基于SQ3R策略的“医学细胞生物学”多元化教学模式探索

顿圆圆 ,  孙权 ,  杜佳兴 ,  张金波

中国医学教育技术 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (4) : 537 -542.

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中国医学教育技术 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (4) : 537 -542. DOI: 10.13566/j.cnki.cmet.cn61-1317/g4.202504021
教与学研究

基于SQ3R策略的“医学细胞生物学”多元化教学模式探索

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Exploration of a diversified teaching model for medical cell biology based on the SQ3R strategy

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摘要

目的 探讨基于SQ3R(survey、question、read、recite、revise,SQ3R)策略的多元化教学模式在医学细胞生物学教学中的应用效果。 方法 选取佳木斯大学2023级临床医学专业四个班级共120名本科生为研究对象,随机分为试验组(n=60)和对照组(n=60)。试验组采用基于SQ3R策略的多元化教学模式,对照组采用传统教学模式。通过课堂观察、期末考试成绩及问卷调查,比较两组学生在学习兴趣、课堂参与度、学习成绩、自主学习能力和创新思维能力等方面的差异。 结果 试验组学生的基础知识题、综合分析题、创新设计题及总成绩[分别为(53.11±3.57)、(26.38±2.86)、(8.73±1.02)和(88.23±5.00)分]均高于对照组[分别为(47.82±4.49)、(22.61±3.07)、(6.46±1.36)和(76.90±5.50)分,均P<0.05],差异具有统计学意义。此外,试验组学生在学习兴趣[(4.71±0.38 )分vs. (3.86±0.41)分]、课堂参与度[(4.69±0.47)分 vs. (3.71±0.60)分]、教学模式接受程度[(4.58±0.49)分 vs.(3.95±0.46)分]及主动学习能力[(4.77±0.41)分vs.(3.87±0.54)分]评分上均高于对照组(均P<0.05),差异具有统计学意义。课堂观察显示,试验组学生的发言频率、发言内容的逻辑性和创新性均优于对照组。 结论 基于SQ3R策略的多元化教学模式能够显著提升学生的学习兴趣、课堂参与度、学习成绩,并有效促进学生的自主学习能力和创新思维能力提升,适用于医学细胞生物学教学。

Abstract

Objective To explore the application and effectiveness of the SQ3R strategy-based diversified teaching model in the teaching of medical cell biology for the 2023 cohort at Jiamusi University. Methods A total of 120 undergraduate clinical medicine students from four classes were randomly divided into an experimental group (n=60) and a control group (n=60). The experimental group adopted the SQ3R strategy-based diversified teaching model, while the control group followed traditional teaching methods. Classroom observations, final exam results, and questionnaire surveys were used to compare the two groups in terms of learning interest, classroom participation, academic performance, self-directed learning ability, and innovative thinking ability. Results The experimental group scored significantly higher than the control group in basic knowledge questions, comprehensive analysis questions, innovative design questions, and total scores (53.11±3.57, 26.38±2.86, 8.73±1.02, and 88.23±5.00 vs. 47.82±4.49, 22.61±3.07, 6.46±1.36, and 76.90±5.50, respectively; P<0.05). Additionally, the experimental group achieved significantly higher scores in learning interest (4.71±0.38 vs. 3.86±0.41), classroom participation (4.69±0.47 vs. 3.71±0.60), acceptance of the teaching model (4.58±0.49 vs. 3.95±0.46), and self-directed learning ability (4.77±0.41 vs. 3.87±0.54; P<0.05). Classroom observations further revealed that students in the experimental group demonstrated higher frequency, better logic, and greater innovation in their classroom discussions compared to the control group. Conclusion The SQ3R strategy-based diversified teaching model significantly improves students’ learning interest, classroom participation, academic performance, and promotes self-directed learning and innovative thinking abilities, making it suitable for medical cell biology education.

