医学细胞生物与遗传学“在线教育+深度教学”探索*

王宗霞，贾小娥，邹 博，吴 涤，闫少春，杨艳芳，周成江，刘 佳，毕艳楠

(包头医学院基础医学与法医学院细胞生物与遗传学教研室，内蒙古包头 014060)

2019年 10月，教育部颁布了《关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》，提出“要提升学业挑战度，强化人才培养方案、教学过程和教学考核等方面的质量要求，科学合理设置学分总量和课程数量，增加学生投入学习的时间，提高自主学习时间比例，引导学生多读书、深思考、善提问、勤实践”[1]。因此，当下的高校课堂教学应当以学生发展为中心，围绕激发学生学习兴趣合理增负，在教师引导下进行挑战性学习、主动性学习以及增强创新意识等作为突破口，培养学生问题分析、求解能力、探究能力和信息交流能力等高阶思维能力。为此，本教学团队通过“在线教育+深度教学”方式的实践，积极开展深度教学的探索，恰当引导学生的学习，激发学习热情和探索欲望，培养高阶思维能力，为提高教学质量提供参考。

1 “在线教育+深度教学”的概念

在线教育是运用互联网、人工智能等现代信息技术进行教与学互动的新型教育方式，包括直播、录播、一对多、一对一等多种模式。在线教育能够发挥互联网传播范围广、效率高、信息渠道多、可扩展性好、功能强大等优势，使教学可以收获更加显著的成效。在线教育中，学习者是中心，教学者是关键，教学资源是核心，平台和环境是基础，五位一体。

深度教学是基于知识的内在结构，通过对知识完整深刻的处理，引导学生从符号学习走向学科思想和意义系统的理解和掌握，并导向学科素养的教学[2]。该定义揭示了深度教学过程中教师引领的价值，以及深度教学具有教学内容的深度、学生的高参与度以及体验成功和获得发展的教学结果的积极意义三个重要特征。教学内容的深度不是指知识量、知识难度和知识深度的盲目增加，而是指向学科知识价值的多维实现，聚焦于课程目标的深度达成和完整达成，教学内容应注重与学生生活世界的联系。

当前，线上学习已经成为常态，利用在线教育具有时间灵活、地域不受限等特点开展深度教学，对学习者开展深度学习会产生积极的影响。

2 “在线教育+深度教学”的实践对象及教学目标要求

2.1“在线教育+深度教学”的实践对象 以医学细胞生物与遗传学课程为依托，包头医学院5年制临床医学专业为研究对象。全年级分为1～6班、7～12班以及13～14班三个平行授课单元，选择13和14班为实验班，选择7～12班授课单元中的11和12班为对照班，人数均为68人。对照班和实验班全部采用线上教学方式，其中对照班采用优慕课+直播，实验班采用优慕课+直播+深度教学。

2.2“在线教育+深度教学”的教学目标要求 “在线教育+深度教学”的教学目标要求体现在以下三个方面：知识目标，使学生掌握细胞结构、功能与疾病的关系，掌握人类疾病与遗传的关系，了解细胞与疾病的诊断治疗；能力目标，提高学生运用细胞生物学与遗传学知识认识与综合分析疾病的能力；素质目标，提高学生结合所学知识从不同角度综合分析疾病与遗传病的基本素质，激发学生对基础医学科研的兴趣，拓宽思维，提高未来对疾病的诊断治疗能力。

3 “在线教育+深度教学”的实践路径

3.1“在线教育+深度教学”优慕课栏目和直播平台的建设 首先，建设优慕课线上教学资源，包括课前导学、思维导图、电子教材、PPT课件、系列短视频、知识拓展、课后作业、课后讨论、章节自测题等。在优慕课中设置深度教学栏目，包括深度学习任务和深度学习讨论两个子栏目。在深度学习任务中推送相关课程的MOOC链接、网站链接和发布学习任务。在深度学习讨论中，学生针对任务进行讨论，教师回复并参与讨论；其次，建立钉钉直播班级群，针对问题展开直播讲座、解答和面对面的讨论；最后，优慕课中设置在线测试和在线第二课堂，手机问卷星调查，对教学效果进行评价。

