黄思罗 杨英 春雷 蒋涛 余龙江

摘要：随着生命科学的迅猛发展及其对相关学科影响的日益增加，我国综合性大学陆续开展了针对非生物医学类专业学生的生物学通识教育课程，其中细胞生物学是该类课程的核心内容之一。华中科技大学近年来也针对电子信息和通信专业学生开设了生物学通识教育课程，因此细胞生物学教学需要针对该专业学生的知识结构、思维模式和后期发展方向进行课程内容的优化，以期达到更好的教学效果和人才培养质量。本文总结了面向学校电子信息与通信专业学生的细胞生物学课程优化设计及教学实践情况，以期为针对工科专业的该课程教学提供一定的思路和经验。

关键词：工科专业；电子信息与通信；细胞生物学；课程优化

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）48-0131-02

一、生物学通识教育公共课的发展及通识课程中细胞生物学教学所面临的问题

20世纪50年代以来，生命科学发生了翻天覆地的变化，已经发展成为一个技术发展迅速、应用领域广泛、学科交叉众多的综合性科学。近年来，我国许多重点大学尤其是综合性大学陆续开展了针对全校学生的生物学通识教育公共课，如《生物学基础》、《现代生物学》、《生命科学导论》等，使之成为学校通识教育体系的重要组成部分[1]。设置这类通识教育公共课的目的，旨在培养非生物专业学生的综合素质，促进生命科学与相关专业进行学科交叉融合。这类课程的开设和建设推广取得了良好的效果，如清华大学、上海交通大学、南京大学、厦门大学等高校开设的生物学公共课程均被评为国家级精品课程[2，3]。

不同学校的通识教育中，各种生物学公共课一般为32—64学时，普遍涵盖普通生物学、生物化学与分子生物学、遗传学、细胞生物学等多个二级学科的内容。其中，细胞生物学是重要组成部分。但整体上看，该类生物学公共课中，细胞生物学教学主要存在两个问题：一是相对于不同生物学、医学专业中细胞生物学教学的56—88学时，该类公共课中细胞生物学的学时一般不会超过20学时，甚至更少；二是相对于其他生物学二级学科，细胞生物学在高中理科生物教学大纲中占较大比重，一些基本知识点如细胞和重要细胞器的概念以及基本功能均已涉及[4]。因此，对于生物学公共课中的细胞生物学教学来说，一方面学时较少，无法深入开展复杂知识点的教学；另一方面，由于高中生物教学中已涉及相当数量的细胞生物学中的基本知识，单纯讲授这些知识点会导致学生觉得学习内容重复乏味。但是，如果像专业课程那样，系统讲授全部的细胞生物学复杂知识点，不仅学时不够，而且学生因为缺乏相应的前期知识基础，对这些过于专业的复杂知识点难以吸收和消化，不利于培养学生对生物学的兴趣，从而难以促进学科的交叉融合。

二、学校电子信息与通信专业学生生物学公共课的要求和特点

在我校电子信息与通信学院和生命科学与技术学院的共同努力下，针对电子信息与通信专业三年级本科生，开展了相应的生物学公共课。显而易见，该课程既不同于针对生物学、医学、农学等专业学生的专业教学，也不同于针对全校所有非生物学专业的通识教育体系中的生物学公共课。该课程需要让学生通过课程的学习，认识生命系统的本质特征和规律，理解生命的内涵，熟悉生命科学的思维方式和方法，但并不需要像生物学相关专业学生那样，了解过深过细的生物学内容，也无须掌握非常专业的实验技能。而且，也不能像常规通识教育公开课那样，仅仅停留于了解生命科学，必须要着眼于电子信息与通信专业和生命科学之间的交叉与应用，其教学深度和侧重点都不能将生物学教学简单地作为浮光掠影的科普和通识。此外，前述常规生物学通识教育中细胞生物学教学所面临的两个问题依然存在，无论是较短的课时，还是与高中生物教学基础知识点的重复，都为该类公共课的课程设计带来一定的挑战。