关键词

医学细胞生物学 / SQ3R策略 / 多元化教学

Key words

medical cell biology / SQ3R strategy / diversified teaching

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顿圆圆,孙权,杜佳兴,张金波. 基于SQ3R策略的“医学细胞生物学”多元化教学模式探索[J]. 中国医学教育技术, 2025, 39(4): 537-542 DOI:10.13566/j.cnki.cmet.cn61-1317/g4.202504021

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“医学细胞生物学”作为医学教育的基石课程,对学生理解细胞功能及生命活动机制至关重要[1]。传统教学模式多以教师为中心,侧重于知识灌输,致使学生学习被动,难以应对知识的抽象性与复杂性,限制了其对知识的深入理解、应用及综合素养的提升[2]。SQ3R阅读学习法涵盖survey(浏览与概览)、question(提问)、read(阅读与笔记)、recite(复述)、revise(复习)五个核心步骤,强调学生主动参与学习进程。将其与多元化教学模式相结合应用于“医学细胞生物学”教学,是对传统教学的革新尝试,旨在激发学生学习热情,促进知识内化与迁移,培养适应现代医学需求的创新型人才。

1 理论基础与教学模式构建

基于建构主义学习理论、认知负荷理论和教育心理学原理,笔者构建了一种基于SQ3R策略的多元化教学模式。建构主义学习理论强调知识的主动建构性、社会互动性和情境性[3]。在该模式中,Survey阶段通过构建思维导图,学生主动整合知识,形成个人知识框架,体现了知识的主动建构,案例教学法则将知识置于临床案例情境中,使学生在真实情境下应用知识,契合了建构主义的情境性原则,认知负荷理论关注工作记忆负荷的管理[4]。Question环节引导学生结合旧知提问,促进了知识迁移,使以往学习的细胞分子生物学等知识有效迁移至医学细胞生物学的学习中,构建了更加完整的知识体系[5]。在Read阶段引入康奈尔笔记法,帮助学生合理组织信息,通过分区整理重点和细节减轻认知负荷,便于知识结构化、记忆与提取。Recite(小组讨论复述和角色扮演复述等复述环节)阶段采用多样化的复述方式,进一步降低认知难度,提高学习效率,促进了学生之间的社会互动,通过协作深化对知识的理解。在Revise阶段,依据艾宾浩斯遗忘曲线制定复习时间表,采用多元复习法,辅以测验与反馈优化元认知策略,实现知识体系化整合与长期记忆强化,提升复杂内容的理解深度与应用能力。教育心理学原理则为该模式提供了动机激发与知识迁移的理论支撑,从学习动机的角度看,多元化教学模式通过新颖的教学方法激发了学生的内在学习动机,依据自我效能理论,学生在完成学习任务过程中增强了自我效能感,进一步提升了学习积极性。

2 SQ3R策略在“医学细胞生物学”教学中的应用

本研究随机选取佳木斯大学2023级临床医学四个班级作为试验对象,总人数120人,其中试验组60人,对照组60人。在试验前,通过对学生入学成绩、前期基础课程学习表现以及学习能力等多方面数据的综合分析,确保两组学生在这些方面无显著差异,以最大程度减少无关变量对试验结果的干扰。教学实施过程中,试验组采用基于SQ3R策略的多元化教学模式,对照组采用传统教学模式。以“内膜系统”为例,试验组依次按照survey、question、read、recite和revise五个步骤进行教学,并结合思维导图、案例教学、角色扮演等多元化方法;对照组则以教师讲授为主,学生被动接受知识。

