通過諾貝爾獎事例促進動物科學和動物醫(yī)學專業(yè)《細胞生物學》課程教學效果

[摘 要] 《細胞生物學》是動物科學專業(yè)、動物醫(yī)學專業(yè)的專業(yè)基礎課之一，理論部分包含大量的微觀生物學知識。為提高學生的學習興趣，借助諾貝爾獎的相關事例，使學生對細胞生物學課程知識點有更加形象生動的認識，通過引用與課程各章節(jié)知識點對應或相關的諾貝爾獎信息，摸索以重要事例提高學生學習興趣和知識點認知的方法。

[關 鍵 詞] 細胞生物學；諾貝爾獎；課程教學

[中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）28-0064-02

《細胞生物學》是動物科學專業(yè)、動物醫(yī)學專業(yè)的專業(yè)任選課之一。該課程包括理論部分和實驗部分。理論部分在介紹細胞（真核細胞、原核細胞）概念的基礎上，主要闡述細胞膜與細胞表面、物質(zhì)跨膜運輸與信號傳遞、細胞質(zhì)基質(zhì)與細胞內(nèi)膜系統(tǒng)、細胞能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、細胞核與染色體、核糖體與蛋白質(zhì)合成等內(nèi)容。理論部分要求學生掌握細胞的概念，重點掌握細胞膜、細胞器（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、線粒體、核糖體）及細胞核的基本結(jié)構與功能，深刻認識細胞生物學及其研究內(nèi)容與動物生產(chǎn)的關系及應用前景。

一、《細胞生物學》課程簡介

《細胞生物學》課程是在已學習生物化學、遺傳學、組織學與胚胎學、生理學等知識的基礎上，以物理學、化學與分子生物學為研究手段，以細胞結(jié)構與功能為主要研究內(nèi)容，從細胞個體、細胞器及分子水平等層次，探討細胞生命活動的基本規(guī)律，為進一步學習動物科學專業(yè)課、動物醫(yī)學專業(yè)課奠定基礎的課程。

主要教學方法是采用講授式教學方法，兼有課堂討論及課堂提問。教學手段則是采用多媒體、板書相結(jié)合的方式使學生對抽象的內(nèi)容有一定的感性認識，運用網(wǎng)絡教學，指導學生了解與本門課程教學相關的主要網(wǎng)站。

該課程是專業(yè)基礎課，包含大量的理論知識，課程講授對象都是在微觀層面觀測到的生物學現(xiàn)象，這使學生在學習過程中感覺到單調(diào)乏味。為提高學生的學習興趣，通過重大或鮮活的事例介紹，使學生對細胞生物學課程知識點有更加形象生動的認識[1]。在細胞生物學課程教授過程中，引用各個章節(jié)知識點對應或相關的諾貝爾獎信息及一些科學家的奮斗歷程，摸索以重要事例提高學生學習興趣和知識點認知的方法[2]。

二、《細胞生物學》課程中關聯(lián)的諾貝爾獎

《細胞生物學》理論部分包含緒論在內(nèi)共設計10個章節(jié)，分別從細胞生物學的起源和發(fā)展、細胞的各個部分和生物學功能等方面，使學生全面認識細胞生物學及其研究內(nèi)容與動物生產(chǎn)的關系及應用前景。諾貝爾獎主要設置的獎項有：諾貝爾化學獎、諾貝爾物理學獎、諾貝爾生理學或醫(yī)學獎、諾貝爾文學獎、諾貝爾和平獎、諾貝爾經(jīng)濟學獎。其中諾貝爾化學獎、諾貝爾物理學獎和諾貝爾生理學或醫(yī)學獎與細胞生物學的發(fā)展關系密切，將各章節(jié)知識點對應諾貝爾獎的整理信息如下：

第一章 緒論中的第一節(jié)，細胞生物學的產(chǎn)生和發(fā)展，對應有1986年諾貝爾物理學獎。電子光學的基礎工作和設計了第一臺電子顯微鏡，研制掃描隧道顯微鏡。

第二章 細胞基本知識中的第一節(jié)，細胞的基本共性，對應有1974年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎；細胞的結(jié)構和功能組織方面的發(fā)現(xiàn)，1910年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，通過對包括細胞核物質(zhì)在內(nèi)的蛋白質(zhì)的研究為了解細胞化學作出貢獻。

