基于成果導向的《普通遺傳學》教學改革研究

(山東農業工程學院，山東 濟南 250100)

遺傳學是涉農專業一門十分重要的專業基礎課程，知識點多且較為繁雜，部分內容與細胞生物學、生物化學、分子生物學、微生物學、基因工程等學科交叉滲透，多數內容比較抽象，需要縝密的推理才能理解掌握，其教學質量對于《植物育種學》、《動物育種學》、《分子育種學》等課程的教學和學生的知識構成、動手能力、科研技能的提高有重要的作用。

目前農業院校的遺傳學教學，一方面學生水平參差不齊、基礎薄弱、學習興趣不高，另一方面面臨課程學時減少與教學內容增加、傳統教學手段與現代教學手段的不融合矛盾。如何構建遺傳學的理論教學體系，提高教學質量，激發學生學習興趣，培養學生自主學習能力，是遺傳學教學亟需解決的現實問題。

1 成果導向教學模式(OBE)與課程

成果導向教育OBE(Outcomes-based Education)是一種以學生為中心、以成果為導向的工程教育認證下人才培養的核心理念，其教學活動是圍繞明確的學習成果來組織，從教學目標制定、教學內容完善、教學計劃實施到教學結果評價都圍繞學生需要達到的知識、素質、能力來組織實施[1-2]。

在《普通遺傳學》課程總課時不變的情況下，如何利用OBE理念對課程反向設計，把以“教”為中心轉變為以“學”為中心，明確每一章節的預期學習產出，圍繞產出成果來設定教學目標，優化教學內容，改革教學方法、考核方式等，以激發學生的學習興趣和學習主動性。

2 基于OBE理念的遺傳學教學改革

2.1 優化教學內容

遺傳學是生物領域中發展最快的學科之一，研究范疇不斷拓寬，內容不斷深化，知識積累越來越多，這就需要秉承“以學生為中心、以成果產出為導向、持續改進”的OBE理念建立教學內容體系3，整合和優化《普通遺傳學》課程的教學內容(表1)，以提高課堂教學效率4。

2.1.1 根據專業特點取舍教學內容

遵從以學生為中心的理念，按照強化基礎知識的原則，從專業特點實際出發取舍教學內容，舍棄數據統計分析、遺傳與發育等內容，讓學生課下自學;重點講授遺傳學三大定律方面內容(貫穿遺傳學整本教材);連鎖遺傳部分重點講解三點測驗，可使學生很好地理解掌握構建遺傳連鎖圖、數量性狀位點作圖、微生物遺傳分析等內容。學生掌握了遺傳學基本原理和分析方法，才能更好的學習其他的知識單元，更好地了解遺傳學的最新發展動態和成果;才會在后面學習植物育種和栽培類專業課程時得心應手。

2.1.2 整合有關章節內容

涉農科專業的遺傳學內容注重生產實踐與學科前沿的緊密結合，著重講授經典遺傳學、數量遺傳學、群體遺傳學、分子遺傳學及基因組學等內容，要求教師在教學過程中要總體把握，整合關鍵章節，如將“基因的表達調控”與“基因工程”和“基因突變”進行知識再組合，從而形成對基因的全面理解、應用以及遺傳機制的掌握。通過整合有關章節內容，在壓縮課時的情況下，不影響學生對遺傳學知識系統的掌握。

2.1.3 調整有關內容講授順序

傳統遺傳學的內容編排是按照遺傳學的學科發展順序安排，遺傳與變異、細胞水平與分子水平交叉進行，不利于學生對遺傳知識的系統掌握。在講授過程中，可調整講授順序，比如在講授突變內容時，把基因突變、染色體結構變異、染色體數目變異放在一起講授，學生可以理解變異從小到大的變異類型，也為植物多倍體、輻射、不育系等育種方法打下堅實的理論基礎。再如把數量遺傳的內容安排在后半部分進行講授，將經典遺傳學的孟德爾遺傳、基因表達調控、質量性狀等知識點也融入到本章節中，使學生能從整體上把控現代遺傳學的內容及發展方向，對于遺傳工程、基因組學等內容也會有直觀地理解。

表1 基于OBE理念改革后的《普通遺傳學》教學內容

2.2 改革教學方法

2.2.1 課堂講授和實驗相融合

對于交叉學科知識和驗證性實驗，可采取課堂講授和實驗融合進行的方法，如對于有絲分裂、減數分裂、染色體結構變異、植物雄性不育特征等教學內容，可讓學生攜帶教材進入實驗室實驗，同時完成理論知識的講授和實驗驗證，培養學生在實踐中驗證理論的能力。

2.2.2 建立完善翻轉課堂

傳統教學是課堂上教師進行“知識傳授”，課后學生自主進行“吸收內化”。翻轉課堂以學生的“學”為主，強調的是課前預習和課后復習。學生首先通過網站上的課件與視頻進行預習、提出問題，然后在課堂中一起討論解決這些問題，針對遺傳學中經典、難懂的問題和習題，如連鎖遺傳定律、物理圖譜的構建、染色體的結構變異與數量變異等，就比較適合翻轉課堂教學。在教學過程中錄成單獨的小視頻，通過二維碼或網絡發布，視頻具有暫停、多次回放等優點，便于學生課后鞏固和復習。這種“以學生為中心”的教學模式可使學生根據自身情況主動調整學習進度。

