基于创新性人才培养的细胞生物学课程教学改革

许星鸿 赖晓芳 姬南京 孔雪

摘 要 培养创新性人才可为经济发展提供充足的力量，是新时代的高等教育培养目标。为适应创新性人才培养模式，对细胞生物学课程进行了教学改革，包括教学大纲、教学方式、教学手段、实验教学及考核方式等方面。实施结果表明，课程教改措施激发了学生的创新思维和能力，提高了教学效果。

关键词 创新性人才培养;细胞生物学;教学改革;教学效果

中图分类号：G424                                 文献标识码：A  DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.33.018

Teaching Reform of Cell Biology Course Based on Innovative Talent Training

XU Xinghong， LAI Xiaofang， JI Nanjing， KONG Xue

（College of Marine Life and Fisheries， Jiangsu Ocean University， Lianyungang， Jiangsu 222005）

Abstract Innovative personnel training can provide enough power for economic development which is the aim of higher education in new age. Teaching reform of cell biology course was carried out for adapting to the innovative talent training model， including teaching program， teaching methods， experimental teaching and evaluation mode， etc. The results of implementation showed that the teaching reform measures had stimulated students' creative thinking and ability， and improved the teaching effect.

Keywords innovative personnel training; cell biology; teaching reform; teaching result

改革人才培养体制，提高高等教育质量是国家教育规划纲要对高等教育提出的要求，构建高校创新型人才培养模式和创新体系，是高等教育发展和改革目标。[1]为深入贯彻《国家中长期教育改革和发展綱要（2010-2020年）》，[2]江苏海洋大学大力推动课程教学改革，以全面提升教育教学质量，构建具有我校特色的应用型创新人才培养模式。细胞生物学和分子生物学、神经生物学、生态学被并列为现代生命科学的四大基础学科，是我校海洋科学、生物技术和动植物检疫等专业的基础必修课程。随着科学技术的迅速发展，生命科学的新成果不断涌现，细胞生物学教学内容和教学方式需要与时俱进，以及如何在教学中培养学生的创新能力成为新的挑战。因此，我校细胞生物学课程组进行了多方面的教学改革，以期提高学生的学习主动性及创新能力。

1 教学大纲修订与教学内容优化

教学大纲是教学的基本依据，我校围绕人才培养目标两年修订一次。细胞生物学是从细胞的不同层次，包括细胞整体水平、亚显微结构水平和分子水平来研究细胞结构、功能及生命活动规律的学科。教学大纲中明确了本课程教学目标：掌握海洋科学和生物技术专业所需的细胞知识，能够将其用于分析细胞是如何组织在一起完成特定的使命和功能;能够应用细胞生命生老病死的基本原理，认识并理解生命现象问题;能够根据细胞生物学原理设计针对生命现象问题的实验方案，并基于所获得的数据用细胞生物学原理进行解释，理解生理或病理条件下的细胞反应和功能。课程选用的教材是高等教育出版社出版、丁明孝等[3]主编的《细胞生物学》第五版，该教材在高校中应用面较广，并作为很多院校和研究所的考研指定参考书。大纲中除列出教材外，还增加了一些参考书，鼓励同学们不局限于教材，课后多阅读专业相关资料，扩大知识面。

该课程教材共有16章，本校课堂教学安排为48学时。教学内容主要包含两个方面：一是在不同层次（显微、亚显微与分子水平）研究细胞结构与功能，如生物膜与细胞器，细胞核、染色体以及基因表达，细胞骨架等;另一方面是对细胞重要生命活动的研究，如细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细胞信号转导等。在教学内容上注意与前修课程（普通生物学、组织胚胎学、生物化学等）和后续课程（分子生物学、细胞工程等）之间的衔接，并避免课程之间的重复。例如细胞类型、形态结构及基本特点等在普通生物学课程中已有重点介绍，在细胞生物学教学中对这些内容就不再详细讲解，只进行简要介绍，并予以归纳总结，为其他教学内容起到铺垫作用。教学时数安排适当向研究热点倾斜，如细胞信号转导、细胞增殖分化及衰老凋亡等，并融入获得诺贝尔奖的与课程相关的成果，如细胞自噬、细胞对氧气的感应和适应等，提高学生的学习兴趣和创新性思维，并有利于翻转课堂等其他教学改革措施的实施。在课堂教学中结合教学内容巧妙地嵌入一定的思政元素，如列文虎克一生制造了数百台显微镜，最早在显微镜下发现了单细胞生物，开启了人类对微观世界的研究，以此启发学生认识到普通人只要对自己所从事的行业充满热爱，具有坚持不懈、持之以恒的实干精神，就能实现自身价值，为社会做出贡献。从完整的细胞质膜对于维持细胞内环境稳定的重要作用角度，引导学生的理解国防的价值，激发其家国情怀和学习热情。

