摘要: 日新月异的医疗环境对医学院校本科生的综合能力提出了更高的要求，研究型教学注重学生知识、能力和素养的全面发展，是培养综合型人才便捷有效的方式之一。文章从改进课堂教学方法、提升自主学习能力、探究式实验教学、课外科研活动以及教学效果评价等方面，对研究型教学的实践进行了总结，旨在推进研究型教学在本科生综合能力培养中的实践。
关键词: 细胞生物学; 综合能力; 研究型教学; 本科教学
生命科学技术的快速发展带动医疗水平不断提升，精准医学、基因治疗、细胞治疗、个体化治疗等新技术、新疗法层出不穷，强调了多学科的融合，包括临床医学、基础医学和医学信息学等，当下的医疗环境对医务工作者的综合能力要求更高[1]。面对不断刷新的社会需求，作为应用型地方本科高校，不仅着重培养大学生扎实的专业素养，更要突出自主学习和独立思考等可持续发展的能力。以本科生综合能力培养为目标的课程改革是提高应用型本科高校人才培养质量的重要渠道和着力点。研究型教学将教学与研究有机融合，在教学过程中引入探索和研究模式，有意识的培养学生研究能力和创新精神，强调师生共同参与课程学习，目前已经在很多大学开展[2]。笔者所在的细胞生物学教研室也进行了研究型教学的尝试和探索，就此产生了一些经验和思考。
1 实施研究型教学的必要性
1. 1 教材有滞后性 细胞生物学是现代生命科学中的前沿学科之一，是基础医学与临床医学结合的关键点，医学院校几乎所有的专业均开设了细胞生物学课程。多年来，生命科学一直处于高速发展阶段，然而教材的更新赶不上知识的更新，新知识、新技术、新应用不能及时地反映在教材中，甚至目前使用的教材中有些知识需要更正。这就要求教师在授课中不能照本宣科，需要运用研究型教学中的启发式教学，培养学生独立思考能力和自主学习新知识新技术的能力。
1. 2 学生学习效率低 细胞生物学是一门基础性的学科，衔接分子生物学和个体生物学，与医学相关的其他学科交叉融合。本院校这门课程是在新生入校后就开始学习的，担负着“地基”的作用。而大学一年级学生很多医学基础课程还没有学习，医学知识储备不够，与其他学科有交叉的内容他们较难理解。此外，学生刚从高中步入大学，对大学这种三节课学完一章的节奏表示不适应，不少同学跟不上学习进度，课堂中的学习效率较低。开展研究型教学可以增加学生在教学过程中的参与度，让他们愿意学、听得懂，提高学习效率。
1. 3 教学体系的局限性 现在的教学主要是以教师讲授为主，学生作为被动的接受者，学生忙于理解和记忆学科知识，思维没有活跃起来，这样导致学生不仅上课听的很累，而且对知识的印象不深，不少同学逐渐对这门课失去兴趣。此外，由于缺少系统性的课后巩固手段，有些同学为了应付考试才学习，在考前进行突击，考试结束后很快就会遗忘，不利于与后续课程的系统性衔接。此外，细胞生物学是一门实验性很强的学科，很多理论都是通过实验证明得到的。然而由于教学资源有限，最新的理论知识难于通过教学实验进行验证，开设的实践课涵盖的内容少，主要是易于操作、非常基础的观察性实验，限制了学生们的求知欲。
2 研究型教学的实施办法
2. 1 优化课堂教学方法和内容
2. 1. 1 以病例为主线 细胞生物学的理论、技术和方法，在目前的疾病诊断和治疗中有着越来越多的应用。借鉴以问题为导向( problem-based learning， PBL) 教学法，对于与疾病密切相关的教学内容，我们采用以病例为主线的教学方式，按照“症状 - 诊断 - 发病机制”，挖掘疾病背后的细胞生物学知识。比如利用家族性高胆固醇血症，学习大分子物质运输的方式; 通过介绍痛风的诱因及临床检查结果，引出溶酶体的特征及功能，以霍乱弧菌引起严重腹泻为例，讲解信号转导通路; 通过认识肿瘤的发生，学习细胞周期调控机制。以病例为主线的教学，增加学生的学习兴趣，让学生感觉课堂学习不再枯燥乏味。而且建立了基础医学与临床医学之间的联系，增加了基础医学知识的系统性，提高他们利用基础医学知识解决临床问题的能力。
