學(xué)術(shù)范例在細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探討

黃志偉　卞永剛　曹張軍

摘要 學(xué)術(shù)范例教學(xué)是通過教材或科學(xué)研究中典型事例，使學(xué)生從個(gè)別到一般，掌握教材結(jié)構(gòu)，獲得基礎(chǔ)性知識(shí)的一種教學(xué)模式，或稱示例性教學(xué)或個(gè)案分析教學(xué)。本文結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)學(xué)術(shù)范例在細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用及教學(xué)改革中遇到的問題進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞 學(xué)術(shù)范例;細(xì)胞生物學(xué);教學(xué)改革;應(yīng)用

中圖分類號(hào) G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1007-5739（2019）08-0252-03

細(xì)胞生物學(xué)作為高等院校生命科學(xué)和農(nóng)林醫(yī)藥類學(xué)科本科教育的-1]必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，其理論性強(qiáng)內(nèi)容抽象、不易理解，知識(shí)點(diǎn)多而雜亂，如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，讓學(xué)生完整、系統(tǒng)地掌握細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，及時(shí)地了解細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展的前沿，并通過學(xué)習(xí)、訓(xùn)練學(xué)生專業(yè)思維能力，將學(xué)生從死記課本知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)變成探究問題培養(yǎng)能力的研究性學(xué)習(xí)，已成為新形勢(shì)下細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)改革的一個(gè)重要的內(nèi)容"。

1細(xì)胞生物學(xué)課程的特點(diǎn)和課堂教學(xué)方法的探索

細(xì)胞生物學(xué)與其他以推理或計(jì)算為主的課程不同，教材中大量的內(nèi)容是以描述為主，許多學(xué)生感覺細(xì)胞生物學(xué)比較簡(jiǎn)單。因而細(xì)胞生物學(xué)的課堂往往是教師的一言堂學(xué)生精力普遍不集中，課堂氛圍相對(duì)沉悶。但實(shí)質(zhì)上細(xì)胞生物學(xué)的許多概念比較抽象，筆者課堂要求學(xué)生閱讀相關(guān)章節(jié)，然后對(duì)閱讀理解的效果進(jìn)行提問，結(jié)果顯示絕大多數(shù)學(xué)生通過閱讀教材并不能掌握或完全理解相關(guān)概念。

細(xì)胞生物學(xué)是生命科學(xué)的-1]基礎(chǔ)課，也是該領(lǐng)域發(fā)展最快的前沿學(xué)科之一，涉及的知識(shí)面廣、內(nèi)容繁多。目前，細(xì)胞生物學(xué)的研究方法和技術(shù)與分子生物學(xué)生物化學(xué)、遺傳學(xué)等結(jié)合得十分緊密，在具體的研究?jī)?nèi)容上與遺傳、發(fā)育、生理、生化等分支學(xué)科的交集越來越多。細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的快速發(fā)展及學(xué)科間的滲透交叉，極大地豐富了課程的教學(xué)內(nèi)容，也提供了大量豐富多彩的學(xué)術(shù)范例素材。同時(shí)也給細(xì)胞生物學(xué)的教學(xué)提出”了挑戰(zhàn)，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，任課教師在傳授基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論的前提下，如何平衡基礎(chǔ)、前沿和能力培養(yǎng)的關(guān)系，如何把握知識(shí)點(diǎn)的強(qiáng)化教學(xué)，又不破壞課程的系統(tǒng)性和完整性。

