多種教學(xué)方法在細胞生物學(xué)教學(xué)中的探索與應(yīng)用

魏世娜 黃嘉琪 李雪竹

摘要細胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，是從顯微、亞顯微與分子水平研究和揭示生命基本規(guī)律的科學(xué)。在當前高等教育教學(xué)質(zhì)量改革的框架下，本文探討了團隊合作、PBL法和案例教學(xué)法的結(jié)合、理論和科學(xué)研究的結(jié)合和多種線上網(wǎng)絡(luò)資源結(jié)合的教學(xué)方法，為水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)的建設(shè)提供支持的同時也為我校理論課程教學(xué)模式的改革提供參考。

關(guān)鍵詞 細胞生物學(xué) 教學(xué)方法 本科教學(xué)

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.25.044

ExplorationandApplicationofVariousTeachingMethodsinCell BiologyTeaching

WEI Shina[1][2]， HUANG Jiaqi[1]， LI Xuezhu[1][2]

（[1]College of Marine Sciences， South China Agricultural University， Guangzhou， Guangdong 510642；[2]Guangdong Laboratory for Lingnan Modern Agriculture， Guangzhou， Guangdong 510642）

AbstractCell biology is an important basic subject of modern life science. It is a science that studies and reveals the basic laws of life from the microscopic， submicroscopic and molecular levels. Under the framework of the current teaching quality reform of higher education， this paper discusses the teaching methods of team cooperation， the combination of PBL method and case teaching method， the combination of theory and scientific research and the combination of a variety of online network resources，which not only provides support for the construction of aquaculture specialty， but also provides reference for the reform of theoretical course teaching mode in our university.

Keywordscell biology； teaching methods； undergraduate teaching

細胞生物學(xué)是研究細胞的結(jié)構(gòu)、功能及各種生命活動規(guī)律的科學(xué)，在我國基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展規(guī)劃中，細胞生物學(xué)與生態(tài)學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、細胞生物學(xué)與分子生物學(xué)并列為我國生命科學(xué)的四大基礎(chǔ)學(xué)科，它可以為細胞工程、基因工程和蛋白質(zhì)工程等各種生物工程相關(guān)課程打下理論基礎(chǔ)，也是聯(lián)系分子生物學(xué)、生物化學(xué)等課程的重要樞紐，已成為醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)和生物學(xué)等專業(yè)的一門必修課。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生既能掌握基礎(chǔ)知識、概念和理論，還能掌握專業(yè)相關(guān)的前沿動態(tài)，培養(yǎng)基本的科研思維。該課程在學(xué)生的抽象思維能力、科學(xué)實驗及知識更新能力的培養(yǎng)中有著獨特的作用。本課程側(cè)重于細胞水平的功能，傾向于分子角度。課程主題包括兩個主要方面：一是細胞及其細胞器的結(jié)構(gòu)和功能，二是細胞的重要活動及其調(diào)節(jié)機制，包括新陳代謝、生長和生殖、細胞周期、細胞分裂、分化、細胞老化和死亡、凋亡、信號傳遞、進化和胚胎發(fā)育。但眾所周知，細胞生物學(xué)信息量大、內(nèi)容抽象、重點難點多，課程知識與生物化學(xué)、生理學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)等課程交叉滲透，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)動力。如何讓學(xué)生在有限的課時內(nèi)不但能掌握書本上的知識，還能將基礎(chǔ)理論知識和水產(chǎn)養(yǎng)殖相關(guān)的科研熱點問題聯(lián)系起來，是教師在教學(xué)過程中面臨的關(guān)鍵問題。目前海洋學(xué)院水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)科研究方向主要分為水產(chǎn)基礎(chǔ)生物學(xué)、水產(chǎn)生物遺傳育種、水產(chǎn)資源與保護學(xué)、水產(chǎn)生物免疫學(xué)及水產(chǎn)生物研究的新技術(shù)和新方法等。大部分科研內(nèi)容都需要了解細胞生物學(xué)基礎(chǔ)理論，熟悉細胞生物學(xué)相關(guān)實驗。因此，學(xué)好細胞生物學(xué)是學(xué)生的一項重要任務(wù)。