2.1 Survey(浏览与概览)

教师引导学生通过构建思维导图梳理内膜系统的关键知识点,建立系统性认知[6]。首先,明确主题与主干节点,以“内膜系统”为主题,内质网作为主干节点,延伸出粗面内质网和滑面内质网两大子节点。其次,分层展开知识点,在粗面内质网分支中添加核糖体结合的分子基础和蛋白质合成机制等内容,而在滑面内质网分支中标注脂质合成及药物解毒的功能模块。随后,通过结合图示强化逻辑关联,利用箭头、线条等标注工具直观展示内质网与高尔基体、溶酶体等细胞器之间的物质运输过程,包括囊泡形成、运输分子马达作用及膜融合机制,体现内膜系统的协同关系与逻辑结构。最后,通过激发学生主动参与,要求学生自主分类整理知识,并运用颜色、形状和符号区分重点与细节,从而形成直观的认知框架。此方法不仅帮助学生从宏观到微观层面掌握内膜系统的核心内容,还增强了其主动建构知识的能力,为后续学习奠定了坚实的基础。

2.2 Question(提问)

2.2.1 结合旧知提问的重要性

基于已有的知识储备提问,可有效促进知识迁移与整合。学生在“遗传学”课程学习了基因突变与疾病的关系,在学习“内膜系统”时,教师可引导学生思考内质网相关基因突变如何导致内质网功能异常,进而引发特定疾病的分子发病机制。这种跨知识模块的提问方式,不仅加深学生对新知识的理解,还培养其综合运用多学科知识解决问题的能力,构建更完整的知识网络体系,提升学生的批判性思维能力[7]

2.2.2 具体提问引导策略

在教学过程中,教师设计多种提问策略,引导学生主动思考和深度探究,帮助其构建系统性认知并提升学习效果[8-10]。首先,采用回顾与复习引导的策略,通过提问唤起学生对相关基础知识的记忆,搭建新旧知识的桥梁,为新知识的理解提供必要的背景支持。其次,通过开放性问题,鼓励学生从多角度思考与探索,引导其关注深层机制和知识背后的因果关系,激发其学习兴趣与探究欲望。此外,利用对比与关联提问,引导学生在不同情境中分析知识点的异同和联系,培养其比较分析能力与批判性思维。增强学习的实际应用性,设计情境化问题,将抽象的知识点嵌入具体情境或案例中,使学生能够从真实场景中理解知识的功能与意义。同时,通过延伸性与探究性问题,进一步激发学生的自主学习能力,鼓励其跨学科思考或开展深度研究,以推动其知识迁移与扩展能力的发展。

通过设计层层递进的提问策略,从基础复习到深度探究,从理论分析到情境应用,激发学生的思维活力,提升其主动提问与解决问题的能力,培养学生的批判性思维和探究精神,为其构建深度学习框架提供了有力支持。

2.3 Read(阅读与笔记)

在Read阶段,应用康奈尔笔记法[11]。以“溶酶体”知识阅读为例,学生在笔记右侧记录详细内容,包括核心概念和重要细节,如溶酶体的结构特征、分类、功能机制等;在左侧窄栏记录与思考相关的线索,如溶酶体标志性酶的功能与其催化特性之间的关系等;在底部总结区域反思与归纳,深入剖析溶酶体功能异常与疾病的发病机制及潜在治疗靶点,形成对溶酶体知识的系统性理解与深度思考,为知识内化与应用奠定基础。同时,学生在阅读过程中,依据认知负荷理论,对复杂的溶酶体发生过程相关知识进行分块整理,如将溶酶体酶蛋白的合成、修饰、运输等环节分别梳理,提高阅读与笔记效率。康奈尔笔记法的应用不仅帮助学生条理清晰地记录和提炼知识,还能通过总结反思培养其深度思考能力,实现知识的系统化与高效内化。

2.4 Recite(复述)

(1) 案例复述

教师提供内膜系统相关临床案例[12-13],如内质网应激与心血管疾病关联案例。学生复述时,需深入剖析案例中内膜系统知识要点与病理生理过程。阐述内质网应激时未折叠蛋白质反应三条信号通路(IRE1-XBP1、PERK-eIF2α、AtF6)的激活顺序与分子交叉对话机制,以及如何导致心肌细胞内质网钙离子稳态失衡、线粒体功能障碍,最终引发心肌细胞凋亡、心肌纤维化等心血管疾病病理变化。通过案例复述,强化学生对内膜系统知识的理解与应用,培养临床思维与问题解决能力,同时使学生在真实案例情境中体会知识的重要性,增强学习动力。

