辣警｜；每： 细胞生物学教学存在的问题与改革思路 ◆范纯新郭弘艺唐文乔 （上海海洋大学水产与生命学院） 【摘要】随着基因组计划不断深入和干细胞技术的成熟，２１世纪将成为生命科学的世纪。生命科学将像信息技术一样渗透到我们生活中 的每个角落，我们的世界将在生命科学的带动下发生翻天覆地的变化。为迎接将要到来的机遇和挑战，作为高校生命科学类教师的我们 必需根据时代的需要，不断深化教学改革，倡导“以学生为中心”的教育理念，提高教学质量，不断地培养创新型人才。根据多年的教学 实践经验，我们尝试对细胞生物学课程的教学内容、教学手段、考核方法等方面进行改革，克服传统教学中的局限性，提出多种教学改革 的有效措施，更好地满足社会发展和创新人才成长的需要。 【关键词】细胞生物学 问题教改 一、细胞生物学课程特点及存在的问题 细胞生物学是整个生命科学的四大支柱之一，是生命科学领域中的一 门前沿学科。细胞生物学位于微观的分子生物学和宏观的个体生物学之 间，同时也是一门承上启下的学科，一方面对动植物学和组织胚胎学知识 系统深化，另一方面也为遗传学、分子生物学和发育生物学等微观学科打 下牢固的基础。另外，近年来的诺贝尔医学和生理学奖绝大多数都颁给了 细胞生物学相关的研究领域，这些都表明了细胞生物学在整个生命科学中 的重要地位。 当前，细胞生物学教学存在多个问题。一是知识体系滞后，教学内容 陈ｌ１３。我们现在所用教材仍以细胞器的结构和功能等传统内容为主，而并 未形成以细胞通讯、细胞运动、细胞内信息传递和细胞分化为主线的分子 细胞生物学：二是内容过于抽象，教学方式呆板。细胞生物学是一门抽象 的学科，细胞是一个“看不见”、“摸不到”的微观世界，而传统授课方式是 以板书、ＰＰｒｒ等“静态”为主，而录像、模拟演示、动画等“动态”工具的应用 相对较少；三是实验教学多为事先设计好的，不能充分调动学生自主创新 性。四是与其他课程内容交叉严重，无法突出特色和重点，如氧化磷酸化、 光合作用和减数分裂等内容在其他课程中也会讲授，这就造成浪费时间和 模糊重点。基于细胞生物学中存在的这些问题，就要求我们高校教师不断 地在教学的积累和实践中对该门课的教学进行完善和创新。 二、细胞生物学教学改革的思路与对策 （一）把握学科前沿，改变传统知识体系 细胞生物学是研究细胞及其功能的科学。它是以细胞为研究对象，从 细胞的整体水平、亚显微水平和分子水平三个层次，以动态的观点研究细 胞和细胞器的结构和功能、细胞生活史和各种生命活动规律的学科。随着 分子生物学的快速发展，目前的细胞生物学已发展成为分子细胞生物学。 与中学生物课本中的细胞知识相比，高等教育中的细胞生物学知识体系应 更突出广度和深度。为此，我们认为应逐渐转变过去那种以描述各种细胞 器的形态、结构和功能的教学重点，要更加突出细胞内和细胞问的各种活 动和分子机制，以及细胞周期调控和细胞分化等内容。改变原有陈『３１的知 识体系，体现该学科的最新发展动态，赋予细胞生物学以新的内涵。这样 才能为该学科的高速发展相适应，才能为同学们接下来工作和学习提供有 力的保证。 １．以信号为线索。突出细胞活动的有序性 在整门课的教学中，我们将“信号”作为各章节知识的一个线索。细胞 的生长、分裂、分化和凋亡等各种活动都是通过由各种信号来精确控制而 实现的，人体很多疾病的产生都是由于细胞内或细胞间信号的错误或紊乱 造成的，如癌症、糖尿病和类风湿等。细胞信号的研究已经成为目前国际 上细胞生物学最热门的一个领域。细胞通过受体来接收外界信号，细胞外 信号向胞内的信号转导，细胞核信息通过中心法则转化为胞质信息，蛋白 质在信号引导下进行正确转运和定位。