基于創新性人才培養的細胞生物學課程教學改革

許星鴻 賴曉芳 姬南京 孔雪

摘 要 培養創新性人才可為經濟發展提供充足的力量，是新時代的高等教育培養目標。為適應創新性人才培養模式，對細胞生物學課程進行了教學改革，包括教學大綱、教學方式、教學手段、實驗教學及考核方式等方面。實施結果表明，課程教改措施激發了學生的創新思維和能力，提高了教學效果。

關鍵詞 創新性人才培養;細胞生物學;教學改革;教學效果

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.33.018

Teaching Reform of Cell Biology Course Based on Innovative Talent Training

XU Xinghong， LAI Xiaofang， JI Nanjing， KONG Xue

（College of Marine Life and Fisheries， Jiangsu Ocean University， Lianyungang， Jiangsu 222005）

Abstract Innovative personnel training can provide enough power for economic development which is the aim of higher education in new age. Teaching reform of cell biology course was carried out for adapting to the innovative talent training model， including teaching program， teaching methods， experimental teaching and evaluation mode， etc. The results of implementation showed that the teaching reform measures had stimulated students' creative thinking and ability， and improved the teaching effect.

Keywords innovative personnel training; cell biology; teaching reform; teaching result

改革人才培養體制，提高高等教育質量是國家教育規劃綱要對高等教育提出的要求，構建高校創新型人才培養模式和創新體系，是高等教育發展和改革目標。[1]為深入貫徹《國家中長期教育改革和發展綱要（2010-2020年）》，[2]江蘇海洋大學大力推動課程教學改革，以全面提升教育教學質量，構建具有我校特色的應用型創新人才培養模式。細胞生物學和分子生物學、神經生物學、生態學被并列為現代生命科學的四大基礎學科，是我校海洋科學、生物技術和動植物檢疫等專業的基礎必修課程。隨著科學技術的迅速發展，生命科學的新成果不斷涌現，細胞生物學教學內容和教學方式需要與時俱進，以及如何在教學中培養學生的創新能力成為新的挑戰。因此，我校細胞生物學課程組進行了多方面的教學改革，以期提高學生的學習主動性及創新能力。

1 教學大綱修訂與教學內容優化

教學大綱是教學的基本依據，我校圍繞人才培養目標兩年修訂一次。細胞生物學是從細胞的不同層次，包括細胞整體水平、亞顯微結構水平和分子水平來研究細胞結構、功能及生命活動規律的學科。教學大綱中明確了本課程教學目標：掌握海洋科學和生物技術專業所需的細胞知識，能夠將其用于分析細胞是如何組織在一起完成特定的使命和功能;能夠應用細胞生命生老病死的基本原理，認識并理解生命現象問題;能夠根據細胞生物學原理設計針對生命現象問題的實驗方案，并基于所獲得的數據用細胞生物學原理進行解釋，理解生理或病理條件下的細胞反應和功能。課程選用的教材是高等教育出版社出版、丁明孝等[3]主編的《細胞生物學》第五版，該教材在高校中應用面較廣，并作為很多院校和研究所的考研指定參考書。大綱中除列出教材外，還增加了一些參考書，鼓勵同學們不局限于教材，課后多閱讀專業相關資料，擴大知識面。

該課程教材共有16章，本校課堂教學安排為48學時。教學內容主要包含兩個方面：一是在不同層次（顯微、亞顯微與分子水平）研究細胞結構與功能，如生物膜與細胞器，細胞核、染色體以及基因表達，細胞骨架等;另一方面是對細胞重要生命活動的研究，如細胞增殖、分化、衰老與凋亡，細胞信號轉導等。在教學內容上注意與前修課程（普通生物學、組織胚胎學、生物化學等）和后續課程（分子生物學、細胞工程等）之間的銜接，并避免課程之間的重復。例如細胞類型、形態結構及基本特點等在普通生物學課程中已有重點介紹，在細胞生物學教學中對這些內容就不再詳細講解，只進行簡要介紹，并予以歸納總結，為其他教學內容起到鋪墊作用。教學時數安排適當向研究熱點傾斜，如細胞信號轉導、細胞增殖分化及衰老凋亡等，并融入獲得諾貝爾獎的與課程相關的成果，如細胞自噬、細胞對氧氣的感應和適應等，提高學生的學習興趣和創新性思維，并有利于翻轉課堂等其他教學改革措施的實施。在課堂教學中結合教學內容巧妙地嵌入一定的思政元素，如列文虎克一生制造了數百臺顯微鏡，最早在顯微鏡下發現了單細胞生物，開啟了人類對微觀世界的研究，以此啟發學生認識到普通人只要對自己所從事的行業充滿熱愛，具有堅持不懈、持之以恒的實干精神，就能實現自身價值，為社會做出貢獻。從完整的細胞質膜對于維持細胞內環境穩定的重要作用角度，引導學生的理解國防的價值，激發其家國情懷和學習熱情。

