郭曉華,王劍峰

(沈陽(yáng)大學(xué)a.生物與環(huán)境工程學(xué)院;b.城市有害生物治理與生態(tài)安全遼寧省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧沈陽(yáng) 110044)

生物科學(xué)專業(yè)遺傳學(xué)課程教學(xué)改革探索

郭曉華a,王劍峰b

(沈陽(yáng)大學(xué)a.生物與環(huán)境工程學(xué)院;b.城市有害生物治理與生態(tài)安全遼寧省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧沈陽(yáng) 110044)

分析了現(xiàn)行遺傳學(xué)教學(xué)中存在的一些問(wèn)題。結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,對(duì)系統(tǒng)整合教學(xué)內(nèi)容、合理運(yùn)用教學(xué)方法和多媒體教育手段、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)等改革措施進(jìn)行了思考和討論。

遺傳學(xué);教學(xué)改革;本科教學(xué)

遺傳學(xué)是研究生物遺傳和變異的科學(xué)。遺傳學(xué)是當(dāng)今生命科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一,同時(shí),又是理論和實(shí)踐并重的學(xué)科。遺傳學(xué)課程是生物科學(xué)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)、醫(yī)學(xué)等專業(yè)的基礎(chǔ)課。因此,不斷改革課程體系、教學(xué)方法和教育手段,強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量尤為重要。

一、現(xiàn)行遺傳學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題

遺傳學(xué)是發(fā)展歷史悠久的交叉學(xué)科,該課程理論內(nèi)容寬泛,實(shí)踐性強(qiáng)。多年來(lái)教育工作者在教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行了許多改革嘗試,從科學(xué)構(gòu)建課程體系[1]、不斷改革教學(xué)方法[2]、合理運(yùn)用教學(xué)手段[3]、有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果[4]等方面進(jìn)行了有益的探索,但實(shí)際教學(xué)過(guò)程中仍有許多方面不盡如人意。表現(xiàn)為:①新舊知識(shí)整合矛盾仍舊十分突出,知識(shí)陳舊老化現(xiàn)象仍然存在,現(xiàn)代遺傳學(xué)課程體系有待于進(jìn)一步建立和完善。②教學(xué)方法單一的問(wèn)題仍然沒(méi)有得到根本解決?！耙谎蕴谩苯痰哪Ｊ胶汀帮垇?lái)張口”學(xué)的模式普遍貫穿于教學(xué)過(guò)程中,缺乏教師與學(xué)生的良性互動(dòng),學(xué)生的主體地位沒(méi)有得到充分體現(xiàn)。③多媒體輔助教學(xué)手段使用不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象較為普遍。文字缺乏推敲和精煉、信息密度大。學(xué)生在聽(tīng)、看、寫(xiě)中顧此失彼的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。④實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師詳細(xì)講解、示范,學(xué)生模仿操作仍然是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要方式,學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手操作的主動(dòng)性差,課余時(shí)間沒(méi)有得到有效利用。

二、教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

作者在多年教學(xué)實(shí)踐中,從生物科學(xué)專業(yè)遺傳學(xué)課程改革入手,針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了許多改革嘗試,取得了較為明顯的效果。

