以學生為中心的《動物遺傳學》教學模式的探索

李聰聰，姜東鳳，韓浩園，王密，李婉濤

（河南牧業(yè)經(jīng)濟學院 動物科技學院，河南 鄭州）

一 引言

社會和經(jīng)濟的飛速發(fā)展成就了如今日新月異的世界，并深刻影響了高等教育的教學模式。當今的社會越來越重視人的創(chuàng)新能力，政府和人們已對各項“卡脖子”技術(shù)達成了某種共識，為了從根本上解決這些“卡脖子”的問題，對當前的教育提出了新的要求，也即學習的更高階目標：靈活運用知識，觀察問題，分析問題，解決問題，找到“共性”，真正實現(xiàn)“舉一反三”；擁有批判性思維和跨學科思維，發(fā)展出創(chuàng)造性思維；具備有效溝通，團隊協(xié)作等方面的能力。當前以知識灌輸為占據(jù)主導(dǎo)地位的傳統(tǒng)教學模式已經(jīng)跟不上時代的發(fā)展，教師作為“知識搬運工”的時代已近落幕，“以教師為中心”傳統(tǒng)的知識傳授模式已逐漸被“以學生為中心”的能力培養(yǎng)模式取代，因此需要教師將學生及其需求作為重點，盡快完成角色轉(zhuǎn)變，做好學生學習的引路人和支持者[1]。

《動物遺傳學》是動物科學專業(yè)的一門核心課程，它是研究遺傳與變異的一門學科。該課程是《家畜育種學》《動物繁殖學》等課程的理論基礎(chǔ)，屬于畜牧獸醫(yī)學科重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。隨著生命科學領(lǐng)域日新月異的發(fā)展，該課程目前主要存在以下幾個問題：（1）不斷增多的教學內(nèi)容與不斷縮減的教學課時之間的矛盾；（2）教材更新速度跟不上遺傳學研究迅速發(fā)展的矛盾；（3）《動物遺傳學》的教學內(nèi)容與其他學科的交叉重復(fù)和知識的銜接問題；（4）《動物遺傳學》知識比較抽象，部分學生很容易出現(xiàn)畏難情緒和厭煩情緒。那么，如何有效解決以上突出的矛盾，非常值得專業(yè)基礎(chǔ)課教師認真研究和深入探索。

二 以學生為中心的教學理論

高校是培養(yǎng)人才的搖籃，為了進一步適應(yīng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要，不斷探索教學模式、改革教學方法，喚醒學生學習的內(nèi)在驅(qū)動力，培養(yǎng)學生自主學習、終身學習、創(chuàng)新學習的能力，必須認真踐行“以學生為中心”的教育教學理念，轉(zhuǎn)變“被動學習”為“主動學習”。

美國兒童心理學家和教育家杜威（J. Dewey）堅持“以兒童為中心”的教育觀念，也即尊重人類自由的天性，尊重心靈并遵循教育的規(guī)律，這就是“以學生為中心”的教育觀念的雛形。1952年，在哈佛大學教育學院的一次學術(shù)研討會上，美國著名的心理學家和教育改革家羅杰斯（C.R. Rogers）在發(fā)言中提出“以學生為中心”“有意義學習理論”， 將“以人為本”的教育理念放在首要位置，該理念要求教師在實施教學過程中，充分關(guān)注和理解學習者的內(nèi)心，尊重學習者，支持和服務(wù)于學習者，激發(fā)學習者的潛能，極其重視學習者的學習過程和學習方法，該理論確定了學生是學習的主體，處于中心地位，而教師的角色只是一位引導(dǎo)者、服務(wù)者、輔助者[2-3]。

辯證唯物主義原理同樣支持“以學生為中心”的教育教學理念，學生本身是學習的主人，在教與學這對矛盾中是矛盾的主要方面，屬于內(nèi)因；高校里的一切教育資源、教師的教育方法以及各種手段都屬于外因，只有學生真正明白了學習的成敗掌控在自己的手中，這樣才能極大限度地激發(fā)學生學習的積極性，樹立自主學習和終身學習的意識。同時，高校的教育教學改革必須體現(xiàn)以學生的需求為中心，體現(xiàn)在課程設(shè)置、教育管理、教學模式以及教學方法等各個方面，接受實踐的檢驗，才能真正實現(xiàn)“以學生為中心”的教育教學理念，并將其提升到更高的層次。

