肿瘤生物学课程研究型教学模式探索与实践

于冰筠, 杨金娥

(中山大学 生命科学学院, 广州 510275)

1 研究背景

研究型教学是针对单向性知识传授为主的教学模式而提出的，它以探究性和实践性为主要特征，融学习与研究为一体，以课程内容和学生的知识积累为基础，在教学活动中，教师引导学生创造性地运用知识，自主发现问题、研究问题并解决问题，在研讨中积累知识、培养能力和训练思维[1]。它不仅对培养学生学习兴趣、科研意识、创新能力具有重要的推动作用，而且对提高教师教学质量功不可没。

我们通过优化肿瘤生物学课程教学内容体系、增加学生自主学习与讨论环节、加强专业文献阅读训练、增加科研训练以及开设专题报告等方式，在肿瘤生物学课程中积极开展了研究型教学模式的探索与实践。

肿瘤生物学是研究常见肿瘤的生物学特征以及肿瘤发生发展分子机制的生物科学。它是一门关注度高、发展迅速且多学科交叉的课程。恶性肿瘤是我国以及全球主要的公共健康问题之一,在我国每年因肿瘤死亡的人数占全部死亡人数的1/4，且发病人年龄越来越年轻化[2]。正因如此，关注肿瘤生物学的学生日益增多。我们面向生命科学学院大学二年级本科生开设了肿瘤生物学这一公共选修课，该课程系统介绍肿瘤病因学、流行病学，以及恶性肿瘤的生物学特征、肿瘤发生发展的分子机制及其研究方法等。它不仅加深了学生对必修课细胞生物学、生物化学、分子生物学等基础理论的理解，而且为从事相关专业工作或者生物医药领域研究的学生奠定了良好的基础。该课程深受学生欢迎，选课人数始终保持在100人以上(大课，每学年开设一个班)。在教学过程中，我们发现了一些影响学生学习效果、制约其能力培养的问题：

1)学生习惯按传统教学模式进行学习，即以老师课堂讲授知识、学生被动接受、机械记忆为主的学习。多数学生欠缺归纳、总结及综合运用知识的能力，探究性学习能力较差。2)目前课程以课堂教学为主，学生缺乏自主学习和交流反馈的过程，不利于学生对所学知识融会贯通，多数学生对肿瘤生物学的科学问题认识单一化及片段化，综合分析能力及创新思维不足。

针对以上问题，我们在“肿瘤生物学”课程教学中探索性地实施了研究型教学模式，努力实现从单向知识传授的传统型教学向注重培养学生创新性的研究型教学转变，建立了以培养学生能力为主线，将肿瘤生物学传统理论与学科前沿研究进展有机结合的课程体系，取得了较好的效果。

2 研究内容

2.1 优化教学内容体系

研究型教学模式强调以学生为主体，教师仅仅充当指导者、引导者和辅助者的角色[3]。正因如此，我们根据历届任课教师和学生的反馈，不断优化教学内容体系。肿瘤生物学课程的教学内容最初是围绕肿瘤的十大特征展开，下设绪论、细胞结构和遗传学特性、癌变机制、癌基因与抑癌基因、肿瘤相关非编码RNA、信号传导与肿瘤、细胞分化与肿瘤、细胞周期与肿瘤、细胞凋亡与肿瘤、肿瘤转移与血管生成、肿瘤免疫肿瘤治疗、肿瘤研究常用的技术平台以及肿瘤研究进展专题讲座等十多个授课章节。我们在授课过程中发现：各章节信息量大，逐一讲授占用大量学时；同时学生反馈，细胞结构和遗传学特性、信号传导的内容与同一学期开设的必修课细胞生物学有部分重叠。因此，我们重新修订了肿瘤生物学课程的教学大纲，缩减与细胞生物学课程有重叠的基因表达调控及信号转导等内容，并将肿瘤研究常用的技术平台、肿瘤治疗以及肿瘤研究进展部分内容渗透到各章节讲述中。修订后的教学内容体系，更适合采用多元教学方法，充分发挥学生的创新潜力以及主观能动性，大大提高了学生的学习兴趣。