1.優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容

近幾年,隨著教學(xué)改革的不斷深入,高等院校普遍調(diào)整了課程設(shè)置,專業(yè)課課時(shí)不同程度減少。以沈陽(yáng)大學(xué)為例,生物科學(xué)專業(yè)遺傳學(xué)課程由原來(lái)的128課時(shí)減少到96課時(shí)。針對(duì)課時(shí)量減少與新內(nèi)容增加的矛盾,作者對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)選。以劉祖洞版《遺傳學(xué)》為基本教材,以王亞馥和戴灼華版《遺傳學(xué)》為輔助教材,《Instant Notes iNGenetics》和《Essentials of Genetics》作為雙語(yǔ)教學(xué)的藍(lán)本,10多部中英文教材、國(guó)家精品課程課件、相關(guān)專業(yè)文獻(xiàn)等作為教學(xué)參考,系統(tǒng)編寫(xiě)了教學(xué)大綱、教案和習(xí)題,制作了多媒體課件,并逐年進(jìn)行了修改和完善。課程體系始終以遺傳和變異為核心,以遺傳物質(zhì)的本質(zhì)、傳遞、變異以及遺傳信息的表達(dá)與調(diào)控為主線,構(gòu)建群體水平、個(gè)體水平、細(xì)胞水平、分子水平的遺傳和變異規(guī)律知識(shí)模塊,強(qiáng)調(diào)模塊內(nèi)部知識(shí)點(diǎn)的緊密銜接和模塊之間知識(shí)的呼應(yīng)與關(guān)聯(lián)。通過(guò)課上歸納、總結(jié),課后復(fù)習(xí)、資料查詢、習(xí)題,使學(xué)生全面理解不同模塊之間的聯(lián)系,形成系統(tǒng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)完整的知識(shí)體系。此外,課程體系中突出了遺傳學(xué)新成果的引入。為合理地整合新舊教學(xué)內(nèi)容,重新調(diào)整了各個(gè)章節(jié)的課時(shí)分配,減少了DNA結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄、復(fù)制、翻譯等與生物化學(xué)重復(fù)的部分,減少了孟德?tīng)柖?、伴性遺傳定律等與高中生物重復(fù)的部分,減少了細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能等與細(xì)胞生物學(xué)重復(fù)的部分,采用提問(wèn)、歸納、總結(jié)、復(fù)習(xí)等方法保持知識(shí)的連貫性、系統(tǒng)性、完整性,并力爭(zhēng)在原有知識(shí)基礎(chǔ)上加以拓展和深入。適當(dāng)增加了結(jié)構(gòu)基因組學(xué)、功能基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)的基本內(nèi)容,并及時(shí)將新成果引入課堂,使教學(xué)內(nèi)容不斷更新,關(guān)注學(xué)科前沿研究動(dòng)態(tài),強(qiáng)調(diào)經(jīng)典遺傳學(xué)與現(xiàn)代遺傳學(xué)的優(yōu)選與整合。如在介紹染色體一般結(jié)構(gòu)時(shí),及時(shí)引入2009年諾貝爾獲獎(jiǎng)?wù)咴诙肆＝Y(jié)構(gòu)及端粒酶功能上的發(fā)現(xiàn),使學(xué)生了解染色體結(jié)構(gòu)和功能的最新研究動(dòng)態(tài)。通過(guò)GenBanK數(shù)據(jù)庫(kù)使用,引導(dǎo)學(xué)生初步了解核酸和蛋白質(zhì)序列的功能,有效拓展了知識(shí)視野。

