英文文獻(xiàn)研讀、概念圖和翻轉(zhuǎn)課堂在表觀遺傳學(xué)課程教學(xué)中的綜合應(yīng)用

1、英文文獻(xiàn)研讀、概念圖和翻轉(zhuǎn)課堂在表觀遺傳學(xué)課程教學(xué)中的綜合應(yīng)用摘要：在動(dòng)物科學(xué)專業(yè)本科表觀遺傳學(xué)教學(xué)過程中引入英文文獻(xiàn)研讀、概念圖和翻轉(zhuǎn)課堂的混合教學(xué)模 式，提高了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生英文閱讀能力和歸納總結(jié)能力，取得了較好的教學(xué)效果。 就英文文獻(xiàn)研讀、概念圖和翻轉(zhuǎn)課堂在表觀遺傳學(xué)課程中的應(yīng)用方法進(jìn)行總結(jié)，以期優(yōu)化表觀遺傳學(xué)課 程教學(xué)效果，為其他生物學(xué)課程的教學(xué)提供參考。關(guān)鍵詞：表觀遺傳學(xué)；英文文獻(xiàn);概念圖；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)實(shí)踐Comprehensive Application of Professional English Literature Reading, Concept Di

2、agram and Flipped Classroom in Epigenetics TeachingAbstract: The blended teaching model of professional English literature reading, concept diagram and flipped classroom was introduced into the teaching process of Epigenetics for undergraduates majoring in animal science, which improved the undergra

3、duates enthusiasm for active learning, cultivated their English reading abilities and summarizing abilities, and achieved good teaching effects. The specific application methods of professional English literature reading, concept diagram and flipped classroom in Epigenetics teaching were summarized,

4、 in hoping to improve the teaching effect of Epigenetics and to provide references for the teaching of other biology related courses.Keywords: Epigenetics ； professional English literature ； concept diagram ； flipped classroom ； teaching practice表觀遺傳學(xué)是研究在DNA序列不發(fā)生改變 的條件下，DNA甲基化、組蛋白修飾和染色質(zhì)結(jié) 構(gòu)變化等因素的改變，導(dǎo)

5、致基因功能發(fā)生可遺傳 的變化，進(jìn)而導(dǎo)致表型變異的遺傳學(xué)機(jī)制表觀 遺傳修飾對細(xì)胞特異性分化、發(fā)育和疾病發(fā)生等 具有重要作用婦$。表觀遺傳學(xué)是近年來遺傳學(xué)發(fā) 展最快的領(lǐng)域之一，并逐漸成為一門獨(dú)立的遺傳 學(xué)分支學(xué)科國內(nèi)已有多所高等院校對研究生開 設(shè)了該課程，聊城大學(xué)農(nóng)學(xué)院動(dòng)物科學(xué)專業(yè)對本 科生也開設(shè)了這門課程。但是，表觀遺傳學(xué)知識(shí)較 為抽象，理解起來較困難，本科階段開展表觀遺傳 學(xué)教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不多，筆者在該課程的教學(xué)過 程中，逐漸探索出一種將概念圖、英文文獻(xiàn)研讀結(jié) 合翻轉(zhuǎn)課堂多種教學(xué)方法相結(jié)合的混合教學(xué)模 式，取得了良好的教學(xué)效果?，F(xiàn)將聊城大學(xué)農(nóng)學(xué)院 在表觀遺傳學(xué)教學(xué)實(shí)踐中運(yùn)用的綜合教學(xué)模式進(jìn) 行

