基于研究生科研能力培養(yǎng)的《動物基因組學(xué)》課堂教學(xué)
——以表觀基因組學(xué)為例

陶晨雨，陳 輝，吳興龍，嚴(yán) 慧，周榮艷

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，河北 保定 071000)

0 引言

隨著人類基因組計劃的完成，分子生物學(xué)的研究對象已經(jīng)從傳統(tǒng)對“單個”基因研究轉(zhuǎn)向組學(xué)的研究，一門新興學(xué)科基因組學(xué)應(yīng)運而生?；蚪M學(xué)是研究生物整個基因組的結(jié)構(gòu)、調(diào)控、功能、進(jìn)化等方面及與其他組學(xué)如轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、表型組、代謝組等之間的關(guān)系。與人類的疾病預(yù)測診斷、藥物疫苗研發(fā)、生物進(jìn)化起源等等許多重要問題息息相關(guān)，對人類社會的許多方面產(chǎn)生重大影響。

《動物基因組學(xué)》是河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院博士研究生的一門選修課程，是對基因組學(xué)進(jìn)行科學(xué)研究所必須掌握的技術(shù)方法進(jìn)行較為系統(tǒng)全面介紹的一門科學(xué)。通過課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生了解動物基因組學(xué)的重要研究領(lǐng)域、熱點問題發(fā)展趨勢，以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與進(jìn)展，掌握動物基因組數(shù)據(jù)庫的使用、高通量測序數(shù)據(jù)的分析方法、功能基因的篩選與功能研究方法、表觀基因組學(xué)研究與分析方法以及基因變異位點的檢測技術(shù)等，培養(yǎng)研究生科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力。在課程設(shè)置上，該課程包含了結(jié)構(gòu)基因組、功能基因組、表觀基因組及應(yīng)用基因組幾大方面，共36學(xué)時。由于研究生課程要關(guān)注前沿新知識、技術(shù)、研究成果，因此要求授課教師不僅要關(guān)注最新的科學(xué)研究進(jìn)展，更要開展好教學(xué)的組織和管理、課程結(jié)構(gòu)內(nèi)容的優(yōu)化整合等工作?，F(xiàn)以動物科技學(xué)院博士研究生課程《動物基因組學(xué)》中表觀基因組部分為例，總結(jié)旨在培養(yǎng)科研能力的課堂教學(xué)方法并提出具體改進(jìn)措施。

1 構(gòu)建重點突出的教學(xué)內(nèi)容

由于課時數(shù)有限、課程內(nèi)容多，因此課堂要求節(jié)奏緊湊，內(nèi)容重點突出。而由于研究生課程沒有統(tǒng)一教材，課程內(nèi)容多為發(fā)散性質(zhì)，主要以重大研究進(jìn)展為主要授課內(nèi)容，因此每年課程內(nèi)容都在隨時更新。這對于老師提出了更高的要求，要構(gòu)建經(jīng)典的基因組研究內(nèi)容作為基礎(chǔ)，同時將最新研究前沿進(jìn)展作為重點的授課內(nèi)容。如表觀遺傳學(xué)包含了許多方面，但上課過程中只重點關(guān)注學(xué)習(xí)了DNA甲基化、組蛋白共價修飾、染色質(zhì)重塑、X染色體失活幾部分的內(nèi)容，做到了重點突出。

以“組蛋白共價修飾”章節(jié)為例，計劃共占用1.5個學(xué)時，因此，基礎(chǔ)的內(nèi)容無法在課堂上進(jìn)行具體的學(xué)習(xí)，為保證學(xué)習(xí)的質(zhì)量，在課前給同學(xué)們推薦參考書籍，課前進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的復(fù)習(xí)，并為同學(xué)們推薦了授課教師發(fā)表的相關(guān)進(jìn)展的文獻(xiàn)進(jìn)行閱讀。課堂上，以文獻(xiàn)為基礎(chǔ)，以組蛋白H4K12乙?；揎棡槔?，進(jìn)行深入探討組蛋白翻譯后修飾對染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)的影響，力求做到以點帶面，內(nèi)容深刻。

