林业院校《生物学前沿专题》进展课程的教学初探

施大伟， 梁霏霏， 何 梅， 谢寅峰， 徐 鸣

(南京林业大学 生物与环境学院， 南京 210037)

林业院校《生物学前沿专题》进展课程的教学初探

施大伟， 梁霏霏， 何 梅， 谢寅峰， 徐 鸣

(南京林业大学 生物与环境学院， 南京 210037)

摘要《生物学前沿专题》是一门以开阔学生视野，形成初步科研创新能力为目的的本科生课程，为本科生了解生物学前沿领域的主要动向及发展趋势开辟了窗口。从教学内容、教学形式和考核方法等三方面对该课程的教学方法进行了探索，初步形成了具有林业院校特色的生物学进展课程本科生教学方法体系。

关键词林业院校；生物学前沿专题；教学探索；创新能力

21世纪被称为“生命科学世纪”。近些年来，随着生命科学的飞速发展，生物科学的理论知识、研究方法以及技术手段日新月异，呈现出高度综合化的发展趋势。因此，为了使学生及时了解生物学的最新进展和成就，有必要开设一些相关的进展课程。目前，生物学进展课程一般主要面向研究生，如对研究生开设的《植物分子生物学进展》，而面向本科生开设的进展课程却较少[1]。本科生的培养在生物学专业综合创新型人才的培养中占有越来越重要的地位。因此，以南京林业大学为例，从2008级学生开始，面向生物科学和生物技术两个专业开设《生物学前沿专题》课程，已逐渐成为这两个专业重要的专业基础课程之一。该课程是在本科生学过一些专业课程基础之上开设的课程。生物学研究发展迅速，对于试验基础薄弱的本科生来说，较难理解里面抽象的概念，以及很多的新方法和理论。在该课程的教学实践中，我们对内容和教学方法做了一些探索，努力激发学生的知识兴趣以及培养他们的创新能力。

1教学内容

1.1以生物学最新进展为内容，开拓学生的视野

作为进展课程，应更紧密地追踪生物学研究的国际最新进展，从而达到使本科生开阔视野，形成初步科研创新能力的目的。因此本课程并不像其他专业基础课程有固定的教材或讲义，这也增加了教学内容选择的难度。生物科学和生物技术两专业的本科生，经过了一段较长时间的专业知识的学习，大都已经具有一定的生物学各学科的知识基础。如果只讲解生物学的基础知识，学生的要求就无法满足，这门进展课程的意义也将会失去。因此，我们时刻关注生物学科国际研究的最新进展，特别是国际知名刊物Science、Nature、Cell、PNAS等杂志发表的最新理论研究成果。我们根据这些成果总结出当前生物学的研究热点，然后设计课程内容，将其按照学科门类分为植物学、生态学、环境科学、细胞生物学和分子生物学等几个专题[2]。按照学科，选择一些有代表性近几年来在著名杂志发表的研究论文作为基本的课程内容；接着再选择和这方面研究相关的历史上的重要论文，使学生了解这些研究的历史。

1.2适当介绍基础知识，增强学生理解课程内容的能力

基本的知识背景是理解最新研究进展的前提。这些背景包括理论和技术知识两个方面。理论知识不仅包括与论文研究相关的细胞生物学、分子生物学等方面的知识，一些基本的生物学知识也是必需的。相关基础知识学生如果不了解，论文的研究内容就难以理解，相应地阅读速度自然会降低。所以，在讲解具体内容之前，我们会查找一些相关资料和书籍，如AnnualReview系列等权威杂志的相关综述论文，为讨论该课程提供必要的基础知识。

技术的介绍上，由于本科生实验基础较弱，所以在讲某一技术之前，先要询问学生以前学习的相关课程中有无接触过此技术。如接触过，则主要介绍该技术的功能和用途，而对具体操作不做介绍；如无接触，则还需详细介绍该技术的背景和具体操作，使学生对该技术有个大致的了解。学生对这些技术的使用有了认识，对研究者采用这样技术手段的原因有了理解，同时这样做也节省了时间。

2教学形式

2.1基础知识以课堂讲授为主

理论知识运用传统课堂教学的形式，让学生在短时间内掌握基础知识，使他们对论文的理解与阅读能力得以提高。介绍技术知识时，教师应在课前做好充分准备，尽量较为全面地讲解相关内容，便于学生理解。比如，在讲解“聚合酶链式反应(PCR)”时，由于大部分学生只略微了解，接触并不多，因此我们尽可能完整系统地介绍相关理论知识，并且在课堂上播放包括这项技术全部操作过程的视频，这样就使学生对PCR有了更加直观的认识，印象也深刻。学生如能较好地掌握生物学相关的原理和技术，可为随后的毕业论文设计以及可能从事的科研工作打好基础。

我们在上述内容的讲授中，以启发学生的兴趣为主要目的。由浅入深，从研究现象的实际意义讲到分子机理的内容上。介绍研究内容的同时，着重讲解研究的思路。例如在讲到“植物叶片衰老”相关研究内容时，除了从衰老过程中的生理生化变化深入到其分子机制进行讲解之外，还介绍了用模式植物拟南芥研究的思路方法，让他们了解那些研究者们是如何一步一步探索未知问题的，从而初步建立起科学研究的一般意识。