3.2“在线教育+深度教学”的设计路径

3.2.1新冠肺炎结合的深度教学 例1，如何分析新冠肺炎病毒的来源？为此在优慕课中讨论了基因测序和基因组分析的意义，并通过钉钉直播讲解了连锁互换规律，使学生了解了基因测序的基本原理、应用以及通过基因序列研究分析新冠肺炎病毒来源，使学生能够举一反三，对科学实验的科学性和严谨性有了较深的理解；例2，新冠肺炎病毒是如何进入细胞内的？在细胞内又是如何组装的？带着这些问题展开了优慕课的讨论，然后把学生关注的新冠肺炎病毒细胞膜受体ACE2(血管紧张素转化酶2)的结构和特点及其调控在直播中与学生分享，使学生能够把细胞膜受体与配体、细胞信号转导等知识建立联系，融会贯通。通过把新冠肺炎与细胞生物与遗传学基础知识的结合，引导学生应用所学的基础医学知识解释和研究疾病发生的机制，既能激发学生的学习兴趣，又可学以致用。

3.2.2与临床实例结合的深度教学 例如，一对夫妇表现正常，两个孩子一个正常，一个被确诊为21三体型唐氏综合症，经检查夫妇2人外周血染色体正常，可在给第3个孩子做产前诊断时，发现也是21三体，因而选择了终止妊娠，但第4次怀孕后行产前诊断，还是21三体，你能用你所学的细胞生物与遗传学知识揭示这种罕见的现象吗？学生通过查阅文献在钉钉群讨论中各抒己见。之后，教师给出解释。3年后，医师给这对夫妇做了性腺多位点穿刺活检材料的染色体分析，发现女方性腺组织核型为46,XX/47,XX,+21。通过临床实例的分析，提高复杂问题的分析和解决能力、增强学生的文献检索能力，进而提高临床遗传咨询的能力。

3.2.3与前沿进展结合的深度教学 以囊泡运输和细胞骨架这两章为例，首先，介绍了2013年获得诺贝尔生理学或医学奖细胞的囊泡运输调控机制研究，宣传科学家精神；其次，介绍了华中科技大学史岸冰教授团队在囊泡运输研究领域发现《RAB-10促EHBP-1介导的管状囊泡膜结构与微丝骨架的桥连》，使学生在囊泡运输和细胞骨架知识的基础上进一步了解了囊泡循环运输调控中多类型分子协同功能的细胞生物学机制，宣传严谨的治学态度；最后，介绍了荷兰乌得勒支大学曹玉杰等的研究成果，使学生了解微管负端相关蛋白CAMSAP2与Kinesin14家族的KIFC3参与调控神经元中的微管结构，进一步阐明细胞骨架的功能。通过融入前沿进展的教学，把囊泡运输调控与细胞骨架和细胞骨架组装与细胞形态结合起来，理解结构与功能的相关性，使知识系统化，同时也让学生了解最新科研成果和我国该学科的发展历程。

3.2.4与学生科研结合的深度教学 为了促进大学生创新思维和创新实践，包头医学院设立了大学生花蕾计划基金。因而在教学设计时，把在教师指导下学生的科研融入其中。例如，在讲解细胞的增殖与凋亡时，在优慕课中推送论文《蒙药白豆蔻对辐射小鼠骨髓嗜多染细胞凋亡的影响》，学生对于论文中的图和表一片茫然。之后通过钉钉直播讲解PI染色的基本原理，对照细胞凋亡荧光染色图和细胞凋亡散点图讲解了细胞凋亡形态变化及机理，分析了药物浓度、辐射剂量与细胞凋亡的关系，并且分享了科研实验设计和科研论文撰写过程中的艰辛与执着，使学生感受到科研就在自己身边，引导并鼓励学生大胆探索，去观察、比较、思考、求证和发现[4]。

