案例式教学 让《动物遗传学》课堂活起来

何珂 周晓龙

摘要：遗传学是生命科学研究领域发展最快的学科，教学内容也因此得到了飞速更新。基于此特点，本教学团队针对农林院校的教学特点，提出在教学中实施一种基于“案例教学”的教学模式，并介绍了该模式在《动物遗传学》课程教学中的实施方法和步骤。实践教学表明，这种方法能够很好地提高学生的课堂参与度，极大地激发学生主动观察，培养其发现问题的能力，较好地实现了《动物遗传学》课程的教学目的。

关键词：动物遗传学；案例式教学；课程

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）19-0176-03

遗传学是一门阐述生物遗传和变异规律及其理论的学科，其研究对象是调控生命的起源、发展和进化，及其相关的物质基础和遗传现象，是生物类专业的核心课程，是学生在学习生物学整个知识体系过程中不可或缺的知识内容。同时，遗传学也是生命科学研究领域发展最快的学科，教学内容也因此得到了飞速更新。现代遗传学教学重点已从以杂交分析为主的经典遗传学逐渐转到分析基因的分子结构与功能的基因学以及解析全部基因的组成与相互作用的基因组学，概念的不断更新和内容的不断添加使得遗传学教学比生命科学的其他课程更为困难。

一、遗传学课堂中存在的问题

1.枯燥而且知识覆盖广。目前，遗传学的学科特点是：（1）知识点繁多，理论体系复杂；（2）需要掌握较多的基础理论与相关的实验技能，如化学、生物化学、概率论和统计学等学科；（3）要求学生能够应用所掌握的遗传学知识解决实践问题。所以遗传学一直是学生普遍反映很难学习的课程之一，枯燥的理论知识若无法和实际相结合，则无疑是一本天书。这就要求任课教师必须采用合理而有效的教学方法，否则很难取得良好的教学效果[1]。

2.教材良莠不齐。教材是传授知识的主要载体，其质量和水平的高低必将影响到教学的质量。国内目前已有众多遗传学教材，根据调查显示，国内教材在某方面还存在不足之处，如：“内容更新慢，教材结构不够合理”、“虽经多次印刷，仍存在诸多问题”、“教材和专著不分”、“制定编写大纲和具体编写过程中缺乏必要的、应有的集体研究、集体讨论和集体审定的‘拼盘教材”、“仍旧是教师讲义的‘延伸，其更适合教师用来讲，并不适合学生自主阅读”；而若一味地采用国外的教材，对于英语知识薄弱的部分学生来说，语言是很大的困扰，他们也很难理解遗传学的精髓[2]。并且由于生物学技术的快速发展，新技术、新方法不断涌现，研究范畴不断拓宽，研究内容不断深化，遗传学知识的积累量越来越大，迫切需要有一个好的教学体系和丰富的课外知识拓展，以规范和提高《动物遗传学》的教学过程。

3.课程在农林院校中缺乏针对性。《动物遗传学》是多门课程的基础，如《基因工程》、《表观遗传学》等，但在农林类院校中，在该方面的课程开设情况不是很全面，因此缺乏针对目前研究领域中的技术的讲授和介绍[3]。

针对以上问题，本教改团队结合最新的研究资讯作为案例教学，让学生接触最前沿的遗传学发展知识，旨在提高学生的学习积极性，促进学生更好地掌握该课程。

二、案例式教学，提高教学效果

1.拓展教学内容，采用最新的文章作为案例，做到与时俱进。教材只是在讲解过程提供部分或大量信息，不可能在内容上面面俱到。因此，在课堂讲解过程中，教师应紧跟学科前沿，及时将遗传学发展过程中形成的新知识、新发现及时穿插于课堂教学内容中。（1）在课程介绍过程中，加入当前遗传学相关的经济案例，如癌症相关基因、人类私人测序等内容，激发学生热情；在介绍染色体是一种超级压缩的结构时，介绍目前全新的概念，能用DNA当作数据储备的材料，如1克DNA能存700TB数据；介绍青春期环境压力的表观遗传学影响时，儿时贫困和压力影响基因和免疫系统，精神疾病存在着强烈的遗传选择，小麦A基因组测序和草图绘制，控制重要农艺性状的优良基因的发掘及功能基因组学研究等前沿研究内容，既能诱发学生兴趣，又能拓展遗传学内容。（2）让学生充分利用网络“教育资源”。目前我们已经建立了《动物遗传学》课程在校园网络上的建设，上传了课程的教学大纲、课件、作业和教学视频等。除了这些基本的资源，教学团队还上传了时下最新的一些报道及评论，让学生接受最前沿的“知识风暴”。

