多种教学方法在细胞生物学教学中的探索与应用

魏世娜 黄嘉琪 李雪竹

摘要细胞生物学是现代生命科学的一门重要的基础学科，是从显微、亚显微与分子水平研究和揭示生命基本规律的科学。在当前高等教育教学质量改革的框架下，本文探讨了团队合作、PBL法和案例教学法的结合、理论和科学研究的结合和多种线上网络资源结合的教学方法，为水产养殖专业的建设提供支持的同时也为我校理论课程教学模式的改革提供参考。

关键词 细胞生物学 教学方法 本科教学

中图分类号：G424文献标识码：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

細胞生物学是研究细胞的结构、功能及各种生命活动规律的科学，在我国基础科学发展规划中，细胞生物学与生态学、神经生物学、细胞生物学与分子生物学并列为我国生命科学的四大基础学科，它可以为细胞工程、基因工程和蛋白质工程等各种生物工程相关课程打下理论基础，也是联系分子生物学、生物化学等课程的重要枢纽，已成为医学、农学和生物学等专业的一门必修课。通过本课程的学习，学生既能掌握基础知识、概念和理论，还能掌握专业相关的前沿动态，培养基本的科研思维。该课程在学生的抽象思维能力、科学实验及知识更新能力的培养中有着独特的作用。本课程侧重于细胞水平的功能，倾向于分子角度。课程主题包括两个主要方面：一是细胞及其细胞器的结构和功能，二是细胞的重要活动及其调节机制，包括新陈代谢、生长和生殖、细胞周期、细胞分裂、分化、细胞老化和死亡、凋亡、信号传递、进化和胚胎发育。但众所周知，细胞生物学信息量大、内容抽象、重点难点多，课程知识与生物化学、生理学、免疫学、遗传学、分子生物学等课程交叉渗透，降低了学生的学习兴趣，使学生缺乏学习动力。如何让学生在有限的课时内不但能掌握书本上的知识，还能将基础理论知识和水产养殖相关的科研热点问题联系起来，是教师在教学过程中面临的关键问题。目前海洋学院水产养殖学科研究方向主要分为水产基础生物学、水产生物遗传育种、水产资源与保护学、水产生物免疫学及水产生物研究的新技术和新方法等。大部分科研内容都需要了解细胞生物学基础理论，熟悉细胞生物学相关实验。因此，学好细胞生物学是学生的一项重要任务。

1目前的教学现状分析

我校水产养殖学专业创办于2002年，是校级特色专业，获省级联合培养研究生示范基地、省级质量工程项目建设。培养从事水产养殖相关领域的教学、科研、技术研发等方面的复合应用型高级专门人才。随着我国对农产品质量安全工作的进一步加强，水产健康养殖也逐步向更高层次发展。细胞生物学作为华南农业大学海洋学院水产养殖专业的一门拓展教育课程开设，面向水产养殖大三的学生，一般在第五学期开设。每年9月-12月为授课时间。该细胞生物学目前主要以课堂讲授，有32学时的理论课时。课程全面介绍了细胞生物学的主要知识。尽管教师在教学中尝试了不同的教学方法，包括多媒体，以激发学生对课程的兴趣，并激励他们，但这种形式还是以教师为中心，进行被动学习。因此学生和老师之间课堂上交流较少，导致彼此之间的反馈和了解较少，大多数学生在课堂上都很害羞，不敢提出问题，甚至课后也很少有学生会和老师讨论问题。老师也很难了解学生的学习情况。通常我们会在学期末进行评估，让学生根据所学细胞生物学课程感兴趣的知识点，写一篇关于细胞生物学功能与相关疾病研究进展的综述。同时学生自由分组，5-6个同学一组，做一个PPT汇报，学生根据老师提出的问题进行5分钟的答疑。