針對(duì)細(xì)胞生物學(xué)課程的自身特點(diǎn)與教學(xué)內(nèi)容，同行教師們?cè)诮虒W(xué)過程中嘗試了多種手段與方法的革新。作為一種新興的教學(xué)手段，多媒體圖文并茂及生動(dòng)形象的優(yōu)點(diǎn)使學(xué)生更容易理解抽象的理論知識(shí)，提高了學(xué)生對(duì)復(fù)雜問題的認(rèn)知度。多媒體教學(xué)也被細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)廣泛采用，與傳統(tǒng)的板書相比，內(nèi)容生動(dòng)的多媒體課件在很大程度，上使原本枯燥、難懂的內(nèi)容變得形象、直觀、易于理解，提高了課堂的教學(xué)效果。但是，隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的普及，全社會(huì)信息化程度的提高，當(dāng)代大學(xué)生們對(duì)多媒體的新鮮感基本消失，多媒體教學(xué)往往不能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，若學(xué)生有惰性，上課不記筆記，課下只看課件，教學(xué)效果并不理想。

研究型教學(xué)模式是相對(duì)于以單向性的知識(shí)傳授的教學(xué)模式提出的，一種由學(xué)生參與研究探索的學(xué)習(xí)模式。深化細(xì)胞生物學(xué)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的改革，不僅要教授理論知識(shí)，更要培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力，把“知識(shí)能力、素質(zhì)”的培養(yǎng)有機(jī)地融于一體。在多媒體教學(xué)的背景下，很多教師已經(jīng)對(duì)啟發(fā)式和討論式教學(xué)進(jìn)行了嘗試。雖然每種方法都有獨(dú)特之處，如何將其運(yùn)用得恰到好處仍是解決細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵。

2范例教學(xué)法的特點(diǎn)

范例方式教學(xué)也稱為示例性教學(xué)或個(gè)案分析教學(xué)，是通過選定典型事例的教學(xué)使學(xué)生從個(gè)別到一般，獲得基礎(chǔ)性知識(shí)的一種教學(xué)模式。范例教學(xué)產(chǎn)生于20世紀(jì)中期，是以瓦根舍因（M.Wagenschen）為代表的前聯(lián)邦德國教育家提出的一種教育理論。當(dāng)時(shí)隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，很多新知識(shí)不斷被納人課堂教學(xué)內(nèi)容，教材變的龐雜臃腫，教師的課堂教學(xué)像百科全書似的講解。同時(shí)，學(xué)生的負(fù)擔(dān)過重，學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性和創(chuàng)新性。為了改變現(xiàn)狀提出了范例教學(xué)理論，恢復(fù)學(xué)校的宗旨首先在于學(xué)生能力的培養(yǎng)，其次才是傳授知識(shí)。

范例教學(xué)的特點(diǎn)是注重從個(gè)別到一般，探討普遍性規(guī)律的學(xué)習(xí)方式，可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、想象能力、分析概括能力。相對(duì)面面俱到的灌輸，范例教學(xué)強(qiáng)調(diào)教學(xué)應(yīng)該突出重點(diǎn)，在教師帶領(lǐng)下對(duì)經(jīng)典范例進(jìn)行深人分析，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和遷移學(xué)習(xí)能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)同類知識(shí)的興趣，實(shí)現(xiàn)“教”服務(wù)于“學(xué)”的目的叫。

范例教學(xué)模式符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，但是在高等教育教學(xué)中采用范例教學(xué)法實(shí)施教學(xué)的少之又少，有關(guān)范例教學(xué)法的研究成果也很缺乏即使有些教師偶而采用范例教學(xué)法實(shí)施教學(xué)，也只是針對(duì)某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，舉一個(gè)范例，而不是整個(gè)教學(xué)過程都使用范例實(shí)施教學(xué)除了高等教育中學(xué)科門類的差異外，影響范例教學(xué)的重要原因是教育者在范例教學(xué)法實(shí)施過程中，范例的選擇與知識(shí)系統(tǒng)化的關(guān)系難以把握，范例選擇不當(dāng)就會(huì)造成受教育者的認(rèn)知零散破碎。目前，細(xì)胞生物學(xué)還缺少一本使范例教學(xué)和學(xué)科知識(shí)體系有機(jī)聯(lián)系的教材，仍需要科研工作者和廣大一線教師對(duì)適合課堂的范例進(jìn)行廣泛積累。

