細胞生物學課堂教學模式改革初探

丁 潔

(貴州大學 生命科學學院， 貴陽 550025)

細胞生物學課程是一門綜合性的學科，隨著干細胞工程技術在生物及再生醫(yī)療行業(yè)的廣泛應用，細胞生物學發(fā)展迅猛，研究內容日益擴展，新的研究方法和技術不斷涌現，是21世紀生物科學研究的重點和熱點[1-2]。現代細胞生物學從顯微水平、超微水平和分子水平等不同層次研究細胞的結構、功能及生命活動。在我國基礎學科發(fā)展規(guī)劃中，細胞生物學、分子生物學、神經生物學和生態(tài)學并列為生命科學的四大基礎學科[3]。著眼于我校人才培養(yǎng)的目標，在實際教學過程中，改革傳統(tǒng)的教學方法，變“授人以魚”為“授人以漁”的教學方式，并結合多媒體教學手段的應用[4]，根據教學內容，結合學科前沿知識，通過精選基礎性實驗、增加綜合性實驗、加強研究創(chuàng)新性實驗，使學生的知識和能力協(xié)調發(fā)展。同時采用啟發(fā)式[5]、互動式教學[6]，讓學生以小組為單位開展解析理論、分析方法的討論和操作，使學生從知識的接受者轉變?yōu)橹R的發(fā)現者，增強學生的學習主動性和積極性，增強學生對理論知識的掌握和分析問題的能力。針對該課程的教學現狀和存在問題，主要從理論教學、實驗教學與課程考核評價體系3個方面進行課程的建設與改革，其主要內容如下。

1 理論教學改革

在教學過程中，采取組織化教學(在課程學習一開始，就注重課程組織的建立和學習紀律的形成，更好地保障教學的正常開展，讓學生學會自我管理，在組織中更好地分工履職)；以學生為主體，突出“學”的理念，圍繞學生的基礎、需求、興趣點，結合學科特點和未來的發(fā)展趨勢開展課程教學；讓學生更多地參與課堂教學，提高學生的思考和總結能力，將學生的學習由被動變?yōu)橹鲃樱唧w采取的改革方式如下。

1.1 基于團隊的學習組織方式

首先，建立基于團隊的學習組織方式[7]，目的是培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力，完成復雜任務；形式以6～7名學生一組，為便于課堂討論，每組學生在課堂學習中座位相對集中，課堂討論的成績計入小組團隊的平時成績，并不定期給予一些細胞領域相關的前沿課題讓每組學生做專題報告，學生在課外實踐中分工合作完成大作業(yè)任務。

1.2 基于問題的互動教學

學習新課內容之前采用回顧問答法來復習上節(jié)課的重難點，便于學生對已學知識的掌握，有助于將前后章節(jié)的知識點進行銜接，有助于學生和老師共同構建該課程的知識體系架構。授課過程中，希望加入更多的問題式互動教學：基于簡單的引導性問題，由學生獨立搶答或提問的方式來完成，并計入學生個人的課堂討論得分；基于難度較大的思考性問題(例如：概述細胞信號的整合方式與調控機制、如何理解細胞骨架的動態(tài)不穩(wěn)定性？這一性質與細胞生命活動有什么特殊關系？總結闡述不同的CDK在細胞周期中是如何執(zhí)行調節(jié)功能的？等綜合性思考題)在課堂上進行分組討論，3～5 min后提交書面答案，由老師課后評價記分，計入小組學生的團隊分。通過問題式互動教學[8]，更好地檢驗、鞏固、加深所學的知識，以便學生能夠較好地掌握已學習的知識并整合重構學科的知識架構。

1.3 基于大作業(yè)的研究性學習

課堂教學過程中，每組學生抽簽選擇1道細胞生物學相關的前沿論題(例如：線粒體與細胞凋亡、干細胞在組織再生領域的應用與疾病治療、胚胎發(fā)育中的細胞分化及腫瘤干細胞與腫瘤產生等研究熱門論題)，要求學生自主查閱相關論題的文獻資料，提交研究報告，并于一周后的課堂上做10 min左右的PPT匯報，所有學生提問，該組學生負責答辯，老師根據研究報告、課堂陳述及答辯表現給予評分，計入小組團隊的研究性學習成績，并根據個別學生的表現優(yōu)劣給予適當的加減分。基于大作業(yè)的研究性學習方式不僅增強了同組學生在學習過程中的凝聚力和分工協(xié)作的能力，同時也讓學生自主地了解專業(yè)領域的相關前沿知識，提高學生學習的主動性和積極性。

2 實驗教學改革

適應素質教育的要求，課內實驗的功能也應發(fā)生相應的轉變：從驗證理論，掌握技術向培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識轉變[9]。細胞生物學課內實驗的開設，主要從基礎性、綜合性和研究創(chuàng)新性等3個層次，通過精選基礎性實驗、增加綜合性實驗、加強研究創(chuàng)新性實驗，全面提高學生的綜合素質。然而，開設綜合性、設計性實驗均具有一定的局限性，例如：實驗的長時性與實驗課時少的矛盾；實驗室空間和儀器設備條件有限；實驗室管理難度大等。因此，在課內實驗課程設置上，僅能添加1～2個綜合性、設計性實驗，我們考慮創(chuàng)新性實驗的另一種可行性形式：通過改進實驗教學方法，將誘導式教學、問題式教學和過程式教學融入實驗教學中，將基礎性課程實驗改造為一個個小型的綜合性/設計性實驗，即探究性實驗。

