編者按：為充分發(fā)揮精品課程的標(biāo)桿示范作用，促進(jìn)研究生課程質(zhì)量進(jìn)一步提升，研究生院自2018年啟動(dòng)了研究生精品課程建設(shè)工作，以公共基礎(chǔ)課和各一級(jí)學(xué)科（類別）專業(yè)課為重點(diǎn)，充分結(jié)合國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)學(xué)科評(píng)議組和全國(guó)專業(yè)學(xué)位研究生教育指導(dǎo)委員會(huì)編寫的《研究生核心課程指南》，整體規(guī)劃、分步實(shí)施，至2020年，經(jīng)學(xué)院推薦、學(xué)校專家評(píng)審、研教指委審議通過(guò)，學(xué)校已立項(xiàng)了三批“精品課程”。新聞中心特開(kāi)設(shè)【研究生精品課程】欄目，分享這些“精品課程”基于“價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)、知識(shí)傳授”三位一體的教育理念，從課程目標(biāo)與定位、課程內(nèi)容、教學(xué)和考核方式、課程特色和成效等方面總結(jié)梳理其經(jīng)驗(yàn)心得，與師生讀者共享。本期介紹生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院馮娟副教授在“生物物理”課程上的教改及探索。
什么樣的課堂最能深入人心？一定是老師的熱情能感染學(xué)生、學(xué)生在探究中能感受到快樂(lè)的課堂。
對(duì)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授馮娟而言，研究生精品課程“生物物理”就像自己的寶玉，十余年的探索打磨后，令這門課如荼似火，反饋愈佳。
作為一門核心的專業(yè)基礎(chǔ)課程，“生物物理”研究的是如何用物理學(xué)的基本概念、理論、方法和手段解決生命科學(xué)的問(wèn)題，其內(nèi)容幾乎涵蓋了生命科學(xué)的各個(gè)研究領(lǐng)域，是每一名即將從事生命科學(xué)研究的學(xué)生繞不開(kāi)的“一道坎”。
研究生精品課程“生物物理”課程組馮娟副教授
如何將這樣一門既有廣度、又有深度和難度的生命科學(xué)的“重頭戲”課程，經(jīng)過(guò)有限的學(xué)時(shí)“演繹”，讓學(xué)生在課程中能學(xué)有所獲、學(xué)以致用呢？堅(jiān)持“快樂(lè)教育”理念的馮娟認(rèn)為，除了教師自身要“內(nèi)功深厚”，還要投入熱情和心血，站在學(xué)生的角度設(shè)計(jì)課堂，精心打磨課程的每一個(gè)環(huán)節(jié)。
“有趣”的課堂：案例學(xué)習(xí)，激發(fā)興趣
《生物物理學(xué)》的內(nèi)容廣泛，不同于一般課程按照厚厚的教材“照本宣科”，馮娟根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和自身的科研背景，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了深化：
選取分子生物物理、自由基生物學(xué)和光生物物理這三部分的知識(shí)作為主線，當(dāng)作課程的“樹(shù)根”；以“案例”作為串接，當(dāng)作課程的“枝葉”，對(duì)于其它課程已學(xué)過(guò)的重復(fù)內(nèi)容，她進(jìn)行了適當(dāng)?shù)摹凹舨谩薄?
