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    面向生物医学科学专业生物学导论教学改革探索

    时间：2023-06-29 08:45:04来源：百花范文网本文已影响人

    林文慧，陆红丽

    (1上海交通大学生命科学技术学院遗传与发育科学系， 上海 200240；

    2上海交通大学医学院解剖生理系；

    △通讯作者)

    21世纪是生命科学的世纪，生物学作为自然科学的前沿之一，已成为发展最快、应用最广、竞争最为激烈的科学领域。现代人类社会面临的粮食安全、资源短缺、环境污染、民众健康等重大问题，都要从生物学中寻求解决方案。生物工程和技术作为崛起中的支柱型产业，已成为新的经济增长点之一[1]。现阶段，我国各大高校陆续为非生物学类专业的学生开设了生物学相关课程，如医学、药学、农学、化学、环境科学等专业，甚至还设置了专门的交叉学科专业，如生物医学科学等[2]。此类课程的开设，为非生物学专业的学生提供了学习生物学基础知识和理论，了解现代生物学进展和成就的机会，有利于培养大学生的科研素质，促进学科间的交叉融合，也有助于我国生物产业的健康发展。

    上海交通大学是我国顶尖的综合类研究型大学之一。目前，上海交通大学的生命科学技术学院、农业与生物学院、医学院、生物医学工程学院、药学院、环境科学与工程学院、致远学院等学院都开设了生物学相关课程，包括面向生物学相关专业学生以及面向非生物专业学生的生物学导论课程。其中，上海交通大学于2010年正式成立的致远学院(旨在培养具有扎实数理基础，热爱科学研究，富有创新意识和批判性思维，具有强烈社会责任感和宽广全球视野的创新型领袖人才)，面向非生物学专业的拔尖学生，开设了不同级别的生物学导论课程。其中，面向生物医学科学拔尖计划的生物学导论(A)类课程已开设12年，生物医学科学强基计划的学生于2020年加入此课程；
    面向其他非生物学拔尖计划的生物学导论(B类)已开设3年。

    生物学是研究生物(包括植物、动物和微生物等)的结构和功能、发生和发展规律的学科。生物学导论是生命科学的入门课程，世界各大知名高等学校都将其列为全校多专业(包括生物学专业和非生物学专业)学生的必修课[3]。近年来人类社会发展所遇到的重大问题，很多都要从生命科学中去寻找答案和解决方案。现代生物学与其他学科之间的交叉互动日益深入，特别是生物学和医学以及化学之间的交叉，也成为生物学发展的热点之一[4]。上海交通大学致远学院为本科一年级生物医学科学以及二年级化学专业的学生开设了A级和B级的生物学导论作为必修课，其中B级课程也开放给其他专业(数学、物理、计算机等)本科生选修。

    生物学导论(A级)课程分为微观生物学和宏观生物学两个部分，由于是开放给生物学专业以及与生物学最近的生物医学科学学生的专业必修课，是核心基础课，因此课时和学分安排非常充分，理论课微观与宏观部分各64课时、4学分；
    还配备有32课时、2学分的文献讨论课以及相应的实验课。理论课与讨论课教学团队相同，文献阅读的研究内容与理论课上讲授的内容相对应。教学内容包括绪论、生命的化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、发育生物学、生理学以及病理学。每部分内容分别由不同研究领域的专业教师授课，教学团队包括8-10名海外著名高校的资深教师以及国内从事一线科研工作的年轻教师，课程采用双语教学，课件为全英文，考卷中的中英文题目各占一半。

    生物学导论(B级)课程面向距离生物学专业较远的非生物学专业学生，也为必修课，数学、物理、计算机等专业的学生也可选修。目前仅有理论课，48学时、3学分；
    暂时没有相应讨论与实验课。根据近年的经验，物理专业的学生经常选修本门课程，数学和计算机专业的学生较少。教学内容包括绪论、生命的化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、生物演化和多样性、发育生物学(包括动物、植物和微生物)等内容。教学团队包括1-3位国内资深教师和从事一线科研工作的教师，课程采用中文教学，课件主要为中文，考卷为中文。

