農科類本科生遺傳學教學改革的探討

曲延英，陳全家，高文偉，薩娜瓦爾，耿洪偉，于月華

摘要：為了適應高等教育發展趨勢，擯棄滿堂灌的授課模式，培育具有終身學習能力的農科類本科人才，必須改革傳統的教學方法，尋找適合新教育體制下的教學模式。本文就培養學生自主學習能力和創新能力為目的的遺傳學課程的嘗試性變革進行了介紹，首先在教學時數分配上，將現行的講授、實驗教學法改變為講授、小組課下討論、小組課堂討論等，增加學生自主學習的時間；其次打破“以教材為中心、以課堂為中心、以教師為中心”的教學模式，建立以學生為主體，以培養學生自主學習能力為導向的教學理念；再次改變期末考試決定學生的課程成績的單一考核方法，重新制定以考核學生綜合素質為根本，突出過程考核、綜合能力考核、自主學習能力考核等，建立與人才培養模式和課程體系改革相匹配的現代化考試體系。

關鍵詞：遺傳學；教學改革；自主學習；過程考核

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）13-0041-03

21世紀被譽為“生命科學的世紀”，生命科學在社會經濟與技術發展中發揮著重大的作用。如何培養適合21世紀生命學科發展需要的高素質人才，是教育工作者的重任。遺傳學（genetics）從創立至今，不過百年歷史，但是其發展非常迅速，它已成為生物科學領域中一門十分重要的基礎學科。是高校生命科學系列的重要主干課程，在整個生命科學的教學中起著舉足輕重的作用。隨著社會經濟的迅速發展，生命科學研究內容得到極大充實，作為核心學科的遺傳學無論在基礎理論知識和研究技術等方面更是日新月異。新世紀的遺傳學教育面臨巨大挑戰，具體表現為遺傳學研究內容的不斷豐富，研究領域的不斷拓寬，需要講授的教學內容不斷增多，同時根據目前本科生培養的要求，課堂授課時數不斷壓縮，這就要求遺傳學課程在有限的學時內，完成整個體系的學習，并能使學生盡可能多地掌握現代遺傳學研究的前沿及研究方法。根據這一要求，遺傳學教學必須采取更具體、更有效的措施，以適應新形勢的發展。目前，遺傳學教學改革主要集中在以下幾個方面：一是通過知識體系的重組，逐步實現課程綜合化。新型的綜合課程不僅包含傳統的遺傳學科學課程，更大程度接納了基因組學、分子遺傳學課程、分子生物學課程以及細胞遺傳學課程。二是在傳統的遺傳學課程體系的基礎上，不斷更新實驗課教學內容，使新的研究方法和手段不斷補充到原有的實驗課程中；三是引入現代教育技術，教學手段現代化步伐加快。本文在新疆農業大學教研項目《以培養學生自主學習能力和創新能力為目標的本科人才培養模式探討》的支持下，對現行教育體制下的遺傳學教學方法進行了探討，以求尋找出適合我國新形勢下對高素質人才的要求、具有特色的遺傳學課程的教學模式，為打破舊的以傳授知識為主的教育思想觀念的束縛，建立以能力培養和素質教育為主的農業高級專門人才培養模式做出嘗試。

一、樹立以學生為本，培養學生自主學習能力為導向的教學理念

1.開發學生的非智力因素，提高學習效率。所謂開發學生的非智力因素，就是指通過調動學生的學習興趣，提高學習效率。珍妮特指出，大腦的情感邊緣系統部分是通向持久記憶的大門。所以，教師通過鼓勵熱情，就可以使學生把剛學到的東西融入到深度記憶中去。調動學生的學習積極性和學習熱情，在教學過程中就必須始終堅持以學生為本，以培養學生的綜合素質為導向的教學理念，改變過去的填鴨式的教學方式，讓學生參與到教學活動中來，成為學習的主體。例如在講授經典遺傳學部分時，由學生組成學習小組，制作課程ppt，在課堂上充當教師的角色，進行內容的講解，并回答其他學生的提問。在這個過程中，學生不僅學會了課下討論學習和ppt的制作，同時通過課堂講授也鍛煉了他們講解知識的能力。學生的參與，使授課過程有了活力，激發了學生的學習興趣。通過多個班級的實施，這一方法得到了大多數學生的肯定。