2. 1. 2 以核心问题为主线 爱因斯坦曾经说过: “提出问题往往比解决问题更重要”，学生只有通过主动参与、自主探索，才能更高效的获取知识，培养科研思维[3]。针对学生在课堂学习中较被动的局面，我们在教学过程中随时鼓励和引导学生质疑和提问，鼓励学生从已有的知识经验中发现新的问题。我们设计一个与教学内容相关的中心问题作为教学主线，引导学生沿着中心问题提出关联问题，提出问题和问答问题的过程完成教学内容，通过这种方式让学生在课堂上担当主动的角色。如内膜系统章节中，中心问题是“溶酶体是如何形成的”，引导学生提出“溶酶体的酶是如何合成、加工修饰、运输的”、 “溶酶体的膜是从哪里来的”等关联问题，要回答这些问题，需要学习内质网和高尔基复合体的功能及内膜系统之间的联系，解答这些关联问题后，最终完成核心问题的学习。用这种问题式教学，不仅可以让同学们的思维活跃起来，更好的接受知识，而且能启发他们从不同的思路和观察角度来学习知识，不死守一种思维模式，不成为课本的奴隶。
2. 1. 3 教师的科研与教学相融合 本教研室的授课教师根据自己的研究方向，将自己的科研成果融入到课堂教学内容中，比如有的教师研究课题是 “平衡复杂染色体重排携带者的遗传与生育情况分析”，将自己收集的一些染色体相关的病例以及异常核型加入到细胞核这一章节中，有理有据的介绍人类核型以及染色体异常与细胞增殖、生殖异常的关系; 有的教师科研课题是“Reversine 诱导成纤维细胞重编程多能干细胞的分子机制研究”，在诱导多能干细胞的研究和干细胞治疗帕金森病方面积累了丰硕的成果，在讲解干细胞内容时，结合自己的实验结果给同学们介绍了诱导性多能干细胞的原理，以及干细胞治疗方面的最新进展。将自己的科研与教学有机融合，不仅教师自己讲解起来得心应手，而且还能锻炼同学们的科研思维，让他们明白课本上的理论知识与科学研究是并驾齐驱、相辅相成的。这种形式受到了学生的好评，在师生交流会上，有同学提到: “我很喜欢老师讲一些与理论知识相关的科研活动，让我感觉到课堂中学习的知识非常实用，而且激发了我对科研的兴趣。”
2. 2 提升自主学习能力
2. 2. 1 提供细胞生物学习题册 迫于课时的紧张，课堂上学习的内容较多，学生课堂上不能及时消化新知识。为了帮助他们复习，本教研室结合课堂重点和难点知识，编纂了《细胞生物学习题指导》( ISBN 978 - 7 - 312 - 03690 - 3) ，2015 年出版了第二版，习题指导包括每章节习题和三套模拟试卷。题目类型既包括传统的题型，又包括实验设计、病例分析、热点研究进展等综合性题目。例如有个题目是要求同学们“根据细胞质膜成分的特点，请合理设计实验将绿色荧光蛋白基因转染到 293 细胞中，并选用合适的仪器观察实验结果，请说明主要的实验原理”。学生需要应用膜脂分子的特点结合脂质体形成的原理进行实验设计，这种题型提高了学生灵活应用知识的能力，锻炼了他们的逻辑思维。为了提高学生综合分析问题的能力，习题册中还设置了病例分析，比如在线粒体章节习题中，描述了一个氰化物中毒患者临床表现和各种辅助检查结果，让同学们思考氰化物中毒的机理是什么，同学们需要结合线粒体的功能和生理、生物化学等课程解释氰化物中毒的机理及临床表现形成的原因，提高了他们解决实际问题的能力。能在教材上直接找到答案的习题，习题册上没有提供标准答案; 综合性和开放性题目，附有提示性的参考答案，这样避免同学过分依赖答案而不主动思考。我们要求每位同学复习后及时做题，并且每次上课时会选择习题册上的一些题目进行提问，督促同学们及时完成复习，让他们逐渐养成自主学习的能力。
