“講故事，學(xué)理論”新教法在“植物基因工程”授課中的應(yīng)用

郭萬里 梁宗鎖 楊東風(fēng)

[摘 要]“植物基因工程”為各大學(xué)生命科學(xué)類專業(yè)和農(nóng)學(xué)類專業(yè)主修的重要課程之一，為我國植物基因工程領(lǐng)域培養(yǎng)了眾多的人才。相關(guān)教材和教學(xué)方法的變化較少，特別是原理部分的講解比較枯燥，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。前期的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，把這些原理放入故事或研究歷史中講解更能吸引學(xué)生的興趣，特別是讓學(xué)生來準(zhǔn)備故事和講故事，效果更好。希望“故事教學(xué)法”能為“植物基因工程”的教學(xué)積累一些有益的經(jīng)驗。

[關(guān)鍵詞]理論 新教法 植物基因工程

[中圖分類號] G642[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 2095-3437（2015）07-0121-02

引言

近些年來，“植物基因工程”相關(guān)的教科書較多[1]，然而內(nèi)容大同小異，課程的安排變化較小，相關(guān)的講義、PPT等也有類似的模式。盡管這些措施也能達(dá)到一定的教學(xué)目的，但不能很好地吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。牛頓的“蘋果落地”，沃森和克里克的“DNA雙螺旋故事”等啟發(fā)我們換一種教學(xué)方式，把枯燥的原理轉(zhuǎn)換為故事來講授，可能會取得更好的教學(xué)效果，即故事教學(xué)法。故事教學(xué)法是采用敘事的策略把知識等教學(xué)內(nèi)容融會貫通，完成教學(xué)和達(dá)到教學(xué)目的。故事教學(xué)法往往應(yīng)用于小學(xué)[2] [3]、文科[4]等教學(xué)當(dāng)中，主要形式是聽故事、說故事和講故事[2]等。然而，在高等教育中，尤其是在理工科的教學(xué)中，故事教學(xué)法的應(yīng)用和研究較少[5]，很多只是在緒論部分介紹一下該學(xué)科的發(fā)展史。本文在前期教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，首先組織了眾多的故事與相關(guān)原理和知識點的對應(yīng)關(guān)系，然后以其中的兩項案例來說明講故事的程序，闡述該教學(xué)法與其他教學(xué)法的互補(bǔ)性，最后闡述該教學(xué)法的效果。希望該教學(xué)法也能應(yīng)用到其他理工科的教學(xué)實踐中。

一、“植物基因工程”中原理和故事的銜接

在植物基因工程發(fā)展史中，有很多有意義的故事：

1.農(nóng)桿菌的變身——農(nóng)桿菌遺傳轉(zhuǎn)化機(jī)理;2.植物體細(xì)胞全能性的爭論——植物體細(xì)胞的再生是基因工程中遺傳轉(zhuǎn)化的基石;3.神奇的基因槍——遺傳轉(zhuǎn)化的物理方法;4.花粉管通道法的爭論——棉花遺傳轉(zhuǎn)化方法;5.PCR儀的神奇——基因克隆和DNA水平的檢測;6.基因組測序競賽——海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生;7.黃金大米風(fēng)波——遺傳轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)基因安全;8.孟山都的神話——植物基因工程的應(yīng)用;9.蘇云金芽孢桿菌的故事——植物抗蟲育種;10.非生物脅迫育種的糾結(jié)——植物基因功能和應(yīng)用之間的差距;11.綠色革命——基因突變之謎和育種;12.基因分析技術(shù)的變革——從單基因操作到多基因操作的轉(zhuǎn)變;13.蛋白分析的疑惑——基因功能分析的短板;14.生物信息學(xué)與實驗生物學(xué)的爭論——海量與個案的融合;15.熒光基因的絢爛多彩——標(biāo)記基因的神童;16.毛狀根的故事——植物次生代謝研究的最佳研究載體之一;17.雜交之謎——分子驗證和新因子挖掘;18.基因沉默之謎——新的基因調(diào)控機(jī)制;19.圖位克隆的心酸和喜悅——反向遺傳學(xué);20.基因組上的活躍分子——轉(zhuǎn)座子的激活、失活及其在植物基因工程中的作用;21.藍(lán)色玫瑰——上帝之手—植物代謝途徑工程;22.“多余的”非編碼RNA——基因的調(diào)控新機(jī)制和基因工程的新資源，等等。

