医学细胞生物学教学改革之理论与实践研究*

赵 越 于泳洋 李朝军 南京大学 医学院 党委办公室，江苏省南京市 0093

自21世纪以来，美国、英国、中国等国家均致力于推动新时期高等教育教学改革的创新发展，在这其中，美国斯坦福大学于2012年出台《本科教育研究报告》，提出创建“以学生为中心的研究型大学本科教育”[1]，掀起了美国高校本科教学改革的热潮；英国商业创新技能部门于2016年出台高等教育白皮书《知识经济的成功：卓越教学、社会流动与学生选择》，启动实施以“为学生择校提供更多信息、提高高校教学的自信心、识别并奖励卓越教学、更好地满足工商业和雇主的需要”为核心要义的“卓越教学框架”[2]。我国于2018年9月召开了全国教育大会，习近平总书记在大会上强调，要“努力构建德智体美劳全面培养的教育体系，形成更高水平的人才培养体系”[3]，这一重要讲话为中国高等教育发展特别是高校教育体系与人才培养体系建设指明了正确方向、提供了根本遵循。因此，深入推进教学改革是当前高校义不容辞的使命与责任，也是医学细胞生物学等学科发展的题中之义。

1 医学细胞生物学教学改革的研究现状

关于医学细胞生物学教学改革的学术研究情况，主要查阅了中国知网(CNKI)、万方数据知识服务平台和维普期刊资源整合服务平台。其中，中国知网文献显示，自1992年8月(杨抚华：“谈医学院校的《细胞生物学》教学”，发表于《中国高等医学教育》，1992年8月)—2019年12月共计415篇；万方文献显示，自1999年4月(陈洁、宋玉兰、杨建一、杜圣家、李彬彬：“面向二十一世纪细胞生物学教学改革初探”，发表于《山西医科大学学报：基础医学教育版》，1999年4月)—2019年12月共计1 058篇；维普文献显示，相关学术文章自1999年4月—2019年12月共计50篇，最早一篇文献与万方数据库结果显示一致。根据上述文献分析可知，对细胞生物学教学改革的学术研究从20世纪90年代起步，一直延续至今，特别是近10年来发文量明显增多且有继续上升的趋势，研究医学细胞生物学教学改革是大势所趋的。同时，众所周知，医学各门课程除了具有医学的共性之外，还各有其内在的规律[4]。从国内外高校学科发展视角看，细胞生物学与遗传学、生物化学同为医学界、生物学界等相关学术领域的三大基础与带头学科[5]；细胞生物学在我国高等教育中的理论教学、实践教学与创新研究取得了长足进步与发展，尤其是包含基础医学、生命科学等相关学科的综合性大学，高度重视以细胞生物学为重点内容的教学改革；与细胞生物学相关的关键词诸如“克隆技术”“转基因”“癌症靶向治疗”等在学术领域甚至是在社会范围内都备受关注，一些前沿性研究例如干细胞技术、癌细胞生物学、细胞衰老与程序性死亡研究，对社会服务领域特别是医疗领域的作用和影响极其重要。可见，研究医学细胞生物学教学改革也顺应了学科发展的需要和高校服务社会的需要。

2 医学细胞生物学教学改革的时代背景

当前，我国各大高校院所在教育部“双一流”计划的激励下，各项学科建设和人才培养工作也正在逐步向着世界一流行列迈进。长期以来，以南京大学为代表的C9高校联盟走在全国高校教学改革探索实践的“第一方阵”，2015年至今南京大学按照党中央、国务院和教育部、江苏省的部署要求，坚持“以社会主义核心价值观为引领、以追求卓越为目标、以完善人才培养模式为先导、以优质课程建设为抓手、以体制机制建设为保障、以校风学风建设为烘托”，着力在师德师风与队伍建设、培养方案与课程建设、教学质量监控、学籍与教务管理、实践教学管理、教改项目管理六大方面进行改革实践，探索走出了一条中国特色、南大风格的教学改革道路。医学细胞生物学作为高校众多学科专业中一个新兴分支，是教学改革重要的“试验田”，近年来南京大学遵循医学学科等课程教育规律与共性个性特点，在先后颁布实施了《南京大学大规模在线开放课程建设管理办法》《南京大学本科教学改革项目管理办法》《南京大学中央高校教育教学改革专项资金实施细则(暂行)》等一系列文件制度规定，并以“三三制”本科教学改革为契机，引入“翻转课堂”这一新型教学模式，深入实施了慕课教改工作等创新项目，为医学细胞生物学教学改革发展提供了坚实的理论基础、组织基础、制度基础和实践基础。

