高等農(nóng)林院?！斑z傳學“雙語課程案例式教學的探討

王延偉 張德強 張金鳳 胡冬梅

(北京林業(yè)大學生物科學與技術(shù)學院，北京 100083)

高等農(nóng)林院校“遺傳學“雙語課程案例式教學的探討

王延偉 張德強 張金鳳 胡冬梅

(北京林業(yè)大學生物科學與技術(shù)學院，北京 100083)

“遺傳學”是農(nóng)林院校生物學及相關(guān)學科的重要基礎課程。在分析農(nóng)林院?！斑z傳學”雙語課程教學現(xiàn)狀的基礎上，探討了案例式教學在“遺傳學”雙語課程教學中的應用方法：首先要選擇與農(nóng)林應用密切相關(guān)的實例開展案例式教學；其次，將農(nóng)林行業(yè)中的最新科學進展作為實例開展案例式教學；第三，選擇能突出雙語教學特點的實例開展案例式教學；第四，選擇與生活實際密切相關(guān)的實例開展案例式教學。實踐表明，“遺傳學”雙語課程案例式教學在提高學生的語言應用能力、激發(fā)學生的學習興趣、培養(yǎng)學生遺傳學專業(yè)思維方面效果顯著。

遺傳學；雙語教學；案例式教學

案例式教學(case study)是指在教學中引入典型案例，以點帶面講授相關(guān)教學內(nèi)容的一種教學方法。案例式教學旨在激發(fā)學生的學習興趣和熱情，提高學生的邏輯分析、邏輯推理和解決問題的能力[1]。在科學發(fā)展日新月異、新知識不斷涌現(xiàn)的今天，如何在有限的課堂時間內(nèi)，將課程知識生動有趣、深入淺出、全面透徹地講授給學生，培養(yǎng)學生科學系統(tǒng)的科研思維和濃厚的科研興趣是目前生物學相關(guān)課程教學工作中值得探討的課題。目前，案例式教學在工商管理碩士及其他社會學科的教學中應用較為廣泛[2-3]，其效果也得到了廣泛認同。但案例式教學在農(nóng)林院?！斑z傳學”雙語課程教學中應用得相對較少。筆者結(jié)合近幾年的教學經(jīng)驗，探討了案例式教學在“遺傳學”雙語課程教學中的實施方法。

一、案例式教學在“遺傳學”雙語課程教學中實施的可行性

“遺傳學”是一門理論性較強的基礎學科，其概念、原理、方法與應用等內(nèi)容繁多，有些知識又非常抽象、艱澀難懂[4]。隨著遺傳學科的快速發(fā)展，新領域、新內(nèi)容、新知識如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，如何讓學生既能透徹理解抽象、枯燥的基本概念和原理，又能激發(fā)其探究科學前沿的興趣，是授課教師不斷思考與探索的課題。根據(jù)多年的教學經(jīng)驗，筆者認為案例式教學方法在農(nóng)林院校的“遺傳學”雙語課程教學中具有較高的可行性和實踐價值，因為農(nóng)林院校具有鮮明的行業(yè)特色，有更多的案例可供選擇和參考，因此具有開展案例式教學的先決條件。

二、案例式教學在“遺傳學”雙語課程教學中的具體實施

(一)選擇與農(nóng)林應用密切相關(guān)的實例開展案例式教學

筆者在“遺傳學”雙語課程的講授中，結(jié)合自身院校特色，選擇相關(guān)實例，通過圖片和故事式的講解，使枯燥無味的知識變得生動和形象。例如，筆者在講授染色體數(shù)目變異時，以3倍體毛白楊為例，利用毛白楊的圖片，詳細講解了其倍性的遺傳特點和鑒定方法。鮮活的例子可以喚起學生對“遺傳學”雙語課程的學習熱情，激發(fā)其從事本專業(yè)科研工作的興趣。課后學生還積極搜集農(nóng)林行業(yè)多倍體育種的其他實例，進一步加深了對多倍體知識的理解和掌握。

(二)將農(nóng)林行業(yè)中的最新科學進展作為實例開展案例式教學

目前，“遺傳學”雙語課程所使用的教材對遺傳學的基本概念、基本原理的介紹較為詳盡，但對科研進展的介紹相對滯后。為了彌補這一缺憾，筆者在教學實踐中，將那些能代表農(nóng)林行業(yè)最新進展的案例介紹給學生，把抽象概念、原理和科學進展進行有機結(jié)合。例如，2014年《自然》的系列子刊《自然通訊》公布了棗樹的全基因組，筆者就將此案例融入到基因組的定義、分類、測序等原理的講授中，詳細介紹了這些基本概念和原理以及組裝、分析過程、基因組測序的應用等，并在此基礎上，拓展介紹了目前農(nóng)林科學中基因組已測序的物種及特點，國內(nèi)外基因組學研究的進展和基因組研究中存在的問題等。最新科研進展和前沿案例的運用，極大地調(diào)動了學生學習和科研的積極性。

