《動物遺傳學(xué)》國家精品資源共享課的改革與創(chuàng)新

藍(lán)賢勇，黨瑞華，潘傳英，袁 明，雷初朝，陳 宏

（西北農(nóng)林科技大學(xué)動物科技學(xué)院，陜西楊凌712100）

為推動高等學(xué)校優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源共建共享，“十二五”期間教育部啟動實(shí)施了精品資源共享課建設(shè)工作。以此為鍥機(jī)，西北農(nóng)林科技大學(xué)動物科技學(xué)院動物科學(xué)專業(yè)《動物遺傳學(xué)》課程，著眼于國際學(xué)科前沿，從學(xué)校建設(shè)世界一流農(nóng)業(yè)大學(xué)的目標(biāo)定位出發(fā)，積極開展了國家精品資源共享課建設(shè)工作，并在國家級、省級和校級等多個(gè)課程建設(shè)項(xiàng)目資助下［1］，在2013年獲國家精品資源共享課建設(shè)立項(xiàng)。截至目前，該課程已進(jìn)行了近一年的建設(shè)，為深入推進(jìn)動科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課建設(shè)，為更好地適應(yīng)國家新形勢條件下高等教育改革與創(chuàng)新的要求，本文對《動物遺傳學(xué)》國家精品資源共享課改革與創(chuàng)新的必要性、成效與作用、舉措和建議等進(jìn)行論述，期望為動物遺傳學(xué)課程的理論與實(shí)踐建設(shè)提供參考。

1 改革與創(chuàng)新的必要性

動物科學(xué)專業(yè)是西北農(nóng)林科技大學(xué)的老牌專業(yè)之一，其基礎(chǔ)雄厚，歷史悠久。作為狹義畜牧專業(yè)的延伸，涉及動物科學(xué)相關(guān)專業(yè)的廣義畜牧學(xué)一級學(xué)科被建立，包括動物遺傳育種學(xué)與繁殖等4個(gè)二級學(xué)科。作為動物科學(xué)專業(yè)的延伸，西北農(nóng)林科技大學(xué)動物遺傳育種與繁殖專業(yè)于1984年獲博士學(xué)位授予權(quán)，2007年被評為國家重點(diǎn)學(xué)科。隨著改革的深入，2005年西北農(nóng)林科技大學(xué)動物科技學(xué)院建立了教育部畜禽養(yǎng)殖與重大疾病防治“985”創(chuàng)新平臺，2007年獲批國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，2008年獲批國家肉牛改良中心，這些為近期承擔(dān)省級以上教改項(xiàng)目29項(xiàng)提供了強(qiáng)有力支撐，如：獲批國家級動物科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心（2007）、國家級第4批動物科學(xué)特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)（2009年）。隨著新形勢下我國高等學(xué)校課程改革與發(fā)展，動物科學(xué)專業(yè)相關(guān)課程建設(shè)不能完全適應(yīng)國家對全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的總體要求和創(chuàng)建世界一流農(nóng)業(yè)大學(xué)的目標(biāo)任務(wù)，為此，需要加大動物科學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程的建設(shè)。

動物遺傳學(xué)主要研究動物遺傳與變異，包括基因結(jié)構(gòu)、功能及其變異、傳遞和表達(dá)規(guī)律等內(nèi)容，是一門飛速發(fā)展的重要課程。近年來，該課程發(fā)展迅猛，在新理論、新概念、新技術(shù)、新方法方面日新月異。目前，動物科學(xué)專業(yè)的《動物遺傳學(xué)》課程建設(shè)取得了長足的進(jìn)步與發(fā)展［1］，但也發(fā)現(xiàn)不少問題，主要集中在以下四個(gè)方面：①經(jīng)典遺傳理論與實(shí)驗(yàn)設(shè)置多，分子遺傳的理論與實(shí)驗(yàn)設(shè)置少；②理論課時(shí)多，實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，而且理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合不緊密；③課堂內(nèi)講授多，課外任務(wù)少；④閱讀文獻(xiàn)能力差，講讀文獻(xiàn)能力弱；⑤人均教學(xué)經(jīng)費(fèi)缺乏，尤其是實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面。為此，改革與創(chuàng)新《動物遺傳學(xué)》國家精品資源共享課，不僅非常必要，而且迫在眉睫。