选取典型的信号对细胞的影响，进 而详细阐明该细胞过程的发生和发展。如胰岛素对细胞分裂的作用，首先 通过核基因激活在胞内合成胰岛素前体；然后在信号的引导下进行加工和 修饰，最终分泌到胞外；信号分子被受体细胞膜上的受体所识别，并将胞外 信号转化为胞内信号；在胞内激活Ｒａｓ信号途径，激活细胞分裂相关的转 ７６ １０／２０１１ 录因子，实现细胞的分裂。只要抓住信号这个主线，就能将纷繁复杂的细 胞生物学知识有机的组合在一起，形成一套完整的知识体系。 ２．把握课程的前沿性与实用性 近年来，随着分子生物学的高度发展，大量的新知识、新理论、新成果 不断涌现，这就要求我们必须敏锐把握学科发展前沿并及时充实到教学内 容中，使学生对细胞生物学课程有一种开放和发展的心态。例如，在真核 细胞基因表达调控时，介绍复旦大学管坤良和熊跃研究组发现了乙酰化调 控途径在转录调控中的重要作用；在讲到细胞凋亡时强调王晓东课题组发 现了线粒体中细胞色素ｃ参与细胞凋亡。另外，只有与人类自身密切相关 的知识，才能引起学生更浓厚的感兴趣，才能变灌输为启发，达到事倍功半 的效果，同时才能使该课程为社会科学发展发挥更大作用。在授课过程 中，应适当增加一些与药物和保健品开发、疾病发生原理、个体发育、生产 生活、生殖健康和生活质量等有关的细胞生物学研究内容，让同学们觉得 这门抽象的课程与自己的生活息息相关。 （二）吸收先进的教学手段，使教学立体化 细胞生物学的理论知识急剧膨胀，同时这些知识也是极其抽象的。所 以在有限的时间内，用传统的教学手段将知识传递给学生是一件非常难的 事情。我们主要尝试通过两方面措施来解决这个问题。首先，利用多媒体 课件将抽象知识转化为生动的图像、动画和录像，如在讲到细胞通讯时，利 用ｆｌａｓｈ软件制作细胞通讯整个过程的动画，包括信号的发生、传递、识别、 接收、转导和效应。将这一抽象难懂的细胞过程清楚地展现在学生面前， 达到事倍功半的效果。但这也容易产生一些负面效果，一是容易教学过程 中教师和学生交流和互动的环节减少；二是学生无法及时消化吸收大量的 课堂信息。为了解决这两个问题，使知识更好地被消化吸收，我们除了做 好课上教学外，还充分利用课后的时间。我们根据课上的内容有针对性地 设计一些小问题，利用现有的网络教学平台——“ｅ—ｃｌａｓｓ”或者ＱＱ的分组 讨论群开展课后的学习和讨论。如讲完细胞分化和干细胞一章后，提出 “干细胞技术的应用都有哪些？主要限制因素有哪些？根据所学知识推测 诱导多能干细胞技术是如何实现的”等问题供同学们共同讨论，这些讨论 极大地活跃了同学们的思维，对所学知识有了更好的理解。 （三）以学生为主体，提高自主性和创新性 在教学理念上尝试一个大的转变，突破原来以教师为中心的知识灌输 模式，返回到以学生为主体的主动吸收模式。当讲授到线粒体和叶绿体两 章时，因为这两部分内容跟生物化学和植物生理学有重复内容。为了突出 本门课的特点和重点，我们先将知识框架和重点难点交给同学们，然后让 他们根据自己兴趣选择角度，分组查阅资料，对这部分内容进行概括总结， 并提出自己的观点。同学们都能将课本上的知识联系社会上的大家普遍 关心的问题，如能源危机、温室效应和清洁能源等，阐明自己的一些观点。 这样做不但培养学生自我获取知识的能力，同时还提高了他们的创新思维 能力。 细胞生物学本身就是一门实验科学，大量的理论知识、概念和现象需 要在实验中去加深认识。在设计实验内容是要充分考虑联系课堂的理论 知识，如微丝观察与理论课细胞骨架内容结合；Ｆｅｕｌｇｅｎ染色与染色质内容 联系。