隨著社會的發(fā)展，“科學發(fā)展觀”“以人為本”等一系列思想的提出，人們的認知水平不斷提高，教育的內(nèi)部規(guī)律成功地引起人們的關(guān)注。“以學生為中心”的教育教學理念符合教育的內(nèi)部規(guī)律。為了實現(xiàn)學生的身心健康發(fā)展，要求學校組織的一切教育教學活動應(yīng)該遵循“從學生的需要出發(fā)”這個基本原則。“以學生為中心”的教育理念，重視并體現(xiàn)學生在學習中的主體作用，同時發(fā)揮好教師的主導(dǎo)作用，因此教師需要更加精心地組織課堂，采用多種教學形式組織教學，并且從心底理解學生、尊重學生，處理好師生關(guān)系，全心全意服務(wù)好學生[4]。

三 以學生為中心的教學模式

（一） 案例教學

案例教學是教育者遵循理論聯(lián)系實際的宗旨，針對特定的教學內(nèi)容，運用恰當?shù)拇硇詫嵗齺斫M織教學的方法，這是一種以學生為教學主體的典型教學模式。運用該方法進行教學的關(guān)鍵是案例的選擇或設(shè)計，要求案例具備代表性、專業(yè)性、啟發(fā)性、富有趣味性等特點[5]。選擇或設(shè)計案例，必須圍繞教學大綱，結(jié)合教學內(nèi)容，借助于社會熱點案例、生活案例、歷史案例等，精心設(shè)計，將學生引入一個真實的場景，通過教師指導(dǎo)、師生討論、學生分小組討論，培養(yǎng)學生觀察問題，分析問題，解決問題的能力。以基因工程內(nèi)容為例，通過師生接種新型冠狀病毒疫苗的新聞視頻進行情景導(dǎo)入，引導(dǎo)學生思考目前接種的疫苗有哪幾種類型？為教學和真實生活之間架起橋梁。引導(dǎo)學生思考一系列問題：什么是新型冠狀病毒？病毒具體結(jié)構(gòu)是什么？與細胞遺傳學中學習的原核生物和真核生物細胞的結(jié)構(gòu)有何區(qū)別？冠狀病毒進入人體的關(guān)鍵受體基因是什么？進入人體的冠狀病毒采用何種方式進行復(fù)制？何為疫苗？疫苗的制備原理和作用原理分別是什么？疫苗設(shè)計的種類有哪些？疫苗設(shè)計與人們發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵受體基因有關(guān)系嗎？疫苗的有效成分具體是什么？

通過一個社會生活現(xiàn)象，以抽絲剝繭的方式引導(dǎo)學生去思考與課程內(nèi)容相關(guān)的知識點和臨近學科的知識點，培養(yǎng)學生的跨學科思維能力。講解新冠疫苗這個生物技術(shù)成果給人類社會帶來的積極貢獻，學習以陳薇院士為代表的廣大科研工作人員的拼搏精神和艱辛付出，對學生進行科學精神熏陶。另外，通過對比國內(nèi)外疫苗的有效性，提升民族自豪感。