2 改革與創(chuàng)新的舉措

針對《動物遺傳學(xué)》課程建設(shè)中存在的主要問題，實(shí)施了如下改革與創(chuàng)新舉措：

（1）壓縮經(jīng)典遺傳理論與實(shí)驗(yàn)課時(shí)，增加分子遺傳學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)課時(shí)。將經(jīng)典遺傳學(xué)理論課授課時(shí)數(shù)由原來的12學(xué)時(shí)減少為8學(xué)時(shí)，同時(shí)考慮到高中生物學(xué)中涉及分離規(guī)律與自由組合規(guī)律，故本課程重點(diǎn)講解自由組合規(guī)律的延伸、連鎖交換部分；在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，新理論教學(xué)計(jì)劃中新增4學(xué)時(shí)的分子遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容，而且增加了相應(yīng)的分子遺傳基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，即山羊肌肉組織DNA 的提取、PAGE 電泳、PCR 實(shí)驗(yàn)。

（2）減少理論教學(xué)課時(shí)數(shù)，增加計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的動物遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，并使之合理結(jié)合。例如：筆者開設(shè)了“生物信息學(xué)理論與實(shí)踐初步”，其內(nèi)容之一為“怎樣查找人、小鼠、牛、山羊和綿羊POU1F1基因序列？”。作為理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的這一選題，在理論上考察學(xué)生對基因結(jié)構(gòu)及相關(guān)分子遺傳學(xué)概念的理解程度，在實(shí)踐上主要考察學(xué)生從NCBI數(shù)據(jù)庫中尋找基因序列的檢索能力、使用生物軟件設(shè)計(jì)引物的能力。又如：將“如何利用群體遺傳軟件研究牛TMEM95基因C161X 位點(diǎn)的等位基因頻率［2］（從2014年《PLoS Genetics》的一篇SCI論文”A nonsense mutation in TMEM95encoding a nondescript transmembrane protein causes idiopathic male subfertility in cattle“中給定品種基因型頻率［2］）？”作為綜合性理論與實(shí)踐教學(xué)的選題范圍，以此考察學(xué)生對基因分型的理解、對群體遺傳學(xué)的了解、對生物軟件的熟悉程度。

（3）增加大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)時(shí)間，減少課堂理論講授時(shí)間，鼓勵(lì)學(xué)生充分利用課外時(shí)間。利用科創(chuàng)項(xiàng)目活動，講授申請書的撰寫、實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)技能操作、實(shí)施研究計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和實(shí)驗(yàn)總結(jié)等內(nèi)容，并積極開發(fā)與利用“第二”課堂，增加學(xué)生的專業(yè)課程知識。指導(dǎo)動物遺傳學(xué)相關(guān)內(nèi)容的大學(xué)生科創(chuàng)項(xiàng)目共計(jì)25項(xiàng)（含國家級3項(xiàng)），涉及本科生100人，提高了大學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

（4）增加國內(nèi)、外關(guān)于動物遺傳學(xué)最新研究進(jìn)展的文獻(xiàn)閱讀量，訓(xùn)練本科生講讀文獻(xiàn)（尤其是英文文獻(xiàn)）的能力。從2012年開始，開始引入英文講讀活動，并將此內(nèi)容考核成績作為本科生《動物遺傳學(xué)》課程總成績的組成部分（一般占5%）［3］。通過近3年的改革實(shí)踐，本課程的教學(xué)效果得到了極大提升，一方面鍛煉了學(xué)生閱讀最新文獻(xiàn)的能力，跟進(jìn)了學(xué)科研究進(jìn)展，另一方面極大提升了學(xué)生講解學(xué)科前沿的能力。

