基于生產實踐現狀和科學研究前沿的案例教學法在農林類研究生培養過程中的應用

郭容芳，陳曉東

（福建農林大學園藝學院，福建福州 350002）

農業對于任何一個國家都至關重要。我國雖然是農業大國，但非農業強國。在向農業強國發展的過程中，離不開農業高層次創新人才的智力支撐，而研究生教育是培養高素質、高層次創造性人才的主要途徑。農林類研究生教育不僅要求學生全面系統地掌握本學科專業理論知識，還要求其具有從事本專業科學研究和實際工作的能力，對該領域國內外的發展現狀及趨勢有全面的了解。目前，農林類研究生教育教學實施過程中普遍存在“本科化”傾向，忽略了培養學生發現問題、設計研究方案以及解決問題這3 項核心能力[1]。教學內容上與本科生教學存在低水平的重復，主要進行基礎理論教學，忽視了對產業現狀及發展前沿的講授；教學形式上，以教師單一講授、學生被動學習的“填鴨式”教學模式為主，忽視了學生的課程體驗；教學評價上，以最終卷面成績評判學生學習水平和教師授課水平的高低，忽視了對培養學生的研究意識、探究精神、創新意識以及批判性思維的評價。這些弊端不僅導致教學、研究和產業脫節，學生學習目標不明確、學習缺乏主動性、效率低下，更會導致從學校畢業后，進入科研領域的學生無法獲得有意義的研究思路，進入產業的學生對產業中存在什么問題以及如何解決產業問題不甚明了，起不到促進產業發展的作用[2-3]。

農林類研究生的教學應該是一個以產業和科學研究前沿為導向、注重產業現狀及發展、學生積極參與和反思的過程。基于生產實踐現狀和科學研究前沿的案例教學模式在很好避開傳統教學模式弊端的前提下，對培養理論基礎扎實、解決實際問題能力強和科學研究水平高的現代化高水平農林類研究生具有重要作用。高級蔬菜生物學的學習是建立在蔬菜栽培學、植物學、植物生理學、生物化學等課程的基礎上，針對繼續攻讀研究生學位的學生開設的一門專業課程。該課程以蔬菜生長發育生理及其調控為主線，以產品器官形成生理及其調控為核心，以優質高產生理為重點，融入當前分子生物學的最新進展，使學生熟練掌握并應用蔬菜生理學的基礎知識，來解決生產和科學研究中遇到的問題。將案例教學應用于高級蔬菜生物學采用案例教學法進行授課，能夠很好地融合本科專業課程中蔬菜栽培學、植物學和植物生理學的知識，結合科學研究前沿，將所學基礎理論應用于實際問題的解決，增強專業認同感。同時，在案例教學過程中，學生還可以通過學習前輩的成功經驗，不斷挖掘自己的興趣點，提升專業競爭力。

因案例教學具有諸多傳統授課無法比擬的優勢，筆者將從案例教學模式及其特征、案例教學模式的優勢及其在農林類研究生培養過程中的一些問題對案例教學進行思考，以期為案例教學在農林類研究生培養過程中的實施提供借鑒。

1 案例教學模式及其特征

案例教學是一種以學生為中心的教學模式，在教師的指導下，通過學生對案例的分析、研究和討論，尋求案例所涉及問題的解決之道，在此過程中提高學生思考、分析和解決問題的能力[4]。案例教學始于19 世紀70 年代的哈佛法學院，興于20 世紀20年代的哈佛商學院，于20 世紀80 年代從美國引入我國。在培養研究生創新性和批判性思維、分析解決實際問題能力等方面，案例教學已被證實是一種行之有效的方法。案例教學由設計案例、研究案例、討論案例、講評案例和總結案例5 個環節構成。通過精密的案例設計，配合學生的主動探索和討論，最后在老師的點評和總結下，達到加深理論基礎、提升實踐能力、開闊專業視野和培養創新批判思維的目的[5]。案例教學模式本質上是教學思想的更新、教學方法的改革、教學模式的轉換、教學內容的突破，具有學習的情境性、課堂的開放性、學生的主體性、教師的引導性、對話的平等性、思維創造性和批判性等特點[6]。

