對研究生和本科生開設《表觀遺傳學》的不同教學設計

趙巖

摘 要： 近年來，表觀遺傳學逐漸成為很多高等院校生物醫(yī)學類專業(yè)的重要專業(yè)基礎課。文章對《表觀遺傳學》課程在針對研究生和本科生教學中的性質與地位進行了探討，并對該課程教學提出了建議。教學應該從學生認知水平和需求出發(fā)，對內容進行合理取舍，突出課程內容的實用價值。

關鍵詞： 表觀遺傳學 因材施教 高等教育 研究生教育

表觀遺傳學指在沒有DNA序列變化的前提上，基因表達的可遺傳性的改變[1]。過去二十多年，表觀遺傳學迅速發(fā)展，這門新興學科匯集了眾多非孟德爾現象的研究，自成一派，從分子水平揭示了復雜的生物現象，為解開生命奧秘及征服疾病提供了新的途徑?！侗碛^遺傳學》這門課在生物學與醫(yī)學教學中的地位逐步得到認可。目前國內已有多所高等院校相繼開展了《表觀遺傳學》教學工作，有些院校甚至將其作為專業(yè)必選課對生物醫(yī)學類專業(yè)的本科生進行教學。我校開設這門課程較晚，目前僅有面向研究生的選修課，尚未正式開展本科生的教學工作。筆者在承擔研究生教學工作的同時，以試講形式進行了本科生教學。在對研究生和本科生的教授過程中，筆者深刻意識到針對不同授課對象，《表觀遺傳學》的課程設計有很大不同，筆者從以下方面談談看法和建議。

一、課程性質

通常由于各專業(yè)需求的差異，以及人們對學科本身認知的不同，導致某一門課程的性質和地位不同，其相應的教學任務和教學目標也會不同，具體表現在教學時間、教學內容及要求、教學環(huán)節(jié)安排等方面存在很大差異。我校是一所以水產科學，海洋科學，食品科學為優(yōu)勢學科的大學，在實際教學中把《表觀遺傳學》定位為專業(yè)選修課。本文接下來的探索和建議也是基于這個設定。

二、教學任務和教學目標

明確針對不同授課對象有不同的教學任務和教學目標，是實施教學工作的出發(fā)點。一般認為表觀遺傳學是一門研究在不改變基因序列的前提下，如何通過蛋白質與蛋白質、DNA和其他分子的相互作用而調節(jié)基因的功能，并且通過細胞分裂和增殖周期影響遺傳的學科。不僅對基因的表達、調控、遺傳有重要作用，而且在腫瘤等許多疾病的發(fā)生和防治中亦具有重要的意義?！侗碛^遺傳學》課程的主要教學任務和教學目標自然是向學生傳授上述各方面知識，但具體到面對的是研究生還是本科生則有一定差異。對于研究生，不僅傳授知識點，更重要的是培養(yǎng)學生科學的邏輯思維能力和獨立開展科學研究的能力。對于本科生，主要是引起他們對遺傳、生命科學的興趣，更好地認知世界，維護生命健康。

三、教材選用

目前和表觀遺傳學相關的書籍主要有：由薛京倫主編，上?？茖W技術出版社出版的《表觀遺傳學—原理，技術與實踐》[2]；由蔡祿主編，清華大學出版社出版的《表觀遺傳學前沿》，艾利斯（Allis）著，由朱冰，孫方霖主譯，科學出版社出版的《表觀遺傳學》（epigenetics）；由托爾夫波（Tollefsbol）著，吳超群等譯，上?？茖W技術出版社出版的《表觀遺傳學實驗手冊》；值得一提的還有由理查德·弗朗西斯（Richard Francis）著，諾頓出版社出版的《表觀遺傳學：承續(xù)的奧秘》（Epigenetics：The Ultimate Mystery of Inheritance），這是一本面向大眾的科普讀物。由于這里把《表觀遺傳學》定位為選修課，因此只向學生推薦參考書，不做硬性要求，學生選取符合自己認知邏輯習慣的書閱讀學習即可。上述參考教材對研究生和本科生都適用。

四、教學內容的安排

在一門課程的知識與內容、技術與方法、思想與理論等幾方面中，知識與內容始終處于核心地位，對一門課程的處理與安排，其首要任務是做好對內容的處理?！侗碛^遺傳學》內容繁雜，確定其核心內容是必須解決的問題，我們對《表觀遺傳學》的教學內容進行了全面系統(tǒng)的梳理，確定每一章應該掌握的核心概念。更重要的是根據授課對象的不同，有所取舍和側重。