依循“生物物理”課程知識(shí)點(diǎn)緊貼生活的特點(diǎn)，馮娟在講解分子生物學(xué)時(shí)，從生活中備受關(guān)注的心理學(xué)疾病、全球抗生素污染和阿爾茲海默、帕金森等神經(jīng)性退行性疾病等同學(xué)們熟悉的現(xiàn)象或者案例出發(fā)，引出氨基酸及其衍生物、多肽、蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、折疊、純化等內(nèi)容。
在講述自由基生物學(xué)時(shí)，通過(guò)拋出“為什么廚師和家庭主婦患癌幾率高？”“為什么吃肉多的人患癌幾率高？”“世界上存在吸血鬼嗎？”等問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)子探討自由基的產(chǎn)生、檢測(cè)過(guò)程；從白內(nèi)障、老年斑、現(xiàn)代富貴病痛風(fēng)等多種身邊的疾病現(xiàn)象，分析自由基是如何引起氧化損傷的。
當(dāng)這些知識(shí)與生活、環(huán)境、健康聯(lián)系起來(lái)，知識(shí)就變得 “有血有肉”，課程這棵“大樹(shù)”也變得“枝繁葉茂”?！耙坏┩瑢W(xué)們知道，他們學(xué)習(xí)的知識(shí)不僅是‘高大上’的，而且還‘接地氣’，是有用的，他們對(duì)課堂的興趣就會(huì)增加。”馮娟說(shuō)。
2021年生物物理部分案例匯總
除了增加課堂的趣味性激發(fā)學(xué)生的興趣外，馮娟還在難度上下功夫，每年都花費(fèi)大量時(shí)間篩選Nature、PNAS等文章，精選出既有新意、又能激發(fā)學(xué)生們的挑戰(zhàn)愿望的案例。針對(duì)同學(xué)們喜歡心理學(xué)的現(xiàn)象，她還借鑒了學(xué)校心理中心課程的一些活動(dòng)，如課前破冰、課程心理自畫像、課程適應(yīng)能力與挑戰(zhàn)度等，讓同學(xué)們通過(guò)課堂分享學(xué)習(xí)到適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)生活的有用經(jīng)驗(yàn)。
這些活動(dòng)讓學(xué)生感受到了不一樣的關(guān)懷，快速縮短了與老師之間的距離感，良好的師生氛圍也讓知識(shí)的傳播更加有溫度，讓學(xué)生體會(huì)到馮娟對(duì)待教學(xué)的“用心和用情”。
“啟迪”的課程：重視探究，善于思考
馮娟非常注重啟發(fā)式教學(xué)，她希望通過(guò)自己的教學(xué)啟發(fā)學(xué)生的思考，激活僵固的知識(shí)體系，讓他們學(xué)會(huì)去思考和質(zhì)疑，實(shí)現(xiàn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的有機(jī)整合。
講解9肽催產(chǎn)素時(shí)，因?yàn)檠芯堪l(fā)現(xiàn)一些特殊的田鼠一夫一妻現(xiàn)象與催產(chǎn)素有關(guān)，因此有人就試圖通過(guò)讓戀人服用豬催產(chǎn)素使得戀人鐘情。馮娟就會(huì)引導(dǎo)學(xué)生“你認(rèn)為豬催產(chǎn)素究竟有效果嗎”？“我們應(yīng)該從哪些方面去考慮？”“需要考慮催產(chǎn)素受體氨基酸序列差異、結(jié)構(gòu)差異嗎？”“口服究竟有用嗎？為什么？”“為什么有碩士論文報(bào)道可以口服催產(chǎn)素呢？”“口腔內(nèi)有受體嗎？”通過(guò)老師的循循善誘，同學(xué)們一直跟隨這、思考著、也踴躍提出了個(gè)人的見(jiàn)解。
“在課堂上，我們鼓勵(lì)學(xué)生去運(yùn)用所學(xué)知識(shí)思考，提出許多自己的方案，然后一起來(lái)分析這些方案的可行性?！?馮娟說(shuō)。
有一次，在講到納豆激酶能治療血栓的時(shí)候，一名通信跨專業(yè)的學(xué)生提出了質(zhì)疑：如果我們吃下納豆，酶經(jīng)過(guò)胃酸會(huì)被消化，那么如何發(fā)揮治療作用呢？“聽(tīng)到這樣的質(zhì)疑的聲音，我特別欣慰，說(shuō)明學(xué)生是在用心思考?！?
