新医科建设背景下医学细胞生物学教学的挑战与机遇

胡劲松，雷 莉，陈 萍，候 妮

(西安交通大学医学部基础医学院，陕西 西安 710061)

细胞生物学是一门从显微、亚微和分子水平对各种生命活动进行研究，进而探讨细胞的结构、功能、生长、分化、衰老和死亡的规律及其社会属性的学科。细胞生物学的研究对象涵盖纷杂的动物、植物以及单细胞真核生物，以细胞为突破口探讨生命的内在规律。细胞生物学是现代生命科学的四大基础学科之一，同时也是发展最为迅猛的四大主流学科之一。在综合性院校的生命科学以及农林专业人才培养课程体系中，细胞生物学是重要的专业课程。在医学教育院校，以突出人体生理与病理规律特征的医学细胞生物学则是临床医学及其相关专业人才培养课程体系中重要的专业基础课程。

在我国医学教育的历史进程中，医学细胞生物学课程教学可以追溯至20世纪80年代的医学生物学课程。进入20世纪90年代，随着“211”和“985”工程的实施，为满足国家对创新型、研究型人才培养目标，医学细胞生物学也从医学生物学课程中独立出来成为一门独立课程。2015年，我们国家对高等教育提出到21世纪50年代建成高等教育强国的战略目标，系统推进实施“世界一流大学和一流学科建设”建设计划。2017年10月18日，习近平总书记在十九大报告中指出，实施健康中国2030战略：要完善国民健康政策，为人民群众提供全方位全周期健康服务；要深化医药卫生体制改革，全面建立中国特色基本医疗卫生制度、医疗保障制度和优质高效的医疗卫生服务体系，健全现代医院管理制度[1]。同年召开的全国医学教育改革发展工作会议进一步提出明确目标：围绕办好人民满意的医学教育和发展卫生健康事业，进一步健全医教协同机制，完善医学人才培养体系和人才使用激励机制，加快培养大批合格的医学人才特别是紧缺人才，为人民群众提供更优质的医疗服务，奋力推动建设健康中国[2]。当前，我国正处于实现中华民族伟大复兴以及实现“两个一百年”奋斗目标的关键时期，围绕不断满足人民对美好生活的新期待，不断反思总结和推进医学教育以及课程体系的改革与建设，是医学教育工作者义不容辞的责任与义务。本文聚焦当前形势下医学细胞生物学课程的现状、存在的问题、挑战与机遇以及改革思路提出了一些思考与探索。

1 医学细胞生物学课程教学的现状及其存在的问题

1.1 学科发展迅猛，学科交叉融合加剧

学科的分化是学术研究深入和细化的必然结果，能够有效地促进科学的发展。但随着研究的不断深入，学科发展又出现了交叉融合的趋势，使得经典学科间的界限被不断打破，学科的边界不再清晰，呈现出“你中有我,我中有你”的特点。进入21世纪以后，学科交叉融合已成为新常态。受此影响，新的研究成果不断被更新到新版的教材中。以人民卫生出版社第六版医学细胞生物学教材为例，非编码RNA、高通量测序技术、单细胞测序、基因编辑技术等新技术已经被写入教材；细胞微环境与细胞间的相互作用、细胞自噬、干细胞应用疾病治疗的最新进展也在教材中有所体现。与此同时，不同学科教材在编写过程中也越来越多地表现出更为紧密的交叉和联系。医学细胞生物学教材的不同章节与组织胚胎学、生物化学、分子生物学、生理学、病理生理学和医学遗传学等课程教材在很多知识点上存在紧密关联，差别主要体现在角度以及深度方面。加之交叉融合的知识点多为学科前沿，这种相关知识点在不同学科间的碎片化分布，不利于学生掌握最新学科进展。在医学细胞生物学课程教学过程中，受制于对不同专业背景的要求，容易造成浅尝辄止、隔靴搔痒的局面。例如，针对细胞衰老、死亡方式与机制相关内容的教学，受制于病理学、病理生理学相关专业背景以及临床知识的欠缺，仅能粗浅的介绍其异常与疾病发生有关，无法让学生系统深入掌握相关机制。

