案例教学法在遗传学教学中的应用

摘  要：案例教学法能够适应遗传学发展迅速、知识体系庞大的特点。该文在简析案例教学法内涵的基础上，探讨案例教学法运用于遗传学教学的3点现实作用，换句话说具备可行性。接着，从教学的3个环节着手，提出教学路径设计，即课前精选教学案例、课中全面研讨案例、课后升华育人成效，从而提高遗传学教学质量，以适应新时代人才培养的需求。

关键词：案例教学法；遗传学；现实作用；路径设计；新时代人才

中图分类号：G640      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）28-0127-04

Abstract： The case teaching method can adapt to the rapid development of Genetics and the huge knowledge system. Based on a brief analysis of the connotation of case teaching method， this paper discusses three practical functions of case teaching method in Genetics teaching， in other words， it is feasible. Then， starting from the three links of teaching， the author puts forward the design of teaching path， that is， select teaching cases before class， comprehensively discuss cases in class， and sublimates the effect of education after class， so as to improve the quality of Genetics teaching to meet the needs of talent cultivation in the new era.

Keywords： case teaching method; Genetics; practical effect; path design; talents in the new era

遗传学既是21世纪生命科学领域发展的基础学科又是领头羊，是研究生物体遗传与变异规律的一门学科，也是国内外高等院校生物专业、林学专业、农学专业及医学专业本科生的必修课程[1]。随着生命科学的发展，它不断衍生出众多分支学科，如分子遗传学、医学遗传学、细胞遗传学、动物遗传学等等。人们对遗传学的研究从个体水平到细胞水平再到分子水平，它的研究成果丰富了生命科学的理论，促进了现代生物技术的迅猛发展。与此同时，遗传学发展形成庞博的知识体系与有限的课时给教师教学也带来重大挑战，即如何利用有限学时帮助学生理解生涩的遗传学原理，又能实现前沿科学发现的正确引导，以满足新时代创新人才的培养需求。然而，笔者了解到，传统的遗传学教学方式主要以教师课堂讲授为主，学生课上被动听讲、课后完成相应的作业，学习积极性不高。课程结束后，学生所学知识没有得到真正的内化，更不能用相关的遗传学知识解释日常生活现象，学习效果堪忧[2]。因此，改变传统的教学模式，探索运用新型有效的遗传学教学方法势在必行，让学生在大学课堂上不仅要获得遗传学知识，还要影响他们的学术认知和兴趣，体现课程的育人价值。

一  案例教学法的内涵

案例教学法（Case-based Learning）源起于20世纪初的美国哈佛商学院，现已发展成为国内外教育领域的重要教学方法之一，具备较强的理论性、实践性、综合性。所谓的案例教学法，是教师依据教学目标和课程计划，密切联系教学内容和社会生活精选或者编写适宜的教学案例，将其引入课堂教学中。教师针对案例提出与课程相关的问题，并组织学生研讨案例中出现的现象，充分挖掘其中的知识以解决实际问题，同时学生在思考讨论、查阅资料过程中锻炼了知识迁移和问题解决能力[3]。此种教学方法区别于传统的课堂教学模式，它充分体现了以学生为主体的教学理念。教师给予学生充足的发展空间，学生不再是“听讲族”“低头族”“私聊族”，他们必须参与到案例研讨中，进行讨论、调查分析、总结等课堂活动。经国内外高等院校的教学实践表明，案例教学法在激发学生的学习热情和创新思维培养方面具备优势，学生汲取知识和探索知识的能力得到提升[4]。由此可见，将案例教学法引入遗传学课堂教学中具有可行性和现实意义，本文提出了实际教学的路径设计，旨在提高遗传学的教学质量乃至唤起学生的学术意识。

