李軍林，崔繼紅，黃萱，趙宇瑋，郝亞琦，付愛根，陳富林

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“細胞生物學(xué)”教學(xué)中培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的思考與實踐＊

李軍林，崔繼紅，黃萱，趙宇瑋，郝亞琦，付愛根，陳富林

（西北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710069）

培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才是高等教育常抓不懈的目標(biāo)和任務(wù)?！凹毎飳W(xué)”講授細胞是生命結(jié)構(gòu)與功能基本單位，是一門理論性和實踐性強的專業(yè)基礎(chǔ)課程，學(xué)習(xí)難度較大。同時，又是一門非常適合培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維和能力的一門課程。從“細胞生物學(xué)”理論課、實驗課和課堂拓展3個方面，歸納總結(jié)了教學(xué)團隊為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思想和能力所做的嘗試，期望通過交流，促進“細胞生物學(xué)”課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思想和能力。

細胞生物學(xué)；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才；教學(xué)目標(biāo)；教學(xué)模式

在我國基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展規(guī)劃中，細胞生物學(xué)與神經(jīng)生物學(xué)、分子生物學(xué)、生態(tài)學(xué)并列為生命科學(xué)領(lǐng)域的四大基礎(chǔ)學(xué)科。隨著新技術(shù)、新理論不斷涌現(xiàn)，生命科學(xué)眾多的學(xué)科正逐漸與細胞生物學(xué)交匯，使掌握這門課程理論和相關(guān)技能成為從事生命科學(xué)領(lǐng)域工作的重要前提，這些變化凸顯了細胞生物學(xué)研究及課程的重要性。細胞生物學(xué)是從顯微、亞顯微和分子水平揭示生命發(fā)生發(fā)展規(guī)律的一門課程，理論性和實踐性要求較高，這些課程特點使其成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思想和能力的主要課程之一。2010年，以培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才為教學(xué)目標(biāo)，西北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院改變以往一門課程由1～3名教師承擔(dān)教學(xué)任務(wù)模式，組建由10余名從事植物學(xué)、動物學(xué)、人類醫(yī)學(xué)相關(guān)研究的中青年教師組成的教學(xué)團隊，現(xiàn)對該團隊在細胞生物學(xué)教學(xué)研究和教學(xué)活動中的嘗試總結(jié)如下，供同行商榷，以促進我國“細胞生物學(xué)”教學(xué)，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才。

1 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思想和能力是高等教育的重要目標(biāo)和任務(wù)

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)目標(biāo)提出由來已久，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才一直是高等教育常抓不懈的目標(biāo)和任務(wù)。1999年，我國提出全面推進素質(zhì)教育，時任國務(wù)院副總理李嵐清指出“培養(yǎng)創(chuàng)新人才是新世紀(jì)人才發(fā)展戰(zhàn)略的需要”；2010年，教育部發(fā)布《教育部關(guān)于大力推進高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和大學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)工作的意見》，明確指出創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是一種全新的教學(xué)理念和模式；2014年，李克強在達沃斯論壇開幕式上，提出“大眾創(chuàng)業(yè)”“草根創(chuàng)業(yè)”“萬眾創(chuàng)業(yè)”和“人人創(chuàng)新”的號召，反映了高等教育必須以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)作為教育目標(biāo)的迫切性和必要性。

高等院校作為人才培養(yǎng)基地，必須將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念徹底融入教學(xué)活動，才能使學(xué)生走出校門后，順利地走入社會，并很快適應(yīng)社會。具體講，高等院校需要調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想和能力的人才。教師是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)任務(wù)重要的執(zhí)行者，需在教學(xué)活動中提高自身創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念和能力，踐行人才培養(yǎng)目標(biāo)。我們教學(xué)團隊成立時間不足十年，在此期間，主講老師積極鉆研教學(xué)法，申請并獲得多項教改項目，從教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容等方面構(gòu)建立體化教學(xué)體系，努力提高教學(xué)效果。

2 在理論課程教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思想和能力

傳統(tǒng)的教學(xué)模式為，教師簡單地遵守教學(xué)管理規(guī)定，遵循和執(zhí)行教學(xué)大綱，實施教學(xué)計劃。常常會出現(xiàn)注重知識傳授和輕視能力培養(yǎng)、注重重難點深入和輕視理論框架體系構(gòu)建的現(xiàn)象。在教學(xué)效果評價體系方面，幾乎只注重學(xué)生及格率和優(yōu)秀率，與人才培養(yǎng)教育目標(biāo)相差甚遠。細胞生物學(xué)課程理論性和實踐性較強，教學(xué)內(nèi)容與動植物形態(tài)學(xué)、生理學(xué)、生物化學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科緊密聯(lián)系；學(xué)科內(nèi)容微觀、高度抽象，直觀性較差。傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生普遍反映細胞生物學(xué)這門課程知識點多、重難點多、概念和理論抽象、難以記憶和理解、各章節(jié)之間聯(lián)系不明顯、難以形成系統(tǒng)理論體系。