2.應用啟發式教學模式，促進思維能力的提高。遺傳學被認為是生物學中覆蓋面最廣，學生最感興趣，同時由于其特有的邏輯思維體系，也被認為是最難學的一門課程。在教學過程中，教師對于重要的理論和定律，除了做出全面的描述和證明之外，鼓勵學生多方查閱資料，剖析著名學者創建理論的思想和方法，從而啟發學生勇于探索的意識，積極創新的思維。例如：我們在課堂上提出“為什么孟德爾要采用測交證實分離規律和獨立分配規律？”“為什么DNA是遺傳物質？你能用學過的知識做淺顯的推論嗎？”等遺傳學問題，引起了學生濃厚的興趣，學生積極參與討論，從各個角度認識問題，提出了很多自己獨到的見解。在課程講授過程中還始終注意相關學科的有機結合，改變學生在學習時割裂看問題的方式。例如：講授DNA復制一節的內容時，講到所有生物的DNA復制均是從5'到3'，無一例外。然后提問“為什么”，并提示：主要從已學過的物理知識和化學知識來探討這一問題。使學生能夠將已學過的知識有機地結合起來，并能以此學會對知識的活學活用以及理解所學課程之間的相互聯系，給學生廣闊的思維空間，展示學生的個性發展，積極思維，敢于創新的思想。利用學科發展的典型案例，吸引學生對學科熱點發展的興趣，啟發學生對學科研究重點問題的科研創新的思維，引導學生對學術發展進程中的不足與缺陷的討論與質疑。從各個不同角度分析學科前沿問題。例如：教師提出的“垃圾DNA的生物學功能”問題引起學生的討論和注意，并對有關這個領域的學術觀點提出質疑和批判，提出了雖然目前還不是很清楚“垃圾DNA”的功能，但是它的生物學地位是不可替代的，并且可以通過生物信息方法和實驗來檢測。

3.開展課下小組討論學習，培養學生自主學習的能力。嘗試采用課下小組學習結合“課堂討論”的互動式教學。將部分教學內容和學科發展的前沿列成多項小標題，由學生選擇，在老師的指導下，查文獻，分小組討論學習，并制作PPT在課堂上作中心發言，其余的同學提出各種相關的問題展開課堂討論。最后由主講老師總結。這項教學方法的改革，使學生變被動學習為主動學習，培養了他們自主學習課外的相關知識的能力；小組討論學習，使他們每個人都參與到學習中；課堂講解鍛煉了學生歸納總結知識點的能力和口頭表達能力，培養了學生獨立思考的能力、語言表達能力。如在學習數量性狀遺傳這一章后，讓學生課下完成“你認為目前QTL定位研究的瓶頸是什么”這一題目的自主學習。通過查閱資料和小組討論后，學生們提出了自己查閱到的觀點，如：分子標記數量、做圖群體大小、親本的選擇等。也有同學提出了自己的認識，如：性狀考察的難易程度、性狀與環境的關系等。教師點評時對學生能夠提出自己的觀點給予鼓勵。

二、充分利用現代化教學手段，提升遺傳學教學效率

心理學研究表明，人單一地從視覺或聽覺獲取的知識分別為25%和15%，但是如果聽覺和視覺相結合，記憶效果將會提高到65%。單一的教學模式難以滿足學生學習興趣的需要，使學習效率降低。利用現代化的教學手段，可以向學生提供新穎、生動、直觀的感官刺激，引起學生的學習興趣，調動學生的學習積極性，這一點在遺傳學教學中尤為突出。遺傳學中的許多內容抽象、微觀，學生深深感到看不見摸不著，學習起來非常枯燥，難以理解，久而久之，失去了學習興趣。利用多媒體教學、視頻教學、網絡教學，可以使抽象的問題具體化，微觀的內容形象化，讓學生能夠通過感官理解所講授內容，比如減數分裂中染色體的行為、基因交換的機理等內容，通過視頻教學收到了良好的理解效果。采用多種方法相結合的教學手段可以使教學內容形象、具體，加深學生對所學內容的理解。然而教學手段的應用不能只流于形式，必須是具有合理的內容結構、給學生以思考的空間、形式豐富多彩的教學手段。通過兩年的研究和不斷改進，我們總結出了有關遺傳學教學方法的一些經驗，包括多媒體制作、利用網絡資源學習和課堂討論教學等方式。其中遺傳學多媒體課件制作應生動活潑，深入淺出地展示現代遺傳學的魅力，同時添加部分與遺傳學內容有關的我校教師的科研成果，這將會大大提高學生的注意力。在多媒體課件制作上，我們還注重以下幾個方面：（1）標題醒目，內容清晰，概念準確，使學生條理清晰地理解所學內容。（2）充分運用字體、顏色、著重、斜體等手段，體現所要表達內容的內在邏輯關系及其重要性。重點突出，以利于學生對所學內容的把握。（3）盡量使用與講述內容密切相關的彩圖，并附加我校教師相關的科研圖片，增加學生的理解和學習興趣。在講授到目前的研究熱點時，則給學生布置相關題目，由學生利用網絡資源查找資料，并通過課下討論的方式進行學習。教師通過讓學生撰寫課程論文和課堂制作PPT匯報學習內容，來考核學生的學習情況。通過多種教學手段的應用，教學時數大大縮短，學生對抽象內容的理解大大提高，增加了學生對遺傳學學習的興趣。