(2) 角色扮演复述

通过设计细胞内“生产线”场景,让学生分别扮演内质网、高尔基体和溶酶体等细胞器,动态展示蛋白质合成、加工与运输过程。扮演内质网的学生简述蛋白质合成起始的核糖体组装及信号肽引导多肽链穿膜转运的关键机制、内质网腔内的蛋白质折叠与质量监控;扮演高尔基体的学生讲解蛋白质在各膜囊的加工步骤;扮演溶酶体的学生概括溶酶体酶蛋白的靶向分选及其在细胞内物质降解中的功能。通过角色扮演,使学生直观感受细胞器间协作关系,增强知识记忆与理解,促进学生之间的互动与协作能力,契合建构主义学习理论的核心理念[14]

(3) 小组讨论复述

组织学生分组讨论内膜系统重点知识,如不同类型内质网功能差异与细胞代谢稳态的关系。各小组从多维度展开讨论,一组从细胞营养物质摄取与代谢流调控角度,分析粗面内质网蛋白质合成与能量代谢的偶联机制,以及滑面内质网脂质合成与代谢物储存的动态平衡调节;另一组从细胞应激反应视角,探讨内质网功能重塑在应对氧化应激、营养匮乏等应激条件下对细胞存活与功能维持的作用机制。通过小组分工与互动,学生在观点碰撞中深化了对内质网功能及其与细胞代谢调控关系的理解,全面认识了内膜系统在应对细胞应激中的关键作用。讨论过程不仅促进了知识共享与思维拓展,也培养了团队合作与批判性思维能力[15]

(4) 绘图复述

要求学生绘制内膜系统结构示意图并复述。绘制内质网时,准确标注粗面内质网核糖体结合位点的蛋白质与核酸相互作用细节、滑面内质网脂质合成酶复合物分布区域;绘制高尔基体时,明确标明不同膜囊的标志性酶分布、囊泡运输载体的类型与运输方向;绘制溶酶体时,突出酸性水解酶合成与运输路径、溶酶体膜的特殊脂质组成与质子泵分布。结合绘图,学生详细描述各细胞器功能特点及相互关系。这种绘图复述方式将抽象知识形象化,助力学生深入理解与记忆内膜系统的复杂结构与功能,降低认知负荷,提高学习效果[16]

2.5 Revise(复习)

2.5.1 艾宾浩斯遗忘曲线在复习中的应用

依据艾宾浩斯遗忘曲线,为学生精心规划复习时间表[17]。学习内膜系统知识后的1天内,学生进行快速回顾,重点强化内质网在蛋白质加工流程中的关键事件与高尔基体囊泡运输的分子机制,稳固短期记忆。3天后,进行知识点串联复习,梳理内质网、高尔基体、溶酶体间物质运输与信息传递网络,构建知识体系连贯性。7天后,通过综合性练习题检测知识掌握情况,针对薄弱环节进行强化复习。15天和30天进行系统复习,绘制内膜系统思维导图,回顾临床案例分析思路,将知识框架系统化,巩固长期记忆。同时,在复习过程中,学生根据建构主义学习理论,不断调整和完善自己的知识框架,将新的复习内容与已有的知识结构进行整合,提高知识的系统性和稳定性。