1.2 课程设置存在不足

在综合性院校，细胞生物学课程通常被设置在二年级或三年级，前期相关专业基础课程的学习能为课程教学奠定良好的基础。同时，更多设置的教学时数(理论加实验通常在80～100学时左右)，也为系统而深入地学习提供了支撑。相比较而言，在经过两轮课程改革与人才培养方案修订后，以西安交通大学医学部(以下简称我校)为例，医学细胞生物学在我校的教学时数仅为40学时，其中，理论课为28学时，实验课为12学时。加之授课对象为刚入校的一年级新生，面临着适应大学快节奏教学等问题。1节课要平均讲授超过10页教材相关内容，部分章节讲授被迫改为自学。相比较中学阶段对知识的精讲精练，上述情况容易造成大学一年级医学专业新生对专业知识学习掌握的成就感被严重削弱，引起厌学等连锁反应。

1.3 教师队伍建设存在的问题

教育通过教师塑造灵魂，教师是人类灵魂的工程师。在2012年国务院印发的《关于加强教师队伍建设的意见》以及2018年中共中央和国务院印发的《关于全面深化新时代教师队伍建设改革意见》文件中，高校教师队伍建设已成分为新时代建设一流高等教育的重要抓手。经过将近10年的建设，教师队伍中研究生尤其是博士研究生学位的比例有了大幅提高，教师国际化比例有所提高，但教师队伍在结构、教师教学能力培养、教师考核以及人事管理体制方面仍存在明显不足。对应到医学细胞生物学课程教学中，我们发现存在以下较为突出的问题：①教师队伍老龄化与断档问题突出：尽管30～40多岁的教师所占比例偏多，但目前承担理论课教学主力的仍是50岁左右的教师。②在高水平建设高校中，中青年教师主要是近年来引进的博士毕业生，针对教师岗位的聘期考核与职称晋升主要围绕科研积分，严重削弱了中青年教师投身教学的积极性。这一问题，在科研突出的一流高校中表现尤为突出，本质上与高校排名严重依赖科研成绩有着密不可分的关系。③在人才队伍建设上，纯粹依靠教学特长成为教学名师在高校人才队伍建设激励机制政策设计上虽有体现，但在实际操作过程中这部分教师往往难以和以科研擅长的教师相提并论，一定程度上削弱了更广泛教师群体投身教学的热情。

1.4 分段式教学存在的问题

目前，我国医学院校在组织主要专业课程教学的过程中仍然沿袭大班授课，小班实验的传统。因为生师比、不同专业课程设置、课头多等原因，大面积理论课教学主要采取分段上课方式，由多位教师按照章节分割教学内容，接力完成教学。在教学科研型大学中，上述教学组织形式有助于提高教学效率，将教师从冗长的教学时间跨度中解放出来，为从事科研活动留出较多时间。分段式教学的组织要求教师熟悉教学大纲和内容，对内在联系紧密的知识体系进行有机分割，但频繁更换教师以及不同教师迥异的教学风格等容易造成学生的不适应，也容易造成学生与教师的交流出现问题。

1.5 实验课教学存在的问题

实践是医学教育的重要特征之一，实验与实习课在医学课程的学习中发挥着至关重要的作用。医学细胞生物学实验课是为了让学生掌握细胞生物学重要理论与技能。以我校为例，目前开设有显微镜的使用与细胞结构观察、细胞膜生理与细胞吞噬、细胞培养与细胞骨架观察等4个教学实验。上述实验课内容已经从20世纪90年代沿袭至今，受制于教学时数削减，细胞分裂等经典实验课教学内容已经被删减掉。尽管细胞生物学这门课程的诞生与显微镜技术的发展密切相关，基于显微镜技术的形态学观察和验证性实验在细胞生物学实验教学中长期占有较大比例。相反，20世纪70年代以后，尤其是细胞分子生物学时代到来后的诸多经典发现与学科进展难以体现在实验教学中。此外，实验课教学在设备与平台建设方面投入不足，也进一步加剧了实验课教学严重滞后于学科发展的局面。尽管这几年虚拟仿真、虚拟现实和增强现实技术在医学相关专业实验课方面的应用为医学细胞生物学实验课的教学提供了新的机遇，但内容建设与设备研发方面仍存在明显不足。