3 医学细胞生物学教学改革的问卷调查及实证分析

3.1 研究对象 研究对象为学校近3年内参与医学细胞生物学课程学习的2016级、2017级和2018级三个年级的本科生。

3.2 研究方法 本研究采用问卷调查的方法，对研究对象在医学细胞生物学课程学习中的学习效果进行问卷量表的统计分析。同时，本研究分析主要运用SPSS22.0和AMOS21.0等数据分析工具进行数据分析。包括对问卷题项进行同源偏差检验，数据进行信效度分析，对各个变量进行描述性统计和相关分析。

3.2.1 问卷相关变量:自变量为学习效度，因变量为学习互动度、学习反馈度、学习满意度、学生需求度以及调节变量的具体测量方式(如表1所示，包括因变量的对应问卷题项)。测量方式分别用数字表示，其中“1”代表完全不同意，“2”表示比较不同意，“3”表示一般，“4”表示比较同意，“5”表示非常同意。

表1 相关变量的测量方式

3.2.2 假设检验:当在同一时间由研究对象作答问卷且测量题项接近时，容易出现同源性偏差问题。虽然问卷设计中已采用打乱题项等举措尽可能减小同源性偏差，但这一偏差在问卷调查研究中较为普遍，仍需要进行哈曼单因子检验。根据检验结果显示，哈曼单因子中未旋转的第一因子的解释变量比例为35.767%，未达到总变异解释变量的50%。因此，本次问卷研究结果中同源性偏差并未造成严重影响。

3.2.3 信效度分析: 对各变量进行信效度检验后发现，学习效度、学习互动度、学习反馈度、学习满意度、学生需求度的内部一致性系数Cronbach’α分别为0.834、0.767、0.902、0.879、0.819，均超过0.7，表明各个测量尺度较为可靠，相关题项之间具有较高一致性。聚敛效度验证分析结果表明，各维度组合信度均超过0.7，各潜变量因子载荷均超过0.6，平均变异抽取量均超过0.5，调查数据具有较好的信度和效度。

3.3 研究结果

3.3.1 问卷调查结果:本次问卷调查，共发放问卷302分，回收294份，回收率为97.4%，剔除乱填、漏填、空填等无效问卷后，最终有效问卷271份，有效问卷率为89.7%。研究对象的基本情况(性别、年级分布、课程分型)如表2所示。数据情况所反映的学生情况与近3年教学实际基本相符。

表2 研究对象的基本信息(n=271)

3.3.2 统计分析结果：结合SPSS22.0和AMOS21.0等数据分析工具分析，统计分析结果如表3所示。其中受访学生对翻转课程的学习效果评价较高，对讨论课的学习互动度的评价略低于前者，对线上测试的学习反馈度的评价低于学习满意度的评价，对本课程教改及课程资源需求的评价均值4.127、标准差0.801。从相关性分析结果分析，学习互动度、学习反馈度、学习满意度、学生需求度与学习效度的相关系数分别为0.373、0.382、0.461、0.323，相应P均<0.01(本研究统计分析要求较高的检验标准，即参考检验标准为0.01)，有统计学意义。学习互动度、学习反馈度与学生满意度的相关系数为0.556和0.541，相应P均<0.01，同样有统计学意义。

表3 相关变量的描述性统计和相关系数[相关系数(P值)]

4 讨论

4.1 对研究结果的讨论与拓展 结合问卷结果和统计分析结果，可以发现在原来传统授课的基础上，进行医学细胞生物学教改的成效是明显的，表现为学生的学习效度随着学习互动度、学习反馈度、学习满意度和学习需求度的提升而进一步提升，呈现出显著的正相关关系。尤其是围绕学习满意度、学习需求度的两个变量，学生的反馈尤为强烈，特别是对讨论课对成立小组的学生合作能力锻炼、独立演讲汇报的两项题测反映较好，显示出学生在教改后更加愿意突破传统意义上“老师上课、学生听课”的模式，而采用“师生互动、学生上课”的新模式，另外对南大SPOC网站的学习资源这类题测结果反映了学生对于线上学习的需求越来越多，这也反映了从“书本学习”到“PPT学习”再到“线上学习”的教学模式转换；对学习互动度的反馈也表示出学生对这种教改后的教学模式表现出认可和投入的态度。对学习反馈度的数据而言，数值略低，反映出学生对于线上学习与书本相关性的学习外，其他知识学习的认识有待进一步加强，但学生对于从“学书本、考书本”转变到“学书本、考全面”的认知有了新的接触，对后续教学内容的创新也起到了支撑作用。

