英文文獻研讀、概念圖和翻轉課堂在表觀遺傳學課程教學中的綜合應用

1、英文文獻研讀、概念圖和翻轉課堂在表觀遺傳學課程教學中的綜合應用摘要：在動物科學專業(yè)本科表觀遺傳學教學過程中引入英文文獻研讀、概念圖和翻轉課堂的混合教學模 式，提高了學生主動學習的積極性，培養(yǎng)了學生英文閱讀能力和歸納總結能力，取得了較好的教學效果。 就英文文獻研讀、概念圖和翻轉課堂在表觀遺傳學課程中的應用方法進行總結，以期優(yōu)化表觀遺傳學課 程教學效果，為其他生物學課程的教學提供參考。關鍵詞：表觀遺傳學；英文文獻;概念圖；翻轉課堂；教學實踐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結 構變化等因素的改變，導

5、致基因功能發(fā)生可遺傳 的變化，進而導致表型變異的遺傳學機制表觀 遺傳修飾對細胞特異性分化、發(fā)育和疾病發(fā)生等 具有重要作用婦$。表觀遺傳學是近年來遺傳學發(fā) 展最快的領域之一，并逐漸成為一門獨立的遺傳 學分支學科國內已有多所高等院校對研究生開 設了該課程，聊城大學農學院動物科學專業(yè)對本 科生也開設了這門課程。但是，表觀遺傳學知識較 為抽象，理解起來較困難，本科階段開展表觀遺傳 學教學的實踐經驗不多，筆者在該課程的教學過 程中，逐漸探索出一種將概念圖、英文文獻研讀結 合翻轉課堂多種教學方法相結合的混合教學模 式，取得了良好的教學效果。現(xiàn)將聊城大學農學院 在表觀遺傳學教學實踐中運用的綜合教學模式進 行

6、總結。該種混合式教學模式極大地提高了學生 的學習熱情，調動了學生的積極性，培養(yǎng)了學生閱 讀英語專業(yè)文獻和整理文獻思路的能力，加深了 學生對教學重點和難點的理解，也有助于幫助學 生建立科學思維，為學生后續(xù)的學習和工作奠定 了基礎。1教學內容和模式設計將表觀遺傳學課程安排在動物科學專業(yè)三年 級下學期，這時，學生已經完成了動物遺傳學和分 子生物學基礎課程的學習，系統(tǒng)地掌握了表觀遺 傳學需要的基礎知識，這樣學生可順利地過渡到 表觀遺傳學的學習。但是這個階段的本科生，對科 技論文的閱讀量還很少，所以筆者對教學內容進 行了簡化。主要教學內容:首先由經典遺傳學內容 和生活中的現(xiàn)象引出表觀遺傳學內容，從而引出

7、 基本概念；之后回顧分子遺傳學和分子生物學課 程中講述的基因表達調控、染色體組裝和核小體 結構，有助于引出后面的教學重點。教學重點放在 DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質重塑、基因組印 記、X染色體失活和小RNA 6個基本模塊。這些基 本內容由教師講解涉及的基本概念，將學生引入 后， 讓學生閱讀最新發(fā)表的且與動物科學專業(yè)相 關的英文文獻，對文獻內容自己整理，以概念圖的 模式呈現(xiàn)出來，這樣能加強對某一主題的認識。2綜合教學模式確定好課程教學內容后，根據上述6個基本 模塊，將學生分成6個小組，每個小組負責一個模 塊，小組內所有活動由小組長協(xié)調。教師從近期發(fā) 表的相關論文中選取一些與6個模塊對應的、與

8、 動物科學專業(yè)知識相關的、難度適宜的英文文獻 分給每個小組。每個小組課下研讀英文文獻，將所 讀文獻進行總結，用概念圖呈現(xiàn)，在課堂上給其他 組的同學講解并答疑解惑，最后由老師進行點評。 這樣，-方面能夠使學生認真地閱讀文獻，清晰理 解文獻內容，掌握表觀遺傳學課程的基本內容，回 顧以前學到的專業(yè)課內容，并加深對這些內容的 理解和鞏固；另一方面讓學生總結知識點，用概念 圖呈現(xiàn)，增強學生的總結能力。2.1英文文獻研讀目前，對于自然科學而言，英語是實際上的共 同語言，自然科學研究的新結果、新發(fā)現(xiàn)、新概念 （多是以英語論文的形式提出如。對從事動物科 學專業(yè)的學生來講，要了解并熟悉本學科研究的 前沿和熱點，

