梁亮，梁世倩，秦鸿雁，冀勇，韩骅

1.第四军医大学基础医学院医学遗传学与发育生物学教研室，西安 710032；

2.第四军医大学基础医学院，西安 710032

利用文献精读教学新模式优化遗传学教学

梁亮1，梁世倩1，秦鸿雁1，冀勇2，韩骅1

1.第四军医大学基础医学院医学遗传学与发育生物学教研室，西安 710032；

2.第四军医大学基础医学院，西安 710032

《遗传学》是生命科学相关专业本科阶段最重要的课程之一。近年来，随着生命科学领域研究的不断深入，新知识与新技术也在不断更新。但遗传学的教学模式目前仍以理论讲授为主，这使得抽象的原理难以被学生理解接受，直接影响了教学效果。因此探索新的教学模式尤为必要。2010年以来我校在生物技术专业《微生物遗传学》教学中开展了新教学模式——文献精读，文章从文献精读的前期课程基础，如何选择专业文献，怎样组织教学过程，开展文献精读对学生和教师的意义等方面全面分析了实施情况和应用价值，指出该教学模式体现了“前沿”和“经典”的结合，使书本的知识在实践中具体化，既提高学生的学习效果，激发学习兴趣，又开拓了学生的思路，锻炼其能力。这种教学模式为《遗传学》教学授课不断探索新的模式、在“精准医疗”时代下如何培养兼具临床与科研能力的医疗人才提供新思路。

遗传学；微生物遗传学；文献精读

遗传学是研究生物遗传和变异的一门科学，在生命科学中有着举足轻重的地位。自1900年近代遗传学建立以来，经历了突飞猛进的发展，至今已形成由动物遗传学、植物遗传学、人类遗传学、医学遗传学、微生物遗传学、分子遗传学和药物遗传学等多分支组成的科学。医学院校的遗传学针对临床专业学生的授课多以医学遗传学为主，它是一门横跨基础医学和临床医学的桥梁课程，是现代医学的重要组成部分。自21世纪以来，随着多专业多轨道课程，如生物技术专业、药学专业以及临床8年制在医学院校的开设，针对不同专业人才培养需求的遗传学教学模式创新迫在眉睫。文献精读(Literatures based learning)授课法是我教研室首先开展于生物技术专业《微生物遗传学》课程中的新教学模式。该模式是一种基于文献以学生为主教师为辅的教学模式。即通过让学生阅读、理解、讲解优秀的英文专业文献，达到将遗传学的前沿知识有效地引入教学中的目的。自2010年开展以来，已获得了一些有益的启示，现结合教学实践，对文献精读教学模式在《微生物遗传学》教学中的作用及实施情况作简要归纳和分析，以期提供探索《医学遗传学》授课新模式的思路。

1 文献精读的前期课程基础和学生基本情况

《微生物遗传学》课程开设于生物技术专业的第六学期，总课时数为60学时，文献精读占其中20学时。在该课程之前学生已经学习包括生物学概论、生物化学、免疫学、细胞生物学、分子生物学、分子遗传学、微生物学、基因工程和基础医学概论等在内的基础课程，为微生物遗传学的学习奠定了良好的知识基础。同时，这些学生已进入大学三年级，全部通过大学英语四级考试，绝大多数同学(>80%)通过大学英语六级考试，具备一定的英文阅读能力。此外，该专业学生数每学年为10~20人，人数较少。因此非常适合开展文献精读的“小班”教学。

2 文献精读的教学组织形式

2.1 专业文献的遴选原则

文献形式与来源：文章的形式不限，可以是长篇幅的研究论文，也可以是短小精悍的科学报告。而对于文献的来源，为保证所选文献的质量，也能够让学生了解到本学科主流学术期刊的种类、出版周期等基本情况，一般选择专业领域内具有影响力的学术期刊论文。以2013年度《微生物遗传学》文献精读教学为例，我们共选择了10篇文献，表1给出了所有文献的期刊分布情况(按影响因子降序排列)；

表1 2013年度精读文献主要来源

文献时间分布：微生物遗传学已经进入后基因组时代，其研究日新月异。面对扑面而来的大量文献，我们并不苛求最新的文献，而是选取那些与课程教学内容连接最紧密的新的研究进展。2013年度《微生物遗传学》文献精读课所选10篇文献的时间分布如图1所示。

文献的内容与难度：文献精读教学环节与理论课讲授穿插进行，即每讲完一个完整的专题之后开展文献精读课。如在讲授完微生物的遗传物质与遗传分析之后，开展关于原核生物的表达调控的文献精读。此时本课程的遗传物质的存在状态，大肠杆菌的接合、转化和转导的基因转移方式，已经讲授。因此文献的内容主要涉及乳糖操纵子、基因突变、染色体的脆性位点等，学生凭借前期讲授的基础知识，可以理解大部分文献的思想和内容。文献的共同特点是包括丰富的实验方法，如大肠杆菌的培养、β-gal的检测等，可供学生在“看懂”文献的基础上，

