“讲故事,学理论”新教法在“植物基因工程”授课中的应用

[摘 要]“植物基因工程”为各大学生命科学类专业和农学类专业主修的重要课程之一，为我国植物基因工程领域培养了众多的人才。相关教材和教学方法的变化较少，特别是原理部分的讲解比较枯燥，很难激发学生的学习主动性。前期的教学中发现，把这些原理放入故事或研究历史中讲解更能吸引学生的兴趣，特别是让学生来准备故事和讲故事，效果更好。希望“故事教学法”能为“植物基因工程”的教学积累一些有益的经验。

[关键词]理论 新教法 植物基因工程

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）07-0121-02

引言

近些年来，“植物基因工程”相关的教科书较多[1]，然而内容大同小异，课程的安排变化较小，相关的讲义、PPT等也有类似的模式。尽管这些措施也能达到一定的教学目的，但不能很好地吸引学生的学习主动性。牛顿的“苹果落地”，沃森和克里克的“DNA双螺旋故事”等启发我们换一种教学方式，把枯燥的原理转换为故事来讲授，可能会取得更好的教学效果，即故事教学法。故事教学法是采用叙事的策略把知识等教学内容融会贯通，完成教学和达到教学目的。故事教学法往往应用于小学[2] [3]、文科[4]等教学当中，主要形式是听故事、说故事和讲故事[2]等。然而，在高等教育中，尤其是在理工科的教学中，故事教学法的应用和研究较少[5]，很多只是在绪论部分介绍一下该学科的发展史。本文在前期教学经验的基础上，首先组织了众多的故事与相关原理和知识点的对应关系，然后以其中的两项案例来说明讲故事的程序，阐述该教学法与其他教学法的互补性，最后阐述该教学法的效果。希望该教学法也能应用到其他理工科的教学实践中。

一、“植物基因工程”中原理和故事的衔接

在植物基因工程发展史中，有很多有意义的故事：

1.农杆菌的变身――农杆菌遗传转化机理;2.植物体细胞全能性的争论――植物体细胞的再生是基因工程中遗传转化的基石;3.神奇的基因枪――遗传转化的物理方法;4.花粉管通道法的争论――棉花遗传转化方法;5.PCR仪的神奇――基因克隆和DNA水平的检测;6.基因组测序竞赛――海量数据的产生;7.黄金大米风波――遗传转化和转基因安全;8.孟山都的神话――植物基因工程的应用;9.苏云金芽孢杆菌的故事――植物抗虫育种;10.非生物胁迫育种的纠结――植物基因功能和应用之间的差距;11.绿色革命――基因突变之谜和育种;12.基因分析技术的变革――从单基因操作到多基因操作的转变;13.蛋白分析的疑惑――基因功能分析的短板;14.生物信息学与实验生物学的争论――海量与个案的融合;15.荧光基因的绚烂多彩――标记基因的神童;16.毛状根的故事――植物次生代谢研究的最佳研究载体之一;17.杂交之谜――分子验证和新因子挖掘;18.基因沉默之谜――新的基因调控机制;19.图位克隆的心酸和喜悦――反向遗传学;20.基因组上的活跃分子――转座子的激活、失活及其在植物基因工程中的作用;21.蓝色玫瑰――上帝之手―植物代谢途径工程;22.“多余的”非编码RNA――基因的调控新机制和基因工程的新资源，等等。

二、案例

我们以“农杆菌的变身”为例来阐述讲故事和理论学习的结合：上课时首先问学生在日常生活中有没有观察到一些植物上有类似瘤状物或根状物的组织，并提供几张植物瘤的图片，让学生联想生活中的经历，这样能加深学生对植物瘤的认知，学生学习后见到植物瘤就会联想到前期学过的知识。另一方面，让学生认识到自然界的农杆菌是农业（主要是林业）的有害微生物，19世纪，由于农杆菌的侵袭，导致欧洲部分林业公司的林木减产约80%，从而引起科学家的关注。然后从冠樱瘤的发现（1850s），引起冠樱瘤的细菌分离（1900s），农杆菌浸染机制的演替（植物技术、次生代谢物、人工冠樱瘤的发生），1970年后农杆菌质粒的发现和基因功能解析，1990后T-DNA酶切图谱，植物基因工程T-DNA载体是去除有害DN段的T-DNA，也是现在遗传转化的骨架载体。我们把这段研究历史有机地串联起来，学生在听故事的同时，能对农杆菌的特征、质粒基础知识、细菌基因克隆策略、基因功能研究策略、T-DNA转移机理、工程农杆菌及其质粒的特征等原理与技术进行了解和掌握，为他们后期的学习和工作打下基础。

