“講故事，學理論”新教法在“植物基因工程”授課中的應用

郭萬里 梁宗鎖 楊東風

[摘 要]“植物基因工程”為各大學生命科學類專業和農學類專業主修的重要課程之一，為我國植物基因工程領域培養了眾多的人才。相關教材和教學方法的變化較少，特別是原理部分的講解比較枯燥，很難激發學生的學習主動性。前期的教學中發現，把這些原理放入故事或研究歷史中講解更能吸引學生的興趣，特別是讓學生來準備故事和講故事，效果更好。希望“故事教學法”能為“植物基因工程”的教學積累一些有益的經驗。

[關鍵詞]理論 新教法 植物基因工程

[中圖分類號] G642[文獻標識碼] A[文章編號] 2095-3437（2015）07-0121-02

引言

近些年來，“植物基因工程”相關的教科書較多[1]，然而內容大同小異，課程的安排變化較小，相關的講義、PPT等也有類似的模式。盡管這些措施也能達到一定的教學目的，但不能很好地吸引學生的學習主動性。牛頓的“蘋果落地”，沃森和克里克的“DNA雙螺旋故事”等啟發我們換一種教學方式，把枯燥的原理轉換為故事來講授，可能會取得更好的教學效果，即故事教學法。故事教學法是采用敘事的策略把知識等教學內容融會貫通，完成教學和達到教學目的。故事教學法往往應用于小學[2] [3]、文科[4]等教學當中，主要形式是聽故事、說故事和講故事[2]等。然而，在高等教育中，尤其是在理工科的教學中，故事教學法的應用和研究較少[5]，很多只是在緒論部分介紹一下該學科的發展史。本文在前期教學經驗的基礎上，首先組織了眾多的故事與相關原理和知識點的對應關系，然后以其中的兩項案例來說明講故事的程序，闡述該教學法與其他教學法的互補性，最后闡述該教學法的效果。希望該教學法也能應用到其他理工科的教學實踐中。

一、“植物基因工程”中原理和故事的銜接

在植物基因工程發展史中，有很多有意義的故事：

1.農桿菌的變身——農桿菌遺傳轉化機理;2.植物體細胞全能性的爭論——植物體細胞的再生是基因工程中遺傳轉化的基石;3.神奇的基因槍——遺傳轉化的物理方法;4.花粉管通道法的爭論——棉花遺傳轉化方法;5.PCR儀的神奇——基因克隆和DNA水平的檢測;6.基因組測序競賽——海量數據的產生;7.黃金大米風波——遺傳轉化和轉基因安全;8.孟山都的神話——植物基因工程的應用;9.蘇云金芽孢桿菌的故事——植物抗蟲育種;10.非生物脅迫育種的糾結——植物基因功能和應用之間的差距;11.綠色革命——基因突變之謎和育種;12.基因分析技術的變革——從單基因操作到多基因操作的轉變;13.蛋白分析的疑惑——基因功能分析的短板;14.生物信息學與實驗生物學的爭論——海量與個案的融合;15.熒光基因的絢爛多彩——標記基因的神童;16.毛狀根的故事——植物次生代謝研究的最佳研究載體之一;17.雜交之謎——分子驗證和新因子挖掘;18.基因沉默之謎——新的基因調控機制;19.圖位克隆的心酸和喜悅——反向遺傳學;20.基因組上的活躍分子——轉座子的激活、失活及其在植物基因工程中的作用;21.藍色玫瑰——上帝之手—植物代謝途徑工程;22.“多余的”非編碼RNA——基因的調控新機制和基因工程的新資源，等等。

二、案例

我們以“農桿菌的變身”為例來闡述講故事和理論學習的結合：上課時首先問學生在日常生活中有沒有觀察到一些植物上有類似瘤狀物或根狀物的組織，并提供幾張植物瘤的圖片，讓學生聯想生活中的經歷，這樣能加深學生對植物瘤的認知，學生學習后見到植物瘤就會聯想到前期學過的知識。另一方面，讓學生認識到自然界的農桿菌是農業（主要是林業）的有害微生物，19世紀，由于農桿菌的侵襲，導致歐洲部分林業公司的林木減產約80%，從而引起科學家的關注。然后從冠櫻瘤的發現（1850s），引起冠櫻瘤的細菌分離（1900s），農桿菌浸染機制的演替（植物技術、次生代謝物、人工冠櫻瘤的發生），1970年后農桿菌質粒的發現和基因功能解析，1990后T-DNA酶切圖譜，植物基因工程T-DNA載體是去除有害DNA片段的T-DNA，也是現在遺傳轉化的骨架載體。我們把這段研究歷史有機地串聯起來，學生在聽故事的同時，能對農桿菌的特征、質粒基礎知識、細菌基因克隆策略、基因功能研究策略、T-DNA轉移機理、工程農桿菌及其質粒的特征等原理與技術進行了解和掌握，為他們后期的學習和工作打下基礎。

