多種教學方法在細胞生物學教學中的探索與應用

魏世娜 黃嘉琪 李雪竹

摘要細胞生物學是現代生命科學的一門重要的基礎學科，是從顯微、亞顯微與分子水平研究和揭示生命基本規律的科學。在當前高等教育教學質量改革的框架下，本文探討了團隊合作、PBL法和案例教學法的結合、理論和科學研究的結合和多種線上網絡資源結合的教學方法，為水產養殖專業的建設提供支持的同時也為我校理論課程教學模式的改革提供參考。

關鍵詞 細胞生物學 教學方法 本科教學

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.25.044

ExplorationandApplicationofVariousTeachingMethodsinCell BiologyTeaching

WEI Shina[1][2]， HUANG Jiaqi[1]， LI Xuezhu[1][2]

（[1]College of Marine Sciences， South China Agricultural University， Guangzhou， Guangdong 510642；[2]Guangdong Laboratory for Lingnan Modern Agriculture， Guangzhou， Guangdong 510642）

AbstractCell biology is an important basic subject of modern life science. It is a science that studies and reveals the basic laws of life from the microscopic， submicroscopic and molecular levels. Under the framework of the current teaching quality reform of higher education， this paper discusses the teaching methods of team cooperation， the combination of PBL method and case teaching method， the combination of theory and scientific research and the combination of a variety of online network resources，which not only provides support for the construction of aquaculture specialty， but also provides reference for the reform of theoretical course teaching mode in our university.

Keywordscell biology； teaching methods； undergraduate teaching

細胞生物學是研究細胞的結構、功能及各種生命活動規律的科學，在我國基礎科學發展規劃中，細胞生物學與生態學、神經生物學、細胞生物學與分子生物學并列為我國生命科學的四大基礎學科，它可以為細胞工程、基因工程和蛋白質工程等各種生物工程相關課程打下理論基礎，也是聯系分子生物學、生物化學等課程的重要樞紐，已成為醫學、農學和生物學等專業的一門必修課。通過本課程的學習，學生既能掌握基礎知識、概念和理論，還能掌握專業相關的前沿動態，培養基本的科研思維。該課程在學生的抽象思維能力、科學實驗及知識更新能力的培養中有著獨特的作用。本課程側重于細胞水平的功能，傾向于分子角度。課程主題包括兩個主要方面：一是細胞及其細胞器的結構和功能，二是細胞的重要活動及其調節機制，包括新陳代謝、生長和生殖、細胞周期、細胞分裂、分化、細胞老化和死亡、凋亡、信號傳遞、進化和胚胎發育。但眾所周知，細胞生物學信息量大、內容抽象、重點難點多，課程知識與生物化學、生理學、免疫學、遺傳學、分子生物學等課程交叉滲透，降低了學生的學習興趣，使學生缺乏學習動力。如何讓學生在有限的課時內不但能掌握書本上的知識，還能將基礎理論知識和水產養殖相關的科研熱點問題聯系起來，是教師在教學過程中面臨的關鍵問題。目前海洋學院水產養殖學科研究方向主要分為水產基礎生物學、水產生物遺傳育種、水產資源與保護學、水產生物免疫學及水產生物研究的新技術和新方法等。大部分科研內容都需要了解細胞生物學基礎理論，熟悉細胞生物學相關實驗。因此，學好細胞生物學是學生的一項重要任務。

1目前的教學現狀分析

我校水產養殖學專業創辦于2002年，是校級特色專業，獲省級聯合培養研究生示范基地、省級質量工程項目建設。培養從事水產養殖相關領域的教學、科研、技術研發等方面的復合應用型高級專門人才。隨著我國對農產品質量安全工作的進一步加強，水產健康養殖也逐步向更高層次發展。細胞生物學作為華南農業大學海洋學院水產養殖專業的一門拓展教育課程開設，面向水產養殖大三的學生，一般在第五學期開設。每年9月-12月為授課時間。該細胞生物學目前主要以課堂講授，有32學時的理論課時。課程全面介紹了細胞生物學的主要知識。盡管教師在教學中嘗試了不同的教學方法，包括多媒體，以激發學生對課程的興趣，并激勵他們，但這種形式還是以教師為中心，進行被動學習。因此學生和老師之間課堂上交流較少，導致彼此之間的反饋和了解較少，大多數學生在課堂上都很害羞，不敢提出問題，甚至課后也很少有學生會和老師討論問題。老師也很難了解學生的學習情況。通常我們會在學期末進行評估，讓學生根據所學細胞生物學課程感興趣的知識點，寫一篇關于細胞生物學功能與相關疾病研究進展的綜述。同時學生自由分組，5-6個同學一組，做一個PPT匯報，學生根據老師提出的問題進行5分鐘的答疑。

