許潔 李姣 賈松

［摘 要］ 個性化教學(xué)即以學(xué)生為主體、教師為引導(dǎo)，從學(xué)生實際情況出發(fā)，因材施教的教學(xué)模式。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞培養(yǎng)與分化的綜合性實驗設(shè)計項目，將個性化教學(xué)模式融入實驗教學(xué)，在分化方向、結(jié)果鑒定、拓展訓(xùn)練等環(huán)節(jié)設(shè)置了不同的可選內(nèi)容，學(xué)生通過自主選擇生成實驗方案。教學(xué)過程充分發(fā)揮個性化教學(xué)的差異化優(yōu)勢，在完成教學(xué)目標(biāo)的同時，滿足各層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，深入挖掘?qū)W生潛能，有效鍛煉實驗技能，并在團(tuán)隊協(xié)作中形成互幫互帶的正向循環(huán)，為開展個性化細(xì)胞生物學(xué)實驗教學(xué)提供參考。

［關(guān)鍵詞］ 實驗設(shè)計；個性化教學(xué)；實驗教學(xué)；細(xì)胞生物學(xué)

［基金項目］ 2021年度同濟(jì)大學(xué)第十六期實驗教學(xué)改革基金項目“骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞培養(yǎng)與分化的設(shè)計性實驗建設(shè)”（1500104236）

［作者簡介］ 許潔（1987—），女，江蘇丹陽人，碩士，同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院實驗教學(xué)中心實驗師，主要從事細(xì)胞生物學(xué)實驗及實驗室管理研究。

［中圖分類號］ G642.0；Q2-33 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2023）37-0080-04 ［收稿日期］ 2023-04-12

高校是人才培養(yǎng)的重要場所。2022年，全國教育工作會議強(qiáng)調(diào)，加快教育高質(zhì)量發(fā)展，創(chuàng)新發(fā)展支撐國家戰(zhàn)略需要的高等教育，推進(jìn)人才培養(yǎng)服務(wù)新時代人才強(qiáng)國戰(zhàn)略［1］?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》中也對人才培養(yǎng)觀念進(jìn)行了明確指示：樹立多樣化人才觀念，尊重個人選擇，鼓勵個性發(fā)展［2］。因此，為適應(yīng)現(xiàn)階段高水平、多樣化、專業(yè)性的人才培養(yǎng)需求，高校積極引入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息化手段，慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)方式的運(yùn)用也進(jìn)一步推進(jìn)了個性化教學(xué)的實施［3］。

個性化教學(xué)是使學(xué)習(xí)者按照自身學(xué)習(xí)節(jié)奏充分而自由發(fā)展的教學(xué)，由于學(xué)生在知識基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)偏好、未來預(yù)期等方面存在差異，為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，需根據(jù)學(xué)生的性格特征和發(fā)展?jié)撃苡嗅槍π缘厥褂煤线m的方法、策略、內(nèi)容及評價開展教學(xué)工作［4-5］。近年來，個性化教學(xué)模式在實驗教學(xué)體系、課程建設(shè)等方面進(jìn)行了嘗試，取得了較好的實踐效果［6-8］。特別是將個性化教學(xué)模式融入實驗教學(xué)，很好地解決了以往一刀切模式導(dǎo)致的教學(xué)效果不佳的問題，在有限的課堂時間內(nèi)既完成了教學(xué)目標(biāo)，傳授了基本的實驗技能，又可以讓學(xué)有余力的學(xué)生發(fā)揮所長，收獲更豐富的學(xué)習(xí)體驗。

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞培養(yǎng)與分化的綜合性實驗設(shè)計項目是同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院為進(jìn)一步提高課程質(zhì)量，在成熟實驗基礎(chǔ)上進(jìn)行的教學(xué)改革。將骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞誘導(dǎo)分化形成脂肪細(xì)胞的實驗內(nèi)容［9］擴(kuò)展為包含脂肪細(xì)胞、成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞的多個分化方向的實驗項目，配合細(xì)胞分化的差異性添加了多種鑒定方法，同時還設(shè)置了實時熒光定量PCR實驗作為拓展訓(xùn)練。教學(xué)過程中，學(xué)生自主參與實驗設(shè)計，通過選擇不同的分化方向、實驗方法及是否參與拓展實驗制定更符合自身學(xué)習(xí)情況的個性化學(xué)習(xí)清單，最終完成實驗報告對所得結(jié)果進(jìn)行討論和分析。