2 线下、线上相结合的教学方式

为促进教育教学模式创新，满足学生自主个性化学习要求，我校建设了网络教学平台-“江苏海洋大学课程在线”，除了使用电脑打开该平台，学生还可以通过安装手机“学习通”APP，可实现“时时能学、处处可学”。细胞生物学课程充分利用该平台，建设了网络课程，在平台上可以进行布置作业、测验、答疑、讨论等课后的互动教学活动，目前已建设成为校级精品课程。2020年上半年疫情期间采用全面的线上教学模式，下半年至今疫情尚未完全解除，開学前两周隔离期学生在宿舍进行线上学习，建立的在线教学平台起到了非常重要的作用。全线上教学师生都需要长时间关注于屏幕，容易疲劳、注意力不集中，需要对教学方式进行调整。把一堂课分成两段，20-25分钟作为一小节，教师根据教学重点和难点讲解15分钟左右，然后利用5-10分钟时间，提几个问题让同学们回答，这样可以吸引学生的注意力，避免出现有的同学把电脑或手机开着其实并没有在听课的现象;还可以设置线上抢答题，让同学们在线连麦回答问题，对踊跃答题的同学给予增加平时分的奖励，提高听课积极性。教师所提问题不局限于对知识点本身的考察，多提与教授内容有关并具有创新性的问题，启发学生的创新性思维。在每小节的最后教师进行总结和点评，使学习思路更加清晰。由于较多的师生线上互动会压缩教师的讲解时间，所以线上课堂教学讲授要根据教学大纲突出重点和难点，把一部分知识点放在课后，让同学们利用在线教学平台进行自学，这对其学习能力的提升也有较大的作用。

在常规的教学环境下，是采用线下、线上相结合的混合式教学方式，将传统的课堂授课与网络教学结合起来，在继承和发展传统教学特色的基础上，导入线上教学方式，突出教师的主导作用和学生的学习主体地位，两者优势互补，提高教学质量。线下教室集中授课，教师的语言、眼神、表情及手势等都可以直接传递给学生，可让学生感受到教师的教学魅力和风采，且师生可以进行面对面的交流，具有线上教学无法替代的优势;在课后，学生可以通过在线教学平台反复观看教学视频、PPT，完成作业和测验，并进行提问和讨论，对课堂有限时间的教学起到了很好的补充作用，并提高了学习主动性和教学效果。

3 翻转课堂的应用

细胞生物学课程内容丰富、信息量大，知识点抽象、理解难度大，长时间的传统讲授容易造成同学们昏昏欲睡，注意力难以集中，因此教学手段亟待改进。翻转课堂又称反转课堂，被认为是学习效率最高的课堂。[4]该模式一是要求学生在课前进行自主学习，完成教学内容的初步理解;二是在课堂上学生通过小组合作完成学习任务;三是课后通过完成作业，实现学习内容的延展性内化。课前预习和课后复习都可以通过在线教学平台开展，课堂教学活动的设计是翻转课堂实施的关键。细胞生物学教学内容共16章，除了前2章-绪论和细胞生物学实验方法以外，其他14章每章作为一个专题，教学班学生自由组合成14个小组，并推选小组长1名，由各小组自由选择感兴趣的专题，在课余时间以小组为单位，自行查文献，搜集相关资料，制作PPT。教授按照教学进程表进行课堂授课，每次安排一个专题。课堂上首先由小组代表做专题报告，然后同学们展开讨论，并提出学习难点和疑问。教师对此进行重点讲解，并启发学生进行更加深入的思考。最后教师进行总结，使教学内容条理清晰，有助于理解和记忆。

因为课时有限，在课堂教学中，教师对于整个教学过程要进行适当引导和掌控，提高效率，并对学生们的表现进行记录作为平时成绩评判依据，以此也能促进同学们参与翻转课堂的积极性。通过翻转课堂除了可使学生掌握课程的基本知识，更为重要的是能培养学生科研素质和创新能力，鼓励学生勇于质疑、发现问题，并能通过查阅文献、主动思考来论证所提的问题。在以小组为单位开展翻转课堂的教学过程中，还可以培养学生的团体意识和团结协作能力，这对于今后的学习和工作都是有益的。