2多種教學方法的結合

2.1團隊合作

眾所周知，讓學生在團體中發揮主觀能動性，使學生真正成為學習的主人，能夠促進學生的學習主動性和積極性，鍛煉團隊合作能力，強化師生溝通，[1]比如團隊合作的學習場景可以在課內或課外進行，有助于避免最開始教學的時候學生的沉默，促進良好溝通技巧的發展。課堂練習可能包括回答或產生問題、解釋觀察、推導、解決問題、總結講課材料、排除疑難和頭腦風暴等。課外活動包括進行實驗或研究，完成問題集或設計項目，寫報告和準備課堂報告等。海報創作是學生的另一項團隊活動，它通常是一個小團體的課外活動，這樣的活動可以幫助學生通過相互合作加深對所學知識的理解。此外，海報創作的內容選擇符合學生的學習需求，因此學生具有較高的參與熱情，主動報名參加，自發組建興趣團隊，以較高的效率完成海報的設計、制作、講解和答疑等。還有其他形式的團隊合作，如團隊小組活動，例如通過有趣的游戲來激勵學生，促使他們積極參與學習，幫助他們理解和鞏固所學的知識。因此小組討論是一個很好的學習工具，但是我們如何在課堂上使用它們呢？課堂前的準備和課堂上的時間控制是關鍵因素。教師首先在課堂上提出具體的問題，讓學生通過他們網絡資源來查閱相關問題的報道，然后查閱該問題的基本知識和概念。組內成員根據具體問題設定分工，比如查閱文獻，制作PPT等，接著推薦一位同學負責在課堂上講解該組的內容，控制在10分鐘。然后班上的其他學生可以對講解過程中的問題提出質疑，從而促進學生獨立思考的能力。最后教師對整個的PPT及講解進行點評及打分，給學生積極的反饋和表揚。[2]這樣的課堂能夠有更多的時間讓老師和學生之間交流，老師也能夠引導學生去了解細胞生物學相關的熱點問題，在學生的學術思維中提前種下科研的種子。

2.2 PBL教學法和案例教學法的結合

PBL（problem based learning，PBL）教學法是由美國神經病學教授Barrow提出的以學生為主體的教學模式。[3]它與傳統教學的教學模式相比強調以問題為基礎，學生為主體，教師為引導，轉變了傳統的教師課堂單純講授、學生被動學習記憶的教學方法，它可以促使學生帶著興趣問題積極的探索學習，因此很大程度上提高了學生的主動學習能力及分析解決問題的能力。它應用在細胞生物學理論課教學過程中，主要按照“發現問題—分析問題—提出假設—驗證假設”的邏輯過程。案例教學法起源于美國哈佛商學院，最初將來自商業管理領域的真實案例在課堂上進行講解討論，這種教學方法主要是理論聯系實際，與將來從事工作的實際情況相類似，以案例作為教學的中心，在授課過程中可以加深學生對基礎理論掌握，從而激發學生的學習興趣。[4]因此，將PBL教學法結合案例教學法應用到教學過程中，學生可以將理論與生產實踐聯系起來，同時在案例分析中達到教學相長的效果，提升教學質量，還能鍛煉學生分析問題、解決問題以及實踐創新能力等綜合素質，同時也能為水產養殖專業其他課程的實施提供借鑒。在具體的實施過程中，針對學生掌握知識的能力及水平不統一的特點，在教學過程中以學生為主體，培養自主和探究式學習的教學理念，優化教學內容，培養出具有良好學習能力、實踐能力及創新能力的高素質人才。具體改革內容如下：首先是教學準備環節。收集細胞生物學的相關案例，由教師根據教學內容、結合水產養殖相關科研成果和水產動物養殖過程中的遇到的實際問題，給學生提出比較開放合理的問題；然后是教學的具體實施環節。學生熟悉問題后，在教師的引導下，通過各種途徑比如圖書館數據庫查找文獻，針對問題，分析歸納出自己的結論；最后是教學的總結環節。根據學生人數合理的分組，學生分組討論，組員輪流發言或提出自己的質疑，教師對學生遇到的難點進行解答，總結。最終學生對本次授課進行評價，教師根據反饋建議再做調整。通過PBL法結合案例教學法在細胞生物學授課中的實施，能鍛煉學生自主學習、自我總結以及實踐創新的能力。

