王延偉 張德強(qiáng) 張金鳳 胡冬梅

(北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100083)

高等農(nóng)林院?！斑z傳學(xué)“雙語(yǔ)課程案例式教學(xué)的探討

王延偉 張德強(qiáng) 張金鳳 胡冬梅

(北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100083)

“遺傳學(xué)”是農(nóng)林院校生物學(xué)及相關(guān)學(xué)科的重要基礎(chǔ)課程。在分析農(nóng)林院校“遺傳學(xué)”雙語(yǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討了案例式教學(xué)在“遺傳學(xué)”雙語(yǔ)課程教學(xué)中的應(yīng)用方法：首先要選擇與農(nóng)林應(yīng)用密切相關(guān)的實(shí)例開(kāi)展案例式教學(xué)；其次，將農(nóng)林行業(yè)中的最新科學(xué)進(jìn)展作為實(shí)例開(kāi)展案例式教學(xué)；第三，選擇能突出雙語(yǔ)教學(xué)特點(diǎn)的實(shí)例開(kāi)展案例式教學(xué)；第四，選擇與生活實(shí)際密切相關(guān)的實(shí)例開(kāi)展案例式教學(xué)。實(shí)踐表明，“遺傳學(xué)”雙語(yǔ)課程案例式教學(xué)在提高學(xué)生的語(yǔ)言應(yīng)用能力、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生遺傳學(xué)專(zhuān)業(yè)思維方面效果顯著。

遺傳學(xué)；雙語(yǔ)教學(xué)；案例式教學(xué)

案例式教學(xué)(case study)是指在教學(xué)中引入典型案例，以點(diǎn)帶面講授相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的一種教學(xué)方法。案例式教學(xué)旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，提高學(xué)生的邏輯分析、邏輯推理和解決問(wèn)題的能力[1]。在科學(xué)發(fā)展日新月異、新知識(shí)不斷涌現(xiàn)的今天，如何在有限的課堂時(shí)間內(nèi)，將課程知識(shí)生動(dòng)有趣、深入淺出、全面透徹地講授給學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)系統(tǒng)的科研思維和濃厚的科研興趣是目前生物學(xué)相關(guān)課程教學(xué)工作中值得探討的課題。目前，案例式教學(xué)在工商管理碩士及其他社會(huì)學(xué)科的教學(xué)中應(yīng)用較為廣泛[2-3]，其效果也得到了廣泛認(rèn)同。但案例式教學(xué)在農(nóng)林院校“遺傳學(xué)”雙語(yǔ)課程教學(xué)中應(yīng)用得相對(duì)較少。筆者結(jié)合近幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，探討了案例式教學(xué)在“遺傳學(xué)”雙語(yǔ)課程教學(xué)中的實(shí)施方法。

一、案例式教學(xué)在“遺傳學(xué)”雙語(yǔ)課程教學(xué)中實(shí)施的可行性

“遺傳學(xué)”是一門(mén)理論性較強(qiáng)的基礎(chǔ)學(xué)科，其概念、原理、方法與應(yīng)用等內(nèi)容繁多，有些知識(shí)又非常抽象、艱澀難懂[4]。隨著遺傳學(xué)科的快速發(fā)展，新領(lǐng)域、新內(nèi)容、新知識(shí)如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，如何讓學(xué)生既能透徹理解抽象、枯燥的基本概念和原理，又能激發(fā)其探究科學(xué)前沿的興趣，是授課教師不斷思考與探索的課題。根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為案例式教學(xué)方法在農(nóng)林院校的“遺傳學(xué)”雙語(yǔ)課程教學(xué)中具有較高的可行性和實(shí)踐價(jià)值，因?yàn)檗r(nóng)林院校具有鮮明的行業(yè)特色，有更多的案例可供選擇和參考，因此具有開(kāi)展案例式教學(xué)的先決條件。

二、案例式教學(xué)在“遺傳學(xué)”雙語(yǔ)課程教學(xué)中的具體實(shí)施

(一)選擇與農(nóng)林應(yīng)用密切相關(guān)的實(shí)例開(kāi)展案例式教學(xué)

筆者在“遺傳學(xué)”雙語(yǔ)課程的講授中，結(jié)合自身院校特色，選擇相關(guān)實(shí)例，通過(guò)圖片和故事式的講解，使枯燥無(wú)味的知識(shí)變得生動(dòng)和形象。例如，筆者在講授染色體數(shù)目變異時(shí)，以3倍體毛白楊為例，利用毛白楊的圖片，詳細(xì)講解了其倍性的遺傳特點(diǎn)和鑒定方法。鮮活的例子可以喚起學(xué)生對(duì)“遺傳學(xué)”雙語(yǔ)課程的學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)其從事本專(zhuān)業(yè)科研工作的興趣。課后學(xué)生還積極搜集農(nóng)林行業(yè)多倍體育種的其他實(shí)例，進(jìn)一步加深了對(duì)多倍體知識(shí)的理解和掌握。