2.设置某些热点知识的专题，系统且重点地介绍一些重大研究进展。生物学技术发展迅速，在短短几年内，快速发展出了一些重要而有深远意义的技术等，而这些在教科书中更新速度较慢，因此在课堂和课外上专门设置了多个热点专题，能够让学生接触最前沿的研究发展，这对于学生的进一步发展和提升有很好的基础作用。每个专题由熟悉该领域的教师主讲，主要内容包括研究热点、发展趋势、专家意见。（1）在课堂中设置的专题有以下几方面，每2个课时（1次课程）抽出10分钟进行讲解。①转基因技术：包含目前转基因动植物原理的介绍、转基因安全性问题、目前市面上存在的转基因产品介绍、如何正确地对待转基因及用转基因蚊子对抗登革热是否能够发挥作用等。②RNA干扰：包含RNAi的原理介绍和其广阔的应用前景，如赛诺菲（Sanofi）合作开发的RNAi新药patisiran治疗多发神经病变性遗传性ATTR型淀粉样变，RXi公司和Wave Life Sciences公司都在研究采用RNAi药物治疗更加广泛的疾病类型，包括癌症。③CRISPR-cas9技术：包含操作原理和基因编辑动物。如敲除FGF5可以使动物产毛量增多、MSTN基因天然缺失或敲除使动物肌肉暴增，胚胎原核期基因敲除等，该技术没有病毒引入，安全高效将大大提高农业优良品种选育的速度，目前该技术还广泛地应用于癌症治疗中。④CAR-T技术：包含技术原理和CAR-T技术优势和应用前景。嵌合抗原受体T细胞，是目前较为有效的晚期恶性肿瘤的治疗方式之一。（2）在課外教学过程中，开设专题讲座，邀请合适的教授等以讲座的形式给学生进行知识传播，主要目的是为了让学生明确目前科学家都真正在“研究什么”。

3.启发式教学，激发学生主动观察，培养其发现问题的能力。启发式教学是指教师在教学过程中根据教学任务和学习的客观规律，从学生的实际出发，采用多种方式，以启发学生的思维为核心，调动学生的学习主动性和积极性，促使他们生动活泼地学习的一种教学指导思想。只有将兴趣化的教学方法和多样化的教学手段相结合，才能培养出学生的兴趣以及独立分析、解决问题的能力和创新思维能力。根据生物学教学的特点，教师采取科学的教学方法来培养学生的学习兴趣，提高学生学习的主观能动性，激发学生的学习兴趣。（1）在课程中，我们将近些年的重大发现或有意思的论文，以课程论文的形式布置给学生，按照小组的形式，进行讨论和展示（例如表1，每年我们将更换论文）。选择部分上课时间，安排一组学生做该论文的展示，而其他同学提出问题，一起深入讨论。在该过程中，学生不仅要深刻理解论文的设计和结果，更重要的是学会如何去思考一个科学问题，培养其发现问题的能力。（2）采用更加先进的多媒体技术，使得教学过程更加丰富多彩。例如遗传学课程中“染色体的畸变”中，可以用不同的动画形式更逼真地展示出基因的缺失、重复、融合，并结合生活中哪些疾病与这些基因相关；同时，在教学过程中采用提问的方式来激发学生的探知欲望，使学生的学习方式由简单的接受型转变为自主学习。（3）结合目前学院的科研内容，让其能够参与到简单的实验中，获取课堂中领悟不到的知识，并且能够学以致用。由于专业的特异性，我们专业培养的人才偏向于市场方向，因此在教学过程中，积极引导学生进入当地的养殖基地进行实习及参观，了解市场需求，培养出更适合市场的人才。

三、總结

有效提高学生的积极性是一个长期的过程，对教师有着严格的要求，必须要始终以学生为中心，激发他们的学习兴趣，调动积极性，联系时代发展。本教改团队通过在教学体系、课外知识拓展、教学方法上进行多方面的改进，针对现在教材的局限性，结合最新的研究资讯作为案例教学，让学生接触最前沿的遗传学发展知识；同时针对教学脱离实际的情况，采用多种教学手段和理论联系实际的方式，刺激学生的知识探索欲望，提高他们自主学习的积极性。坚持以培养学生兴趣以及独立分析、解决问题的能力和创新思维能力为导向，为后期专业课程的学习铺垫。

参考文献：

[1]徐琪 等.动物科学专业动物遗传学课程研究性教学模式探索.黑龙江畜牧兽医，255-257（2017）.

[2]邢万金，莫日根.在遗传学课堂教学中培养本科生科研素质.遗传38，1031-1038（2016）.

[3]张亚妮，李碧春，徐琪.高校基础课研究性教学模式的实践与思考——《动物遗传学》研究性教学的体会.教育教学论坛，140-141（2015）.

[4]Leclercq，S.et al.Birth of a W sex chromosome by horizontal transfer of Wolbachia bacterial symbiont genome.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 113，15036（2016）.

[5]Baym，M.et al.Spatiotemporal microbial evolution on antibiotic landscapes.Science 353，1147 （2016）.

[6]Chen，C.H.et al.Multicolor Cell Barcoding Technology for Long-Term Surveillance of Epithelial Regeneration in Zebrafish.Developmental Cell 36，668 （2016）.

[7]Zou，J.，Wang，J.& Ji，C.The Adhesive System and Anisotropic Shear Force of Guizhou Gastromyzontidae.Scientific Reports 6，37221（2016）.

[8]Simola，D.F.et al.Epigenetic （re）programming of caste-specific behavior in the ant Camponotus floridanus.Science 351，aac6633 （2016）.

[9]Ou，H.D.et al.ChromEMT：Visualizing 3D chromatin structure and compaction in interphase and mitotic cells.Science 357，eaag0025 （2017）.