9、閱讀英語文獻是必由之路。表觀遺傳 學作為一個新興的遺傳學分支，新的研究發(fā)現(xiàn)更 是以英文文獻呈現(xiàn)，所以學生多閱讀英文文獻對 更加深入地了解表觀遺傳學的內容很有意義*另 一方面，運用傳統(tǒng)的老師講、學生聽的單向輸送上 課模式 ， 對于理論性強 的表觀遺傳學來說 ， 不能有 效促進學生的主動學習。而給學生布置與專業(yè)知 識相關的表觀遺傳學研究論文，有利于學生結合 已經學到的專業(yè)知識理解文獻，能夠加深對表觀 遺傳學知識的理解和掌握。很多學生讀英文文獻時對于需要精讀和泛讀 的內容不清楚，缺乏閱讀技巧，所以產生畏難情 緒。因此，教師在給學生分配文獻之前，對每一 個模塊都先用一篇文獻為例，講解科技論文的基 本結

10、構、摘要、前言、材料與方法、結果與討論和參 考文獻等各部分如何研讀，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 閱讀方法，之后讓學生以小組為單位研讀文獻。 2019年在表觀遺傳學課程教學過程中,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篇文獻為例,分別在 DNA甲基化、小RNA和基因組印記模塊中進行 了講解，能使學生在之前學到的知識中（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），并且能夠將抽象 的基因調控與熟知的動物科學專業(yè)知識結合起 來,更容易理解基因是如何控制具體性狀的。2.2概念圖的應用概念圖

12、是將抽象概念相互關聯(lián)，并使之可視 化的一種表達方式，它利用方框、圓圈、線條、箭頭 和關鍵詞等把特定知識內容分解成一個中心概念 和幾個一般概念，按照邏輯關系進行合適的排列 和連接，使知識內容變成形象和直觀的圖像10-12o 用一篇具體文獻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細胞期胚胎中 H3K27m$3增加，分析胚胎發(fā)育可能的變化*這個 核心問題用最明顯的雙線框標識，就是圖1中2- 8細胞期胚胎H3K27me3增加為了使牛2-8細 胞期胚胎H3K27me3增加，作者運用siRNA技術 敲低了能夠抑制H3K27me3/甲基化酶的基因 KDM6B的表達，這個主要技術用四角凹框標識* 文中顯示，H3K27me3增加引起胚胎發(fā)育的3個 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，它們的內細胞團（inner cell mass，ICM）和滋養(yǎng)層（trophoblast，TE）細胞S2S?數目

14、減少，并且8細胞期胚胎轉錄組發(fā)生改變，這 些由！3K27#e3增加引起的發(fā)育變化用四角圓框 標識,轉錄組改變具體體現(xiàn)在與轉錄調控、染色質 重塑、蛋白質分解代謝基因表達減少，這些變化用 橢圓標識。為了驗證上述結果,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，這個補充實驗用 虛線四角凹框標識$而每一個結果的獲得需要用 到的技術用直角方框標識$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，將一篇論文的實驗設計、實驗方法和實驗 結果呈現(xiàn)在一張圖上，一目了然。使用這樣的概念 圖不僅能夠使學生理清文獻的內容，也能鍛煉學 生

15、的邏輯思維能力，能否用簡要圖表說明一篇復 雜的論文，同時還有利于幫助學生建立科學的思 維方式。S2S?2.3翻轉課堂翻轉課堂的教學模式能培養(yǎng)學生獨立學習、 交流和討論的能力，還能培養(yǎng)和鍛煉學生將知識和 內容歸納總結并按照自己的理解講授出來14-15$ 筆者在表觀遺傳學教學過程中將上述英文文獻閱 讀、概念圖和翻轉課堂結合，學生以小組為單位， 課下閱讀英文文獻，在充分理解文獻之后，用概念 圖歸納總結文章實驗設計思路$在這個過程中，有 些問題需要學生自己查閱資料，查找有些較難理 解的知識點或實驗方法$這樣能培養(yǎng)學生遇到學 習問題自己積極主動查閱資料的習慣和自己解決 問題的能力 $歸納繪制好概念圖，要

16、求各小組的學生在課 堂上講授閱讀的文獻，向其他同學講解自己理解 的文章思路、用到的實驗方法的原理與應用，并與 表觀遺傳基礎知識的結合講述給其他同學，同時 解答同學的疑惑$學生理解不到位或者理解不一 樣的問題或知識點，由老師進行點評并逐步分解$ 在這個講授的過程中，能進一步加深學生對文獻 的理解，也能使其他同學理解這篇文獻，達到雙向 教學效果 $3結語表觀遺傳學是目前較為年輕的一個遺傳學分 支，傳統(tǒng)的動物遺傳學課程涉及表觀遺傳學的基 礎內容，但不夠深入。聊城大學農學院對動物科學 專業(yè)學生開設表觀遺傳學課程作為一個專業(yè)提高 課,對學生遺傳學和分子生物學基礎要求較高，傳 統(tǒng)教學模式下，學生感覺枯燥，不易理解$