基于研究生科研能力培养的《动物基因组学》课堂教学
——以表观基因组学为例
2021-12-05陶晨雨吴兴龙周荣艳
陶晨雨，陈 辉，吴兴龙，严 慧，周荣艳
(河北农业大学动物科技学院，河北 保定 071000)
0 引言
随着人类基因组计划的完成，分子生物学的研究对象已经从传统对“单个”基因研究转向组学的研究，一门新兴学科基因组学应运而生。基因组学是研究生物整个基因组的结构、调控、功能、进化等方面及与其他组学如转录组、蛋白组、表型组、代谢组等之间的关系。与人类的疾病预测诊断、药物疫苗研发、生物进化起源等等许多重要问题息息相关，对人类社会的许多方面产生重大影响。
《动物基因组学》是河北农业大学动物科技学院博士研究生的一门选修课程，是对基因组学进行科学研究所必须掌握的技术方法进行较为系统全面介绍的一门科学。通过课程的学习，可以使学生了解动物基因组学的重要研究领域、热点问题发展趋势，以及国内外研究现状与进展，掌握动物基因组数据库的使用、高通量测序数据的分析方法、功能基因的筛选与功能研究方法、表观基因组学研究与分析方法以及基因变异位点的检测技术等，培养研究生科研素质和创新能力。在课程设置上，该课程包含了结构基因组、功能基因组、表观基因组及应用基因组几大方面，共36学时。由于研究生课程要关注前沿新知识、技术、研究成果，因此要求授课教师不仅要关注最新的科学研究进展，更要开展好教学的组织和管理、课程结构内容的优化整合等工作。现以动物科技学院博士研究生课程《动物基因组学》中表观基因组部分为例，总结旨在培养科研能力的课堂教学方法并提出具体改进措施。
1 构建重点突出的教学内容
由于课时数有限、课程内容多，因此课堂要求节奏紧凑，内容重点突出。而由于研究生课程没有统一教材，课程内容多为发散性质，主要以重大研究进展为主要授课内容，因此每年课程内容都在随时更新。这对于老师提出了更高的要求，要构建经典的基因组研究内容作为基础，同时将最新研究前沿进展作为重点的授课内容。如表观遗传学包含了许多方面，但上课过程中只重点关注学习了DNA甲基化、组蛋白共价修饰、染色质重塑、X染色体失活几部分的内容，做到了重点突出。
以“组蛋白共价修饰”章节为例，计划共占用1.5个学时，因此，基础的内容无法在课堂上进行具体的学习，为保证学习的质量，在课前给同学们推荐参考书籍，课前进行相关内容的复习，并为同学们推荐了授课教师发表的相关进展的文献进行阅读。课堂上，以文献为基础，以组蛋白H4K12乙酰化修饰为例，进行深入探讨组蛋白翻译后修饰对染色质结构、基因表达的影响，力求做到以点带面，内容深刻。
2 将前沿科研转化为教学素材
由于本课程是博士生的必修课程，因此课程内容与本科生、硕士生的课程都有着很大的不同，课程内容要重点体现出前沿性。因此要求教师在备课时，要将自己的科研课题与关注的科研前沿进展融入到教学中。如在表观遗传学部分教学中，加入了授课教师自己的研究方向哺乳动物卵母细胞及早期胚胎发育过程中的核小体测序研究、组蛋白乙酰化修饰及部分三维基因组内容，并且在教师自己的研究课题的基础上，又进行延伸，内容覆盖了ATAC-seq，Hi-C等前沿领域。
课堂前，老师会将下次课的内容及相关进展文献发给同学们。相关进展文献做到老师理解深入，选择恰当，发表水平相对较高。如在讲解染色质重塑内容时，与同学们分别分享了发表在《stem cell reports》《nature communication》《developmental cell》等高水平期刊的近3年相关研究进展文章。由于文章水平较高，因此，建议提前1～2周将文献发给同学们进行学习。同学们既获得了相关研究进展的知识，又对知识体系有一定深入的理解。
3 多种教学方法相结合
传统课程采用的讲授方法并不能让学生更多地参与到课堂互动中，对所学知识并不会有深刻的印象。本课程采用课前布置题目，课上进行讨论交流，课下及时总结回顾的方式进行。课程前一周老师会提前发布下周所讲内容，同学们课下进行资料、文章搜集，阅读，总结，并且制成PPT；课堂上，每位同学进行汇报，并提出自己的收获及运用方法；课下将PPT及时分享到群里，进行汇总复习。
4 实现半双语教学
英语无疑是对博士生非常重要的一门工具及必备素质，而一般博士生学习英语的途径主要是通过查阅英文文献。因此，掌握更多的专业词汇与表达方式尤为重要。而这种练习及素质的培养可以通过平时在课堂中的培养来实现。教师在授课时及同学们在讨论相关文献时，PPT的制作以及重点专业词汇及概念用英语介绍，这样既可以加深同学们对专业词汇的培养，又可以加强英语的学习，起到了事半功倍的效果，成效显著。
5 灵活多样的考核方法
研究生的考核多采用平时成绩加课程论文的形式进行。但普遍存在学生不认真对待，课程论文存在重复率高甚至直接抄袭的现象。本课程目前采用课堂成绩加期末考试的形式进行。课堂上针对某一问题，同学们课下进行资料、文章查询、总结，课堂上进行交流讨论；期末考题主要以解决实际研究问题为主，以要做的某个实验方向为题目，让同学们利用所学知识自行设计实验，解决问题。
6 结语
《动物基因组学》是动物遗传育种专业博士研究生的一门非常重要的专业选修课，其中涉及到的基因组学前沿内容是作为一名合格博士生应必备的知识与开展实验工作的基础。因此，如何进行高效的课程学习是各位授课教师尤为关注的，在今后的教学过程中，应当进一步完善现有的授课内容与教学方法，更加注重学生的科研能力的培养。