2.1 實驗教學之誘導式教學

在每一個實驗開始前安排10 min左右的開卷測驗和30 min左右的背景知識講解。測驗時多選用一些書本中沒有、對理解實驗原理很有幫助的簡單題目，學生在做測驗題時多數會有挫折感，因而會產生希望得到真正結果的期望。背景知識的講解就圍繞測驗中的問題采用啟發(fā)式講解方式展開，通過視頻和流程圖演示實驗原理，必要時可以以邏輯關系依次對學生進行提問，讓學生的思維跟著解決問題的思路走，以最大限度地啟迪學生的創(chuàng)新思維。

2.2 實驗教學之問題式教學

例如：在植物細胞有絲分裂制片實驗開始前，提出一些實驗原理相關的關鍵問題(問題1:秋水仙素處理為什么是4 h？問題2:為什么顯微鏡下看到的細胞中期分裂相很少？問題3:制片過程中最佳的酸解時間是多長時間？等)，讓學生帶著問題做實驗，通過實驗結果驗證理論知識，激發(fā)學生在實驗過程中的探究欲、主動性和積極性，培養(yǎng)學生獨立思考和解決問題的能力。

2.3 實驗教學之過程式教學

例如:探究植物細胞有絲分裂酸解的合適時間。常規(guī)教學法:直接告訴學生用幾分鐘處理，學生根據實驗指導書完成驗證性實驗。過程式教學法則是將全班學生分成幾個組,每個組用一種不同的處理時間,比如5、10、15和20 min等,最后比較實驗結果。實驗教學中采取過程式教學法，雖然大多數組會得不到好的實驗結果,但總會有少數組得到正確的結果,通過比較,所有同學對實驗結果會有一個深刻的認識,也從中明白實驗方法是需要探索的,實驗結果的獲得是需要合作的。

3 課程考核評價體系改革

目前，細胞生物學的考核方式仍然還是以學生的期末考試成績?yōu)橹鳎@樣的考核方式與細胞生物學強調理論教學為主的學科特點相一致，但缺乏課內的互動及實踐技能的測評環(huán)節(jié)，不利于考核學生對所學基礎知識實際應用的能力。伴隨課堂教學方式的改革，課程的考核方式也將做相應的調整：加大平時成績在總成績中的比例，考慮采取更多的方式進行課內互動討論或布置課后作業(yè)，然后老師根據課堂成績、作業(yè)以及實際表現給予成績[10]。建立“過程+結果相結合”的綜合評價體系：最終成績由平時作業(yè)(10%)+課堂討論(15%)+課程學習過程表現(10%)+大作業(yè)的研究性學習成績(15%)+期末考試(50%)等構成，培養(yǎng)學生形成自主學習、積極學習的習慣。杜絕學生為了應付考試而“臨時抱佛腳”的現象。

4 教學效果

對教學效果的分析評價是檢驗教學改革效果的重要指標。為檢測互動式教學效果如何，課程結束后，課題組對采用傳統(tǒng)授課模式和實施教學模式改革的兩個平行班進行問卷調查測評學生滿意度，并通過作業(yè)及試卷分析等多因素分析顯示，教學改革取得良好效果。

學生滿意度測評分析：測評表總分> 88分，統(tǒng)計為滿意。作業(yè)分析：作業(yè)成績由平時作業(yè)(20%)+課堂討論(30%)+課程學習過程表現(20%)+大作業(yè)的研究性學習成績(30%)綜合構成，檢測學生總結論述問題的能力，作業(yè)總分為100分，統(tǒng)計平均成績。試卷分析：對期末考試試卷中的論述題(總分30分)進行分析，考查內容包含主要知識點和知識點論述的科學性和嚴謹性，統(tǒng)計平均成績。從統(tǒng)計分析數據(見表1)，可以看出：不同教學模式下兩個班級的學生滿意度測評、作業(yè)分析及試卷分析等多方面均存在顯著性差異，且通過課堂教學模式的改革明顯提升了學生期末測試中的優(yōu)秀率。

表1 教學效果分析評價

5 總結與展望

在教學改革實踐中，我們取得了一定的成績。教學過程中充分了解授課的對象——學生，結合自己的教學特點，選擇采取適合教學雙方的教學方法提高教學質量；通過改進和完善多媒體課件，在課件中加入大量的模式圖、流程圖和動畫等[11]直觀素材，使課堂更為生動和深入淺出，使學生完全理解相關機理方面深層次內容，從而促進學生對抽象基礎知識的理解，進一步提升學生學習細胞生物學的興趣。最后，采用多元化的課程考核方式，培養(yǎng)學生形成自主學習、積極學習的習慣。學生對細胞生物學授課內容的前沿性、教學方法的多樣性及考核方式的多元化較為贊賞。實踐證明，通過研究型學習更有利于學生創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)。