全 文 ：植物生理学通讯 第 44卷 第 4期，2008年 8月 759
收稿 2008-05-26 修定 2008-07-11
资助 衡阳师范学院教学研究项目(jyk t20 08 08 )。
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植物生理学中 “细胞信号转导 ”教学的探讨
林琼 *
衡阳师范学院生命科学系, 湖南衡阳 421008
《植物生理学》(潘瑞炽 2004)中 “细胞信号转
导”部分的教学是想让学生了解细胞信号转导的4
个步骤, 弄清楚信号、受体及细胞信号转导的概
念, 理解细胞第二信使Ca2+/CaM在信号转导中的作
用, 了解 G蛋白参与的跨膜信号转换、三磷酸肌
醇和二酯酰甘油(IP3/DAG)双信号系统及信号转导
中的蛋白质可逆磷酸化。我们觉得要讲授好这部
分内容很不容易, 学生也反映此部分的内容比较抽
象和枯燥, 难于理解与记忆, 教师的教法单调也是
学生对这部分内容不感兴趣的原因, 总之, 教学效
果很不理想。为此, 近年来, 我们从学生的实际情
况出发, 采用了一些比较受学生欢迎的教学方法和
手段, 学生对这部分内容的学习积极性和兴趣普遍
提高, 效果较好。
1 以提问题的方法导入课题
在讲授这章的前言部分时, 为了提高学生的学
习积极性和兴趣, 首先播放含羞草叶片合拢、舞草
翩翩起舞的视频, 并向学生提出以下问题: 为什么
含羞草会 “害羞 ”? 舞草会跳舞? 干旱时植物气孔
会发生怎样的改变, 为什么? 花粉管伸长为什么可
以准确地找到珠孔? 为什么有些植物叶片遭虫咬后,
害虫不再取食该植物? 为什么有病斑的辣椒叶片含
有较高的辣椒素? 通过这些形象生动的图片、视
频和学生感兴趣的问题, 让学生在一开始学习这一
章时就可从日常生活中的例子里了解各种刺激信号
(内外源刺激信号)可以引起植物的特定生理效应, 从
而导入课题——细胞信号转导。
2 结合概念图讲授课程内容
为了让学生比较全面、系统地学习这一章的
知识内容, 我们以植物细胞信号转导的 4个步骤为
主线(即胞间信号传递、膜上信号转换、胞内信
号转导、细胞反应), 将教学内容系统归纳、浓缩
为概念图(图 1), 集中一个课时讲解 “细胞信号转
导、信号、G 蛋白、C a M、双信号系统 ” 的概
念和细胞信号转导的主要分子途径。这样可以让
同学能清楚地感知同类事物的属性, 了解概念与概
念之间的关系, 理解其层次结构, 学习后印象深刻,
记忆牢固。
3 实施研究性教学和讨论
植物的气孔运动机制、光形态建成、抗性生
理、成花机制和植物激素调节植物生长发育等都
是植物细胞接受内外信号分子的刺激和经过系列信
号传递、放大和整合后, 细胞内发生一系列生理生
化变化的过程。“细胞信号转导 ”一章中许多内容
都是当今植物生理学家正在致力研究的热点领域,
与其相关的文章和专著很多, 如植物中受Ca2+调节
的蛋白激酶(萧蓓蕾等 2006)、脱落酸的信号转导
(胡博和李玲 2007)、植物体内 Ca2+信号转导过程
(周江菊和夏快飞 2005)、植物气孔运动过程中的
信号转导机制(孙丽等 2006)等。我们在教学过程
中, 除了结合讲课内容, 向学生介绍有关这一领域
的研究进展以外, 还组织学生就课堂教学的内容开
展师生之间的互动交流。活动时, 将全班学生分为
4个小组, 每个小组 8人, 给每个小组布置一个题
目。题目有: (1)植物细胞的信号转导; (2)第二信
使Ca2+在信号转导中的作用; (3) G蛋白的讨论; (4)
含羞草叶子下垂的机制。要求同组的学生分工合
作, 课前去图书馆、资料室和网络查阅相关资料,
撰写一篇课程论文, 在课堂教学的第二课时中, 由
各个小组推荐一个学生介绍讲解, 其他同学提问并
开展讨论, 教师就学生讲解的内容进行总结和归纳,
并指出和补充学生讲解中的不足之处。
4 进行过程性教学评价
过程性评价指教学过程中对学生学习过程和
学习结果所作的评价, 也就是以教学目标和课程理
念为依据, 制定科学的标准, 并运用有效的技术手
教学园地 Teaching
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段, 对学生的学习过程和各方面进步进行考量, 并
及时给予有效的反馈。具体分为两个方面。
4.1 过程性教学评价的原则 以 “细胞信号转导、
信号、G蛋白、CaM、双信号系统 ”概念和细胞
信号转导的主要分子途径为基础, 采用定性和定量
相结合的方法, 以 “学生的学习目的、学习态度及
学习效果 ”作为评价因子, 对学生的学习过程进行
评价。先邀请有关专家根据教学经验确定各评价
因子的权衡值(学习目的 0.3、学习态度 0.3、学
习效果0.4), 再由专家确定各评价主体的相对等级,
采用层次分析法(AHP)求得各评价主体的权衡值(表
1), 最后按照过程性教学对表2中的项目进行评价。
4.2 过程性教学的评价分析 表 3是对本校生物科