2 線下、線上相結合的教學方式

為促進教育教學模式創新，滿足學生自主個性化學習要求，我校建設了網絡教學平臺-“江蘇海洋大學課程在線”，除了使用電腦打開該平臺，學生還可以通過安裝手機“學習通”APP，可實現“時時能學、處處可學”。細胞生物學課程充分利用該平臺，建設了網絡課程，在平臺上可以進行布置作業、測驗、答疑、討論等課后的互動教學活動，目前已建設成為校級精品課程。2020年上半年疫情期間采用全面的線上教學模式，下半年至今疫情尚未完全解除，開學前兩周隔離期學生在宿舍進行線上學習，建立的在線教學平臺起到了非常重要的作用。全線上教學師生都需要長時間關注于屏幕，容易疲勞、注意力不集中，需要對教學方式進行調整。把一堂課分成兩段，20-25分鐘作為一小節，教師根據教學重點和難點講解15分鐘左右，然后利用5-10分鐘時間，提幾個問題讓同學們回答，這樣可以吸引學生的注意力，避免出現有的同學把電腦或手機開著其實并沒有在聽課的現象;還可以設置線上搶答題，讓同學們在線連麥回答問題，對踴躍答題的同學給予增加平時分的獎勵，提高聽課積極性。教師所提問題不局限于對知識點本身的考察，多提與教授內容有關并具有創新性的問題，啟發學生的創新性思維。在每小節的最后教師進行總結和點評，使學習思路更加清晰。由于較多的師生線上互動會壓縮教師的講解時間，所以線上課堂教學講授要根據教學大綱突出重點和難點，把一部分知識點放在課后，讓同學們利用在線教學平臺進行自學，這對其學習能力的提升也有較大的作用。

在常規的教學環境下，是采用線下、線上相結合的混合式教學方式，將傳統的課堂授課與網絡教學結合起來，在繼承和發展傳統教學特色的基礎上，導入線上教學方式，突出教師的主導作用和學生的學習主體地位，兩者優勢互補，提高教學質量。線下教室集中授課，教師的語言、眼神、表情及手勢等都可以直接傳遞給學生，可讓學生感受到教師的教學魅力和風采，且師生可以進行面對面的交流，具有線上教學無法替代的優勢;在課后，學生可以通過在線教學平臺反復觀看教學視頻、PPT，完成作業和測驗，并進行提問和討論，對課堂有限時間的教學起到了很好的補充作用，并提高了學習主動性和教學效果。

3 翻轉課堂的應用

細胞生物學課程內容豐富、信息量大，知識點抽象、理解難度大，長時間的傳統講授容易造成同學們昏昏欲睡，注意力難以集中，因此教學手段亟待改進。翻轉課堂又稱反轉課堂，被認為是學習效率最高的課堂。[4]該模式一是要求學生在課前進行自主學習，完成教學內容的初步理解;二是在課堂上學生通過小組合作完成學習任務;三是課后通過完成作業，實現學習內容的延展性內化。課前預習和課后復習都可以通過在線教學平臺開展，課堂教學活動的設計是翻轉課堂實施的關鍵。細胞生物學教學內容共16章，除了前2章-緒論和細胞生物學實驗方法以外，其他14章每章作為一個專題，教學班學生自由組合成14個小組，并推選小組長1名，由各小組自由選擇感興趣的專題，在課余時間以小組為單位，自行查文獻，搜集相關資料，制作PPT。教授按照教學進程表進行課堂授課，每次安排一個專題。課堂上首先由小組代表做專題報告，然后同學們展開討論，并提出學習難點和疑問。教師對此進行重點講解，并啟發學生進行更加深入的思考。最后教師進行總結，使教學內容條理清晰，有助于理解和記憶。

因為課時有限，在課堂教學中，教師對于整個教學過程要進行適當引導和掌控，提高效率，并對學生們的表現進行記錄作為平時成績評判依據，以此也能促進同學們參與翻轉課堂的積極性。通過翻轉課堂除了可使學生掌握課程的基本知識，更為重要的是能培養學生科研素質和創新能力，鼓勵學生勇于質疑、發現問題，并能通過查閱文獻、主動思考來論證所提的問題。在以小組為單位開展翻轉課堂的教學過程中，還可以培養學生的團體意識和團結協作能力，這對于今后的學習和工作都是有益的。