加深对理论知识的理解。

当然，文献的选择也并不拘于固定的几本杂志，为了使文献精读活动更加丰富多彩，也可以围绕某个“专题”展开。例如，2014年福布斯发布了科学及医疗领域30位30岁以下俊杰榜单，当年的文献精读课我们就选择了其中10位青年科学家的代表文献，开展了“年轻也是一种优势”的专题阅读活动。2014年度所选文献见表2(按影响因子降序排列)。

2.2 文献精读教学过程管理

图1 专业文献的时间分布

我们将《微生物遗传学》授课内容分为遗传学的基础理论知识、各种微生物的遗传学特征和微生物遗传学的应用3个部分，文献精读穿插在各个部分之间。《微生物遗传学》在春季学期第1周即开课，而最早的文献精读教学环节于该学期的第5周开始实施。针对本科生课程压力较大的现状，我们在秋季学期末，就将由教师挑选的文献发放给学生，以便学生在寒假期间就开始熟悉文献，然后完成从略读到精读，至最后的准备汇报。文献精读的教学过程如图2所示。

文献选取与精读阶段，让学生根据教学内容，选择自己感兴趣的文献，独立阅读、理解其中的工作以及和课堂讲授内容的异同之处。在学生精读文献的过程中我们指派教员为他们答疑和指导。通过对一篇文献的精读，学生会加深对课堂授课内容的理解，并能了解1~2项新的实验方法和知识点。

以文献“Lac operator repeats generate a traceable fragile site in mammalian cells”为例[4]，该文发现利用自发断裂的乳糖操纵子重复序列，可以示踪细胞周期内的染色体脆性位点。在精读这篇文献的过程中，学生会自然引发如下思考：乳糖操纵子结构组成是什么？什么是染色体脆性位点？如何用乳糖操纵子重复序列去示踪染色体脆性位点？带着上述思考，学生会一边翻阅之前学习的有关乳糖操纵子结构的知识，一边跟随着文献作者的思路去寻求答案。

表2 2014年度精读文献主要来源

图2 文献精读教学流程

在课堂汇报阶段，学生文献精读成果的呈现采用课堂汇报的形式，要求每位学生根据自己精读的文献准备PPT进行讲解并与其他同学讨论。为了让学生了解如何做好课堂汇报，在本课程伊始，我们就通过大课的方式给学生讲解如何阅读文献、如何展示文献结果，并对报告内容提出要求，包括：题目、文章出处及研究团队、前言、作者所欲证实的理论、实验设计、实验结果与讨论；强调报告时仪态需大方，衣着要得体，报告用语要精准，注意避免口头语等。在课堂上，鼓励学生在听取他人的汇报时积极提问。教师按照文献难度、工作量、分析与自主思考、PPT准备情况等方面给出综合评分，文献精读的成绩最终按照总成绩的20%比例计入考核成绩中。对于表现优异的学生，我们也给其颁发奖状以示鼓励。

3 开展文献精读在遗传学教学中的应用价值和意义

3.1 通过文献精读，使学生获得对书本理论的直观认识

微生物遗传学是连接经典遗传学与分子遗传学的承上启下的学科[1]，在生命科学极速发展的今天，微生物因其结构相对简单、操作简便、繁殖迅速等优点作为研究工具帮助取得诸多生命科学领域“里程碑”式的进展，如：1966年，Marshall W.Nirenberg等破译了遗传密码；1972年，Herbert Boyer和Stanley Cohen建立了DNA的重组技术；1983年，Kary B. Mullis发明了PCR技术；1995年，第一个细菌流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)全基因组测定由John C.Venter团队完成[2]。但是，微生物遗传学又具有一定的理论深奥性和抽象性，单纯地照本宣科或者一味地讲授理论、原理，学生不但会觉得枯燥乏味，而且难以理解消化，不知道所学知识有何用途，无法认识遗传学研究的强有力手段，更难以体会到微生物遗传学研究探索过程中的乐趣。因此，通过开展对前沿文献精读，将教科书上如酵母双杂交系统、遗传重组等的抽象原理跃然纸上，成为科学家们手中探索生命科学奥秘的“敲门砖”，就像将枯燥的理论知识投入到科学研究的“实战场”，使学生们获得更加直观认识，同时，也增强了他们主动学习的能力。