(二)將農(nóng)林行業(yè)中的最新科學(xué)進(jìn)展作為實(shí)例開(kāi)展案例式教學(xué)

目前，“遺傳學(xué)”雙語(yǔ)課程所使用的教材對(duì)遺傳學(xué)的基本概念、基本原理的介紹較為詳盡，但對(duì)科研進(jìn)展的介紹相對(duì)滯后。為了彌補(bǔ)這一缺憾，筆者在教學(xué)實(shí)踐中，將那些能代表農(nóng)林行業(yè)最新進(jìn)展的案例介紹給學(xué)生，把抽象概念、原理和科學(xué)進(jìn)展進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。例如，2014年《自然》的系列子刊《自然通訊》公布了棗樹(shù)的全基因組，筆者就將此案例融入到基因組的定義、分類(lèi)、測(cè)序等原理的講授中，詳細(xì)介紹了這些基本概念和原理以及組裝、分析過(guò)程、基因組測(cè)序的應(yīng)用等，并在此基礎(chǔ)上，拓展介紹了目前農(nóng)林科學(xué)中基因組已測(cè)序的物種及特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外基因組學(xué)研究的進(jìn)展和基因組研究中存在的問(wèn)題等。最新科研進(jìn)展和前沿案例的運(yùn)用，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)和科研的積極性。

(三)選擇能突出雙語(yǔ)教學(xué)特點(diǎn)的實(shí)例開(kāi)展案例式教學(xué)

雙語(yǔ)教學(xué)的特點(diǎn)就是在講授知識(shí)的同時(shí)，促進(jìn)學(xué)生專(zhuān)業(yè)外語(yǔ)的學(xué)習(xí)，以便為今后的科研打下閱讀文獻(xiàn)、撰寫(xiě)外語(yǔ)研究論文的基礎(chǔ)。在“遺傳學(xué)”雙語(yǔ)課程教學(xué)中，如果完全采用英文授課，部分學(xué)生接受起來(lái)將會(huì)很困難。如果只用中文授課，又難以促使其自覺(jué)學(xué)習(xí)英文專(zhuān)業(yè)詞匯和內(nèi)容。筆者認(rèn)為，雙語(yǔ)教學(xué)不能全部采用外語(yǔ)授課[5-6]，而是要結(jié)合學(xué)生的英語(yǔ)水平，把握好兩種語(yǔ)言的使用比例。筆者在課程講授過(guò)程中，選用一系列反映某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的英文文獻(xiàn)作為教學(xué)案例，使學(xué)生在學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，提高英語(yǔ)閱讀水平。例如，在介紹細(xì)胞功能多樣性時(shí)，筆者先將2008年發(fā)表于國(guó)際頂尖雜志《Science》和2006年發(fā)表于《Cell》的兩篇關(guān)于誘導(dǎo)性胚胎干細(xì)胞論文，提前發(fā)給學(xué)生作為預(yù)習(xí)材料，課上多媒體課件則全部采用英文。筆者以誘導(dǎo)性胚胎干細(xì)胞獲得2012年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)為切入點(diǎn)導(dǎo)入課程，將上述兩篇文章作為講授背景，用英文介紹了細(xì)胞發(fā)育的可逆性及干細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞的定義。因?yàn)橛蓄A(yù)習(xí)，即使是用英文授課，學(xué)生也能較好地理解和接受。課后，筆者又給學(xué)生布置了查閱誘導(dǎo)性胚胎干細(xì)胞實(shí)踐案例的作業(yè)，如2014年誘導(dǎo)性胚胎干細(xì)胞衍生的視網(wǎng)膜組織植入人體的國(guó)際典型案例等，這樣在下一次課上，讓學(xué)生以英文來(lái)講述，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。通過(guò)選擇能突出雙語(yǔ)教學(xué)特點(diǎn)且影響巨大的國(guó)際案例，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和語(yǔ)言應(yīng)用水平，拓寬其國(guó)際視野。

(四)選擇與生活實(shí)際密切相關(guān)的實(shí)例開(kāi)展案例式教學(xué)