三、講故事教學法與其他教學法的互補性

單一的教學法只能在短期內取得效果，講故事也一樣，需要其他教學方法的配合。第一，課程的預習和課后復習對學生來說非常關鍵，這些環節決定了學生理解和吸收知識的快慢;第二，讓學生來講故事，也就是體驗式教學[6]或啟發式教學[7]：把學生分為不同的小組，在課程范圍內挑選故事內容，通過小組文獻的查詢、PPT的制作、教師指導、課堂上10-15分鐘左右的講解（形式多樣，也可以是小品、簡單動漫等），然后是同學間的互動（約5-10分鐘），最后是老師的講評，這一方式一般在開課后第3周進行較好，如果融入期末打分程序效果會更好;第三，知識點歸納[1]，我們把原理等知識點融入故事中，在故事結束時歸納知識點，讓學生明晰課程的重點內容;第四，采用圖片、視頻和動畫等直觀的信息進行教學;第五，實物展示，該部分主要是講授這門課，并且開展相關研究的老師可以采用，把自己的實驗成果直接展示給學生，更能吸引學生的興趣，同時把自己的想法、思路和技術流程進行講解，效果會更好;第六，聯想記憶法教學。[8]

四、故事與教學的系統性兼顧

“植物基因工程”是一門原理和技術操作性要求很高的系統課程，涵蓋基因克隆、基因功能、組織培養、遺傳轉化、分子育種等多個領域的綜合。[9]其教學的系統性顯得尤為重要。故事教學法根據該課程設置的合理配置，服務于該課程的教學目的，即通過該學科原理與技術的“循序漸進”[7]的講解和實踐，讓學生從了解、理解、掌握和精通幾個層面掌握“植物基因工程”的知識，達到活學活用的目的。該課程除了故事教學法外，還兼顧了其他教學法（第三部分），同時系統地設置了預習和復習、作業、自我展示和評價、期中和期末的閉卷考核等環節。學生的平時成績主要依據平時的課勤、課程參與程度、自我展示分數，占40%，期中和期末成績各占30%。考試的內容主要包括對原理的理解和掌握程度;技術的認知和理解程度;問題的解決能力，這里主要考察科學問題的提出、實驗內容和流程的設計等情況。因此，“故事教學法”豐富了“植物基因工程”的教學方法，融入了該課程的系統性教學。

五、結語

“植物基因工程”中“故事教學法”的靈感來源于《生物學思想發展的歷史》（恩斯特·邁爾著，涂長晟譯，2010）的閱讀。而“講故事”是“植物基因工程”授課時嘗試過的，學生反饋效果很好。主要體現在三個方面：一是學生的到課率大大增加，從上課的效果來看，大部分學生能夠積極預習和復習;二是學生的參與熱情較高，在自我展示環節，例如“藍色玫瑰”一部分，學生把小品搬上了課堂，把化學染色藍玫瑰、基因工程藍玫瑰及其產生的過程栩栩如生地展現出來;三是從考試的角度來看，學生的成績全部在良好以上。后來在其他生物相關課程中也嘗試了該方法，取得了類似的效果。因此，如果該教學法運用得當，配合其他的教學方法，必能使課程的運作更順暢、學生的學習積極性更高，從而提高培養學生專業素養的效率。另外，該方法也可以應用到其他學科的授課當中，豐富教學方法。

[ 注 釋 ]

[1] 李安明，鄧青云，黃欣然，李德華.基因工程理論教學改革探析[J].現代農業科技，2014（7）：333-334.

[2] 鐘慧萍.小學語文故事教學法的應用[J].現代閱讀，2013（1）：236.

[3] 李勇會.故事教學法實施構想[J].教育評論，2003（3）：57-58.

[4] 傅錢余.高校人文學科“故事教學法”研究與實踐[J].當代教育理論與實踐，2014（6）：71-73.

[5] 趙永霞.論高等教育中的故事教學法[J].物流工程與管理，2012（2）：143-144.

[6] 許崇波，逢越遲，彥鳳山，曹陽.深化基因工程課程改革 提高教學質量[J].微生物學通報，2008（7）：1153-1156.

[7] 梁宗鎖，王國棟.現代生命科學教學改革研究與實踐[M].楊凌：西北農林科技大學出版社，2011.

[8] 朱葆華.生物化學教學方法的幾點體會[J].生物學雜志，2009（26）：89.

[9] 王關林.植物基因工程[M].北京：科技出版社，2009.

[責任編輯：覃侶冰]