3.2 通过文献精读，培养学生的科研思维和双语能力

医学科学的发展和临床诊疗的质量与医学科研的进步息息相关。作为新一代的医学院校的学生，仅仅掌握书本上的知识已经不能满足社会需要，必须具备良好的科研思维才能在医学之路上走得更远。因此，科研思维的培养是当前医学院校的“必修课”。科研思维体现为具有提出科学问题、设计方案解决问题以及应对该过程中挑战的能力。通过文献精读，学生可以跟随作者的思路，了解如何发现问题、提出问题，并进一步解决问题的过程，潜移默化中，养成具有逻辑性的科研思维能力。

教育部在2001年的4号文件《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》中,明确要求高等院校应积极推动使用英语等外语进行公共课和专业课在本科教育中教学[3]，遗传学作为生命科学领域既经典又前沿的学科，其学科的研究进展绝大多数都是以英语文献的形式发表，因此，开展文献精读，让学生能够从顺利阅读到完全理解，无疑为学生打开联通更广阔专业知识空间的大门，也是双语教学成功的标志。

3.3 通过文献精读，促进教师自身综合能力的提高

科研是大学活力的重要源泉，对高校教师来说，科研与教学同样重要。要在科研工作中避免“闭门造车”、保持竞争力，就需要追踪前沿进展。参与文献精读的教学，一方面通过阅读新的研究进展，可以为自身的科研工作提供有益的思路和方法；另一方面，在文献精读的教学实践过程中也能累积教学经验，通过将科研进展充实自身的知识结构，而增强教学的深度、开拓教学的广度，最终达到教学与科研相辅相长。

4 文献精读在其他《遗传学》课程教学中推广的意义

文献精读的教学模式体现了“前沿”和“经典”的结合，将书本的知识运用在实践中。以医学院校面向培养人数最多专业开设的《医学遗传学》课程为例，随着生命科学领域研究技术的不断革新，一些遗传病不再是不可根治的“顽疾”。例如，采用最新的基因敲除Crispr-CAS9技术，2013年来自中科院上海生命科学研究院和荷兰Hubrecht研究所的两个独立研究小组的科学家们首次在小鼠和人类干细胞中改写遗传缺陷，治疗遗传疾病。前者对引起小鼠先天性白内障的单碱基对进行了剪切与修复，从而治愈子代小鼠先天性白内障[5]；后者在人类干细胞中纠正了与囊性纤维化有关的缺陷[6]。同年，Tachibana等[7]采用核移植的方法，在小鼠、猴和人类卵子水平证明了核移植在治疗线粒体遗传病中的可行性，2015年2月，英国议会正式批准基于此方法的“三亲线粒体”基因疗法应用于临床。这些科研突破无疑为遗传病的临床治疗带来希望。通过开展对相关文献的文献精读，能够使学生们了解相关领域的研究进步，极大地激发学生们学习《医学遗传学》的热情。

5 结 语

在文献精读所有课程结束后，通过调查问卷(图3)，了解学生在文献精读过程中碰到的最大困难是什么、如何解决，有何收获等问题以及对文献精读的意见和建议。

结果显示，学生们普遍反映良好，虽然在文献研究背景知识的了解和专业词汇方面遇到困难，但大多都能通过查资料、请教老师等方法解决。通过文献精读，学生们不但能加深对课堂讲授知识的理解，也学会了如何阅读科研文献，并在看懂文献的基础上学会欣赏和展示。

图3 文献精读调查问卷

然而，这种教学方式也存在着有待继续完善和深入探索之处。首先，由于教学要求学生将阅读成果进行课堂报告演示，因此比较适合于小班化教学。其次，相对于传统的大班教学方式，新教学方法的工作量较大，需要多名高水平教师的协同参与才能更好地指导学生进行文献精读。再次，在让学生挑选自己要精读的文献时，可让其自由选择而不是指定文献，不要怕文献重复，这样不但不限制学生的兴趣，也能够增加在文献精读过程中学生之间的交流互动，加深对某一知识的理解。最后，如何在文献精读中兼顾前沿、时效性与权威、经典性？我们的做法是以“前沿”为主、“经典”为辅，要求学生在课堂汇报介绍背景知识时，尽量全面和深入。即介绍一个知识点，就需要挖掘到其最原始的文献出处。还以文献“Lac operator repeats generate a traceable fragile site in mammalian cells”的精读为例[4]，比如介绍乳糖操纵子相关知识背景，那么发现于40年前的、获得诺贝尔奖的乳糖操纵子调控机制的经典文章“Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins”[8]就应当在背景知识中作介绍。由于学生初次接触文献精读，面对一篇文献后面多达三五十篇的参考文献，往往感到茫然且抓不住重点。因此，我们一般在发放文献时就会为其指出哪些参考文献是必须阅读和引用的。当然，反其道行之以“经典”为主、以“前沿”为辅亦可，即将经典文献“Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins”[8]作为学生文献精读的指定文献，将最新的研究进展如“Lac operator repeats generate a traceable fragile site in mammalian cells”[4]作为其知识的应用和延伸。而“时效性”则可以体现在对精读文献的选择方面，比如增加关于HIV[9]以及埃博拉病毒的文献，同样能够激发学生阅读的主动性，调动学生的参与热情。

[1]张志锋,舒青.微生物遗传学教学改革初探.山西医科大学学报(基础医学教育版),2007,9(6):614–616.