    上述两门课程均推荐给学生同样的参考书，包括英文的Biology—Aglobalapproach(11版，出版社Pearson)以及中文的《陈阅增普通生物学》(吴相钰等，高教出版社)和《生物学概论》(李堃宝等，高教出版社)，供学生按需使用。两门课程以不同的深度和详细程度系统介绍了生物学的基本知识和规律以及生物学研究方法；
    着重反映了现代生物学的成就和发展方向，教学目标是使学生全面了解生命科学的概貌，建立学生的生物学通识背景，培养学生对生命科学的兴趣，引导学生思考如何通过学习和研究生物学解决现实中遇到的问题、为国家科教事业发展做贡献。本课程为生物医学科学以及化学等专业学生学习与生物学有关的其他课程打下基础，也有助于其他专业的学生参与其他学科与生命科学交叉领域的研究。A级和B级课程面向与生物学相近或较远的专业学生，区别体现在授课时间(课时和学分)、授课难度(深度和详细程度以及授课和考核使用的语言)、教学团队(是否有海外教师以及教师人数)以及配套课程(是否有配套文献讨论课和实验室)上。

    致远学院的生物学导论课程的考核方式一直在不断变化创新。最初本门课程在开设之初有一个摸底考试，使教师能初步了解学生的生物学背景知识以及英文水平，为掌握课程教学的难度提供依据。摸底考试成绩不计入总成绩中，学生的成绩由期中开卷考试和期末闭卷考试各占一定比例计算而来。之后，我们增加了平时成绩(考勤+课堂表现)的考核。期中开卷考试也改为倾向培养学生科研素质和主观能动性的口头报告。以上两种方式与传统的期末闭卷考试各占一定比例，计算出学生的总成绩。针对非生物专业学生习惯以课后习题的方式学习的特点，B级课程的考核方式除平时成绩(考勤+课堂表现)、口头报告以及期末闭卷考试之外，还添加了课后作业，帮助学生巩固复习以及了解生物学的考题形式。

    多种考核方式的结合，使生物医学科学学生成绩更全面、准确地反映学生对此课程的接受程度和学习效果，也促使学生在课堂上更加专注、主动通过提出问题与回答问题的方式与教师互动。特色的课后作业也对学生的学习具有很大的帮助。遗传学大作业帮助学生了解遗传学的核心知识点以及如何应用孟德尔定律计算和推测表型比例。演化与多样性大作业促使学生了解家乡特产的动植物资源，除了帮助学生掌握分类学知识之外，还增加了学生对家乡的了解，加深了学生对家乡的感情和自豪感。口头报告是深受学生欢迎的考核方式。学生在课后留心关注社会上与生物学相关的热点问题(如新型冠状病毒的变异、传播和防范；
    肠道微生物与减肥的关系；
    失眠、秃顶和抑郁的生物学原理和治疗方法；
    转基因农作物的安全评价等)，多方查找资料，进行调研，甚至设计实验，尝试以生物学的方法思考解决方案。学生将自己的思考整理成课件，进行口头报告，回答教师和其他学生提出的问题，然后由教师和其他学生一起评分，产生口头报告考试的成绩。上述考核方式进一步提高了生物医学科学专业学生对生物学的兴趣，使他们对如何利用自己的专业知识结合生物学的方法解决生物学问题有了一定的概念。

    近两年来，A类和B类生物学导论课的学生都积极参与课后的问卷调查，就课程中哪部分教学内容最感兴趣、哪部分教学内容对非生物学专业学生的自身专业学习帮助最大、最认可哪些教学改革措施、对课程改进有哪些建议以及本门课程收获等问题进行了反馈(统计人数为49人)。不同专业的学生对上述某些问题的回答出现了明显的差异，体现出不同专业学生的特点。

