在理科基地班專業(yè)課程中實(shí)踐文獻(xiàn)閱讀

在理科基地班專業(yè)課程中實(shí)踐文獻(xiàn)閱讀［摘要］國家理科基地班旨在培養(yǎng)理科基礎(chǔ)科學(xué)研究與教學(xué)人才，故文獻(xiàn)閱讀對培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和科研能力具有重要意義，也是本科教育改革發(fā)展的趨勢。文章通過在理科基地班"微生物學(xué)”課程引入英文文獻(xiàn)閱讀的實(shí)踐，結(jié)合文獻(xiàn)實(shí)例介紹微生物學(xué)的基本概念與研究方法，還有最新的研究動態(tài)和研究方向，以增強(qiáng)學(xué)生提出科學(xué)問題、分析并解決問題的能力以及與專業(yè)相關(guān)的文獻(xiàn)閱讀分析綜合能力，希望對其他基地班專業(yè)課程教學(xué)具有借鑒意義。［關(guān)鍵詞］文獻(xiàn)閱讀；理科基地班；實(shí)踐式教學(xué)方式加強(qiáng)理科本科生專業(yè)素養(yǎng)的培育和科研能力的培養(yǎng)是目前本科教育改革的發(fā)展趨勢［1］!國家理科基地班旨在培養(yǎng)理科基礎(chǔ)科學(xué)研究與教學(xué)人才，但是基地班本科生在進(jìn)入更高層級的碩士研究生學(xué)習(xí)以后，許多學(xué)生對科學(xué)方法(scientificmethod)和文獻(xiàn)閱讀(scientificliteraturereading)沒有系統(tǒng)的概念，以致科研學(xué)習(xí)停滯不前［2］!不少研究者指出理科本科生在科學(xué)研究方法訓(xùn)練中的不足，導(dǎo)致了本科生科研創(chuàng)新能力差等一系列問題［2,3］O我們在理科基地班高年級學(xué)生的實(shí)際教學(xué)中也發(fā)現(xiàn)，有相當(dāng)一部分的學(xué)生缺乏相應(yīng)的科研思維指導(dǎo)，由此導(dǎo)致的結(jié)果直接反映在課程論文的寫作上以及畢業(yè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)上，并且在學(xué)術(shù)規(guī)范、論文結(jié)構(gòu)和術(shù)語運(yùn)用方面都存在問題。實(shí)際上科學(xué)方法是許多理科專業(yè)的英文原版入門基礎(chǔ)教材開篇必講的理論［4,5］!科學(xué)方法中提出問題、分析問題、解決問題的過程，也表現(xiàn)在科學(xué)文獻(xiàn)通用的結(jié)構(gòu)形式上。文獻(xiàn)閱讀能力是進(jìn)行科學(xué)研究的基本能力之一。越來越多的研究表明，在本科生階段開始文獻(xiàn)閱讀的訓(xùn)練，有助于增強(qiáng)理科學(xué)生的科學(xué)研究意識，熟悉科學(xué)方法的流程，對本科生形成科學(xué)的思維方式起著重要的作用⑹,對培養(yǎng)本科生的專業(yè)素養(yǎng)和鍛煉科研思維具有重要意義［1］!一、把文獻(xiàn)閱讀引入理科基地班專業(yè)課程的可行性生物學(xué)基地班的專業(yè)定位之一是培養(yǎng)能從事生命科學(xué)及相關(guān)專業(yè)研究與教學(xué)的本科人才,為碩士研究生教育提供優(yōu)質(zhì)的生源?？茖W(xué)文獻(xiàn)具有專業(yè)性和科學(xué)性，可以為學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究提供參考?；谝陨锨闆r,筆者結(jié)合所講授的本科基地班“微生物學(xué)”課程，分析了把英文文獻(xiàn)閱讀引入理科生物學(xué)基地班專業(yè)課程的可行性!首先，授課對象已經(jīng)具備一定的英語水平和專業(yè)背景。本“微生物學(xué)”課程主要面向生物學(xué)基地班的三年級學(xué)生，授課對象基本通過了大學(xué)英語四級考試，甚至六級考試,具備較好的英語閱讀水平;并且經(jīng)過前兩年緊張的課程學(xué)習(xí)，學(xué)生有了較好的專業(yè)知識儲備，處于有著強(qiáng)烈的科研實(shí)踐和創(chuàng)新欲望的時期［7］!其次,授課教師具備科教融合的綜合能力。