二  案例教学法应用于遗传学教学的现实作用

（一）  提高学生的课堂参与度

遗传学知识体系庞大，原理晦涩难懂，与细胞生物学等学科均有交叉，知识更新升级速度快。如若沿用传统的教学模式，则教与学共鸣较低，原因是学生的状态处于被动接受枯燥的理论知识[5]，学习内容以教师讲授前人的间接经验为主，违背了直接经验和间接经验相结合的教学原则，导致学生学习的兴趣低。然而，将案例教学法应用于高校的遗传学课堂，它能为学生的学习世界和现实生活世界搭建一座沟通的桥梁，同时案例的引入增强了学生参与遗传学教与学的意识。在此教学模式下，学生不再是轻轻松松的“低头族”“私聊族”“听讲族”，而是转变成多种感官协调下的“讨论族”“调查族”“汇报族”。辅以教师的科学引导，学生不仅获得了间接经验，即前人研究形成的理论知识，还能在案例情境中依据所学遗传学知识分析和解决问题，获取直接经验，实现知识有意义的建构和内化，丰富了学生参与课堂的热情。例如，教师引入热点素材案例“新型冠状病毒传播的机制”，课堂上学生由病毒的快速变异中挖掘并积极参与讨论基因突变的内容，课后再梳理全球各种突变株的突变位点及引发的遗传学效应，进而延展了知识面。此案例的应用，使得学生讨论的热情高涨，极大调动了课堂学习氛围，且拓宽了学生的全球视野及渗透了疫情下的公民责任意识教育。

（二）  将案例资源转化为育人资源

为贯彻落实好教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》的要求，包括遗传学在内的所有课程需在课堂教学中渗透思政元素教育，与高校的思想政治课同向同行，实现课程的育人功能。遗传学教学实践中，呈现的案例一般是教师结合教学内容精选的真实或模拟的案例，如科研成果转化的案例、经典遗传学的案例、蕴含思政元素的案例、紧跟全球热点的案例及生活化的案例。这些案例资源不仅蕴含科学家们敢于探索质疑的科学精神及求真务实的科学态度，还不乏科学伦理教育和科学思维方法的训练，同时也是潜在的育人资源。主要原因是，课堂上学生通过对案例的剖析、复盘、演绎，可产生更直观的感受[6]，领会案例情境中蕴含的价值观，促进了学生树立新时代正确的理想信念，锤炼其人格，乃至影响其学术认知，为高校创新性人才的培养奠定基础。再者，教师深入挖掘遗传学蕴含的思政元素并融入案例教学中，有助于加强学生的思想修养，拓宽理论视野，厚植爱国主义情怀，从而将案例资源逐步转化为优质的育人资源，大大提升高校遗传学课程的育人质量。

（三）  加强学生文献查阅与自主学习能力

文献阅读素养高低与学术效能感成正相关，文献检索是当代大学生必须掌握的一门必修课，同时是掌握科学研究动态的重要途径之一。根据相关调查数据显示，不同年级的大学生信息检索意识薄弱，专业文献阅读能力缺乏。部分大学生对学术搜索引擎和各类数据库表示陌生，依然会首选百度搜索引擎来搜集资料，因此无法实时掌握精准的最新科研成果，这对他们学术兴趣的培养存在阻碍。然而，教师可通过案例教学法设置经典的、罕见的遗传学病例，激发学生的求知欲，引导学生自行检索和阅读专业文献资料来解答病例的相关疑惑，学生的文献查阅及自主学习能力得到提升。值得注意的是，教师不仅要引入案例，同时要给予学生有关文献检索与阅读的技巧方法指导，否则会产生事倍功半的效果。通过文献检索和中英文文献阅读，可以促进学生对遗传学原理的理解和掌握，及时跟踪遗传性疾病的前沿动态[7]。大学生是学术研究领域的好苗子，案例教学过程的文献查阅既能促进学生自主学习并达到学以致用，还能激励他们在前人研究基础上提出独到的创新性见解。

三  案例教学法应用于遗传学教学的路径设计

案例教学法实施效果的好坏取决于遗传学教学路径设计的科学化程度。实践中，授课教师应当基于此教学法的基本规律，再遵循课前精选教学案例、课中全面研讨案例、课后升华案例育人成效的三个环节逐步展开教学实践，最终充分凸显遗传学课程的育人价值。因此，构建内容科学翔实、逻辑清晰、教学效果突出的高校遗传学案例教学体系，其教学路径设计的着力点具体体现如下。

（一）  课前准备阶段：精选教学案例

课前准备是遗传学案例教学的首要环节，而案例是其核心内容和课程效果的重要保障。此环节，教师首先要从案例库中精选适配课程内容的案例，类型可包括经典遗传学相关、蕴含思政元素、学术前沿转化及密切联系生活的案例，继而设计好案例的切入时机及方式，为学生开展学习活动做好准备，迈出落实遗传学课程育人的第一步。

