案例教學法在“微生物學”課程教學中的實踐研究

曾馳　繆禮鴻

摘 要： 案例教學法是一種以學生為中心的新興教學法。在“微生物學”課程教學實踐中，可以根據(jù)課程教學目標的需要，引入相關內(nèi)容如經(jīng)典實驗、科學史實、社會熱點等作為教學案例，引導學生研討，以實現(xiàn)高層次認知目標。案例教學法與傳統(tǒng)的教學模式相比，更有利于提高學生分析問題和解決實際問題的能力。

關鍵詞： 案例教學法 “微生物學” 教學實踐

為了適應經(jīng)濟社會發(fā)展和科技進步的需要，高等教育必須不斷改革，而高等教育改革的關鍵是教學改革[1]。現(xiàn)代高等教育教學改革倡導以學生為中心的教育教學理念，為此，許多新型的教學方法被嘗試應用于教學實踐，如基于問題式教學法、案例教學法等。這些新教學法的共同特點是體現(xiàn)以學生為中心的教育教學理念，激發(fā)學生的求知欲望，在啟迪學生思維的過程中傳遞知識與技能，進而實現(xiàn)促進學生知識、能力和素質(zhì)的綜合協(xié)調(diào)發(fā)展[2]。

案例教學法是一種新興的教學法?，F(xiàn)代案例教學法起源于美國哈佛大學，于20世紀80年代傳入我國。案例教學法體現(xiàn)了教學論的人本化思想和現(xiàn)代心理學的建構(gòu)主義認識論思想，符合以學生為中心的現(xiàn)代教育教學理念。案例教學法的實施方式是教師根據(jù)課程教學目標的需要，選擇相關的真實事件設置成具體的教學案例，引導學生對其進行分析、討論，充分表達自己的見解，以實現(xiàn)高層次認知目標[3]，可見案例教學法是以培養(yǎng)學生的能力為核心的新型教學法。案例教學法與一味突出教師單一的主體地位、強調(diào)單向交流的傳統(tǒng)教學模式有很大不同，它更注重學生的主體性、主動性、自主性的發(fā)揮，注重引導學生通過案例的分析、推導，探索事物的內(nèi)在聯(lián)系，因而更有利于提高學生分析問題和解決實際問題的能力[4]。

“微生物學”是武漢輕工大學生物與制藥工程學院面向全校生物科學類、制藥工程、食品科學類、環(huán)境工程、動物科學等專業(yè)開設的重要專業(yè)課。微生物學是典型的實驗科學，同時微生物與人類的日常生活密切相關。在運用案例教學法時，“微生物學”課程可選擇的案例內(nèi)容非常豐富，可以是科學史上的一個經(jīng)典實驗，可以是一位著名科學家的研究工作經(jīng)歷，也可以是一個引人關注的社會事件。近年來，我們在“微生物學”課程教學中采用案例教學法，取得了良好的教學效果，現(xiàn)介紹如下：

1.援引科學史中的經(jīng)典實驗

微生物學史中有很多著名的經(jīng)典實驗。通過對這些實驗的邏輯分析，可以讓學生體驗微生物學知識的形成過程，從中學習科學家的思維方法。在微生物學課“微生物的遺傳變異和育種”章節(jié)的教學中，微生物的基因突變是教學重點，也是難點。在微生物學史中，微生物抗性突變究竟是環(huán)境因素“馴化”微生物產(chǎn)生“定向變異”還是微生物自發(fā)產(chǎn)生非定向變異，在較長的一段歷史時期曾是研究者爭論的焦點問題。從1943年起，幾個學者設計了幾個著名的實驗。這些實驗既嚴謹又巧妙，在堅實的科學基礎上解決了這場科學紛爭[5]。坦而言之，初學者的確很容易將“基因突變是隨機的、非定向的”這個特點與“環(huán)境可對突變微生物定向篩選”二者相混淆，形成“定向變異”的錯誤認識。盡管教師可以直接告訴學生，基因突變是“自發(fā)”發(fā)生的，但是這樣僅僅強調(diào)結(jié)論的教學方式并不符合現(xiàn)代教學理念。選擇經(jīng)典實驗案例，通過重現(xiàn)實驗研究過程，讓學生體會研究者的實驗設計思路，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和科學精神。因此，借助多媒體教學，我們以圖片形式展示經(jīng)典實驗的過程，針對每一步實驗的設計理念提出相關的問題，引導學生更好地體會研究者的思路。以“Lederberg等的影印平板實驗”為例，我們提出的問題如下：（1）影印平板是什么意思？該接種方法與常規(guī)的微生物接種方法相比有何特點？（2）實驗使用了幾種培養(yǎng)基？幾種培養(yǎng)基各有什么作用？（3）初始的大腸桿菌母種沒有鏈霉素抗性，實驗中得到的抗性菌落的抗藥性從何而來？（4）這個實驗如何推翻了基因突變的“環(huán)境馴化論”，支持了“突變自發(fā)論”的觀點？在對該實驗的分析和問題的引導下，學生積極思考，師生互動頻繁，實現(xiàn)啟發(fā)學生思維的教學目標。