2 案例教學模式較之傳統課堂授課模式的優勢

2.1 能夠顯著提高學生學習的主動性

目前我國研究生教學過程中，多數教師依然依托固定教材進行知識點教學，教師作為灌輸者和研究生作為接受者的角色仍然非常明顯，在這種以教師“教”為中心傳統授課模式下，學生始終處于被動地位，長此以往，學生會產生一種等待灌輸的惰性，極大地影響了學習的主動性。通過設計案例，可讓學生結合已有知識和相關文獻的查閱，主動探究產業生產實踐問題的解決方案和科學研究的發展趨勢。在案例教學實施過程中，教師從臺前轉到幕后，實現學生在學習過程中的主體地位。學生在情景體驗中進行學習、研究和討論，在了解產業中存在的問題之后，就會對所學知識的意義有更加明確的認識，從而會以一種更加積極主動的態度去學習。

2.2 能夠顯著提高學生學習目標的明確性

研究生教育作為高級人才輸出的主要途徑，研究生需要接受先進的理論和技術教育。傳統教材雖然經典，但信息更新相對滯后，落后的信息輔以教師“填鴨式”灌輸，導致學生學習的內容達不到時代的要求，對自身專業發展方向認識模糊，甚至對當初自己的專業選擇表示懷疑，最終導致學習態度不主動、不積極，進而影響整個教學效果。應用源于生產和科研實踐的案例進行教學，讓每一個研究生了解實際生產和科學研究中的問題，從而進行方案設計、可行性分析和現場試驗等，最終掌握知識點，培養出色的實踐能力，解決農業發展的實際問題，科學研究源于實踐，應用于實踐，具有明確的現實意義和應用價值。

2.3 能夠顯著提高學生解決生產實踐問題的能力和獨立思考能力

學習是一個注重實驗、積極參與和反思的過程[7]。農林類研究生培養的目的不僅是能夠從事本專業的科學研究，更應該掌握解決現實問題的能力。案例教學是一種開放互動的教學模式，教師通過將產業生產中存在的實際問題和科學研究前沿設計成案例，學生通過對案例進行剖析，了解產業中存在的實際問題，進而學習相關的理論知識，發現解決問題的思路，找出現實可行的實施方法，最終將抽象的理論知識轉化為解決實際問題的具體方法，達到提高學生獨立思考和運用理論知識解決實際問題能力的目的[5，8]。

3 案例教學模式在農林類研究生培養過程中的一些思考

傳統高級蔬菜生物學的教學按照蔬菜的發育過程進行講述，如蔬菜種子發芽及壯苗生理，蔬菜作物的光合作用，蔬菜作物的水分生理，蔬菜作物的營養生理，蔬菜作物的生長發育及其調控，蔬菜產量形成生理，蔬菜作物逆境生理，蔬菜品質形成生理。盡管教師會根據學生的專業背景選取章節進行重點講述，這些內容稍有不慎就會與植物生理學重復，而關于蔬菜的部分則易于與蔬菜栽培學重復。在實際的研究生培養過程中，難以獲得提高研究生培養質量的效果，反倒在知識重復灌輸過程中讓學生產生了厭倦感，誤以為蔬菜生物學的研究僅僅局限于陳舊知識的應用。為解決上述問題，筆者在高級蔬菜生物學的授課過程中，大膽進行了改革，利用案例教學進行針對性的討論學習，以5 年內發表的期刊論文或者經典的生物學研究入手，結合現代研究技術手段，探討目前生產中存在問題的解決之道，挖掘學生的興趣點，培養學生對問題的感知能力，拓寬學生思維廣度，加強學習深度，促進學生對于已掌握知識點的深化和應用。

案例教學目前在很多高校教學過程中被采用，雖然較之于傳統教學模式有諸多優勢，但在實際實施過程中仍存在很多問題，為充分發揮案例教學模式的優勢，提高教學效果，筆者結合自己主講的高級蔬菜生物學對案例教學模式進行了一些思考，具體如下：