（二） 問題式教學

問題式（Problem Based Leaning，PBL）教學模式是由美國神經(jīng)病學教授巴羅斯（H.S. Barrows）于20 世紀60 年代首創(chuàng)，是近年來享譽國內(nèi)外的一種體現(xiàn)“以學生為中心”的教學模式。PBL教學的經(jīng)典模式包括“提出問題、建立假設(shè)、收集資料、論證假設(shè)、總結(jié)”五個部分，該教學模式強調(diào)了以學生作為學習的主體，由教師提出問題，引導(dǎo)學生觀察問題，思考問題，分析問題，并最終解決問題[6]。在PBL教學模式的教學過程中，教師需要精心設(shè)計場景，提出一系列問題，引導(dǎo)學生帶著問題進行主動學習，建立假設(shè)，并搜尋資料進行論證，帶著思考整合之后的材料參加分組討論，探索并解決問題的一種教學模式。PBL教學模式能夠通過思考問題和討論問題，最大限度調(diào)動學生學習的積極性，使學生從表層學習過渡到深層學習，加深其對原有知識點的理解，并在查資料的過程中將一個知識點的內(nèi)容擴散到相關(guān)的其它知識點的學習，以點連成線，最終連成面，大大提高學習效率和學習效果。以遺傳學中常用的模式動物——果蠅為例，教師可向?qū)W生提問：遺傳學家通過研究果蠅，都提出了哪些遺傳學定律？研究果蠅提出的遺傳學定律有哪些背后的故事？有哪些諾貝爾獎與果蠅研究有關(guān)？動員學生查閱書籍并利用網(wǎng)絡(luò)資源搜尋相關(guān)資料，從資料中提煉論點，組織小組討論，鼓勵每位成員發(fā)言，在學生們的發(fā)言中碰撞出火花，教師最后做總結(jié)。將“被動學習”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃訉W習”，培養(yǎng)學生的自學能力。

（三） 探究式教學

探究式教學是由美國著名心理學家布魯納（J.S.Bruner）創(chuàng)立的，他提出“認知發(fā)現(xiàn)學習理論”，“發(fā)現(xiàn)式學習”是布魯納認為學習的最好方式。要求教師在教學過程中創(chuàng)造一切有利條件，采取一系列有效措施，讓學生在學習過程中進行真正有意義的自主性的積極思考，使學生具備自主發(fā)現(xiàn)問題，獨立解決問題的能力，提高其創(chuàng)新能力。這個教學方法一直備受關(guān)注并被應(yīng)用于不同學科的課程教學中。該教學模式要求教師突出“以學生為中心”的主體地位，教師創(chuàng)設(shè)探究式教學環(huán)境以及氛圍，學生在教師創(chuàng)設(shè)的教學條件下進行獨立思考，發(fā)現(xiàn)知識，掌握相關(guān)原理。在這個過程中教師只為學生提供各種學習材料，由學生自己分析、思考、研究相關(guān)科學問題，培養(yǎng)他們的探究精神[7]和實踐能力[8]。以筆者所在課程組設(shè)計的綜合性實驗《采用PCR方法快速鑒別動物性別》為例[9]，該實驗要達到熟悉分子遺傳學實驗技術(shù)，加深理解動物性別決定理論知識的目的。實驗由三部分構(gòu)成：動物基因組提取、PCR實驗和瓊脂糖凝膠電泳實驗。這個綜合性實驗采用探究式加開放式教學。探究式教學，提前告知學生實驗內(nèi)容，布置學習任務(wù)，利用網(wǎng)絡(luò)資源查閱相關(guān)資料，并進行實驗方案設(shè)計。實驗材料、試劑的準備由學生全程參與。在課堂上教師先講解相關(guān)實驗原理，接著以小組為單位，學生討論并確定實驗方案，教師可演示實驗中相對較難的操作，具體操作時由多名實驗助理在場并隨時指導(dǎo)。在具體實驗實施中，可以有多種方案，比如動物基因組提取的方法有很多種，傳統(tǒng)的苯酚-氯仿抽提法，試劑盒提取法，堿裂解法等等；PCR實驗時可選用的酶有許多種，普通rTaq酶，高保真酶等等；瓊脂糖凝膠電泳時可選的核酸染料也有好多種，溴化乙錠（EB），GelRed，4S Green等等；每個實驗都面對如此多的選擇，你所做出各個選擇的理論依據(jù)是什么？鼓勵學生多嘗試，多思考，多比較，詳細記錄實驗過程，并寫出實驗心得。如果在有限的六個學時內(nèi)沒有完成實驗，本實驗采用開放式教學，實驗室場地開放，學生可通過預(yù)約，全天隨時進入相關(guān)實驗室，完成實驗。探究式加開放式教學，使學生在做實驗當中同樣能由被動轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃樱處熢诖诉^程中真真切切發(fā)揮引導(dǎo)作用，一切教學工作“以學生為中心”，激發(fā)學生的求知欲，提升學生自主學習、觀察問題、分析問題、解決問題、比較性思維、創(chuàng)造性思維、團隊合作等方面的能力。

