以能力培養為導向的“微生物遺傳與育種”教學改革研究

吳 菁

（武漢輕工大學 湖北·武漢 430023）

0 引言

說起當代大學生，很多老師第一反應就是現在的學生“難帶”，哪怕授課老師功力深厚，講課講得非常精彩，單憑精彩的講授也很難使學生集中精力或調動他們積極學習的主動性，仍然有很多學生在課堂上睡覺、玩手機或做任何與課堂無關的事情……這種現象也被稱之為“怠課”。追究其原因，這可能是因為他們設立的目標只是“我要考入XX大學”，所以邁入高校大門后就失去了人生方向，加上現在發達的智能手機和網絡、碎片化的時間等種種原因導致的。趙姣等認為當代大學生是因為學習背景的變化導致了學習狀態的變化，很多大學生學習迷失方向、缺乏動機、缺乏思考和創新、學習懈怠和心浮氣躁。[1]當然造成這種現象的原因，除了學習背景變化之外，還包括從受教育起就長期養成的習慣和觀念、偏低的大學淘汰率在內等非常復雜的深層次原因。痛則思變，到底該如何提高課堂的吸引力，如何讓學生回歸課堂，并養成自主學習、深度學習習慣，是現在迫切需要思考和解決的。

1 問題的提出

“微生物遺傳與育種”為武漢輕工大學生物技術和生物科學專業本科生的專業選修課，結合了微生物學與遺傳育種學相關內容，具有理論和實驗設計原理相結合的特點，在“微生物學”“遺傳學”“分子生物學”和“基因工程”之后開課，是連接以上先導課程并向實踐轉化的橋梁。課程的內容結合了微生物學與遺傳育種學相關內容，具有理論和實驗設計原理相結合的特點。但是因為條件的限制，在實際的教學過程中，面臨著理論知識機械記憶，實驗操作紙上談兵、老舊方法淘汰更新等等挑戰。如何在暫時沒有辦法開設配套實驗、實踐的情況下，達到培養學生的各項能力的目的，是一貫需要考慮的內容。另外，課程的開設一般在第六學期，學生逐步開始在動物學、植物學或微生物學等方向形成自己的專業偏好，選擇本課程的同學基本對微生物學、微生物分子生物學及相關實驗操作產生一定的興趣，并已決定之后是考研或就業，這樣的差異也決定了他們對課程興趣點的不同，需要針對學生的要求和興趣點進行課程設計。經過思考，課程的實施將重點落腳在能力培養目標上，重在更新學習方法，梳理課程脈絡、引導學生將先備知識與新學知識連接融合、構建屬于自己的學習網絡，讓課程跟進發展趨勢。

結合布魯姆的認知分類，將課程的整體目標定為三個層次，一是知識目標，要求學生通過課程的學習，能夠清晰說出微生物三大育種技術的內容、特點以及它們之間的相互關系，構建本課程與其他先導課程之間的初步連接；二是能力目標，通過各種課程設計，培養學生的知識建構能力、實踐能力、整理能力和創新能力；三是情感目標，通過整個教學環節，引導學生對所學知識進行提煉和升華，培養良好的學習習慣與學習興趣，同時培養學生的學術素養、職業素養、社會責任心以及家國情懷。

2 “微生物遺傳與育種”課程教學改革的實施

在整個教學改革的過程中，除了知識的講授和討論（全班討論或分組）環節外，結合設立的課程目標，還設立幾個相對復雜的任務以達到訓練能力的目的。

（1）角色扮演任務。航天育種是育種技術中比較特殊的一個分支，在育種歷史上留下了重要的一筆。在了解各種突變的機制以及特點之后，組織學生進行一場特殊的討論：將學生分為六組，分別站在國家、農民、公司、科學家、媒體、消費者角度，說明你愿不愿意或者是否應該大力發展航天育種。該任務的主旨是培養學生的批判性思維能力，希望學生不僅了解原理和機制，同時了解某項決策的制定、媒體和大眾的反應，會因為站在不同的角度或立場，有不同的看法。