生物學(xué)基地班的專業(yè)課系列課程包括“生物化學(xué)”“微生物學(xué)”“細(xì)胞生物學(xué)”“分子生物學(xué)”等，均開展了相應(yīng)的英文教學(xué)，由在國外學(xué)習(xí)和工作多年的教師擔(dān)任課程主講。授課教師均有自己的科研項(xiàng)目，具備寫作和發(fā)表論文的經(jīng)驗(yàn)，并了解生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究的前沿動態(tài)和發(fā)展趨勢。此外，筆者所在大學(xué)的圖書館提供了很好的文獻(xiàn)檢索平臺，方便學(xué)生獲取所需的文獻(xiàn)資料?！笆谌艘贼~,不如授人以漁”，教師在課堂上也會介紹實(shí)用的相關(guān)文獻(xiàn)檢索方法。綜上所述，在學(xué)生基本專業(yè)素質(zhì)和教師素質(zhì)均具備的條件下，在理科基地班專業(yè)課程引入文獻(xiàn)閱讀具有可行性，也是充分利用課堂時間開展具有實(shí)踐意義的拓展訓(xùn)練⑹。二、把文獻(xiàn)閱讀引入理科基地班專業(yè)課程的初步實(shí)踐筆者在所講授的本科基地班“微生物學(xué)”課程中進(jìn)行了兩個學(xué)期的初步實(shí)踐，結(jié)合文獻(xiàn)實(shí)例介紹微生物學(xué)的基本概念與研究方法，以及最新的研究動態(tài)和發(fā)展方向。（一）緊密結(jié)合課程知識點(diǎn)選擇文獻(xiàn)文獻(xiàn)閱讀是本科生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的途徑之一。選用的文獻(xiàn)與專業(yè)課程講授的知識點(diǎn)有關(guān)，能夠讓學(xué)生對知識點(diǎn)的理解更加深刻。在課堂上，教師首先提出與知識點(diǎn)相關(guān)的問題，引起學(xué)生的興趣和思考，再引入與之相關(guān)的科研論文或文獻(xiàn)綜述?？蒲姓撐牡拈喿x包括研究背景、擬解決的問題（提出問題）、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（解決問題）、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及意義等四個主要部分。這些部分需要教師制作或搜集幻燈片和動畫視頻，把文章的關(guān)鍵內(nèi)容在課堂圖文并茂地展示給學(xué)生，并提供文章原文給學(xué)生課后進(jìn)一步閱讀和整理筆記。通過教師的課堂講解和學(xué)生課后的筆記整理，文獻(xiàn)閱讀讓學(xué)生了解了科學(xué)理論形成的來龍去脈，包括證明該理論的實(shí)驗(yàn)思路和其中的設(shè)計(jì)關(guān)鍵技巧，還有該理論或該方法在科學(xué)史上的重要性或創(chuàng)新性，由此加深對理論知識與科學(xué)實(shí)踐之間關(guān)系的理解!例如，在學(xué)習(xí)微生物遺傳的細(xì)菌接合（conjugation）這一部分內(nèi)容時，我們選擇了一篇有關(guān)中斷雜交實(shí)驗(yàn)的文章來介紹ElieWollman和FrancoisJacob在1950年代進(jìn)行的大腸桿菌第一次遺傳作圖［9］!教師引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)觀察出發(fā)，從研究者的角度思考，跟隨研究者的思路閱讀這篇文章，比如研究者提出怎樣的科學(xué)問題、再以何種思路解決問題、選擇怎樣的實(shí)驗(yàn)材料和方法、是否得到預(yù)期的結(jié)果、問題是否得到解決、最后推出什么結(jié)論等，讓學(xué)生對整個科學(xué)研究過程有了更深入、更直觀的了解。另外，教師在解析文獻(xiàn)的過程中可以講解術(shù)語的使用，特別是怎樣定義一個專業(yè)詞匯，提醒學(xué)生抓住定義中的關(guān)鍵詞;怎樣有邏輯性地完整描述一個實(shí)驗(yàn)；怎樣把獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有條理地呈現(xiàn)出來。在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生一步步地熟悉科學(xué)文獻(xiàn)的格式和規(guī)范，形成科研思維模式，并掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素，對真實(shí)的科學(xué)研究過程有所體驗(yàn)。