6、總結(jié)。該種混合式教學(xué)模式極大地提高了學(xué)生 的學(xué)習(xí)熱情，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生閱 讀英語專業(yè)文獻(xiàn)和整理文獻(xiàn)思路的能力，加深了 學(xué)生對教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的理解，也有助于幫助學(xué) 生建立科學(xué)思維，為學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)和工作奠定 了基礎(chǔ)。1教學(xué)內(nèi)容和模式設(shè)計(jì)將表觀遺傳學(xué)課程安排在動(dòng)物科學(xué)專業(yè)三年 級下學(xué)期，這時(shí)，學(xué)生已經(jīng)完成了動(dòng)物遺傳學(xué)和分 子生物學(xué)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，系統(tǒng)地掌握了表觀遺 傳學(xué)需要的基礎(chǔ)知識(shí)，這樣學(xué)生可順利地過渡到 表觀遺傳學(xué)的學(xué)習(xí)。但是這個(gè)階段的本科生，對科 技論文的閱讀量還很少，所以筆者對教學(xué)內(nèi)容進(jìn) 行了簡化。主要教學(xué)內(nèi)容:首先由經(jīng)典遺傳學(xué)內(nèi)容 和生活中的現(xiàn)象引出表觀遺傳學(xué)內(nèi)容，從而引出

7、 基本概念；之后回顧分子遺傳學(xué)和分子生物學(xué)課 程中講述的基因表達(dá)調(diào)控、染色體組裝和核小體 結(jié)構(gòu)，有助于引出后面的教學(xué)重點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)放在 DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑、基因組印 記、X染色體失活和小RNA 6個(gè)基本模塊。這些基 本內(nèi)容由教師講解涉及的基本概念，將學(xué)生引入 后， 讓學(xué)生閱讀最新發(fā)表的且與動(dòng)物科學(xué)專業(yè)相 關(guān)的英文文獻(xiàn)，對文獻(xiàn)內(nèi)容自己整理，以概念圖的 模式呈現(xiàn)出來，這樣能加強(qiáng)對某一主題的認(rèn)識(shí)。2綜合教學(xué)模式確定好課程教學(xué)內(nèi)容后，根據(jù)上述6個(gè)基本 模塊，將學(xué)生分成6個(gè)小組，每個(gè)小組負(fù)責(zé)一個(gè)模 塊，小組內(nèi)所有活動(dòng)由小組長協(xié)調(diào)。教師從近期發(fā) 表的相關(guān)論文中選取一些與6個(gè)模塊對應(yīng)的、與

8、 動(dòng)物科學(xué)專業(yè)知識(shí)相關(guān)的、難度適宜的英文文獻(xiàn) 分給每個(gè)小組。每個(gè)小組課下研讀英文文獻(xiàn)，將所 讀文獻(xiàn)進(jìn)行總結(jié)，用概念圖呈現(xiàn)，在課堂上給其他 組的同學(xué)講解并答疑解惑，最后由老師進(jìn)行點(diǎn)評。 這樣，-方面能夠使學(xué)生認(rèn)真地閱讀文獻(xiàn)，清晰理 解文獻(xiàn)內(nèi)容，掌握表觀遺傳學(xué)課程的基本內(nèi)容，回 顧以前學(xué)到的專業(yè)課內(nèi)容，并加深對這些內(nèi)容的 理解和鞏固；另一方面讓學(xué)生總結(jié)知識(shí)點(diǎn)，用概念 圖呈現(xiàn)，增強(qiáng)學(xué)生的總結(jié)能力。2.1英文文獻(xiàn)研讀目前，對于自然科學(xué)而言，英語是實(shí)際上的共 同語言，自然科學(xué)研究的新結(jié)果、新發(fā)現(xiàn)、新概念 （多是以英語論文的形式提出如。對從事動(dòng)物科 學(xué)專業(yè)的學(xué)生來講，要了解并熟悉本學(xué)科研究的 前沿和熱點(diǎn)，

