楊麗萍， 秦超彬， 楊國坤， 常緒路， 閆 瀟， 聶國興?

(河南師范大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院， 河南新鄉(xiāng)453007)

我國研究生教育經(jīng)歷了近40年發(fā)展之后，1978年取得了豐碩成果，但隨著時代發(fā)展，在新時代，人才培養(yǎng)目標產(chǎn)生變化。因此教育部提出，研究生教育將進行深化改革，以適應(yīng)培養(yǎng)要求[1]。研究生教育改革主要強化以下幾個轉(zhuǎn)變方向：首先是從培養(yǎng)數(shù)量到培養(yǎng)質(zhì)量的轉(zhuǎn)變；第二，是從學(xué)術(shù)型向?qū)W術(shù)、專業(yè)型協(xié)調(diào)發(fā)展的轉(zhuǎn)變；第三，強調(diào)知識學(xué)習(xí)、能力學(xué)習(xí)同等重要；第四，人才培養(yǎng)評價強調(diào)學(xué)校表現(xiàn)和職業(yè)發(fā)展能力并重。專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦幼⒅貙I(yè)實踐能力的培養(yǎng)及后續(xù)的個人適應(yīng)能力與個人發(fā)展?jié)摿?。為適應(yīng)這一要求，教育部又提出加強案例教學(xué)在專業(yè)學(xué)位研究生主干課程中實踐的若干意見。在這一背景下，完善專業(yè)學(xué)位研究生課程案例庫十分必要，可為后續(xù)開展案例教學(xué)、實現(xiàn)專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)目標提供有力支撐。

現(xiàn)代生物學(xué)實驗技術(shù)是水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)研究生必修課之一，是一門以分子生物學(xué)實驗為主的綜合性課程，具有極強的實踐性和應(yīng)用性。因此，總結(jié)歸納現(xiàn)代生物學(xué)相關(guān)案例，構(gòu)建教學(xué)案例庫，并將其應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)，將促進專業(yè)學(xué)位研究生掌握現(xiàn)代生物學(xué)相關(guān)技術(shù)，提升執(zhí)行論文過程中的實驗?zāi)芰?，有助于提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量。研究成果更有助于豐富中國專業(yè)學(xué)位教學(xué)案例庫資源。

1 國內(nèi)外建設(shè)概況

案例教學(xué)（Case-based teaching，CBT）是一種引導(dǎo)式教學(xué)方法。通過教師的引導(dǎo)，學(xué)生有目的有意識的查找、閱讀相關(guān)案例，并對案例進行初步思考與分析，隨后通過課堂討論方式交流個人的領(lǐng)會情況。在教學(xué)過程中，將鍛煉學(xué)生的協(xié)作精神、促進學(xué)生對學(xué)習(xí)知識的整合、培養(yǎng)學(xué)生內(nèi)在和外在的學(xué)習(xí)動機、鼓勵學(xué)生自我反思和批判性反思、允許學(xué)生通過整合知識與實踐進行科學(xué)探究。案例教學(xué)是在二十世紀由哈佛法律學(xué)者克里斯托弗首創(chuàng)，根據(jù)法學(xué)提出和發(fā)展起來的。這種教學(xué)方法不同于其他教學(xué)方法的是，教師在教學(xué)中，對有關(guān)問題不提出自己的意見[2]。但是，教師鼓勵學(xué)生為每個案例提出問題和解決方案。隨后，案例教學(xué)逐漸應(yīng)用于科學(xué)、醫(yī)學(xué)、公共衛(wèi)生、商業(yè)、及人文學(xué)科等領(lǐng)域。隨著案例教學(xué)的蓬勃發(fā)展，案例庫及案例中心也逐漸增多。其中，中國專業(yè)學(xué)位教學(xué)案例中心平臺的建立，為廣大教師和學(xué)生提供了一個重要的公共交流平臺，這一平臺宗旨是“成本分擔(dān)，公益為主”。2020年，中國專業(yè)學(xué)位案例中心圍繞“新冠肺炎疫情防控”開展了主題案例專項征集工作，共收集案例54個。然而在水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)中，案例教學(xué)應(yīng)用報道的比較少。西北農(nóng)林科技大學(xué)王立新開展了“基于提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性的水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)課程教學(xué)設(shè)計與實踐”研究的教改項目，該項目的宗旨體現(xiàn)了案例教學(xué)的目的，即提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。我國2013年5月建立中國專業(yè)學(xué)位教學(xué)案例中心，至今已有7年時間。以“生物”為關(guān)鍵詞進行搜索，共有35條記錄，來源于林業(yè)大學(xué)、農(nóng)業(yè)大學(xué)、師范大學(xué)、工業(yè)大學(xué)、科技大學(xué)等多家院校。目前，尚缺乏分子生物學(xué)實驗技術(shù)相關(guān)課程案例的建設(shè)。