（2）知識點轉化任務。微生物育種的落腳點在改良產品性狀，改良的根本在基因的改變，而一個突變的產生，繞不過各種DNA損傷的修復機制，但DNA損傷的修復是所有知識點中最抽象最難理解的。因為只有真正理解掌握之后才能將原理用自己的話轉述出來，所以設計了要求學生將該小節的知識點寫成故事的任務，任務要求是使用最擅長的文風將一種或多種DNA 修復機制寫成小說，要求看過該小說后能了解至少一種修復機制的特點或修復的過程。任務的設置看似有些“離經叛道”，但實際上它對知識的理解和應用提出了更高的要求。

（3）論文閱讀任務。生命科學離不開研究和實驗，支撐并表達這一切的就是各類論文。科學論文是對科學領域的現象進行研究并描述科學研究成果的文章，通過閱讀論文，我們可以追尋科學工作者探索的過程，學習實驗的設計、結果的分析方法，其中的判斷、推理和邏輯思維手段。所以設計了閱讀任務引導他們從論文中尋找有用的信息。

（4）分組學習繪制思維導圖任務。思維導圖是一種用圖將思維形象化的方法，可以將大腦中的思維過程進行外部呈現，幫助記憶、學習、思考等，利于人腦的擴散思維的展開。在大學教育中，我們可以適當運用“學科思維導圖”來強調“理解型記憶”和引導“結構化思考”。[2]在這里，設計了分組繪制思維導圖的任務，一是給學生一個逐步進階的機會，二是可以培養團隊合作能力。

（5）考核環節的改革。微生物遺傳與育種課程內容大致分為六個部分，課程內容比較繁雜，涉及面廣，單純的考試只能促進他們進行被動的記憶。所以在考核環節，最終采取的方式是讓學生自己出一套滿分為100 分帶有參考答案和評分標準的考卷。這樣的考核方式可以引導學生去思考一份相對來說合格的試卷到底有些什么要素、要考哪些考點、可以怎么考查以及為什么要這樣考查。這樣的考核方式等于把教學的一部分權利讓渡給學生，讓他們自行決定復習考核的內容，刺激學生重拾學習的主動權。

3 教學改革效果和思考

對于這樣進行教學改革的效果，其實非常難以評價和量化，因為最終的考核方式并不是一份試卷，評判的標準也比較主觀，并不能看出一眼看出考試成績是否有提高。所有的設計都是通過過程考核，希望學生能盡可能的投入到學習過程中來，體會每一個設計的初衷。

對于文獻閱讀和思維導圖，因為比較常規，在最終的反饋中，學生也沒有將此作為核心進行反饋，所以我們反思的重點放在角色扮演任務、將知識點寫成小說和考核環節。

（1）角色扮演任務是希望學生在了解太空育種的原理和機制的基礎上，同時了解某項決策的制定、媒體和大眾的反應，從來都不是統一的，每個人對同一件事的看法會因為站在不同的角度或立場，有不同的看法。這也是為了培養學生的批判性思維能力。

（2）將知識點寫成小說是一個嘗試，是從臺灣大學的葉丙成教授的教學實踐中得來的靈感。這項嘗試已經進行過幾輪，在歷次的作業中，每個班都有數量不等的同學不僅投入大量的時間精力寫出了精彩的故事，還在寫作中找到了快樂和滿足。他們說從來沒有想過可以這樣來學習，感謝這份作業給了他們充分表達自己的機會，以后說不定可以嘗試去寫一些科普小說。也有同學甚至在上完課后或畢業之后在網上看到其它類似將專業知識寫進文中的小說興奮地向我推薦，說一看到這篇就想起這次別出心裁的作業。

（3）在完成本門課程考核的過程中，大部分的學生在整理課程知識點的同時會進行更多的思考。比如學習的重心究竟是老師劃定的重點還是通過自己的學習和整理梳理出來的對自己來說重要的部分？出試卷的過程中，這些知識點該如何進行取舍？會不會出好一份試卷后，發現幾乎大部分的題目都集中在某一章或某幾章，是否需要調整？考核的重點，并不在于試卷是否完美或有多少難度，而是在這種形式的考核中，學生轉變角色，通過自己對課程脈絡的梳理，對他們心中需要考核的內容進行選擇、查漏補缺，從而達到從更高、更新的角度去思考問題的目的。從最后的試卷分析中看得出來，經過了這樣的整理，很多同學非常有感觸，經歷了相當的心理成長。