因此，结合研究结果的分析，我们认为，本次面向学生对于细胞生物学教改的问卷调查从总体上看是合理的、全面的、符合学生实际情况的，实施医学细胞生物学教学改革这一具体举措是正确的、必要的、符合学生需求的。在承认教学改革正当性的同时，我们也看到一些不足之处，例如在课程设计上能否更加结合本专业前沿、在学生互动上能否采取辩论等形式激发学生热情、在线上测试上能否更加贴近实验(VR或3D)实际操作等等，从而进一步增强学生对本课程学习的认可度、满意度和需求度。

4.2 当前国内医学细胞生物学教学的问题和不足 著名的美国细胞生物学家威尔逊(E.B.Wilson，1925)认为：每一个生物科学问题的关键都必须在细胞中寻找。作为现代生命科学的重要核心学科之一，细胞生物学衔接分子水平的分子生物学与个体水平的发育生物学在细胞的整体水平、亚显微水平和分子水平，多层次、动态地研究细胞的结构、功能及对各种生命活动相关事件整合性的系统解释，同时细胞生物学研究延伸至医学领域，着重关注与医学有关的细胞生物学问题，探讨疾病发生发展的基础，形成了一门新兴的学科——医学细胞生物学。因此，细胞生物学是多学科交叉和相互渗透的产物，具有鲜明的学科前沿性、理论交互性和实践操作性。这些与生俱来的学科特点，对于传统高等教育的教学理念、教学方法和教学模式都带来了不可避免的现实冲击，也逐渐暴露出现有教学过程中存在的突出问题和薄弱环节。

4.2.1 细胞生物学在教学中存在重理论、轻实验的问题。对于课堂教学而言，国外高校更加注重考核学生对于细胞生物学相关基础知识的实验分析、实践操作、实践互动等能力，努力实现让学生充分运用所学的知识去进行实验操作、分析实验结果、探索实验创新，并在此基础上让学生得到提升和锻炼。然而，目前国内高校关于细胞生物学课程的考核方式仍然停留甚至固化在对相关知识点的概念、原理和过程分析等的理论考察，严重缺乏对学生应用所学的基本概念、原理去解决实验问题的能力考查，导致大多数情况下还是按照传统的考核方式要求学生类似于学习文科等理论课程一样，采用死记硬背做卷子的方式进行考核并打分评判学生所学之优劣，这在考核逻辑、检查方式、反馈互动上讲略显滞后。

4.2.2 细胞生物学在教学中存在重书本、轻实际的问题。对于课堂教学而言，国内高校给予学生书本灌输的知识较多，实际传授的知识较少。在细胞生物学角度而言，任何一个相关的学术问题都直接或间接地阐明了一个事实，就是任何生理或病理状态下所有的细胞都参与其中，单纯从理论知识的角度出发，难以全面、严谨、形象地理解生命发展这个动态流动过程。围绕这些细胞的概念、结构和机理在书本上体现出来的都是静态的，而非动态的。例如，传统细胞生物学教材按照细胞结构从细胞膜—细胞质—细胞器—细胞核思路授课，与初高中阶段生物学教材重复较多，难以激发学生对细胞生物学的学习热情，将细胞在某个特定空间结构进行节选式或片段化的描述，使学生对细胞事件缺乏全面认识和完整理解。换言之，如果学生只看书、尽信书、不唯实，以课堂理论知识割裂联系实际的过程，就很容易让学生出现想法脱离实际、研究脱离实际等现实问题。

4.2.3 细胞生物学在教学中存在重学习、轻应用的问题。对于课堂教学而言，国内高校对学生掌握细胞生物学相关应用性知识的要求较少，在课堂教学环节缺乏想象拔高的空间。同时，细胞生物学教学内容和教材的更新速度尚未实现与前沿研究成果相同步。以细胞的死亡为例，现有的教材只阐释了细胞凋亡、细胞自噬和细胞坏死等相关概念，但对于细胞死亡、细胞焦亡等最新研究发现并无涉猎，使学生对细胞死亡这一事件的学习仍然固化在过时的、有偏差的认知中，以致于在学生参与实际科研与临床转化的操作中，缺乏对相关前沿性知识和创新性成果的了解和掌握。

5 医学细胞生物学教学改革的创新举措

在高等教育发展的新起点上，学科建设需要改革创新，学科发展也需要改革创新。在细胞生物学这一新兴学科的产生、发展、壮大过程中，我们既要理性地分析现阶段存在的问题和原因，也要勇于推动相关理论与实践的改革和创新。当前，顺应新时代发展要求，细胞生物学的教学改革势在必行。可以说，这一变化是深刻的，影响是深远的，改革也是必然的。为此，推进细胞生物学教学改革的核心和关键是实现“一个结合”与“三个翻转”，就是要求在整体教学框架的顶层设计上，既要实现理论教学与实验教学的“一个结合”，又要实现课堂主体与课堂客体的“三个翻转”。