并且适当开展“三性”实验，即综合性、设计性（下转第１１２页） 鲁 选择教学内容时要有针对性和适用性，既要有专业知识介绍，更要注重专 业培养目标、人才素质要求、教学内容安排以及学习方法引导。 舔鼙 大学的教学过程是教师“教”和学生“学”的有机结合，专业导论课的 教学重点在于激发学生的学习兴趣。对于刚刚接触采矿专业的新生，尚未 （１）体现采矿专业特色。采矿工程专业培养具备固体矿床开采的基本 具有一定的专业基础，许多的专业术语闻所未闻，过多的专业术语会使授 理论和方法，具备采矿工程师的基本能力，能在采矿领域等方面从事 课内容枯燥乏味，无法接受教师在课堂所讲述的内容。因此，教师在课堂 开发规划、矿山设计、矿山安全技术及工程设计、监察、生产技术管理科学 教学过程中应重视教学方法和语言艺术，注意与学生的交流，将教师讲授 研究的高等工程技术人才。本科学生主要学习采矿工艺理论与方法、岩土 与课堂提问、小组讨论、视频演示等多种教学手段方法优化组合，注重对采 工程力学基础、矿山通风与安全、矿业信息及计算机应用等内容，专业核心 矿学科专业思想的介绍，深入浅出地阐述一些基本概念和采矿工艺。 课程包括采矿学、材料力学、岩土力学、矿山压力及其控制、采矿系统工程、 为提高教学质量，建议专业导论课的教学方式多样化，形式不拘一格， 井巷工程、矿井通风与安全、采掘机械、电工技术与电子技术、地质学、矿业 充分发挥采矿专业不同研究方向教师的优势，激发学生的学习兴趣，使教 信息及计算机应用、现代企业管理等。学生毕业后主要从事矿山开采、岩 学更具有针对性、实用性，帮助学生从不角度来了解专业内容及发展方向。 土工程、地下建筑工程等领域的设计、生产、施工、安全监察、科研、管理、矿 例如，华南理工大学在“食品导论课”的课堂教学中采用“名师系列讲座” 业信息及计算机应用等方面的工作。 科技，谁就掌握了竞争的主动权，而科技的发展主要在人才。尽管技术进 步的内容十分广泛，但从采矿工程方面来看，技术进步主要分为采矿工艺 展趋势，阐述采矿行业的先进技术动态和发展方向。 的教学法，开拓学生的视野，培养学生的专业兴趣，激发学生的创新意识， （２）紧跟现代科技发展趋势。当今国际竞争主要靠科技，谁掌握了高 收到很好的教学效果。 四、结束语 专业导论课是指导学生认识所学专业、规划未来发展的向导，对大学 业基本情况、树立正确的专业思想、掌握大学学习方法和适应大学的学习 进步和采矿技术设备进步。因此，在专业导论中，要紧跟现代采矿科技发 新生具有教学、教育的双重功能。采矿专业导论课在帮助学生了解采矿专 （３）鼓励实践与创新。创新是社会进步的灵魂，是国家强大、民族兴旺 生活等方面具有积极的作用。开设采矿专业导论课，为学生提供了解本专 的动力源泉。专业导论要将鼓励创新作为一项重要的教学内容，注重在本 业知识的平台，能在一定程度上激发学生学习专业知识的积极性，对培养 课程教学中，培养学生的创新意识，提高学生的创新能力和实践动手能力， 学生的创新能力、拓展学生视野有积极意义。 为后续专业课与专业基础课的开设提供支持，为学生大学四年不断参与创 新活动并出成果打下基础。例如，激发和鼓励学生参与大学生创新性实验 参考文献： ［１］王炳文．采矿专业岩土工程课程教学改革探讨［Ｊ］．广西教育， ２０１１，（４）：４５—４６． 计划项目，撰写科技论文，达到培养和训练学生创新能力的目的。 （４）教学时间与教师选择 为使新生尽快适应大学生活，进一步了解采矿专业特点、学科前沿和 发展趋势。以及矿业在国民经济建设中的地位和作用，建议在大一第一学 【２］杨景常．成功的《专业导论课》课将影响学生的一生［ｊ］．高等教育 研究，２ｏｏ７，２３（１）：３８． ［３］陈峥滢，黄圣生．