细胞生物学是国家级一流本科课程——走进神秘而深刻的微观世界


侯岁稳为学生们讲授细胞生物学理论课。
教材《细胞生物学试验》
隆基教学创新奖证书
细胞生物学实验课程由高欢欢老师授课
细胞骨架在显微镜下染色
承诺绘制植物生殖细胞。 减数分裂图(百合花药)
分子机制图承诺绘制细胞周期调节。
集体备课的教学团队
"为什麽我们吃了美味的食物后会感到非常高兴?"
"我们能闻到许多不同的味道,为什么大脑在闻到不同的味道后会有不同的感觉,比如快乐,无聊?"
"虽然植物不能像人类一样说话或行走,但是为什么它碰到光线,碰到寒冷也能带来各种各样的反应呢?
实际上,这些听起来很简单的问题,如果从细胞上分析是非常复杂的,这背后隐藏着许多神秘而复杂的机制。
1925年,美国生物学家威尔逊留下了一句名言:“所有关键的生命问题都必须在细胞中找到。”细胞中蕴藏着许多重要的生命活动规律。细胞生物学作为生命科学的基础前沿学科,为了理解生命活动的所有生命现象提供了基础,使人们能够理解细胞作为生命活动的基本要素,其结构、功能和在生命活动中的各种角色。
《细胞生物学》是兰州大学的经典主修课程。2022年生命科学学院本科生承诺对大二开设的细胞生物课程有深刻的记忆:“用荧光显微镜看叶绿体是我最喜欢的。在暗室里,叶绿体在显微镜下发出一点红光,特别漂亮。”
然而,学生能从这门精彩而深刻的课程中得到什么,而不仅仅是发现美。教师如何将学生引入细胞生物学领域的“大门”?课程如何在岁月中沉淀和发展?兰州大学生命科学学院的细胞生物教学团队给出了答案。
“所以然”探索知识
细胞在一点点之间构建了一个生命的世界,承载了一个宏伟生物的生理活动,承载了微观生物分子的合成和各种复杂的生化过程。细胞生物学的课程内容是关注细胞的基本结构、功能和基本生命活动规律。
但是教学内容不应该只是呈现和重复这些内容。“基本的关键知识可以通过谈论来理解,但机制是什么?这些内容是怎么产生的?这更重要。”细胞生物学课程团队负责人侯岁稳教授说。
传授基础知识,使学生“知其然”成为细胞生物学课程团队的基本教学目标,引导学生探索知识的“因此”、团队重点关注的目标和理念是培养其科研能力和创新思维。
目前,该课程团队由侯岁稳教授、武海军教授、高乐乐副教授、牟长军副教授、杨涛副教授、陈亮副教授、袁聪副教授、南晶副教授、秦倩倩副教授、闫龙凤、苗瑞东、张巧颖等12名教师组成。“我们不提倡灌输知识,让学生死记硬背,提高成绩。相反,我们会尽最大努力为学生提供一个宽松的学习氛围,引导他们主动思考某个方向。”侯岁稳说。
在课堂上,陈亮先生不仅逻辑清晰地解释了细胞生命活动,还结合自己的研究经验,让学生感受到课本上的物品是如何在具体的研究中使用的。虽然细胞生物学课程已经完成,但我承诺我的同学们仍然记得陈亮先生在谈论细胞骨架时分享的许多相关研究案例,陈亮先生说:“我忘记了书中的这些考试,真正重要的是研究思维”,这让她记忆深刻。
此外,教学团队还将将细胞生物学领域的最新文献和关键进展与某一知识点相结合,让学生了解前沿动态,培养国际视野和批判性思维。侯岁稳举了一个例子:“例如,今年诺贝尔生理学或医学奖授予发现细微RNA的科学家。我们不仅要求学生在课堂上看研究成果,还要引导学生思考这个领域还存在的问题。”
兰州大学的细胞生物学课程除了在大二下学期设置54小时的细胞生物学理论课程外,还包括实验课程。基础实验课程也是在大二下学期设置的,即36小时的细胞生物学实验,72小时的细胞生物学综合实验将在大三秋季设置。
刚刚完成细胞生物学理论课程和基础实验课程的2022年本科生舒云看到,《细胞生物学》为他了解神秘的微观世界打开了一扇大门。微观世界的神秘和宏伟带来了无限的魅力,这让他非常痴迷,激发了他对探索未知的浓厚兴趣。“老师们会结合知识点扩展一些课本以外的内容。我觉得他们不应该在学习和科研上给自己设限。”
使学生“眼中有光”
细胞生物学课程是观察生命基本要素的窗口,让学生窥探微观世界的精致设计,但其知识的复杂性很容易让他们望而却步。答应同学们拿着厚厚的《细胞生物学》教材,感慨道:“高中几页的内容其实在大学里变成了几百页。”
意识到这一点后,教学团队采取了各种措施来培养学生在理论教学和实验教学中的长期学习兴趣,从而引导学生在未来继续深化细胞生物学领域。
突破知识困难不仅是一个挑战,也是一个很好的鼓励。牟长军将帮助学生克服困难,通过将点、线、网相结合的教学方法增强对知识的理解。针对信号转移的抽象过程,牟长军将信号转移过程中的关键参与者及其各种渠道连接起来,帮助学生形成相对完整的知识结构。
为了生动地展示这个复杂的生物学过程,他还会收集相关的动画资源,让学生根据自己的理解绘制信号渠道,让学生进一步整合知识点。
