優化醫學院校細胞生物學教學模式的探索與實踐

摘"要：醫學細胞生物學是臨床醫學相關專業的重要基礎學科，在新醫科背景下，醫學院校細胞生物學教學在培養學生探索精神和創新能力上亟待提高。本文提出了創新實驗教學方式，注重學生動手能力和獨立思考能力的培養，將醫學案例引入細胞生物學的教學中，加深學生對科學問題的理解，提高學生從醫學實例中提出科學問題，通過學習相關知識來解決這些問題的能力。此外，開展“翻轉課堂”等教學方式，提高學生自主探索科學問題的能力并發展創新思維，為學生后續醫學相關基礎課程的學習和科研能力的提高奠定堅實的基礎。

關鍵詞：細胞生物學；教學改革；創新思維

細胞生物學在現代生命科學和基礎醫學課程體系中扮演著舉足輕重的角色，該學科利用現代物理和化學方法，結合分子生物學技術，深入細胞層面探究生命活動及其規律。作為醫學院校各專業中不可或缺的基礎課程，細胞生物學在生物制藥、再生醫學、精準醫療等領域的作用日益凸顯［1］。醫學院校肩負著培養具有實踐和創新能力的醫學人才的重任，隨著“新醫科”理念的推廣，醫學教育需要從傳統以治療為主的教學模式，轉向重視預防與治療并重、覆蓋整個生命周期和健康全過程的大健康理念［2］。在目前時代背景下，細胞生物學的教學目標不應僅僅局限于理論知識的傳授，更應著力于培養具有堅實專業基礎和科研實踐能力的醫學人才。

面對新時代對創新型醫學人才的需求，細胞生物學的教學改革勢在必行。通過深入理解細胞生物學在精準醫學、轉化醫學、人工智能等領域的應用，以探索細胞結構與功能為主線，不斷提升學生創新意識，樹立“大健康”的理念，為未來臨床能力和科研創新能力的培養打下堅實的基礎。細胞生物學的教學內容應當緊密跟隨醫學發展和產業需求，不斷更新和拓展，這包括加強實驗實踐環節，引入最新科研成果，幫助學生構建完整的細胞生物學研究框架。

1"醫學院校細胞生物學教學改革的必要性

在現代教育體系中，傳統的細胞生物學教學模式往往側重于理論知識的傳授，但這種模式在培養學生的創新思維和科研素養方面存在不足。醫學院校的細胞生物學教師多數具有生物學背景，而具有臨床醫學背景的教師相對較少。這種背景差異導致在教學中，細胞生物學與臨床醫學的融合不夠，難以充分展現細胞生物學在臨床實踐中的應用價值。在新醫科理念的推動下，這種專業局限性愈發明顯。隨著人工智能和精準醫學的興起，傳統的教科書知識已無法滿足學生對前沿科學的追求和學科發展的需要。教師在運用數字化教學資源時缺乏足夠的主動性，且往往未能緊密地將基礎理論知識與當前醫學研究熱點相結合，在一定程度上導致教學缺乏吸引力，從而出現學生學習興趣不高、師生互動困難等問題。為了進一步提升教學質量，教師應注重理論與實踐的結合，多采用啟發式、探究式和討論式等教學方法，以激發學生的學習興趣和學習熱情，這不僅有助于學生掌握細胞生物學的基本知識，還能培養他們更強的專業技能和科研思維。

中國學生在學習和接受已知書本知識方面表現出色，但在辯證思考和質疑精神方面還有待加強。教師應鼓勵學生對現有知識進行批判性思考，培養他們的創新意識和解決問題的能力，以適應未來醫學領域的挑戰，培養具有創新精神和實踐能力的醫學人才。

2"細胞生物學教學模式的改革

2.1"創新實驗教學方式

細胞生物學是一門實驗性基礎學科，其研究方法和成果不斷迅速更新。然而，傳統的細胞生物學實驗課程側重于驗證性實驗，一定程度上限制了學生的自主學習和探索能力，而且傳統的細胞生物學實驗比如細胞復蘇、細胞傳代、免疫熒光染色等是獨立的，導致學生對實驗操作的連貫性和關聯性缺乏認知［3］。在新的教學改革中，教師應該將幾個相關性較強的獨立實驗合并為綜合性實驗，使學生對整個細胞生物學實驗有深入的理解［4］。以細胞微絲染色實驗為例，實驗過程包括細胞復蘇、細胞計數、細胞傳代、免疫熒光染色這些連續過程。教師在實驗課前2周將基本的實驗方案、實驗操作視頻在微信群中分享給學生，讓學生提前了解細胞復蘇、細胞計數、細胞爬片制作、免疫熒光染色的基本方法和原理。然后將學生分為5人/組去查閱相關文獻，設計每個獨立的實驗，小組成員間討論并確定具體的實驗步驟及每一步的注意事項［5］。開課前3天，教師引導學生準備材料（例如，磷酸鹽緩沖液、M緩沖液等）。具體實驗過程中，學生自主進行實驗，教師負責監督并及時提醒學生關鍵步驟，在學生出現錯誤操作時及時指出并糾正。通過實驗操作，學生了解到各個獨立實驗之間的關系，比如細胞如果污染了，就沒有細胞進行后續實驗；如果細胞計數出現錯誤，則會影響細胞爬片制作。在教師的指導下，各組學生對實驗結果進行分析并思考實驗失敗的原因。

