提高高校遺傳學課程教學效果的方法探討

張昆

摘要：遺傳學是生命科學專業本科階段的一門重要課程。目前遺傳學課程的教學理念日益完善，但仍有一些方法有待提高。根據遺傳學課堂教學中出現的問題，我們從遺傳學的教學內容、教學理念和教學方法等方面的改革提出見解。此外，理論聯系實際，經典研究案例融入遺傳學教學等理念的應用可以激發學生的學習興趣，開拓學生的思路，提高學生的學習效果，從而達到良好的教學效果。

關鍵詞：遺傳學；教學改革；遺傳學教學；經典遺傳學

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）51-0188-03

遺傳學作為生命科學的重要組成部分，是生命科學各專業的核心課程，在本科教學大綱中占有重要的地位。隨著時代的發展，遺傳學的研究范圍不斷擴大，一些新的理論、方法和技術不斷涌現，進一步加深了人類對遺傳物質傳遞方式和實現途徑的理解；同時在工業、農業、醫學、環境等領域的應用也取得了顯著的進展。隨著遺傳學學科的迅速發展，遺傳學的教學內容越來越豐富，導致教學難度增加，而教學計劃學時數卻未能得到相應的提高。同時生命科學各個學科的相互滲透導致教學內容出現一定的重復，授課教師在教學內容的選擇和教學時間的安排上存在著突出的矛盾。因此，授課教師不僅應對教學內容進行合理的取舍，形成一個結構完整的課程綱要和知識體系，而且還應該采用合理的教學手段和方法進一步提高教學效果和質量。

一、遺傳學課堂教學中存在的主要問題

遺傳學的教學目的應著重于科學素質的培養，即通過知識的傳授，實驗技能的訓練，建立科學的遺傳學觀念。為了達到這一目的，在遺傳學教學過程中，應該結合學校的特色，聯系學生實際情況以及當今遺傳學發展和研究的重點確定教學內容。對于遺傳學教學而言，目前國內存在著不同院校出版的幾十種教材，但是每種教材的編寫者側重點不同，同時教材內容及語言風格也各有特點，如何選擇適合自己學校及專業特色的教材往往有一定的難度。同時授課教師可能面臨較重的科研任務，在授課過程中教學理念更傾向于傳統的“填鴨式”教學，新的教育教學理念并沒有實施，因此，在教學過程中，學生學習的主動性和積極性不足，導致學生對所學內容沒有透徹理解，學習效果大打折扣。

二、遺傳學課堂教學方法改革的途徑

（一）選取合適的教材和教學內容

教材是教學的基礎，對于不同的遺傳學教材，其內容側重點有所不同，此外不同院校使用的教材也有較大區別。合適的教材是保證遺傳學教學正常有序進行的前提，對于我校而言，師范專業是特色專業，我校遺傳學教研室組織人員編寫《普通遺傳學》教材，該教材在2009年和2015年先后推出第一版和第二版，主要適合高等師范院校尤其是地方師范院校，并且榮獲普通高等教育“十二五”規劃教材和遺傳學國家精品課程配套教材，已被全國近百所高校選為生物專業本科生的固定教材。該教材內容除了遺傳學三大規律、細胞遺傳學、微生物遺傳學、基因突變、群體遺傳與數量遺傳學等典型的遺傳學內容外，還包括基因組學、基因表達調控、表觀遺傳學等現代遺傳學的部分內容。該書概念清晰，語言簡潔，內容全面，適合本科生閱讀。此外，雖然上課有指定的教材，但實際上其并不是唯一的參考，我們還會借鑒其他教師編寫的遺傳學書籍，如王亞馥和戴灼華版《遺傳學》、劉祖洞版《遺傳學》、朱軍版《遺傳學》、趙壽元和喬守怡版《現代遺傳學》等。同時推薦學生閱讀一些外文遺傳學原本教材如《LEWINS GENES XI》、《Molecular Biology of the Cell》和《Genetics ：from Genes to Genomes》等，這些國內外教材可以作為很好的閱讀材料和教學素材。

為了讓學生系統地學習遺傳學的基本概念，建立完善的知識體系，避免出現遺傳學與其他學科的內容重復。在教學過程中，任課教師不僅要重視傳統的遺傳學內容，而且還需要將遺傳學和其他學科的內容進行統籌規劃、有機結合。在講授基礎理論的同時，注重介紹學科前沿的知識，使學生不僅具備扎實的理論基礎，而且又對學科前沿有深刻了解，使學生在分子水平、細胞水平、個體水平以及群體水平等不同層次上對該課程有一個較為完整和深入的認識。在教學內容上，教師還應該結合院校的專業特色和生源特點進行相應的差異化教學，針對不同的學習階段，對學生提出不同的要求，并且根據教學實際情況對教學知識、教學進度進行合理調整，以滿足不同學生的需求，實現適合該校學生的課程教學目標[1]。

