孟德爾從未煩惱過的難題 – 基因工程與合成生物學創新課程

遺傳學在生物學中是非常依賴邏輯思考的科學知識，對於剛進入生命科學系的一年級新生而言，培養其科學的邏輯思考能力是最基本且最重要的一環。然而大學的遺傳學課程受到教材與傳統教學模式的限制，學生往往只能透過台上老師的講述，及沿用教科書上的古典遺傳學理論來闡述生命現象，忽略許多現今生物與醫學研究應探討的複雜性(亦稱非孟德爾的遺傳)，更缺乏了親自驗證的學習歷程，這對於以探究生命科學為熱忱的學生而言，絕對是遠遠不足的。

因此，在此計畫中我們利用酵母菌作為模式生物，讓學生能親自從實驗中驗證孟德爾的遺傳法則，並藉由連貫性的實驗設計和小組的互動教學，讓一學期的課程宛如完整的專題研究，幫助學生從不同的角度發掘複雜生物遺傳學的真相！除此之外，為了營造全新的教學環境，我們在課程前一學期培養高年級的學生作為實驗課的教學小助教，負責帶領學生的相互討論。比起傳統的課堂知識傳授，相互討論更能激起學生學習上的熱忱，並達到相互督促的特點。我們透過模擬真實研究進程來規畫遺傳學的課程主軸，並透過小組教學模擬實驗室的分工合作與促進組員間的腦力激盪，最後提高學生進入研究領域的興趣。

模擬真正研究進程來規畫整學期之課程主軸

此教學研究透過實驗設計來幫助學生學習遺傳學理論，我們以模式生物酵母菌讓學生來驗證孟德爾的遺傳法則，從簡單的單性狀雜交實驗到驗證雙性狀雜交實驗，再以孟德爾的實驗所學為基礎，去探討更加複雜的現代遺傳學觀念，像是各種不同基因交互作用產生的非孟德爾遺傳現象，讓學生不僅能思辨遺傳學知識並且能體驗生命科學研究如何進行。

• 本教學研究課程的內容許多都是分成小組來進行，特別是著重小組的討論學習與實驗操作。於每周的課堂進行前一周都會公布下周的小組討論與實驗題目，學生們先透過這一段時間先進行思考並記錄自己所認為的答案，然後到了課堂小組討論時分別發表自己的實驗設計。
• 比較特別的是會課前培訓與選拔出的小助教來主持每一組的分組討論，這樣的方式可以避免一般的小組討論方向失焦、部分組員無法跟上步調等等會影響小組學習的狀況，而且這些小助教可以有比老師更近距離觀察到學生們學習情形的機會，可以當作是老師了解學生們學習困難之處的窗口。

• 我們試圖營造全新的教學環境，以課前培養的高年級的學長姐作為實驗的教學小助教，在實驗課程中帶動學生的相互討論。比起傳統的講師知識傳授，相互討論更能激起學生學習上的熱忱，並達到相互督促的特點。
• 對於擔任小助教的高年級生而言，重投思索整個實驗流程的設計，並試圖以最簡單直白的言語向學生表達精妙的知識理論，也是一項十分難得的歷練。
• 本課程透過模擬真正研究進程來規劃整學期之課程主軸，並透過小組教學模擬實驗室的分工合作與促進組員間的腦力激盪，最後透過多方面評量來給出學生最終成績，能讓學生了解真正的研究是如何來進行，且提高學生進入研究領域的興趣。

我們不斷從學生的回饋中改進教學方式，將來我們將鼓勵各個實驗室的研究生和專題大專生加入課程小助教，除了協助課程進行外，也藉由在互動課程的設計下培養大一新生參與科學研究的興趣；相信小助教在協助教學與回饋學弟妹的過程中，也能更得到更多學習與成長。我們希望可以將此課程設計與教學模式推廣到其他基礎科學教育。