2.2 压缩老师授课时间，增加学生自主学习与讨论环节

Middendorf研究表明，成年人的注意广度只有15～20 min，也就是说大多数学生只有在每节课的前半部分可以专注听讲[4]。根据这一规律，我们在每节课的前半段集中讲解知识要点，让学生实现对肿瘤学基本概念和规律的记忆，后半段则通过提问、讨论及案例分析等互动方式让学生积极参与，加强学生对老师讲授知识的理解，并建立新、旧知识之间的联系。例如在讲述抑癌基因BRAC知识点时，我们联系新闻开展案例分析，展示影星安吉丽娜·朱莉(Angelina Jolie)在《纽约时报》(TheNewYorkTimes)发表的“My Medical Choice”，就朱莉因遗传了母亲BRAC基因缺陷，罹患乳腺癌、卵巢癌的风险高，致使她38岁时，主动切除双乳和卵巢以降低其患癌风险的事例，让学生就文中涉及的肿瘤学知识展开讨论朱莉的做法是否可取？通过这种教学方式，引导学生全面掌握BRCA1的功能、作用机制、在乳腺癌中的突变频率与乳腺癌、卵巢癌发病风险的关系等知识点，增强其应用所学知识分析实际问题的能力，实现由被动听讲到主动学习的模式转变。在课堂中利用类似肿瘤学相关热点的讨论，不仅改变了单一的教学方式，而且改变了传统的师生关系，使教师主导的课堂成为师生共同探究的场所。这种自主学习和讨论的教学方式，大大激发学生的特长和潜能，增强了他们的求知欲、创新欲望和探索精神，同时活跃了课堂氛围，提高了教学效果。

2.3 加强专业英文文献的阅读训练

肿瘤生物学是一门新兴的生物医学交叉学科[5]，新知识、新理论、新发现层出不穷，专业文献阅读是了解本领域发展动向的重要途径，特别是英文文献阅读能力是学生学习乃至今后从事科研工作的重要基本功，这对大二学生是很大的挑战，为提高其专业英文文献阅读能力，我们采用了以下方式：

首先，传授阅读方法。1)要求学生每周关注Science、Nature和Cell里的文章标题以及与本课程相关科研论文的Abstract。2)教会学生抓住文章的主线逻辑，引导学生按照一定顺序阅读：先读Introduction部分，再快速看Figures，了解主线后，再细读Results和Discussion部分。3)遇到一些实验或结果分析晦涩难懂时，无需过度深究，力求一气读完，不必拘泥于细节。4)针对重要文章或本领域有深远影响的科研论文，一定要精读，做到逐字逐句阅读领会[6]。

其次，推荐文献库。大学二年级的本科生，文献检索和文献筛选的能力较弱，为引导学生阅读，我们结合课程相关热点、难点，建立了“肿瘤生物学自主阅读文献库”。该文献库包含肿瘤相关基因的发现与功能鉴定、肿瘤转移、能量代谢与肿瘤、非编码RNA与肿瘤及肿瘤微环境5个专题，每个专题包含Nature、Cell、CancerCell等本领域顶级刊物的10多篇研究论文。

第三，撰写文献报告。相关专题基本内容及常用研究方法讲解完毕后，授课老师结合课程中的热点及难点布置专题阅读作业，学生课后通过查阅文献，归纳总结，写成文字性的文献报告。通过这种方式，促进学生了解前沿研究热点，及时发现并纠正学生在文献理解上的偏差。

第四，成立阅读小组，举行文献报告会。成立两人一组的阅读小组，要求每组从“自主文献阅读库”选取相关专题的文章精读、讨论，并对文献所涉及的专业知识进行深层次的文献检索与归纳整理，最后将文献阅读的内容整理成PPT，在期末举行文献汇报会，并对汇报进行全程录像。这种方式，不仅拓展了学生的视野，增强了学生间交流，而且训练了学生的表达能力，有利于学生的个性发展。

2.4 增加科研训练

在老师授课及学生自主阅读的基础上，我们鼓励学生开展对肿瘤生物学复杂问题的讨论、学习和交流。对学有余力的同学，按自愿的原则，提供肿瘤分子生物学实验室实习的机会，充分享受团队平台优势。实习期间，本科生在研究人员指导下开展科研活动，主要涉及医学标本收集、规范化抄写病例、肿瘤DNA和RNA样品的提取、PCR等最基本的实验，使学生初步建立对肿瘤学基础研究的感性认识。在此基础上，引导学生从学习中发现新的科学问题，并根据已有知识进行课题设计，鼓励学生申报大学生科研能力训练项目和本科生创新基金。经过一系列的科研训练，学生运用所学知识解决肿瘤生物学问题的能力得到明显提高，动手能力和发现问题的能力也得到了提升。同时，帮助学生提前了解自己是否适合做学术研究，为其提供一个真正深入了解科研工作、找准方向与定位的机会。此外，科研训练为学生毕业课题设计奠定了基础，与没有参加过任何科研训练的学生相比，其毕业论文的深度和质量均有明显提升。

