一、开放式讨论教学应用于“细胞生物学”课程教学的案例展示

　　细胞作为有机体结构与生命活动的基本单位，既是生命科学发展的生长点，又是生命科学发展的汇聚点。细胞生物学是在显微、亚显微和分子水平研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学，是当代生命科学的重要基础学科。目前，细胞生物学的研究日益深入，已成为２１世纪生命科学研究的重要领域。“细胞生物学”课程既是北京林业大学生物科学与技术学院理科基地生物科学专业的重要主干课程，也是生物技术专业重要的专业基础课程。

　　（一）通过开放式讨论教学引入最新科研进展内容

　　“细胞生物学研究方法”是“细胞生物学”课程中承前启后的一个章节，该章节从细胞形态的显微观察、细胞及其组分的分析、细胞培养与生物工程、细胞及生物大分子的动态变化等几个方面介绍了有关细胞生物学的研究方法。其中关于细胞形态的显微观察，课本中主要介绍了光学显微镜、荧光显微镜、激光共聚焦显微镜和电子显微镜的原理和使用方法。这些显微成像技术可以帮助研究者从分子和细胞等微观层面观察生命过程中的变化，揭示生命活动的物质基础和动态规律。近年来，科学家们不断尝试，实现了突破衍射极限的光学显微成像，即超分辨荧光显微术［３］。２０１４年诺贝尔奖即授予了其中两种超分辨率光学显微镜的发明者———受激发射损耗显微术（以下简称为ＳＴＥＤ）的发明者ＳｔｅｆａｎＷ．Ｈｅｌｌ和光激活定位显微术（以下简称为ＰＡＬＭ）的发明者ＥｒｉｃＢｅｔｚｉｇ、ＷｉｌｌｉａｍＥ．Ｍｏｅｒｎｅｒ。由于教材内容篇幅的限制以及修订和出版时间的周期性，这一重要内容并没有被及时收录在内。于是，我们选择这一部分内容作为开放式讨论教学内容。首先，教师为学生强调衍射极限的概念，从成像的角度来说，衍射极限影响下的显微成像系统只能分辨有限小的细节，一般在２００ｎｍ到３００ｎｍ之间。德国物理学家ＥｒｎｓｔＡｂｂｅ发现了这一现象，并将其公式刻在自己的墓碑上。在教师的引导下，学生们播放了在网上查找到的诺贝尔奖获得者的采访视频和超分辨率显微术动画，激发大家的学习兴趣；另一组学生则通过ＰＰＴ和ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ展示了ＳＴＥＤ和ＰＡＬＭ技术的原理和特点。随后，教师通过设立以下问题引导学生展开讨论：相对于传统光学显微术，ＳＴＥＤ显微术和ＰＡＬＭ显微术通过何种方式突破了刻在墓碑上的公式———光学衍射的极限，实现了在纳米级对生物大分子和细胞结构进行清晰成像。最后，教师对学生讲述中提到的多种超分辨率显微镜的优势和不足加以补充和总结。通过这次讲述和讨论，学生们增长了知识，开拓了视野，知道了超高分辨率显微镜通过多种技术革新大大提高了人们对细胞内大分子物质定位和功能分析的观测尺度，深刻理解了显微镜是认识复杂生命现象的窗口这一观点。由上述案例可知，通过开放式讨论教学可将更多的研究进展融入到课堂教学中，更新和充实基础理论。

　　（二）通过开放式讨论教学将理论与实际应用相结合

　　“细胞增殖调控与癌细胞”是“细胞生物学”课程中备受学生关注的'一个章节。细胞增殖是生物繁殖和生长发育的基础，是受到高度严格调控的细胞生命过程。在细胞增殖中任何关键步骤的错误，都有可能引发严重后果。在动物体内，异常旺盛增殖的细胞会发生癌变转化为癌细胞，对生命安全造成严重威胁。“细胞生物学”课程中大多数章节理论性较强，知识较为抽象，然而“细胞增殖调控与癌细胞”一节与每位同学的身体健康密切相关，学生们有着强烈的学习兴趣和探索欲望。因此，我们借助学生的学习兴趣，将癌细胞的形成与特征部分作为开放式讨论教学内容。首先，教师为学生概述癌细胞的定义和与细胞增殖调控的关系。紧接着，有学生讲解癌细胞的基本特征及肿瘤的发生过程，另一组学生讲解肿瘤发生的细胞信号调控网络以及目前针对特异信号通路的癌症治疗靶向药物。随后，教师通过设立以下问题引导学生展开讨论：癌症的发生与环境因素是否密切相关？癌症是不是遗传性疾病？癌症是不是可以称为老年疾病？癌症的产生除了基因突变，有没有其他遗传机制的参与？等等。最后，教师对学生讲述中提到的癌基因、抑癌基因和生长因子等重要知识点加以强调和深化。通过这次讲述和讨论，学生不但对课本知识理解得更为深刻，也真正认识到细胞生物学与人类生活的密切关系，以及细胞生物学在解决人类所面临的重大健康问题中所发挥的重要作用。由上述案例可知，通过开放式讨论教学，可以将与理论知识密切相关的实际应用融入课堂教学中，激发学生的学习兴趣，促使学生积极主动地学习和运用知识。