论大学教学的探究性与师生关系的定位［Ｊ］．现代 大学教育，２００４，（３）：１０５—１０７． 期开设《采矿专业导论》课。作为必修课程，采矿专业导论课的学时不宜 多，可暂设为１６学时，每周１次课，共计０．５学分。 采矿专业导论课程的特殊性，对授课教师提出了很高的素质、能力要 求。授课教师应具有深厚的基础理论知识、宽广的专业知识、丰富的科研 ［４］姜松，崔恒林，朱帜，等．食品科学与工程专业导论课程的构建与实 践［Ｊ］．农产品加工学刊，２００９，（８）：８４—８７． ［５］刘光明，于斐，周雅，等．大学低年级课程中开设专业导论课的探索 ［Ｊ］．高教论坛，２００７，（１）：３７—３９． 与工程实践经验，以及高水平的教学能力，最好是由一些德高望重的知名 教授、博士生导师、学科带头人担任。 （５）教学方法和教学手段 ［６］冯向阳，邝兆明．高校食品专业人才培养过程中设置“专业导论课” 意义和方法研究［Ｊ］．现代食品科技，２００８，２４（１２）：１１９１—１１９５． （卜接第７６页）和探索研究性实验，通过这些可供学术选择的综合性、设计 判需要灵活性和统一性相结合，学生在“平时考试”时，可以查阅任何资料 性实验，使有兴趣、有能力的学生有更多的机会独立开展实验。在备课时， 和讨论，在一段时间内完成。分组报告需要相互合作进行，但最后汇报中 教师应该归纳出实验中的注意事项，并准备若干问题在课堂上提问，以引 每个学生都要体现自己的贡献。期末考试的问题设计充分考虑基础知识 起学生的高度重视，实现以学生为主体，教师为客体。 （四）关注相关学科发展，服务后续课程 和发散性问题相结合，一方面考察同学们对本门课一些重要的基本理论和 基本概念的理解，同时重点考察学生分析问题和解决问题的能力，通过本 细胞生物学应着眼于整个学科专业的培养目标和课程体系开展教学 门课的学习，可以有所收获。教师需采取灵活多样的评判方法，不搞“标准 活动，充分了解学生已修课程和后续必修课的有关内容，避免不必要的重 答案”；需要根据具体情况，做出合理判断。 复，着眼干为后续课程打开窗口和链接。这就要求教研组定期集体备课， 总之，细胞生物学是一门重要的基础学科。教师在教学过程中要调动 各学科教师之间应该互相交流和跨学科听课，避免学科间教学内容的简单 学生兴趣和培养学生的创新思维能力，认真研究教学内容，改进教学方法 重复造成学生的学习负担。同时各科老师还应注意内容上的整合和衔接， 和模式，更好地为学生传授知识。 在授课时间上有前有后，既要避免与先行课中某些内容重复，又为后续课 参考文献： ［１］李兴林．《细胞生物学》教学的几点思考［Ｊ］．科技资讯，２００８， （１６）：１５７—１５８． 程留有余地，从而突出本学科的特有内容。例如，细胞分化一章与发育生 物学的内容存在很多联系，如精卵发生和胚胎发育过程等，这些相关内容 在发育生物学中将会详细阐明。而为了突出细胞生物学的课程特色，需要 ［２］刘健辉．《细胞生物学》ＣＡＩ课件的研制［Ｊ］．时代教育，２００９，（６）： １０４一ｌ０６． 我们强调细胞分化过程中的核质关系、基因表达调控和干细胞等内容。 （五）改变传统单一的评价体系 ［３］彭安，桑建利．细胞生物学实验教学的创新探索［Ｊ］．实验室科学， ２００７，（５）：４２—４４． 我们尝试利用终结性评价体系对同学们在这门课中的学习成绩进行 评价，这是一种多样化的评价方式，包括平时成绩和期末成绩。平时成绩 基金项目：生物科学上海市教育高地基金资助；上海市重点学科建设 包括：课堂讨论、随堂布置的小论文、课堂分组完成的报告。这些成绩的评 项目（￥３０７０１）。 １１２ １０／２０１１