一、個性化教學(xué)模式的探索與實踐

（一）掌握學(xué)生現(xiàn)狀，調(diào)整教學(xué)方案

個性化教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)是學(xué)生個體間的差異，本質(zhì)是因材施教［10］，因此在教學(xué)方案設(shè)計前充分掌握學(xué)生現(xiàn)狀是教學(xué)活動能否有效開展的關(guān)鍵所在。為此，從理論基礎(chǔ)、動手能力、興趣愛好等多方面對學(xué)生的情況進(jìn)行預(yù)調(diào)查。

在參與調(diào)查的40名醫(yī)學(xué)院二年級本科生中，90%的學(xué)生對于干細(xì)胞的多向分化潛能持感興趣態(tài)度，且絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)可設(shè)計性實驗項目的正向作用：97.5%的學(xué)生認(rèn)為設(shè)計性實驗對提高思維能力、組織能力、動手能力有意義；100%的學(xué)生認(rèn)為設(shè)計性實驗對提升實驗技能和未來進(jìn)行科學(xué)研究有幫助。但在動手能力方面，僅有25%的學(xué)生認(rèn)為自己掌握2項及以上的實驗技術(shù)，大多數(shù)學(xué)生能夠運(yùn)用的實驗技能仍然偏少。對于實驗設(shè)計，相比2.5%的學(xué)生可以完全自主完成，77.5%的學(xué)生更傾向于參與部分實驗設(shè)計。

結(jié)合問卷調(diào)查結(jié)果，考慮到低年級本科生理論知識不足、實踐經(jīng)驗不夠等客觀問題，將全開放的實驗設(shè)計環(huán)節(jié)調(diào)整為更適合學(xué)生實際能力的半開放式實驗設(shè)計。學(xué)生閱讀和學(xué)習(xí)相關(guān)輔助資料后自主選擇實驗方案，在課堂上完成實踐操作，達(dá)到個性化教學(xué)的目的。

（二）了解學(xué)生需求，協(xié)調(diào)課程形式

個性化教學(xué)是以學(xué)生為主體、教師為引導(dǎo)的教學(xué)模式，教師不僅需要掌握學(xué)生的實際狀況，更需要對學(xué)生的具體需求加以關(guān)注，這樣才能更有針對性地給予正確的指導(dǎo)。

預(yù)調(diào)查結(jié)果顯示，在分化方向上，47.5%的被訪學(xué)生愿意自主選擇1種分化方向；在實驗方法上，45%的學(xué)生更傾向于自主選擇1種實驗方法。值得注意的是，調(diào)查中40%的學(xué)生表示希望通過本課程學(xué)習(xí)和掌握2～3項實驗技術(shù)。在需要教師幫助的問題上，占比最高的是設(shè)計方案的修改優(yōu)化，學(xué)生普遍認(rèn)為集中在實驗方法上。關(guān)于拓展訓(xùn)練的態(tài)度，64.5%的學(xué)生表示愿意參加，有60.5%的學(xué)生不介意利用課余時間開展活動。

在了解了學(xué)生知識理解上的難點(diǎn)和實際操作中的堵點(diǎn)后，就可根據(jù)具體問題尋找解決辦法。針對因?qū)嵺`經(jīng)驗不足導(dǎo)致實驗方法的選擇困難，可輔助資料中提供的相關(guān)信息，讓學(xué)生更直觀地認(rèn)識該技術(shù)。對于大部分學(xué)生希望教師給予方案優(yōu)化方面的指導(dǎo)，因此特意安排了教師反饋環(huán)節(jié)，教師會根據(jù)實驗設(shè)計內(nèi)容給出意見及建議，學(xué)生調(diào)整后形成最終的實驗方案。而拓展訓(xùn)練受限于課內(nèi)時長，在課堂教學(xué)中較難完成，因此將拓展實驗獨(dú)立出來作為可選的實驗內(nèi)容單獨(dú)報名參與。一方面，學(xué)生可以根據(jù)自身情況自主選擇，滿足了部分學(xué)生提升自我的個性化學(xué)習(xí)需求；另一方面，形成了課內(nèi)教學(xué)與課外拓展相結(jié)合的課程形式，實現(xiàn)了課堂教學(xué)的延伸，可作為教學(xué)與科研的銜接點(diǎn)，進(jìn)一步過渡到科學(xué)研究工作，對于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力有著積極的意義。