1  经典遗传学相关案例

遗传学三大基本定律，即分离定律、自由组合定律、连锁互换定律是现代遗传学理论的精髓，是遗传学发展史的一座里程碑。就高校大学生而言，他们已经有高中生物学的学习基础，所以不难掌握三大定律的原理和相关计算问题，但对孟德尔和摩尔根的科学研究史料缺少认知，因此这也是值得教师引入课堂的经典遗传学案例。众所周知，孟德尔生前耗时8年进行豌豆杂交实验，期间克服了种种困难，利用假说演绎法根据实验结果提出假设，并不断进行验证，结合统计学的方法，最终发现了分离定律和自由组合定律。可是，当时他的遗传学规律并没有得到学术界权威人士的认知，在众多质疑中不幸英年早逝，直到去世16年后他提出的遗传学两大基本定律才被世人认可，继而被正名为“遗传学之父”[8-9]。学生对此案例的深入剖析，犹如回到孟德尔生活的年代，见证了科学伟人艰辛的研究历程，不仅习得科学家的研究方法和思路，更是坚定了勇于面对生活困难的信念和价值观。再如“数果蝇的教授”摩尔根，对模式生物果蝇的呵护程度远超过对自家孩子的关爱，从最初的孟德尔定律的反对者转变成忠实的拥护者，所提出的基因的连锁与互换规律为遗传学的发展史添上重要一笔，并与孟德尔的研究成果一同发展成现代经典遗传学理论[8-9]。通过对经典遗传学相关研究工作案例的使用和剖析，学生犹如回到特定史实背景下领悟遗传学发展的艰辛及其社会意义，学习不再局限于教材上罗列的文字描述，而是让枯燥的知识故事化和形象化，提高课堂教学质量。

2  蕴含思政元素的案例

案例中融入思政元素的教学效果犹如盐溶于水，可做到春风化雨，切实达到课程的育人成效。就生命科学领域而言，可融入的思政元素包含追求真理、严谨治学的科学精神，科研创新意识，爱国主义情怀，尊重自然敬畏生命的情怀及正确的科学伦理观。例如，教师将“粮食安全掌握在自己手中——袁隆平院士杂交育种的故事”通过案例形式呈现，学生不仅明晰了水稻杂交育种方法及育种的前沿动态，还能深入领会到袁隆平院士的研究成果给全国乃至全世界人民带来的福祉，无疑体现了他的家国情怀、科学担当及追求真理的科学精神；再如，聚焦“基因编辑婴儿事件——自然人还是工具人”，南方科技大学原副教授贺建奎2018年违背学术伦理和规范，开展国家明令禁止的以生殖为目的的人类胚胎基因编辑活动。教师将此震惊全球的新闻内容编写成案例，引导学生讨论基因调控与发育的关系，并针对基因编辑技术的应用范围发表看法，案例教学实践无形中渗透了有关法律及科学伦理观的要求，让遗传学课程育人达到润物细无声的效果。

3  学术前沿转化的案例

如何在有限学时内拓宽学生的遗传学学术视野？笔者认为，梳理学术前沿研究成果，精心编写成案例再引入课堂，也不失为一种科学、直接且高效的方法。教师可选择有代表性的、学生感兴趣的学术前沿案例，边进行科学导读，边激励学生辩证地剖析新知识的特点与研究前景。例如，编写并引入卵巢癌的表观遗传学调控机制及研究进展案例。21世纪，表观遗传学的研究得到快速发展，许多疾病特别是肿瘤的发生都与表观遗传学调控有关。其中，表观遗传学调控方式DNA甲基化、组蛋白修饰、miRNA及RNA甲基化与卵巢癌的发生有关。近来有研究表明，卵巢癌中因启动子低甲基化，与癌症相关基因TUBB3和HOXA10表达增加；在上皮性卵巢癌中，肿瘤抑制因子BRCA1 高甲基化与 BRCA1表达缺失相关；部分miRNA还可以作为卵巢癌的筛选指标，如miR-200a在很大一部分的晚期卵巢癌患者体内表达水平上调，提示了miR-200a 表达水平异常促进了肿瘤的发展[10]。生活中大多数人谈癌色变，故此案例增长了学生对癌症发生机制的见识，引领学生开阔学术领域的视野，有助于领会遗传学课程的乐趣。同时，表观遗传学是人教版高中生物学新教材的新增内容，作为未来教师的生物科学师范专业的学生，更应在此案例基础上，大量阅读文献了解表观遗传学的最新研究动态，以便具备一名生物学教师该有的专业素质。学术前沿转化的案例不胜枚举，授课教师应该谨慎、合理地进行科学导读和引导讨论，帮助学生的知识结构迭代升级。