（二）提升教學理念，改進教學模式

傳統的教學過程中，不管是教師講授還是與學生對話，都是“以教師為中心”的一對多的形式。隨著教育技術和理念的進步，教學過程應從“教師為中心的教學”轉變到“以學生為主體的教學”。近年來，“翻轉課堂”的模式正逐步被大多數教師所接受。“翻轉課堂”起源于美國科羅拉多州落基山的“林地公園”高中。2007年春，該校化學教師喬納森·伯爾曼（Jon Bergmann）和亞倫·薩姆斯（Aaron Sams）開始使用錄屏軟件錄制PowerPoint演示文稿的播放和講課聲音，并將視頻上傳到網絡，以此幫助缺席的學生補課。后來，這兩位老師讓學生在家觀看教學視頻，在課堂上完成作業，并對學習中遇到困難的學生給予講解。這種教學模式受到了學生的廣泛好評[2]。翻轉課堂的基本教學流程是“學生提前看材料—做練習—教師指導—總結提升”，這個流程和傳統課堂的“預習—課堂講解—練習”在學習設計和教學組織上有較大的不同。在翻轉課堂中，學生成為了學習過程的中心。他們需要在實際的參與過程中通過完成真實的任務來建構知識。對于遺傳學的教學過程而言，授課教師可以運用該教學策略進行有益的嘗試，選取一些難度適中的內容如三點測交錄制視頻，提前發給學生供其自學，在課堂上教師主要扮演答疑者的身份，這樣可以檢查學生的知識掌握情況，并給予及時的反饋，使學生清楚自己的學習情況。及時的評測還便于教師對課堂活動的設計做出及時調整，激發學生的學習興趣，形成自主、探索的學習模式，更好地促進學生的學習[3]。

（三）啟發學生興趣，理論聯系實際

興趣是最好的老師，只有將興趣化的教學方法和多樣化的教學手段相結合，才能培養出學生的興趣以及獨立分析解決問題的能力和創新思維能力。根據生物學教學的特點，教師可采用理論聯系實際的教學方法來提高學生學習的主觀能動性，激發學生的學習興趣[4]。如在講解遺傳物質的分子基礎這部分內容時，主要教學目標是通過幾個實驗證據的介紹證明DNA是主要的遺傳物質。該章節可以通過中國古代的迷信思想“滴血認親”是否具有科學依據來引入，講授親子鑒定方法（如DNA指紋技術）應用的理論基礎，最后通過總結，否定古代迷信的親子關系鑒定方法。在講解遺傳學三大規律和伴性遺傳時，可以將人類的一些單基因和多基因疾病及其遺傳方式進行分析，如侏儒癥（常染色體顯性）、苯丙酮尿癥（常染色體隱性）、多發性神經纖維瘤（常染色體顯性）、亨廷頓舞蹈病（常染色體顯性）、紅綠色盲（X-連鎖）等；多基因疾病有高血壓病、冠心病、青少年型糖尿病、精神分裂癥、唇裂等，除這些遺傳疾病外，常見的一些性狀如膚色、雙眼皮、身高和肥胖等也有遺傳的因素在發揮作用。在講解伴性遺傳時，除可將日常生活中的血友病與之聯系起來進行分析，還可以結合英國女王維多利亞后代的例子進行分析，譜系分析發現維多利亞是血友病的攜帶者，可能是她體內的某個X染色體變異，也可能是她父親精子中的那條X染色體變異。維多利亞女王共有9個子女，其中兩個女兒帶有血友病基因，一個兒子為血友病患者，現在在位的伊麗莎白二世女王則沒有血友病的致病基因，因此她的后代就不會遺傳血友病。同時，人類的禿頂屬于從性遺傳，而目前英國王室的中年男性成員大多數表現出早禿的表型，通過家系分析發現伊麗莎白二世女王的丈夫菲利普親王的祖先具有禿頂的現象，但是禿頂僅在英國皇室男性群體里表現明顯，而在女性群體里，尤其是年輕女性群體里并不明顯。因為禿頂的表型不僅受基因影響，而且跟雄性激素水平也明顯相關。通過這些名人案例既可以講解抽象的遺傳學理論，而且有助于學生分析日常生活中的現象。除此之外，轉基因食品安全問題是公眾關注的焦點之一，甚至引發崔永元和方舟子之間的爭論大戰。教師在基因工程這部分內容的講解過程中可以闡述轉基因的原理、田間試驗的流程、目前中國可食用和可種植的轉基因產品等，使學生對類似的社會熱點問題具有客觀的認識。通過理論聯系實際和將社會熱點問題引入遺傳學課程教學的方法可增強該課程的趣味性及應用性，達到激勵學生學習的目的。

