腫瘤生物學課程研究型教學模式探索與實踐

于冰筠, 楊金娥

(中山大學 生命科學學院, 廣州 510275)

1 研究背景

研究型教學是針對單向性知識傳授為主的教學模式而提出的，它以探究性和實踐性為主要特征，融學習與研究為一體，以課程內容和學生的知識積累為基礎，在教學活動中，教師引導學生創造性地運用知識，自主發現問題、研究問題并解決問題，在研討中積累知識、培養能力和訓練思維[1]。它不僅對培養學生學習興趣、科研意識、創新能力具有重要的推動作用，而且對提高教師教學質量功不可沒。

我們通過優化腫瘤生物學課程教學內容體系、增加學生自主學習與討論環節、加強專業文獻閱讀訓練、增加科研訓練以及開設專題報告等方式，在腫瘤生物學課程中積極開展了研究型教學模式的探索與實踐。

腫瘤生物學是研究常見腫瘤的生物學特征以及腫瘤發生發展分子機制的生物科學。它是一門關注度高、發展迅速且多學科交叉的課程。惡性腫瘤是我國以及全球主要的公共健康問題之一,在我國每年因腫瘤死亡的人數占全部死亡人數的1/4，且發病人年齡越來越年輕化[2]。正因如此，關注腫瘤生物學的學生日益增多。我們面向生命科學學院大學二年級本科生開設了腫瘤生物學這一公共選修課，該課程系統介紹腫瘤病因學、流行病學，以及惡性腫瘤的生物學特征、腫瘤發生發展的分子機制及其研究方法等。它不僅加深了學生對必修課細胞生物學、生物化學、分子生物學等基礎理論的理解，而且為從事相關專業工作或者生物醫藥領域研究的學生奠定了良好的基礎。該課程深受學生歡迎，選課人數始終保持在100人以上(大課，每學年開設一個班)。在教學過程中，我們發現了一些影響學生學習效果、制約其能力培養的問題：

1)學生習慣按傳統教學模式進行學習，即以老師課堂講授知識、學生被動接受、機械記憶為主的學習。多數學生欠缺歸納、總結及綜合運用知識的能力，探究性學習能力較差。2)目前課程以課堂教學為主，學生缺乏自主學習和交流反饋的過程，不利于學生對所學知識融會貫通，多數學生對腫瘤生物學的科學問題認識單一化及片段化，綜合分析能力及創新思維不足。

針對以上問題，我們在“腫瘤生物學”課程教學中探索性地實施了研究型教學模式，努力實現從單向知識傳授的傳統型教學向注重培養學生創新性的研究型教學轉變，建立了以培養學生能力為主線，將腫瘤生物學傳統理論與學科前沿研究進展有機結合的課程體系，取得了較好的效果。

2 研究內容

2.1 優化教學內容體系

研究型教學模式強調以學生為主體，教師僅僅充當指導者、引導者和輔助者的角色[3]。正因如此，我們根據歷屆任課教師和學生的反饋，不斷優化教學內容體系。腫瘤生物學課程的教學內容最初是圍繞腫瘤的十大特征展開，下設緒論、細胞結構和遺傳學特性、癌變機制、癌基因與抑癌基因、腫瘤相關非編碼RNA、信號傳導與腫瘤、細胞分化與腫瘤、細胞周期與腫瘤、細胞凋亡與腫瘤、腫瘤轉移與血管生成、腫瘤免疫腫瘤治療、腫瘤研究常用的技術平臺以及腫瘤研究進展專題講座等十多個授課章節。我們在授課過程中發現：各章節信息量大，逐一講授占用大量學時；同時學生反饋，細胞結構和遺傳學特性、信號傳導的內容與同一學期開設的必修課細胞生物學有部分重疊。因此，我們重新修訂了腫瘤生物學課程的教學大綱，縮減與細胞生物學課程有重疊的基因表達調控及信號轉導等內容，并將腫瘤研究常用的技術平臺、腫瘤治療以及腫瘤研究進展部分內容滲透到各章節講述中。修訂后的教學內容體系，更適合采用多元教學方法，充分發揮學生的創新潛力以及主觀能動性，大大提高了學生的學習興趣。

