在理科基地班專業(yè)課程中實(shí)踐文獻(xiàn)閱讀

黃曉 李發(fā)強(qiáng)

[摘 要] 國(guó)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(duì)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(shì)。文章通過(guò)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(dòng)態(tài)和研究方向，以增強(qiáng)學(xué)生提出科學(xué)問(wèn)題、分析并解決問(wèn)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(duì)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(shì)[1]。國(guó)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(jí)的碩士研究生學(xué)習(xí)以后，許多學(xué)生對(duì)科學(xué)方法（scientific method）和文獻(xiàn)閱讀（scientific literature reading）沒(méi)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(wèn)題[2，3]。我們?cè)诶砜苹匕喔吣昙?jí)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(xiě)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(yǔ)運(yùn)用方面都存在問(wèn)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(mén)基礎(chǔ)教材開(kāi)篇必講的理論[4，5]。科學(xué)方法中提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)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(lái)越多的研究表明，在本科生階段開(kāi)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(shí)，熟悉科學(xué)方法的流程，對(duì)本科生形成科學(xué)的思維方式起著重要的作用[6]，對(duì)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(duì)象已經(jīng)具備一定的英語(yǔ)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(jí)學(xué)生，授課對(duì)象基本通過(guò)了大學(xué)英語(yǔ)四級(jí)考試，甚至六級(jí)考試，具備較好的英語(yǔ)閱讀水平;并且經(jīng)過(guò)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(shí)儲(chǔ)備，處于有著強(qiáng)烈的科研實(shí)踐和創(chuàng)新欲望的時(shí)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(kāi)展了相應(yīng)的英文教學(xué)，由在國(guó)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(xiě)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(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)。此外，筆者所在大學(xué)的圖書(shū)館提供了很好的文獻(xiàn)檢索平臺(tái)，方便學(xué)生獲取所需的文獻(xiàn)資料?！笆谌艘贼~(yú)，不如授人以漁”，教師在課堂上也會(huì)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(shí)間開(kāi)展具有實(shí)踐意義的拓展訓(xùn)練[8]。

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(gè)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(dòng)態(tài)和發(fā)展方向。

（一）緊密結(jié)合課程知識(shí)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(shí)的途徑之一。選用的文獻(xiàn)與專業(yè)課程講授的知識(shí)點(diǎn)有關(guān)，能夠讓學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解更加深刻。在課堂上，教師首先提出與知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的問(wèn)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(wèn)題（提出問(wèn)題）、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（解決問(wèn)題）、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及意義等四個(gè)主要部分。這些部分需要教師制作或搜集幻燈片和動(dòng)畫(huà)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(guò)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(lái)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(duì)理論知識(shí)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(shí)，我們選擇了一篇有關(guān)中斷雜交實(shí)驗(yàn)的文章來(lái)介紹Elie Wollman和 Fran？觭ois Jacob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(wèn)題、再以何種思路解決問(wèn)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(wèn)題是否得到解決、最后推出什么結(jié)論等，讓學(xué)生對(duì)整個(gè)科學(xué)研究過(guò)程有了更深入、更直觀的了解。另外，教師在解析文獻(xiàn)的過(guò)程中可以講解術(shù)語(yǔ)的使用，特別是怎樣定義一個(gè)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(gè)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(lái)。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(duì)真實(shí)的科學(xué)研究過(guò)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(lái)提出問(wèn)題、分析問(wèn)題并探尋答案，以進(jìn)一步深入了解課堂上未涉及的知識(shí)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?cè)谑谡n過(guò)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(guò)文獻(xiàn)閱讀，不僅可以加深對(duì)知識(shí)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(shì)。例如，在學(xué)習(xí)病毒這一章時(shí)，我們?cè)谡n堂上先回顧了煙草花葉病毒 （tobacco mosaic virus，TMV）的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，再介紹了病毒的基本屬性。接著我們引入了1956年 Alfred Gierer和Gerhard Schramm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(guò)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(duì)其 RNA進(jìn)行處理后，再給煙草接種，煙草葉子上則不會(huì)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Heinz Fraenkel-Conrat和Beatrice Singer通過(guò)病毒的重建實(shí)驗(yàn)[11]，進(jìn)一步證實(shí)了Alfred Gierer和Gerhard Schramm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。在做閱讀總結(jié)時(shí)，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(guò)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(gè)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?cè)谡n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The Plant Cell雜志上的一篇文章[ 12 ]。文章中介紹了真菌會(huì)通過(guò)產(chǎn)生不同的酶和蛋白來(lái)限制植物的免疫反應(yīng)，從而侵染植物。我們適時(shí)地穿插問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生找出文章中植物發(fā)起反擊的策略：通過(guò)合成和分泌幾丁質(zhì)酶來(lái)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(guò)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(guò)閱讀這篇文獻(xiàn)，學(xué)生還可以了解通過(guò)轉(zhuǎn)基因植株來(lái)提高普遍種植的棉花品種對(duì)黃萎病的抗性的研究思路。有一些棉花品種對(duì)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(shí)，教師可以強(qiáng)調(diào)指出中國(guó)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。

