如何在有限的学时内,让学生完整、系统地掌握细胞生物学 基础知识的同时,及时了解细胞生物学的最新进展及在临床 医学中的应用,培养学生的思维能力,已成为新形势下细胞 生物学教学改革的一个重要内容。为了调动学生学习的主观 能动性,提高细胞生物学的教学质量,本文对十几年的教学 实践和经验教训进行了总结。
1教学内容 1.1精选教材医学细胞生物学教材有多种版本,各有 特色。经过反复比较,选定了罗深秋主编,科学出版社出版 的《医学细胞生物学》作为教材。这本教材由国内多位知名 学者编著,与其他同类教材相比,全书体系新颖,内容完整, 反映了学科的最新发展趋势。这本教材的最大特色是使用了 大量的彩色插图,色彩鲜艳、形象生动,吸引学生的注意力,能够更好的理解所讲述的内容。
1.2精选教学内容目前细胞生物学理论课教学中,有 两个问题比较突出:一是学时少,内容多。罗深秋主编的《医 学细胞生物学》一共有16个章节,考虑到临床专业的理论 学时安排(30学时),将这些章节都详细介绍是不现实的。
如果要面面俱到,那只能是每个章节的内容都“蜻蜓点水”, 使学生抓不到重点。二是教学内容与很多学科的内容相互联 系、相互渗透,涉及到组织胚胎学、生理学、生物化学、遗 传学、分子生物学等学科。为了使本学科与其它课程的知识 紧密衔接而又避免不必要的重复,在有限的教学时数内将大 量的知识传授给学生,合理取舍教学内容,制定切实可行的 教学方案,是圆满完成该门课程的前提[2]。针对上述问 题,在教学内容的选择上,把握两个原则。第一,侧重医学 生所需要的必备知识。因为教学对象是临床专业的学生,他 们在今后的工作中,主要涉及的是动物细胞的知识,因此讲 授的细胞生物学内容应有别于综合性大学。如进行细胞器的 讲解,对只存在于植物细胞的细胞器叶绿体等就不做介绍。
而对与医学关系密切,并且是学科热点的内容如细胞膜与疾 病的关系、内膜系统与疾病方面的内容等则可进行扩展,以 拓宽学生的知识面;
第二,淡化与其它学科重复的内容。如 蛋白质的生物合成是细胞生物学的内容,同时也是生物化学 课程中的重要内容。因此在讲授该章节时,着重介绍核糖体 的四个重要部位及其功能,而对具体的蛋白质合成过程的内容则让学生自学,以减少相近学科间内容的重复。此外,如 细胞信号转导的内容,由于分子生物学课程中要详细讲述, 因此在医学细胞生物学课程中就不作讲授,让学生自学。
2教学模式 2.1启发式教学法启发式教学是教师在教学过程中充 分调动学生的积极性,激发学生学习的兴趣和爱好,启迪学 生的创造性思维,培养高素质创新人才。在上课过程中,我 们通常提出问题,引导学生思考。如在讲小分子物质的穿膜 运输时,容易把被动运输几种运输方式的特点混淆。因此, 在教学过程中把膜脂的双层分子结构比喻为一条河流,让学 生想象一下过河的方法就容易引导出这几种运输方法的特 点。如果是直接游过去的,就属于简单扩散,因为这种方法 不需要借助膜转运蛋白而直接通过细胞膜的脂双分子层;
如 果是从一座桥上走过,就属于离子通道介导的协助扩散,因 为桥就象细胞膜上的一个通道,使离子能够通过通道通过细 胞膜;
如果是坐船过去,就属于载体蛋白介导的协助扩散, 因为这需要小分子物质和载体蛋白的结合。通过这种方法, 使学生能够清楚掌握被动运输的几种类型和相对应的特点。
2.2联想法由于医学细胞生物学所学习的内容绝大多 数非常抽象,比较枯燥,容易使学生失去学习的兴趣。因此 要以日常生活中所接触到的例子为例,进行形象生动的讲解, 引起学生的兴趣。如讲线粒体前体蛋白的转动机制时,把转 运的第一步前体蛋白的去折叠以卷发和直发的例子来引导学生来理解。线粒体前体蛋白在细胞质基质中由于折叠盘曲 而体积大,但线粒体膜上由通道蛋白形成的通道又比较窄, 使前体蛋白不能通过通道。因此把前体蛋白比喻为卷发,要 把它拉直,才能通过线粒体膜。卷发拉成直发,需要工具和 电。在细胞中把前体蛋白拉直的工具是细胞质中的热休克蛋 白70,所需的能量是ATP。这样就使学生容易理解。此 外,在讲胆固醇调节膜的流动性和增强膜的稳定性作用时, 一般学生很难理解,觉得这两者之间有点矛盾。不过以“一 片荷叶”的例子来解决这个问题。很多山区由于没有自来水, 经常要拿水桶来挑水。不过由于路上颠簸,经常一桶水最后 只剩下半桶水。所以山区人民就想了一个办法,在水桶里放 一片荷叶,调节了水的流动,增加了稳定,使水不容易晃出 来。通过这个例子就比较容易理解了胆固醇的作用。