第三章 細胞膜與細胞表面中的第三節(jié)，細胞連接，對應有2000年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)中的信號傳導；1998年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，發(fā)現(xiàn)在心血管系統(tǒng)中起信號分子作用的一氧化氮；1994年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，發(fā)現(xiàn)G蛋白及其在細胞中的信號轉(zhuǎn)導作用。

第四章 物質(zhì)的跨膜運輸與信號轉(zhuǎn)導中的第一節(jié)，物質(zhì)跨膜運輸和第二節(jié)細胞通訊，對應有1991年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，發(fā)現(xiàn)細胞中單離子通道的功能；2012年諾貝爾化學獎，對G蛋白耦聯(lián)受體的研究；2003年諾貝爾化學獎，對細胞膜中的離子通道的研究，對離子通道結(jié)構和機理的研究。

第五章 細胞質(zhì)基質(zhì)與內(nèi)膜系統(tǒng)中的第七節(jié)，蛋白質(zhì)分選和第八節(jié)膜泡運輸，對應有2013年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，在細胞內(nèi)運輸系統(tǒng)領域的新發(fā)現(xiàn)三人發(fā)現(xiàn)了細胞囊泡交通的運行與調(diào)節(jié)機制；1999年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)具有內(nèi)在信號以控制其在細胞內(nèi)的傳遞和定位。

第六章 細胞的能量轉(zhuǎn)換——線粒體中的第二節(jié)，線粒體的功能——氧化磷酸化，對應有1997年諾貝爾化學獎，闡明了三磷酸腺苷（ATP）合成中的酶催化機理。

第七章 細胞核與染色體中的第四節(jié)，染色體，對應有2009年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶如何保護染色體；1962年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，發(fā)現(xiàn)核酸的分子結(jié)構及其對生物中信息傳遞的重要性；1959年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，發(fā)現(xiàn)核糖核酸和脫氧核糖核酸的生物合成機制；1933年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎發(fā)現(xiàn)遺傳中染色體所起的作用。

第八章 核糖體與蛋白質(zhì)合成中的第一節(jié)，核糖體和第二節(jié) 蛋白質(zhì)合成，對應有2009年諾貝爾化學獎，對核糖體結(jié)構和功能方面的研究；1989年諾貝爾化學獎，發(fā)現(xiàn)了RNA的催化性質(zhì)；1968年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，破解遺傳密碼并闡釋其在蛋白質(zhì)合成中的作用。

第九章 細胞骨架中的第二節(jié)，細胞質(zhì)骨架，對應有2014年諾貝爾化學獎，超分辨率熒光顯微技術領域取得的成就；2016年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，發(fā)現(xiàn)了細胞自噬的機制。

第十章 細胞增殖、分化及衰老中的第二節(jié)，細胞周期的調(diào)控、第三節(jié)細胞分化和第六節(jié)細胞凋亡，對應有2012年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，發(fā)現(xiàn)成熟細胞可被重寫成多功能細胞；2002年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，發(fā)現(xiàn)器官發(fā)育和細胞程序性死亡的遺傳調(diào)控機理；2001年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，發(fā)現(xiàn)細胞周期的關鍵調(diào)節(jié)因子。

通過對與細胞生物學課程知識點相關諾貝爾獎的整理，發(fā)現(xiàn)一些獎項也可以對應到多個章節(jié)的知識點。比如，1994年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，發(fā)現(xiàn)G蛋白及其在細胞中的信號轉(zhuǎn)導作用，其中對G蛋白的研究涉及第三章細胞膜與細胞表面第一節(jié)細胞膜中關于細胞膜蛋白的知識點，而G蛋白在細胞種的信號轉(zhuǎn)導則對應第四章物質(zhì)的跨膜運輸與信號轉(zhuǎn)導第二節(jié)細胞通訊中關于G蛋白耦連受體介導細胞新號轉(zhuǎn)導的知識點；2013年，諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，在細胞內(nèi)運輸系統(tǒng)領域的新發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)了細胞囊泡交通的運行與調(diào)節(jié)機制，這個獎項涉及第四章物質(zhì)的跨膜運輸與信號轉(zhuǎn)導第一節(jié)物質(zhì)跨膜運輸、第五章細胞質(zhì)基質(zhì)與內(nèi)膜系統(tǒng)第二節(jié)細胞內(nèi)膜系統(tǒng)和第八節(jié)膜泡運輸，以及第九章 細胞骨架第二節(jié)細胞質(zhì)骨架等三個章節(jié)的知識點；2016年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，發(fā)現(xiàn)了細胞自噬的機制，這個獎項涉及第九章細胞骨架第一節(jié)細胞骨架蛋白和第五章細胞質(zhì)基質(zhì)與內(nèi)膜系統(tǒng)中的第七節(jié)蛋白質(zhì)分選和第八節(jié)膜泡運輸?shù)闹R點。通過這種獎項信息的介紹，不但使學生了解到其對應知識點的擴展信息，還可以通過一個獎項信息串聯(lián)多個知識點，使學生對課程知識點的認識更加全面、更加系統(tǒng)化[3]。