2.2专题或论文采用讨论式教学

在进行一些专题或研究论文的讲解时，以学生参与课堂讨论为主要手段。这门课程的特点是把科学研究的理念引入教学过程，有目的地使学生由书本走向实际。每次论文讲解，会包含大量信息，但由于课堂时间有限，就要求学生在课外要做大量功课[3]。我们会选择权威的、涉及当前生物学研究的热点问题的文章发给学生，要求课前准备。另外，我们还让学生充分利用图书馆和电子文献数据库等资源，查阅文献资料，整理表达科研思路，了解学术的前沿动态，完成对问题的思考[4]。比如，以2015年获得诺贝尔化学奖的研究成果“DNA修复”为题，学生平均每人查阅了10余篇相关论文，甚至有些学生通过Web of Science和Springlink等数据库查阅了多篇外文文献，这样做既拓展了学生的知识面，又使其阅读外文文献的能力得以提高，让他们学会初步运用一些生物学的原理和方法来解决问题。

在课堂讨论时，一方面教师可以解读论文，学生对不明白的地方进行提问，并展开讨论，提高其动脑思考的能力。另一方面学生也可以讲解论文，让学生课前针对一个题目(如蛋白质组和蛋白质组学)进行准备，查阅相关论文资料，对其总结，在课堂上进行讲解，之后老师和学生一起提问，并进行讨论[5]。由于学生大都没有论文讲解的经验，因此老师应先做几次示范，可以避免影响课堂讲解和讨论的效果。

2.3不同方向教师共同授课，突出专业特色

本课程主要是介绍生物学的一些较为前沿和热点的研究进展。生物学包含了多个研究方向，内容也十分丰富，而每个教师仅对他的研究领域的最新前沿内容较为熟悉，对其他方面的研究认识有限，所以这门课程如果只靠一两个老师讲解，并不能达到开阔学生视野的目的[6]。 因此，我们邀请了近几年来相关专业方向(如生态学、环境科学)新入职的年轻老师共同参与到本课程的教学当中，讲解他们从事方向最新的研究成果和进展，既拓展了学生的知识面，又对提高他们的授课水平有所帮助。除此之外，我们也会不定期地邀请本校或外校(如中国科学院、北京林业大学)的一些知名学者教授。他们在各自的研究领域均有优异的科研成就，且非常愿意和学生分享自己研究小组正在进行的前沿科研项目，给一些想继续深造的同学提供了兴趣。通过课程的学习，有些学生找到相关老师做进一步交流，并且最终报考了他们的研究生。

目前，生物学中和植物有关的研究内容大多都是和草本植物相关的，考虑到林业大学的专业多以林木为研究对象，在教学过程中应突出林木及其相关内容[7]。因此，我们在课程中尽量以林木为讲述对象。比如，在讲“基因组和基因组学”这个专题时，虽然草本植物模式植物拟南芥的相关文献更多，有关基因组的数据库信息更加完整和丰富，但在课堂讲解时，我们是以木本植物模式植物杨树为对象，介绍了木本植物基因组的相关基础知识和最新研究进展[8, 9]以及与拟南芥的区别， 扩展了学生的知识面。

3考核方法

3.1解读论文

进展课程与其他专业课程不同，它没有固定的教材或讲义，内容涵盖面较广且丰富，教学形式多样，因此就决定了这门课程的考核方法必定和其他专业课程有所区别。由于本课程侧重于介绍生物学的最新研究进展，我们以考查学生解读论文的能力为主要形式。一方面采用课堂讨论的形式，每次课之前安排几名学生就某一专题每个人准备一篇近几年发表的论文，认真阅读，在课堂上花一定的时间(10 min)讲解此论文的研究背景、思路、取得的成果及意义，然后进行讨论，老师根据这位同学对这篇论文理解的程度以及其他同学的响应情况综合评价打分，作为平时成绩评定的依据。比如，2015年的诺贝尔生理或医学奖授予了中国女科学家屠呦呦，是我国首个在自然科学领域获得的诺贝尔奖，因此以她的获奖成果“青蒿素”为主题让学生准备，要求每位同学需查阅至少1篇外文文献，结合中文文献进行总结，并在课上给其他同学介绍，并谈谈自己对这次获奖的看法。这样不仅增强了学生对文献的思维能力，也可以锻炼他们作科技报告的能力。另一方面采取传统期末考试评定的方式，与专业课程进行试卷考试不同，我们让学生翻译最新的与生物学有关的科技短文，根据学生翻译的准确度以及和原文的符合程度打分，可以提高学生外文论文的阅读和理解能力。

