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        基于研究生科研能力培養(yǎng)的《動物基因組學(xué)》課堂教學(xué)
        ——以表觀基因組學(xué)為例

        2021-12-05 15:36:20陶晨雨吳興龍周榮艷
        畜禽業(yè) 2021年8期
        關(guān)鍵詞:基因組學(xué)表觀課程內(nèi)容

        陶晨雨,陳 輝,吳興龍,嚴 慧,周榮艷

        (河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,河北 保定 071000)

        0 引言

        隨著人類基因組計劃的完成,分子生物學(xué)的研究對象已經(jīng)從傳統(tǒng)對“單個”基因研究轉(zhuǎn)向組學(xué)的研究,一門新興學(xué)科基因組學(xué)應(yīng)運而生?;蚪M學(xué)是研究生物整個基因組的結(jié)構(gòu)、調(diào)控、功能、進化等方面及與其他組學(xué)如轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、表型組、代謝組等之間的關(guān)系。與人類的疾病預(yù)測診斷、藥物疫苗研發(fā)、生物進化起源等等許多重要問題息息相關(guān),對人類社會的許多方面產(chǎn)生重大影響。

        《動物基因組學(xué)》是河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院博士研究生的一門選修課程,是對基因組學(xué)進行科學(xué)研究所必須掌握的技術(shù)方法進行較為系統(tǒng)全面介紹的一門科學(xué)。通過課程的學(xué)習(xí),可以使學(xué)生了解動物基因組學(xué)的重要研究領(lǐng)域、熱點問題發(fā)展趨勢,以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與進展,掌握動物基因組數(shù)據(jù)庫的使用、高通量測序數(shù)據(jù)的分析方法、功能基因的篩選與功能研究方法、表觀基因組學(xué)研究與分析方法以及基因變異位點的檢測技術(shù)等,培養(yǎng)研究生科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力。在課程設(shè)置上,該課程包含了結(jié)構(gòu)基因組、功能基因組、表觀基因組及應(yīng)用基因組幾大方面,共36學(xué)時。由于研究生課程要關(guān)注前沿新知識、技術(shù)、研究成果,因此要求授課教師不僅要關(guān)注最新的科學(xué)研究進展,更要開展好教學(xué)的組織和管理、課程結(jié)構(gòu)內(nèi)容的優(yōu)化整合等工作?,F(xiàn)以動物科技學(xué)院博士研究生課程《動物基因組學(xué)》中表觀基因組部分為例,總結(jié)旨在培養(yǎng)科研能力的課堂教學(xué)方法并提出具體改進措施。

        1 構(gòu)建重點突出的教學(xué)內(nèi)容

        由于課時數(shù)有限、課程內(nèi)容多,因此課堂要求節(jié)奏緊湊,內(nèi)容重點突出。而由于研究生課程沒有統(tǒng)一教材,課程內(nèi)容多為發(fā)散性質(zhì),主要以重大研究進展為主要授課內(nèi)容,因此每年課程內(nèi)容都在隨時更新。這對于老師提出了更高的要求,要構(gòu)建經(jīng)典的基因組研究內(nèi)容作為基礎(chǔ),同時將最新研究前沿進展作為重點的授課內(nèi)容。如表觀遺傳學(xué)包含了許多方面,但上課過程中只重點關(guān)注學(xué)習(xí)了DNA甲基化、組蛋白共價修飾、染色質(zhì)重塑、X染色體失活幾部分的內(nèi)容,做到了重點突出。

        以“組蛋白共價修飾”章節(jié)為例,計劃共占用1.5個學(xué)時,因此,基礎(chǔ)的內(nèi)容無法在課堂上進行具體的學(xué)習(xí),為保證學(xué)習(xí)的質(zhì)量,在課前給同學(xué)們推薦參考書籍,課前進行相關(guān)內(nèi)容的復(fù)習(xí),并為同學(xué)們推薦了授課教師發(fā)表的相關(guān)進展的文獻進行閱讀。課堂上,以文獻為基礎(chǔ),以組蛋白H4K12乙?;揎棡槔?,進行深入探討組蛋白翻譯后修飾對染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、基因表達的影響,力求做到以點帶面,內(nèi)容深刻。

