《干细胞生物学》专业课程教学的改革与实践

张燕霞

(苏州大学 心血管病研究所，江苏 苏州 215000)

细胞是除病毒之外所有具有完整生命力生物的最小单位，也是生物体结构和功能的基本单位。对细胞的形态结构、生命周期、生理机能以及各种细胞器及信号转导路径的深入研究是揭开生命奥秘、治疗疾病乃至改造生命的关键。因此，以细胞结构、功能及生命活动为研究对象的细胞生物学已成为当代生命科学中发展最快的一门基础学科，是许多本科生物相关专业的一门必修课程。在所有细胞种类中，干细胞是其中最为特殊的一类，其本身未充分分化，但具有自我更新和分化为多种细胞的潜能。在生长发育的胚胎中，干细胞(Stem cells)能分化成所有特定的组织。在成年人体内，干细胞作为身体的修复系统，能通过分化特定细胞实现组织的修复与再生[1-2]。从临床医学的角度看，基于干细胞疗法的再生医学有望彻底改变许多疾病的治疗方法，特别是通过组织和器官修复或替代治疗许多难治性疾病。随着2007年和2012年诺贝尔医学和生理学奖两次颁给干细胞相关的研究(分别是基于胚胎干细胞(Embryonic stem cells,ESCs)的基因靶向技术和人工诱导多能性干细胞(Induced pluripotent stem cells,iPSCs))，干细胞生物学已经成为细胞生物学乃至整个生命科学领域的研究热点，相关研究发展迅猛、日新月异，其基础理论知识体系也在不断更新和扩展。基于此，笔者所在的苏州大学医学部从2015年开始将干细胞生物学作为一门独立专业课程纳入本科教学体系，向相关专业学生介绍该学科的基础知识以及近年来的研究进展，使他们了解当前的主要研究方向和未来的发展趋势。该课程的设立一方面对于传统细胞生物学的教学是一个有益的补充，另一方面也有助于激发学生对生命科学前沿领域学术探索的兴趣。

由于干细胞生物学是一门前沿性很强的学科，其知识体系和结构具有自身的特点，因此《干细胞生物学》专业课程的教学从内容到方法也面临着许多新的挑战。基于此，笔者及其所在教学团队结合学科基础知识以及自身科研背景，改进丰富教学内容，引入多种教学方法，努力提高学生的学习热情并启发其创新意识。本文将从教学内容、教学模式以及考核方式三个方面介绍笔者过去几年在教学实践和探索过程中进行的一些有益尝试以及获得的若干经验。

1 教学内容

高质量的教材是决定教学效果和教学质量的关键。通过对国内外相关课程教材的深入调研及对比，笔者最后选择了科学出版社出版的《干细胞生物学》作为课程教材。该书由国内干细胞与再生医学的基础研究及临床应用著名专家，军事医学科学院研究员裴雪涛主编，详细介绍了干细胞生物学的理论知识、实验操作技术以及干细胞在临床上的应用情况。同时，由于干细胞生物学的研究属于国际上的前沿热点，为了使学生更好地了解相关知识，笔者还推荐学生在学有余力的前提下阅读国际著名学术出版社Elsevier出版的《Essentials of Stem Cell Biology 3rd Edition》(《干细胞生物学基础，第三版》)一书，该书更加侧重于干细胞生物学的基础理论知识，同时提供了大量的相关学术论文作为参考文献。通过中英文教材的对比阅读，不仅可以加深学生对专业知识的理解，同时也可以提高学生的英语阅读与理解的能力。

传统的细胞生物学的教学内容一般是按照细胞的结构和细胞的生命活动等两大类进行分类。而由于干细胞自身结构功能的特殊性，不太适合按照这种分类进行教学。我们调整了教学内容的结构布局，制订了不同于传统细胞生物学的教学大纲。首先介绍干细胞相关的基础知识(例如干细胞的结构、功能、来源等)，而后按照人体干细胞所在组织的不同形成多个专题(如神经干细胞、内皮祖细胞、造血干细胞、肿瘤干细胞等)，在每个专题中先简单介绍相关疾病治疗现状，引发学生兴趣，之后开始详细介绍该种干细胞的基础理论知识、相关的科研进展以及其临床应用现状或前景。这种课程内容的优化与结构布局的调整，可以将教材知识与科研进展有机地结合在一起，互为补充，有助于学生建立相对独立完整的科学认识。同时，干细胞生物学与传统细胞生物学相比，其研究进展更快，学科前沿性更强。这就要求在课程教学内容的选择上保持与时俱进，每年根据干细胞的研究发展动态适当调整教学内容体系，不断地将新知识、新进展补充到教学内容中去。为此，笔者通过定期查阅国际相关领域知名期刊，了解干细胞研究领域的最新科研成果，并将这些成果整理添加入教学课件。