2.2 壓縮老師授課時間，增加學生自主學習與討論環節

Middendorf研究表明，成年人的注意廣度只有15～20 min，也就是說大多數學生只有在每節課的前半部分可以專注聽講[4]。根據這一規律，我們在每節課的前半段集中講解知識要點，讓學生實現對腫瘤學基本概念和規律的記憶，后半段則通過提問、討論及案例分析等互動方式讓學生積極參與，加強學生對老師講授知識的理解，并建立新、舊知識之間的聯系。例如在講述抑癌基因BRAC知識點時，我們聯系新聞開展案例分析，展示影星安吉麗娜·朱莉(Angelina Jolie)在《紐約時報》(TheNewYorkTimes)發表的“My Medical Choice”，就朱莉因遺傳了母親BRAC基因缺陷，罹患乳腺癌、卵巢癌的風險高，致使她38歲時，主動切除雙乳和卵巢以降低其患癌風險的事例，讓學生就文中涉及的腫瘤學知識展開討論朱莉的做法是否可??？通過這種教學方式，引導學生全面掌握BRCA1的功能、作用機制、在乳腺癌中的突變頻率與乳腺癌、卵巢癌發病風險的關系等知識點，增強其應用所學知識分析實際問題的能力，實現由被動聽講到主動學習的模式轉變。在課堂中利用類似腫瘤學相關熱點的討論，不僅改變了單一的教學方式，而且改變了傳統的師生關系，使教師主導的課堂成為師生共同探究的場所。這種自主學習和討論的教學方式，大大激發學生的特長和潛能，增強了他們的求知欲、創新欲望和探索精神，同時活躍了課堂氛圍，提高了教學效果。

2.3 加強專業英文文獻的閱讀訓練

腫瘤生物學是一門新興的生物醫學交叉學科[5]，新知識、新理論、新發現層出不窮，專業文獻閱讀是了解本領域發展動向的重要途徑，特別是英文文獻閱讀能力是學生學習乃至今后從事科研工作的重要基本功，這對大二學生是很大的挑戰，為提高其專業英文文獻閱讀能力，我們采用了以下方式：

首先，傳授閱讀方法。1)要求學生每周關注Science、Nature和Cell里的文章標題以及與本課程相關科研論文的Abstract。2)教會學生抓住文章的主線邏輯，引導學生按照一定順序閱讀：先讀Introduction部分，再快速看Figures，了解主線后，再細讀Results和Discussion部分。3)遇到一些實驗或結果分析晦澀難懂時，無需過度深究，力求一氣讀完，不必拘泥于細節。4)針對重要文章或本領域有深遠影響的科研論文，一定要精讀，做到逐字逐句閱讀領會[6]。

其次，推薦文獻庫。大學二年級的本科生，文獻檢索和文獻篩選的能力較弱，為引導學生閱讀，我們結合課程相關熱點、難點，建立了“腫瘤生物學自主閱讀文獻庫”。該文獻庫包含腫瘤相關基因的發現與功能鑒定、腫瘤轉移、能量代謝與腫瘤、非編碼RNA與腫瘤及腫瘤微環境5個專題，每個專題包含Nature、Cell、CancerCell等本領域頂級刊物的10多篇研究論文。

第三，撰寫文獻報告。相關專題基本內容及常用研究方法講解完畢后，授課老師結合課程中的熱點及難點布置專題閱讀作業，學生課后通過查閱文獻，歸納總結，寫成文字性的文獻報告。通過這種方式，促進學生了解前沿研究熱點，及時發現并糾正學生在文獻理解上的偏差。

第四，成立閱讀小組，舉行文獻報告會。成立兩人一組的閱讀小組，要求每組從“自主文獻閱讀庫”選取相關專題的文章精讀、討論，并對文獻所涉及的專業知識進行深層次的文獻檢索與歸納整理，最后將文獻閱讀的內容整理成PPT，在期末舉行文獻匯報會，并對匯報進行全程錄像。這種方式，不僅拓展了學生的視野，增強了學生間交流，而且訓練了學生的表達能力，有利于學生的個性發展。

2.4 增加科研訓練

在老師授課及學生自主閱讀的基礎上，我們鼓勵學生開展對腫瘤生物學復雜問題的討論、學習和交流。對學有余力的同學，按自愿的原則，提供腫瘤分子生物學實驗室實習的機會，充分享受團隊平臺優勢。實習期間，本科生在研究人員指導下開展科研活動，主要涉及醫學標本收集、規范化抄寫病例、腫瘤DNA和RNA樣品的提取、PCR等最基本的實驗，使學生初步建立對腫瘤學基礎研究的感性認識。在此基礎上，引導學生從學習中發現新的科學問題，并根據已有知識進行課題設計，鼓勵學生申報大學生科研能力訓練項目和本科生創新基金。經過一系列的科研訓練，學生運用所學知識解決腫瘤生物學問題的能力得到明顯提高，動手能力和發現問題的能力也得到了提升。同時，幫助學生提前了解自己是否適合做學術研究，為其提供一個真正深入了解科研工作、找準方向與定位的機會。此外，科研訓練為學生畢業課題設計奠定了基礎，與沒有參加過任何科研訓練的學生相比，其畢業論文的深度和質量均有明顯提升。