馮娟常常在課堂上為同學(xué)們創(chuàng)造“挑戰(zhàn)權(quán)威”的機(jī)會(huì)。講解蛋白質(zhì)功能時(shí)，同學(xué)們關(guān)注到牛奶中的酪蛋白，針對(duì)社會(huì)上有段時(shí)間流傳的“牛奶致癌”的說(shuō)法，馮娟不失時(shí)機(jī)地引導(dǎo)學(xué)子深入思考這一說(shuō)法的正誤、有什么問(wèn)題；講到今年諾比爾獎(jiǎng)辣椒素受體時(shí)，她又一連拋出“為什么這個(gè)受體很早就發(fā)現(xiàn)，但受體的結(jié)構(gòu)卻最最近才被解析出來(lái)？”“困難在哪里？”“我們?cè)撊绾翁岣叻直媛?？”等連環(huán)發(fā)問(wèn)點(diǎn)燃思維的火花，她還時(shí)常帶著同學(xué)們一起研讀高水平論文Nature、PNAS，通過(guò)這樣的方式，逐步啟迪學(xué)生，幫助學(xué)子建立起科研思維和獨(dú)立思考能力。
啟發(fā)式提問(wèn)及回答情況
“翻轉(zhuǎn)”的課堂：鼓勵(lì)表達(dá)，開(kāi)放交流
在“翻轉(zhuǎn)課堂”的設(shè)計(jì)中，學(xué)生能得到許多分享和討論的機(jī)會(huì)。
在考核上，課堂的發(fā)言和討論占了總評(píng)的20%，再加上馮娟的帶動(dòng)，課堂氣氛非常活躍。在課堂上，搶答、發(fā)言和小組競(jìng)賽的方式能很好調(diào)動(dòng)同學(xué)們的積極性。她還鼓勵(lì)不同專業(yè)的學(xué)生分到同一組，這樣會(huì)有更多思想上碰撞的機(jī)會(huì)。同時(shí)，為了“競(jìng)賽”中不給不太喜歡發(fā)言的同學(xué)帶來(lái)額外的挫敗感，課程會(huì)在結(jié)束時(shí)給每個(gè)小組留下討論時(shí)間，讓每個(gè)成員盡可能多提問(wèn)題，在下一次課，馮娟會(huì)集中評(píng)價(jià)和解釋這些問(wèn)題。這樣開(kāi)放、通暢的交流方式有利于及時(shí)了解學(xué)生的困難，提升學(xué)習(xí)效果。
血氧儀問(wèn)題及解答匯總
馮娟認(rèn)為學(xué)生應(yīng)該成為課程的主人，因此交流和匯報(bào)應(yīng)是這門課程最出彩的部分。由于學(xué)生的背景豐富，因此在這門課堂上你可以聽(tīng)過(guò)“怎么通過(guò)看電影鑒定精神分裂癥？”“怎么設(shè)計(jì)出一款可降解的可穿戴生物傳感器？”“怎么解析非洲豬瘟病毒？”“基因編輯與肥胖”等各種各樣有趣的內(nèi)容。馮娟鼓勵(lì)學(xué)生們?nèi)ヌ魬?zhàn)高水平的論文，通過(guò)演講使得同學(xué)們的表達(dá)能力和思辨能力都得到了提高，也能促使他們以更加開(kāi)放的心態(tài)去吸收知識(shí)。
課程同學(xué)的研究報(bào)告和提問(wèn)、回答情況
由于課堂報(bào)告時(shí)間有限，同學(xué)們有很多問(wèn)題都來(lái)不及在課上提出。因此，馮娟組織學(xué)生在課后群里通過(guò)接龍的方式收集問(wèn)題，然后報(bào)告組需要逐個(gè)回答這些問(wèn)題。對(duì)于有價(jià)值和有爭(zhēng)議的問(wèn)題，馮娟會(huì)再回到課堂上，組織大家一起探討。通過(guò)這樣交流，演講不單單是講完就結(jié)束，僅流于形式，而是真正起到了啟發(fā)思維、激發(fā)思考的效果。
知行合一：在動(dòng)手中掌握知識(shí)
“有儀器，你就是everything，沒(méi)有儀器，就是nothing，我們的教學(xué)一定要讓學(xué)生跟儀器親密接觸。”長(zhǎng)期從事光譜和生命體系的交叉研究，馮娟認(rèn)為實(shí)驗(yàn)是掌握知識(shí)的捷徑，許多實(shí)驗(yàn)器材的原理和使用，可能在課堂上需要講上一節(jié)課，而同學(xué)們自己動(dòng)手做一分鐘就會(huì)了。
為此，她精心設(shè)計(jì)了課上和課下的多層實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。比如課程上在講述吸收光譜原理時(shí)，讓學(xué)生在課堂上使用了血氧儀檢測(cè)血氧飽和度、并分析了這個(gè)檢測(cè)器與吸收光譜儀的區(qū)別、以及為什么不同粗細(xì)的手指檢測(cè)結(jié)果一樣等問(wèn)題。在講述熒光光譜儀時(shí)，借助了一個(gè)小小的紫外手電筒，讓每組學(xué)生自己在課堂上檢測(cè)了各種材料中的熒光增白劑、黃曲霉素等，增進(jìn)對(duì)于熒光這一抽象概念的感性認(rèn)識(shí)。在講述蛋白質(zhì)功能時(shí)，讓學(xué)生在課堂上使用了早早孕試紙檢測(cè)各種飲料，意外發(fā)現(xiàn)一些飲料竟然“懷孕”了……
