高等农林院校“遗传学“双语课程案例式教学的探讨

王延伟 张德强 张金凤 胡冬梅

(北京林业大学生物科学与技术学院，北京 100083)

高等农林院校“遗传学“双语课程案例式教学的探讨

王延伟 张德强 张金凤 胡冬梅

(北京林业大学生物科学与技术学院，北京 100083)

“遗传学”是农林院校生物学及相关学科的重要基础课程。在分析农林院校“遗传学”双语课程教学现状的基础上，探讨了案例式教学在“遗传学”双语课程教学中的应用方法：首先要选择与农林应用密切相关的实例开展案例式教学；其次，将农林行业中的最新科学进展作为实例开展案例式教学；第三，选择能突出双语教学特点的实例开展案例式教学；第四，选择与生活实际密切相关的实例开展案例式教学。实践表明，“遗传学”双语课程案例式教学在提高学生的语言应用能力、激发学生的学习兴趣、培养学生遗传学专业思维方面效果显著。

遗传学；双语教学；案例式教学

案例式教学(case study)是指在教学中引入典型案例，以点带面讲授相关教学内容的一种教学方法。案例式教学旨在激发学生的学习兴趣和热情，提高学生的逻辑分析、逻辑推理和解决问题的能力[1]。在科学发展日新月异、新知识不断涌现的今天，如何在有限的课堂时间内，将课程知识生动有趣、深入浅出、全面透彻地讲授给学生，培养学生科学系统的科研思维和浓厚的科研兴趣是目前生物学相关课程教学工作中值得探讨的课题。目前，案例式教学在工商管理硕士及其他社会学科的教学中应用较为广泛[2-3]，其效果也得到了广泛认同。但案例式教学在农林院校“遗传学”双语课程教学中应用得相对较少。笔者结合近几年的教学经验，探讨了案例式教学在“遗传学”双语课程教学中的实施方法。

一、案例式教学在“遗传学”双语课程教学中实施的可行性

“遗传学”是一门理论性较强的基础学科，其概念、原理、方法与应用等内容繁多，有些知识又非常抽象、艰涩难懂[4]。随着遗传学科的快速发展，新领域、新内容、新知识如雨后春笋般不断涌现，如何让学生既能透彻理解抽象、枯燥的基本概念和原理，又能激发其探究科学前沿的兴趣，是授课教师不断思考与探索的课题。根据多年的教学经验，笔者认为案例式教学方法在农林院校的“遗传学”双语课程教学中具有较高的可行性和实践价值，因为农林院校具有鲜明的行业特色，有更多的案例可供选择和参考，因此具有开展案例式教学的先决条件。

二、案例式教学在“遗传学”双语课程教学中的具体实施

(一)选择与农林应用密切相关的实例开展案例式教学

笔者在“遗传学”双语课程的讲授中，结合自身院校特色，选择相关实例，通过图片和故事式的讲解，使枯燥无味的知识变得生动和形象。例如，笔者在讲授染色体数目变异时，以3倍体毛白杨为例，利用毛白杨的图片，详细讲解了其倍性的遗传特点和鉴定方法。鲜活的例子可以唤起学生对“遗传学”双语课程的学习热情，激发其从事本专业科研工作的兴趣。课后学生还积极搜集农林行业多倍体育种的其他实例，进一步加深了对多倍体知识的理解和掌握。

(二)将农林行业中的最新科学进展作为实例开展案例式教学

目前，“遗传学”双语课程所使用的教材对遗传学的基本概念、基本原理的介绍较为详尽，但对科研进展的介绍相对滞后。为了弥补这一缺憾，笔者在教学实践中，将那些能代表农林行业最新进展的案例介绍给学生，把抽象概念、原理和科学进展进行有机结合。例如，2014年《自然》的系列子刊《自然通讯》公布了枣树的全基因组，笔者就将此案例融入到基因组的定义、分类、测序等原理的讲授中，详细介绍了这些基本概念和原理以及组装、分析过程、基因组测序的应用等，并在此基础上，拓展介绍了目前农林科学中基因组已测序的物种及特点，国内外基因组学研究的进展和基因组研究中存在的问题等。最新科研进展和前沿案例的运用，极大地调动了学生学习和科研的积极性。

