周榮艷,陳 輝,陶晨雨,嚴(yán) 慧,吳興龍
(河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 動物科技學(xué)院,河北 保定 071001)
2020年7月29日召開的全國研究生教育會議中,習(xí)近平主席強調(diào)了研究生教育的重要性,研究生培養(yǎng)要以落實立德樹人根本任務(wù)、提升研究生教育質(zhì)量為核心,培養(yǎng)具有研究和創(chuàng)新能力的高層次人才。2013年7月國務(wù)院學(xué)位委員會第三十次會議就已提出,要更加突出研究生的創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)[1]。我國研究生教育普遍采用“教學(xué)+科研”的培養(yǎng)模式,課程教學(xué)是研究生培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[2],是研究生開展科研、奠定理論基礎(chǔ)和科研素質(zhì)與能力的基礎(chǔ),對于學(xué)生科研和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)發(fā)揮著非常重要的作用。重視課程學(xué)習(xí)、加強課程建設(shè)、提高課程質(zhì)量是當(dāng)前深化研究生教育改革的重要和緊迫任務(wù)。
創(chuàng)新能力主要是指發(fā)現(xiàn)問題,并能綜合運用知識創(chuàng)造性解決問題的能力,包括創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維[3]。研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對學(xué)生具有較高的要求,既要掌握堅實的專業(yè)基礎(chǔ)知識,又要具備寬廣的知識面和交叉學(xué)科知識?;蚪M學(xué)是快速發(fā)展且應(yīng)用性廣的前沿學(xué)科,涉及到生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域知識,學(xué)生既要掌握基礎(chǔ)理論知識,更要了解研究動態(tài)與前沿,對培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力、激發(fā)學(xué)生探索欲望和取得原創(chuàng)性成果方面發(fā)揮著非常重要作用[4]?;蚪M學(xué)在生命科學(xué)相關(guān)研究中已得到廣泛應(yīng)用,同樣地,動物基因組學(xué)也廣泛應(yīng)用于畜牧學(xué)相關(guān)研究,利用多種高通量組學(xué)(基因組、轉(zhuǎn)錄組、表觀基因組、宏基因組、營養(yǎng)基因組等)技術(shù)進行同一生產(chǎn)性能和抗病性表型的分析,以挖掘這些表型的潛在關(guān)鍵基因和調(diào)控機理[5]。但研究生對相關(guān)知識的掌握和應(yīng)用仍有欠缺。為培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力,全面提升研究生論文水平,并鼓勵學(xué)生取得原創(chuàng)性成果,近年來河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物基因組學(xué)課題組對該課程進行了教學(xué)改革,以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為指引,以培養(yǎng)研究生創(chuàng)新精神為指導(dǎo)思想,注重綜合素質(zhì)的培養(yǎng),優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容,改革教學(xué)模式,旨在提高學(xué)生的學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力。
動物基因組學(xué)是一門多學(xué)科交叉的課程,同時也是一門研究生前沿課程,涉及生物統(tǒng)計學(xué)、生物信息學(xué)、遺傳與分子生物學(xué)等多門課程內(nèi)容的融合,包含基因組的組裝與結(jié)構(gòu)分析、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、表觀基因組和宏基因組等方面的知識,目前在生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)等學(xué)科的科學(xué)研究中應(yīng)用較多。根據(jù)畜牧學(xué)博士培養(yǎng)目標(biāo)與要求,在教學(xué)過程中既要講授基礎(chǔ)理論知識,又要使學(xué)生掌握具體的方法,尤其是對于學(xué)生科研思維的培養(yǎng),并要結(jié)合該領(lǐng)域的研究前沿與動態(tài)。本課程內(nèi)容劃分為五大模塊,見圖1。
研究生課程應(yīng)提倡研討式教學(xué),以自學(xué)為主,輔以講授、討論班(如seminar)、文獻閱讀等教學(xué)方式,著重加強學(xué)生基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)、科學(xué)創(chuàng)新研究、獨立分析問題和解決問題能力的培育[6]。研討式教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維方法的一條基本路徑[7]。Seminar教學(xué)法是一種研討式教學(xué)模式,打破了傳統(tǒng)教學(xué)中以教師講授為主的教學(xué)模式,以教師與學(xué)生和學(xué)生與學(xué)生間的討論為主,有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[8]。在本課程教學(xué)過程中,根據(jù)擬定的未來學(xué)位論文研究內(nèi)容,為每位學(xué)生設(shè)定一個專題,教師和學(xué)生課下查閱5年內(nèi)的文獻資料進行精讀,上課時由學(xué)生進行PPT匯報,在匯報過程中提問、質(zhì)疑與解答以及點評穿插進行。下面以河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院2018級研究生課程為例說明。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)的動物基因組學(xué)課程分別設(shè)定了利用二代和三代測序技術(shù)進行基因組組裝、基因組編輯、基因組進化與選擇信號分析、全基因組關(guān)聯(lián)分析等專題,通過這種模式培養(yǎng)學(xué)生查閱與梳理大量文獻、文字表達、獨立思考和分析問題的能力,并能夠在研討過程中開闊視野,為研究課題的科學(xué)設(shè)計和創(chuàng)新水平的提升奠定基礎(chǔ)。
