醫學細胞生物學圖像信息教學體系的構建與應用

代海兵　劉俠　欒海蓉

【摘要】圖像信息資源的綜合整合和利用對于提高細胞生物學的教學質量是非常有效的，在教學實踐中師生共同參與，貫徹利用圖像信息啟發教學的理念，將圖像教學模塊整合與點?面式教學法有機結合，開展圖像資源庫的建立，并伴隨教學環節的改革，采用一系列教學手段，加大“生物圖”在教學中的應用。在理論教學中增加圖像類資源的利用，實踐教學中指導鼓勵學生制作個性化圖像資源，從制圖、識圖、繪圖全方面培養學生，實現三方面有機統一，從而使學生潛移默化的構建起圖像資源綜合利用的全方位完整體系，有效提高教學質量與效果。

【關鍵詞】醫學細胞生物學；圖像信息；生物圖；教育教學

Construction and Application of Image Information Teaching System in Medical Cell Biology/DAI Haibing，LIU Xia，LUAN Hairong，et al.//Medical Innovation of China，2018，15（23）：-134

【Abstract】The comprehensive integration and utilization of image information resources is very effective to improve the teaching quality of cell biology，in teaching practice，teachers and students participate together and carry out the idea of using image information to enlighten teaching，combining the image teaching module with the point-face teaching method organically，the establishment of image resource database is carried out，and with the reform of teaching links，a series of teaching methods are adopted to increase the application of "biological map" in teaching.In theory teaching，the use of image resources should be increased，in practical teaching，students should be encouraged to make individualized image resources，and students should be trained from the aspects of drawing，reading and drawing，so as to realize the organic unity of the three aspects，so that students can construct a comprehensive and complete system of comprehensive utilization of image resources，and improve teaching quality and effect effectively.

【Key words】Medical cell biology；Image information；Biological picture；Education and teaching

First-authors address：Mudanjiang Medical University，Mudanjiang 157011，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2018.23.034

細胞生物學作為醫學教育中的一門基礎課和前沿課，它是從細胞整體、超微和分子水平上研究細胞結構和生命活動規律的學科，是臨床醫學、檢驗醫學專業的基礎課，也是生理學、病理學等課程的基礎[1-3]。細胞生物學研究的內容是細胞微觀的形態結構、化學組成、功能作用，以及細胞整體生長發育、分裂增殖、代謝運動、遺傳變異、衰老死亡等多種復雜生命活動現象的動態過程及規律[4]。各類圖像信息資源在探討細胞結構功能和生命活動規律方面是必不可少的，它貫穿在細胞生物學的教學全過程中。教學實踐中將微觀世界的知識點利用整合后的多種細胞圖像信息資源和手段充分展示，使細胞不同微觀水平的形態結構得以清晰呈現，使細胞復雜的生命活動得以闡明，學生可以直觀清晰、簡單明了、快速有效的了解并掌握細胞生物學相關的知識。

另外從細胞圖像信息資源的角度來看，它包括板圖、掛圖、自繪圖、概念圖、圖解、思維導圖、技術流程圖、顯微照片以至錄像和動畫等[5]，“生物圖”資源是十分豐富的，需要將其進行有效優化整合，合理穿插于細胞生物學的教學活動中，與其他教學思想相互融合，從而達到最好的教學效果。在教學中積極探索生物圖像信息資源的整合方法，探索革新細胞生物學的教學方式，將圖像與文字有機結合，將理論學習與動手實踐緊密結合，使細胞圖像資源物盡其用卻不堆疊，合理配置而不浪費，達到有效促進教學，創新教學手段，提高教學質量[6]，增加教學方法，提高學生綜合能力的作用。

采用合適的方法和手段將圖像信息教學體系在醫學細胞生物學中進行構建及應用，是深化教學改革，增加學生學習基礎課程興趣，提高實踐創新能力的有效途徑。現根據教學實踐就圖像信息教學體系在醫學細胞生物學的實際應用談一談體會。