2.5.2 复习方法与技巧

针对内膜系统重点与难点知识,采用多元复习方法[18-20]。对于重点知识,如内膜系统的膜泡运输机制,学生制作复习卡片,一面详细记录 COPⅡ、COPⅠ及网格蛋白包被囊泡的形成部位、运输物质、分子组成及调控因子,另一面绘制囊泡形成与运输的示意图并标注关键步骤,随时自我测试强化记忆。对于难点知识,如溶酶体的发生过程,可组织学生对比分析溶酶体与线粒体的发生机制,从起源、蛋白合成与转运、成熟及质量控制等角度总结差异与共性,深化理解。此外,设置复习小测验,涵盖选择题考查基础知识记忆、简答题测试知识理解与应用、绘图题检验结构与功能的掌握情况,根据测验结果进行个性化辅导与针对性复习,确保知识巩固效果。在复习小测验中,学生通过自我评估和教师反馈,进一步调整学习策略,提高学习效率,符合元认知学习策略的要求。

3 教学模式效果评估

3.1 评价方法

3.1.1 教师课堂观察

通过对教师在课堂互动细节、提问深度以及学生讨论表现等方面的记录与分析,综合评估学生在课堂中的参与度、思维深度和知识表达能力。评估内容包括学生在小组讨论中的发言频率与质量、提问环节中对深层次问题的延伸能力,以及在角色扮演和案例复述中对知识的表达流畅性与逻辑性。

3.1.2 学生成绩评估

学生的学习成绩通过期末考试进行评估,考试总分为100分。考试内容分为三部分:基础知识题(占60分)、综合分析题(占30分)和创新实验设计题(占10分)。通过统计试验组和对照组学生在各部分的得分情况,分析两组之间的差异。

3.1.3 学生学习兴趣与学习态度

通过问卷星平台设计调查问卷,问卷评分满分为5分。问卷内容包括以下四个方面:学生对教学内容的兴趣、课堂参与意愿、对多元化教学方法的接受程度以及学习能力提升的主观感受。通过对试验组和对照组学生在各部分得分的统计分析,评估两组在学习兴趣与学习态度方面的差异。此外,课程结束后开展个别访谈,深入收集学生对教学模式的反馈和改进建议。

3.1.4 自主学习能力与创新思维能力

通过观察学生的自主学习行为(如查阅文献资料、知识总结与拓展),以及课程项目中的创新性表现和团队协作能力,同时结合临床实习环节中知识运用的具体表现,综合评估学生的自主学习能力和创新思维能力。

3.2 统计分析方法

应用SPSS 27.0软件对数据进行统计分析。计量资料以(x¯ ±s)表示,组间比较采用独立样本t检验。以P<0.05为差异具有统计学意义。

4 结果

4.1 研究对象的一般资料

试验组和对照组研究对象各为60人。试验组中,女性34人(56.67%),男性26人(43.33%);对照组中,女性35人(58.33%),男性25人(41.67%)。两组学生的年龄均分布在18~20岁,试验组年龄为(18.85±1.21)岁,对照组年龄为(18.92±1.17)岁。两组学生在性别、年龄及既往在校成绩等方面的差异均无统计学意义(均P>0.05)。

4.2 教师课堂观察

试验组学生在小组讨论中的发言频率显著高于对照组,且发言内容展现了较高的逻辑性和创新性。例如,在探讨“心血管疾病发病机制”问题时,试验组学生不仅能够结合基础生物学中的内质网应激理论,还进一步延伸讨论其与临床治疗的潜在关联,体现出较强的跨学科思维能力。在角色扮演与案例复述环节,试验组学生的知识迁移能力显著提升,复述内容的准确性提高,且整体逻辑性更为严密。

4.3 两组学生学习成绩比较

试验组学生的基础知识题得分成绩、综合分析题得分成绩、创新设计题得分成绩、总分成绩均高于对照组(均P<0.05),如表1所示。

4.4 两组学生学习兴趣与学习态度比较

试验组学生在学习兴趣、课堂参与度、教学模式接受程度和主动学习能力提升等方面得分均高于对照组(均P<0.05),如表2所示。

4.5 两组学生自主学习能力和创新思维能力比较

在自主学习和创新思维能力评估中,试验组表现显著优于对照组。试验组学生能够主动运用如SQ3R等学习策略归纳知识,表现出更高的学习主动性和深度,同时在查阅和引用文献、扩展相关知识方面表现突出。在课程项目中,试验组学生提出的研究方案在创新性、可行性和综合运用能力方面均优于对照组,展现出对理论知识的深入理解与跨领域思考的能力。例如,试验组学生能够基于“内质网应激与心肌细胞损伤”模型等基础理论分析心血管疾病病情,并提出具有科学依据的治疗思路。相比之下,对照组学生更倾向局限于临床症状的描述,较少涉及深层次的理论分析。