学专业2006级68名学生的过程性教学评价得分情
况分析。其评价结果表明, 学生的学习效果较好,
优良率达67.7%。具体体现在以下两个方面: 首先,
学生学习态度积极, 探究能力有提高。在传统的教
图 1 细胞信号转导概念图
cAMP: 环腺苷酸; PKA: 对 cAMP依赖的蛋白激酶; IP3: 三磷酸肌醇; DAG: 二酯酰甘油; PKCa2+: 对 Ca2+依赖的蛋白激酶; PKC: 蛋
白激酶 C; CaM: 钙调蛋白; PKCa2+-CaM: 对 Ca2+-CaM依赖的蛋白激酶。
表 1 评价主体因子 E-E量化判断矩阵
评价主体 E1 E2 E3 权重Mi 一致性
E1自我评价 1/1 2/1 1/2 0.297 最大特征值
E2同学评价 1/2 1/1 1/3 0.164 3.010
E3教师评价 2/1 3/1 1/1 0.539 CR=0.009
　　表中, “1”表示评价主体 Ei比 Ej同等重要; “2”表示评价主
体 Ei比 Ej相对较重要; “3”表示评价主体 Ei比 Ej明显重要。CR=
0.009<0.1, 说明矩阵的不一致程度在容许范围之内, 可用最大特
征值(3 .01 0)作为权向量计算评价主体的各权衡值。
表 2 过程性教学评价的内容
评价内容 评价标准
学习目的(权衡值 0.3) (1)能用研究性学习方法, 自觉、主动查阅相关资料, 积极参与师生交流(30 分)
(2)对研究性学习方法有一定的了解, 能查阅部分资料, 并掌握基本概念(20分)
(3)死记硬背概念, 没有查阅相关资料, 不参与师生交流(10分)
学习态度(权衡值 0.3) (1)能认真并有意识地理解概念, 批判性地提出问题(30分)
(2)能认真听老师和同学的讲解, 但不能主动地提出问题(20分)
(3)对学习没有兴趣, 机械地听课(10分)
学习效果(权衡值 0.4) (1)课程论文写作规范, 有独到的见解; 能运用相关理论解释课前教师提出的植物生理现象(40分)
(2)课程论文写作较规范, 能总结和归纳前人的观点; 能理论联系实际(30分)
(3)课程论文写作不规范; 对基本概念熟悉, 但不能理论联系实际(20分)
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学中, 学生的学习积极性和主动性较差, 兴趣低落,
缺少探索精神; 按照我们的课堂教学改革方法, 学
生可以有更多的探究和分析解决问题的机会, 学习
兴趣有了提高, 团队合作精神增强, 能主动通过图
书馆、网络查阅资料, 发现和提出许多问题。例
如, 他们提出干旱时植物气孔关闭, 光合作用还会
进行吗? 钙浓度梯度是花粉管沿花柱引导组织生长
的原因之一, 如果外施钙能改变花粉管的伸长方向
吗? 含羞草会 “害羞 ”, 如果频繁给含羞草以信号,
它会继续 “害羞 ”吗? 此外, 学生的学习方法也有
改进, 课程论文写作较规范, 并有一定的见解, 还能
用所学的知识进行课外科技创新活动。如有一位
同学主持的课题《2008年湖南冰灾中南岳受冻害
植物调查及抗冻机制研究》曾获得学院重点立项
的资助, 并推荐参加湖南省2008年度大学生研究性
学习和创新性实验计划项目的申报。
总之, 我们在讲授这一章的内容时注重与学生
互动交流, 改变以往“满堂灌”的教学方式, 采用提
问式(康宗利等2006)和研究性教学方法, 并辅以概
念图教学(邓旭和曾诗媛2006)和过程性评价教学效
果, 启发学生的思维, 开阔学生的思路。因此, 学
生对这一章教学活动的评价很高, 认为这样的教学
可以培养和提高自主学习的能力, 还可了解学科的
最新研究动态和发展方向。
参考文献
邓旭, 曾诗媛(2006). 概念图在植物生理学教学中的运用. 植物生
理学通讯, 42 (4): 727~730
胡博, 李玲(2007). 脱落酸信号转导研究进展. 生命科学研究, 11
(4): 52~56
康宗利, 刘延吉, 樊金娟(2006). 植物生理学问题教学法实例. 植
物生理学通讯, 42 (2): 301~302
潘瑞炽主编(2004). 植物生理学. 第 5版. 北京: 高等教育出版社,
158~166
孙丽, 吴忠义, 李学东, 于荣(2006). 植物气孔运动过程中的信号
转导机制. 植物生理学通讯, 42 (6): 1203~1210
萧蓓蕾, 冯建英, 贾海慧, 李冬梅(2006). 植物中 Ca2+调节的蛋白
激酶的研究进展. 宜春学院学报(自然科学), 28 (4): 113~119
周江菊, 夏快飞(2005). 植物体内 Ca2+信号转导过程的研究进展.
广西植物, 25 (4): 386~392
表 3 学生的过程性教学评价得分情况分析
评价 分数 人数 百分率 /%
优秀 85 分以上 1 4 20.6
良好 75~85分 3 0 44.1
及格 60~75分 2 3 33.8
不及格 60 分以下 1 1.5