遺傳學(xué)與生產(chǎn)、生活實(shí)際密切相關(guān)，選擇與生活實(shí)際密切相關(guān)的實(shí)例開(kāi)展案例式教學(xué)，可以讓學(xué)生更快更好地掌握“遺傳學(xué)”課程知識(shí)。例如，筆者在授課時(shí)，以耐藥性菌株增多使得抗生素藥物治療效果下降為實(shí)例，講述了突變的遺傳特點(diǎn)，突變與環(huán)境沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系，環(huán)境只是作為一種篩選因子，當(dāng)細(xì)菌群體在抗生素的環(huán)境中生長(zhǎng)時(shí)，對(duì)該抗生素敏感的菌株其生長(zhǎng)受到抑制，而抗性菌株繼續(xù)增殖，最終導(dǎo)致這一細(xì)菌群體主要由抗性菌株組成。此案例讓學(xué)生了解到在生活中濫用抗生素的危害。又如，筆者以溫州早橘的選育來(lái)源于溫州蜜橘的芽變?yōu)槔?，介紹了芽變的選擇和在育種中的應(yīng)用，繼而介紹了體細(xì)胞與性細(xì)胞突變的頻率、傳遞和表現(xiàn)。這些與生活實(shí)際相關(guān)的案例可以讓學(xué)生很好地理解遺傳學(xué)的概念和原理，從遺傳學(xué)的角度，關(guān)注生活實(shí)際和農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)，同時(shí)還調(diào)動(dòng)起學(xué)生對(duì)“遺傳學(xué)”課程中突變知識(shí)的研究興趣。

(五)運(yùn)用經(jīng)典案例培養(yǎng)學(xué)生遺傳學(xué)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)思維

遺傳學(xué)的經(jīng)典案例，特別是經(jīng)典文獻(xiàn)[7]，既涉及了重要的知識(shí)點(diǎn)，又反映了遺傳學(xué)的研究方法。因此，選擇經(jīng)典案例開(kāi)展課堂教學(xué)可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)思維。例如，教材上關(guān)于DNA雙螺旋模型的介紹只是反映了相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，介紹得不夠系統(tǒng)，為了彌補(bǔ)這一缺憾，筆者以DNA結(jié)構(gòu)研究最重要的3個(gè)研究小組——鮑林、富蘭克林和威爾金斯、沃森和克里克為教學(xué)案例，詳細(xì)介紹了DNA雙螺旋模型發(fā)現(xiàn)的背景故事、發(fā)現(xiàn)過(guò)程、涉及的研究方法、研究過(guò)程以及給人們的啟示及意義。3個(gè)研究小組中鮑林研究組的科研實(shí)力最為雄厚，鮑林也是因研究物質(zhì)聚合力而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的科學(xué)家。1938年，鮑林研究組利用衍射技術(shù)獲得了DNA分子晶體X射線衍射圖像，提出DNA分子3鏈螺旋結(jié)構(gòu)模型，但并未得出正確的DNA模型。倫敦國(guó)王學(xué)院的富蘭克林和威爾金斯研究小組是做實(shí)驗(yàn)的高手，他們改進(jìn)了DNA分子晶體X射線衍射圖譜技術(shù)，并在1951年獲得了更為清晰的DNA X射線衍射圖像，但仍未提出DNA雙螺旋模型。沃森和克里克在3個(gè)小組中實(shí)力最弱，沃森是學(xué)生物的，克里克是從事物理學(xué)研究的，他們?cè)?951年開(kāi)始DNA雙螺旋模型的研究。但他們的研究手段非常簡(jiǎn)單，用黃銅碎塊、電線和螺絲釘?shù)茸隽姿?、核糖和堿基模型，拼湊DNA分子的三維結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證提出了科學(xué)假設(shè)。經(jīng)過(guò)反復(fù)嘗試，直到有一天，他們看到了富蘭克林的DNA衍射圖像，在結(jié)合了另一研究者查爾格佛提出的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則基礎(chǔ)上，終于得出DNA呈現(xiàn)雙螺旋模型，從此以后，解開(kāi)了關(guān)于DNA的秘密。這樣的經(jīng)典案例，不僅可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，增加教學(xué)效果，更重要的讓學(xué)生了解到科學(xué)研究的方法。

三、案例式教學(xué)在“遺傳學(xué)”雙語(yǔ)課程教學(xué)中實(shí)施的效果

(一)提高了學(xué)生的英語(yǔ)應(yīng)用能力

“遺傳學(xué)”雙語(yǔ)課程教學(xué)為學(xué)生創(chuàng)造了專(zhuān)業(yè)外語(yǔ)的學(xué)習(xí)環(huán)境，在課堂上學(xué)生可以接觸到大量的外文專(zhuān)業(yè)詞匯，并在回答問(wèn)題、完成作業(yè)和師生交流中可以充分展現(xiàn)外語(yǔ)的運(yùn)用能力，用中學(xué)、學(xué)中用，使學(xué)生專(zhuān)業(yè)外語(yǔ)能力得到迅速提升。