5 讨论

5.1 SQ3R教学模式有助于提升学生学习兴趣、课堂参与度与学习成绩

由表1~2可见,SQ3R教学模式显著提升了学生的学习兴趣、课堂参与度和学习成绩(均P<0.05)。试验组学生在学习兴趣和课堂参与度上的表现均优于对照组,表明多元化教学方法(如小组讨论、案例分析和角色扮演)能够有效激发学生的学习动机,并增强对教学模式的接受度。试验组学生在课堂讨论中的发言频率显著高于对照组,且发言内容展现出更高的逻辑性和创新性。这种表现表明,SQ3R教学模式能够通过有效的课堂互动设计,引导学生深入思考,增强课堂参与的质量,从而为学习兴趣与参与度的全面提升提供支撑。

5.2 SQ3R教学模式有助于促进学生自主学习能力与创新思维能力提高

新教学模式显著增强了学生的自主学习能力和创新思维能力(均P<0.05)。由表2可见,试验组学生在主动学习能力评分上显著优于对照组。课堂观察显示,试验组学生能够主动运用SQ3R学习策略归纳知识,积极查阅文献扩展学习内容,并在课程项目中提出更具创新性和可行性的研究方案。由表1创新设计题得分差异可见,试验组学生不仅具备更强的创造性思维,还能够将理论知识有效应用于临床实际。这表明,新教学模式通过优化课堂互动和任务驱动策略,为学生提供了发展自主学习能力与创新思维能力的有利条件。

5.3 改进空间探讨

在分析基于SQ3R策略的多元化教学模式实施效果基础上,部分改进空间逐渐显现。首先,由于部分学生在初期对SQ3R策略和多元化教学方法的适应存在困难,教师应加强引导与培训。可以开发专门的教学引导材料或短期培训课程,帮助学生快速掌握新模式的核心策略与学习方法,降低适应成本。其次,多元化教学对教学资源和时间的要求较高,需要优化资源配置与教学设计。建议通过整合线上教学资源、虚拟实验室、教学视频和案例库,减少对实物资源的依赖,同时精心设计教学活动,提高教学效率,确保在有限时间内达成预期教学目标,并进一步提升该模式的可操作性。此外,应建立定期反馈机制与长期效果追踪系统。当前研究虽验证了模式的短期优势,但长期效果尚待评估。建议在后续教学中,通过问卷调查、座谈会及学生毕业后的实践反馈,系统收集其在理论知识应用、科研能力发展和临床实践中的表现数据,从而评估该模式对学生综合素质与创新能力的长远影响。同时,充分听取教师和学生的建议,持续优化教学模式,确保其在提升学生专业能力和综合素质方面发挥更大作用。

6 结束语

基于SQ3R策略的多元化教学模式在医学细胞生物学教学中展现出显著优势,不仅提升了学生的学习成效,还激发了学习兴趣,充分调动了学生的学习积极性与主动性,提升了学生的综合能力,符合现代医学教育人才培养的目标。未来应进一步优化教学资源配置,探索在其他医学课程中的应用,并加强长期效果的评估,为培养适应现代医学需求的高素质人才提供更全面的教学支持。

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基金资助

中国高等教育学会2022年度高等教育科学研究规划课题(22DF0414)

佳木斯大学新医科医学教育专项项目(2022XYK-12)

佳木斯大学教育教学改革研究项目(2022JY3-07)

佳木斯大学教育教学改革研究项目(SX202303001)

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