2.2.3 傳統、現代教學方法相結合

在微課[5]、慕課、翻轉課堂[6]、在線教學盛行的當下，教師也傾向于采用多媒體授課，如各種染色體結構變異以及配子異常的機理、DNA復制、mRNA轉錄、翻譯、基因工程等都可用ppt、動畫來形象展示，以加深學習印象。但多媒體課件信息量大，展示的時間短，導致學生跟不上教師的授課進度，往往出現一個環節沒弄懂而影響整堂內容學習的現象，降低了學生的學習興趣和自信心，對教學產生負面影響。對于邏輯性較強的遺傳學課程而言，傳統教學過程中板書內容保留的時間比多媒體課件長，各個知識點的內在邏輯可以通過板書過程很好地展示.把遺傳關鍵知識點和它們相互關系設計成板書，整節課堂教學過程中一直呈現在學生面前。例如在講解三點測驗時，可以將三點測驗的5個關鍵步驟設計成板書呈現在黑板上，學生可以錄制視頻或拍成照片，根據實際情況課下可反復學習。又如在講授數量遺傳中的遺傳力時，教師采用板書逐步導出公式，分析并解釋公式中各部分的含義，可顯著加深學生對知識點的理解掌握。板書可以突出知識點的內在邏輯，便于教師把控課堂節奏。因此，在遺傳學教學過程中，正確處理好粉筆、黑板、普通教具、多媒體等教學手段之間的關系，可以更好地實現的教學目標。

2.2.4 多種教學方法相結合

遺傳學主要研究配子形成過程中的基因及其傳遞規律，無法直接觀測，只能根據實驗數據進行推理，學習過程抽象，這就要求教師在教學過程中基于問題學習(PBL，Problem Based Learning)，采用提問、啟發式、討論式、分享式的教學方式[7]，從具體現象開始，引導學生逐步思考，最終掌握遺傳規律。比如連鎖遺傳部分的學習，通過香豌豆花色和花粉形態兩對相對性狀的遺傳不符合自由組合定律，進而啟發學生思考控制性狀的基因可能通過什么方式傳遞，然后導出連鎖遺傳這一新概念，讓學生討論怎樣判定兩對基因獨立遺傳還是連鎖遺傳。

2.2.5 及時對課程內容歸納總結

針對農業院校《遺傳學》的具體章節、內容，采取總結式的教學方法，深入地分析各個部分的聯系和區別，如總結遺傳學核心內容是配子的形成，總結分離定律中的幾種關系(表2)、遺傳三大規律的主要內容和相互聯系(表3)、質量性狀和數量性狀、細胞質遺傳和細胞核遺傳的聯系和區別等等，以達到最佳的教學效果。

表2 分離定律中的幾種關系

表3 三大遺傳規律的主要內容和相互聯系

2.2.6 加強學生自主學習能力

由于遺傳學內容日益豐富，目前僅靠老師講、學生記筆記的傳統教學方法已經不能滿足和適應課堂教學的需要。因此，在囊括基本遺傳學理論教學的同時，教師針對與高中《生物學》重疊知識(分離定律和自由組合定律)和交叉學科的教學內容8，如細胞學基礎、分離定律、獨立分配定律、蛋白質組學、基因組學等內容提前給學生列出一些課外閱讀書籍，讓學生選擇一個問題去研讀9，要求學生做好ppt或撰寫專題論文，并安排在相應內容節次上臺分享，培養學生自主學習有關知識、閱讀文獻、新聞等的能力，加強學生對遺傳知識的系統化掌握10。

2.3 改進課程考核內容和考核方式

涉農類專業遺傳學課程的考核突出過程考核、自主學習能力考核等與課堂教學改革相匹配的綜合性考核體系，主要考核學生對遺傳基本概念、規律、理論等知識的掌握，又要注重考核學生綜合運用所學遺傳學知識分析、解決問題的能力11。

課程考核組成為：閉卷筆試成績(60%)+實驗成績(20%)+課堂平時成績(20%)12。在閉卷命題中，注重理論與實踐的結合，靈活多變，少出“死記硬背”題、多出“遺傳分析”和“理解應用”題，其中基礎知識占60%，綜合性考察知識占40%，使卷面成績能夠充分體現學生的基礎和遺傳分析能力;實驗成績包括學生實驗報告(25%)、實驗操作能力(30%)、觀察能力(15%)、創新能力(15%)、分析解決問題的能力(15%);課堂平時成績包括出勤率(40%)、自學情況(30%)、課堂表現情況 (10%)、課堂回答問題積極性(10%)、正確與否(10%)。通過過程性考核，可提高學生學習的積極性，增強學生利用所學遺傳知識解決分析實際問題的能力。

3 結語

本研究以《普通遺傳學》為例，根據涉農專業特點，為使遺傳學教學緊貼農業需求和學科發展要求，基于OBE理念改革《普通遺傳學》課程教學。但遺傳學教學的改革是一項任重而道遠的工作，在教學實踐過程中，面對不斷出現的新問題，需不斷總結經驗，及時調整教學思路及教學方法，改革優化教學內容和考核評價方式，穩步提升教學質量和培養效果，促進學生的全面發展，以培養滿足社會需求的高素質應用型農業人才。