三、科研融入教學，促進學生對本門課程的掌握

1.建立教學與學科發展的緊密聯系，教學中融入科學研究的內容。遺傳學教學內容緊緊跟隨學科發展前沿，在教學中加入本教學團隊開展的與遺傳學相關的科研內容，讓學生在學習過程中就感受到科研的氛圍，學會理論在實踐中的應用，同時也使教學內容隨著科研的進展不斷豐富和深入。這樣的教學內容結構拓寬了學生的眼界，引起了學生探索的興趣，啟發了學生的思維，鼓勵了學生敢于探索的勇氣。使學生具備了扎實的理論基礎，同時又對學科前沿有了深刻了解。如在講基因工程一章時以我們承擔的棉花轉基因項目為主線，從立題思路開始講起，介紹為什么要實施轉基因？轉基因可行嗎？怎樣實現高效轉基因技術？使學生對學習內容產生了極大興趣。鼓勵本科生積極參加學院組織的學術講座，并踴躍提問，與專家學者主動交流。徹底改變遺傳學理論課程教學中自我封閉、照本宣科的狀況。

2.增加綜合型、設計型實驗內容，提高學生動手能力。遺傳學發展關鍵是研究方法和研究手段的不斷發展和更新，過去在配套的實驗課教學中，以驗證型和演示型實驗為主，內容陳舊，方法簡單，效果差，同學們沒有興趣，難以滿足學生對現代遺傳學研究方法的學習和掌握。為使學生在實驗課時中學到更多的現代遺傳學知識，充分結合本系所承擔的科研項目，盡力增加綜合型、設計型實驗內容，例如將基因工程編成幾個主要的實驗內容，從目的基因的分離到在大腸桿菌中的表達和檢測等一系列的實驗，這些實驗具有很好的連續性、先進性和實用性，使學生初步掌握前沿的分子遺傳學的研究手段，同時還能和課堂所學的內容緊密結合。在實驗課教學中，通過制作實驗課課程視頻，拓展課堂，把實驗準備的前期工作等等做成錄像，在上課時播出，讓學生了解課堂外的實驗內容，實驗課程結束后則讓學生寫出實驗報告，實驗報告中要求學生對取得的成果加以評述，讓學生從“眼睛看”、“動手做”和“腦子想”三者結合中，加深對生命科學實驗研究的直觀認識，實驗課促進了學生對理論課教學的理解，大大節約了課時數。

3.建立遺傳學教學延伸到課外的教學方式。利用現代發達的網絡，將部分課程內容設置為課后討論題目，由學生在網絡上收集相應的文獻資料，課余時間分小組討論學習，并歸納總結所學的內容，寫成課程論文或者制作成PPT，同時向學生介紹目前我校遺傳學研究的工作，鼓勵學生課余時間參與教師的科研工作。利用現有的研究條件，為學生提供研究場地。這種訓練形式可以啟發學生積極創新的精神，培養學生的科研素質，對于學生個性化的培養，具有積極的意義。