细胞生物学教学团队和理论课程一样,也将在实验课程中培养科研能力和创新能力。制定计划和设计思路,选择葱、胡萝卜或自己的花进行植物组织培养;选择实验药物,确定药物浓度,进行各种药物对癌细胞的抑制实验...在实验教学中,老师给学生空间,让大家积极探索和设计自己喜欢的实验。他说:“主要是鼓励学生收集信息,通过开放式创新实验培养创新能力。”牟长军说。
这种实验教学方法也会给学生带来独特的体验。在进行植物培养时,学生会自己做一个小项目,设计自己在实验过程中使用的激素比例和培养液类型。承诺学习细胞生物学的综合实验:“每个小组都需要设置自己使用的植物材料,然后自己检查论文,找到相关的培养计划。这是这门课最吸引我的地方。”
实验课程是儿童体验科学的有效途径。通过指导学生设计自己的实验,学生可以体验科学研究的过程,在碰撞中成长,从而对学科产生长期兴趣。2021级本科生隋晓菲在实验开始时经历了许多失败,但经过积累的经验,她有了更深的感受:“我在实验课上拍了很多可爱的照片。虽然我经历了一些挫败感和失败感,但当我看到植物细胞一步步脱离分化和再分化时,我觉得生活真的很奇怪。”
如何治疗艾滋病?如何缓解癌症患者的痛苦?能彻底治愈癌症吗?在教学过程中,教师将兴趣培养与责任感相结合,让学生通过列出学生更加关注疾病和需要探索的领域,发现从事这一领域的快乐和意义。
为了将学习兴趣转化为长期的内在动力,教师将在课堂教学中合作培养使命感和兴趣培养。侯岁稳认为,除了让学生掌握细胞生物学的基础知识和最新进展外,最重要的是“让学生眼中有光”,激发他们对这一领域的热情。
“薪火相传”经典学科
兰州大学的细胞生物学有着丰富的历史积淀,是一门普通而经典的课程。早在1980年,中国细胞生物学创始人郑国邈教授就在兰州大学设立了中国最早的细胞生物学专业,并于同年出版并发行了中国第一本统一的细胞生物学大学教材。
郑州大学教授还率先成立了兰州大学细胞研究室,并开设了细胞生物学课程。郑州大学教授编写的《细胞生物学》统一教材,为中国80年代和90年代的生命科学教育奠定了基础。继郑州大学教授之后,杨汉民教授、贾敬芬教授、王崇英教授等一代又一代的教师代代相传,有效促进了学校细胞生物学教学和人才培养。
兰州大学的细胞生物学也一直注重实验教学。1986年,第一本《细胞生物学实验》教材在中国首次编写。目前已再版至第四版,印刷30多万册。150多所高校使用“十二五”普通高等教育本科国家规划教材。
编写教材不仅可以反馈教学,提高教师的教学能力,而且可以促进兰州大学细胞生物学科目的建设。侯岁稳非常重视教材的编写:“不能只讲别人的事,用自己的教材讲课就有灵魂,腰杆子直。“目前,团队正在参与编写中国101计划教材,包括团队教师自身的研究成果。第五版实验教材也已经开始编写,最新版《细胞生物学》理论教材的编写也计划重启,兰州大学自身的细胞生物教材将得到振兴。
长期以来,课程团队一直坚持传承和发扬兰大细胞生物教学和人才培养的先进理念,不断精心打磨教学内容,探索新的教学思路和方法,实现更好的发展和进步。
为了改善教学内容,团队每学期都会定期开展集中学习,采取集中备课的方式。每次邀请一位老师选择一章授课,大家一起提问,让课程更加完善。同时,团队也特别注重创新和前沿。在集中备课或集中学习时,还会安排一位老师在细胞生物学领域讲一些与课程知识点密切相关的最新文献。牟长军认为这是一个教学相长的过程:“如果你想给学生一杯水,你必须先有一桶水。”
注重课程准备,让教学内容非常扎实。再加上幽默的教学风格,细胞生物学课堂更加轻松,学生们也想听和听。隋晓菲说:“老师能力强,幽默,增强了我对这门课的信心,让我在课堂上更加专注和认真。
作为中国细胞生物学专业的起点,兰州大学40多年来出版了3本细胞生物学理论教材和4本实验教材,为中国细胞生物学领域的本科教学和人才培养做出了巨大贡献。2005年,细胞生物学课程被选为“甘肃省精品课程”,细胞生物学试验获甘肃省教学成果奖;2022年甘肃省一流课程入选,2023年全国一流本科课程入选。
“今天,我们的课程内容扎实,课程形式丰富。归根结底,我们都围绕着一个目标:让学生热爱细胞生物学,在此基础上,我们可以为中国做出贡献,实现自我提升。”侯岁稳说,这个目标不高也不低。从长远来看,实现这个目标还有很长的路要走;但就目前而言,从学生眼中看到“光”的那一刻起,这个目标就实现了。

内容来源 |兰州大学新闻网
编辑 | 王文彬
责任编辑 | 彭倩
原文链接|【在兰大学学习】国家一流本科课程《细胞生物学》——走进神秘而深刻的微观世界
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