1目前的教學(xué)現(xiàn)狀分析

我校水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)專業(yè)創(chuàng)辦于2002年，是校級特色專業(yè)，獲省級聯(lián)合培養(yǎng)研究生示范基地、省級質(zhì)量工程項目建設(shè)。培養(yǎng)從事水產(chǎn)養(yǎng)殖相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)、科研、技術(shù)研發(fā)等方面的復(fù)合應(yīng)用型高級專門人才。隨著我國對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全工作的進一步加強，水產(chǎn)健康養(yǎng)殖也逐步向更高層次發(fā)展。細胞生物學(xué)作為華南農(nóng)業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)的一門拓展教育課程開設(shè)，面向水產(chǎn)養(yǎng)殖大三的學(xué)生，一般在第五學(xué)期開設(shè)。每年9月-12月為授課時間。該細胞生物學(xué)目前主要以課堂講授，有32學(xué)時的理論課時。課程全面介紹了細胞生物學(xué)的主要知識。盡管教師在教學(xué)中嘗試了不同的教學(xué)方法，包括多媒體，以激發(fā)學(xué)生對課程的興趣，并激勵他們，但這種形式還是以教師為中心，進行被動學(xué)習(xí)。因此學(xué)生和老師之間課堂上交流較少，導(dǎo)致彼此之間的反饋和了解較少，大多數(shù)學(xué)生在課堂上都很害羞，不敢提出問題，甚至課后也很少有學(xué)生會和老師討論問題。老師也很難了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。通常我們會在學(xué)期末進行評估，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)細胞生物學(xué)課程感興趣的知識點，寫一篇關(guān)于細胞生物學(xué)功能與相關(guān)疾病研究進展的綜述。同時學(xué)生自由分組，5-6個同學(xué)一組，做一個PPT匯報，學(xué)生根據(jù)老師提出的問題進行5分鐘的答疑。

2多種教學(xué)方法的結(jié)合

2.1團隊合作

眾所周知，讓學(xué)生在團體中發(fā)揮主觀能動性，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，能夠促進學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，鍛煉團隊合作能力，強化師生溝通，[1]比如團隊合作的學(xué)習(xí)場景可以在課內(nèi)或課外進行，有助于避免最開始教學(xué)的時候?qū)W生的沉默，促進良好溝通技巧的發(fā)展。課堂練習(xí)可能包括回答或產(chǎn)生問題、解釋觀察、推導(dǎo)、解決問題、總結(jié)講課材料、排除疑難和頭腦風(fēng)暴等。課外活動包括進行實驗或研究，完成問題集或設(shè)計項目，寫報告和準備課堂報告等。海報創(chuàng)作是學(xué)生的另一項團隊活動，它通常是一個小團體的課外活動，這樣的活動可以幫助學(xué)生通過相互合作加深對所學(xué)知識的理解。此外，海報創(chuàng)作的內(nèi)容選擇符合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，因此學(xué)生具有較高的參與熱情，主動報名參加，自發(fā)組建興趣團隊，以較高的效率完成海報的設(shè)計、制作、講解和答疑等。還有其他形式的團隊合作，如團隊小組活動，例如通過有趣的游戲來激勵學(xué)生，促使他們積極參與學(xué)習(xí)，幫助他們理解和鞏固所學(xué)的知識。因此小組討論是一個很好的學(xué)習(xí)工具，但是我們?nèi)绾卧谡n堂上使用它們呢？課堂前的準備和課堂上的時間控制是關(guān)鍵因素。教師首先在課堂上提出具體的問題，讓學(xué)生通過他們網(wǎng)絡(luò)資源來查閱相關(guān)問題的報道，然后查閱該問題的基本知識和概念。組內(nèi)成員根據(jù)具體問題設(shè)定分工，比如查閱文獻，制作PPT等，接著推薦一位同學(xué)負責(zé)在課堂上講解該組的內(nèi)容，控制在10分鐘。然后班上的其他學(xué)生可以對講解過程中的問題提出質(zhì)疑，從而促進學(xué)生獨立思考的能力。最后教師對整個的PPT及講解進行點評及打分，給學(xué)生積極的反饋和表揚。[2]這樣的課堂能夠有更多的時間讓老師和學(xué)生之間交流，老師也能夠引導(dǎo)學(xué)生去了解細胞生物學(xué)相關(guān)的熱點問題，在學(xué)生的學(xué)術(shù)思維中提前種下科研的種子。