三、諾貝爾獎對《細胞生物學》課程教學的促進作用

諾貝爾獎獲得者的求學、努力過程，也使學生在學習、了解知識的過程中，通過諾貝爾獎獲得者的經(jīng)歷學習如何做人做事，比如2012年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲得者日本科學家山中伸彌（Shinya Yamanaka），他最初是打算做一名骨科醫(yī)生，但大學畢業(yè)做臨床實習期間，他發(fā)現(xiàn)自己對手術其實沒有什么天分，別人做20分鐘的手術他兩個小時也未必完成，并且他覺得做醫(yī)生再優(yōu)秀也只能幫助少數(shù)的病人，而醫(yī)學研究有成果的話通常可以幫助更多的病人，所以他的興趣轉(zhuǎn)向基礎醫(yī)學研究。博士后階段Shinya一周七天地勤奮工作，花了六個月做成了轉(zhuǎn)基因鼠，將這位諾貝爾獎得主的故事介紹給學生，他們從中了解到學習的專業(yè)不一定是未來的工作方向，但必然是未來工作的重要基礎，而要獲得成功則需要付出很多的努力[4]。

2015年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲得者是我國女科學家屠呦呦，多年從事中藥和中西藥結(jié)合研究，突出貢獻是創(chuàng)制新型抗瘧藥青蒿素和雙氫青蒿素。2011年9月，因為發(fā)現(xiàn)青蒿素——一種用于治療瘧疾的藥物，挽救了全球特別是發(fā)展中國家的數(shù)百萬人的生命，獲得拉斯克獎和葛蘭素史克中國研發(fā)中心“生命科學杰出成就獎”。2015年10月，屠呦呦獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，理由是她發(fā)現(xiàn)了青蒿素，這種藥品可以有效降低瘧疾患者的死亡率。屠呦呦是第一位獲得諾貝爾科學獎項的中國本土科學家、第一位獲得諾貝爾生理醫(yī)學獎的華人科學家，是中國醫(yī)學界迄今為止獲得的最高獎項，也是中醫(yī)藥成果獲得的最高獎項。并于2017年1月9日，屠呦呦獲得2016年度國家最高科學技術獎。屠老師的事跡更加鼓舞了學生的學習熱情和自信心，讓學生看到了中國科研事業(yè)的長期積淀和近多年的快速發(fā)展，看到了中國科研工作者的光榮傳統(tǒng)與風采，看到了巾幗不讓須眉式的中國科研新風氣。

在教學過程中，通過引用細胞生物學各個章節(jié)知識點對應或相關的諾貝爾獎信息及一些科學家的奮斗歷程，以提高學生的學習興趣和對知識點的認知，取得了較好的教學效果，特別是對有志于求學深造的學生有很好的教育引導作用[5]。而考慮到動物科學專業(yè)、動物醫(yī)學專業(yè)的學生還有很大一部分畢業(yè)后會直接投入生產(chǎn)實踐中，在細胞生物學的未來教學中，將適當加入與現(xiàn)今動物生產(chǎn)和動物醫(yī)學新技術、新方向相關的知識點，使學生在學習專業(yè)基礎課的過程中，能詳細深刻認識到專業(yè)基礎課程知識對未來工作的重要支撐作用。

參考文獻：

[1]李筱嬡.通過實例教學和開放式教學培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力[J].赤子（上中旬），2015（3）：271.

[2]王占軍，徐忠東，李亮，等.美國三種課堂教學模式對我國《細胞生物學》教學的借鑒與啟發(fā)[J].中國細胞生物學學報，2014（12）：1668-1673.

[3]張晶，華子春.細胞生物學課程體系優(yōu)化的實踐與思考[J].中國細胞生物學學報，2011（6）：716-719.

[4]倪靜安.百年諾貝爾獎獲得者的素質(zhì)對我們的啟示[J].江南大學學報（人文社會科學版），2003（4）：90-94.

[5]李紅云.教育學實例教學模式的策略[J].廣西教育學院學報，2000（5）：122-125.