4 实验教学改革

细胞生物学展现的是微观世界，内容抽象，理解难度较大，实验教学环节可以带给学生直观的感受，可将理论和实践结合起来，巩固并加深理解理论教学内容，也是提高学生动手能力、提高创新素质的重要手段。细胞生物学实验耗时长而且需要先进的仪器设备，受到课时数以及教学设备的限制，结合我校实际情况，合理调整实验教学内容。我校细胞生物学实验教学设置为24学时，设置为6个实验项目，每次4学时。根据培养目标和培养方案，在实验项目制定上，避免与相关课程的重复，如去掉了与细胞工程课程重复的组织培养实验，以及与遗传学课程重复的染色体制片实验等，增加了与课程理论教学密切相关而且操作性较强的项目：细胞融合实验和细胞膜渗透实验，使实验内容更为合理。传统的实验教学以灌输式为主，先由教师介绍实验目的、原理，并把实验步骤列于板书，学生按部就班地完成实验步骤，在此过程中学生处于被动状态，没有充分思考。通过改进实验教学方法，要求学生在进入实验室前完成该次实验项目的预习，并作出预习报告，在实验课开始后，首先对学生的预习情况进行检查和记录;其次，以小组为单位汇报实验相关内容，为避免占用过多课堂时间，由各小组分别介绍实验目的、原理、步骤等不同部分，由教师进行总结和强调一些注意事项后，开始分组实施实验。实验过程中，教师始终随堂指导，保证实验教学顺利进展和安全。实验结束后，通过对实验过程中存在的问题进行讨论和归纳总结。教师对于学生在整个实验课程中的表现及时记录，作为平时成绩评判依据，占总评的60%，实验报告占总评的40%。通过实验教学改革，提高了学生的主动学习意识和参与实验过程的兴趣，提高了实验教学质量。

5 考核方式改革

课程的总评成绩由平时成绩和期末考试成绩综合得出，以前两部分成绩比例分别占30%和70%，以期末考试为主，造成学生“轻过程、重考试”的现象。在平时的教学过程中，学生学习积极性不高，在考前几天死记硬背、突击应付考试，造成平时学习努力但记忆力一般的同学最终成绩反而不如学习不主动但善于死记硬背的同学，该现象又会对前者学习积极性造成打击，形成恶性循环，对教学质量影响较大。在课程教改过程中，将平时成绩比例调整为50%，重在考察过程。平时成绩以学生在课程学习过程中的表现来评分，包括考勤、作业、线上学习平台的测验、讨论和翻转课堂参与度等方面。由于本课程教学周数为16周，跨度较长，为保持同学们的学习劲头，增加了期中考试环节，可对前半学期的教学情况做一个检验，教师亦可以通过同学们的答题情况了解学生实际学习状态，对教学方式作出相应的调整。为了鼓励同学们主动思考，作业以撰写小论文为主，取代名词解释、简答题等客观题，促使其查找文献并进行概况总结，进行科研基本素质的训练，可以为以后的科研工作打下基础;对于基本概念掌握情况通过学习平台测验题进行巩固和检测;对于积极参与课堂PPT报告和讨论的同学提高平时成绩作为奖励措施。期末考试的题目适当增加主观性题目，比如让同学们针对自己感兴趣的细胞生物学问题，设计一个研究方案等，促进学生积极思考、主动学习。

6 教改实践效果

通过细胞生物学课程教改探索，教学由先教后学转变为先学后教，由注重期末最后一考的成绩转变为注重学习过程的评价，学生的学习积极性和教学效果有了很大提高，近两年课程平均分由69.47分提高到了76.93分，及格率由80.26%提高到了91.89%。但目前在教学班人数较多的情况下，会出现少部分学生惰于思考、学习不积极浑水摸鱼的情况，而且教改后的教学方式对于任课教师会增加很多工作量，因此这些问题在今后教改过程中需要思考如何进一步完善。

参考文献

[1] 庄惠龙，杨淑林.从培养模式改革看应用型人才培养体系创新[J].集美大学学报，2012，13（4）：55-58.

[2] 朱春奎，刘宁雯，吴义欢.《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》的价值结构分析[J].复旦教育论坛，2011，9（5）：5-9.

[3] 丁明孝，王喜忠，张传茂，等.细胞生物学（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2020.

[4] 卜彩丽，张宝辉.国外翻转课堂研究热点、主题与发展趋势——基于共词分析的知识图谱研究[J].外国教育研究，2016，43（9）：93-106.