(三)选择能突出双语教学特点的实例开展案例式教学

双语教学的特点就是在讲授知识的同时，促进学生专业外语的学习，以便为今后的科研打下阅读文献、撰写外语研究论文的基础。在“遗传学”双语课程教学中，如果完全采用英文授课，部分学生接受起来将会很困难。如果只用中文授课，又难以促使其自觉学习英文专业词汇和内容。笔者认为，双语教学不能全部采用外语授课[5-6]，而是要结合学生的英语水平，把握好两种语言的使用比例。笔者在课程讲授过程中，选用一系列反映某个知识点的英文文献作为教学案例，使学生在学习专业知识的同时，提高英语阅读水平。例如，在介绍细胞功能多样性时，笔者先将2008年发表于国际顶尖杂志《Science》和2006年发表于《Cell》的两篇关于诱导性胚胎干细胞论文，提前发给学生作为预习材料，课上多媒体课件则全部采用英文。笔者以诱导性胚胎干细胞获得2012年诺贝尔生理学或医学奖为切入点导入课程，将上述两篇文章作为讲授背景，用英文介绍了细胞发育的可逆性及干细胞、胚胎干细胞的定义。因为有预习，即使是用英文授课，学生也能较好地理解和接受。课后，笔者又给学生布置了查阅诱导性胚胎干细胞实践案例的作业，如2014年诱导性胚胎干细胞衍生的视网膜组织植入人体的国际典型案例等，这样在下一次课上，让学生以英文来讲述，教师进行点评。通过选择能突出双语教学特点且影响巨大的国际案例，可以提高学生学习的兴趣和语言应用水平，拓宽其国际视野。

(四)选择与生活实际密切相关的实例开展案例式教学

遗传学与生产、生活实际密切相关，选择与生活实际密切相关的实例开展案例式教学，可以让学生更快更好地掌握“遗传学”课程知识。例如，笔者在授课时，以耐药性菌株增多使得抗生素药物治疗效果下降为实例，讲述了突变的遗传特点，突变与环境没有对应关系，环境只是作为一种筛选因子，当细菌群体在抗生素的环境中生长时，对该抗生素敏感的菌株其生长受到抑制，而抗性菌株继续增殖，最终导致这一细菌群体主要由抗性菌株组成。此案例让学生了解到在生活中滥用抗生素的危害。又如，笔者以温州早橘的选育来源于温州蜜橘的芽变为例，介绍了芽变的选择和在育种中的应用，继而介绍了体细胞与性细胞突变的频率、传递和表现。这些与生活实际相关的案例可以让学生很好地理解遗传学的概念和原理，从遗传学的角度，关注生活实际和农林业生产，同时还调动起学生对“遗传学”课程中突变知识的研究兴趣。

(五)运用经典案例培养学生遗传学领域的专业思维

遗传学的经典案例，特别是经典文献[7]，既涉及了重要的知识点，又反映了遗传学的研究方法。因此，选择经典案例开展课堂教学可以很好地培养学生的专业思维。例如，教材上关于DNA双螺旋模型的介绍只是反映了相关的知识点，介绍得不够系统，为了弥补这一缺憾，笔者以DNA结构研究最重要的3个研究小组——鲍林、富兰克林和威尔金斯、沃森和克里克为教学案例，详细介绍了DNA双螺旋模型发现的背景故事、发现过程、涉及的研究方法、研究过程以及给人们的启示及意义。3个研究小组中鲍林研究组的科研实力最为雄厚，鲍林也是因研究物质聚合力而获得诺贝尔化学奖的科学家。1938年，鲍林研究组利用衍射技术获得了DNA分子晶体X射线衍射图像，提出DNA分子3链螺旋结构模型，但并未得出正确的DNA模型。伦敦国王学院的富兰克林和威尔金斯研究小组是做实验的高手，他们改进了DNA分子晶体X射线衍射图谱技术，并在1951年获得了更为清晰的DNA X射线衍射图像，但仍未提出DNA双螺旋模型。沃森和克里克在3个小组中实力最弱，沃森是学生物的，克里克是从事物理学研究的，他们在1951年开始DNA双螺旋模型的研究。但他们的研究手段非常简单，用黄铜碎块、电线和螺丝钉等做磷酸、核糖和碱基模型，拼凑DNA分子的三维结构，验证提出了科学假设。经过反复尝试，直到有一天，他们看到了富兰克林的DNA衍射图像，在结合了另一研究者查尔格佛提出的碱基互补配对原则基础上，终于得出DNA呈现双螺旋模型，从此以后，解开了关于DNA的秘密。这样的经典案例，不仅可以调动学生学习的兴趣，增加教学效果，更重要的让学生了解到科学研究的方法。