3.2.5与第二课堂结合的深度教学 为了更好地激发学生学习的兴趣，采用“周六+周日”第二课堂活动模式，通过钉钉在线讨论疾病发生的细胞与遗传学机制，例如，tou蛋白与阿尔兹海默病。在结课前一周，学生具备一定的基础知识后，以第二课堂形式举办医学细胞生物与遗传学相关知识的线上竞赛，检验深度学习的效果。

4 “在线教育+深度教学”的实践效果

为了检验“在线教育+深度教学”的效果以及教学目标的达成，在考核方案中设置了针对基础知识的在线阶段性考核，满分10分，有部分挑战题的在线结课考试，满分40分，以及挑战性的医学细胞生物与遗传学相关知识竞赛，满分100分，结果如下。

4.1基础知识的在线阶段性考核

4.1.1第一阶段在线考核结果 结果显示，对照班和实验班最高分均为10分，最低分分别为6分和9分，平均分分别为9.1分和9.9分，说明学生对第一阶段的基础知识掌握的都比较好。见图1。

4.1.2第二阶段在线考核结果 结果显示，对照班和实验班最高分均为10分，最低分均为6分，平均分分别为9.7分和9.6分，说明学生对第二阶段的基础知识掌握的都比较好。见图2。

4.2有部分挑战题的在线结课考核结果 结课考核满分40分，其中设置了15 %的挑战题，其余为基础知识。结果显示，对照班和实验班的最高分分别为39分和40分，平均分数分别为30.2分和32.4分，在36～40分数段中，实验班有33人，对照班有10人，说明实验班在掌握了基础知识的基础上，对于问题深层理解和挑战知识难度方面进步较大。见图3。

4.3挑战性的在线知识竞赛结果 报名参加医学细胞生物与遗传学相关知识竞赛的学生有392人，占年级总人数的65.5 %，其中对照班有46人参加，占总竞赛人数的11.7 %，实验班有51人参加，占总竞赛人数的13 %，说明实验班在积极主动参与、严格要求自己、学习责任感和自信心方面表现较好。竞赛结果显示，71～80分数段中，实验班有5人，获得一等奖有3人，对照班有3人，获得一等奖有1人；61～70分数段中，实验班有11人，获得二等奖有4人，对照班有11人，获得二等奖有1人；51～60分数段中，实验班有16人，对照班有8人，说明实验班在掌握了基础知识的基础上，对问题深层理解、挑战知识难度和知识面等方面表现较好。见图4。

4.4问卷调查结果 通过手机问卷星对实验班进行了医学细胞生物与遗传学的“在线教育+深度教学”效果和满意度调查。结果显示，87 %认为自身的求知乐趣有所提高，69 %能够主动思考并合作探讨，79 %在机械记忆的基础上能够进行深层理解，90 %能够把新旧知识建立联系，整合和重构自己的知识体系，74 %在质疑、创新、解决问题等高阶思维形式方面有所提高，71 %能够做到活学活用、举一反三，76 %自我反思意识有所提高，90 %认为增强了课程难度，拓展了课程深度，提高了课程挑战度，93 %的学生对“在线教育+深度教学”较满意，颇有收获。

5 结语

基于以上的教学实践,“在线教育+深度教学”取得了一定的效果，在帮助学生提升批判性思维、自我管理能力、协作合作能力、探究能力和解决问题能力等方面有较大的进展，并有助于学生养成终身学习习惯，提高核心素养。“在线教育+深度教学”过程中，根据学情进行深度教学设计是关键，教师在线指导与协助影响着学生的在线学习反馈，对学生开展深度学习能够产生积极的影响。直播及点播互动教学方式不仅能够拉近与学生的距离，进行感情交流，受到广大师生的欢迎。