縱觀生物學的發(fā)展歷史，許多實驗之所以能成功證明、驗證重大的科學問題而成為經(jīng)典實驗，與其說是依靠各種實驗技術(shù)，不如說是依賴實驗設計者巧妙的思路和創(chuàng)新的思維方式。在教學中引入這些經(jīng)典實驗案例，學生可以深刻感受實驗設計者的創(chuàng)新思維和科學精神。在麻省理工學院的“生物學導論”課程教學中，教師經(jīng)常花大量時間講一個經(jīng)典實驗，啟發(fā)學生思考。“授之以魚，不如授之以漁”，實際上就是在提示教師，除了傳授既有知識外，更要傳授方法和思維。

2.援引著名科學家的研究工作經(jīng)歷

為了培養(yǎng)素質(zhì)全面的人才，現(xiàn)代高等教育除了進行專業(yè)教育之外，也越來越重視對學生人文精神的培養(yǎng)[6]。向?qū)W生介紹著名科學家的研究工作經(jīng)歷，可以從多方面對學生起到陶冶與激勵的作用。

在微生物學課“原核微生物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)”章節(jié)的教學中，我們引入“衣原體的發(fā)現(xiàn)者——湯飛凡先生的生平”內(nèi)容。湯飛凡是中國第1代醫(yī)學病毒學家，1955年他首次分離出沙眼衣原體，是發(fā)現(xiàn)重要病原體的第1個中國人。他曾把沙眼衣原體接種在自己眼睛里，冒著失明的危險證明了沙眼衣原體的致病性，是為科學獻身的典范，對中國的生物制品事業(yè)的發(fā)展有不可磨滅的功績。我們要求學生課后閱讀湯飛凡先生的紀念文章《中國人不應該遺忘的名字——湯飛凡》，并在課堂上交流讀后感。在交流讀后感時，我們試圖從兩個方面引導學生：一方面引導學生學習這位偉大科學家的科學精神和奉獻精神，另一方面讓學生記住衣原體和病毒的區(qū)別和聯(lián)系。我們鼓勵學生思考和討論這樣兩個問題：（1）衣原體和病毒的區(qū)別和相似性各是什么？（2）湯飛凡先生的一生給我們哪些啟示？

在微生物學發(fā)展史中，還有一些類似的案例可運用于課堂。在微生物學課“緒論”部分介紹“科赫法則”時，我們引入了在幽門螺桿菌的相關發(fā)現(xiàn)與研究中做出重大貢獻的巴里·馬歇爾（BarryJ.Marshall）和羅賓·沃倫（J.RobinWarren）的研究經(jīng)歷。為了證明幽門螺桿菌與疾病之間的聯(lián)系，馬歇爾與另一位醫(yī)生莫里斯（Morris）喝下了含菌培養(yǎng)液，親自感受病原體在體內(nèi)的發(fā)展變化。經(jīng)過不懈的努力，他們終于發(fā)現(xiàn)了該菌在胃炎及胃潰瘍等疾病中的作用。他們的工作獲得了2005年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。在引入這個案例之后，我們鼓勵學生思考和討論這樣兩個問題：（1）研究者們“以身試菌”是依據(jù)什么科學法則？（2）這些科學家們的工作經(jīng)歷給予我們哪些啟示？上述這兩個教學案例可以引發(fā)學生多方面的思考，可以從多方面起到對學生的教育作用。