首先不論對于研究生還是本科生而言，都應該重視緒論學習。16個學時的課程，通常都會安排4個課時的緒論。教學中圍繞幾個問題逐步展開，這些問題環(huán)環(huán)相扣，是學生初次接觸《表觀遺傳學》都會遇到的問題，如人類基因組計劃遇到什么樣的挑戰(zhàn)？什么是非DNA序列的改變等。通過對這些問題的解答：（1）讓學生初步認識什么是表觀遺傳學；（2）認識表觀遺傳學和經典遺傳學的差別；（3）引發(fā)學生的學習興趣。下面幾個例子很適合在緒論課中引用：研究發(fā)現改變雄性慈鯛魚個體的生活環(huán)境，可以改變其原來的社會地位和角色，表明環(huán)境也可以改變基因；祖父輩上經歷過饑荒的人患心血管疾病的可能性普遍比那些祖父輩沒有經歷過饑荒的人低，這就說明表觀遺傳變異確確實實保留了下來，影響了下一代甚至下幾代。研究生應注重表觀遺傳學發(fā)展歷史的學習。歷史上的幾次重大發(fā)現，如位置效應花斑（position effect variegation，PEV），副突變（paramutation）等都要講到。實際教學中，我們發(fā)現要完全領會這幾個實驗是比較困難的，不適合過多要求本科生學習掌握。

通過緒論學習，學生往往對什么是非基因（DNA）序列的改變只有一個淺顯認識，因而必須把教學重點放在講授表觀遺傳學的主要內容上：一是基因選擇性轉錄表達的調控，包括DNA甲基化，組蛋白修飾，ATP依賴的染色質重塑，基因組印記和X染色體劑量補償等；二是基因轉錄后的調控，主要闡述不影響DNA結構的轉錄后調控機制，包括RNA可變剪接和非編碼RNA調控等。其他內容有表觀遺傳調控與人類疾病的關系，表觀遺傳學研究實驗技術，個體發(fā)生中的表觀遺傳學，表觀遺傳與進化等方面[3]。總體來講，研究生要對上述內容進行深入詳細的解釋，使學生對本學科有較為系統(tǒng)的了解，形成完整的知識框架。而對于本科生而言，講述內容不宜過深過難，僅要求學生理解基本概念，更注重讓學生了解表觀遺傳調控與人類疾病的關系。如講述“組蛋白修飾”時介紹由于MeCP2基因突變引起的“Rett綜合征”，講述“基因組印記”時介紹“臍疝-巨舌-巨人綜合征（BWS）”等。對本科生會側重對病癥的描述、檢測和預防，使課程緊密聯系實際，提高學習興趣并加深學生印象。面對研究生則會一句帶過，留待學生課后延伸閱讀。

對于研究生，還要重視對科研論文的分析和學習，要求學生提前閱讀和表觀遺傳學相關的正式發(fā)表的邏輯性較強的研究論文（research paper），并且能夠提出問題，尤其發(fā)現論文中存在的缺陷甚至錯誤。對本科生則會以生動方式選講一些有趣的實例。比如：小鼠是如何患上憂郁癥的？空氣中的污染物是如何改變一個人的DNA的表達，導致像肺氣腫或肺癌之類的疾病等。

五、考核方式

在考核方式上我們對研究生和本科生提出了不同要求。對于研究生，我們要求學生介紹和表觀遺傳學相關的某一問題、某一概念、或某一實驗研究，并制作幻燈片在課堂上講解（選課人數多的話則以小組為單位），注重教師和學生的互動討論。學生在講解過程的思路反映了其對該問題的理解，這也是最后考核評估的標準。對于本科生，我們以平時成績?yōu)橹?，一般會讓學生遞交書面作業(yè)，如編寫某幾個章節(jié)的提綱等。

我國古代大教育家孔子很早就認識到“因材施教”的重要性[4]。時至今日，“因材施教”是現代教育教學原則之一，其意義是：針對學習的人的能力、性格、志趣等具體情況施行不同的教育。教師要創(chuàng)造良好的學習環(huán)境，使學生在學習中獲得預期的知識，良好的學習環(huán)境必須以適合學生個性特征的、有一定彈性的教學環(huán)境為前提[5]。實際教學中面對的對象差異萬千，遠不是本文談到研究生和本科生所能涵蓋的，如學生專業(yè)背景的不同，學生自身未來規(guī)劃不同等[6]。高等教育工作者必須了解學生的特點和需求，全面貫徹實行因材施教教學理念和方法，認真努力地上好每一堂課，這樣才能完成教學任務，培養(yǎng)出適應社會發(fā)展需要的優(yōu)秀畢業(yè)生。

參考文獻：

[1]薛京倫.表觀遺傳學—原理、技術與實踐[M].上海：上?？茖W技術出版社，2006：4-5.

[2]程曉剛.表觀遺傳學教學實踐與體會[J].基礎醫(yī)學教育，2011，13（4）：305-307.

[3]李偉.《表觀遺傳學》教學內容設計[J].中外醫(yī)療，2008（35）：94-95.

[4]李波.孔子“因材施教”及其現代應用[J].新鄉(xiāng)師范高等?？茖W校學報，2002，16（2）：83-85.

[5]杜劍青，吳蘇娣，陳麗，等.論高等學?；A課教學中的因材施教[J].山西醫(yī)科大學學報：基礎醫(yī)學教育版，2003，5（6）：601-602.

[6]李朝葵，肖鳳玲.基于不同授課對象的醫(yī)院信息系統(tǒng)課程教學[J].中華醫(yī)學圖書情報雜志，2013，22（11）：57-62.