（四）將經典研究案例與課堂教學相結合

作為一門實驗性學科，遺傳學的每一個重要學說或理論都建立在一系列設計巧妙和推理嚴謹的科學實驗基礎之上，這些著名的研究案例在遺傳學的學科發展中起著舉足輕重的作用，亦是不可多得的教學素材。如果教師只注重遺傳學原理和知識的講解，而忽視對相關經典實驗的細致剖析，就會導致學生只掌握遺傳學的知識結論，而對原理誕生的過程一無所知，不利于學生科學研究能力的培養。將經典案例的研究背景、研究方法、設計思路以及對研究結果的討論等應用到遺傳學課程教學中，完整地展現給學生，既可滿足教學大綱對基本理論的要求，同時對學生的遺傳分析和邏輯思維能力以及科學素養也是一個很好的訓練，教學效果好于單純講解遺傳學基本理論。例如，番茄果重fw2.2基因的定位與克隆是植物數量性狀基因座研究中一個開創性的成果。將其作為一個綜合案例應用于遺傳學教學，可以生動直觀地給學生展示從遺傳學經典連鎖圖到分子標記遺傳圖的構建、數量性狀基因的定位、克隆及功能驗證等一系列精彩的科學發現過程，完整地體現了植物數量性狀基因的研究歷程，體現了國內外所倡導的以培養學生的遺傳分析能力為重的教學理念[5]。除此之外，細菌轉化實驗、豌豆和果蠅雜交實驗、噬菌體基因內作圖實驗等也十分適合進行經典案例的教學，通過剖析這些經典案列的設計思路和實驗結果的分析推理，可以引領學生學習科學的思考方法和培養主動獲取知識的能力。

三、遺傳學課堂教學方法改革的效果和結語

通過對生物科學、生物技術、生物工程專業的學生進行調查，結果顯示：教學方法的多樣化有效激起了學生學習遺傳學知識的興趣；多數學生對教學內容的安排和講解方式滿意，認為遺傳學知識和自身生活比較密切，提高了自身對生活中遺傳學知識的應用和了解，增強了分析問題、解決和獨立思考問題的能力。同時將遺傳學知識與不同科學之間有機結合，拓寬了學生的視野，學生的創新能力也得到培養。教師應針對教材內容與科學前沿動態進行整合，將生產實踐中的應用及社會關注熱點引入課程教學，并將實驗課程與理論課程合理搭配、提升教學效果。總之，遺傳學的課堂教學需要不斷開拓新思路，優化教學過程，培養學生對該課程的興趣，強化研究性實驗操作等；在實施過程中應充分發揮教師的主導作用，讓學生主動參與到教學活動中，使課堂教學發揮最佳功效，使教學質量不斷提高。

參考文獻：

[1]田秋元.遺傳學理論的教學內容與教學方法優化[J].安徽農業科學，2016，（11）：289-290.

[2]張躍國，張渝江.“翻轉”課堂—透視“翻轉課堂”[J].中小學信息技術教育，2012，（3）：8-10.

[3]李洪芹，劉海珊，吳健珍.翻轉課堂教學模式研究[J].課程教育研究：學法教法研究，2016，（2）：33-34.

[4]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.

[5]王海燕.番茄果重數量性狀基因的研究進展及在遺傳學教學中的應用[J].遺傳，2015，37（8）：837-844.

Abstract：Genetics is an important course for undergraduate students majoring in life sciences. Currently teaching philosophy of genetics course is increasingly completed，but some teaching methods could be further improved. Based on the problems occurred in classroom teaching，opinions about the reform were put forward from several aspects of teaching content，teaching philosophy and teaching methods；Furthermore，application of some ideas like linking theory with practice and combination of classical research case and genetics teaching can stimulate students' interest in learning，develop the vision of students，enhance the students' learning effect，consequently achieve better teaching result.

Key words：Genetics；teaching reform；genetics teaching；classical genetics