1前期的積累和持續的完善“圖像庫”是圖像信息教學體系在醫學細胞生物學中構建的堅實基礎

以個人或科室為單位在教學生涯中持續不斷的將廣義的細胞相關圖像資源，包括圖片、動畫、視頻等進行收集、歸納、整理，建立并豐富“資源庫”[7]。另外創新教學方式和方法，將圖像資源有效穿插在教學活動中，不僅僅停留在簡單的讓同學們“看一看”的層面，要達到使同學們看的有重點、有條理，知道圖像本身蘊含的生命活動機制，了解圖像資源與理論知識的內在聯系。從而將細胞圖像模塊系統性進行整合，與文字信息相互配合，圖文并茂，使之成為細胞生物學教學的有力武器。

在此基礎上，利用整合后的圖像資源，創新圖像利用的手段，圍繞細胞教學實踐過程，將教師的備課、理論授課、實踐教學有機結合，在理論教學與實驗教學中充分開展，提升學生的綜合能力，培養特色應用型人才。

2與學校辦學理念相融合是課程能持久創新整合的動力源泉

系統整合細胞生物學中圖像教學模塊，達到了融匯新穎教學理念，發揮學生主體作用，增強學生學習興趣，加強理論教學效果，密切基礎臨床聯系，鍛煉實踐動手能力，提高專業技能水平，提升學生綜合能力。具有化無形為有形，化隱蔽為直觀，簡單明了和生動形象的特點，達到了增強吸引力，提高理解力，鍛煉綜合能力的良好效果。不僅提高了教師計算機制圖等能力，提高備課授課水平，激發思考研究的熱情，豐富教學理念及內容；還能激發學生學習興趣，啟發學生思維，培養觀察思考能力，抽象思維能力，識圖繪圖能力。與點?面式等教學方法有機結合后，能達到交叉促進，橫向聯合，縱向加深，進一步加強教學效果，形成新的教學特色的作用。教學是一個雙向的環節，圖像教學模塊的整合既注重對學生綜合實力的培養，又是對教師教學能力的訓練與提升，在細胞生物學的教學中起到非常重要的作用，還有廣闊的發展前景，也更好體現了本校“人本、厚德、尚能、強技”的辦學理念。

細胞生物學是從細胞整體、超微和分子水平上研究細胞形態、結構、組成和生命活動規律的科學。教學中涉及細胞各部分繁雜的形態結構、化學組成、功能作用，以及復雜的生命活動的動態過程、特點規律，之間涉及復雜的相互作用、交叉連鎖反應，如何將它們形象生動、簡明扼要、清晰準確的展示給同學，化繁為簡，化抽象為具體，化呆板為生動，圖像教學模塊的系統性整合是一種有效的方法，利用多種來源的圖像信息，包括掛圖、照片、錄像、動畫等對微觀世界加以充分展示，無論對教學內容還是教學方法都是有效地促進和提高。以往對圖像資源的簡單利用，僅停留在“看一看”的層次，就越來越不適應細胞生物學的快速發展，很難達到培養綜合性、創新性人才的目標[8]。

另外隨著學校“建成高水平、特色鮮明的應用型醫學院校”這一辦學目標的確定，對學生培養理念強化注重“以德為先，注重人文，強化實踐，服務基層”，基礎理論教學擺脫照本宣科，枯燥講解模式的內在要求越來越緊迫。細胞生物學對于臨床疾病的有效診斷、治療、預防，病因的闡述，發病機制的研究，治療方法的改進都起著重要作用，是聯系基礎醫學和臨床醫學的基石，也是基礎醫學各學科和臨床醫學的紐帶[9]。這也要求教師在教學方法上要有所創新以彌補課程內容先天略抽象枯燥、復雜煩瑣的弱點，進而達到改革教學理念，促進教學改革，增強教學特色，豐富教學內容，提高教學質量的目的。

3師生共同努力，雙向促進提高，是教學模式良性循環的保證

板圖、掛圖、自繪圖、概念圖、圖解、技術流程圖、顯微照片以至錄像和動畫等“生物圖”資源是學生直觀了解細胞結構和復雜生命活動現象及規律的有力“武器”，生物圖是生物科學的第二語言，是表達知識不可缺少的一種表現形式，科學合理的使用好圖像資源為教學服務是細胞生物學教學的關鍵。