2多种教学方法的结合

2.1团队合作

众所周知，让学生在团体中发挥主观能动性，使学生真正成为学习的主人，能够促进学生的学习主动性和积极性，锻炼团队合作能力，强化师生沟通，[1]比如团队合作的学习场景可以在课内或课外进行，有助于避免最开始教学的时候学生的沉默，促进良好沟通技巧的发展。课堂练习可能包括回答或产生问题、解释观察、推导、解决问题、总结讲课材料、排除疑难和头脑风暴等。课外活动包括进行实验或研究，完成问题集或设计项目，写报告和准备课堂报告等。海报创作是学生的另一项团队活动，它通常是一个小团体的课外活动，这样的活动可以帮助学生通过相互合作加深对所学知识的理解。此外，海报创作的内容选择符合学生的学习需求，因此学生具有较高的参与热情，主动报名参加，自发组建兴趣团队，以较高的效率完成海报的设计、制作、讲解和答疑等。还有其他形式的团队合作，如团队小组活动，例如通过有趣的游戏来激励学生，促使他们积极参与学习，帮助他们理解和巩固所学的知识。因此小组讨论是一个很好的学习工具，但是我们如何在课堂上使用它们呢？课堂前的准备和课堂上的时间控制是关键因素。教师首先在课堂上提出具体的问题，让学生通过他们网络资源来查阅相关问题的报道，然后查阅该问题的基本知识和概念。组内成员根据具体问题设定分工，比如查阅文献，制作PPT等，接着推荐一位同学负责在课堂上讲解该组的内容，控制在10分钟。然后班上的其他学生可以对讲解过程中的问题提出质疑，从而促进学生独立思考的能力。最后教师对整个的PPT及讲解进行点评及打分，给学生积极的反馈和表扬。[2]这样的课堂能够有更多的时间让老师和学生之间交流，老师也能够引导学生去了解细胞生物学相关的热点问题，在学生的学术思维中提前种下科研的种子。

2.2 PBL教学法和案例教学法的结合

PBL（problem based learning，PBL）教学法是由美国神经病学教授Barrow提出的以学生为主体的教学模式。[3]它与传统教学的教学模式相比强调以问题为基础，学生为主体，教师为引导，转变了传统的教师课堂单纯讲授、学生被动学习记忆的教學方法，它可以促使学生带着兴趣问题积极的探索学习，因此很大程度上提高了学生的主动学习能力及分析解决问题的能力。它应用在细胞生物学理论课教学过程中，主要按照“发现问题—分析问题—提出假设—验证假设”的逻辑过程。案例教学法起源于美国哈佛商学院，最初将来自商业管理领域的真实案例在课堂上进行讲解讨论，这种教学方法主要是理论联系实际，与将来从事工作的实际情况相类似，以案例作为教学的中心，在授课过程中可以加深学生对基础理论掌握，从而激发学生的学习兴趣。[4]因此，将PBL教学法结合案例教学法应用到教学过程中，学生可以将理论与生产实践联系起来，同时在案例分析中达到教学相长的效果，提升教学质量，还能锻炼学生分析问题、解决问题以及实践创新能力等综合素质，同时也能为水产养殖专业其他课程的实施提供借鉴。在具体的实施过程中，针对学生掌握知识的能力及水平不统一的特点，在教学过程中以学生为主体，培养自主和探究式学习的教学理念，优化教学内容，培养出具有良好学习能力、实践能力及创新能力的高素质人才。具体改革内容如下：首先是教学准备环节。收集细胞生物学的相关案例，由教师根据教学内容、结合水产养殖相关科研成果和水产动物养殖过程中的遇到的实际问题，给学生提出比较开放合理的问题；然后是教学的具体实施环节。学生熟悉问题后，在教师的引导下，通过各种途径比如图书馆数据库查找文献，针对问题，分析归纳出自己的结论；最后是教学的总结环节。根据学生人数合理的分组，学生分组讨论，组员轮流发言或提出自己的质疑，教师对学生遇到的难点进行解答，总结。最终学生对本次授课进行评价，教师根据反馈建议再做调整。通过PBL法结合案例教学法在细胞生物学授课中的实施，能锻炼学生自主学习、自我总结以及实践创新的能力。