3范例教學(xué)法在細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探討

目前，大學(xué)課堂仍然是以3個(gè)中心（課堂教學(xué)為中心、教師講授為中心、教科書內(nèi)容為中心）為主導(dǎo)的教學(xué)制度，以傳授知識(shí)一接受知識(shí)為主體的傳統(tǒng)教學(xué)模式，這種模式傾向于知識(shí)的傳授和積累，為教育走向規(guī)范化、規(guī)?；峁┝丝赡?，但忽視了學(xué)生的主體意識(shí)、壓制了教學(xué)主體的個(gè)性和創(chuàng)新思維。范例教學(xué)是一種研究型、誘導(dǎo)遷移方式的學(xué)習(xí)，如果教師能有效地運(yùn)用于教學(xué)中，在課堂教學(xué)過程中，結(jié)合講授的新概念、新內(nèi)容，將典型的科學(xué)范例引人課堂，與學(xué)生討論一些新的科研成果及相關(guān)的科學(xué)進(jìn)展，激發(fā)學(xué)生對(duì)細(xì)胞生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。例如在引人抑癌基因概念時(shí)，可制作幻燈片講述貝勒醫(yī)學(xué)院病毒和微生物系Donehower教授實(shí)驗(yàn)室對(duì)P53基因功能進(jìn)行研究的典型文獻(xiàn)。該研究結(jié)果純屬一次意外的研究發(fā)現(xiàn)，Donehower本想將細(xì)胞內(nèi)P53基因敲除，但是沒有成功，只消除了該基因的一部分，后期偶然發(fā)現(xiàn)這些只有部分P53基因的小鼠（p53+/m）患腫瘤的數(shù)量比野生型（p53+/+）少得多。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這個(gè)殘缺的基因促使另外一個(gè)P53等位基因異?；钴S，因而小鼠患癌癥的機(jī)率下降，但這些小鼠在過了一歲之后就快速地衰老，表現(xiàn)為體重下降、肌肉耗損、駝背、骨質(zhì)疏松易骨折、皮膚變薄、傷口需要更長時(shí)間才能愈合，平均壽命只有98周，較正常小白鼠（118周）的壽命減少20%B。P53基因作為一個(gè)被廣泛研究的抑癌基因，實(shí)際上是正常細(xì)胞增殖過程中的負(fù)調(diào)控因子，它編碼的蛋白往往在細(xì)胞周期的檢驗(yàn)點(diǎn)上起阻止周期進(jìn)程的作用，其過表達(dá)造成生物個(gè)體的衰老。該案例加深了學(xué)生對(duì)抑癌基因概念的理解和記憶，在學(xué)期測(cè)試中得到了很好的驗(yàn)證。

對(duì)于一些復(fù)雜抽象的概念和定義，需要教師弓引導(dǎo)學(xué)生并進(jìn)行多角度多層面的闡釋。例如在弓以細(xì)胞的基本概念時(shí)，查閱了大量文獻(xiàn)也沒有得到恰當(dāng)?shù)姆独齺肀硎黾?xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位這一概念經(jīng)過對(duì)多個(gè)學(xué)術(shù)范例對(duì)比，筆者選擇用已經(jīng)分化的成熟體細(xì)胞（乳腺細(xì)胞）克隆出多莉羊的范例。首先，通過一張幻燈片對(duì)其來龍去脈進(jìn)行詳細(xì)解釋。從一只6歲芬蘭多塞特白面母綿羊（A）的乳腺中取出乳腺細(xì)胞，此細(xì)胞稱為供體細(xì)胞，即提供了細(xì)胞核;從一頭蘇格蘭黑面母綿羊（B）的卵巢中取出未受精的卵細(xì)胞，并立即將細(xì)胞核除去，留下一個(gè)無核的卵細(xì)胞，此細(xì)胞稱之為受體細(xì)胞;利用電脈沖的方法使供體細(xì)胞和受體細(xì)胞發(fā)生融合，最后形成了融合細(xì)胞，然后融合細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞分裂、分化，從而形成胚胎細(xì)胞;將胚胎細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一只蘇格蘭黑面母綿羊（C）的子宮內(nèi)，胚胎細(xì)胞進(jìn)一步分化和發(fā)育，形成一只小綿羊“多莉”。然后，在課堂上展開討論小綿羊“多莉”應(yīng)該與綿羊A、B或C有相同的外貌（出生的“多莉”小綿羊與多塞特白面母綿羊具有完全相同的外貌）？進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生互相補(bǔ)充歸納總結(jié)出細(xì)胞是繁殖的基本單位，是遺傳的橋梁，是發(fā)育的基礎(chǔ)，是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位，是代謝與功能的基本單位;同時(shí)，又要提醒學(xué)生這個(gè)案例并不能很好展現(xiàn)細(xì)胞是生物進(jìn)化的起點(diǎn)、是生命的起源等概念，而質(zhì)膜的形成是細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境區(qū)隔、形成原始細(xì)胞的關(guān)鍵，也為下一章的內(nèi)容埋下伏筆。這種教學(xué)方式可以活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生對(duì)細(xì)胞生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，也培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力和分析概括能力。