二、案例

我們以“農(nóng)桿菌的變身”為例來闡述講故事和理論學(xué)習(xí)的結(jié)合：上課時首先問學(xué)生在日常生活中有沒有觀察到一些植物上有類似瘤狀物或根狀物的組織，并提供幾張植物瘤的圖片，讓學(xué)生聯(lián)想生活中的經(jīng)歷，這樣能加深學(xué)生對植物瘤的認(rèn)知，學(xué)生學(xué)習(xí)后見到植物瘤就會聯(lián)想到前期學(xué)過的知識。另一方面，讓學(xué)生認(rèn)識到自然界的農(nóng)桿菌是農(nóng)業(yè)（主要是林業(yè)）的有害微生物，19世紀(jì)，由于農(nóng)桿菌的侵襲，導(dǎo)致歐洲部分林業(yè)公司的林木減產(chǎn)約80%，從而引起科學(xué)家的關(guān)注。然后從冠櫻瘤的發(fā)現(xiàn)（1850s），引起冠櫻瘤的細(xì)菌分離（1900s），農(nóng)桿菌浸染機(jī)制的演替（植物技術(shù)、次生代謝物、人工冠櫻瘤的發(fā)生），1970年后農(nóng)桿菌質(zhì)粒的發(fā)現(xiàn)和基因功能解析，1990后T-DNA酶切圖譜，植物基因工程T-DNA載體是去除有害DNA片段的T-DNA，也是現(xiàn)在遺傳轉(zhuǎn)化的骨架載體。我們把這段研究歷史有機(jī)地串聯(lián)起來，學(xué)生在聽故事的同時，能對農(nóng)桿菌的特征、質(zhì)?；A(chǔ)知識、細(xì)菌基因克隆策略、基因功能研究策略、T-DNA轉(zhuǎn)移機(jī)理、工程農(nóng)桿菌及其質(zhì)粒的特征等原理與技術(shù)進(jìn)行了解和掌握，為他們后期的學(xué)習(xí)和工作打下基礎(chǔ)。

三、講故事教學(xué)法與其他教學(xué)法的互補(bǔ)性

單一的教學(xué)法只能在短期內(nèi)取得效果，講故事也一樣，需要其他教學(xué)方法的配合。第一，課程的預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)對學(xué)生來說非常關(guān)鍵，這些環(huán)節(jié)決定了學(xué)生理解和吸收知識的快慢;第二，讓學(xué)生來講故事，也就是體驗式教學(xué)[6]或啟發(fā)式教學(xué)[7]：把學(xué)生分為不同的小組，在課程范圍內(nèi)挑選故事內(nèi)容，通過小組文獻(xiàn)的查詢、PPT的制作、教師指導(dǎo)、課堂上10-15分鐘左右的講解（形式多樣，也可以是小品、簡單動漫等），然后是同學(xué)間的互動（約5-10分鐘），最后是老師的講評，這一方式一般在開課后第3周進(jìn)行較好，如果融入期末打分程序效果會更好;第三，知識點歸納[1]，我們把原理等知識點融入故事中，在故事結(jié)束時歸納知識點，讓學(xué)生明晰課程的重點內(nèi)容;第四，采用圖片、視頻和動畫等直觀的信息進(jìn)行教學(xué);第五，實物展示，該部分主要是講授這門課，并且開展相關(guān)研究的老師可以采用，把自己的實驗成果直接展示給學(xué)生，更能吸引學(xué)生的興趣，同時把自己的想法、思路和技術(shù)流程進(jìn)行講解，效果會更好;第六，聯(lián)想記憶法教學(xué)。[8]