四、制定新的考核辦法，通過學習過程考核學生

1.改變傳統的筆試方法，建立平時成績和期末考試成績并重的理論課考核方法。長期以來，遺傳課考試期末筆試成績占到70%以上，導致學生平時不學、期末突擊、考完忘完的現象，遺傳學學習流于形式，很難為后續專業課的學習奠定基礎。為了督促學生，同時也為了引導學生建立肯于鉆研、積極進取、學以致用的學習態度，我們嘗試了對考核方式變革，把學生的學習注意力引向平時，淡化期末考試。例如前述的課后學習小組的學習成績作為平時成績，占總評成績的20%，旨在培養學生自己獨立思考問題，闡述觀點功的能力，在實施過程中取得了良好的效果。另外，課堂提問和作業成績作為平時成績的另一部分，占總評成績的20%，旨在檢查學生的聽課能力及對課程內容的理解能力。期末考試成績只占總評成績的40%，讓學生在學習過程中獲得分數。

2.建立課程小組學習的考核辦法，促進學生自學。設置5～6人1組的課后學習小組，由小組成員推舉組長，由組長組織課后學習，學習內容包括老師指定的學習內容和課后布置的作業題目，教師制定的學習內容，以課程論文或制作PPT的形式匯報，由課程學習小組組長指定的學生，在課程討論課上發言，匯報學習結果，其他學習小組的學生提問并根據學習情況和回答問題情況打分，同時教師也參與打分（分為A+，A，A-，B+，B，B-，C+，C幾級）；給出的平均分數是該小組的最高分，小組組長再根據這一分數給出小組其他成員的分數。該門課程共設置4次討論課，由于是所有學生參與，大家的積極性都很高。這不僅促使學生課后自主學習，同時也鍛煉了學生將所學知識總結歸納并表述出來的能力。

3.建立實驗課考核辦法，檢查學生的動手能力。把實驗課成績納入到總評成績中，加強學生對實驗課的重視程度，鼓勵學生積極參與實驗過程。以筆試、隨堂考察動手能力及實驗報告三個方面給出實驗課成績，實驗課成績占總評成績的20%。實驗課成績在總評成績中的比重提高，促使學生對實驗課加以重視，對實驗課的重視反過來又促進了理論課的學習，實現了雙贏。通過總評成績=實驗課成績20%+課程小組學習成績20%+平時聽課及作業成績20%+期末考試成績40%這一模式的操作，使學生更注重平時學習，改變了學生為應付期末考試而學習的弊端。

大量的教育實踐告訴我們，教育核心的兩個方面是教師的教和學生的學。教學改革必須充分地推進到教師的教和學生的學等行為過程中，使其在教學實踐過程中接受檢驗并不斷完善，為提高教學質量、培養大批能更好適應社會需要、具有較強獨立創新能力的農業人才創造良好的環境。同時確定深化教學改革的具體思路：理論成果融入教學實踐，課程內容充分體現綜合與交叉，教學方法和手段力求符合教學規律，教學改革緊扣教學質量這一永恒主題。我們本著以“夯實基礎、注重能力、知識全面、突出創新”、“培養終身學習型的學生”為目的，努力為國家和社會培養基礎扎實、創造性、復合型人才。

參考文獻：

[1]劉進平，鄭成木，莊南生.遺傳學的興趣教學法[J].海南大學學報自然科學版，2004，22（2）：191-194.

[2]湯澤生，彭正松.遺傳學在生物科學專業教學中的地位與作用[J].西華師范大學學報（自然科學版），2003，24（3）：356-359.

[3]珍妮特·沃斯.學習的革命[M].上海三聯書店，1998.

[4]李婉濤，王文靜.遺傳學教學中學生創新能力的培養[J].高等農業教育，2003，06（6）：61-62.

[5]石春海，肖建富，吳建國.構建優質教學體系，促進《遺傳學》精品教育[J].遺傳，2012，08（30）：1-5.

[6]李亞娟.終身學習背景下高校課程設計的理論探討[J].高教論壇，2013，02（2）：81-84.

[7]Bethany Vice Bowling，Erin E.Acra，Lihshing Wang，et al. Genetics Education[J].Genetics，2008，01（178）：15-22.

基金項目：校級教研項目：以培養學生自主學習能力和創新能力的本科人才培養模式探討（2012）；新疆維吾爾自治區級精品課程建設遺傳學（2011）。

作者簡介：曲延英（1962-），女，山東人，教授，博士生導師，主要從事遺傳學教學與科研。