基于生产实践现状和科学研究前沿的案例教学法在农林类研究生培养过程中的应用

郭容芳，陈晓东

（福建农林大学园艺学院，福建福州 350002）

农业对于任何一个国家都至关重要。我国虽然是农业大国，但非农业强国。在向农业强国发展的过程中，离不开农业高层次创新人才的智力支撑，而研究生教育是培养高素质、高层次创造性人才的主要途径。农林类研究生教育不仅要求学生全面系统地掌握本学科专业理论知识，还要求其具有从事本专业科学研究和实际工作的能力，对该领域国内外的发展现状及趋势有全面的了解。目前，农林类研究生教育教学实施过程中普遍存在“本科化”倾向，忽略了培养学生发现问题、设计研究方案以及解决问题这3 项核心能力[1]。教学内容上与本科生教学存在低水平的重复，主要进行基础理论教学，忽视了对产业现状及发展前沿的讲授；教学形式上，以教师单一讲授、学生被动学习的“填鸭式”教学模式为主，忽视了学生的课程体验；教学评价上，以最终卷面成绩评判学生学习水平和教师授课水平的高低，忽视了对培养学生的研究意识、探究精神、创新意识以及批判性思维的评价。这些弊端不仅导致教学、研究和产业脱节，学生学习目标不明确、学习缺乏主动性、效率低下，更会导致从学校毕业后，进入科研领域的学生无法获得有意义的研究思路，进入产业的学生对产业中存在什么问题以及如何解决产业问题不甚明了，起不到促进产业发展的作用[2-3]。

农林类研究生的教学应该是一个以产业和科学研究前沿为导向、注重产业现状及发展、学生积极参与和反思的过程。基于生产实践现状和科学研究前沿的案例教学模式在很好避开传统教学模式弊端的前提下，对培养理论基础扎实、解决实际问题能力强和科学研究水平高的现代化高水平农林类研究生具有重要作用。高级蔬菜生物学的学习是建立在蔬菜栽培学、植物学、植物生理学、生物化学等课程的基础上，针对继续攻读研究生学位的学生开设的一门专业课程。该课程以蔬菜生长发育生理及其调控为主线，以产品器官形成生理及其调控为核心，以优质高产生理为重点，融入当前分子生物学的最新进展，使学生熟练掌握并应用蔬菜生理学的基础知识，来解决生产和科学研究中遇到的问题。将案例教学应用于高级蔬菜生物学采用案例教学法进行授课，能够很好地融合本科专业课程中蔬菜栽培学、植物学和植物生理学的知识，结合科学研究前沿，将所学基础理论应用于实际问题的解决，增强专业认同感。同时，在案例教学过程中，学生还可以通过学习前辈的成功经验，不断挖掘自己的兴趣点，提升专业竞争力。

因案例教学具有诸多传统授课无法比拟的优势，笔者将从案例教学模式及其特征、案例教学模式的优势及其在农林类研究生培养过程中的一些问题对案例教学进行思考，以期为案例教学在农林类研究生培养过程中的实施提供借鉴。

1 案例教学模式及其特征

案例教学是一种以学生为中心的教学模式，在教师的指导下，通过学生对案例的分析、研究和讨论，寻求案例所涉及问题的解决之道，在此过程中提高学生思考、分析和解决问题的能力[4]。案例教学始于19 世纪70 年代的哈佛法学院，兴于20 世纪20年代的哈佛商学院，于20 世纪80 年代从美国引入我国。在培养研究生创新性和批判性思维、分析解决实际问题能力等方面，案例教学已被证实是一种行之有效的方法。案例教学由设计案例、研究案例、讨论案例、讲评案例和总结案例5 个环节构成。通过精密的案例设计，配合学生的主动探索和讨论，最后在老师的点评和总结下，达到加深理论基础、提升实践能力、开阔专业视野和培养创新批判思维的目的[5]。案例教学模式本质上是教学思想的更新、教学方法的改革、教学模式的转换、教学内容的突破，具有学习的情境性、课堂的开放性、学生的主体性、教师的引导性、对话的平等性、思维创造性和批判性等特点[6]。

