对研究生和本科生开设《表观遗传学》的不同教学设计论文
对研究生和本科生开设《表观遗传学》的不同教学设计论文
近年来，表观遗传学逐渐成为很多高等院校生物医学类专业的重要专业基础课。文章对《表观遗传学》课程在针对研究生和本科生教学中的性质与地位进行了探讨，并对该课程教学提出了建议。教学应该从学生认知水平和需求出发，对内容进行合理取舍，突出课程内容的实用价值。
表观遗传学指在没有DNA序列变化的前提上，基因表达的可遗传性的改变[1]。过去二十多年，表观遗传学迅速发展，这门新兴学科汇集了众多非孟德尔现象的研究，自成一派，从分子水平揭示了复杂的生物现象，为解开生命奥秘及征服疾病提供了新的途径。《表观遗传学》这门课在生物学与医学教学中的地位逐步得到认可。目前国内已有多所高等院校相继开展了《表观遗传学》教学工作，有些院校甚至将其作为专业必选课对生物医学类专业的本科生进行教学。我校开设这门课程较晚，目前仅有面向研究生的选修课，尚未正式开展本科生的教学工作。笔者在承担研究生教学工作的同时，以试讲形式进行了本科生教学。在对研究生和本科生的教授过程中，笔者深刻意识到针对不同授课对象，《表观遗传学》的课程设计有很大不同，笔者从以下方面谈谈看法和建议。
一、课程性质
通常由于各专业需求的差异，以及人们对学科本身认知的不同，导致某一门课程的性质和地位不同，其相应的教学任务和教学目标也会不同，具体表现在教学时间、教学内容及要求、教学环节安排等方面存在很大差异。我校是一所以水产科学，海洋科学，食品科学为优势学科的大学，在实际教学中把《表观遗传学》定位为专业选修课。本文接下来的探索和建议也是基于这个设定。
二、教学任务和教学目标
明确针对不同授课对象有不同的教学任务和教学目标，是实施教学工作的出发点。一般认为表观遗传学是一门研究在不改变基因序列的前提下，如何通过蛋白质与蛋白质、DNA和其他分子的相互作用而调节基因的功能，并且通过细胞分裂和增殖周期影响遗传的学科。不仅对基因的表达、调控、遗传有重要作用，而且在肿瘤等许多疾病的发生和防治中亦具有重要的意义。《表观遗传学》课程的主要教学任务和教学目标自然是向学生传授上述各方面知识，但具体到面对的是研究生还是本科生则有一定差异。对于研究生，不仅传授知识点，更重要的是培养学生科学的逻辑思维能力和独立开展科学研究的能力。对于本科生，主要是引起他们对遗传、生命科学的兴趣，更好地认知世界，维护生命健康。
三、教材选用
目前和表观遗传学相关的书籍主要有：由薛京伦主编，上海科学技术出版社出版的《表观遗传学—原理，技术与实践》[2];由蔡禄主编，清华大学出版社出版的《表观遗传学前沿》，艾利斯(Allis)著，由朱冰，孙方霖主译，科学出版社出版的《表观遗传学》(epigenetics);由托尔夫波(Tollefsbol)著，吴超群等译，上海科学技术出版社出版的《表观遗传学实验手册》;值得一提的还有由理查德·弗朗西斯(Richard Francis)著，诺顿出版社出版的《表观遗传学：承续的奥秘》(Epigenetics：The Ultimate Mystery of Inheritance)，这是一本面向大众的科普读物。由于这里把《表观遗传学》定位为选修课，因此只向学生推荐参考书，不做硬性要求，学生选取符合自己认知逻辑习惯的书阅读学习即可。上述参考教材对研究生和本科生都适用。
四、教学内容的安排
在一门课程的知识与内容、技术与方法、思想与理论等几方面中，知识与内容始终处于核心地位，对一门课程的处理与安排，其首要任务是做好对内容的处理。《表观遗传学》内容繁杂，确定其核心内容是必须解决的问题，我们对《表观遗传学》的教学内容进行了全面系统的梳理，确定每一章应该掌握的核心概念。更重要的是根据授课对象的不同，有所取舍和侧重。