三、案例式教学在“遗传学”双语课程教学中实施的效果

(一)提高了学生的英语应用能力

“遗传学”双语课程教学为学生创造了专业外语的学习环境，在课堂上学生可以接触到大量的外文专业词汇，并在回答问题、完成作业和师生交流中可以充分展现外语的运用能力，用中学、学中用，使学生专业外语能力得到迅速提升。

(二)激发了学生的学习兴趣

兴趣比知识更重要，培养学生的科研兴趣，是可持续造就科学人才的关键因素之一。在课程教学中，笔者为学生讲述了米歇尔的故事[8]，以激励学生的科研兴趣与热情。年轻的科学家米歇尔为了收集提取DNA的理想材料之一“脓细胞”，辗转于各个诊所，从那些刚换下来的外科绷带上提取脓细胞的DNA材料。因为当时没有低温离心机，为了保证核素(DNA)良好的提取效果，米歇尔经常冒着严寒在冰冷的实验室提取。为了提取鲑鱼精细胞的DNA，米歇尔在莱茵河上冒着严寒钓取新鲜鲑鱼后马上提取精细胞。正是因为对科学怀有极大的兴趣和热情，使米歇尔取得了超越时代的科学成果。

(三)培养了学生遗传学领域的专业思维

通过案例式教学，使抽象、枯燥的理论知识变得生动形象，学生不仅了解了概念、定理发现的原始过程，而且培养了遗传学研究的科学思维。在讲解大肠杆菌标记后的CsCl密度梯度离心实验时，笔者介绍了为什么选择大肠杆菌作材料、如何进行同位素标记、离心后14N15N标记的两条链如何进行分离、如何推导DNA的复制是半保留、全保留和散在复制等。学生了解了遗传学研究中提出假设、开展实验和验证假设的完整科研过程，逐步树立起遗传学的专业思维。

[1] 刘国辉，朱小琴，卢佳怡，等.案例式教学与传统生理学教学的有机结合[J].临床医学工程，2012，19(9)：1612-1613.

[2] 莫鸣.农业院校工商管理硕士(MBA)的目标定位与培养模式——以湖南农业大学为例[J].教育现代化，2015，1(9)：27-29.

[3] 李博达.统计学案例式教学模式的研究[J].课程教育研究，2013(34)：237-238.

[4] 吴燕华，卢大儒，林娟，等.案例式教学在“遗传学”课堂中的运用与效果分析[J].高校生物学教学研究(电子版)，2013，3(2)：25-28.

[5] 杨松杰，杨芳，王茹，等.新建本科院校农林生物学科“遗传学”双语教学探析[J].中国农学通报，2009，25(18)：151-154.

[6] 汪保华.“遗传学”双语教学方法的探索与思考[J].生物学通报，2013，48(8)：32-35.

[7] 赵祥强，陈曹逸.利用经典文献优化“遗传学”双语教学[J].遗传，2009，31(4)：434-438.

[8] 刘学礼.F Miescher和他的“核素”[J].生命的化学，1989(1)：30-31.

(责任编辑 王 伟)

北京林业大学研究生课程建设项目“高水平全英文研究生核心课程”，项目编号YWKC15013；北京林业大学教改项目“遗传学创新实验项目开发研究与实践”，项目编号bjfubio2014。