2.教學(xué)方法改革

針對(duì)傳統(tǒng)的單一講授教學(xué)法的諸多弊端,作者針對(duì)不同教學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行了教學(xué)方法的改革嘗試。①創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,鼓勵(lì)學(xué)生大膽思考。問(wèn)題情境是指教師有目的、有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)的各種情境,促使學(xué)生去質(zhì)疑問(wèn)難、探索求解的方法[5]?！霸O(shè)疑導(dǎo)入”就是創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的方法。教學(xué)中,為貫穿相關(guān)知識(shí)點(diǎn),激發(fā)學(xué)生對(duì)母子遺傳問(wèn)題的綜合思考,設(shè)計(jì)了“一個(gè)男孩長(zhǎng)得像母親的可能原因有哪些?”的問(wèn)題情境,引導(dǎo)學(xué)生將顯性遺傳、伴性遺傳、母性影響、細(xì)胞質(zhì)遺傳等知識(shí)點(diǎn)貫穿起來(lái),激發(fā)學(xué)生積極思考的意識(shí)和好奇心。②營(yíng)造研究性學(xué)習(xí)氛圍,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。研究性學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生探索與創(chuàng)新精神的重要途徑?！皢?wèn)題探究法”是開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的方法之一。教學(xué)設(shè)計(jì)中,選擇某些知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí),有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生探究問(wèn)題的積極性。如針對(duì)親子鑒定、罪犯身份識(shí)別中應(yīng)用的DNA指紋分析技術(shù)等問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)分析、討論,搭建交流平臺(tái),培養(yǎng)學(xué)生探究能力。③發(fā)揮學(xué)生的主體作用,提高學(xué)生自學(xué)能力。自學(xué)是知識(shí)延伸和擴(kuò)展的重要渠道,自學(xué)能力是適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的重要能力。采用“學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法”,教師設(shè)置思考題,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)查閱相關(guān)信息,再通過(guò)增設(shè)講座、分小組討論、選擇性地撰寫(xiě)論文等方式,對(duì)自學(xué)內(nèi)容進(jìn)行反饋,既有效地拓展了學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域,又大大提高了學(xué)生自學(xué)能力。如學(xué)習(xí)“表觀遺傳學(xué)”概念時(shí),可通過(guò)教師引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)來(lái)完成。④寓人文教育于教學(xué)設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的世界觀。人文教育是提升人性境界、塑造理想人格、實(shí)現(xiàn)個(gè)人與社會(huì)價(jià)值的教育,是目前高校所有課程中強(qiáng)調(diào)的教育內(nèi)容。遺傳學(xué)是進(jìn)行人文教育極好教材?！耙允窞殍b法”會(huì)讓學(xué)生系統(tǒng)了解遺傳學(xué)發(fā)展的重要脈絡(luò),深刻領(lǐng)悟遺傳學(xué)對(duì)人類的重要貢獻(xiàn)。從孟德?tīng)栧浂簧岬剡M(jìn)行了8年的豌豆雜交實(shí)驗(yàn),到桑格進(jìn)行胰島素分子結(jié)構(gòu)、DNA測(cè)序方法研究而兩度獲諾貝爾獎(jiǎng),每一項(xiàng)研究成果都是培養(yǎng)學(xué)生人文素養(yǎng)、實(shí)施德育教育的良好素材。

3.現(xiàn)代教育手段的合理運(yùn)用

遺傳學(xué)課程具有內(nèi)容廣泛、機(jī)理復(fù)雜、圖表眾多等特點(diǎn),恰當(dāng)?shù)厥褂枚嗝襟w技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等現(xiàn)代教育手段十分必要。

(1)充分發(fā)揮現(xiàn)代教育手段的作用。多媒體應(yīng)用于教學(xué)過(guò)程可大大增加信息量,提高教學(xué)效率。本課程理論講授64課時(shí),需要完成14章的主要教學(xué)內(nèi)容。只有利用多媒體課件進(jìn)行輔助教學(xué),才能使教學(xué)內(nèi)容得以完成。教學(xué)過(guò)程中,盡可能地將圖表在課件上展示出來(lái),有效彌補(bǔ)版畫(huà)、圖表占用較多課堂時(shí)間缺陷。如在探討利用雜種細(xì)胞進(jìn)行基因定位問(wèn)題時(shí),通過(guò)多媒體演示,比傳統(tǒng)版畫(huà)加講解節(jié)省時(shí)間約50%,大大節(jié)省了課上時(shí)間。多媒體教學(xué)手段具有動(dòng)態(tài)性、直觀性、生動(dòng)性的特點(diǎn),應(yīng)充分利用其優(yōu)勢(shì),提高教學(xué)效果。遺傳學(xué)教學(xué)中,遺傳規(guī)律分析、分子機(jī)理解析的內(nèi)容較多,既抽象,又極具邏輯性,采用動(dòng)態(tài)的分解畫(huà)面加以解釋,可有效幫助學(xué)生抽象思維,理解和掌握其中的規(guī)律性。采用“插播法”,插入演示圖像、錄像資料,有助于師生交流和人機(jī)互動(dòng)。