首先不论对于研究生还是本科生而言，都应该重视绪论学习。16个学时的课程，通常都会安排4个课时的绪论。教学中围绕几个问题逐步展开，这些问题环环相扣，是学生初次接触《表观遗传学》都会遇到的问题，如人类基因组计划遇到什么样的挑战?什么是非DNA序列的改变等。通过对这些问题的解答：(1)让学生初步认识什么是表观遗传学;(2)认识表观遗传学和经典遗传学的差别;(3)引发学生的学习兴趣。下面几个例子很适合在绪论课中引用：研究发现改变雄性慈鲷鱼个体的生活环境，可以改变其原来的社会地位和角色，表明环境也可以改变基因;祖父辈上经历过饥荒的人患心血管疾病的可能性普遍比那些祖父辈没有经历过饥荒的人低，这就说明表观遗传变异确确实实保留了下来，影响了下一代甚至下几代。研究生应注重表观遗传学发展历史的学习。历史上的几次重大发现，如位置效应花斑(position effect variegation，PEV)，副突变(paramutation)等都要讲到。实际教学中，我们发现要完全领会这几个实验是比较困难的，不适合过多要求本科生学习掌握。
通过绪论学习，学生往往对什么是非基因(DNA)序列的改变只有一个浅显认识，因而必须把教学重点放在讲授表观遗传学的主要内容上：一是基因选择性转录表达的调控，包括DNA甲基化，组蛋白修饰，ATP依赖的染色质重塑，基因组印记和X染色体剂量补偿等;二是基因转录后的调控，主要阐述不影响 DNA结构的转录后调控机制，包括RNA可变剪接和非编码RNA调控等。其他内容有表观遗传调控与人类疾病的关系，表观遗传学研究实验技术，个体发生中的表观遗传学，表观遗传与进化等方面[3]。总体来讲，研究生要对上述内容进行深入详细的解释，使学生对本学科有较为系统的了解，形成完整的知识框架。而对于本科生而言，讲述内容不宜过深过难，仅要求学生理解基本概念，更注重让学生了解表观遗传调控与人类疾病的关系。如讲述“组蛋白修饰”时介绍由于 MeCP2基因突变引起的"“Rett综合征”，讲述“基因组印记”时介绍“脐疝-巨舌-巨人综合征(BWS)”等。对本科生会侧重对病症的描述、检测和预防，使课程紧密联系实际，提高学习兴趣并加深学生印象。面对研究生则会一句带过，留待学生课后延伸阅读。
对于研究生，还要重视对科研论文的分析和学习，要求学生提前阅读和表观遗传学相关的正式发表的逻辑性较强的研究论文(research paper)，并且能够提出问题，尤其发现论文中存在的缺陷甚至错误。对本科生则会以生动方式选讲一些有趣的实例。比如：小鼠是如何患上忧郁症的?空气中的污染物是如何改变一个人的DNA的表达，导致像肺气肿或肺癌之类的疾病等。
五、考核方式
在考核方式上我们对研究生和本科生提出了不同要求。对于研究生，我们要求学生介绍和表观遗传学相关的某一问题、某一概念、或某一实验研究，并制作幻灯片在课堂上讲解(选课人数多的话则以小组为单位)，注重教师和学生的互动讨论。学生在讲解过程的思路反映了其对该问题的理解，这也是最后考核评估的标准。对于本科生，我们以平时成绩为主，一般会让学生递交书面作业，如编写某几个章节的提纲等。
我国古代大教育家孔子很早就认识到“因材施教”的重要性[4]。时至今日，“因材施教”是现代教育教学原则之一，其意义是：针对学习的人的能力、性格、志趣等具体情况施行不同的教育。教师要创造良好的学习环境，使学生在学习中获得预期的知识，良好的学习环境必须以适合学生个性特征的、有一定弹性的教学环境为前提[5]。实际教学中面对的对象差异万千，远不是本文谈到研究生和本科生所能涵盖的，如学生专业背景的不同，学生自身未来规划不同等 [6]。高等教育工作者必须了解学生的特点和需求，全面贯彻实行因材施教教学理念和方法，认真努力地上好每一堂课，这样才能完成教学任务，培养出适应社会发展需要的优秀毕业生。