2.3理论和科学研究的结合

细胞生物学主要的教学目标是：让学生充分了解学习细胞生物学课程的价值与意义，即为什么要学习细胞生物学；介绍细胞生物学学科的形成与发展历程，即细胞生物学的昨天、今天和明天；给出学习建议，即如何才能学好细胞生物学；介绍细胞的多样性与同一性，使学生理解细胞的同一性是细胞多样性的基础。通过对上述问题的学习，激发学生持久的内生动力，养成良好的思维习惯，为后续的学习奠定思想基础。由于是给水产养殖专业的本科生授课，因此在讲解过程中应该侧重细胞生物学知识与水产养殖专业的联系，着重介绍细胞生物学在水产养殖中的基础研究与生产上的应用，密切联系实践。目前已有的细胞生物学基础理论主要来源于目前完善的人类细胞生物学体系。然而，水生动物相对于人类以及家畜，其差异十分明显，如笼统地照搬人类的基础理论应用于水产养殖细胞生物学的教学，并不能很好地让初学者了解课程的理论基础知识，可能导致其在今后的学习和实践中难以提高。因此在该门课程的讲授过程中，在借鉴人类理论的同时还需要结合水产养殖的专业特色，在教学中对不同水生动物细胞生物学相关研究成果进行总结，合理归纳，并将最新的学术研究成果引入课程教学中。比如在讲解细胞凋亡相关内容时，可以首先分享一下水产病毒诱导细胞凋亡的文献；在讲解细胞的形态及特性过程中，不仅仅让学生观看细胞模型，可以带他们去实验室看一下真实的细胞形态，细胞的分离和体外培养，还有研究中常用的仪器如激光共聚焦显微镜、透射电镜、扫描电镜、流式细胞仪等，这样才能充分拓展学生的视野，激发学生的学习兴趣，增强学生创新学习的积极性，提升教学质量。

2.4多种线上网络资源的结合

由于细胞生物学知识概念的抽象性和复杂性，对于初学者难以深刻理解。随着互联网的快速发展，学生可以利用在线网络的教学平台等资源提供的PPT课件、课堂作业及随机测试进行学习，而充分利用多媒体，可以让学生获取更多的知识点，而且还可以根据动画的生动直观来突破教学的难点。因此，慕课、微课等多种教学模式逐渐成为教师课堂教学的辅助工作。关于在线教学方式的设计包括线上录播视频的安排、线上教学平台的选择及线上课程资源整合。在线课程的实施包括课前的线上布置、线上授课开展及线上教学反馈。最后督导老师加入线上课程，全程观察和监督管理，从课程的新颖性、教学设计及教学效果的调查分析等三个方面对线上课程效果进行评价，保证线上教学质量。线上教学不可能完全取代传统的课堂教学，但为以后的“线上+线下”相结合的混合式教学提供参考依据。通过设计适合的教学方式，利用优质的教学资源平台和工具，提高学生的学习质量，培养出更多的新时代高层次人才。

3结论

在细胞生物学的教学过程中，我们应该逐渐改变传统的以教师的课堂教学为中心的被动式教学模式，逐渐过渡到以学生学习为中心，充分发挥学生之间互助学习和团队合作等学习模式。教师能够根据当代细胞生物学热点科学问题合理优化理论课教学内容，灵活运用多种教学方式。此外，学校要建立学习过程的多样化评价体系，使学生的最终成绩更加多样化、客观化，从而提高细胞生物学的教学效果，使学生在学完该课程后既能掌握该门课程的基础理论知识和基本试验技能，还能了解该门课程发展的前沿知识和新技术，最终能够将所学的知识运用到自己的专业领域中进行一些创新性的工作。

基金项目：2019年华南农业大学校级课程思政示范课程项目（华南农教〔2020〕7号）

参考文献

[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.