（三）提供多種選擇，打造個性化學(xué)習(xí)清單

1.從興趣愛好出發(fā)，選擇分化方向。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞是公認(rèn)可以分化為成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞和脂肪細(xì)胞的多能干細(xì)胞，在體外培養(yǎng)時，通過特定實驗條件影響，可以誘導(dǎo)分化獲得特定類型的細(xì)胞［11-12］?；诜只亩鄻有裕@3種分化方向可以分別作為三條實驗路線供學(xué)生選擇。相較于過去單一的、固定的實驗流程，通過參與實驗設(shè)計，學(xué)生可以挑選感興趣的內(nèi)容，打造個性化學(xué)習(xí)清單。興趣是最好的老師，興趣增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，加強(qiáng)了教學(xué)過程中學(xué)生的主動參與程度，充分發(fā)揮出學(xué)生的主觀能動性。同時，相同興趣方向的小組成員集結(jié)在一起共同完成實驗任務(wù)，可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神，也會形成更強(qiáng)的團(tuán)隊凝聚力，面對困難可以一起協(xié)商討論，共同解決問題。

2.從動手能力出發(fā)，選擇實驗方法。實驗教學(xué)有別于理論教學(xué)之處，在于其更具直觀性、實踐性及綜合性［13］，一次成功的實驗不僅需要理解實驗原理、掌握實驗方法，也是對學(xué)生實踐動手能力的一次考驗，也正因如此，實驗教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生動手能力有著無可替代的重要作用。

細(xì)胞分化是一個動態(tài)、變化的過程，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞接收到適當(dāng)信號觸發(fā)分化后，隨著分化的進(jìn)行，其基因表達(dá)、細(xì)胞代謝和形態(tài)特征會出現(xiàn)變化，最后成熟為成軟骨、成骨和成脂譜系的細(xì)胞［14］。由于其分化方向的多樣性，鑒定這三種不同的細(xì)胞類型就需要針對其各自特點(diǎn)使用不同的實驗方法，而對于同種細(xì)胞的不同分化階段，也需要根據(jù)其特點(diǎn)選擇合適的鑒定手段。結(jié)合這些特征，在制定實驗清單時提供不同的實驗方法，比如成骨細(xì)胞可以使用堿性磷酸酶檢測法和I型膠原免疫熒光染色法加以鑒定，學(xué)生可根據(jù)自己所掌握的實驗技能，選擇想要學(xué)習(xí)和操作的實驗技術(shù)完成實驗。這樣既滿足了實驗教學(xué)對于技能訓(xùn)練的要求，又可以使學(xué)生按照自己想要學(xué)習(xí)的操作技術(shù)學(xué)習(xí)課程，使實驗教學(xué)更具目的性、針對性。

3.從深度學(xué)習(xí)出發(fā)，開展拓展訓(xùn)練。有研究指出，項目教學(xué)相較其他教學(xué)干預(yù)方法對于學(xué)生的深度學(xué)習(xí)影響效果更好［15］?！豆撬栝g充質(zhì)干細(xì)胞培養(yǎng)與分化的綜合性實驗設(shè)計》是兼具綜合性、設(shè)計性以及探索性的實驗項目，可作為獨(dú)立項目供學(xué)生參與研究。鑒于學(xué)生在學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)需求方面的差異，在課堂教學(xué)之外，針對細(xì)胞分化引起的基因表達(dá)水平的變化開設(shè)了拓展實驗。學(xué)生可以利用實時熒光定量PCR技術(shù)在分子水平上進(jìn)行檢測，在完成課堂規(guī)范化教學(xué)的基礎(chǔ)上，滿足了不同學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求。