9、閱讀英語文獻(xiàn)是必由之路。表觀遺傳 學(xué)作為一個(gè)新興的遺傳學(xué)分支，新的研究發(fā)現(xiàn)更 是以英文文獻(xiàn)呈現(xiàn)，所以學(xué)生多閱讀英文文獻(xiàn)對 更加深入地了解表觀遺傳學(xué)的內(nèi)容很有意義*另 一方面，運(yùn)用傳統(tǒng)的老師講、學(xué)生聽的單向輸送上 課模式 ， 對于理論性強(qiáng) 的表觀遺傳學(xué)來說 ， 不能有 效促進(jìn)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)。而給學(xué)生布置與專業(yè)知 識(shí)相關(guān)的表觀遺傳學(xué)研究論文，有利于學(xué)生結(jié)合 已經(jīng)學(xué)到的專業(yè)知識(shí)理解文獻(xiàn)，能夠加深對表觀 遺傳學(xué)知識(shí)的理解和掌握。很多學(xué)生讀英文文獻(xiàn)時(shí)對于需要精讀和泛讀 的內(nèi)容不清楚，缺乏閱讀技巧，所以產(chǎn)生畏難情 緒。因此，教師在給學(xué)生分配文獻(xiàn)之前，對每一 個(gè)模塊都先用一篇文獻(xiàn)為例，講解科技論文的基 本結(jié)

10、構(gòu)、摘要、前言、材料與方法、結(jié)果與討論和參 考文獻(xiàn)等各部分如何研讀，各部分都能獲得什么 信息，哪些部分要精讀,哪些部分簡讀等英文文獻(xiàn) 閱讀方法，之后讓學(xué)生以小組為單位研讀文獻(xiàn)。 2019年在表觀遺傳學(xué)課程教學(xué)過程中,以“DNA methylation patterns and gene expression associated with litter size in Berkshire pig placenta.Identification and differential expression of microRNAs in the testis of chicken with high

11、and low sperm motility. 囪“TRIM28 regulates Igf2-H19 and Dlk1-Gtl2 imprinting by distinct mechanisms during sheep fibroblast proliferation. （9） 3篇文獻(xiàn)為例,分別在 DNA甲基化、小RNA和基因組印記模塊中進(jìn)行 了講解，能使學(xué)生在之前學(xué)到的知識(shí)中（如豬繁 殖、精子活力、胚胎發(fā)育等）接受新概念（DNA甲 基化、小RNA+基因組印記等），并且能夠?qū)⒊橄?的基因調(diào)控與熟知的動(dòng)物科學(xué)專業(yè)知識(shí)結(jié)合起 來,更容易理解基因是如何控制具體性狀的。2.2概念圖的應(yīng)用概念圖

12、是將抽象概念相互關(guān)聯(lián)，并使之可視 化的一種表達(dá)方式，它利用方框、圓圈、線條、箭頭 和關(guān)鍵詞等把特定知識(shí)內(nèi)容分解成一個(gè)中心概念 和幾個(gè)一般概念，按照邏輯關(guān)系進(jìn)行合適的排列 和連接，使知識(shí)內(nèi)容變成形象和直觀的圖像10-12o 用一篇具體文獻(xiàn)舉例說明如何將閱讀的英文論文 以概念圖的形式展現(xiàn)，以Chung等（13） 2017在 Epigenetics上發(fā)表的Active H3K27me3 demethylation by KDM6B is required for normal development of bovine preimplantation embryos 為例 （見圖1）。該論文的核心是

13、使牛2-8細(xì)胞期胚胎中 H3K27m$3增加，分析胚胎發(fā)育可能的變化*這個(gè) 核心問題用最明顯的雙線框標(biāo)識(shí)，就是圖1中2- 8細(xì)胞期胚胎H3K27me3增加為了使牛2-8細(xì) 胞期胚胎H3K27me3增加，作者運(yùn)用siRNA技術(shù) 敲低了能夠抑制H3K27me3/甲基化酶的基因 KDM6B的表達(dá)，這個(gè)主要技術(shù)用四角凹框標(biāo)識(shí)* 文中顯示，H3K27me3增加引起胚胎發(fā)育的3個(gè) 方面的變化，第一，胚胎不易順利發(fā)育到囊胚階 段，就是圖中胚胎發(fā)育到囊胚階段受阻”。第二， 即使發(fā)育到囊胚階段的胚胎，它們的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（inner cell mass，ICM）和滋養(yǎng)層（trophoblast，TE）細(xì)胞S2S?數(shù)目