圖像教學模塊整合是以“圖”為主線，對師生雙方都提出要求也得到提升，一方面培養教師的修圖制圖能力，提高課堂教學水平；培養教學改革的能力，貫徹教學思想。另一方面培養學生的識圖讀圖能力，提高學習效率；培養學生的繪圖制圖能力，提高學生綜合素質[10]。它很好地結合了學科的特點，充分利用“生物圖”資源在醫學細胞生物教學中的重要作用，將教師制圖能力，學生識圖、繪圖能力有機結合。圖像教學各環節的整合改變以往授課中零散的圖像講解，構建系統科學的圖像體系，采用討論、繪圖作業、PBL、競賽等多種方式貫穿整個教學過程中，分層次、有條理、系統性地展現出來。在提高教師業務水平的同時，更增強同學理論學習和實踐動手能力，分析問題及解決問題的能力[11]，提升綜合素質。使課程充滿新鮮感吸引同學，使老師今后教學時更游刃有余。圖像教學模塊整合圍繞各種生物圖將教師的備課、理論授課、實踐教學有機結合，在理論教學與實驗教學中充分開展，鍛煉實踐，提升學生的綜合能力，培養特色應用型人才。

4圖像教學模塊的整合是貫穿整個教學過程，滲透各個教學環節的系統性工程

4.1圖像教學模塊整合是教師豐富擴展細胞生物學教學的有效手段教師在利用海量圖像時需要進行合理的選擇，恰當的排版，進一步的修改、加工和修飾，甚至自己動手利用電腦影視圖像相關技術來制作圖片，錄制影像，這樣所得到的圖像更特色鮮明，貼合實際，能更好地適應不同學校，不同學科，不同專業，不同年級，不同層次教學對象的差異化需求。同時也提高教師自身業務能力，促進深入理解課程內容，為順利開展教學打下堅實基礎。

在理論教學中教師利用圖像指導學生準確識圖，利用啟發、PBL、第二課堂等教學方法[12-13]，采用小組討論、師生互動、學生互助等學習方式開展教學活動，去理解圖片的內涵，與文字知識建立有效的記憶聯系，相互印證，相互溝通，在圖像與文字兩種知識表現手段之間自由切換，將知識點精準記憶。將細胞形態結構、減數分裂、細胞融合等重點章節以繪圖作業的形式留給同學，親手繪制細胞結構圖和生命活動流程圖，提高學習積極性，加深記憶力。并對學生的作業進行點評，挑選好作品在課堂進行展示，增強學生榮譽感[14]。

實踐教學過程中，引導學生要正確繪圖，即學生通過動手實驗，完成切片制作，并獲得清晰的圖像、篩選出視野中完整的圖像、按生物繪圖法正確繪圖，描繪出細胞器、細胞群、染色體等細胞形態結構。充分利用實驗室的儀器設備，強化實驗指導教師的理論實踐水平。

4.2圖像教學模塊整合是學生化解學習細胞生物學的枯燥感，加深記憶力，鞏固知識要點，參與教師備課環節，提前接觸臨床，發揮主體作用[15]，提高基本技能的正確途徑教師通過采用精良的CAI課件、動畫流程圖、Flash、網絡視頻等多種方式，激發學生學習細胞生物學的興趣，增強教學的直觀性，豐富課堂教學信息量，加深學生對復雜生命活動的理解和掌握。同學們在圖像信息的幫助下，記憶知識效果更好，效率更高，圖像作為一種高效載體簡單明了的串聯起知識點，使知識形象化、立體化[16]，建立起書本文字和真實細胞結構及生命規律的橋梁。積極調動學生學習熱情，將理論知識與圖片識別繪制結合轉化，培養空間想象力，加深理論認知度，能豐富理論教學的內容，易于被學生接受。學生通過親手繪制圖片，加深對知識的掌握程度，培養抽象思維，鍛煉學生繪圖能力及分析、觀察、表達能力[17]，緊密聯系臨床實踐，促進學生利用基礎理論知識解釋臨床現象，提升學生綜合運用能力。

4.3圖像教學模塊整合與細胞生物學點?面式教學法有機結合[18]，可進一步豐富教學內涵，創新教學理念，形成新的教學特色無論是在研究細胞結構，還是細胞融合、減數分裂、細胞增殖等重要知識點時[19-20]，圖像信息啟發教學與點?面式教學兩種教學思想結合后，既從點到面，點面結合，又從文字到圖像，從抽象到具體，環環相扣，緊密相連，達到更好的學習效果。