教師在講解實驗原理時，可以先提出問題：“細胞的生長、分裂、遷移等動態變化中，細胞骨架的不同組分如何發揮作用？”這樣的問題不僅能夠激發學生的思考，還能自然地引入微絲的分布、結構組成、基本特征、生理功能等相關知識。在學生參與實驗的過程中，教師可以繼續提出啟發式問題，如：“微絲在維持細胞形態、腫瘤細胞轉移方面有哪些作用？如何發揮作用？”這樣的問題有助于學生深入理解細胞微絲的概念，并通過實驗觀察更好地掌握細胞微絲的形態特征。這種在實際操作中發現問題的探究式教學模式有助于促進學生的自主學習能力，培養學生的批判性思維、問題解決能力和科研創新能力，為他們未來的科研工作和臨床實踐奠定堅實的基礎。

2.2"將醫學案例引入細胞生物學的教學實踐

細胞生物學的理論知識雖然復雜且抽象，但其根基深植于對現實生活問題的探討，并且其成熟與應用緊密相連。因此，將醫學案例融入教學是將細胞生物學的復雜理論簡化為易于理解內容的重要策略。以常見的臨床問題為例，引出科學問題，引導學生在細胞層面上思考并解決這些問題，從而加深他們對細胞生物學理論的理解。例如，從遺傳學角度了解家族性高膽固醇血癥的發病機制，血漿低密度脂蛋白（low"density"lipoprotein，LDL）增加，引起冠狀動脈粥樣硬化性心血管病。家族性高膽固醇血癥一種常染色體顯性遺傳病，純合子患者的LDL受體基因突變導致細胞攝取LDL能力降低而致病。在《細胞內膜系統》章節中，以此引入LDL受體介導的胞吞作用［6］。通過將細胞骨架的功能與工廠中的物流系統相比較，學生可以形象地理解細胞骨架在細胞內物質運輸中的重要性。這種比喻有助于學生認識到，一旦細胞骨架的“運輸軌道”出現問題，就如同工廠中的物流受阻，可能導致疾病如阿爾茨海默病的發生。同時，強調微管結合蛋白在微管功能中的作用，以及其異常磷酸化如何導致微管解聚，影響神經元軸突的運輸功能，從而深入理解阿爾茨海默病的發病機制［7］。通過探討單克隆抗體的制備過程，學生可以思考細胞膜的流動性以及細胞融合技術的應用。這種教學方法有助于學生理解細胞膜的結構和功能，以及它們在生物技術中的重要作用。通過分析降糖藥利拉魯肽的作用機制，學生可以學習到細胞信號轉導的基本原理。利拉魯肽與人胰高血糖素樣肽1的結構相似，能夠激活胰島β細胞膜上的受體，通過cAMPPKA信號轉導途徑，增加細胞內鈣離子濃度，促進胰島素的合成與分泌［8］。

在細胞生物學教學中，通過生活中常見的醫學案例引出科學問題，不僅能夠增強學生的學習興趣和探索精神，為學習細胞生物學理論知識打下堅實的基礎，而且能夠提高學生從醫學實例中提出科學問題，通過學習相關知識來解決這些問題的能力，這對于他們未來的臨床學習和科研工作來說，是寶貴的經驗。隨著科學技術的不斷進步，新的研究發現不斷涌現，可能會推翻或更新現有的認知。從生活中的免疫學現象出發，提出相關問題，引導學生從細胞生物學理論體系中尋找答案，對于充分理解細胞生物學和免疫學在臨床醫學專業中的重要性具有重要作用。同時，這也有助于學生基于對科學問題的理解，自主探索科學問題并發展創新思維。

2.3"細胞生物學的“翻轉課堂”初探

翻轉課堂（Flipped"Classroom）是一種顛覆傳統教學模式的教學方法，它將知識學習的過程轉移到課堂之外，使課堂內的時間更多地用于知識的內化和掌握［9］。在課堂上，教師的角色從知識的傳授者轉變為引導者，真正實現以學生為中心，幫助學生完成知識的內化、解答問題和進行討論等。這種教學模式通過改變教師和學生在教學模式中的角色關系，實現了以學生為中心的教學環境，從而激發學生的學習自主性和積極性，促進學生的知識內化、問題解答和討論，進而提升學生的創新能力。