(二)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

興趣比知識(shí)更重要，培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣，是可持續(xù)造就科學(xué)人才的關(guān)鍵因素之一。在課程教學(xué)中，筆者為學(xué)生講述了米歇爾的故事[8]，以激勵(lì)學(xué)生的科研興趣與熱情。年輕的科學(xué)家米歇爾為了收集提取DNA的理想材料之一“膿細(xì)胞”，輾轉(zhuǎn)于各個(gè)診所，從那些剛換下來(lái)的外科繃帶上提取膿細(xì)胞的DNA材料。因?yàn)楫?dāng)時(shí)沒(méi)有低溫離心機(jī)，為了保證核素(DNA)良好的提取效果，米歇爾經(jīng)常冒著嚴(yán)寒在冰冷的實(shí)驗(yàn)室提取。為了提取鮭魚(yú)精細(xì)胞的DNA，米歇爾在萊茵河上冒著嚴(yán)寒釣取新鮮鮭魚(yú)后馬上提取精細(xì)胞。正是因?yàn)閷?duì)科學(xué)懷有極大的興趣和熱情，使米歇爾取得了超越時(shí)代的科學(xué)成果。

(三)培養(yǎng)了學(xué)生遺傳學(xué)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)思維

通過(guò)案例式教學(xué)，使抽象、枯燥的理論知識(shí)變得生動(dòng)形象，學(xué)生不僅了解了概念、定理發(fā)現(xiàn)的原始過(guò)程，而且培養(yǎng)了遺傳學(xué)研究的科學(xué)思維。在講解大腸桿菌標(biāo)記后的CsCl密度梯度離心實(shí)驗(yàn)時(shí)，筆者介紹了為什么選擇大腸桿菌作材料、如何進(jìn)行同位素標(biāo)記、離心后14N15N標(biāo)記的兩條鏈如何進(jìn)行分離、如何推導(dǎo)DNA的復(fù)制是半保留、全保留和散在復(fù)制等。學(xué)生了解了遺傳學(xué)研究中提出假設(shè)、開(kāi)展實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證假設(shè)的完整科研過(guò)程，逐步樹(shù)立起遺傳學(xué)的專(zhuān)業(yè)思維。

[1] 劉國(guó)輝，朱小琴，盧佳怡，等.案例式教學(xué)與傳統(tǒng)生理學(xué)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合[J].臨床醫(yī)學(xué)工程，2012，19(9)：1612-1613.

[2] 莫鳴.農(nóng)業(yè)院校工商管理碩士(MBA)的目標(biāo)定位與培養(yǎng)模式——以湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)為例[J].教育現(xiàn)代化，2015，1(9)：27-29.

[3] 李博達(dá).統(tǒng)計(jì)學(xué)案例式教學(xué)模式的研究[J].課程教育研究，2013(34)：237-238.

[4] 吳燕華，盧大儒，林娟，等.案例式教學(xué)在“遺傳學(xué)”課堂中的運(yùn)用與效果分析[J].高校生物學(xué)教學(xué)研究(電子版)，2013，3(2)：25-28.

[5] 楊松杰，楊芳，王茹，等.新建本科院校農(nóng)林生物學(xué)科“遺傳學(xué)”雙語(yǔ)教學(xué)探析[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2009，25(18)：151-154.

[6] 汪保華.“遺傳學(xué)”雙語(yǔ)教學(xué)方法的探索與思考[J].生物學(xué)通報(bào)，2013，48(8)：32-35.

[7] 趙祥強(qiáng)，陳曹逸.利用經(jīng)典文獻(xiàn)優(yōu)化“遺傳學(xué)”雙語(yǔ)教學(xué)[J].遺傳，2009，31(4)：434-438.

[8] 劉學(xué)禮.F Miescher和他的“核素”[J].生命的化學(xué)，1989(1)：30-31.

(責(zé)任編輯 王 偉)

北京林業(yè)大學(xué)研究生課程建設(shè)項(xiàng)目“高水平全英文研究生核心課程”，項(xiàng)目編號(hào)YWKC15013；北京林業(yè)大學(xué)教改項(xiàng)目“遺傳學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)研究與實(shí)踐”，項(xiàng)目編號(hào)bjfubio2014。