三、讲故事教学法与其他教学法的互补性

单一的教学法只能在短期内取得效果，讲故事也一样，需要其他教学方法的配合。第一，课程的预习和课后复习对学生来说非常关键，这些环节决定了学生理解和吸收知识的快慢;第二，让学生来讲故事，也就是体验式教学[6]或启发式教学[7]：把学生分为不同的小组，在课程范围内挑选故事内容，通过小组文献的查询、PPT的制作、教师指导、课堂上10-15分钟左右的讲解（形式多样，也可以是小品、简单动漫等），然后是同学间的互动（约5-10分钟），最后是老师的讲评，这一方式一般在开课后第3周进行较好，如果融入期末打分程序效果会更好;第三，知识点归纳[1]，我们把原理等知识点融入故事中，在故事结束时归纳知识点，让学生明晰课程的重点内容;第四，采用图片、视频和动画等直观的信息进行教学;第五，实物展示，该部分主要是讲授这门课，并且开展相关研究的老师可以采用，把自己的实验成果直接展示给学生，更能吸引学生的兴趣，同时把自己的想法、思路和技术流程进行讲解，效果会更好;第六，联想记忆法教学。[8]

四、故事与教学的系统性兼顾

“植物基因工程”是一门原理和技术操作性要求很高的系统课程，涵盖基因克隆、基因功能、组织培养、遗传转化、分子育种等多个领域的综合。[9]其教学的系统性显得尤为重要。故事教学法根据该课程设置的合理配置，服务于该课程的教学目的，即通过该学科原理与技术的“循序渐进”[7]的讲解和实践，让学生从了解、理解、掌握和精通几个层面掌握“植物基因工程”的知识，达到活学活用的目的。该课程除了故事教学法外，还兼顾了其他教学法（第三部分），同时系统地设置了预习和复习、作业、自我展示和评价、期中和期末的闭卷考核等环节。学生的平时成绩主要依据平时的课勤、课程参与程度、自我展示分数，占40%，期中和期末成绩各占30%。考试的内容主要包括对原理的理解和掌握程度;技术的认知和理解程度;问题的解决能力，这里主要考察科学问题的提出、实验内容和流程的设计等情况。因此，“故事教学法”丰富了“植物基因工程”的教学方法，融入了该课程的系统性教学。

五、结语

“植物基因工程”中“故事教学法”的灵感来源于《生物学思想发展的历史》（恩斯特・迈尔著，涂长晟译，2010）的阅读。而“讲故事”是“植物基因工程”授课时尝试过的，学生反馈效果很好。主要体现在三个方面：一是学生的到课率大大增加，从上课的效果来看，大部分学生能够积极预习和复习;二是学生的参与热情较高，在自我展示环节，例如“蓝色玫瑰”一部分，学生把小品搬上了课堂，把化学染色蓝玫瑰、基因工程蓝玫瑰及其产生的过程栩栩如生地展现出来;三是从考试的角度来看，学生的成绩全部在良好以上。后来在其他生物相关课程中也尝试了该方法，取得了类似的效果。因此，如果该教学法运用得当，配合其他的教学方法，必能使课程的运作更顺畅、学生的学习积极性更高，从而提高培养学生专业素养的效率。另外，该方法也可以应用到其他学科的授课当中，丰富教学方法。

[ 注 释 ]

[1] 李安明，邓青云，黄欣然，李德华.基因工程理论教学改革探析[J].现代农业科技，2014（7）：333-334.

[2] 钟慧萍.小学语文故事教学法的应用[J].现代阅读，2013（1）：236.

[3] 李勇会.故事教学法实施构想[J].教育评论，2003（3）：57-58.

[4] 傅钱余.高校人文学科“故事教学法”研究与实践[J].当代教育理论与实践，2014（6）：71-73.

[5] 赵永霞.论高等教育中的故事教学法[J].物流工程与管理，2012（2）：143-144.

[6] 许崇波，逢越迟，彦凤山，曹阳.深化基因工程课程改革 提高教学质量[J].微生物学通报，2008（7）：1153-1156.

[7] 梁宗锁，王国栋.现代生命科学教学改革研究与实践[M].杨凌：西北农林科技大学出版社，2011.

[8] 朱葆华.生物化学教学方法的几点体会[J].生物学杂志，2009（26）：89.

[9] 王关林.植物基因工程[M].北京：科技出版社，2009.