提升課堂效率的一個重要方法是讓學生做好課前預習，特別是在進行翻轉課堂教學之前，教師應嘗試讓學生設計一些啟發性的問題作為預習內容，這樣學生可以充分了解課堂教學內容，并鼓勵他們帶著問題參與課堂討論。在翻轉課堂模式下，教師首先根據教學大綱準備學習資料，明確學習內容、重點和難點，并提前一周在教學平臺上發布。發布的學習資料應包括學習任務單、微課視頻等，并提供相關文獻和病例，以便學生能夠自行查找資料，滿足個性化的學習需求［10］。教師需要根據課程的教學目標，有針對性地引導學生在課前完成預習，并找到學生在相關知識上的難點。課前預習的另一個重要作用是提高學生自主學習能力，在傳統的教學過程中，課堂資料的準備往往依據教師的個人興趣來開展，導致課件內容和學生的興趣點有所差異。在翻轉課堂中，教師可以提供教學大綱，引導學生搜索學校圖書館和互聯網的信息資源，通過文獻搜索方式，滿足學習需求。這不僅豐富了課堂內容，提高了課堂效率，還在一定程度上鍛煉學生的問題解決能力。學生通過這種高效的課前預習活動，可以為即將進行的翻轉課堂做好充分的思想準備，從而在課堂上提出獨特的見解，進而增強學習興趣和提高科研創新能力。

在課堂實施階段，教師需要高效地組織和管理課堂，妥善處理可能出現的各種情況。課堂內的主要活動形式包括小組討論、組間競賽和教師總結。教師可以將學生分成若干小組，各組取一個組名并進行積分排名，提高課堂的趣味性和學生的積極性。小組討論是根據課程大綱和知識點，讓小組成員之間相互協作，完成教師指定的任務，并進行匯報，以此提高學生的團隊協作能力。在小組討論過程中，教師旁聽討論內容，并進行補充和解釋。各組派代表進行知識點的講解和展示，呈現形式包括角色扮演、思維導圖、PPT講解等。教師在各小組講解后，要及時進行點評。此外，教師可以采用探究式教學，鼓勵學生獨立收集資料并發表自己的觀點，從而提升學生的信息整合能力；或者采用項目教學法，提前在課堂上布置實例，激勵學生進行討論和交流，這有助于激發學生的學習主動性，加深對知識的理解和吸收。在課堂上，教師應對細胞生物學的教學內容和重難點進行精準講解，確保教學目的明確。授課教師通過設置小組必答題、小組搶答題等形式，以及小組間的互問，來提高學生學習的趣味性和積極性，同時不斷加深學生對知識點的理解和掌握。最后，教師需要對整個授課內容進行總結，以鞏固學生對重點和難點的理解。通過這種教學模式，學生能夠在課堂內更深入地參與學習過程，教師也能夠更有效地指導和促進學生的學習，共同推動知識的深入理解和應用。

3"結論

在現代生物醫學領域的迅猛發展中，細胞生物學的基礎理論和實踐技術在臨床診斷、治療和科研中扮演著日益重要的角色，精通細胞生物學對于推動科學理論的進步和臨床實踐的創新至關重要。本文針對醫學院校細胞生物學教學的現狀，分析了學生在學習過程中普遍面臨的問題，并提出了一系列教學策略，包括實踐式、啟發式、案例式和探究式教學。這些策略經過教學實踐驗證，能夠顯著增強學生的學習動力，激發學生的學習興趣，提高課堂參與度，還能增強學生提出和探索科學問題的能力，有助于學生全面理解細胞生物學和免疫學的知識體系，以及深入掌握復雜的知識點。

雖然這些教學與學習策略可能無法徹底解決學生在細胞生物學學習中遇到的所有挑戰，但在“互聯網+”時代背景下，人工智能、大數據和信息技術與細胞生物學教學的深度融合，將進一步放大這些策略的效果。通過實施這些策略，我們可以期待學生在細胞生物學領域的學習將變得更加高效，為他們未來的科研和臨床工作奠定堅實的基礎。

參考文獻：

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［9］井維鑫，韓洋洋，袁芳.醫學細胞生物學翻轉課堂教學模式的探索與實踐［J］.教育現代化，2022，9（12）：79.

［10］孟盈，孟然，彭智邦.翻轉課堂的細胞生物學實驗教學設計與改革［J］.教育現代化，2018（25）：5051.

基金項目：細胞生物學教學創新團隊（2023cxtd037）；安徽省高校自然科學研究項目（KJ2021A0281）；安徽省教育廳教學研究項目（2022jyxm698）

作者簡介：李新穎（1987—"），女，漢族，安徽阜陽人，博士，講師，研究方向：細胞生物學。

*通信作者：劉曉穎（1973—"），女，漢族，安徽阜陽人，博士，教授，研究方向：細胞生物學。