14、減少，并且8細(xì)胞期胚胎轉(zhuǎn)錄組發(fā)生改變，這 些由！3K27#e3增加引起的發(fā)育變化用四角圓框 標(biāo)識(shí),轉(zhuǎn)錄組改變具體體現(xiàn)在與轉(zhuǎn)錄調(diào)控、染色質(zhì) 重塑、蛋白質(zhì)分解代謝基因表達(dá)減少，這些變化用 橢圓標(biāo)識(shí)。為了驗(yàn)證上述結(jié)果,作者用GSK-J4處 理,使胚胎H3K27me3/甲基化酶活性受到抑制, 得到與KDM6B敲低一樣的效果，這個(gè)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)用 虛線四角凹框標(biāo)識(shí)$而每一個(gè)結(jié)果的獲得需要用 到的技術(shù)用直角方框標(biāo)識(shí)$所以用一張概念圖就 將核心問題用不同形狀的方框或圓圈表示不同 層次，將一篇論文的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn) 結(jié)果呈現(xiàn)在一張圖上，一目了然。使用這樣的概念 圖不僅能夠使學(xué)生理清文獻(xiàn)的內(nèi)容，也能鍛煉學(xué) 生

15、的邏輯思維能力，能否用簡要圖表說明一篇復(fù) 雜的論文，同時(shí)還有利于幫助學(xué)生建立科學(xué)的思 維方式。S2S?2.3翻轉(zhuǎn)課堂翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)、 交流和討論的能力，還能培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生將知識(shí)和 內(nèi)容歸納總結(jié)并按照自己的理解講授出來14-15$ 筆者在表觀遺傳學(xué)教學(xué)過程中將上述英文文獻(xiàn)閱 讀、概念圖和翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合，學(xué)生以小組為單位， 課下閱讀英文文獻(xiàn)，在充分理解文獻(xiàn)之后，用概念 圖歸納總結(jié)文章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路$在這個(gè)過程中，有 些問題需要學(xué)生自己查閱資料，查找有些較難理 解的知識(shí)點(diǎn)或?qū)嶒?yàn)方法$這樣能培養(yǎng)學(xué)生遇到學(xué) 習(xí)問題自己積極主動(dòng)查閱資料的習(xí)慣和自己解決 問題的能力 $歸納繪制好概念圖，要

16、求各小組的學(xué)生在課 堂上講授閱讀的文獻(xiàn)，向其他同學(xué)講解自己理解 的文章思路、用到的實(shí)驗(yàn)方法的原理與應(yīng)用，并與 表觀遺傳基礎(chǔ)知識(shí)的結(jié)合講述給其他同學(xué)，同時(shí) 解答同學(xué)的疑惑$學(xué)生理解不到位或者理解不一 樣的問題或知識(shí)點(diǎn)，由老師進(jìn)行點(diǎn)評并逐步分解$ 在這個(gè)講授的過程中，能進(jìn)一步加深學(xué)生對文獻(xiàn) 的理解，也能使其他同學(xué)理解這篇文獻(xiàn)，達(dá)到雙向 教學(xué)效果 $3結(jié)語表觀遺傳學(xué)是目前較為年輕的一個(gè)遺傳學(xué)分 支，傳統(tǒng)的動(dòng)物遺傳學(xué)課程涉及表觀遺傳學(xué)的基 礎(chǔ)內(nèi)容，但不夠深入。聊城大學(xué)農(nóng)學(xué)院對動(dòng)物科學(xué) 專業(yè)學(xué)生開設(shè)表觀遺傳學(xué)課程作為一個(gè)專業(yè)提高 課,對學(xué)生遺傳學(xué)和分子生物學(xué)基礎(chǔ)要求較高，傳 統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生感覺枯燥，不易理解$