當(dāng)下創(chuàng)新已成為引領(lǐng)個(gè)人和國家發(fā)展的重要?jiǎng)恿?，?duì)創(chuàng)新型，人才的培養(yǎng)已成為我國高等教育的主要目標(biāo)。本科教育以系統(tǒng)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)為主，但是為培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，盡早引人探索性議題、培育研究性思維對(duì)本科生創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)十分重要1。因此，為了培養(yǎng)生物學(xué)科學(xué)生的邏輯思維能力和科技創(chuàng)新能力，在開展課堂教學(xué)中，適當(dāng)引入一些筆者或其他實(shí)驗(yàn)室正在開展的研究課題。例如在講細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)和功能部分，引用了自己實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)范例，在研究黃連素抗真菌的作用機(jī)制中發(fā)現(xiàn)：低劑量的氟康唑能促進(jìn)細(xì)胞對(duì)黃連素的吸收，推測(cè)氟康唑改變了細(xì)胞質(zhì)膜的透性，然后用熒光染料PI染色檢測(cè)質(zhì)膜的完整性，應(yīng)用熒光示蹤劑RH123模擬黃連素的跨膜滲透過程，證實(shí)氟康唑處理破壞質(zhì)膜的完整性、.促進(jìn)質(zhì)膜的透性，并且這種現(xiàn)象與細(xì)胞麥角固醇合成通路突變一致，得出結(jié)論固醇脂作為生物膜的基本結(jié)構(gòu)成分，對(duì)生物膜的結(jié)構(gòu)和功能有很大的影響，通過課堂展示科研過程中發(fā)現(xiàn)問題、推測(cè)原因、試驗(yàn)證明和得出結(jié)論的過程，培育學(xué)生的研究性思維和科技創(chuàng)新能力。在課程的后半部分，有關(guān)細(xì)胞周期、細(xì)胞增殖細(xì)胞分化、細(xì)胞衰老等生命現(xiàn)象的研究范例很多，可以選取一些關(guān)鍵的調(diào)控因子從發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象到功能鑒定成功的例子，充分鍛煉學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力。