2.5 開設專題報告

影響創新力提高的重要因素是：老師是否通過高標準的要求及高質量的教學給他們以足夠的學業挑戰與刺激；學生本人是否具有明確的學習目的、動機和學習意義感；是否喜歡自己的專業并愿意為之付出努力等[7]。我們針對這部分學生的需要，營造高挑戰性、強支持性的學習環境，幫助學生明晰學習的意義及創新的價值以及腫瘤學研究所面臨的難題，我們特別聘請國內腫瘤學領域的知名專家開設專題報告，共同完成課程建設[8]。每學期至少開設四期，專題報告會不僅讓學生聆聽了名家講座、領略了大師風采，而且讓學生真正了解各個優秀團隊是付出很多艱辛的努力才能取得如此成就；體會課題的進展并非一帆風順，以及在遇到瓶頸時大師們是如何克服困難功克難關的；領略腫瘤學領域動態與未來發展方向等。這種專題報告不僅擴展了學生的視野，而且讓學生領悟到致力于科研工作就必須學會耐得住寂寞，吃得了苦，經受得住挫折。

總之，研究型教學模式是以傳授知識為依托，以培養能力為核心，把學習、研究和實踐有機結合，充分激發學生創新潛力、強調以學生為主體的教學模式，它不僅對培養學生學習興趣、科研意識、創新能力具有重要的推動作用，而且對提高教師教學質量也功不可沒。在腫瘤生物學課程研究型教學模式的探索與實踐過程中，我們通過以上5個方面的舉措，在課程學習中逐步培養學生的批判性與創造性的思維能力，以及提出、分析、解決和評價問題的能力、團隊合作的精神以及有效交流溝通的技能。

3 研究結果

腫瘤生物學研究型教學模式探索與實踐的改革措施在2013級、2014級及2015級本科生中進行了試點教學，取得了較好的效果：1)課程口碑不斷提升，課堂氣氛活躍，學生自主學習的積極性明顯提高，選修該課程的學生日益增加。2)幫助學生找準定位，真正明白自己想要做什么？喜歡做什么？適合做什么？挖掘出了一批致力于從事科研工作的學生，并使其盡早參與到了不同科研團隊。3)專業文獻閱讀訓練更是獨具特色，學生專業文獻閱讀能力明顯提高。從自主閱讀、撰寫文獻報告、文獻匯報會的總體情況來看，大多數同學能有條理地陳述論文的總體框架，并主動去深究論文中涉及的理論和方法，主動進行文獻追蹤，有的甚至提出了批判性觀點。通過閱讀訓練，學生的專業英文文獻閱讀能力大幅度提升，探究式學習以及批判性思維的能力也普遍提高。逐步從以記憶為主的表層學習，過渡到知識歸納、整合、創建等深層次的學習方式。4)通過研究型教學和研究性學習后，原本計劃畢業直接參加工作的部分學生，對科研產生了濃厚的興趣，萌生了繼續深造的熱情，有的則直接加入了本院老師的科研團隊；同時也糾正了很多學生對國內科研團隊的偏見，留住了一些準備出國深造的學生。5)學生自主發現問題、研究問題、解決問題的能力明顯提升。6)學生學習能動性、科研意識、創新能力也得到激發，選修該課程的學生申報大學生科研能力訓練項目和校內創新基金的成功率顯著提高。

為了更客觀地檢測教學效果，我們針對兩屆修讀腫瘤生物課程的學生進行學習效果問卷調查，共收回86份有效問卷，調查結果列于表1。

表1 腫瘤生物學課程教學效果調查問卷

調查說明，與傳統的授課模式相比，研究型的腫瘤生物學教學模式可提高學生的參與度，充分調動學生自主學習的積極性，同時該模型注重學生科研思維的培養，從而提升學生科技創新能力。另一方面，調查結果也顯示出該課程存在的一些問題:學生選該課的目的主要有兩個，一部分學生是為今后從事腫瘤學研究打基礎，他們普遍覺得目前的教學模式對他們的發展非常有利。但另一部分學生僅僅是想了解常見腫瘤的生物學特征、發病機制及診斷和防治原則，對他們而言，現有教學體系涉及的知識點眾多，學習難度較大，因此他們更希望能有一門難度適中的腫瘤生物學通識課程供他們選擇，這也要求我們今后在課程定位方面做出更多的思考。經過各任課老師的認真討論，同時考慮到生科院本科生的細胞生物學、分子生物學等理論課和相關實驗均是在大學二年級開設，這些課程為學生學習腫瘤生物學儲備了一定的基礎知識，從而降低了學生學習腫瘤生物學的難度?；谝陨弦蛩氐目紤]，從2018年度開始，腫瘤生物學選修課課程由原來大學二年級開設變更為大學三年級開設。從目前開課效果看，學生普遍反映學習腫瘤生物學更為得心應手。

此外，研究型教學重在增強學生的研究學習能力和實踐能力，并非單一理論知識的掌握能力，這也勢必要求我們不斷探索改革考核體系，更為科學合理地對學生綜合表現及整體能力進行全面測評，從而促進和強化學生學習、思考、研究的能力，最大限度地調動學生學習的積極性和主動性[9]。與此同時，授課教師的專業理論素養、人格素養、自身知識結構的優化和職業道德也是研究型教學不可忽視的問題[10]。