3.1 避免案例教學變成舉例教學，以案例講解代替案例討論

很多教師將案例教學等同于舉例教學，將案例當作教學過程中調節課題氣氛的一種調味劑，殊不知，案例教學與舉例教學從教師的授課方式到學生的學習方式都存在本質區別。舉例教學仍然是傳統課堂授課一種，授課形式仍以教師主動灌輸、學生被動吸收為主，只是授課過程不像單純的理論講解那么乏味，最終還是起不到促進學生主動思考、提高學生學習效率及解決生產實踐問題的能力。案例教學是從以教師為主導的學習模式轉變為以學生為主導的學習模式，在實施過程中注重學生主動的學習和學生與學生之間互動的學習，教師在整個授課過程中起引導作用，對教學計劃的整體進度尤其是案例部分的安排進行控制，精準到每一次案例課的過程，進而對學生進行必要的引導和啟發[9]，避免無評價、漫無目的的案例討論和浮于表面的案例評價等嚴重影響案例教學效果的情況出現。在課程開始之前，教師應以產業現狀和科學研究前沿為導向，緊密圍繞教學大綱，將每堂課需要講授的知識點設計到1～2個案例中，最終形成整門課程的案例庫。在每堂課結束后將下一堂課的案例通過網絡以作業的形式布置給學生，讓學生結合已有理論知識和相關文獻的查閱，主動去探索案例中涉及到的問題的解決方案及其隱藏在背后的知識點。在課程開始前一天將作業提交。提交內容包括案例中涉及問題的個人觀點、查閱文獻的目錄，支撐自己觀點的文獻和理論知識。課堂上，以學生討論為主，教師引導為輔，最后通過教師點評，將案例中設計問題的解決方案進行總結，同時將隱藏在案例背后的理論知識點進行凝練提升。

在高級蔬菜生物學的教學過程中，也存在同樣的問題，如在講述番茄果實發育調控方面的知識點時，若只是舉例說，CRISPR 作為一種技術手段可以調控果實發育，并不提供案例進行教學，那么學生對CRISPR 的認知將會停留在這個技術可以實現蔬菜品質改善，但是究竟如何改善，仍然非常迷茫。在該部分內容的講授過程中，筆者會通過案例分析“為什么現在的番茄味道越來越淡，丟失的番茄味道去了哪里？”，引發學生思考，并發放美國冷泉港Zachery B.Lippman 實驗室2017 年發表在Cell 的文章Engineering Quantitative Trait Variation for Crop Improvement by Genome Editing[10]和By passing Negative Epistasis on Yield in Tomato Imposed by a Domestication Gene[11]作為附加材料，讓學生圍繞CRISPR 主動探究，最終形成自己的觀點，之后在課堂上進行討論，在討論過程中進一步加深對問題的認識。最后筆者對學生的課堂表現進行評價，引出自己的觀點，建立自己的思考。說明在高產量番茄品種的選育過程中，部分品質相關基因的丟失，以及基因編輯技術如何應用于新一代的番茄育種中。通過課前教師精心選取案例和學生的積極參與，配合學生的討論和教師的答疑點評，學生對于番茄品質退化就會有更深入的理解，也明白了在這個過程中可以通過哪些方式獲得更高品質的番茄，知曉了產業前沿已經采取了哪些層次的措施，為學生更好地進行創新研究提供了扎實的基礎。

3.2 避免案例設計出現偏差

案例是案例教學的第一要素，案例設計的好壞直接影響到案例教學的效果。案例應在生產或科研實踐的基礎上，圍繞課程內容進行設計[8]。案例的設計是一個嚴密的、系統性的工程，必須要經過嚴謹的構思和設計。案例的選擇要切合課程的知識點，案例的設計過程中要避免以下情況的出現，從而避免影響到整個案例教學的效果[12-13]：①避免將個人觀點等主觀性成分摻入案例，錯誤的引導學生對案例的思考；②避免時效性和針對性不強的案例出現，影響學生的積極性；③避免案例設計脫離教學大綱的要求，使案例教學達不到教學目的的要求；④避免案例設計過于深奧，案例涉及問題的解決方案遠超學生的能力，影響學生發揮主觀能動性；⑤避免案例設計過于直白，沒有啟發性和可討論性，失去應有的教學價值。總之案例的設計應在涵蓋課程大綱要求的所有關鍵知識點的同時，關注產業現狀和最新發展動態，注重案例的典型性、真實性、系統性及趣味性，注重對研究生實踐能力和創新思維的培養[14]。為將分散的知識點組成一個能夠解決實際問題的知識網，最好將每一節課所要講授的所有知識點融合到一個案例中。