2.3理論和科學研究的結合

細胞生物學主要的教學目標是：讓學生充分了解學習細胞生物學課程的價值與意義，即為什么要學習細胞生物學；介紹細胞生物學學科的形成與發展歷程，即細胞生物學的昨天、今天和明天；給出學習建議，即如何才能學好細胞生物學；介紹細胞的多樣性與同一性，使學生理解細胞的同一性是細胞多樣性的基礎。通過對上述問題的學習，激發學生持久的內生動力，養成良好的思維習慣，為后續的學習奠定思想基礎。由于是給水產養殖專業的本科生授課，因此在講解過程中應該側重細胞生物學知識與水產養殖專業的聯系，著重介紹細胞生物學在水產養殖中的基礎研究與生產上的應用，密切聯系實踐。目前已有的細胞生物學基礎理論主要來源于目前完善的人類細胞生物學體系。然而，水生動物相對于人類以及家畜，其差異十分明顯，如籠統地照搬人類的基礎理論應用于水產養殖細胞生物學的教學，并不能很好地讓初學者了解課程的理論基礎知識，可能導致其在今后的學習和實踐中難以提高。因此在該門課程的講授過程中，在借鑒人類理論的同時還需要結合水產養殖的專業特色，在教學中對不同水生動物細胞生物學相關研究成果進行總結，合理歸納，并將最新的學術研究成果引入課程教學中。比如在講解細胞凋亡相關內容時，可以首先分享一下水產病毒誘導細胞凋亡的文獻；在講解細胞的形態及特性過程中，不僅僅讓學生觀看細胞模型，可以帶他們去實驗室看一下真實的細胞形態，細胞的分離和體外培養，還有研究中常用的儀器如激光共聚焦顯微鏡、透射電鏡、掃描電鏡、流式細胞儀等，這樣才能充分拓展學生的視野，激發學生的學習興趣，增強學生創新學習的積極性，提升教學質量。

2.4多種線上網絡資源的結合

由于細胞生物學知識概念的抽象性和復雜性，對于初學者難以深刻理解。隨著互聯網的快速發展，學生可以利用在線網絡的教學平臺等資源提供的PPT課件、課堂作業及隨機測試進行學習，而充分利用多媒體，可以讓學生獲取更多的知識點，而且還可以根據動畫的生動直觀來突破教學的難點。因此，慕課、微課等多種教學模式逐漸成為教師課堂教學的輔助工作。關于在線教學方式的設計包括線上錄播視頻的安排、線上教學平臺的選擇及線上課程資源整合。在線課程的實施包括課前的線上布置、線上授課開展及線上教學反饋。最后督導老師加入線上課程，全程觀察和監督管理，從課程的新穎性、教學設計及教學效果的調查分析等三個方面對線上課程效果進行評價，保證線上教學質量。線上教學不可能完全取代傳統的課堂教學，但為以后的“線上+線下”相結合的混合式教學提供參考依據。通過設計適合的教學方式，利用優質的教學資源平臺和工具，提高學生的學習質量，培養出更多的新時代高層次人才。

3結論

在細胞生物學的教學過程中，我們應該逐漸改變傳統的以教師的課堂教學為中心的被動式教學模式，逐漸過渡到以學生學習為中心，充分發揮學生之間互助學習和團隊合作等學習模式。教師能夠根據當代細胞生物學熱點科學問題合理優化理論課教學內容，靈活運用多種教學方式。此外，學校要建立學習過程的多樣化評價體系，使學生的最終成績更加多樣化、客觀化，從而提高細胞生物學的教學效果，使學生在學完該課程后既能掌握該門課程的基礎理論知識和基本試驗技能，還能了解該門課程發展的前沿知識和新技術，最終能夠將所學的知識運用到自己的專業領域中進行一些創新性的工作。

基金項目：2019年華南農業大學校級課程思政示范課程項目（華南農教〔2020〕7號）

參考文獻

[1]Webb NM and Palincsar AS. Group Processes in the classroom. In D.C.Berlinerand R. C. Calfee（Eds）， HandbookofEducationalPsychology. New York， NY： Macmillan， 1996.

[2]VeselinovskaSS，Gudeva LK， DjokicM. Applying appropriates methods for teaching cell biology [J]. Procedia Social and Behavioral Sciences， 2011（15）： 2837-2842.

[3]Barrows HS. Problem-based learning in medicine and beyond： A brief overview [J]. New direction for Teaching and Learning. 1996（68）： 3-11.

[4]Christensen CR and Hansen AJ. Teaching and the CaseMethod. Boston， MA： Harvard Business School Publishing Division. 1987.