(三)選擇能突出雙語教學特點的實例開展案例式教學

雙語教學的特點就是在講授知識的同時，促進學生專業(yè)外語的學習，以便為今后的科研打下閱讀文獻、撰寫外語研究論文的基礎。在“遺傳學”雙語課程教學中，如果完全采用英文授課，部分學生接受起來將會很困難。如果只用中文授課，又難以促使其自覺學習英文專業(yè)詞匯和內(nèi)容。筆者認為，雙語教學不能全部采用外語授課[5-6]，而是要結(jié)合學生的英語水平，把握好兩種語言的使用比例。筆者在課程講授過程中，選用一系列反映某個知識點的英文文獻作為教學案例，使學生在學習專業(yè)知識的同時，提高英語閱讀水平。例如，在介紹細胞功能多樣性時，筆者先將2008年發(fā)表于國際頂尖雜志《Science》和2006年發(fā)表于《Cell》的兩篇關(guān)于誘導性胚胎干細胞論文，提前發(fā)給學生作為預習材料，課上多媒體課件則全部采用英文。筆者以誘導性胚胎干細胞獲得2012年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎為切入點導入課程，將上述兩篇文章作為講授背景，用英文介紹了細胞發(fā)育的可逆性及干細胞、胚胎干細胞的定義。因為有預習，即使是用英文授課，學生也能較好地理解和接受。課后，筆者又給學生布置了查閱誘導性胚胎干細胞實踐案例的作業(yè)，如2014年誘導性胚胎干細胞衍生的視網(wǎng)膜組織植入人體的國際典型案例等，這樣在下一次課上，讓學生以英文來講述，教師進行點評。通過選擇能突出雙語教學特點且影響巨大的國際案例，可以提高學生學習的興趣和語言應用水平，拓寬其國際視野。

(四)選擇與生活實際密切相關(guān)的實例開展案例式教學

遺傳學與生產(chǎn)、生活實際密切相關(guān)，選擇與生活實際密切相關(guān)的實例開展案例式教學，可以讓學生更快更好地掌握“遺傳學”課程知識。例如，筆者在授課時，以耐藥性菌株增多使得抗生素藥物治療效果下降為實例，講述了突變的遺傳特點，突變與環(huán)境沒有對應關(guān)系，環(huán)境只是作為一種篩選因子，當細菌群體在抗生素的環(huán)境中生長時，對該抗生素敏感的菌株其生長受到抑制，而抗性菌株繼續(xù)增殖，最終導致這一細菌群體主要由抗性菌株組成。此案例讓學生了解到在生活中濫用抗生素的危害。又如，筆者以溫州早橘的選育來源于溫州蜜橘的芽變?yōu)槔榻B了芽變的選擇和在育種中的應用，繼而介紹了體細胞與性細胞突變的頻率、傳遞和表現(xiàn)。這些與生活實際相關(guān)的案例可以讓學生很好地理解遺傳學的概念和原理，從遺傳學的角度，關(guān)注生活實際和農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)，同時還調(diào)動起學生對“遺傳學”課程中突變知識的研究興趣。

(五)運用經(jīng)典案例培養(yǎng)學生遺傳學領域的專業(yè)思維

遺傳學的經(jīng)典案例，特別是經(jīng)典文獻[7]，既涉及了重要的知識點，又反映了遺傳學的研究方法。因此，選擇經(jīng)典案例開展課堂教學可以很好地培養(yǎng)學生的專業(yè)思維。例如，教材上關(guān)于DNA雙螺旋模型的介紹只是反映了相關(guān)的知識點，介紹得不夠系統(tǒng)，為了彌補這一缺憾，筆者以DNA結(jié)構(gòu)研究最重要的3個研究小組——鮑林、富蘭克林和威爾金斯、沃森和克里克為教學案例，詳細介紹了DNA雙螺旋模型發(fā)現(xiàn)的背景故事、發(fā)現(xiàn)過程、涉及的研究方法、研究過程以及給人們的啟示及意義。3個研究小組中鮑林研究組的科研實力最為雄厚，鮑林也是因研究物質(zhì)聚合力而獲得諾貝爾化學獎的科學家。1938年，鮑林研究組利用衍射技術(shù)獲得了DNA分子晶體X射線衍射圖像，提出DNA分子3鏈螺旋結(jié)構(gòu)模型，但并未得出正確的DNA模型。倫敦國王學院的富蘭克林和威爾金斯研究小組是做實驗的高手，他們改進了DNA分子晶體X射線衍射圖譜技術(shù)，并在1951年獲得了更為清晰的DNA X射線衍射圖像，但仍未提出DNA雙螺旋模型。沃森和克里克在3個小組中實力最弱，沃森是學生物的，克里克是從事物理學研究的，他們在1951年開始DNA雙螺旋模型的研究。但他們的研究手段非常簡單，用黃銅碎塊、電線和螺絲釘?shù)茸隽姿?、核糖和堿基模型，拼湊DNA分子的三維結(jié)構(gòu)，驗證提出了科學假設。經(jīng)過反復嘗試，直到有一天，他們看到了富蘭克林的DNA衍射圖像，在結(jié)合了另一研究者查爾格佛提出的堿基互補配對原則基礎上，終于得出DNA呈現(xiàn)雙螺旋模型，從此以后，解開了關(guān)于DNA的秘密。這樣的經(jīng)典案例，不僅可以調(diào)動學生學習的興趣，增加教學效果，更重要的讓學生了解到科學研究的方法。