2 現(xiàn)代生物學(xué)實驗技術(shù)課程特點

現(xiàn)代生物學(xué)實驗技術(shù)課程是河南師范大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院研究生的專業(yè)必修課程。該課程主要包括分子生物學(xué)相關(guān)實驗內(nèi)容。分子生物學(xué)的基本理論的建立與發(fā)展都是以實驗為基礎(chǔ)，通過實驗操作，去理解實驗背后的科學(xué)理論，從而促進對實驗原理的掌握。該課程主要包括實驗室安全基本防護知識、分子生物學(xué)實驗室設(shè)計標準、功能分區(qū)以及常用分子生物學(xué)儀器情況等。基本實驗技術(shù)包括DNA提取、RNA提取、熒光定量PCR、蛋白質(zhì)表達與純化等。

3 現(xiàn)代生物學(xué)實驗技術(shù)案例庫建設(shè)

現(xiàn)代生物學(xué)實驗技術(shù)是一門以分子生物學(xué)實驗為主的綜合性實驗課程，是一門實踐性很強的學(xué)科[3]。案例庫編寫過程嚴格圍繞專業(yè)研究生培養(yǎng)目標和課程教學(xué)要求[4-5]，通過成立案例編寫小組，組內(nèi)成員交流討論，圍繞現(xiàn)代生物學(xué)實驗中的核心問題重點編寫系列案例，以供水產(chǎn)專業(yè)學(xué)位研究生教學(xué)使用，并在教學(xué)中實施案例教學(xué)，取得了較好的教學(xué)效果。

本課程實驗項目進行按照功能模塊兒建設(shè)，分別為DNA發(fā)現(xiàn)史及其操作技術(shù)，熒光定量PCR技術(shù)，目的基因克隆及序列分析技術(shù)，核酸-蛋白相互作用，蛋白質(zhì)印跡法，蛋白的分離純化與鑒定，目的蛋白表達與純化，RNA干擾，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)研究技術(shù)與策略，細胞培養(yǎng)技術(shù)十部分內(nèi)容[6]。

學(xué)生搜集案例后，即進行案例教學(xué)。具體要求如下：開課前一周將案例材料發(fā)給學(xué)生，布置預(yù)習(xí)任務(wù)，對背景進行資料查閱?；氐秸n程，教師將組織學(xué)生分析案例，然后針對典型案例進行討論、交流。課堂教學(xué)中，教師梳理案例教學(xué)相關(guān)內(nèi)容，提出案例的總體思路。教師完成課程講解，隨后，學(xué)生進行組內(nèi)討論。學(xué)生要求每人總結(jié)自己的學(xué)習(xí)成果，并提出問題。討論環(huán)節(jié)結(jié)束后，每組選派代表對本組的討論結(jié)果進行匯報與提問。教師對學(xué)生提出的難點問題進行剖析，多層次、多角度進行解答。最后一部分是對案例教學(xué)相關(guān)知識的認識得到深化與提升。教師對現(xiàn)代生物學(xué)實驗技術(shù)相關(guān)實驗和理論知識提出更深層次的問題，學(xué)生需要作答。教師通過學(xué)生搜集案例情況、參與討論情況、總結(jié)匯報情況和回答問題情況給予綜合評價。通過案例教學(xué)的實施，在綜合評價環(huán)節(jié)，教師可充分了解學(xué)生對知識掌握情況及整體教學(xué)實施效果。

4 現(xiàn)代生物學(xué)實驗技術(shù)案例庫應(yīng)用前景

在現(xiàn)代生物學(xué)實驗技術(shù)授課過程中使用案例教學(xué)，可以解決時間、空間、人員和經(jīng)費限制問題，能夠?qū)?fù)雜的操作性實驗課程轉(zhuǎn)換為模擬操作討論課程，使得該專業(yè)研究生在準備案例、設(shè)計案例和研討案例過程中，充分發(fā)揮個人能動性，搜集、分析和研討實驗案例的每一個細節(jié)，達到教學(xué)目的。此外，建立的案例庫可以為建設(shè)專業(yè)實踐平臺提供重要資源，有助于水產(chǎn)專業(yè)學(xué)位研究生快速掌握最新生物學(xué)研究方法，并將其應(yīng)用于水產(chǎn)動物相關(guān)研究中。案例庫有助于學(xué)習(xí)者實現(xiàn)多種終端自主學(xué)習(xí)，技能訓(xùn)練。實現(xiàn)終身學(xué)習(xí)，促進職業(yè)成長。