四、故事與教學(xué)的系統(tǒng)性兼顧

“植物基因工程”是一門原理和技術(shù)操作性要求很高的系統(tǒng)課程，涵蓋基因克隆、基因功能、組織培養(yǎng)、遺傳轉(zhuǎn)化、分子育種等多個領(lǐng)域的綜合。[9]其教學(xué)的系統(tǒng)性顯得尤為重要。故事教學(xué)法根據(jù)該課程設(shè)置的合理配置，服務(wù)于該課程的教學(xué)目的，即通過該學(xué)科原理與技術(shù)的“循序漸進(jìn)”[7]的講解和實踐，讓學(xué)生從了解、理解、掌握和精通幾個層面掌握“植物基因工程”的知識，達(dá)到活學(xué)活用的目的。該課程除了故事教學(xué)法外，還兼顧了其他教學(xué)法（第三部分），同時系統(tǒng)地設(shè)置了預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)、作業(yè)、自我展示和評價、期中和期末的閉卷考核等環(huán)節(jié)。學(xué)生的平時成績主要依據(jù)平時的課勤、課程參與程度、自我展示分?jǐn)?shù)，占40%，期中和期末成績各占30%?？荚嚨膬?nèi)容主要包括對原理的理解和掌握程度;技術(shù)的認(rèn)知和理解程度;問題的解決能力，這里主要考察科學(xué)問題的提出、實驗內(nèi)容和流程的設(shè)計等情況。因此，“故事教學(xué)法”豐富了“植物基因工程”的教學(xué)方法，融入了該課程的系統(tǒng)性教學(xué)。

五、結(jié)語

“植物基因工程”中“故事教學(xué)法”的靈感來源于《生物學(xué)思想發(fā)展的歷史》（恩斯特·邁爾著，涂長晟譯，2010）的閱讀。而“講故事”是“植物基因工程”授課時嘗試過的，學(xué)生反饋效果很好。主要體現(xiàn)在三個方面：一是學(xué)生的到課率大大增加，從上課的效果來看，大部分學(xué)生能夠積極預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí);二是學(xué)生的參與熱情較高，在自我展示環(huán)節(jié)，例如“藍(lán)色玫瑰”一部分，學(xué)生把小品搬上了課堂，把化學(xué)染色藍(lán)玫瑰、基因工程藍(lán)玫瑰及其產(chǎn)生的過程栩栩如生地展現(xiàn)出來;三是從考試的角度來看，學(xué)生的成績?nèi)吭诹己靡陨?。后來在其他生物相關(guān)課程中也嘗試了該方法，取得了類似的效果。因此，如果該教學(xué)法運用得當(dāng)，配合其他的教學(xué)方法，必能使課程的運作更順暢、學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性更高，從而提高培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的效率。另外，該方法也可以應(yīng)用到其他學(xué)科的授課當(dāng)中，豐富教學(xué)方法。

[ 注 釋 ]

[1] 李安明，鄧青云，黃欣然，李德華.基因工程理論教學(xué)改革探析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014（7）：333-334.

[2] 鐘慧萍.小學(xué)語文故事教學(xué)法的應(yīng)用[J].現(xiàn)代閱讀，2013（1）：236.

[3] 李勇會.故事教學(xué)法實施構(gòu)想[J].教育評論，2003（3）：57-58.

[4] 傅錢余.高校人文學(xué)科“故事教學(xué)法”研究與實踐[J].當(dāng)代教育理論與實踐，2014（6）：71-73.

[5] 趙永霞.論高等教育中的故事教學(xué)法[J].物流工程與管理，2012（2）：143-144.

[6] 許崇波，逢越遲，彥鳳山，曹陽.深化基因工程課程改革 提高教學(xué)質(zhì)量[J].微生物學(xué)通報，2008（7）：1153-1156.

[7] 梁宗鎖，王國棟.現(xiàn)代生命科學(xué)教學(xué)改革研究與實踐[M].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)出版社，2011.

[8] 朱葆華.生物化學(xué)教學(xué)方法的幾點體會[J].生物學(xué)雜志，2009（26）：89.

[9] 王關(guān)林.植物基因工程[M].北京：科技出版社，2009.

[責(zé)任編輯：覃侶冰]