1.6 学习效果评价方式单一

考试是检验学习效果和教学效果的重要手段。以考试为主要形式的课程考核评价体系在传统教学中一直占很大比重。为了最大程度减少一次考试结果给学生学习评价所带来的偏差，多数医学专业课程的教学过程中还倾向于将平时成绩、实验课成绩纳入课程考核并给予一定比例权重。这种较为单一的终结性评价体系对于创新型人才，尤其是新医科教育提到的天才、偏才、怪才、鬼才没有留给足够的发挥空间和机会。

2 适应时代变革，满足新医科人才培养目标医学细胞生物学课程建设的路径

“健康中国2030”和“教育强国”，是党的十九大报告提出的两个重要战略。医学教育作为两大战略的纽带，一手连着人民健康的“健康中国”，一手连着中华民族伟大复兴基础工程的“教育强国”，是时代变革中的“大国计、大民生、大学科”。当前，以人工智能、大数据、5G为代表的新一轮科技革命正在推动着医学发展进入新阶段，医学教育也必须随之进行转变。2019年4月，教育部等相关部门发布了“六卓越一拔尖计划2.0版”，重点强调“四新”建设，“新医科”便是其中之一。“新医科”是新时代党和国家对医学教育发展的最新要求，作为构建健康中国的重要基础，要主动适应新要求，以创新促改革，以改革促发展，着力培养大批卓越医学人才。创新是新时代医学教育改革发展的生命线：建设“新医科”要做到理念新、背景新、专业新。“新医科”建设要实现医学教育从重治疗向兼具预防治疗、康养的生命健康全周期医学的新理念，突出全生命周期大健康概念；要实现医工理文融通，对原有的医学专业增加新要求，发展精准医学、转化医学和智能医学等新专业。具体到课程建设，2019年11月推出的《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》提出要用3年时间建成万门左右国家级和万门左右省级一流本科课程，旨在通过建设金课，淘汰水课来全面提升我国一流本科专业的水平。提高高校课程质量，实现从“水课”向“金课”转变，涉及从理念到实践的复杂变革，需要各方协同合作，打造和谐的教学生态。以医学细胞生物学课程建设为例，将其打造为适应新医科发展要求的“金课”，需要从以下几个方面发力。

2.1 进一步优化和强化任课教师队伍建设

百年大计，教育为本；教育大计，教师为本。一支能胜任一流人才培养和新医科建设的医学细胞生物学金课任课教师应满足以下几方面要求：①德才兼备。要让道德高尚、学问高的教师成为教学主力，要把有师德问题、学术造假、不认真对待教学出现严重教学事故的教师，或者不愿意从事本科生教学的教师清除出教师队伍或进行转岗。②加强教师教学能力培养，着力搭建青年教师成长的平台，按照缺什么补什么的原则，及时补齐短板。针对高年资教师在教学信息化手段使用方面的不足，可通过专门的技能培训，或者配备辅助梯队的方式来补齐短板。对于年轻教师，采取集中培训、课堂观摩、配备导师、组织授课比赛、国内外研修等形式来强化其教学技能。③依托信息化手段如视频录播回放系统、微信或网络问卷调查等，完善对教师的评教工作，尤其是落实学生对教师的评课以及同行评价，帮助不同教师有针对性地提高教学水平。