2 案例教学模式较之传统课堂授课模式的优势

2.1 能够显著提高学生学习的主动性

目前我国研究生教学过程中，多数教师依然依托固定教材进行知识点教学，教师作为灌输者和研究生作为接受者的角色仍然非常明显，在这种以教师“教”为中心传统授课模式下，学生始终处于被动地位，长此以往，学生会产生一种等待灌输的惰性，极大地影响了学习的主动性。通过设计案例，可让学生结合已有知识和相关文献的查阅，主动探究产业生产实践问题的解决方案和科学研究的发展趋势。在案例教学实施过程中，教师从台前转到幕后，实现学生在学习过程中的主体地位。学生在情景体验中进行学习、研究和讨论，在了解产业中存在的问题之后，就会对所学知识的意义有更加明确的认识，从而会以一种更加积极主动的态度去学习。

2.2 能够显著提高学生学习目标的明确性

研究生教育作为高级人才输出的主要途径，研究生需要接受先进的理论和技术教育。传统教材虽然经典，但信息更新相对滞后，落后的信息辅以教师“填鸭式”灌输，导致学生学习的内容达不到时代的要求，对自身专业发展方向认识模糊，甚至对当初自己的专业选择表示怀疑，最终导致学习态度不主动、不积极，进而影响整个教学效果。应用源于生产和科研实践的案例进行教学，让每一个研究生了解实际生产和科学研究中的问题，从而进行方案设计、可行性分析和现场试验等，最终掌握知识点，培养出色的实践能力，解决农业发展的实际问题，科学研究源于实践，应用于实践，具有明确的现实意义和应用价值。

2.3 能够显著提高学生解决生产实践问题的能力和独立思考能力

学习是一个注重实验、积极参与和反思的过程[7]。农林类研究生培养的目的不仅是能够从事本专业的科学研究，更应该掌握解决现实问题的能力。案例教学是一种开放互动的教学模式，教师通过将产业生产中存在的实际问题和科学研究前沿设计成案例，学生通过对案例进行剖析，了解产业中存在的实际问题，进而学习相关的理论知识，发现解决问题的思路，找出现实可行的实施方法，最终将抽象的理论知识转化为解决实际问题的具体方法，达到提高学生独立思考和运用理论知识解决实际问题能力的目的[5，8]。

3 案例教学模式在农林类研究生培养过程中的一些思考

传统高级蔬菜生物学的教学按照蔬菜的发育过程进行讲述，如蔬菜种子发芽及壮苗生理，蔬菜作物的光合作用，蔬菜作物的水分生理，蔬菜作物的营养生理，蔬菜作物的生长发育及其调控，蔬菜产量形成生理，蔬菜作物逆境生理，蔬菜品质形成生理。尽管教师会根据学生的专业背景选取章节进行重点讲述，这些内容稍有不慎就会与植物生理学重复，而关于蔬菜的部分则易于与蔬菜栽培学重复。在实际的研究生培养过程中，难以获得提高研究生培养质量的效果，反倒在知识重复灌输过程中让学生产生了厌倦感，误以为蔬菜生物学的研究仅仅局限于陈旧知识的应用。为解决上述问题，笔者在高级蔬菜生物学的授课过程中，大胆进行了改革，利用案例教学进行针对性的讨论学习，以5 年内发表的期刊论文或者经典的生物学研究入手，结合现代研究技术手段，探讨目前生产中存在问题的解决之道，挖掘学生的兴趣点，培养学生对问题的感知能力，拓宽学生思维广度，加强学习深度，促进学生对于已掌握知识点的深化和应用。

案例教学目前在很多高校教学过程中被采用，虽然较之于传统教学模式有诸多优势，但在实际实施过程中仍存在很多问题，为充分发挥案例教学模式的优势，提高教学效果，笔者结合自己主讲的高级蔬菜生物学对案例教学模式进行了一些思考，具体如下：