[2]黄鹰.后基因组时代微生物遗传学教学的探讨.微生物学通报,2012,39(11):1687–1693.

[3]赵祥强,陈曹逸.利用经典文献优化《遗传学》双语教学.遗传,2009,31(4):434–438.

[4]Jacome A,Fernandez-Capetillo O.Lac operator repeats generate a traceable fragile site in mammalian cells. EMBO Rep, 2011,12(10):1032–1038.

[5]Wu YX,Liang D,Wang YH,Bai MZ,Tang W,Bao SM, Yan ZQ,Li DS,Li JS.Correction of a genetic disease in mouse via use of CRISPR-Cas9.Cell Stem Cell,2013, 13(6):659–662.

[6]Schwank G,Koo BK,Sasselli V,Dekkers JF,Heo I, Demircan T,Sasaki N,Boymans S,Cuppen E,van der Ent CK,Nieuwenhuis EES,Beekman JM,Clevers H. Functional repair of CFTR by CRISPR/Cas9 in intestinal stem cell organoids of cystic fibrosis patients.Cell Stem Cell,2013,13(6):653–658.

[7]Tachibana M,Amato P,Sparman M,Woodward J,Sanchis DM,Ma H,Gutierrez NM,Tippner-Hedges R,Kang E, Lee HS,Ramsey C,Masterson K,Battaglia D,Lee D,Wu DN,Jensen J,Patton P,Gokhale S,Stouffer R,Mitalipov S. Towards germline gene therapy of inherited mitochondrial diseases.Nature,2013,493(7434):627–631.

[8]Jacob F,Monod J.Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins.J Mol Biol,1961,3(3):318–356.

[9]Barré-Sinoussi F.HIV:a discovery opening the road to novel scientific knowledge and global health improvement (Nobellecture).Angew Chem IntEd Engl,2009, 48(32):5809–5814.

(责任编委:谢建平)

Improvement of genetics teaching using literature-based learning model

Liang Liang1,Shiqian Liang1,Hongyan Qin1,Yong Ji2,Hua Han1

1.Department of Medical Genetics and Developmental Biology,School of Basic Medical Sciences,Fourth Military Medical University,Xi’an 710032,China;
2.School of Basic Medical Sciences,Fourth Military Medical University,Xi’an 710032,China

Genetics is one of the most important courses for undergraduate students majoring in life science.In recent years,new knowledge and technologies are continually updated with deeper understanding of life science. However,the teaching model of genetics is still based on theoretical instruction,which makes the abstract principles hard to understand by students and directly affects the teaching effect.Thus,exploring a new teaching model is necessary.We have carried out a new teaching model,literature-based learning,in the course on Microbial Genetics for undergraduate students majoring in biotechnology since 2010.Here we comprehensively analyzed the implementation and application value of this model including pre-course knowledge,how to choose professional literature,how to organize teaching process and the significance of developing this new teaching model for students

梁世倩，硕士，助教，研究方向：巨噬细胞调控的分子机制。Tel:029-84774490-602;E-mail:liangshiqian_2008@163.com

梁亮和梁世倩并列第一作者。

URL:http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1913.R.20150506.1537.001.html and teachers.Our literature-based learning model reflects the combination of"cutting-edge"and"classic"and makes book knowledge easy to understand,which improves students’learning effect,stimulates their interests, expands their perspectives and develops their ability.This practice provides novel insight into exploring new teaching model of genetics and cultivating medical talents capable of doing both basic and clinical research in the"precision medicine"era.

Genetics;Microbial Genetics;literatures based learning

2014-09-20;

2015-04-21

第四军医大学教学改革研究项目(编号：JG201413)资助

梁亮，博士，讲师，研究方向：转录调控的分子机制。Tel:029-84774490-602;E-mail:lliang0812@163.com

秦鸿雁，博士，教授，研究方向：遗传与发育生物学。Tel:029-84774487;E-mail:hyqin@fmmu.edu.cn

10.16288/j.yczz.14-312

时间:2015-5-6 15:36:57