2.3病例教学法兴趣是最好的老师。在教学中把临床 问题和相关的知识点结合起来,不仅使学生由被动接受书本 知识转变为主动探索、解决问题,而且又巩固了知识点。目 前高等医学类院校的医学教育均由基础医学、临床医学和临 床实习三部分组成,学生在基础课程学习期间基本与临床脱 节,大大降低了学生的学习积极性,影响了教学效果。病例 教学法就是充分利用临床专业的学生对临床知识的渴望,在 基础教学的同时教师适当结合临床实际提出问题,让他们学 会应用“细胞生物学”的知识对临床问题进行分析,提高学 习的兴趣。如在讲膜受体异常和疾病时,就可以将疾病和前面所学的细胞膜相关的知识点结合起来。高胆固醇血症是由 于细胞膜表面低密度脂蛋白受体(LowDensityL ipopro-teinReceptor,LDLR)异 常导致的疾病。在正常的细胞中,血浆中的低密度脂蛋白(L owDensityLipopro-tein,LDL) 颗粒与细胞膜上的LDLR结合,经受体介导的胞吞作用进 入细胞内,被溶酶体降解释放出游离胆固醇。游离胆固醇能 反馈抑制细胞内的胆固醇的合成,从而维持胆固醇的平衡。
患者由于LDLR缺陷,使得血浆中的LDL不能进入细胞, 一方面使胆固醇在血液中积累,另一方面由于进入细胞中的 胆固醇减少,反馈抑制减弱,使细胞大量合成胆固醇,导致 胆固醇进入血浆。这两方面的双重作用使大量的胆固醇在某 些组织中沉积形成黄色瘤,如在心血管中沉积就会使患者出 现冠心病。在这个例子中,不仅巩固了学生前面所学的受体 介导的胞吞作用的内容,而且还使学生了解这个疾病的发病 机制。此外,在讲溶酶体膜异常与疾病时,以矽肺这个例子 来复习溶酶体的相关知识。矽肺是一种职业病,在水泥厂、 金刚石加工厂、矿山开采等职业中容易发生。其发病机制主 要是由于肺组织中的巨噬细胞通过胞吞作用中的吞噬作用 吞噬矽尘颗粒,形成有细胞膜包裹的异体吞噬体。异体吞噬 体再与初级溶酶体结合形成异噬性溶酶体。由于溶酶体是酸 性环境,而矽尘颗粒的主要成分是二氧化硅,这样就形成硅 酸分子。硅酸使溶酶体膜的结构变化而破裂,使大量的酸性水解酶和硅酸流入细胞质,引起巨噬细胞的自溶。由死亡细 胞释放的二氧化硅被正常的巨噬细胞吞噬后,将重复同样的 过程。巨噬细胞的不断死亡会诱导成纤维细胞的增生并分泌 大量的胶原物质,使吞入二氧化硅的部位出现胶原纤维结节, 导致肺的弹性下降,形成矽肺。在这个例子中,不仅复习了 溶酶体的各种类型和溶酶体的细胞内消化功能,而且还把前 面所学的大分子物质的胞吞作用和溶酶体有机的结合在一 起。
2.4PBL教学法通常医学院校采用基于课堂的学习 (Lecture-basedLearning,LB L)的教学法。这种模式强调以老师、课本和教室为中心, 老师满堂讲,学生被动听,缺乏思考,对知识要点的掌握局 限于死记硬背,往往边学边忘。在这种重“教”轻“学”的 教学模式下,学生的学习兴趣不高,积极性、主动性受挫, 弱化了教学环节中对学生综合能力的培养。目前欧美等国家 比较流行的教学方法是以问题为基础的学习(Proble m-basedLearn-ing,PBL),这种教学 法是Barrows教授所创立的。PBL教学法提倡以学 生为中心,以问题为基础,以教师为引导,重点培养学生的 自主学习、发现问题和解决问题的能力。PBL教学法的最 大优势在于调动学生学习的积极性,培养学生自主学习的能 力和团结协作的合作精神,通过理论学习和临床实践发现问 题,进而查找与问题相关的资料,形成自己对问题的看法[4,5]。在授课过程中拿出“物质运输”这节内容,让学生自 己讲授,变被动为主动,和教师进行角色互换。具体操作方 法是先把所要学习的内容分为5部分;
接着将全班30名学 生分成五个小组,6人一组,给学生一个星期的准备时间去 看书、收集资料;
然后各组分别推荐一名学生主导制作PP T,其余同学协助;
最后每组各派一个成员上讲台讲20分 钟,然后在第三节课的最后20分钟由教师对各组的表现进 行点评,指出需要改进的地方,并且将所学内容做一个总结。
这一举措极大地激发了学生的学习积极性,增强了学生的协 作精神,实现了在教学过程中培养学生获得知识、运用知识 和创新知识的能力。此外,让学生查阅2000年以来的诺 贝尔生理/医学奖成就,然后通过专题形式介绍:如200 3年,核磁共振成像技术;
2005年,幽门螺杆菌研究;
2006年,RNA干扰的基本机制;
2007年,“基因 打靶”技术及其在胚胎干细胞方面的应用;
2008年发现 “人类免疫缺陷病毒”;
2009年“发现端粒和端粒酶是 如何保护染色”;
2010年,体外受精技术;
2011年, 免疫反应的激活机制等。此外,让学生推测明年诺贝尔生理 /医学奖的获奖项目,从而激发学生去查阅有关方面的资料, 了解当前细胞生物学领域的最新进展,拓展了知识面,培养 学生的科研思维和创新素质。
总之,通过十几年的教学实践,深刻体会到只有不断地 总结经验教训,摸索新的教学方法,教学水平才能得到不断的提高。相信随着教学经验的不断积累,《医学细胞生物学》 授课方法会更加完善,教学质量会不断提高。
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