3.援引引人關注的社會事件

微生物與人類生活息息相關，食品安全、傳染病防控、環(huán)境保護等社會熱點問題與微生物有著千絲萬縷的聯(lián)系?？梢詫⑽⑸锵嚓P的社會熱點問題組織成案例引入微生物學教學，引導學生運用微生物學理論知識分析，以加深學生對理論知識的理解，同時培養(yǎng)學生的社會責任感和公眾意識[3]。

2014年，西非大陸爆發(fā)埃博拉病毒病疫情，這場烈性傳染病擴展迅速，致死率高，引起世界恐慌。2014年2月埃博拉病毒在幾內(nèi)亞爆發(fā)，隨后擴散到相鄰的塞拉利昂和利比里亞。自疫情爆發(fā)以來，這3個國家有超過1.1萬人死于此類疾病，另有超過2.8萬人感染這種病毒。從1976年發(fā)現(xiàn)埃博拉病毒病至今，總共爆發(fā)過將近30次埃博拉疫情，但是這次的爆發(fā)規(guī)模最大。研究認為，果蝠是埃博拉病毒的自然宿主。埃博拉病毒是通過密切接觸感染動物的血液、分泌物、器官或其他體液而傳到人，隨后通過人際間傳播加以蔓延，方式是直接接觸感染者的血液、分泌物、器官或其他體液或者受到這些液體污染的表面和材料（如床上用品、衣物）。我們及時將此事件作為案例引入微生物學課堂，并提出如下問題引導學生思考：（1）為何果蝠攜帶埃博拉病毒卻不會死？（2）同為感染埃博拉病毒的病人，為什么有的病人病情惡化不幸去世，有的病人卻能夠自行康復？

該案例的內(nèi)容是當前社會關注的熱點事件，容易引起學生的興趣。在對埃博拉病毒的相關問題進行分析討論時，教師可以引導學生從病毒、傳染與免疫甚至微生物生態(tài)等多個角度進行思考，從而將原本設置于不同章節(jié)的內(nèi)容有機結(jié)合，以加深學生對理論知識的理解。

4.案例教學時應注意的問題

案例教學不僅僅是教師在課堂上“舉個例子”，二者有很大區(qū)別。第一，案例在案例教學中占據(jù)中心地位，教師傳授知識和培養(yǎng)學生能力的目標是借助案例研討實現(xiàn)的，舉例在一般教學活動中僅處于次要地位。第二，案例教學是組織學生自我學習，鍛煉綜合能力的一種有效手段，而舉例則是說明問題的一種方法。第三，學生的獨立活動在案例教學中占了很大比重，當然這些活動都是在教師指導下進行的，從案例的選擇、討論至最后的評價，無不體現(xiàn)出教師的指導作用，而舉例完全是教師單方的教學行為[7]。

參考文獻：

[1]張小凡，周偉麗，王志平，等.環(huán)境微生物學教學改革與學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].微生物學通報，2014，41（4）：748-752.

[2]馬知恩.怎樣上好一堂課[J].中國大學教學，2013，（6）：8-10.

[3]黎志東，徐志凱.啟發(fā)式等三種教學方法在醫(yī)學微生物學教學中的應用[J].微生物學通報，2015，42（1）：218-222.

[4]楊紅，劉貽堯，王先龍，等.普通生物學課程教學改革實踐探討[J].微生物學通報，2012，39（7）：1025-1029.

[5]周德慶.微生物學教程[M].第3版.北京：高等教育出版社，2011：200.

[6]李銅山.理工科大學人文社科教育的幾點理性思考[J].經(jīng)濟研究導刊，2011（20）：237-239.

[7]張家軍，靳玉樂.論案例教學的本質(zhì)與特點[J].中國教育學刊，2004（1）：48-50.