點?面式教學是使學生應用一種特定的思維模式，理解和記憶抽象的教學內容，幫助學生完成醫學細胞生物學的學習。比如將每一個亞細胞結構的組成與功能作為“點”，細胞整體的生命活動作為“面”，逐一了解點與點、點與面的內在聯系，最終達到點?面結合。在點?面式結合的過程中貫穿圖像教學模塊整合，從細胞每一個結構的點到整個細胞的面來進行制圖、識圖、繪圖，將圖像啟發有層次、有順序地展示給同學，由淺入深，由簡入繁，由局部到整體，由抽象到直觀，層次性好，邏輯性強，吸收性好。

圖像教學模塊整合與點?面式教學法結合后，在課堂學習中，學生將由點到面通過系列圖像教育來實現制圖、識圖、繪圖的有機統一。比如先通過圖像逐一了解細胞的形態結構的內容，熟練掌握細胞各組成部分形態結構及功能，在點的方面對細胞有了充分認識。但在學習過程中，不但要熟悉掌握細胞某一單一結構，還要注意該結構行使功能時，需要與細胞中何種其他結構相協同才能完成自身功能，以此達到對細胞在面的層次上的認識。這也需要相應圖片教學手段的參與，反過來再與代表點的層次的圖片相結合。使同學們在透徹了解細胞結構的同時，在細胞生物學學習中熟悉運用點?面結合的思維模式。在布置繪圖作業時，先繪制每一個細胞器的結構圖，了解它們作為一個獨立結構的化學組成、形態結構及功能作用。最后繪制細胞總的結構圖，在單個細胞器的基礎上，了解各細胞器之間的分工、協作、配合和緊密聯系，它們構成了細胞有機的整體[21]，點?面結合教學方法的應用使教師在利用圖像資源教學時更有條理性和邏輯性，從生物學研究和臨床應用角度引入作圖主題，也得到學生的好評。

再比如對內膜系統：每個膜性細胞器作為“點”，各個細胞器之間在結構和功能上的內在聯系以及協同完成蛋白質的合成與分泌活動作為“面”，引入點?面式思想。對細胞增殖：將細胞周期各個調控點作為“點”，細胞經由G1→S→G2→M過程作為“面”，從點到面，深入理解細胞周期的調控機制，體現點?面式思想。無論是在點的角度還是面的層次，都需要“圖像啟發”的教學手段的應用，才能更好理解點與面的學習思想，反之圖像啟發的教學模式結合了點?面式教學方法，能使圖像信息的應用不是簡單的堆砌羅列，而是有條理層次的逐步展現，學生的學習經歷良好的邏輯順序，由淺入深的過程，清晰明了，印象深刻。

兩種教學思想有機結合，多角度清晰展示教學內容，化繁為簡，化難為易，化抽象為具體，深入淺出，形象直觀，好理解，好消化。教師制圖時更有邏輯性，層次分明，條例清晰。學生在識圖時接受容易，層層遞進，娓娓道來。繪圖時由簡入繁，扎扎實實，循序漸進。

4.4圖像教學模塊整合包含教學環節的改革，從而將教學資源充分利用，教學思想貫徹始終在教學中鼓勵學生自己動手繪制各種細胞圖譜，錄制教學研討視頻。或者對現有圖片或視頻進行個性化修改，達到自身特殊要求，便于利用。

利用網絡教學平臺開展細胞生物學教學活動[22-23]，使學生學習達到圖文并茂、聲像俱佳的交互式教學效果，在線播放的動畫、視頻使抽象的知識內容形象化、具體化，為學生自主、個性化學習提供學習方法、學習資源和交流平臺[24]。建立QQ群、微信群等手段，將同學制作的圖像作品，進行展示交流；布置課后專項繪圖作業，成為實踐成績的一部分，調動學生學習熱情；舉辦班級競賽，相互點評，相互學習，相互促進，增強同學的學習成就感。

目前，在實踐教學中積極引導同學對圖像信息的利用，引導同學們正確高效的利用圖像獲取知識信息，加深記憶，鼓勵同學們自主學習，積極搜索并實踐相關圖像應用技能并制作相應作品。以作業的形式引導同學們拿起畫筆，通過手眼身心的配合，將理論知識與圖像有機結合，達到圖文融合，相互印證，相互促進，有效提高學習效率的目的。

今后隨著信息化技術手段的不斷進步，相關技術軟硬件條件不斷提高，教師和學生相關知識技能儲備不斷增加，圖像信息在細胞生物學中的應用會越來越廣泛和深入，對教學質量的提升會越來越有效且有力。

參考文獻

[1]王培林，楊康鵑.醫學細胞生物學[M].2版.北京：人民衛生出版社，2010：3.