2.5 开设专题报告

影响创新力提高的重要因素是：老师是否通过高标准的要求及高质量的教学给他们以足够的学业挑战与刺激；学生本人是否具有明确的学习目的、动机和学习意义感；是否喜欢自己的专业并愿意为之付出努力等[7]。我们针对这部分学生的需要，营造高挑战性、强支持性的学习环境，帮助学生明晰学习的意义及创新的价值以及肿瘤学研究所面临的难题，我们特别聘请国内肿瘤学领域的知名专家开设专题报告，共同完成课程建设[8]。每学期至少开设四期，专题报告会不仅让学生聆听了名家讲座、领略了大师风采，而且让学生真正了解各个优秀团队是付出很多艰辛的努力才能取得如此成就；体会课题的进展并非一帆风顺，以及在遇到瓶颈时大师们是如何克服困难功克难关的；领略肿瘤学领域动态与未来发展方向等。这种专题报告不仅扩展了学生的视野，而且让学生领悟到致力于科研工作就必须学会耐得住寂寞，吃得了苦，经受得住挫折。

总之，研究型教学模式是以传授知识为依托，以培养能力为核心，把学习、研究和实践有机结合，充分激发学生创新潜力、强调以学生为主体的教学模式，它不仅对培养学生学习兴趣、科研意识、创新能力具有重要的推动作用，而且对提高教师教学质量也功不可没。在肿瘤生物学课程研究型教学模式的探索与实践过程中，我们通过以上5个方面的举措，在课程学习中逐步培养学生的批判性与创造性的思维能力，以及提出、分析、解决和评价问题的能力、团队合作的精神以及有效交流沟通的技能。

3 研究结果

肿瘤生物学研究型教学模式探索与实践的改革措施在2013级、2014级及2015级本科生中进行了试点教学，取得了较好的效果：1)课程口碑不断提升，课堂气氛活跃，学生自主学习的积极性明显提高，选修该课程的学生日益增加。2)帮助学生找准定位，真正明白自己想要做什么？喜欢做什么？适合做什么？挖掘出了一批致力于从事科研工作的学生，并使其尽早参与到了不同科研团队。3)专业文献阅读训练更是独具特色，学生专业文献阅读能力明显提高。从自主阅读、撰写文献报告、文献汇报会的总体情况来看，大多数同学能有条理地陈述论文的总体框架，并主动去深究论文中涉及的理论和方法，主动进行文献追踪，有的甚至提出了批判性观点。通过阅读训练，学生的专业英文文献阅读能力大幅度提升，探究式学习以及批判性思维的能力也普遍提高。逐步从以记忆为主的表层学习，过渡到知识归纳、整合、创建等深层次的学习方式。4)通过研究型教学和研究性学习后，原本计划毕业直接参加工作的部分学生，对科研产生了浓厚的兴趣，萌生了继续深造的热情，有的则直接加入了本院老师的科研团队；同时也纠正了很多学生对国内科研团队的偏见，留住了一些准备出国深造的学生。5)学生自主发现问题、研究问题、解决问题的能力明显提升。6)学生学习能动性、科研意识、创新能力也得到激发，选修该课程的学生申报大学生科研能力训练项目和校内创新基金的成功率显著提高。

为了更客观地检测教学效果，我们针对两届修读肿瘤生物课程的学生进行学习效果问卷调查，共收回86份有效问卷，调查结果列于表1。

表1 肿瘤生物学课程教学效果调查问卷

调查说明，与传统的授课模式相比，研究型的肿瘤生物学教学模式可提高学生的参与度，充分调动学生自主学习的积极性，同时该模型注重学生科研思维的培养，从而提升学生科技创新能力。另一方面，调查结果也显示出该课程存在的一些问题:学生选该课的目的主要有两个，一部分学生是为今后从事肿瘤学研究打基础，他们普遍觉得目前的教学模式对他们的发展非常有利。但另一部分学生仅仅是想了解常见肿瘤的生物学特征、发病机制及诊断和防治原则，对他们而言，现有教学体系涉及的知识点众多，学习难度较大，因此他们更希望能有一门难度适中的肿瘤生物学通识课程供他们选择，这也要求我们今后在课程定位方面做出更多的思考。经过各任课老师的认真讨论，同时考虑到生科院本科生的细胞生物学、分子生物学等理论课和相关实验均是在大学二年级开设，这些课程为学生学习肿瘤生物学储备了一定的基础知识，从而降低了学生学习肿瘤生物学的难度。基于以上因素的考虑，从2018年度开始，肿瘤生物学选修课课程由原来大学二年级开设变更为大学三年级开设。从目前开课效果看，学生普遍反映学习肿瘤生物学更为得心应手。

此外，研究型教学重在增强学生的研究学习能力和实践能力，并非单一理论知识的掌握能力，这也势必要求我们不断探索改革考核体系，更为科学合理地对学生综合表现及整体能力进行全面测评，从而促进和强化学生学习、思考、研究的能力，最大限度地调动学生学习的积极性和主动性[9]。与此同时，授课教师的专业理论素养、人格素养、自身知识结构的优化和职业道德也是研究型教学不可忽视的问题[10]。