        2 將前沿科研轉(zhuǎn)化為教學(xué)素材

        由于本課程是博士生的必修課程,因此課程內(nèi)容與本科生、碩士生的課程都有著很大的不同,課程內(nèi)容要重點體現(xiàn)出前沿性。因此要求教師在備課時,要將自己的科研課題與關(guān)注的科研前沿進展融入到教學(xué)中。如在表觀遺傳學(xué)部分教學(xué)中,加入了授課教師自己的研究方向哺乳動物卵母細胞及早期胚胎發(fā)育過程中的核小體測序研究、組蛋白乙?;揎椉安糠秩S基因組內(nèi)容,并且在教師自己的研究課題的基礎(chǔ)上,又進行延伸,內(nèi)容覆蓋了ATAC-seq,Hi-C等前沿領(lǐng)域。

        課堂前,老師會將下次課的內(nèi)容及相關(guān)進展文獻發(fā)給同學(xué)們。相關(guān)進展文獻做到老師理解深入,選擇恰當(dāng),發(fā)表水平相對較高。如在講解染色質(zhì)重塑內(nèi)容時,與同學(xué)們分別分享了發(fā)表在《stem cell reports》《nature communication》《developmental cell》等高水平期刊的近3年相關(guān)研究進展文章。由于文章水平較高,因此,建議提前1~2周將文獻發(fā)給同學(xué)們進行學(xué)習(xí)。同學(xué)們既獲得了相關(guān)研究進展的知識,又對知識體系有一定深入的理解。

        3 多種教學(xué)方法相結(jié)合

        傳統(tǒng)課程采用的講授方法并不能讓學(xué)生更多地參與到課堂互動中,對所學(xué)知識并不會有深刻的印象。本課程采用課前布置題目,課上進行討論交流,課下及時總結(jié)回顧的方式進行。課程前一周老師會提前發(fā)布下周所講內(nèi)容,同學(xué)們課下進行資料、文章搜集,閱讀,總結(jié),并且制成PPT;課堂上,每位同學(xué)進行匯報,并提出自己的收獲及運用方法;課下將PPT及時分享到群里,進行匯總復(fù)習(xí)。

        4 實現(xiàn)半雙語教學(xué)

        英語無疑是對博士生非常重要的一門工具及必備素質(zhì),而一般博士生學(xué)習(xí)英語的途徑主要是通過查閱英文文獻。因此,掌握更多的專業(yè)詞匯與表達方式尤為重要。而這種練習(xí)及素質(zhì)的培養(yǎng)可以通過平時在課堂中的培養(yǎng)來實現(xiàn)。教師在授課時及同學(xué)們在討論相關(guān)文獻時,PPT的制作以及重點專業(yè)詞匯及概念用英語介紹,這樣既可以加深同學(xué)們對專業(yè)詞匯的培養(yǎng),又可以加強英語的學(xué)習(xí),起到了事半功倍的效果,成效顯著。

        5 靈活多樣的考核方法

        研究生的考核多采用平時成績加課程論文的形式進行。但普遍存在學(xué)生不認真對待,課程論文存在重復(fù)率高甚至直接抄襲的現(xiàn)象。本課程目前采用課堂成績加期末考試的形式進行。課堂上針對某一問題,同學(xué)們課下進行資料、文章查詢、總結(jié),課堂上進行交流討論;期末考題主要以解決實際研究問題為主,以要做的某個實驗方向為題目,讓同學(xué)們利用所學(xué)知識自行設(shè)計實驗,解決問題。

        6 結(jié)語

        《動物基因組學(xué)》是動物遺傳育種專業(yè)博士研究生的一門非常重要的專業(yè)選修課,其中涉及到的基因組學(xué)前沿內(nèi)容是作為一名合格博士生應(yīng)必備的知識與開展實驗工作的基礎(chǔ)。因此,如何進行高效的課程學(xué)習(xí)是各位授課教師尤為關(guān)注的,在今后的教學(xué)過程中,應(yīng)當(dāng)進一步完善現(xiàn)有的授課內(nèi)容與教學(xué)方法,更加注重學(xué)生的科研能力的培養(yǎng)。

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