（三）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?cè)黾恿藢?duì)平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程的考核，通過(guò)課堂口頭展示（oral presentation）、布置項(xiàng)目設(shè)計(jì)（project design）等措施來(lái)激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。在課程開(kāi)始時(shí)，讓學(xué)生自愿組成多個(gè)學(xué)習(xí)小組，每組3—4名學(xué)生，要求每個(gè)小組利用課外時(shí)間閱讀文獻(xiàn)，完成規(guī)定范圍的閱讀匯報(bào)或自主選題的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，一個(gè)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(méi)有足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所以教師評(píng)分時(shí)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(guò)小組模式有利于培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。通過(guò)學(xué)生的匯報(bào)，教師也可以了解學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握程度和文獻(xiàn)閱讀情況，以便更有針對(duì)性地進(jìn)行指導(dǎo)，使接下來(lái)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(guò)兩個(gè)學(xué)期的實(shí)踐，對(duì)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?cè)谡n堂上介紹了“人類微生物組計(jì)劃” （human microbiome project，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 ]。我們讓各個(gè)學(xué)習(xí)小組協(xié)調(diào)好，自由選擇想要匯報(bào)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 （integrative human microbiome project，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 ]。我們?cè)诎才诺拈_(kāi)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(bào)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(gè)人認(rèn)為的重要結(jié)論寫(xiě)出其意義。這樣通過(guò)不同的考核方式，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性得到了充分的調(diào)動(dòng)。

三、總結(jié)和想法

通過(guò)在基地班“微生物學(xué)”課程兩個(gè)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(gè)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(shí)點(diǎn)相結(jié)合，加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解;讓學(xué)生學(xué)會(huì)提出問(wèn)題、分析和解決問(wèn)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，為以后的論文寫(xiě)作奠定基礎(chǔ)。本文僅以基地班“微生物學(xué)”課程為例，希望相應(yīng)的方法對(duì)其他基地班專業(yè)課程教學(xué)具有借鑒意義。

“絕知此事要躬行”。在理科基地班專業(yè)課程引入文獻(xiàn)閱讀，實(shí)際上提高了對(duì)授課教師綜合能力的要求，不僅需要教師在科研和論文寫(xiě)作方面具備一定的知識(shí)儲(chǔ)備，還需要教師精心規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容，積累與文獻(xiàn)閱讀相關(guān)的授課教學(xué)資源。在課堂授課方式上，教師需要增加案例教學(xué)法和互動(dòng)教學(xué)法等實(shí)踐，調(diào)動(dòng)學(xué)生思考問(wèn)題的積極性和課堂參與度，并改革課程的考核模式來(lái)激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

[1]薛瑞.“微而精”方法在大學(xué)生文獻(xiàn)閱讀中的運(yùn)用[J].教育現(xiàn)代化，2019（16）：167-169.

[2]任和.本科生文獻(xiàn)綜述學(xué)術(shù)能力培養(yǎng)探討與建議[J].高教學(xué)刊，2018（18）：60-62.

[3]Nature Publishing Group. 2015. Turning Point： Chinese Science in Transition. Retrieved from http：//www.nature. com/press_releases/turning_point.html.

[4]George Johnson. Essentials of the Living World[M]. 6th ed. McGraw-Hill Education， 2019：56-58.

[5]Eldon D. Enger， Frederick C. Ross， David B. Bailey. Concepts in Biology[M].14th ed. McGraw-Hill Education， 2011.

[6]胡宇飛，彭海峰.本科細(xì)胞生物學(xué)課堂開(kāi)展文獻(xiàn)微閱讀的可行性[J].教育教學(xué)論壇，2020（34）：333-334.

[7]蔡基剛.中國(guó)非英語(yǔ)專業(yè)本科生研究論文寫(xiě)作問(wèn)題研究[J].教育現(xiàn)代化，2017（4）：37-43.

[8]王駿飛，李璐，曾嶸，楊陽(yáng).新形勢(shì)下高校多樣化教學(xué)策略研究[J].教育現(xiàn)代學(xué)，2019（39）：46-47.

[9] Robert J. Brooker. Genetics， Analysis and Principles[M]. McGraw-Hill Education， 2010：23-26.

[10]Alfred Gierer， Gerhard Schramm. Infectivity of ribonucleic Acid from Tobacco Mosaic Virus [J].Nature， 1956 （177）： 702-703.

[11]Heinz Fraenkel-Conrat， Beatrice Singer， Robley C. Williams. Infectivity of Viral Nucleic Acid[J].Biochim. Biophys. Acta， 1957（25）：87-96.

[12]Li-Bo Han， Yuan-Bao Li， Fu-Xin Wang et al. The Cotton Apoplastic Protein CRR1 Stabilizes Chitinase 28 to Facilitate Defense Against the Fungal Pathogen Verticillium Dahliae [J]. Plant Cell， 2019（31）：520-536.

[13]Integrative HMP （iHMP） Research Network Consortium. The Integrative Human Microbiome Project[J].Nature， 2019 （569）：641-648.