4 實驗教學改革

細胞生物學展現的是微觀世界，內容抽象，理解難度較大，實驗教學環節可以帶給學生直觀的感受，可將理論和實踐結合起來，鞏固并加深理解理論教學內容，也是提高學生動手能力、提高創新素質的重要手段。細胞生物學實驗耗時長而且需要先進的儀器設備，受到課時數以及教學設備的限制，結合我校實際情況，合理調整實驗教學內容。我校細胞生物學實驗教學設置為24學時，設置為6個實驗項目，每次4學時。根據培養目標和培養方案，在實驗項目制定上，避免與相關課程的重復，如去掉了與細胞工程課程重復的組織培養實驗，以及與遺傳學課程重復的染色體制片實驗等，增加了與課程理論教學密切相關而且操作性較強的項目：細胞融合實驗和細胞膜滲透實驗，使實驗內容更為合理。傳統的實驗教學以灌輸式為主，先由教師介紹實驗目的、原理，并把實驗步驟列于板書，學生按部就班地完成實驗步驟，在此過程中學生處于被動狀態，沒有充分思考。通過改進實驗教學方法，要求學生在進入實驗室前完成該次實驗項目的預習，并作出預習報告，在實驗課開始后，首先對學生的預習情況進行檢查和記錄;其次，以小組為單位匯報實驗相關內容，為避免占用過多課堂時間，由各小組分別介紹實驗目的、原理、步驟等不同部分，由教師進行總結和強調一些注意事項后，開始分組實施實驗。實驗過程中，教師始終隨堂指導，保證實驗教學順利進展和安全。實驗結束后，通過對實驗過程中存在的問題進行討論和歸納總結。教師對于學生在整個實驗課程中的表現及時記錄，作為平時成績評判依據，占總評的60%，實驗報告占總評的40%。通過實驗教學改革，提高了學生的主動學習意識和參與實驗過程的興趣，提高了實驗教學質量。

5 考核方式改革

課程的總評成績由平時成績和期末考試成績綜合得出，以前兩部分成績比例分別占30%和70%，以期末考試為主，造成學生“輕過程、重考試”的現象。在平時的教學過程中，學生學習積極性不高，在考前幾天死記硬背、突擊應付考試，造成平時學習努力但記憶力一般的同學最終成績反而不如學習不主動但善于死記硬背的同學，該現象又會對前者學習積極性造成打擊，形成惡性循環，對教學質量影響較大。在課程教改過程中，將平時成績比例調整為50%，重在考察過程。平時成績以學生在課程學習過程中的表現來評分，包括考勤、作業、線上學習平臺的測驗、討論和翻轉課堂參與度等方面。由于本課程教學周數為16周，跨度較長，為保持同學們的學習勁頭，增加了期中考試環節，可對前半學期的教學情況做一個檢驗，教師亦可以通過同學們的答題情況了解學生實際學習狀態，對教學方式作出相應的調整。為了鼓勵同學們主動思考，作業以撰寫小論文為主，取代名詞解釋、簡答題等客觀題，促使其查找文獻并進行概況總結，進行科研基本素質的訓練，可以為以后的科研工作打下基礎;對于基本概念掌握情況通過學習平臺測驗題進行鞏固和檢測;對于積極參與課堂PPT報告和討論的同學提高平時成績作為獎勵措施。期末考試的題目適當增加主觀性題目，比如讓同學們針對自己感興趣的細胞生物學問題，設計一個研究方案等，促進學生積極思考、主動學習。

6 教改實踐效果

通過細胞生物學課程教改探索，教學由先教后學轉變為先學后教，由注重期末最后一考的成績轉變為注重學習過程的評價，學生的學習積極性和教學效果有了很大提高，近兩年課程平均分由69.47分提高到了76.93分，及格率由80.26%提高到了91.89%。但目前在教學班人數較多的情況下，會出現少部分學生惰于思考、學習不積極渾水摸魚的情況，而且教改后的教學方式對于任課教師會增加很多工作量，因此這些問題在今后教改過程中需要思考如何進一步完善。

參考文獻

[1] 莊惠龍，楊淑林.從培養模式改革看應用型人才培養體系創新[J].集美大學學報，2012，13（4）：55-58.

[2] 朱春奎，劉寧雯，吳義歡.《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》的價值結構分析[J].復旦教育論壇，2011，9（5）：5-9.

[3] 丁明孝，王喜忠，張傳茂，等.細胞生物學（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2020.

[4] 卜彩麗，張寶輝.國外翻轉課堂研究熱點、主題與發展趨勢——基于共詞分析的知識圖譜研究[J].外國教育研究，2016，43（9）：93-106.