(2)盡量避免不恰當(dāng)使用帶來(lái)的弊端。多媒體不恰當(dāng)使用存在的問(wèn)題之一是課件文字內(nèi)容缺乏推敲和精煉,文字量大。應(yīng)高度概括關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn),力求少而精,且不可將講義或教材的大段文字羅列于課件上,這樣學(xué)生難以抓住重點(diǎn),容易產(chǎn)生疲勞感和厭倦情緒,影響學(xué)習(xí)效果。在演示課件時(shí),合理運(yùn)用不同的動(dòng)畫(huà)方案以及切入、特寫(xiě)、定格、遞次顯示等技術(shù)調(diào)節(jié)授課節(jié)奏十分必要,既有利于教師拓展知識(shí)深度和廣度,詳解重點(diǎn)和難點(diǎn),也有助于學(xué)生漸進(jìn)式學(xué)習(xí)和思考,為學(xué)生留有足夠的自主思維空間。

(3)遵循和堅(jiān)持“輔助”性原則。避免用課件文字代替板書(shū),可用邏輯要點(diǎn)式板書(shū)、對(duì)比式板書(shū)等形式呈現(xiàn)主要教學(xué)內(nèi)容。在介紹難點(diǎn)問(wèn)題時(shí),可輔助臨時(shí)板書(shū),幫助學(xué)生理解細(xì)節(jié)問(wèn)題。但類似遺傳力的推導(dǎo)等邏輯性強(qiáng)的內(nèi)容仍以板書(shū)逐步推導(dǎo)為好。

4.實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革與實(shí)踐

實(shí)踐教學(xué)是提高學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐,筆者認(rèn)為需要從實(shí)驗(yàn)課設(shè)置和強(qiáng)化學(xué)生操作環(huán)節(jié)入手,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的目的。首先確保實(shí)驗(yàn)課開(kāi)出率。本課程實(shí)驗(yàn)課為32課時(shí),大綱設(shè)置8～10個(gè)基本的驗(yàn)證型和綜合型實(shí)驗(yàn)課程。實(shí)驗(yàn)課安排在相關(guān)理論課的前后,以便加深對(duì)理論知識(shí)預(yù)習(xí)和理解。本課程對(duì)傳統(tǒng)的教師準(zhǔn)備—講解—示范,學(xué)生模仿操作的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式進(jìn)行了改革。將全班同學(xué)分成不同小組,每個(gè)小組布置不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,課前由教師指導(dǎo)學(xué)生小組準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)和預(yù)實(shí)驗(yàn),如實(shí)驗(yàn)材料洋蔥根尖、蠶豆根尖的培養(yǎng),果蠅飼養(yǎng)擴(kuò)繁,染料等試劑的配置等準(zhǔn)備過(guò)程,唾液腺染色體觀察等預(yù)實(shí)驗(yàn),均可由學(xué)生小組提前完成。該小組學(xué)生還可在實(shí)驗(yàn)課中起到輔助教師的作用,增加了學(xué)生的鍛煉機(jī)會(huì)。簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)可在教師指導(dǎo)下由學(xué)生講授,教師進(jìn)行歸納總結(jié),這樣學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)資料,熟悉講授內(nèi)容,鍛煉表達(dá)能力和心理素質(zhì),增強(qiáng)責(zé)任意識(shí),提高師范生的職業(yè)技能。自主設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性有效方法。改革中進(jìn)行了大膽嘗試,如在果蠅雜交驗(yàn)證分離定律、自由組合定律、基因的連鎖交換定律、性連鎖遺傳定律的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生可以在不少于10個(gè)果蠅突變型中獨(dú)立設(shè)計(jì)雜交組合,并進(jìn)行連續(xù)幾周的培養(yǎng)、跟蹤觀察和統(tǒng)計(jì);在動(dòng)物、植物DNA粗提取實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生也可以自主選擇不同材料設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)。通過(guò)自主設(shè)計(jì)、操作各環(huán)節(jié),既增加了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和積極性,又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。為克服實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)不足的弊端,有效利用課外時(shí)間,采用n+x實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?即設(shè)置n個(gè)基本的驗(yàn)證型或綜合型大綱內(nèi)實(shí)驗(yàn),同時(shí)增加多個(gè)可供學(xué)生自主選擇甚至設(shè)計(jì)的大綱外x實(shí)驗(yàn)的方案。像果蠅雜交和植物雜交實(shí)驗(yàn)等課外跟蹤實(shí)驗(yàn),PCR自選實(shí)驗(yàn)均為模式中的x實(shí)驗(yàn)。此外,對(duì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、操作技能、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行綜合考核,細(xì)化實(shí)驗(yàn)考核環(huán)節(jié),加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的管理,有效提高了教學(xué)效果。