在針對高級蔬菜生物學某一個知識點進行講述的時候，往往涉及很多種不同類型的蔬菜，講授過程中應該進行歸納總結，不要落入單純的文章教學中，為了案例而案例，時刻圍繞教學目標，例如在講述果實品質的調控中，應包括目前大宗蔬菜的品質調控，不應該僅僅局限于某一種蔬菜上。2015 年英國John Inns Centre 中 Cathie Martin 在 Nature Communications發表的茄果類蔬菜番茄品質調控的文章Multi-level engineering facilities the production of phenylpropanoid compounds in tomato[15]中，通過調控果實里特異表達的轉錄因子MYB12，促進番茄生物量的增加，通過引入葡萄里的VvStsy 和百脈根LjIFS，實現了番茄中白藜蘆醇和異黃酮的大量積累。2014 年中國農業科學院黃三文實驗室在Science 發表的瓜類蔬菜黃瓜的品質調控的文章 Biosynthesis，regulation，and domestication of bitterness in cucumber 論述了黃瓜苦味物質的形成和調控。雖然番茄和黃瓜屬于不同類型的蔬菜，其果實外觀差異甚大，然其品質的調控都屬于植物體內初生代謝和次生代謝的調控，以這兩大蔬菜的品質調控作為案例進行講述可以讓學生突破種屬限制，增加思考問題的全面性，避免局限于外形而忽視了內里的相互連接。

3.3 案例教學應與理論教學相互配合，切忌單純進行案例教學

專業理論知識扎實與否對一個研究生未來的專業能力上升空間具有決定性作用，如果學生在沒有任何該課程理論背景的情況下，一開始就采用案例教學授課，會對學生的學習信心造成極大的挫傷，極大的影響案例教學的效果。因此案例教學實施過程中切忌陷入過分注重實踐、忽視理論學習的另一個極端[4]。為提高學生對案例的理解和分析能力，根據筆者經驗，在每門課程講授過程中，利用前1/4 左右的課時對本門課程所要講授的關鍵知識點進行集中講解。在學生了解掌握知識點后，利用剩余課時進行案例教學，讓學生在情景體驗中提高利用已有知識探究和解決問題的能力。

在高級蔬菜生物學案例教學的選擇中，也要密切注意理論聯系實際，例如結球甘藍為什么先期抽薹，植物體內究竟哪些物質和路徑影響到了抽薹，只有學生掌握了春化和開花的機理之后才能進行更深入的討論，案例討論在學生已經掌握相關知識點之后進行會更加有效。

4 相關評價標準需配套跟進

要想使案例教學模式能夠順利地進行大范圍的推廣應用，充分發揮其優勢，為培養科研水平和解決實際問題能力雙優的高素質、現代化農林研究生做出貢獻，以往以卷面成績單一性評價模式必須改變。以卷面成績單一性評價模式是傳統教師主導的應試教學模式的產物，很難真實反映學生的能力。案例教學旨在促進學生能力發展的過程性教學，因此評價模式應由純知識記憶組成的卷面成績單一性評價轉變為以學生在案例教學各個環節中（發現能力、思考能力、創新能力、實踐能力等）的表現評價為主，卷面考試成績為輔的綜合性評價。

在高級蔬菜生物學實施案例教學后，課程學習的評價主要從課堂表現和課程論文的撰寫2 個方面進行。課堂表現主要指學生在案例分析時表現出的對知識點的掌握和應用方面的表現，占課程成績的50%；綜述論文撰寫指通過課程學習、案例分析、課堂討論，學生基本掌握針對課堂提出的某一產業問題的深入研究方法，從而自行選擇感興趣的話題并進行深入研讀和調查，撰寫課程論文，在這個過程中，可以將所學的知識應用于實際問題的解決，占課程成績的50%。通過案例教學結合考核方式改革，學生會更加注重課堂上的表現，積極參與到教學活動中，很少出現走神和不到課的情形，極大地改善了教學效果，提升了教學質量。

綜上所述，案例教學在高級蔬菜生物學的教學過程中發揮了很重要的作用，使得這門課程的學習變成了一種討論，變成了一種知識和產業的碰撞，提升了學生學習的興趣，增加了學生的主動意識，改變了農林類教學過程中實驗室和田間相分離的現狀，故可為農林類研究生的培養提供借鑒。