由于高中和本科阶段计算机技术通识课程的学习，以及家用计算机和智能手机的广泛普及，现在本科生的知识结构普遍涵盖计算机的基础概念和常规应用。而对于大部分高年级工科专业学生来说，无论在日常生活还是工科专业知识学习过程中，都广泛应用计算机，其计算机理论和应用水平均具备一定的高度，相当比例的学生考取了相关计算机水平证书。而且，细胞生物学是研究细胞的结构、功能和各种生命规律的一门科学，细胞是自然或碳基生命的基本单位和主体。同样，计算机也可理解成电子或硅基生命的基本单位，无论是每个生命基本单元的内部结构和运作，还是不同生命基本单元间的相互作用和联系，两者间在各个层面均有着天然的类似性。同时，无论是利用细胞来实现逻辑运算的细胞电路和计算机，还是利用计算机来模拟细胞运行的虚拟细胞，都是目前学科交叉的重要发展方向。

三、针对电子信息与通信专业本科生细胞生物学课程的优化策略

如前所述，根据我校目前开展的针对电子信息与通信专业本科生的生物學公开课中细胞生物学教学的授课目标和存在问题，结合生物学相关专业教学体系，以及学生的专业知识结构和思维特点，我们对该公共课细胞生物学的教学设计进行了改革与优化，其思路主要为：（1）在内容上，主要讲授细胞生物学的基础知识点，不涉及过深过细的复杂知识点。（2）将细胞各组成部分及其功能与计算机各组成部分及其功能相互联系和对应，如将细胞中的中心法则对应为计算机操作系统，病毒对应为计算机插件，染色体中DNA对应为稳定储藏不可变信息的计算机硬盘，信使RNA对应为计算机随时提取信息的内存等。此外，从信息化的角度，介绍最新的细胞生物学研究技术，如从条形码的角度解读单细胞标记技术。（3）追踪学科最新进展，但不刻意强调具体细节，主要从概念性和新观点、新模型、新假说的角度，介绍细胞生物学前沿知识。（4）密切结合实际应用，特别是该专业学生有可能参与或感兴趣的应用，如医疗大数据、基于神经网络的机器学习等。

根据上述课程设计的优化原则，教学中较少涉及过深过细的知识点，并在教学中采用从计算机和信息的角度对应介绍细胞生物学基础知识点；及时介绍学科最新进展，展示一系列不同模型和假说的认知过程；并从实际和潜在应用的角度，巩固加深对基础知识的运用。因此，教学内容的优化，既避免了学生觉得重复乏味，也有助于该专业学生在掌握了一定的计算机知识后，能从另一层面认识生物学的基本规律，促进他们从计算机和信息的角度思考、参与和解决生物学问题。因此，本文针对电子信息与通信专业本科生的细胞生物学课程教学要求，优化设计了特色鲜明的教学内容体系，有助于提高该专业学生的生命科学素质和跨学科交叉学习能力。

隨着生命科学的迅猛发展及其与不同学科的深度交叉融合，极大促进了相关学科的发展和人才培养质量的提高。目前，越来越多的非生物学专业学生，尤其是理工科专业学生，积极学习并参与生命科学相关的科学研究和开发。本文针对电子信息与通信专业学生进行的细胞生物学教学内容的优化与教改实践探索，可为这种既不同于传统专识教育也不同于一般通识教育的细胞生物学教学，提供新的思路和经验。

参考文献：

[1]董翠，张继英，肖颖.在我校开设《生命科学导论》公选课的探讨与实践[J].现代企业教育，2014，（16）：351.

[2]吴磊，朱凌云，柳珑.生物学公共课教学的核心价值及其实现[J].高等教育研究学报，2013，（36） （s1）：100-102.

[3]丛蔚然，周选围.通识教育理念下“生物技术与人类”课程的教与学[J].高校生物学教学研究（电子版），2013，3（4）：14-18.

[4]王宝娟，张盛周，朱国萍.诺贝尔奖在细胞生物学教学中的应用[J].中国细胞生物学学报，2010，（3）：497-500.

Abstract：With the rapid development of life science and its increasing impact on related disciplines，many comprehensive universities in China have carried out the biology general education curriculum for all students，and cell biology is one of the core contents of these biology curriculum. In recent years，Huazhong University of Science and Technology has also set up similar biology general education course for the students of the college of electronic information and communication. Therefore，the teaching of cell biology needs relative curriculum optimization in order to achieve better teaching results and talent training quality which based on the knowledge structure，thinking mode and the later development direction of these students in the engineering major. This paper summarizes the optimization design and teaching practice of the cell biology course for these students，and hopes provide some ideas and experiences for the cell biology course teaching faced to engineering major.

Key words：engineering major；electronic information and communication；cell biology；curriculum optimization