在影響教學(xué)效果的因素中，學(xué)生的課堂參與度、教師的平均指導(dǎo)時間和學(xué)生對問題深入的主動性具有較直接的正面作用［16］，而拓展訓(xùn)練恰好彌補(bǔ)了課堂教學(xué)中這三方面的不足。由于采取學(xué)生自愿報名的形式，相較傳統(tǒng)教學(xué)的硬性要求，學(xué)生可以自由選擇是否參與，主動地進(jìn)行更深入的研究性學(xué)習(xí)。而訓(xùn)練過程更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主導(dǎo)作用，除了需要訂制相應(yīng)引物，學(xué)生還需參與方案設(shè)計，完成實驗操作并對結(jié)果進(jìn)行討論分析，真正讓每位學(xué)生參與到實驗的各個環(huán)節(jié)中，通過全程操作獲取更多的實踐知識，積累更多的實踐經(jīng)驗，為將來參與科研工作打下基礎(chǔ)。同時，拓展訓(xùn)練中個性化教學(xué)模式也增加了教師的指導(dǎo)時間，加強(qiáng)教師的正面引導(dǎo)作用，可以幫助學(xué)生解決實際問題，也能夠進(jìn)一步鼓勵學(xué)生主動探尋未知領(lǐng)域，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考，這對培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力及創(chuàng)新思維能力有正面作用。

二、個性化教學(xué)模式的實踐效果及潛在問題

通過實踐，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞培養(yǎng)與分化的綜合性實驗設(shè)計項目取得了較好的教學(xué)效果。由于該項目的課程設(shè)計以學(xué)生為主體、以教師為引導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生的實際情況設(shè)置了不同的分化方向、實驗方法及拓展訓(xùn)練，建立了層次化的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生可以通過自主選擇制定個性化的“學(xué)習(xí)套餐”。整個教學(xué)過程更關(guān)注學(xué)生的個人體驗，并以此充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有所收獲。而在實驗教學(xué)中融入個性化教學(xué)模式，也可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程得到更多的關(guān)注，相比只看結(jié)果的評價體系，該模式對于評價學(xué)生的綜合表現(xiàn)更為有效。在實踐中，個性化教學(xué)模式雖然注重個人成長，但并不意味著學(xué)生局限于群體活動中，本項目中不同小組間的結(jié)果共享，也幫助學(xué)生從差異中獲取知識，加深了對于干細(xì)胞多向分化潛能的認(rèn)識，增加了學(xué)習(xí)深度。

在項目實施的過程中也存在一些潛在的問題，比如有些學(xué)生對于選擇的實驗方法并不能很好地執(zhí)行，實際操作時存在困難，導(dǎo)致實驗結(jié)果不理想等。對于這類問題可以嘗試制作一些儀器使用、實驗操作的短視頻，以便學(xué)生在課堂教學(xué)前進(jìn)行及時預(yù)習(xí)，避免在操作環(huán)節(jié)有一些不必要的錯誤，從而獲得更好的實驗結(jié)果。

結(jié)語

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞培養(yǎng)與分化的綜合性實驗設(shè)計項目發(fā)揮了個性化教學(xué)模式的差異化優(yōu)勢，以學(xué)生為主體，以興趣為導(dǎo)向，在實驗課程中實現(xiàn)多層次的教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生通過自主選擇形成個性化學(xué)習(xí)清單，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高了實踐動手能力，培養(yǎng)了團(tuán)隊協(xié)作精神，并學(xué)習(xí)掌握了多項實驗技能。教學(xué)過程中，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)了其科學(xué)創(chuàng)新精神，滿足了不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，有效促進(jìn)了學(xué)生的個性化發(fā)展。

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Exploration and Practice of Individualized Teaching Mode in Comprehensive Experimental Design：

A Case of Bone Marrow Mesenchymal Stem Cell Culture and Differentiation Experiment

XU Jie， LI Jiao， JIA Song

（School of Medicine， Tongji University， Shanghai 200331， China）

Abstract： Personalized teaching is a teaching mode that takes students as the main body， teachers as the guidance， and starts from the actual situation of students. The comprehensive experimental design project of bone marrow mesenchymal stem cell culture and differentiation integrates the personalized teaching model into the experimental teaching. Different options are set in the parts of differentiation， identification， extracurricular research， etc.， and students can generate protocol through their own choices. In the process of teaching， we give full play to the advantages of personalized teaching， meet the learning needs of students while completing the teaching objectives， deeply tap students potential， effectively exercise experimental skills， and form a positive effect in team cooperation， so as to provide reference for the development of personalized cell biology experimental teaching.

Key words： experimental design; individualized teaching; experimental teaching; Cell Biology