2.2 PBL教學(xué)法和案例教學(xué)法的結(jié)合

PBL（problem based learning，PBL）教學(xué)法是由美國神經(jīng)病學(xué)教授Barrow提出的以學(xué)生為主體的教學(xué)模式。[3]它與傳統(tǒng)教學(xué)的教學(xué)模式相比強調(diào)以問題為基礎(chǔ)，學(xué)生為主體，教師為引導(dǎo)，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的教師課堂單純講授、學(xué)生被動學(xué)習(xí)記憶的教學(xué)方法，它可以促使學(xué)生帶著興趣問題積極的探索學(xué)習(xí)，因此很大程度上提高了學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力及分析解決問題的能力。它應(yīng)用在細胞生物學(xué)理論課教學(xué)過程中，主要按照“發(fā)現(xiàn)問題—分析問題—提出假設(shè)—驗證假設(shè)”的邏輯過程。案例教學(xué)法起源于美國哈佛商學(xué)院，最初將來自商業(yè)管理領(lǐng)域的真實案例在課堂上進行講解討論，這種教學(xué)方法主要是理論聯(lián)系實際，與將來從事工作的實際情況相類似，以案例作為教學(xué)的中心，在授課過程中可以加深學(xué)生對基礎(chǔ)理論掌握，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。[4]因此，將PBL教學(xué)法結(jié)合案例教學(xué)法應(yīng)用到教學(xué)過程中，學(xué)生可以將理論與生產(chǎn)實踐聯(lián)系起來，同時在案例分析中達到教學(xué)相長的效果，提升教學(xué)質(zhì)量，還能鍛煉學(xué)生分析問題、解決問題以及實踐創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)，同時也能為水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)其他課程的實施提供借鑒。在具體的實施過程中，針對學(xué)生掌握知識的能力及水平不統(tǒng)一的特點，在教學(xué)過程中以學(xué)生為主體，培養(yǎng)自主和探究式學(xué)習(xí)的教學(xué)理念，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)出具有良好學(xué)習(xí)能力、實踐能力及創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。具體改革內(nèi)容如下：首先是教學(xué)準備環(huán)節(jié)。收集細胞生物學(xué)的相關(guān)案例，由教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、結(jié)合水產(chǎn)養(yǎng)殖相關(guān)科研成果和水產(chǎn)動物養(yǎng)殖過程中的遇到的實際問題，給學(xué)生提出比較開放合理的問題；然后是教學(xué)的具體實施環(huán)節(jié)。學(xué)生熟悉問題后，在教師的引導(dǎo)下，通過各種途徑比如圖書館數(shù)據(jù)庫查找文獻，針對問題，分析歸納出自己的結(jié)論；最后是教學(xué)的總結(jié)環(huán)節(jié)。根據(jù)學(xué)生人數(shù)合理的分組，學(xué)生分組討論，組員輪流發(fā)言或提出自己的質(zhì)疑，教師對學(xué)生遇到的難點進行解答，總結(jié)。最終學(xué)生對本次授課進行評價，教師根據(jù)反饋建議再做調(diào)整。通過PBL法結(jié)合案例教學(xué)法在細胞生物學(xué)授課中的實施，能鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自我總結(jié)以及實踐創(chuàng)新的能力。

