和必要的支持，幫助學(xué)生制定研究計(jì)劃，引導(dǎo)他們進(jìn)行科學(xué)研究。因此，以課題研究為導(dǎo)向的研究性教學(xué)對(duì)于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新人才具有重要意義。

1.2研究性教學(xué)設(shè)計(jì)存在的問題

以課題研究為導(dǎo)向的研究性教學(xué)存在諸多優(yōu)勢(shì)，但是，在具體教學(xué)設(shè)計(jì)中也存在一些問題。研究性教學(xué)對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的要求較高，而在教學(xué)設(shè)計(jì)中，如何保證全體學(xué)生的均衡發(fā)展是個(gè)問題，如果采用學(xué)生自由組隊(duì)的方式，通常會(huì)存在基礎(chǔ)好的學(xué)生組隊(duì)在一起，基礎(chǔ)差的組隊(duì)在一起，這樣就導(dǎo)致了同樣的課題研究出現(xiàn)兩極分化的現(xiàn)象。同時(shí)課題研究?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)至關(guān)重要，課題內(nèi)容要與課程內(nèi)容高度契合，這就需要教師精心設(shè)計(jì)，目標(biāo)設(shè)計(jì)過高，學(xué)生無法完成，如果太低不具有挑戰(zhàn)性，又會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的積極性不高。而在教師教學(xué)設(shè)計(jì)中，還需要考慮教學(xué)資源的問題，如設(shè)計(jì)的課題不具備完成條件，會(huì)直接影響教學(xué)效果。

2以課題研究為導(dǎo)向的研究性教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

在研究生發(fā)育生物學(xué)課程教學(xué)過程中，課程組提出了“以課題研究為導(dǎo)向的研究性教學(xué)”模式。教師對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，根據(jù)學(xué)生研究方向的不同，重構(gòu)并整合學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，自主探究問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果，并最終得出結(jié)論，達(dá)到理論與實(shí)踐的結(jié)合，提高學(xué)生創(chuàng)新能力，進(jìn)而達(dá)成課程目標(biāo)。以下是關(guān)于“胚胎發(fā)育過程中的信號(hào)傳導(dǎo)與網(wǎng)絡(luò)調(diào)控”模塊的研究性教學(xué)案例，授課內(nèi)容為胚胎發(fā)育過程中的信號(hào)傳導(dǎo)與網(wǎng)絡(luò)調(diào)控。

2.1教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：使學(xué)生理解參與胚胎早期發(fā)育的關(guān)鍵信號(hào)通路；能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生課題研究和科學(xué)探究的能力；素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和科學(xué)探索精神。

2.2教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

在發(fā)育生物學(xué)課程教學(xué)過程中，課程組提出了“以課題研究為導(dǎo)向的研究性教學(xué)\"模式。課程教學(xué)過程推行“線上導(dǎo)學(xué) + 實(shí)踐探究 + 課堂研討”三位一體的教學(xué)模式。以學(xué)生為中心，以課題研究為導(dǎo)向，遵循\"學(xué)什么一怎么做一是什么一為什么一研什么\"的邏輯開展教學(xué)。

2.2.1線上導(dǎo)學(xué)

在本課程教學(xué)過程中，教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（學(xué)習(xí)通），提前安排教學(xué)任務(wù)，發(fā)布教學(xué)資料和學(xué)習(xí)指導(dǎo)，幫助學(xué)生在課前進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。讓學(xué)生在課前對(duì)即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容有一個(gè)基本的了解，提高課堂學(xué)習(xí)效率。圍繞“學(xué)什么”，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力。教師在線安排教學(xué)任務(wù)，設(shè)置問題，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，在該部分內(nèi)容中，重點(diǎn)讓學(xué)生明確胚胎發(fā)育的過程及胚胎發(fā)育過程中的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，包括TGFβ信號(hào)途徑、Wnt信號(hào)途徑、Hedgehog 信號(hào)途徑、Notch信號(hào)途徑、酪氨酸激酶受體途徑、JAK-STAT信號(hào)途徑等信號(hào)途徑。教師在線上平臺(tái)開展問題交流與答疑。通過問題激活、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、思考交流、問題反饋等流程，激發(fā)學(xué)生參與的積極性、主動(dòng)性。本節(jié)課將重點(diǎn)學(xué)習(xí)6個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，通過微課和學(xué)習(xí)資料，學(xué)生對(duì)6個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有了一個(gè)初步的了解和認(rèn)識(shí)。

2.2.2實(shí)踐探究

通過實(shí)驗(yàn)的方式，讓學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和解決問題的能力[。落腳“怎么做”，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用。在本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程中，結(jié)合教師的科研項(xiàng)目，課程組設(shè)計(jì)了雞胚發(fā)育過程的觀察和中樞神經(jīng)系統(tǒng)基因異常表達(dá)對(duì)胚胎發(fā)育的影響實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)中，教師從種雞場(chǎng)購(gòu)買受精雞蛋，在 ， 6 5 % 相對(duì)濕度的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。每天讓學(xué)生觀察拍照，記錄結(jié)果。并演示雞胚脊髓活體電轉(zhuǎn)基因技術(shù)，并在脊髓和視頂蓋中實(shí)現(xiàn)Shh（Sonichedgehog）的異常表達(dá)，觀察Shh異常表達(dá)對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響。關(guān)于Shh異常表達(dá)對(duì)胚胎發(fā)育過程雞胚中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響相關(guān)研究，課題組已經(jīng)發(fā)表科研論文，學(xué)生閱讀課題組發(fā)表的論文，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)觀察，對(duì)基因異常表達(dá)對(duì)胚胎發(fā)育的影響有了更為深刻的理解。該實(shí)驗(yàn)的開展，一方面滿足了學(xué)生對(duì)胚胎發(fā)育的好奇心，另一方面增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐觀察能力，并將理論和實(shí)踐進(jìn)行了緊密結(jié)合。學(xué)生對(duì)Shh信號(hào)通路有了更為深入的理解。通過實(shí)驗(yàn)課線下實(shí)踐操作訓(xùn)練和研究性教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生實(shí)現(xiàn)了知識(shí)一價(jià)值一能力的進(jìn)階發(fā)展、理論一實(shí)踐的融會(huì)貫通，成為有學(xué)識(shí)、有專長(zhǎng)的新時(shí)代創(chuàng)新型人才。