教師可布置課后思考題，讓學(xué)生用課堂上訓(xùn)練的科研思維模式來提出問題、分析問題并探尋答案，以進(jìn)一步深入了解課堂上未涉及的知識點(diǎn)，鍛煉學(xué)生的科研探索能力。（二）選用專業(yè)領(lǐng)域的經(jīng)典文章或研究新進(jìn)展我們在授課過程中特地選用專業(yè)領(lǐng)域的經(jīng)典文章或者研究新進(jìn)展，讓學(xué)生通過文獻(xiàn)閱讀，不僅可以加深對知識點(diǎn)的理解，還可以了解與專業(yè)相關(guān)的科研思路和發(fā)展趨勢。例如，在學(xué)習(xí)病毒這一章時，我們在課堂上先回顧了煙草花葉病毒（tobaccomosaicvirus，TMV）的發(fā)現(xiàn)過程，再介紹了病毒的基本屬性。接著我們引入了1956年AlfredGierer和GerhardSchramm發(fā)表在《自然》雜志上的經(jīng)典文章［10］，和學(xué)生一起理清文章中的一系列實(shí)驗(yàn)過程:用苯酚處理TMV,使其RNA與蛋白質(zhì)分離后，再用提純的RNA去接種煙草，結(jié)果煙草葉子上出現(xiàn)了典型的花葉病斑；而當(dāng)用核糖核酸酶對其RNA進(jìn)行處理后,再給煙草接種，煙草葉子上則不會出現(xiàn)病斑。作者據(jù)此推出的結(jié)論是，RNA是一種遺傳物質(zhì)。在此可引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)病毒的基本結(jié)構(gòu),并思考這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否有缺陷、是否需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并由此引出1957年HeinzFraenkel-Conrat和BeatriceSinger通過病毒的重建實(shí)驗(yàn)［11］，進(jìn)一步證實(shí)了AlfredGierer和GerhardSchramm的上述結(jié)論。另外，根據(jù)TMV的RNA成分在接種后的煙草葉片中能夠誘導(dǎo)合成出新的TMV的現(xiàn)象，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考煙草花葉病病原體的確定是否遵循科赫法則o在做閱讀總結(jié)時，教師可以強(qiáng)調(diào)指出科研中不可或缺的協(xié)作精神，由病毒的發(fā)現(xiàn)過程可以看到，科學(xué)的發(fā)展是累積漸進(jìn)的，很多科研發(fā)現(xiàn)通常是由很多研究者共同協(xié)作完成的。本課程中真核微生物這一章的學(xué)習(xí)也可以作為一個例子。本章的教學(xué)重點(diǎn)包括真菌的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生活特性。我們在課堂上先介紹了真菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)及繁殖方式，再結(jié)合農(nóng)業(yè)院校的特色介紹了引起棉花黃萎病的大麗輪枝菌。我們選擇了中科院微生物所研究人員發(fā)表在ThePlantCell雜志上的一篇文章［12］o文章中介紹了真菌會通過產(chǎn)生不同的酶和蛋白來限制植物的免疫反應(yīng)，從而侵染植物。我們適時地穿插問題，引導(dǎo)學(xué)生找出文章中植物發(fā)起反擊的策略：通過合成和分泌幾丁質(zhì)酶來降解真菌細(xì)胞壁中的幾丁質(zhì)。這樣在閱讀這篇文章的過程中，學(xué)生結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步掌握了真菌細(xì)胞壁的特征。通過閱讀這篇文獻(xiàn),學(xué)生還可以了解通過轉(zhuǎn)基因植株來提高普遍種植的棉花品種對黃萎病的抗性的研究思路。有一些棉花品種對黃萎病抗性較高，可以研究這些品種的幾丁質(zhì)酶含量是否被差異性調(diào)控。另外，在做閱讀總結(jié)時，教師可以強(qiáng)調(diào)指出中國科研工作者在植物病害防控領(lǐng)域的不懈耕耘和杰出貢獻(xiàn)，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)精神和激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。