2 將前沿科研轉(zhuǎn)化為教學(xué)素材

由于本課程是博士生的必修課程，因此課程內(nèi)容與本科生、碩士生的課程都有著很大的不同，課程內(nèi)容要重點體現(xiàn)出前沿性。因此要求教師在備課時，要將自己的科研課題與關(guān)注的科研前沿進(jìn)展融入到教學(xué)中。如在表觀遺傳學(xué)部分教學(xué)中，加入了授課教師自己的研究方向哺乳動物卵母細(xì)胞及早期胚胎發(fā)育過程中的核小體測序研究、組蛋白乙?；揎椉安糠秩S基因組內(nèi)容，并且在教師自己的研究課題的基礎(chǔ)上，又進(jìn)行延伸，內(nèi)容覆蓋了ATAC-seq，Hi-C等前沿領(lǐng)域。

課堂前，老師會將下次課的內(nèi)容及相關(guān)進(jìn)展文獻(xiàn)發(fā)給同學(xué)們。相關(guān)進(jìn)展文獻(xiàn)做到老師理解深入，選擇恰當(dāng)，發(fā)表水平相對較高。如在講解染色質(zhì)重塑內(nèi)容時，與同學(xué)們分別分享了發(fā)表在《stem cell reports》《nature communication》《developmental cell》等高水平期刊的近3年相關(guān)研究進(jìn)展文章。由于文章水平較高，因此，建議提前1～2周將文獻(xiàn)發(fā)給同學(xué)們進(jìn)行學(xué)習(xí)。同學(xué)們既獲得了相關(guān)研究進(jìn)展的知識，又對知識體系有一定深入的理解。

3 多種教學(xué)方法相結(jié)合

傳統(tǒng)課程采用的講授方法并不能讓學(xué)生更多地參與到課堂互動中，對所學(xué)知識并不會有深刻的印象。本課程采用課前布置題目，課上進(jìn)行討論交流，課下及時總結(jié)回顧的方式進(jìn)行。課程前一周老師會提前發(fā)布下周所講內(nèi)容，同學(xué)們課下進(jìn)行資料、文章搜集，閱讀，總結(jié)，并且制成PPT；課堂上，每位同學(xué)進(jìn)行匯報，并提出自己的收獲及運用方法；課下將PPT及時分享到群里，進(jìn)行匯總復(fù)習(xí)。

4 實現(xiàn)半雙語教學(xué)

英語無疑是對博士生非常重要的一門工具及必備素質(zhì)，而一般博士生學(xué)習(xí)英語的途徑主要是通過查閱英文文獻(xiàn)。因此，掌握更多的專業(yè)詞匯與表達(dá)方式尤為重要。而這種練習(xí)及素質(zhì)的培養(yǎng)可以通過平時在課堂中的培養(yǎng)來實現(xiàn)。教師在授課時及同學(xué)們在討論相關(guān)文獻(xiàn)時，PPT的制作以及重點專業(yè)詞匯及概念用英語介紹，這樣既可以加深同學(xué)們對專業(yè)詞匯的培養(yǎng)，又可以加強英語的學(xué)習(xí)，起到了事半功倍的效果，成效顯著。

5 靈活多樣的考核方法

研究生的考核多采用平時成績加課程論文的形式進(jìn)行。但普遍存在學(xué)生不認(rèn)真對待，課程論文存在重復(fù)率高甚至直接抄襲的現(xiàn)象。本課程目前采用課堂成績加期末考試的形式進(jìn)行。課堂上針對某一問題，同學(xué)們課下進(jìn)行資料、文章查詢、總結(jié)，課堂上進(jìn)行交流討論；期末考題主要以解決實際研究問題為主，以要做的某個實驗方向為題目，讓同學(xué)們利用所學(xué)知識自行設(shè)計實驗，解決問題。

6 結(jié)語

《動物基因組學(xué)》是動物遺傳育種專業(yè)博士研究生的一門非常重要的專業(yè)選修課，其中涉及到的基因組學(xué)前沿內(nèi)容是作為一名合格博士生應(yīng)必備的知識與開展實驗工作的基礎(chǔ)。因此，如何進(jìn)行高效的課程學(xué)習(xí)是各位授課教師尤為關(guān)注的，在今后的教學(xué)過程中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步完善現(xiàn)有的授課內(nèi)容與教學(xué)方法，更加注重學(xué)生的科研能力的培養(yǎng)。