2. 2. 2 阅读英文文献 细胞生物学是生物科学和生物技术专业的专业基础课程，我校这两个专业在大学二年级下学期开设这门课程，他们在这一学期正在学习生物专业英语和文献检索课程，有相应的基础知识和文献阅读能力，因此我们在这两个专业的教学中引入了文献阅读，有助于学生理解科学研究的过程，提升学生灵活的运用细胞生物学知识的能力。我们在第一次课时布置了文献阅读的任务，要求 5 个同学一组，在理论课学习过程中，选择感兴趣的内容，查找一篇经典的或者较新的英文文献，在最后一次课时抽出三个学时让小组进行文献汇报，按照“为什么要研究、怎么研究、得出了什么结果” 的逻辑进行汇报，注重对文章主线的把握，汇报结束后由其他组同学提出 3 个问题，汇报者进行解答，然后教师点评。根据汇报情况，对每组打分，作为平时成绩直接加入到最终的期末成绩中。经过几年的实施，这两个专业的学生逐渐形成阅读文献的氛围，特别是他们在大四实习期间，有些实习点的老师会要求他们阅读文献，查找一些实验方法或者在组会上进行汇报，由于在校期间的锻炼，他们能较好的完成任务。学生在文献阅读过程中既加深了对知识的理解，又能主动学习补充相关背景知识，培养了他们的创新思维和自学能力。
2. 2. 3 搭建网络学习平台 互联网时代的到来引发了教育信息化变革，互联网 + 教育的模式不断融入课堂[4]，网络学习平台已成为学生获取知识的途径之一。我校搭建了网络学习平台，将本校的主干课程制作成 MOOC 和精品课程，给学生提供课后学习资源。本教研室制作了《医学细胞生物学》精品课 程 ( 网 址: http: ∥ mooc1. chaoxing. com /course / 100649838. html) ，每一个章节包括授课录像、课件、在线课程、章节习题、双语课件、测验等模块，除了章节学习，还包括教学拓展资源，比如动画视频、专题讲座、国外教学视频、文献资料等。学生按要求完成任务可以获得 5% 的平时成绩。依托超星学习通软件，教师可以在手机上发布讨论话题，让学生提前查资料，选择固定的时间，线上组织学生讨论，讨论过程中提出新的问题、启发引导学生思考。学生还可以直接给教师发消息，提出自己的疑问，教师可随时随地用文字、语音或者图片的形式进行解答。目前精品课程已上线一年，访问量超过 98 万次，运行良好，而且我们的授课录像质量较高，获得了同学的好评。网络学习平台将在线学习与课堂教学相融合、校内学习与校外学习相融合，有效的弥补了课堂时间的限制，打破时间和空间的阻碍，使教师和学生的沟通互动更灵活，更重要的是可以引导和监督学生自主学习。
2. 3 探究式实践教学 研究型教学强调学生的创新能力和对知识的运用能力，实践教学的作用是将理论知识灵活的运用到实践中，增加同学们对学科的兴趣，培养他们基本的科研素养，所以实践教学是研究型教学不可或缺的一个环节，为学生综合能力的培养提供了更大的发挥空间。然而传统的实践教学模式是教师提前把实验原理、步骤、注意事项、预期结果等提前告知学生，学生只是按照预定的步骤重复一遍，没有探索的空间，大大降低了学习效果。探究式实践教学给予了学生探索的机会，由学生自主设计实验方案，让学生主动学习，提高了教学效果[5]。我们以培养学生自主学习能力为出发点，结合本校的实际，专门开设了一次探究式实践教学— “细胞吞噬活动的观察”。为了引导他们设计出科学合理的实验方案，我们会提前设计一些问题: ①什么是细胞吞噬作用; ②观察什么细胞的吞噬活动; ③ 从什么实验动物哪个部位可以方便快捷的获取这种细胞; ④如何观察到吞噬现象。教学过程是: ① 4个同学一组，提前一周讨论并设计实验方案; ②在课堂中每组汇报自己的实验方案; ③学生讨论后并在教师的引导下制定最终的实验方案以及注意事项; ④ 分组进行实验操作，讨论分析实验结果。学生在探索的过程，不仅要学习相关的知识点，而且要进行查阅资料、小组讨论等过程，培养了学生团队合作和解决问题的能力。经过这种自主学习的锻炼后，他们对细胞吞噬作用的过程和特点印象深刻，能对实验结果进行客观分析，他们能主动参与到实验设计中，感受到科学研究的乐趣。这种实验教学方式虽然比较耗时，但是学生的反响一直很好，参与的积极性很高。