我們教學(xué)團隊組建后，采用傳統(tǒng)集體備課方式，確定教學(xué)目標(biāo)，討論教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課程理論體系，理清各章節(jié)之間理論和邏輯關(guān)系，倡導(dǎo)多元化教學(xué)模式。為避免學(xué)生出現(xiàn)“只見樹木不見森林”的現(xiàn)象，發(fā)揮教師引導(dǎo)作用，幫助學(xué)生建立對細胞生物學(xué)課程理論的系統(tǒng)觀和整體觀。細胞生物學(xué)課程體系由內(nèi)膜系統(tǒng)、骨架系統(tǒng)、蛋白質(zhì)合成修飾和轉(zhuǎn)運系統(tǒng)、核酸復(fù)制和轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)和細胞活動等5個方面組成，細胞內(nèi)膜系統(tǒng)使細胞內(nèi)部形成相對分割、高效執(zhí)行功能的區(qū)室化結(jié)構(gòu)；核酸復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯形成蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)合成修飾后運輸?shù)教囟ㄎ恢冒l(fā)揮功能；在組成的復(fù)雜精巧結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，細胞增殖、分化、運動、衰老和死亡。概括地來講，細胞生物學(xué)學(xué)科范疇是講解“細胞的結(jié)構(gòu)、功能和細胞生命活動”[1]。

在各章節(jié)教學(xué)活動中，以問題為導(dǎo)向，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考和解決問題。緒論是細胞生物學(xué)教學(xué)活動非常重要的部分，引導(dǎo)學(xué)生認識到學(xué)習(xí)細胞生物學(xué)這門課程的重要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、積極性和主動性為緒論部分教學(xué)的主要任務(wù)。啟發(fā)學(xué)生認識“細胞是生命結(jié)構(gòu)與功能的基本單位”，鼓勵和組織學(xué)生成立學(xué)習(xí)小組，認領(lǐng)讀書報告會問題，在相應(yīng)章節(jié)教學(xué)活動，用10 min時間演講，5 min討論，5 min教師點評。讀書報告會所講的問題是各個章節(jié)核心問題，或者是容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的研究進展。比如，在細胞膜章節(jié)，設(shè)置“人工膜”問題，不僅讓學(xué)生深入了解了細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能，還能掌握人工膜研究新進展和應(yīng)用，潛移默化地形成創(chuàng)新意識和思維；在跨膜運輸章節(jié)，設(shè)置“小腸上皮細胞對葡萄糖的吸收和轉(zhuǎn)運”，不僅能夠啟發(fā)學(xué)生全面了解物質(zhì)跨膜運輸特點，還能將動物生理學(xué)中營養(yǎng)物質(zhì)運輸?shù)募毎飳W(xué)機制理解得更透徹，有助于學(xué)生將生命科學(xué)領(lǐng)域的理論整合成系統(tǒng)理論。

積極主動學(xué)習(xí)既是最為有效的方式，也是每一個人必須具有的技能。讀書報告會是一個簡單、實用的積極主動學(xué)習(xí)方式。多年來，相對于教師“一言堂”和“滿堂灌”，學(xué)生對讀書報告會興趣濃厚，能夠很好地執(zhí)行這種學(xué)習(xí)方式。通過查閱文獻、討論、制作幻燈和演講，可培養(yǎng)學(xué)生閱讀能力、思考能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力、口頭表達能力以及團隊協(xié)作能力。相對于細胞生物學(xué)前半學(xué)期學(xué)習(xí)內(nèi)容，細胞活動部分的讀書報告會問題更具有綜合性，逐漸引導(dǎo)和督促學(xué)生將學(xué)習(xí)的細胞生物學(xué)理論整合，將以前掌握的生命科學(xué)領(lǐng)域理論整合，形成新的認識。比如，在癌細胞教學(xué)章節(jié)，設(shè)置的“腫瘤細胞耐藥性的機制”問題，第一重境界是引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握腫瘤發(fā)展和治療特點；第二重境界是將跨膜運輸理論活學(xué)活用，明白物質(zhì)跨膜運輸重要功能和研究的重要性；第三重境界是通過查閱文獻，了解當(dāng)前對腫瘤耐藥性的干預(yù)措施。這種綜合性較強的問題，屬于研究前沿，且具有實用性，能夠激發(fā)學(xué)生應(yīng)對挑戰(zhàn)的欲望，使細胞生物學(xué)冷冰冰的理論變得鮮活，學(xué)生能主動思考生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域熱點問題，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。在細胞社會聯(lián)系章節(jié)，結(jié)合任課教師研究項目，設(shè)置的“非酒精性脂肪肝病變的細胞生物學(xué)機理”，學(xué)生不僅將細胞之間的聯(lián)系理解得比較透徹，還將細胞骨架部分的內(nèi)容整合進來，已經(jīng)具備初級研究人員的理論素養(yǎng)。隨后，在任課教師的指導(dǎo)下，學(xué)生利用假期時間，建立動物和細胞模型，分析非酒精性脂肪肝病變過程中細胞骨架、形態(tài)和社會聯(lián)系變化，探究相關(guān)改變的分子機理。這組學(xué)生的活動，成為我們培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)的典型范例，學(xué)生不僅整合了細胞生物學(xué)課程理論、問題，還掌握了建立動物和細胞模型方法、動物解剖、病理組織切片和檢測、RNA提取、mRNA及miRNA檢測、實時定量PCR檢測基因轉(zhuǎn)錄水平、統(tǒng)計分析等創(chuàng)新技能。這種創(chuàng)新技能學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思想的培養(yǎng)，對于學(xué)生今后無論是從事科學(xué)研究工作還是創(chuàng)業(yè)都必將產(chǎn)生深遠影響。