2.3理論和科學(xué)研究的結(jié)合

細胞生物學(xué)主要的教學(xué)目標是：讓學(xué)生充分了解學(xué)習(xí)細胞生物學(xué)課程的價值與意義，即為什么要學(xué)習(xí)細胞生物學(xué)；介紹細胞生物學(xué)學(xué)科的形成與發(fā)展歷程，即細胞生物學(xué)的昨天、今天和明天；給出學(xué)習(xí)建議，即如何才能學(xué)好細胞生物學(xué)；介紹細胞的多樣性與同一性，使學(xué)生理解細胞的同一性是細胞多樣性的基礎(chǔ)。通過對上述問題的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生持久的內(nèi)生動力，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，為后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定思想基礎(chǔ)。由于是給水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)的本科生授課，因此在講解過程中應(yīng)該側(cè)重細胞生物學(xué)知識與水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)的聯(lián)系，著重介紹細胞生物學(xué)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的基礎(chǔ)研究與生產(chǎn)上的應(yīng)用，密切聯(lián)系實踐。目前已有的細胞生物學(xué)基礎(chǔ)理論主要來源于目前完善的人類細胞生物學(xué)體系。然而，水生動物相對于人類以及家畜，其差異十分明顯，如籠統(tǒng)地照搬人類的基礎(chǔ)理論應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖細胞生物學(xué)的教學(xué)，并不能很好地讓初學(xué)者了解課程的理論基礎(chǔ)知識，可能導(dǎo)致其在今后的學(xué)習(xí)和實踐中難以提高。因此在該門課程的講授過程中，在借鑒人類理論的同時還需要結(jié)合水產(chǎn)養(yǎng)殖的專業(yè)特色，在教學(xué)中對不同水生動物細胞生物學(xué)相關(guān)研究成果進行總結(jié)，合理歸納，并將最新的學(xué)術(shù)研究成果引入課程教學(xué)中。比如在講解細胞凋亡相關(guān)內(nèi)容時，可以首先分享一下水產(chǎn)病毒誘導(dǎo)細胞凋亡的文獻；在講解細胞的形態(tài)及特性過程中，不僅僅讓學(xué)生觀看細胞模型，可以帶他們?nèi)嶒炇铱匆幌抡鎸嵉募毎螒B(tài)，細胞的分離和體外培養(yǎng)，還有研究中常用的儀器如激光共聚焦顯微鏡、透射電鏡、掃描電鏡、流式細胞儀等，這樣才能充分拓展學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí)的積極性，提升教學(xué)質(zhì)量。

2.4多種線上網(wǎng)絡(luò)資源的結(jié)合

由于細胞生物學(xué)知識概念的抽象性和復(fù)雜性，對于初學(xué)者難以深刻理解。隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，學(xué)生可以利用在線網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)平臺等資源提供的PPT課件、課堂作業(yè)及隨機測試進行學(xué)習(xí)，而充分利用多媒體，可以讓學(xué)生獲取更多的知識點，而且還可以根據(jù)動畫的生動直觀來突破教學(xué)的難點。因此，慕課、微課等多種教學(xué)模式逐漸成為教師課堂教學(xué)的輔助工作。關(guān)于在線教學(xué)方式的設(shè)計包括線上錄播視頻的安排、線上教學(xué)平臺的選擇及線上課程資源整合。在線課程的實施包括課前的線上布置、線上授課開展及線上教學(xué)反饋。最后督導(dǎo)老師加入線上課程，全程觀察和監(jiān)督管理，從課程的新穎性、教學(xué)設(shè)計及教學(xué)效果的調(diào)查分析等三個方面對線上課程效果進行評價，保證線上教學(xué)質(zhì)量。線上教學(xué)不可能完全取代傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，但為以后的“線上+線下”相結(jié)合的混合式教學(xué)提供參考依據(jù)。通過設(shè)計適合的教學(xué)方式，利用優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源平臺和工具，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，培養(yǎng)出更多的新時代高層次人才。

3結(jié)論

在細胞生物學(xué)的教學(xué)過程中，我們應(yīng)該逐漸改變傳統(tǒng)的以教師的課堂教學(xué)為中心的被動式教學(xué)模式，逐漸過渡到以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心，充分發(fā)揮學(xué)生之間互助學(xué)習(xí)和團隊合作等學(xué)習(xí)模式。教師能夠根據(jù)當代細胞生物學(xué)熱點科學(xué)問題合理優(yōu)化理論課教學(xué)內(nèi)容，靈活運用多種教學(xué)方式。此外，學(xué)校要建立學(xué)習(xí)過程的多樣化評價體系，使學(xué)生的最終成績更加多樣化、客觀化，從而提高細胞生物學(xué)的教學(xué)效果，使學(xué)生在學(xué)完該課程后既能掌握該門課程的基礎(chǔ)理論知識和基本試驗技能，還能了解該門課程發(fā)展的前沿知識和新技術(shù)，最終能夠?qū)⑺鶎W(xué)的知識運用到自己的專業(yè)領(lǐng)域中進行一些創(chuàng)新性的工作。

基金項目：2019年華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校級課程思政示范課程項目（華南農(nóng)教〔2020〕7號）

參考文獻

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