案例庫的建設(shè)與應(yīng)用對教師隊伍的成長也有積極作用。案例教學(xué)方式是一種引導(dǎo)式教學(xué)，通過教師的引導(dǎo)，學(xué)生的參與，形成教學(xué)相長的效果。通過交流學(xué)習(xí)，可提升案例教學(xué)水平，豐富案例庫建設(shè)。此外，教師在與其他高校教師開展教學(xué)研討會議時，可就案例教學(xué)實施方案、實施效果、已收集的案例庫種類、數(shù)目、典型案例等情況進行交流或進行教學(xué)資源的互換，從而加強學(xué)校之間的教學(xué)合作，促進教學(xué)水平的提升。

5 現(xiàn)代生物學(xué)實驗技術(shù)案例庫建設(shè)的意義

5.1 有利于掌握科學(xué)發(fā)展的規(guī)律

現(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展歷史，是科學(xué)家對生命本質(zhì)認識的過程。從1940年開始，生物科學(xué)家在化學(xué)科學(xué)家、物理科學(xué)家等的幫助下，團結(jié)奮斗，終于解析了DNA的結(jié)構(gòu)。這一發(fā)現(xiàn)開啟了生物學(xué)研究的新時代，傳統(tǒng)生物學(xué)開始利用這一新手段，從組織學(xué)、細胞學(xué)、解剖學(xué)、胚胎學(xué)、遺傳學(xué)及生理學(xué)等各領(lǐng)域揭秘生命的奧妙。沃森、克里克和威爾金斯因解析DNA結(jié)構(gòu)一起分享了1962年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。但對遺傳物質(zhì)本質(zhì)的認識，離不開多名科學(xué)家的集體貢獻。1928年，英國的細菌學(xué)家弗雷德里克·格里菲斯通過實驗發(fā)現(xiàn)，存在于熱滅活的肺炎雙球菌中的一種遺傳物質(zhì)，可使含有它的粗糙外表的活體細菌發(fā)生遺傳性變化，他將此現(xiàn)象稱為轉(zhuǎn)化。1951年倫敦大學(xué)富蘭克林獲得了清晰B型DNA的X射線晶體衍射照片，為沃森和克里克得出DNA為雙螺旋結(jié)構(gòu)提供了直接證據(jù)。進一步梳理DNA結(jié)構(gòu)和破譯后的遺傳密碼信息，克里克首先提出“中心法則”（1957年），生命體的遺傳信息由DNA序列中ATCG等脫氧核苷酸的排列次序決定。

DNA結(jié)構(gòu)解析案例教學(xué)的應(yīng)用，首先，可使學(xué)生掌握自然科學(xué)發(fā)展的普遍規(guī)律，實驗的順利開展與正確理論的提出是統(tǒng)一的；其次，使學(xué)生懂得科學(xué)的發(fā)展通過學(xué)術(shù)爭論、充分的交流而不斷推進；第三，科學(xué)的發(fā)展是逐步由點點滴滴小的變化到質(zhì)的飛躍的過程；最后，讓學(xué)生明白科學(xué)是一個整體，科學(xué)發(fā)現(xiàn)離不開多領(lǐng)域科學(xué)家的共同貢獻。

5.2 有利于促進對交叉學(xué)科的認識

現(xiàn)代生物學(xué)已全面滲透到細胞生物學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)的發(fā)展領(lǐng)域，科學(xué)家對膜內(nèi)信號傳導(dǎo)、離子通道的分子結(jié)構(gòu)、功能特性及轉(zhuǎn)運方式的認識加深。對自然界生物的認識、闡明改造離不開分子遺傳學(xué)。DNA分子標簽已被應(yīng)用于物種分類和進化研究，結(jié)合物種形態(tài)特征、生理特征，探討生物間的親緣關(guān)系遠近。分子生物學(xué)的發(fā)展揭秘了生命本質(zhì)，即高度有序性和一致性，是人類在認識論上的重大飛躍。生命活動的一致性，決定了下一個世紀的生物學(xué)將是統(tǒng)一生物學(xué)，即所有學(xué)科進行分子水平的研究[7]。近六年來，諾貝爾化學(xué)獎有4次發(fā)給生物學(xué)家（2020，CRISP基因組編輯方法；2018年，酶的定向進化與多肽和抗體的噬菌體展示技術(shù)方面；2017年，冷凍顯微術(shù)領(lǐng)域；2015年，DNA修復(fù)方面所做出的卓越貢獻）?，F(xiàn)代生物學(xué)實驗技術(shù)與生物化學(xué)、生物物理學(xué)關(guān)系十分密切。大量化學(xué)、物理工作者進入生物學(xué)領(lǐng)域，將有力推動生物學(xué)科的發(fā)展。

案例教學(xué)的實施，可幫助學(xué)生將現(xiàn)代生物學(xué)歷史事件的重要發(fā)現(xiàn)等概念內(nèi)化，并啟發(fā)學(xué)生思考，提出問題和提供相應(yīng)解決方案。案例庫的建設(shè)對于研究生的培養(yǎng)和教學(xué)質(zhì)量的提高有重要意義。