改革專業(yè)課程的考核模式為了了解和加強(qiáng)文獻(xiàn)閱讀訓(xùn)練的效果，我們增加了對平時學(xué)習(xí)過程的考核，通過課堂口頭展示(oralpresentation)$布置項(xiàng)目設(shè)計(jì)(projectdesign)等措施來激勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)。在課程開始時，讓學(xué)生自愿組成多個學(xué)習(xí)小組，每組3—4名學(xué)生，要求每個小組利用課外時間閱讀文獻(xiàn),完成規(guī)定范圍的閱讀匯報或自主選題的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，一個學(xué)期分別在期中和期末安排兩次小組課堂口頭展示。由于本科生沒有足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所以教師評分時注重的是項(xiàng)目設(shè)計(jì)的思路，而不強(qiáng)調(diào)具體的實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法。這樣的考核方式能夠擴(kuò)大學(xué)生的視野，提高學(xué)生的研究能力,而且通過小組模式有利于培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。通過學(xué)生的匯報,教師也可以了解學(xué)生對專業(yè)知識的掌握程度和文獻(xiàn)閱讀情況，以便更有針對性地進(jìn)行指導(dǎo),使接下來的文獻(xiàn)閱讀訓(xùn)練進(jìn)行得更好，真正做到“以學(xué)定教”。我們經(jīng)過兩個學(xué)期的實(shí)踐，對比一學(xué)期前后兩次課堂口頭展示，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生在論點(diǎn)支撐材料的收集能力上有顯著提高,歸納總結(jié)能力也有所提高。例如,我們在課堂上介紹了“人類微生物組計(jì)劃”(humanmicrobiomeproject,HMP),其第一階段旨在解讀人體不同位置(包括鼻腔、口腔、皮膚、胃腸道和泌尿生殖道等)的微生物群落［13］o我們讓各個學(xué)習(xí)小組協(xié)調(diào)好，自由選擇想要匯報的部位的微生物群落,再收集相關(guān)的文獻(xiàn),制作幻燈片在課堂口頭展示。第二階段的人類微生物組整合計(jì)劃(integrativehumanmicrobiomeproject,iHMP)作為第一階段的延續(xù)，旨在分析這些微生物群體與人類健康和疾病之間的關(guān)系［13］o我們在安排的開卷考試中，提前布置了閱讀任務(wù),要求學(xué)生閱讀《自然》和《自然醫(yī)學(xué)》雜志上發(fā)表的報告iHMP研究成果的三篇論文，再總結(jié)出文章傳遞的主要信息，然后就個人認(rèn)為的重要結(jié)論寫出其意義。這樣通過不同的考核方式，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)造性得到了充分的調(diào)動。三、總結(jié)和想法通過在基地班“微生物學(xué)”課程兩個學(xué)期的初步實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)，在教師指引下進(jìn)行課堂文獻(xiàn)閱讀并完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)，是提高本科生專業(yè)文獻(xiàn)閱讀水平和科研能力的一個有效方法。把文獻(xiàn)閱讀引入理科基地班專業(yè)課程中，可以達(dá)到以下教學(xué)效果:文獻(xiàn)與專業(yè)課程講授的知識點(diǎn)相結(jié)合,加深了學(xué)生對知識點(diǎn)的理解；讓學(xué)生學(xué)會提出問題、分析和解決問題的科學(xué)思維方式;讓學(xué)生掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素，引導(dǎo)學(xué)生從學(xué)術(shù)思考轉(zhuǎn)向科研實(shí)踐;讓學(xué)生熟悉文獻(xiàn)閱讀的技巧