5.1 推动理论教学与实验教学实现“一个结合” 随着我国高等教育改革的不断深入，实验教学作为培养高水平创新型人才的重要环节，在各项教学改革中扮演着越来越重要的角色，实验教学注重培养学生的动手能力、分析解决问题的能力、科研创新能力[6]。以PBL、TBL等为代表的新型教学模式逐渐融入到教学改革领域中来，更加突出以问题为导向的教学方法，要求教师用现实生活中的问题作为案例教材，用问题激发学生思考问题，探索问题，最后将问题顺利解决[7]，为进一步推动理论教学与实践教学相结合提供重要启示。对于医学细胞生物学教学改革而言，就是要顺应新的教学模式，重点培养学生实践能力，通过让学生实现从知识概念学习、到知识框架建构、再到知识创新交流的三个阶段跨越与提升，改变“以理论教学为主，以实践教学”为“辅为以实践教学为主，以理论教学为辅”，在这一过程中重点抓好理论教学和实验教学的有机衔接和融合。

具体而言，在教学任务层面，例如由原先开展理论教学与实验教学的教师分开教学，转化为围绕“细胞的一生”这一时间线，以实验教学为主，并依据实验教学的进度开展配套的理论教学。在教学环节层面，例如人造细胞相关知识点的教学中，第一步要让学生学习到人造细胞的基本结构，以及真核细胞与原核细胞的区别；第二步要让学生学习细胞生存所需的功能，以及细胞功能与免疫的关系；第三部要让学生探索创造一个生命体，从整体上看需要哪些细胞的结构与功能。细胞相关知识点的教学中，由原来碎片化的理论知识点，改进成以生物学现象出发，诸如将肿瘤发生发展、细胞增殖死亡等知识点串联起来开展综合讲解。疾病相关知识点的教学中，由原来“重理论、轻实验”，转变成“B2B”的教学模式，结合发病机制的细胞生物学基础，加大对医学生疾病模型的讲解力度，从而进一步提高学生理论及实验认知能力。值得一提的是，在实现“一个结合”的基础上，更加重视教师对学生的教育引导作用，着力克服急功近利、拔苗助长等不良育人倾向，实现“教师应在工作和生活中培养沟通的方法和技巧，平衡同事、家人、学生等各方面的关系，学会换位思考，预防职业倦怠的发生”[8]。

5.2 推动课堂主体与课堂客体实现“三个翻转” 对于医学细胞生物学的教学改革而言，就是要充分挖掘学生学习的自主性、积极性和创造性，通过改变以往“重老师讲、轻学生说”的传统授课模式，逐步转化为“学生讲为主，老师评为辅”的新型授课模式，在实现老师由课堂主体向课堂客体转变的同时，又实现学生由课堂客体向课堂主体的转变，并以学生这个课堂主体为中心，有效实现“三个翻转”。

5.2.1 实现教学内容的翻转。建立教学内容定期更新机制，注意及时反映国际学科前沿发展及热点问题，尽量将最新的成果融入到教学中去，保持课堂内容的新颖和特色。介绍学院相关课题组的研究内容，使学生初步了解与所学知识相关的研究课题在各个实验室的进展情况。这不仅提高了学生的积极性，也为今后学生选择进入各个实验室进行实习或毕业论文设计奠定了良好的基础。

5.2.2 实现教学模式的翻转。备课过程中准备一些启发式问题，在授课的适当时机提出，并鼓励学生提问，以增强师生间的互动，活跃课堂气氛，增强教学效果。对于课后的问题，可以通过电子邮件或者微信群进行辅导和讨论，以利于部分肯钻研的学生进一步深入讨论一些相关问题。结合学生分组讨论授课，让学生“反客为主”，提高学习的主观能动性。

5.2.3 实现教学资源的翻转。充分利用南大SPOC等优质慕课系统，采取线上随堂测试和线下期末考试相结合的考核方式，以增强知识的温故知新。引进国内外优秀教材等网络资源，在帮助学生掌握课堂内容的同时，激发学生学习相关知识与前沿知识的兴趣与热情。

综上，医用细胞生物学作为高等教育课程的一个重要组成部分，在基础医学、生命科学等教育中具有极其重要的战略意义。在今后的教学改革实践中，作为教学科研一线的工作者和人才培养一线的耕耘者，我们将及时总结经验教训，在不断试错、纠错、不犯错的探索过程中，勤于提升教学条件、善于改进教学方法、勇于推进教学创新，为努力培养新时代医学高素质创新型人才作出应有贡献。