三、案例式教學在“遺傳學”雙語課程教學中實施的效果

(一)提高了學生的英語應用能力

“遺傳學”雙語課程教學為學生創(chuàng)造了專業(yè)外語的學習環(huán)境，在課堂上學生可以接觸到大量的外文專業(yè)詞匯，并在回答問題、完成作業(yè)和師生交流中可以充分展現(xiàn)外語的運用能力，用中學、學中用，使學生專業(yè)外語能力得到迅速提升。

(二)激發(fā)了學生的學習興趣

興趣比知識更重要，培養(yǎng)學生的科研興趣，是可持續(xù)造就科學人才的關(guān)鍵因素之一。在課程教學中，筆者為學生講述了米歇爾的故事[8]，以激勵學生的科研興趣與熱情。年輕的科學家米歇爾為了收集提取DNA的理想材料之一“膿細胞”，輾轉(zhuǎn)于各個診所，從那些剛換下來的外科繃帶上提取膿細胞的DNA材料。因為當時沒有低溫離心機，為了保證核素(DNA)良好的提取效果，米歇爾經(jīng)常冒著嚴寒在冰冷的實驗室提取。為了提取鮭魚精細胞的DNA，米歇爾在萊茵河上冒著嚴寒釣取新鮮鮭魚后馬上提取精細胞。正是因為對科學懷有極大的興趣和熱情，使米歇爾取得了超越時代的科學成果。

(三)培養(yǎng)了學生遺傳學領域的專業(yè)思維

通過案例式教學，使抽象、枯燥的理論知識變得生動形象，學生不僅了解了概念、定理發(fā)現(xiàn)的原始過程，而且培養(yǎng)了遺傳學研究的科學思維。在講解大腸桿菌標記后的CsCl密度梯度離心實驗時，筆者介紹了為什么選擇大腸桿菌作材料、如何進行同位素標記、離心后14N15N標記的兩條鏈如何進行分離、如何推導DNA的復制是半保留、全保留和散在復制等。學生了解了遺傳學研究中提出假設、開展實驗和驗證假設的完整科研過程，逐步樹立起遺傳學的專業(yè)思維。

[1] 劉國輝，朱小琴，盧佳怡，等.案例式教學與傳統(tǒng)生理學教學的有機結(jié)合[J].臨床醫(yī)學工程，2012，19(9)：1612-1613.

[2] 莫鳴.農(nóng)業(yè)院校工商管理碩士(MBA)的目標定位與培養(yǎng)模式——以湖南農(nóng)業(yè)大學為例[J].教育現(xiàn)代化，2015，1(9)：27-29.

[3] 李博達.統(tǒng)計學案例式教學模式的研究[J].課程教育研究，2013(34)：237-238.

[4] 吳燕華，盧大儒，林娟，等.案例式教學在“遺傳學”課堂中的運用與效果分析[J].高校生物學教學研究(電子版)，2013，3(2)：25-28.

[5] 楊松杰，楊芳，王茹，等.新建本科院校農(nóng)林生物學科“遺傳學”雙語教學探析[J].中國農(nóng)學通報，2009，25(18)：151-154.

[6] 汪保華.“遺傳學”雙語教學方法的探索與思考[J].生物學通報，2013，48(8)：32-35.

[7] 趙祥強，陳曹逸.利用經(jīng)典文獻優(yōu)化“遺傳學”雙語教學[J].遺傳，2009，31(4)：434-438.

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

(責任編輯 王 偉)

北京林業(yè)大學研究生課程建設項目“高水平全英文研究生核心課程”，項目編號YWKC15013；北京林業(yè)大學教改項目“遺傳學創(chuàng)新實驗項目開發(fā)研究與實踐”，項目編號bjfubio2014。