2. 4 开展科研活动 课外延伸学习是对研究型教学的良好补充，针对那些对科研感兴趣的同学，我们鼓励他们加入到任课教师的科研团队中，指导他们申报大学生创新训练项目，目前已获批多项国家级和省级创新训练项目。此外，我们还承担了探索性实验教学，指导科研兴趣小组从选题 - 开题 - 实施 - 结题，进行系统的科研活动。经过科研训练，同学们熟练掌握了一些实验技能，比如人类染色体 G 显带、核型分析、细胞培养、流式细胞术检测细胞凋亡、荧光定量 PCR 等，同学们详细了解了科研过程。在指导过程中，指导教师不仅仅看重他们的实验结果，更注重他们对实验的理解和对结果的分析，通过循循善诱的方式，让他们将理论课知识与实践联系起来，提高了对理论知识的理解，学会自主式探索性学习。学生在教师的指导下参加省级和国家级学科竞赛，在 2017 年获得安徽省第七届“挑战杯”竞赛一等奖，获得第十五届全国“挑战杯”竞赛三等奖。在院系举办的生物知识竞赛和大学生实验操作技能竞赛中，那些进行过科研训练的同学要比没有参加过科研团队的同学对理论知识的掌握更牢固、理解更深刻，实验操作也更得心应手。
2. 5 建立灵活的、有效的教学效果评价 传统的卷面考试对教学效果的评价必不可少，然而仅仅以期末的试卷考试评价学生的学习效果存在片面性，为了更好的评价学生的科学思维和综合分析能力，我们设置了 30% 的平时成绩，包括实践能力和自学情况。实践能力测试是在实验课程结束后进行，对每一位同学的操作能力进行测试，如普通光学显微镜的使用、临时制片技术、有丝分裂的观察等，还要求同学复述一些实验的基本原理，加强对理论知识的理解。网络学习平台上每章节有相应的测试，要求同学们在网上提交，有效的督促了他们课后巩固和自学，此外，我们在第一次上课时布置了写综述的任务: “根据你所掌握的生命科学知识，结合网络资料，就细胞生物学某一研究领域，谈谈你的认识和理解，写一篇 1000 字左右的综述”。通过这些灵活有效的考核方式，改变了同学们为考试而学习的思想，激发了他们探索式学习的热情。
3 总结
社会需求的不断提升向本科教学提出了挑战，教师不可能一直拥有最前沿的知识，授人以鱼不如授人以渔，提升学生独立思考能力和开创新思维才是新形式下综合性人才培养的方向和目标。在细胞生物学课程中探索研究型教学，不但可以增加同学们学习的兴趣，提升了学习效率，同时还帮助同学们建立主动探索、自主学习的学习习惯。当然这种效果不是立竿见影的，需要不断坚持和改进，让研究型教学的效果发挥到极致。
参考文献:
[1] 方红娟，钟历勇. 精准医学模式下医学生临床与科研能力并重培养的思考[J]. 基础医学与临床，2016，36( 5) : 719 - 722.
[2] 林海，李虹，袁建美，等. 大学研究型教学的理论与实践探索[J]. 北京科技大学学报( 社会科学版) ，2013，29( 1) : 94 - 99.
[3] 邢万金，莫日根，苏慧敏. 生物学教学中研究型教学方法与内容的探索[J]. 遗传，2014，36( 7) : 732 - 738.
基于综合能力培养的细胞生物学研究型教学改革相关论文期刊你还可以了解：《《中国细胞生物学学报》生物科技论文发表》