3.1 避免案例教学变成举例教学，以案例讲解代替案例讨论

很多教师将案例教学等同于举例教学，将案例当作教学过程中调节课题气氛的一种调味剂，殊不知，案例教学与举例教学从教师的授课方式到学生的学习方式都存在本质区别。举例教学仍然是传统课堂授课一种，授课形式仍以教师主动灌输、学生被动吸收为主，只是授课过程不像单纯的理论讲解那么乏味，最终还是起不到促进学生主动思考、提高学生学习效率及解决生产实践问题的能力。案例教学是从以教师为主导的学习模式转变为以学生为主导的学习模式，在实施过程中注重学生主动的学习和学生与学生之间互动的学习，教师在整个授课过程中起引导作用，对教学计划的整体进度尤其是案例部分的安排进行控制，精准到每一次案例课的过程，进而对学生进行必要的引导和启发[9]，避免无评价、漫无目的的案例讨论和浮于表面的案例评价等严重影响案例教学效果的情况出现。在课程开始之前，教师应以产业现状和科学研究前沿为导向，紧密围绕教学大纲，将每堂课需要讲授的知识点设计到1～2个案例中，最终形成整门课程的案例库。在每堂课结束后将下一堂课的案例通过网络以作业的形式布置给学生，让学生结合已有理论知识和相关文献的查阅，主动去探索案例中涉及到的问题的解决方案及其隐藏在背后的知识点。在课程开始前一天将作业提交。提交内容包括案例中涉及问题的个人观点、查阅文献的目录，支撑自己观点的文献和理论知识。课堂上，以学生讨论为主，教师引导为辅，最后通过教师点评，将案例中设计问题的解决方案进行总结，同时将隐藏在案例背后的理论知识点进行凝练提升。

在高级蔬菜生物学的教学过程中，也存在同样的问题，如在讲述番茄果实发育调控方面的知识点时，若只是举例说，CRISPR 作为一种技术手段可以调控果实发育，并不提供案例进行教学，那么学生对CRISPR 的认知将会停留在这个技术可以实现蔬菜品质改善，但是究竟如何改善，仍然非常迷茫。在该部分内容的讲授过程中，笔者会通过案例分析“为什么现在的番茄味道越来越淡，丢失的番茄味道去了哪里？”，引发学生思考，并发放美国冷泉港Zachery B.Lippman 实验室2017 年发表在Cell 的文章Engineering Quantitative Trait Variation for Crop Improvement by Genome Editing[10]和By passing Negative Epistasis on Yield in Tomato Imposed by a Domestication Gene[11]作为附加材料，让学生围绕CRISPR 主动探究，最终形成自己的观点，之后在课堂上进行讨论，在讨论过程中进一步加深对问题的认识。最后笔者对学生的课堂表现进行评价，引出自己的观点，建立自己的思考。说明在高产量番茄品种的选育过程中，部分品质相关基因的丢失，以及基因编辑技术如何应用于新一代的番茄育种中。通过课前教师精心选取案例和学生的积极参与，配合学生的讨论和教师的答疑点评，学生对于番茄品质退化就会有更深入的理解，也明白了在这个过程中可以通过哪些方式获得更高品质的番茄，知晓了产业前沿已经采取了哪些层次的措施，为学生更好地进行创新研究提供了扎实的基础。

3.2 避免案例设计出现偏差

案例是案例教学的第一要素，案例设计的好坏直接影响到案例教学的效果。案例应在生产或科研实践的基础上，围绕课程内容进行设计[8]。案例的设计是一个严密的、系统性的工程，必须要经过严谨的构思和设计。案例的选择要切合课程的知识点，案例的设计过程中要避免以下情况的出现，从而避免影响到整个案例教学的效果[12-13]：①避免将个人观点等主观性成分掺入案例，错误的引导学生对案例的思考；②避免时效性和针对性不强的案例出现，影响学生的积极性；③避免案例设计脱离教学大纲的要求，使案例教学达不到教学目的的要求；④避免案例设计过于深奥，案例涉及问题的解决方案远超学生的能力，影响学生发挥主观能动性；⑤避免案例设计过于直白，没有启发性和可讨论性，失去应有的教学价值。总之案例的设计应在涵盖课程大纲要求的所有关键知识点的同时，关注产业现状和最新发展动态，注重案例的典型性、真实性、系统性及趣味性，注重对研究生实践能力和创新思维的培养[14]。为将分散的知识点组成一个能够解决实际问题的知识网，最好将每一节课所要讲授的所有知识点融合到一个案例中。