三、結(jié) 語(yǔ)

作者在多年的遺傳學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐中感到,提高教學(xué)質(zhì)量需要不斷更新教育理念,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行改革和實(shí)踐。構(gòu)建科學(xué)合理的課程體系需要以現(xiàn)代教育理念為指導(dǎo),以培養(yǎng)適合社會(huì)需求的專業(yè)人才為目標(biāo),教學(xué)大綱和課程內(nèi)容設(shè)置應(yīng)充分反映本學(xué)科最新發(fā)展趨勢(shì),同時(shí),體現(xiàn)學(xué)科的系統(tǒng)性和完整性,處理好經(jīng)典與現(xiàn)代的關(guān)系。教學(xué)方法是師生教與學(xué)雙向活動(dòng)的方式和手段,教師應(yīng)通過(guò)在教學(xué)中采用靈活多樣的組織、設(shè)計(jì)、表達(dá)方式、手段、技藝與策略,增強(qiáng)課堂的感染力,吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和能動(dòng)性,提高學(xué)習(xí)效率。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)作為一種現(xiàn)代化教學(xué)手段,使傳統(tǒng)的教育觀念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和方法、教學(xué)形式發(fā)生了深刻變革。應(yīng)根據(jù)學(xué)科或課程的特點(diǎn),逐步探索與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)對(duì)象、培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的現(xiàn)代教育手段,充分發(fā)揮現(xiàn)代教育媒體的優(yōu)勢(shì),使教學(xué)質(zhì)量得到有效提升。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、科學(xué)精神、動(dòng)手實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),要改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式,注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程對(duì)學(xué)生各種能力的培養(yǎng),為學(xué)生建立挖掘潛力、展示能力的平臺(tái),以適應(yīng)未來(lái)社會(huì)的需求。

[1]王云,童貫和,王順昌,等.遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容立體化建議[J].生物學(xué)雜志,2010(2):110-111.

[2]張羽.生物教育專業(yè)《遺傳學(xué)》教學(xué)改革的探索[J].遺傳, 2008(2):246-250.

[3]石春海,馬秋蘭,吳建國(guó).建設(shè)遺傳學(xué)課件體系,提高多媒體教學(xué)質(zhì)量[J].遺傳,2006(8):984-988.

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Exploring on the Teaching Reform of Genetics in Biological Science

GUO Xiao-huaa,WANG Jian-fengb
(a.College of Biology and Environmental Engineering,b.Liaoning Key Laboratory of City Harmful Biology Administor and Ecology Security,Shenyang 110044,China)

Some problems existing in the teaching process are pointed out.With teaching practice,the reforming measures concerning the systemic integration of the course content,the reasonable using of teaching methods and multi2media teaching mean and the reinforcement of the experimental teaching are analyzed.

genetics;teaching reforming;teaching of undergraduate

Q 320;G 420

A

1008-3863(2011)05-0046-03

2011-03-14

遼寧省精品課建設(shè)項(xiàng)目資助(2004046)。

郭曉華(1961-),女,遼寧臺(tái)安人,沈陽(yáng)大學(xué)教授。

【責(zé)任編輯 祝 穎】