除了課堂小實(shí)驗(yàn)，課下還設(shè)計(jì)了熒光的課外實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們可以根據(jù)自己的興趣，檢測(cè)水中的多環(huán)芳烴、研究蛋白質(zhì)與藥物小分子的相互作用等，這些生動(dòng)有趣的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)讓學(xué)生倍感興奮，點(diǎn)燃了探究現(xiàn)象背后本質(zhì)的動(dòng)力，夯實(shí)了學(xué)子未來(lái)科研之基。
課堂實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)
課下實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)
“我希望我的課堂能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)于生命科學(xué)的學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)生的自我認(rèn)知，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)的東西都是有用的，同時(shí)明白要打破‘井底之蛙’的思維局限，只有做不到，沒(méi)有想不到?！瘪T娟說(shuō)。
思政教育：培養(yǎng)有幸福感的棟梁人才
除了帶領(lǐng)同學(xué)們走入科學(xué)知識(shí)的殿堂，馮娟也會(huì)飽含激情地講述我國(guó)在生物物理發(fā)展史上做出的貢獻(xiàn)。
從胰島素合成到現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)生物學(xué)，我國(guó)不斷涌現(xiàn)出施一公、顏寧等一大批杰出的科學(xué)家，以二氧化碳和氫氣成功合成人工淀粉就引發(fā)全球轟動(dòng)，“在課上講這些例子，可以很好地激發(fā)學(xué)生們的民族自豪感和愛(ài)國(guó)情懷。”
隨著社會(huì)節(jié)奏的加快，人們生活在資訊爆炸的時(shí)代，同時(shí)身邊被焦慮抑郁困擾的人也多了起來(lái)，在講述氨基酸時(shí)，馮娟給同學(xué)們講到了抑郁癥和5-羥色胺的關(guān)系，讓大家從科學(xué)的原理，明白抑郁的產(chǎn)生與5-羥色胺含量減低有關(guān)。
情緒生病的人，不是“作”，而是真正病了；很多人擔(dān)心藥物的副作用和成癮而抵觸吃藥，但藥物確實(shí)可以通過(guò)各種途徑提升5-羥色胺含量；很多服藥兩周內(nèi)的人會(huì)發(fā)現(xiàn)自己變得更加焦慮、因而停止用藥，事實(shí)上是一些常見(jiàn)抑郁藥物會(huì)激發(fā)焦慮通道的原因造成的（該現(xiàn)象已經(jīng)被被美國(guó)北卡大學(xué)的學(xué)者觀察到并已發(fā)表了Nature文章）……在馮娟娓娓道來(lái)的講授中，學(xué)子們往往聽(tīng)得津津有味，增強(qiáng)了對(duì)知識(shí)的認(rèn)知，潛移默化中完成了對(duì)學(xué)生的心理教育。
催產(chǎn)素功能研究概述
提升幸福感也是本課程的教學(xué)目標(biāo)。利用“歷史上的今天”等環(huán)節(jié)，馮娟對(duì)學(xué)生們進(jìn)行感恩教育，因?yàn)楦卸鬟^(guò)程會(huì)產(chǎn)生內(nèi)啡肽，讓人們持久的幸福；講述一種多肽催產(chǎn)素時(shí)，馮娟不僅介紹了它在鐘情、自閉癥、焦慮癥、樂(lè)觀估計(jì)等方面發(fā)揮的作用，更重要的是希望學(xué)生學(xué)會(huì)擁抱，因?yàn)閾肀н^(guò)程會(huì)產(chǎn)生催產(chǎn)素；此外，這種讓人幸福的多肽還會(huì)在人與狗對(duì)視、人擼貓等過(guò)程中產(chǎn)生，因此在情緒低落的時(shí)候，擁抱和養(yǎng)寵物都是調(diào)節(jié)情緒的不錯(cuò)選擇。
“希望學(xué)生能通過(guò)我的課程，不僅能成為有知識(shí)、有愛(ài)國(guó)情懷的國(guó)之棟梁，還要知道如何提升自己的生活質(zhì)量，成為一個(gè)懂生活的幸福的人?！瘪T娟說(shuō)。