在针对高级蔬菜生物学某一个知识点进行讲述的时候，往往涉及很多种不同类型的蔬菜，讲授过程中应该进行归纳总结，不要落入单纯的文章教学中，为了案例而案例，时刻围绕教学目标，例如在讲述果实品质的调控中，应包括目前大宗蔬菜的品质调控，不应该仅仅局限于某一种蔬菜上。2015 年英国John Inns Centre 中 Cathie Martin 在 Nature Communications发表的茄果类蔬菜番茄品质调控的文章Multi-level engineering facilities the production of phenylpropanoid compounds in tomato[15]中，通过调控果实里特异表达的转录因子MYB12，促进番茄生物量的增加，通过引入葡萄里的VvStsy 和百脉根LjIFS，实现了番茄中白藜芦醇和异黄酮的大量积累。2014 年中国农业科学院黄三文实验室在Science 发表的瓜类蔬菜黄瓜的品质调控的文章 Biosynthesis，regulation，and domestication of bitterness in cucumber 论述了黄瓜苦味物质的形成和调控。虽然番茄和黄瓜属于不同类型的蔬菜，其果实外观差异甚大，然其品质的调控都属于植物体内初生代谢和次生代谢的调控，以这两大蔬菜的品质调控作为案例进行讲述可以让学生突破种属限制，增加思考问题的全面性，避免局限于外形而忽视了内里的相互连接。

3.3 案例教学应与理论教学相互配合，切忌单纯进行案例教学

专业理论知识扎实与否对一个研究生未来的专业能力上升空间具有决定性作用，如果学生在没有任何该课程理论背景的情况下，一开始就采用案例教学授课，会对学生的学习信心造成极大的挫伤，极大的影响案例教学的效果。因此案例教学实施过程中切忌陷入过分注重实践、忽视理论学习的另一个极端[4]。为提高学生对案例的理解和分析能力，根据笔者经验，在每门课程讲授过程中，利用前1/4 左右的课时对本门课程所要讲授的关键知识点进行集中讲解。在学生了解掌握知识点后，利用剩余课时进行案例教学，让学生在情景体验中提高利用已有知识探究和解决问题的能力。

在高级蔬菜生物学案例教学的选择中，也要密切注意理论联系实际，例如结球甘蓝为什么先期抽薹，植物体内究竟哪些物质和路径影响到了抽薹，只有学生掌握了春化和开花的机理之后才能进行更深入的讨论，案例讨论在学生已经掌握相关知识点之后进行会更加有效。

4 相关评价标准需配套跟进

要想使案例教学模式能够顺利地进行大范围的推广应用，充分发挥其优势，为培养科研水平和解决实际问题能力双优的高素质、现代化农林研究生做出贡献，以往以卷面成绩单一性评价模式必须改变。以卷面成绩单一性评价模式是传统教师主导的应试教学模式的产物，很难真实反映学生的能力。案例教学旨在促进学生能力发展的过程性教学，因此评价模式应由纯知识记忆组成的卷面成绩单一性评价转变为以学生在案例教学各个环节中（发现能力、思考能力、创新能力、实践能力等）的表现评价为主，卷面考试成绩为辅的综合性评价。

在高级蔬菜生物学实施案例教学后，课程学习的评价主要从课堂表现和课程论文的撰写2 个方面进行。课堂表现主要指学生在案例分析时表现出的对知识点的掌握和应用方面的表现，占课程成绩的50%；综述论文撰写指通过课程学习、案例分析、课堂讨论，学生基本掌握针对课堂提出的某一产业问题的深入研究方法，从而自行选择感兴趣的话题并进行深入研读和调查，撰写课程论文，在这个过程中，可以将所学的知识应用于实际问题的解决，占课程成绩的50%。通过案例教学结合考核方式改革，学生会更加注重课堂上的表现，积极参与到教学活动中，很少出现走神和不到课的情形，极大地改善了教学效果，提升了教学质量。

综上所述，案例教学在高级蔬菜生物学的教学过程中发挥了很重要的作用，使得这门课程的学习变成了一种讨论，变成了一种知识和产业的碰撞，提升了学生学习的兴趣，增加了学生的主动意识，改变了农林类教学过程中实验室和田间相分离的现状，故可为农林类研究生的培养提供借鉴。