    生物医学科学专业的学生对与本专业相关的生理学和病理学内容最感兴趣，比例为67.35%和71.43%；
    除此之外，对细胞生物学显示出强烈的兴趣，比例为73.47%；
    对分子生物学和遗传学内容也比较感兴趣，比例为42.86%和44.9%；
    对生物的化学以及发育生物学的兴趣相对较弱，比例为28.57%和20.41%，可能前者的难度较高，而后者的专业性太强。

    生物医学科学专业的大部分学生在回答哪些内容对他们本专业的学习帮助最大时选择细胞生物学和分子生物学，比例为34.7%和20.41%；
    而没有选择他们更感兴趣的生理学和病理学内容，比例为16.33%和4.08%；
    体现出细胞生物学和分子生物学在生物医学研究中的普适性；
    遗传学、生物的化学以及发育生物学对学生本专业的学习帮助比例为12.24%、6.12%和6.12%。从此问题的反馈来看，我们将来在生物学导论课程中，要加大分子生物学的比重；
    对生物医学科学的学生而言，还要重视细胞生物学的内容。

    生物医学科学专业的学生对于生物学导论(A级)课程的教学改革措施持赞同意见，其中最受肯定的是“海外著名高校资深教师和国内从事一线科研工作的青年教师联合授课”，有77.55%的学生认为这是最有效的措施。有51.02%的学生选择双语教学，分别有46.94%和44.9%的学生选择口头报告作为考核方式和文献讨论课。

    在课程改进的建议方面，生物医学科学专业的学生对于生物学导论(A级)课程的建议，都提出希望增加科研单位(实验室、温室等)的实地考察和科研实践活动(小实验、组会等)，比例为69.39%；
    以及教师在课堂上穿插介绍科研工作的日常情况和科研工作者的培养流程，比例为42.86%。生物医学科学专业的学生还希望能够将理论课、讨论课以及实验课统筹安排，内容衔接，比例为63.27%。由于课时较多，生物学导论(A类)课程的理论课和讨论课安排在同一学期，而实验课则安排在之后的学期，教学团队也不是同一批教师。今后，两个不同的教学团队应加强沟通，将理论课和实验课的内容进行良好的衔接。

    最后，当问及学生在生物学导论课有什么收获时，生物医学科学专业的学生还认为生物学导论课程帮助他们建立了生物学的基本背景知识，比例为69.39%；
    培养了他们对生物学的兴趣，比例为65.31%。生物医学科学的学生认为本课程使他们如何发现和解答生物医学科学中的生物学问题有了一定的概念，比例为67.35%。上述积极反馈说明面向非生物学专业学生的生物学导论课的教学改革措施取得了一定的成效。

    上海交通大学致远学院创建了适合培养拔尖学生的独特模式，经过十二年的实践，证明是卓有成效的。2010年底，以致远学院为依托的“上海交通大学基础学科拔尖学生培养试验计划”被正式纳入国家教育体制改革试点项目。2018年，学院代表上海交通大学在教育部“基础学科拔尖学生培养计划”实施十年总结中获全优成绩。2020年，学院牵头申报的六个学科基地：数学、物理学、化学、生物科学、计算机科学、基础医学6个学科全部入选国家首批拔尖计划2.0学科基地。致远学院面向非生物学专业拔尖学生的不同等级的生物学导论课程，取得了良好的效果。面向生物学专业和非生物学专业(生物医学科学)的生物学导论(A类)微观生物学部分，2020年获评上海交通大学线下一流课程、致远荣誉课程以及上海市高校重点建设课程。面向非生物学专业(化学)的生物学导论(B类)课程也获批“课程思政建设”专项基金。今后的课程教学中，我们将进一步创新，根据不同专业需求，改变对应课程的侧重点和教学方法，将面向生物医学科学专业学生的生物学导论课程建设得更好。

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