2.2.3課堂研討

課堂教學(xué)是整個(gè)教學(xué)模式的核心，應(yīng)確保學(xué)生與教師之間的直接交流和反饋。澄清“是什么”，填補(bǔ)學(xué)生的知識(shí)空白；解釋“為什么”，以深刻的理論答疑解惑，建構(gòu)科學(xué)的知識(shí)體系。

在本次課教學(xué)中，針對(duì)6個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，將學(xué)生分為6個(gè)小組，每組1個(gè)教學(xué)內(nèi)容分組制作PPT，展示自己實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)果，通過查閱文獻(xiàn)對(duì)相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的理解，結(jié)合自己的研究課題，匯報(bào)相關(guān)信號(hào)通路在課題設(shè)計(jì)和課題研究中的應(yīng)用，每組匯報(bào)講解完后展開討論，其他組學(xué)生提問，匯報(bào)組學(xué)生回答，在該過程中，教師可針對(duì)性地補(bǔ)充和回答一些問題。通過小組研討課的開展，不僅實(shí)現(xiàn)了學(xué)生知識(shí)的進(jìn)階發(fā)展，還提升了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力。

3教學(xué)效果與成果推廣應(yīng)用

3.1教學(xué)效果明顯

經(jīng)過教學(xué)改革，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性大大增強(qiáng)，課程考核成績(jī)優(yōu)良，高階能力有效提升。學(xué)生的課程考核平均成績(jī)都在85分以上，教學(xué)效果良好。學(xué)生在學(xué)科競(jìng)賽中獲得佳績(jī)，多項(xiàng)課題獲得校級(jí)研究生創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目資助。在本課題組研究后期的課題設(shè)計(jì)中，學(xué)生能夠很好地將課程中所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到自己的課題設(shè)計(jì)和研究中。

3.2教學(xué)成果豐碩

2022年，“發(fā)育生物學(xué)”被評(píng)為河南省研究生精品在線課程；課題研究獲河南省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目立項(xiàng)；課程組圍繞發(fā)育生物學(xué)課程教學(xué)發(fā)表教學(xué)論文多篇。

3.3教學(xué)成果的推廣應(yīng)用

課程組建立了“發(fā)育生物學(xué)\"課程MOOC平臺(tái)，發(fā)布微課視頻50個(gè)，PPT課件50個(gè)，配套習(xí)題12個(gè)，習(xí)題庫(kù)習(xí)題251題，實(shí)驗(yàn)視頻8個(gè)，豐富了教學(xué)資源。在本校的發(fā)育生物學(xué)教學(xué)過程中，充分利用線上資源，開展線上 + 線下混合式教學(xué)模式[8]。同時(shí)，在線課程資源全部面向校外免費(fèi)共享，不僅適合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等相關(guān)專業(yè)的研究生使用，還可為生物學(xué)相關(guān)專業(yè)其他學(xué)段的學(xué)習(xí)者提供學(xué)習(xí)和參考。

4結(jié)語

在發(fā)育生物學(xué)教學(xué)中采用“線上導(dǎo)學(xué) + 實(shí)踐探究 + 課堂研討”三位一體的教學(xué)模式，線上導(dǎo)學(xué)，由教師安排教學(xué)任務(wù)，學(xué)生通過線上資源自主學(xué)習(xí)，并在課后完成課后測(cè)試和作業(yè)，線上學(xué)習(xí)成績(jī)計(jì)入期末總評(píng)成績(jī)，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生課前學(xué)習(xí)的積極性。以項(xiàng)目研究為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)，極大地增強(qiáng)了學(xué)生的積極性，通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)靈活應(yīng)用到課題的設(shè)計(jì)和研究中，解決了理論和實(shí)踐脫節(jié)問題。通過課堂研討進(jìn)一步讓學(xué)生自主獲取知識(shí)，通過文獻(xiàn)查閱，實(shí)驗(yàn)觀察和課題設(shè)計(jì)，學(xué)生進(jìn)一步總結(jié)知識(shí)，制作PPT，并通過PPT講授的方式，將知識(shí)進(jìn)行分享并開展研討，對(duì)講解不清楚和不全面的內(nèi)容，教師和同學(xué)通過進(jìn)一步質(zhì)疑和討論，得到很好的補(bǔ)充，整個(gè)知識(shí)的學(xué)習(xí)形成閉環(huán)，極大地提高了課程的學(xué)習(xí)效果，使得課程教學(xué)與課題研究緊密結(jié)合，充分體現(xiàn)了以課題研究為導(dǎo)向的課程教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。

*通信作者：楊慈清

★基金項(xiàng)目：河南省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目（研究生教育類）（2023SJGLX234Y）；河南省研究生精品在線課程項(xiàng)目（YJS2024ZX26）；河南省本科高校研究性教學(xué)系列項(xiàng)目；新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目（2024-XYJG-78）。

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