2.2 立足“教师、教材、教学方法、新信息媒介技术”打造四位一体的医学细胞生物学教学新模式

教材是教学的重要载体，是学生学习的主要参考书， 对学生学习有着深刻影响。进入信息时代后新形态教材和传统教材的一个显著区别在于，前者将音频、视频、图片、文献等进行了有机融合，依托网络或手机端通过扫码等可以实现阅读和观看以及参加在线测试，形式灵活多样，信息量更大。此外，在以PPT为代表的传统多媒体教学手段之外，Blackboard、雨课堂、MOOC、微课、云端等新型教学工具不断涌现，成为课堂教学有力手段或者是课堂教学之外(线上与线下教学)有益补充[3-5]。随着智能手机功能的进一步强大和延展，各种基于手机客户端App的开发也为24小时无处不在的教与学提供了技术手段和平台。鉴于此，着力打造数字化融媒体医学细胞生物学教材，建设能熟练使用新型教学媒介工具并进行内容建设的教学队伍，逐步形成“教师、教材、教学方法、新信息媒介技术” 四位一体的教学新模式。

2.3 课程整合

鉴于医学细胞生物学课程在设置、教学时数等方面存在的不足以及与不同课程之间的紧密衔接关系，进一步提高课程教学质量，必须考虑必要的课程整合。以医学细胞生物学为基础的课程整合应考虑围绕以下几方面开展工作：①将不同教材相关的教学内容进行横向和纵向整合；②依托信息技术条件下的课堂教学、线上与线下教学手段，将课堂内外、教与学进行有机整合；③依托翻转课堂等教学手段将听与讲进行整合；④依托PBL教学，将基础与临床进行有机整合；⑤依托外文教材、双语教材、双语教学进行双语整合。

2.4 实验课教学

①面对医学细胞生物学实验课教学内容陈旧、观察性和验证性实验过多的问题，应着力加强能反应学科进展、趣味性、探索性实验内容的建设。比如，通过引入间充质干细胞培养与分化来强化干细胞及其与再生医学方面的进展。通过加强实验室硬件建设如购买荧光显微镜、流式细胞仪等，可以将免疫荧光染色技术在细胞形态结构观察以及表型鉴定转变为实验课教学内容[6]。②注重科研成果转化为实验教学内容。例如，我们的科研实践发现，用低剂量蛋白酶体抑制剂抑制间充质干细胞里的蛋白酶体功能后，可以诱导间充质干细胞发生成骨分化，而中高剂量却可以诱导细胞发生凋亡。设计这样一个综合实验，可以有机地将干细胞分离培养、细胞分化、细胞染色、PCR、Western Blotting 等理论与实验机能有机结合起来。③针对部分学有余力的学生以及表现出浓厚科研兴趣的学生，任课教师应积极引导其申请大学生创新实验项目，通过加入任课教师的科研团队(或推荐科研团队)，进一步帮助其掌握实验技能，训练科研思维，提高科研能力。④以虚拟仿真实验项目的建设为依托，注意将虚拟现实、增强现实、人工智能等信息化手段应用到实验课教学，从而实现一些高难度、高成本以及受伦理学限制的实验教学内容的开展[7]。

2.5 优化课程考试与考核方法改革

改变主要依赖终结性评价手段的医学细胞生物学课程考核现状，逐步建立多元化的评价体系，全方位、多维度、人性化考察评估学生的学习效果，为各种不同类型学生的成长留有机会。①应考虑将形成性评价考核体系即学习过程的动态考核纳入教学考核[8]。②注意考察能激发学习动力和专业志趣为着力点的过程评价制度[9]。③加强对学生课堂内外、线上线下学习的评价，强化阅读量和阅读能力、语言表达能力等的考查。④加强研究型、项目式学习，丰富探究式、论文式、报告答辩式等作业评价方式，提升课程学习的广度与深度[10]。⑤加强非标准化、综合性等评价，提升课程学习的挑战性。

3 结语

健康中国2030战略为医学人才的培养提出更高要求，新医科建设驱动下的一流课程建设为医学相关课程体系建设设定了新标准。医学细胞生物学课程是医学相关专业一年级新生首先要学习的专业基础课程，分析当前课程教学中存在的问题与不足，从教师队伍建设、教学能力提升、信息化手段使用、实验课教学改革、多维度考核评价指标建立等方面发力，有助于将其打造为金课。