案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)方法,教師扮演設(shè)計者和激勵者的角色,也是一種啟發(fā)式教學(xué)[9],能夠提高學(xué)生參與課堂的主動性和自主學(xué)習(xí)能力。案例教學(xué)以頂層設(shè)計為前提[10],在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生獨立思考。本課程根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容,在每個教學(xué)模塊結(jié)合當(dāng)前研究熱點和新的研究方法設(shè)計案例,在案例中穿插理論與實踐內(nèi)容,讓學(xué)生系統(tǒng)地掌握理論知識和實踐操作。以功能基因組模塊為例,河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院教師為2018級研究生設(shè)計了近幾年研究熱點——綿羊脂尾性狀相關(guān)基因的篩選與功能研究案例,按QTL定位、候選區(qū)域的結(jié)構(gòu)分析、利用全基因組關(guān)聯(lián)分析和全基因組群體遺傳分析方法進行功能基因的篩選、功能基因的變異檢測和表達水平分析、功能鑒定這一流程進行講授(見圖2),讓學(xué)生掌握相關(guān)試驗設(shè)計、研究技術(shù)與分析方法和整體研究思路,為科研能力的提高和課題的設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。
動物基因組學(xué)涉及到計算機、統(tǒng)計學(xué)、生物信息學(xué)等多學(xué)科交叉,對于知識背景為畜牧學(xué)的學(xué)生來說,實踐教學(xué)是非常必要的。如結(jié)構(gòu)基因組模塊,先利用傳統(tǒng)教學(xué)方式對基因組測序、組裝與注釋進行講授,從研究方法、技術(shù)、分析方法等方面進行講解,讓學(xué)生了解為什么要進行這些研究,掌握相關(guān)原理與方法,同時利用互聯(lián)網(wǎng)資源(如UCSC基因組數(shù)據(jù)庫、NCBI SRA數(shù)據(jù)庫、GEO數(shù)據(jù)庫)進行實踐。在應(yīng)用基因組學(xué)模塊,如轉(zhuǎn)錄組、宏基因組分析部分,授課教師團隊在科研中積累了大量基因組數(shù)據(jù),運用實驗室配置的服務(wù)器,讓學(xué)生在實驗室親自進行實戰(zhàn)操作,增強學(xué)生對知識的理解,提高實際操作能力,達到理論與實踐結(jié)合,為下一步進行科學(xué)研究打下良好基礎(chǔ)。
教學(xué)團隊是保證教學(xué)效果的前提,河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物基因組學(xué)課程在師資隊伍建設(shè)上注重培養(yǎng)與引進相結(jié)合、教學(xué)與科研相結(jié)合,建成了一支年齡、職稱和學(xué)緣結(jié)構(gòu)合理的中青年教學(xué)團隊。團隊中有教授1人、副教授4人,均具有博士學(xué)位,其中自主培養(yǎng)的2人具有海外訪學(xué)經(jīng)歷,3人為高層次引進人才。在學(xué)緣結(jié)構(gòu)上,本科或研究生學(xué)業(yè)在外單位完成的有4人。同時,授課教師的研究領(lǐng)域涉及到畜牧學(xué)的每一個研究方向,分別為動物營養(yǎng)學(xué)、動物環(huán)境衛(wèi)生學(xué)、動物繁殖學(xué)、動物育種學(xué)等,研究優(yōu)勢相互補充。
對于研究生課程而言,除了掌握理論與實踐知識,更重要的是培養(yǎng)科學(xué)研究思維和創(chuàng)新意識,提高科研創(chuàng)新能力??己朔绞娇梢杂卸喾N,課上的匯報、研討以及課下的準(zhǔn)備和課后作業(yè)都可納入考核范圍。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物基因組學(xué)課程通過近5年的實踐總結(jié),確定了課上成績占60%和課下成績占40%的考核方式,課上成績由PPT匯報和發(fā)言積極性組成,課下成績由文獻閱讀記錄和綜述作業(yè)組成,這種考核方式調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,提高了學(xué)生的文獻閱讀與梳理能力,同時論文寫作、口頭表達和創(chuàng)新能力也得到了提高。
河北農(nóng)業(yè)大學(xué)針對畜牧專業(yè)研究生在創(chuàng)新能力方面存在的不足,對動物基因組學(xué)課程進行教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)模式多元化,使該課程教學(xué)在激發(fā)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力提升方面發(fā)揮積極作用,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,促進了創(chuàng)新能力的提高,增強了學(xué)生的科研素質(zhì),希望能夠為畜牧學(xué)或其他相關(guān)學(xué)科研究生教學(xué)提供借鑒。