3 在實驗課教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思想和能力

既往對實驗課程教學(xué)定位為課堂教學(xué)的輔助環(huán)節(jié)，通過實驗課教學(xué)，可對課堂教學(xué)內(nèi)容認識深化和具體化，加深對基本理論的認知和理解。實驗課教學(xué)，通過組織學(xué)生動手操作、觀察現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)、總結(jié)結(jié)果，可以提高學(xué)生觀察、分析、綜合和解決問題的能力，使學(xué)生更好地將理論與實踐相結(jié)合，提高綜合素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新思想和能力。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)目標(biāo)下，實驗課教學(xué)的地位被顯著重視和提高，實驗教學(xué)已成為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)的重要方式，是將理論轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想和能力的必經(jīng)途徑。

既往的實驗課教學(xué)內(nèi)容陳舊，與細胞生物學(xué)研究進展、課堂教學(xué)脫節(jié)，沒能培養(yǎng)學(xué)生自主實驗?zāi)芰途C合科研素養(yǎng)[2]。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)目標(biāo)下，我們將實驗課教學(xué)內(nèi)容設(shè)置為基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗3個層次，以模塊化形式開展細胞生物學(xué)實驗教學(xué)。基礎(chǔ)性實驗部分，采用細胞株培養(yǎng)、傳代、計數(shù)、死亡鑒定、凍存和復(fù)蘇等操作，完成這部分實驗后，培養(yǎng)了學(xué)生細胞生物學(xué)研究基本技能，為后期實驗教學(xué)奠定基礎(chǔ)，使學(xué)生可以在以后科研活動或創(chuàng)新活動中，解決問題更得心應(yīng)手。綜合性實驗部分，嘗試設(shè)置在乳腺癌細胞株MCF-7中加紫杉醇誘導(dǎo)凋亡，DAPI染色觀察細胞核在凋亡過程中變化，細胞骨架免疫熒光染色操作觀察在凋亡過程中細胞骨架和形態(tài)變化，采用DNA ladder實驗觀察凋亡過程中細胞株DNA變化。通過這部分學(xué)習(xí)，使學(xué)生能理解細胞凋亡過程中的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理變化，理解紫杉醇抗癌機制，培養(yǎng)探究藥物抗病、篩選藥物等創(chuàng)新技能。創(chuàng)新性實驗部分，屬于教學(xué)拓展部分，主要是與教學(xué)團隊教師結(jié)合，申請學(xué)校、省級、國家級創(chuàng)新項目，在科研探索過程中，學(xué)習(xí)科學(xué)研究思維和技能。這種分級、模塊化的實驗教學(xué)方法，能合理高效地利用課時，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、團隊精神和創(chuàng)新技能，促進科研素質(zhì)和綜合素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，部分學(xué)生取得可喜的成績[3-6]。

4 拓展課程教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力不可或缺的途徑

進入21世紀(jì)以來，生命科學(xué)以前所未有的速度發(fā)展，新問題、新技術(shù)和新理論層出不窮，54個理論課教學(xué)課時遠不足以獲得滿意的教學(xué)效果。教師面臨有限課時與無限拓展課程內(nèi)容的矛盾，學(xué)生有了解新進展的渴望，使我們不得不考慮采用開放式教學(xué)或者研究型教學(xué)模式，拓展課堂教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思想和技能。這種局面，要求教師和學(xué)生都必須轉(zhuǎn)化理念，學(xué)習(xí)不再是幾十個課時的任務(wù)，已經(jīng)拓展到整個大學(xué)教學(xué)過程，甚至成為一個人終身學(xué)習(xí)的任務(wù)。