（四） 線上線下混合式教學

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，李克強總理提出的“互聯(lián)網(wǎng)+”理念深入人心，使全社會各個領(lǐng)域包括教育領(lǐng)域迎來變革性的發(fā)展。線上線下混合式教學模式，這是一種將在線學習或遠程學習與傳統(tǒng)面授課堂教學相結(jié)合的教學模式，用二者的優(yōu)勢互補來實現(xiàn)最佳的教學效果。該教學模式具有以下優(yōu)勢：打破傳統(tǒng)面對面課堂在時間、空間上的限制，學習方式更加靈活多樣；溝通渠道豐富，使交流更有時效性；緊跟潮流的先進多媒體技術(shù)，獲得年輕學生的青睞，年輕人更愿意應(yīng)用新技術(shù)新事物進行學習，同時也可以培養(yǎng)學生學習的自主性，促進學生進行創(chuàng)新性學習。隨著線上線下混合式教學模式的廣泛普及，與單獨的傳統(tǒng)面對面授課、單獨的在線學習比較，混合式教學模式能達到最佳的教學效果[11-12]。在教學過程中，我們制作、收集并整理各種教學資源，與兄弟院校共建“河南省《動物遺傳學》在線開放課程”，課程收錄在中國大學慕課，每學期均有開課。在網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)過程中我們將課程內(nèi)容整合，分知識點錄制微課，并及時將各種豐富的學習資源上傳至大學慕課，設(shè)置討論平臺，打破教師與學生的交流空間和時間。在課堂教學中，教師及時收集相關(guān)研究領(lǐng)域的最新成果，通過前沿知識的講解，激發(fā)學生研究、探索的欲望。此外，我們每章內(nèi)容都會列出閱讀材料和一些思考題，培養(yǎng)學生的閱讀分析能力。

線上線下混合式教學模式，將信息技術(shù)與課程教學有機結(jié)合，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)揮教師主導(dǎo)作用的同時，又充分體現(xiàn)學生主體地位的教與學方式，以自主、探究、協(xié)作、個性為特征。該教學模式有效彌補了純粹電子在線學習和傳統(tǒng)面授課堂的缺陷，是虛擬網(wǎng)絡(luò)學習環(huán)境與真實教室環(huán)境的混合，也是學生自主學習、發(fā)現(xiàn)學習、協(xié)作學習的混合，還是師生之間網(wǎng)絡(luò)虛擬的線上交流與面對面線下交流的混合，通過打破傳統(tǒng)課堂空間、時間的限制，實現(xiàn)學生學習的自主化與個性化。

四 結(jié)語

圍繞《動物遺傳學》教學大綱，通過靈活運用案例教學、問題式教學、探究式教學、線上線下混合式教學等不同教學模式，針對不同的教學內(nèi)容，進行精心設(shè)計和引導(dǎo)，在教學過程中堅持“以學生為中心”的教學理念，尊重學生，理解學生，鼓勵學生，教學相長，師生共同成長和進步。我們在教學實踐中深切體會到，教師只有充分了解學生的學習需求，重視對學生的引導(dǎo)，關(guān)注學生的學習效果，學生學習的積極性才能更高，學生的學習體驗才更好，學生的學習潛力才能得到充分發(fā)揮，這些都有助于教學效果的提升，并促進學生在知識、能力和情感等方面的全面發(fā)展。這是我們在“以學生為中心”教育理念的指導(dǎo)下，最大限度調(diào)動學生學習的積極性，培養(yǎng)終身學習型人才所作的積極探索，期望為《動物遺傳學》課程的改革和優(yōu)化提供參考和借鑒。