（5）充分利用其他科研經(jīng)費(fèi)，解決教學(xué)經(jīng)費(fèi)匱乏問題。從國家精品資源共享課建設(shè)經(jīng)費(fèi)、國家級動物科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)和國家級科研經(jīng)費(fèi)中適當(dāng)資助《動物遺傳學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動，如購置實(shí)驗(yàn)儀器等。

3 成效和作用

所謂“精品資源共享課”就是以高校教師和學(xué)生為服務(wù)主體，同時(shí)面向社會學(xué)習(xí)者的基礎(chǔ)課和專業(yè)課等各類網(wǎng)絡(luò)共享課程。該課程旨在推動高等學(xué)校優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源共建共享，著力促進(jìn)教育教學(xué)觀念轉(zhuǎn)變、教學(xué)內(nèi)容更新和教學(xué)方法改革，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，服務(wù)學(xué)習(xí)型社會建設(shè)。圍繞“精品課程”和“資源共享”的建設(shè)思路，動物科技學(xué)院《動物遺傳學(xué)》教學(xué)團(tuán)隊(duì)一直致力于全面、系統(tǒng)而深入的課程建設(shè)，逐步實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的開放與共享，持續(xù)促進(jìn)了西北農(nóng)林科技大學(xué)教學(xué)水平的提高。目前，《動物遺傳學(xué)》課題組已成功建立了一個(gè)面向社會免費(fèi)開放的網(wǎng)站，并完成了56學(xué)時(shí)的理論課與實(shí)驗(yàn)課的視頻錄制，指導(dǎo)大學(xué)生畢業(yè)論文70余篇，培養(yǎng)了一批具有創(chuàng)新能力的本科生。此外，該課程建設(shè)還完成了教育部、陜西省、學(xué)校和學(xué)院的12項(xiàng)教改內(nèi)容，發(fā)表了15篇與“動物遺傳學(xué)”相關(guān)的研究論文（包括3篇SCI論文）［1］。

隨著《動物遺傳學(xué)》課程的深入建設(shè)與發(fā)展，該課程已從“校級”成長為“國家級”，已從校內(nèi)公開發(fā)展為國內(nèi)免費(fèi)開放，在國內(nèi)具有很高的地位，同時(shí)，它在高質(zhì)量師資隊(duì)伍培養(yǎng)、教學(xué)、科研、科研與教學(xué)結(jié)合等方面發(fā)揮了重要作用：①培育了高質(zhì)量師資隊(duì)伍：4 位主講教師均具有博士學(xué)位、均為高級職稱人員、均具有海外留學(xué)經(jīng)歷；②極大提升了教學(xué)效果：豐富了教學(xué)形式與教學(xué)手段，緊密地將教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科前沿結(jié)合，增加了大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對教與學(xué)兩方面同時(shí)起到了積極促進(jìn)作用。③極大推動了科研的進(jìn)步：本課程組還承擔(dān)各類科研項(xiàng)目50余項(xiàng)，指導(dǎo)大學(xué)生科創(chuàng)項(xiàng)目25 項(xiàng)（其中國家級3項(xiàng)），研究內(nèi)容涉及動物遺傳學(xué)體系中的基因遺傳變異、群體遺傳學(xué)、數(shù)量遺傳學(xué)、分子進(jìn)化和基因工程，為提升西北農(nóng)林科技大學(xué)本科生實(shí)踐操作能力，起到了積極促進(jìn)作用；④極大促進(jìn)了教學(xué)與科研的有機(jī)融合：本課題組將許多動物遺傳學(xué)中最新研究成果融入教材、《動物遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》和《基因工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)》中，實(shí)現(xiàn)了科研與教學(xué)的融合。