2 教学模式

为了适应现代化教学的要求以及激发学生的兴趣，笔者在课堂教学过程中采用了“多媒体”、“互动式”、“启发型”相结合的教学模式。首先，在教学课件的制作上，在保证介绍基础知识点的前提下，加入一定量的高质量图片(如示意图、显微镜照片、数据图等)作为补充。力争使枯燥的文字形象化，抽象的概念具象化。在讲解基本概念时，尽量结合生活中的实例，使学生能够更好地理解并掌握所讲授的课程内容。同时，充分利用多媒体辅助教学手段，精心挑选配合教材内容的flash动画和小视频，扩充课堂教学信息量。通过加强学生的感性认识，提高教学效率并最终取得良好的教学效果。其次，在教学过程中不再是教师主导的“一言堂”模式，而是增加师生交流的“互动式”模式[3]。为了使学生能够更加积极主动地参与到教学中，笔者在教学过程中增加了大量的提问环节，随时解释学生在学习过程中遇到的问题。同时每次课提前安排下次课的教学主题，并安排学生以小组为单位进行课后学习，并在课堂上就学习内容进行讨论。通过增加互动时间，将师生关系从“上下级”拉近为“同伴式”，进一步激发学生内在的学习动力，培养学生主动思考的能力。最后，在课堂教学过程中，注重引导启发，着力培养学生的科学思维能力和创新能力。通过启发式的提问与讨论，激发学生自身的学习热情，引导学生主动寻求问题的答案，靠自己的能力去解决问题[4]。“授之以鱼”不如“授之以渔”，教学过程注重方法学的传授而不是具体知识的灌输，通过引导学生自己解决问题的过程，使学生获得自信心和成就感，从而进一步加深对基础知识点的理解与掌握。同时，针对目前网络信息的丰富和现代信息技术的发展，笔者在教学过程中积极培养学生自主获取知识的能力。在传授基本学科知识的同时，也介绍一些通过网络数据库查阅文献的方法。定期给出关键词让学生利用课后时间自己检索最近的科研论文，并在课堂上汇报讲解。作为教师则针对学生的汇报给出点评，引导学生总结研究者们的研究思路。这样不仅可以拓宽学生的专业背景知识，同时培养了学生科技检索的能力，有助于提高学生的科研综合素质。

3 考核方式

由于干细胞生物学同时具有基础学科和前沿学科的特点，传统学科通常采用的闭卷笔试的考核方式不太适用于考察学生对这门课程知识的理解与掌握程度。同时，干细胞生物学这门课程的教学应该以培养学生的综合科研素质和创新精神为导向，考核方式应该着重于对学生多方面能力的整体评价。因此，笔者在几年的教学过程中逐渐尝试多种考核方式相结合的方式来对学生进行综合评价。具体包括平时课堂提问与讨论，期中主题文献报告，期末笔试等几部分累加得到综合成绩。其中期中主题文献报告是要求学生就教师给出的某一科研方向或研究热点，查阅并调研近期的相关文献(包含一定量的英文文献)，并最后汇总整理成一篇类似综述形式的文献报告。这种形式主要考察学生对课堂教学内容的理解，科技文献的检索及阅读，以及总结报告的写作等综合能力。同时由于干细胞生物学本身作为一个热点研究领域，不断地产生新进展和新突破，通过文献的阅读与整理，加强学生对领域最新研究进展的认识和理解。以上的多元化考核方式避免了单一闭卷考试存在的“临时抱佛脚”死记硬背来应付考试的现象，同时有效地调动了学生的学习热情和积极性。

4 结语

通过几年来的教学实践和自己对干细胞生物学学科的理解，笔者对《干细胞生物学》这门专业课程的教学内容、教学模式和考核方式进行了一系列的改革尝试，并将优化后的教学体系应用到本科教学中。从学生的反馈看，教学效果良好，学生的综合素质和创新能力有了一定程度的提高。