理論課教學(xué)方面，讀書報告會、思考題、學(xué)年論文等形式成為有效拓展形式。讀書報告會內(nèi)容，側(cè)重與基礎(chǔ)理論教學(xué)緊密結(jié)合，從廣度或者深度方面對教學(xué)內(nèi)容進行拓展。思考題主要針對教學(xué)內(nèi)容中難點部分，設(shè)置具有啟發(fā)性的題目，鼓勵和組織學(xué)生思考并完成相關(guān)學(xué)習(xí)，如評價細胞生物學(xué)在生命科學(xué)中所處的地位以及與其他學(xué)科關(guān)系，如何理解細胞是生命結(jié)構(gòu)與功能的基本單位，葉綠體和線粒體能量轉(zhuǎn)化的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等；學(xué)年論文，主要針對當(dāng)前研究熱點問題，設(shè)置題目，師生互動，在教師的指導(dǎo)下建立理論框架，學(xué)生查閱文獻、整理資料和信息，完成綜述或簡單地探究性課題。比如UV-B輻射導(dǎo)致植物次生代謝產(chǎn)物變化的研究進展、家獨行菜的組織培養(yǎng)方法等。在這部分教學(xué)活動中，我們切實感受到學(xué)以致用遠不如在用的時候?qū)W習(xí)帶給學(xué)習(xí)者的興趣、動力和收獲，換句話說，就是研究型教學(xué)模式、問題導(dǎo)向或者啟發(fā)式的教學(xué)模式達到的教學(xué)效果遠遠超過教師辛辛苦苦“滿堂灌”和“一言堂”效果。

實驗課教學(xué)方面，除教學(xué)計劃規(guī)定的課時以外，教學(xué)實習(xí)、畢業(yè)論文、科研技能訓(xùn)練和社會實踐已經(jīng)成為我國當(dāng)前人才培養(yǎng)的綜合模式。國家和各個高等教育部門已經(jīng)設(shè)置各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維和能力培養(yǎng)項目，比如，國家級、省級和校級的大學(xué)生創(chuàng)新項目，“挑戰(zhàn)杯”及創(chuàng)業(yè)設(shè)計類競賽等。教師引導(dǎo)和幫助學(xué)生參加各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練，以完成實驗課的拓展教學(xué)任務(wù)。我們鼓勵學(xué)生在學(xué)院內(nèi)各實驗室流轉(zhuǎn)，學(xué)習(xí)并掌握相關(guān)研究技能，并選擇和完成自己感興趣或者符合自身發(fā)展需求的課題。再生醫(yī)學(xué)是生命科學(xué)研究領(lǐng)域重要話題，學(xué)生選擇參與任課教師蠑螈斷肢再生機制研究項目，分別構(gòu)建了肌動蛋白絲切蛋白Cofilin1和nAG基因，研究其在蠑螈斷肢再生過程中的作用；葉綠體是地球上能量轉(zhuǎn)化最重要的細胞器之一，學(xué)生申請參與任課教師科研項目，研究了擬南芥親環(huán)蛋白CYP20-2的細胞定位、葉綠體類囊體腔蛋白24930的敲除及純合突變體的篩選等項目。這些拓展性學(xué)習(xí)，不僅深化了細胞生物學(xué)課程理論，還提高了學(xué)生綜合實驗技能及分析和解決問題的能力，啟迪了學(xué)生創(chuàng)新意識、培養(yǎng)科研思維和創(chuàng)新精神。

總之，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)是新時代高等教育的重要目標(biāo)，是高等教育機構(gòu)、教師和學(xué)生需要“三位一體”般緊密結(jié)合才能完成的任務(wù)。胞生物學(xué)是非常適合踐行人才培養(yǎng)目標(biāo)的一門課程，我們教學(xué)團隊努力所做的嘗試已初見成效，我們?nèi)孕枰蚋鱾€機構(gòu)學(xué)習(xí)，不斷提高教師本身教學(xué)和科研素養(yǎng)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和改進教學(xué)方法，提高我們教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)時代需求的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才。

［1］翟中和，王喜忠，丁明孝.細胞生物學(xué)［M］.第4版.北京：高等教育出版社，2011.

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2095－6835（2019）05－0012－03

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.05.012

李軍林（1972—），男，陜西寶雞人，西北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副教授，主要從事本科生細胞生物學(xué)理論課的教學(xué)與研究工作。

陳富林（1970—），男，西北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院院長、教授。

“立體化教學(xué)體系在本科‘細胞生物學(xué)’教學(xué)中的實踐”（西北大學(xué)“本科教育質(zhì)量提升計劃”項目，編號：JX17089）和西北大學(xué)“細胞生物學(xué)”精品課程建設(shè)項目（編號：JX14066）課題資助

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