4 建議

4.1 完善已有教學(xué)內(nèi)容，發(fā)展新的內(nèi)容

隨著分子遺傳學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，本課程已有的一些理論與實(shí)踐內(nèi)容有些陳舊，需要發(fā)展更新。本課程建議將“有絲分裂”和“減數(shù)分裂”合并為一次實(shí)驗(yàn)，即細(xì)胞分裂實(shí)驗(yàn)；將“果蠅性狀觀察與雌雄鑒別”和“唾腺染色體制備”合并為一次實(shí)驗(yàn)，即果蠅發(fā)育與唾腺染色體制備；將利用分子標(biāo)記技術(shù)獲得的基因型遺傳效應(yīng)分析替代質(zhì)量性狀分析內(nèi)容；增加分子遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的份量，如：從西農(nóng)薩能奶山羊或秦川牛肌肉組織中提取DNA。此外，刪除、合并經(jīng)典遺傳學(xué)中與過于簡單的分離規(guī)律與自由組合規(guī)律相關(guān)的內(nèi)容，發(fā)展新的國際前沿內(nèi)容，如：表觀遺傳學(xué)［3］。講解表觀遺傳學(xué)的概念、研究內(nèi)容、特點(diǎn)、表觀遺傳學(xué)現(xiàn)象、表觀遺傳機(jī)制，以及表觀遺傳學(xué)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

4.2 選擇貼近生活的實(shí)例，培養(yǎng)大學(xué)生對動物遺傳學(xué)的興趣

就教學(xué)效果來說，培養(yǎng)大學(xué)生的興趣極其重要。那么，如何選擇貼近生活的實(shí)例，是目前我國動物遺傳學(xué)教師需要認(rèn)真思考的問題。筆者建議利用陜西省和學(xué)校特色，提高我校動物科學(xué)專業(yè)《動物遺傳學(xué)》課程的教學(xué)效果。如：以陜西地方品種、國內(nèi)著名品種秦川牛為材料，研究肉牛功能相關(guān)基因，為陜西肉牛產(chǎn)業(yè)服務(wù)。

4.3 探索符合學(xué)校校情的雙語教學(xué)模式

目前多數(shù)本科生已有很好的英語基礎(chǔ)，為此，建議適當(dāng)增加遺傳學(xué)英語科技詞匯，提升學(xué)生對英文研究論文的解讀能力［4］。如此一來，本科生的國際視野可以開闊。由于現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中涉及的生物技術(shù)具有數(shù)年滯后性，其技術(shù)的滯后性對本科生進(jìn)入研究生層次的學(xué)習(xí)不利，而通過閱讀國際前沿實(shí)驗(yàn)論文中涉及的生物技術(shù)、原理與方法，可以極大地拓展學(xué)生的思維，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮昧?xí)慣，為進(jìn)一步深造奠定良好基礎(chǔ)。

4.4 堅(jiān)持課外指導(dǎo)，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

建議大學(xué)生參加“第二課程”的科研活動，充分利用課外時(shí)間，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力。指導(dǎo)大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，培訓(xùn)學(xué)生如何撰寫申請書、如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備、如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技能操作、如何正式實(shí)施研究計(jì)劃、如何分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)，獲得良好效果。截止2014年5月，課題組已為16人（其中動科10人，生命6人）開設(shè)了暑假“第二課堂”，很好地訓(xùn)練了他們的科研能力，其中6位同學(xué)順利保送到北京大學(xué)、清華大學(xué)、中山大學(xué)等國內(nèi)一流大學(xué)攻讀碩、博士研究生。

［1］潘傳英，藍(lán)賢勇，陳 宏，等.《動物遺傳學(xué)》國家精品課程建設(shè)及其成效［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：社會科學(xué)版，2010（S1）：99－102.

［2］Pausch H，K?lle S，Wurmser C，et al.A nonsense mutation in TMEM95encoding a nondescript transmembrane protein causes idiopathic male subfertility in cattle［J］.PLoS Genet，2014，10（1）：e1004044.

［3］Byler S，Sarkar S.Do epigenetic drug treatments hold the key to killing cancer progenitor cells［J］.Epigenomics，2014，6（2）：161－165.

［4］黨瑞華，衣雪梅，藍(lán)賢勇，等.英文文獻(xiàn)講讀在動物科學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)中的應(yīng)用［J］.中國牛業(yè)科學(xué)，2012，38（6）：97－100.