比如有同學很清晰地寫出了自己出這份試卷時的心理歷程：“無疑這是我第一次站在老師的角度去出題，這并不是一件容易的事。出題的過程中我先是不知道出什么題，沒有目的，因為那時候我對整本書理解不深入，知識框架還沒搭建起來，知識點都是瑣碎的，所以沒辦法出題。在我仔細把書重新梳理一遍之后，我發現能出題的地方太多了，什么都想考，于是我準備了很多題目，這就帶來了另一個問題，試卷題量過大，不符合考試試卷要求。接下來我對照著目錄將我的題目進行刪減，依據課程內容側重點，定向考察。在不斷的修改之后，試卷內容變得豐富且適量。我認為相比起做一份試卷，出題更考察我們對整本書的把握以及知識點理解程度，因為在這個過程中不僅僅要考慮怎么做題，更重要的是想怎么歸納和展現重點精華”。還有同學這么說：“總的來說，收獲還是巨大的，撇開中間的些許抱怨，在分配內容側重時的空白感就暴露了自己知識掌握不牢靠，并未融會貫通的問題；在自己對內容進行刪改實則是幫自己進行了一遍知識梳理。再回到這個作業身上，可以說第一次去認真扮演老師的角色，算是對自己不可能走上教師道路的一種圓滿，再有就是真的體會到了老師的辛苦，才發現換位思考來的感受根本就不如進入他人的角色體會來的深切，這是值得我謹記的東西，更深入的了解才能換來最大的包容。大三的年紀，快要結束的學習生涯，才真正發自內心覺得教師是值得人們真正去尊敬的職業。最后謝謝老師，給了我們這么一個特殊作業”。也有同學在試卷分析中寫出了對整個課程的感悟：“‘觸目驚心’，有種未來的課就應該這么上的感覺。主要有兩點，一是考察方式特殊。對大多數學生來說，更關注的是怎樣拿到某一門課的學分，所以放在期末的精力會更多，學習效果也就不好。老師的課側重于平時的考察，而且善于調動和引導同學，課堂效果和整體學習效果非常棒。二是注重細節。今年李克強總理在政府工作報告中推崇‘工匠精神’。我們的課程細節之處也是力求完美，可見老師的用心。身處互聯網時代，講課雖然要互聯網結合多媒體，但更需要保持一片赤誠”。其實相應的反饋還有很多，這樣的反饋是一個教師幸福感的源泉。

4 小結

這樣的教學改革嘗試從開始到如今，已經過了四年，揉入了多種元素與設計，除了把思維導圖的思維方式從頭到尾進行滲透之外（盡管對應的課上、課下任務只有兩次），并沒有把其中某一個方面進行完全的貫徹。原因之一是因為本課程設計的以上環節具有創新性和高階性，也有一定的挑戰度，但本課程的課程性質是生物技術專業第六學期的選修課，同期開設的必修課任務也非常繁重，如果需要投入再多的精力可能會引起學生的反彈。原因之二是老師可以通過強制的重復的訓練讓他們獲得某種能力、某項技能，但這樣的獲得如果沒有持續的訓練或使用也會隨著時間的流逝慢慢失去。

現在的學生考慮問題非常實際，他們在投入之前首先會問，這個以后有沒有用？會考慮以后是一件好事，但是相當一部分同學在考慮以后的時候，關注的時間線比較短，比如大三下學期的他們，人生規劃可能只到我到底是工作還是考研，考研考哪個專業，工作會是什么樣。誠然，他們很年輕，擁有無限可能，但當前的選擇仍然有可能會影響到他們長遠的一生。在這樣的背景下，他們可能會忽視一些對他們人生重要的因素，這就需要教師的引導。

作為教師的我們也同樣需要問問自己，我們的教學是為了什么？教學絕對不單單是為了讓學生通過本門課程的考試。有句話說，教師是辛勤的園丁，我想這個“園丁”一定不是通過修剪將樹苗修改成特定的甚至是一模一樣的樣子。我更喜歡說這個園丁通過和學生的接觸和授課，在他們心里播下一顆種子，這顆種子可以是老師對他們進行的各項能力訓練，也可以是老師在課堂的投入、對專業的熱愛和堅持。也許短期看不到任何變化，但說不定會在他們人生的某個階段合適的時候突然生根、發芽、開花、結果，會引發他們對人生的思考。這顆種子，就是“師者，傳道授業解惑也”里的“道”。