由于完全的范例教學(xué)缺乏學(xué)科的系統(tǒng)性，也難以完全覆蓋細(xì)胞生物學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，不利于學(xué)生知識(shí)體系的建立和擴(kuò)充。例如課程中有關(guān)細(xì)胞膜、細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)、組成、形態(tài)以及相關(guān)基本功能等基礎(chǔ)知識(shí)部分仍然需要不同教學(xué)模式相結(jié)合，將范例教學(xué)適當(dāng)?shù)夭迦说絺鹘y(tǒng)的講授模式中效果更好。比如在講原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較內(nèi)容部分，首先，通過課堂講授模式普及原核與真核細(xì)胞兩大類群的根本區(qū)別是細(xì)胞膜系統(tǒng)和遺傳系統(tǒng);然后，筆者以提問的方式讓學(xué)生回答，自己服用過什么抗菌素？這些抗菌素的細(xì)胞靶點(diǎn)是什么？最后，教師對(duì)學(xué)生的答案進(jìn)行歸納總結(jié)，青霉素所含的青霉烷能使病菌細(xì)胞壁的合成發(fā)生障礙，導(dǎo)致病菌溶解死亡，而人和動(dòng)物的細(xì)胞則沒有細(xì)胞壁。因而青霉素既能殺死病菌，又不損害人體細(xì)胞?？咕?，如紅霉素、鏈霉素、氯霉素等對(duì)原核與真核生物的敏感性不同，能直接抑制細(xì)菌核糖體上蛋白質(zhì)的合成作用間。并簡(jiǎn)單介紹了第一代抗菌素紅霉素與第二第三代抗菌素阿奇霉素、酮內(nèi)酯類（ketolide）的新研究成果：新一代的抗菌素不同于第一代的紅霉素僅對(duì)一些類別的蛋白質(zhì)具有合成的抑制作用，可能暗示了傳統(tǒng)抗菌素更易于產(chǎn)生抗藥性的原因，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基本特征的區(qū)別認(rèn)識(shí)。

4結(jié)語

細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)改革課堂實(shí)踐表明，研究型范例教學(xué)有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，收到了較好的教學(xué)效果細(xì)胞生物學(xué)涉及概念和細(xì)胞組成、形態(tài)、結(jié)構(gòu)以及相關(guān)基本功能等的描述文字較多，課堂易枯燥乏味，而生動(dòng)的案例與背景材料對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情有很大的促進(jìn)作用。為提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)生物相關(guān)專業(yè)學(xué)生對(duì)細(xì)胞生物學(xué)課程學(xué)習(xí)的積極性，筆者在課程教學(xué)改革過程中廣泛采用了范例型教學(xué)，并且對(duì)教改前后3～4年的教學(xué)效果進(jìn)行J對(duì)比。教改前后學(xué)生的期末平均成績(jī)由71.5分提高至80.0分，每個(gè)學(xué)期學(xué)生課堂參與率（課堂師生互動(dòng)和討論課參與者與班級(jí)總?cè)藬?shù)的比值）由原來27%提高到100%，表明教改后的教學(xué)模式提高了學(xué)生的參與度，激發(fā)了更多學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)習(xí)成績(jī)。但是細(xì)胞生物學(xué)研究型范例教學(xué)改革課堂實(shí)踐中也遇到了一些困難，如有時(shí)查詢了大量文獻(xiàn)但找不到恰當(dāng)?shù)姆独糜诮虒W(xué)。因此，在細(xì)胞生物學(xué)教改中應(yīng)采用多種教學(xué)方法相結(jié)合的教學(xué)方式。

5參考文獻(xiàn)

[1]史萍，周利.食品專業(yè)現(xiàn)代儀器分析理論課范例教學(xué)效果的評(píng)價(jià)與思考[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，46（12）：230-231.

[2]賈健.范例式教學(xué)在地理教學(xué)中的應(yīng)用[J].華章，2011（18）：146.

[3]張錦宏，曾軍，郭芝剛.醫(yī)學(xué)院校臨床專業(yè)醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)的教學(xué)實(shí)踐與探索[J].醫(yī)學(xué)教育研究與實(shí)踐，2012，20（4）：762-764.

[4]奇云緬懷“多莉"[J].科學(xué)之友，2003（4）：4-5.

[5]沈羨云.“拔毛變猴”不是夢(mèng)[J].百科知識(shí)，2018（8）：8-11.

[6]霍靜，張聯(lián)珠，苗知春，等.醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)整體優(yōu)化的幾點(diǎn)思考[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2011，13（4）：309-311.