3.2实验设计

科研能力的提高是通过课题实验的设计和实施来体现的，经过课程的学习，使学生能够初步独立设计实验，且能完整描述实验的整个过程[10]。在学期中期，结合自己感兴趣的题目，我们会让同学们设计实验课题，内容包括目的和意义、研究内容和技术路线等。然后按照撰写科研课题的要求进行打分，给出考核分数，记入总评成绩当中。比如，以“逆境对植物生理特性的影响”为主题，我们让学生根据自己的理解，结合已经掌握的实验技能，选择熟悉的植物品种和逆境条件，以及能够反映问题的生理指标，进行一个项目课题的整体设计。在设计过程中，将学生分组，5～6人为1组，相互配合，各自有相应的分工，根据国家自然科学基金申请书的格式进行书写，最终以组为单位提交一份相对完整详细的计划书。按照国家基金课题的要求进行考核打分，并作为最后成绩的一部分。学生自己进行实验设计，可以让他们初步掌握进行生物学研究的一般思路和方法，巩固所学的知识，增强学生的创新能力，也锻炼了他们的团队协作能力。

4结束语

通过近几年的教学实践，课程的教学方式受到了学生的普遍认可和欢迎，使他们逻辑思维能力、语言表达能力、发现问题和解决问题的能力得以初步锻炼和提高，这对于本科生人才的培养显得十分重要。课程开设的时间并不算长，我们对该课程的教学内容和形式进行了初步探索，取得了一定进展，但也存在一些问题。

与之类似的课程在此课程开设之前属于研究生的课程范围，因此在这门课的教学实践中借鉴了研究生课程的教学内容和形式，但在实际教学过程中，有些学生表示不太适应，这就使得教学效果打折扣。在以后的教学实践中，我们将进一步探索，在借鉴的同时，更多地与本科生的教学方法相结合，努力形成一套适用于本科生的生物学进展课程的教学内容和方法。虽然也会邀请外校专家做专题交流，但目前本课程仍以本校教师为主，为了更好拓展学生的视野，应增加教师国内外交流的机会，更多地聘请国内外一流的教授学者来授课，这样不仅学生学到知识，教师也能从中学到先进的技术和理论，并将其应用到教学实践中。另外，本进展课程目前只面向生物科学和生物技术专业开设，并不在林业相关专业设置。生物学本身与林业密切相关，林业的发展离不开生物学研究。因此，为了突出林业院校特点，提高林业相关本科人才的培养质量，应在已经具备生物学进展课程教学经验的基础上，结合自身特色，逐渐面向林业相关本科专业(如林学、森林培育等)开设此课程。

参考文献：

[1]王傲雪, 李景富. 农科博士生《植物分子生物学进展》课程教学方法的探讨[J]. 东北农业大学学报(社会科学版), 2007, 5(5):90-92.

[2]邢金良, 张思河, 董红霖, 等. 研究生细胞生物学进展双语教学的调查分析[J]. 山西医科大学学报(基础医学教育版), 2004, 6(2):137-139.

[3]胡旭东, 王晓玲, 叶目亭杰, 等. 中医药博士分子生物学进展课程中专题讨论法的应用[J]. 基础医学教育, 2013，15(2):117-119.

[4]王雅梅, 刘 华, 付慧芳, 等. 研究生《分子生物学进展》网络课程建设与探索[J]. 继续医学教育, 2015， 29(5):23-24.

[5]胡旭东, 王晓玲, 叶目亭杰, 等. 课堂辩论赛在中医药博士班“分子生物学进展”课程中的运用和思考[J]. 中医药管理杂志, 2014， 22(1):51-52.

[6]牛莉莉, 文铁桥. 创新型人才培养的课程改革与实践——《分子生物学进展》课程开设十年回顾[J]. 教育教学论坛, 2013， 17(4):40-41.

[7]陈 颖, 汪南阳, 谢寅峰, 等. 林业院校植物生理学实验课程教学改革与实践探索[J]. 安徽农业科学, 2012, 40(6):3817-3819.

[8]李 强, 韩一凡. 木本植物分子生物学的研究进展[J]. 世界林业研究, 1996(4):10-16.

[9]施季森, 王占军, 陈金慧. 木本植物全基因组测序研究进展[J]. 遗传, 2012，34(2):145-156.

[10]杨文权, 寇建村, 慕小倩. 高等院校生物学综合实习课程对培养学生综合素质的作用[J]. 生物学杂志, 2015, 32(3):96-99.

Preliminary exploration on teaching of progress course “Frontier in Biology" in forestry universities

SHI Da-wei, LIANG Fei-fei, HE Mei, XIE Yin-feng, XU Ming

(College of Biology and the Environment, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China)

Abstract"Frontier in Biology" is an undergraduate course with the goal of opening students′ sights and shaping their innovative ability of research preliminarily. This course can be helpful for undergraduate to understand the main fields and developmental directions of biological frontier. Education methods were explored on teaching contents, education style, and assessment, and undergraduate teaching system of biological progress course was formed preliminarily with forestry universities characteristics.

Key wordsforestry universities; frontier in biology; teaching exploration; innovative ability

收稿日期：2015-08-04；修回日期：2015-10-27

基金项目：国家自然科学基金(31300572)；江苏省高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)；江苏省大学生实践创新训练计划项目(201410298089X)

作者简介：施大伟，博士，讲师，主要从事植物生理学方面的教学和科研工作，E-mail:sdw1982@njfu.edu.cn。

中图分类号G642.3

文献标识码C

文章编号2095-1736(2016)03-0114-03

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2016.03.114