[2]鄭皓.醫學細胞生物學教學改革探討[J].新鄉醫學院學報，2016，33（4）：347-348.

[3]楊曉慧.我國高校創業教育與創新型人才培養研究[J].中國高教研究，2015（1）：39-44.

[4]劉海霞.“互聯網+”背景下行業英語教學資源建設的研究[J].中國職業技術教育，2017（2）：11-12.

[5]慕明濤，黑淑梅，霍滿鵬，等.概念圖教學法在醫學細胞生物學中的實踐與體會[J].中國優生與遺傳雜志，2015，23（8）：132.

[6]苗玉榮.從教與學兩方面提高醫學細胞生物學教學質量探討[J].基礎醫學教育，2018，20（5）：350-352.

[7]余守洋，王乾興，侯曉暉，等.“醫學細胞生物學”課程優秀教學資源庫的構建[J].西部素質教育，2018，4（4）：172-173.

[8]唐根云，姜海鷗，黃雪霜.基于提高醫學生科研創新能力的醫學細胞生物學教學改革與實踐[J].衛生職業教育，2017，35（2）：75-76.

[9]蔣曉紅，王乾興，侯曉暉，等.醫學細胞生物學實驗教學效果的實踐與探索[J].現代醫藥衛生，2017，33（16）：2552-2554.

[10]呂冬霞，劉爽，張金波，等.“圖像啟發”教學模式在細胞生物學教學中的構建[J].現代生物醫學進展，2012，12（23）：4539-4541.

[11]倫鏡盛，劉柱，陳美珍，等.基于OBE與整合思維的細胞工程教學改革初探[J/OL].高校生物學教學研究（電子版），2016，6（3）：35-39.

[12]楊洪兵，張玉喜，侯麗霞.高校細胞生物學第二課堂的實施與體會[J].安徽農學通報，2017（16）：168-169.

[13]許瑞，袁芳，周勇，等.醫學細胞生物學PBL教學在醫學教育中的應用新探討[J].科技創新導報，2016，13（2）：198-200.

[14]赫杰，史明，聶桓.細胞生物學教學模式改革的探索與實踐[J].中國細胞生物學學報，2018，40（3）：397-402.

[15]尤麗洵.在《大學語文》教學中發揮學生的主體作用[J].林區教學，2011（2）：21-22.

[16]張艷萍，張玉喜，侯麗霞，等.使用現代化電教手段提高細胞生物學實驗教學質量的研究[J].安徽農學通報，2011，17（19）：176-177.

[17]吳志新，陳孝煊，陳楠.動物學實驗中生物繪圖能力培養的思路與實踐[J].畜牧與飼料科學，2010，31（8）：59-60.

[18]張霞.對本科細胞生物學教學中的若干思考[J].教育教學論壇，2018，16：227-228.

[19]呂冬霞，張淑紅，朱金玲，等.“圖啟”教學模式在細胞融合教學中的應用[J].現代生物醫學進展，2013，13（5）：956-958.

[20]呂冬霞，金岳雷，張玉萍，等.“圖啟”教學模式在減數分裂教學中的應用[J].現代生物醫學進展，2014，14（34）：6742-6744.

[21]陳欣.提高概念圖策略教學有效性的研究[J].福建教育學院學報，2010，11（6）：67-70.

[22]尹苗，李逢慶.《細胞生物學》課程混合式教學的設計與實踐[J].中國細胞生物學學報，2018，40（2）：260-268.

[23]許瑞，雷冬玉，周勇.淺析網絡資源配置在醫學細胞生物學教學中的應用[J].人力資源管理，2018，1：318-319.

[24]田男.自主學習模式下細胞生物學理論教學改革初探[J].教書育人（高教論壇），2017（24）：94-95.

（收稿日期：2018-06-27）（本文編輯：張爽）