遺傳學(xué)教學(xué)模式優(yōu)化與教學(xué)策略的改進(jìn)

蔡兆明

摘 要：遺傳學(xué)是大學(xué)生物學(xué)相關(guān)專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，對學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的生物學(xué)基礎(chǔ)及其未來在生物學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)研究具有重要意義。大學(xué)遺傳學(xué)課程的教學(xué)技術(shù)及方法日益完善，但仍有一些方面有待優(yōu)化。該文以遺傳學(xué)教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的問題及積累的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，提出改進(jìn)遺傳學(xué)教學(xué)模式及策略：教材內(nèi)容與科學(xué)前沿動態(tài)的整合；將生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用及社會關(guān)注熱點(diǎn)引入課程教學(xué)；實(shí)驗(yàn)課程與理論課程的合理搭配；注意培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力。通過對教學(xué)模式的優(yōu)化及教學(xué)策略的改進(jìn)，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)學(xué)生知識擴(kuò)展能力，完善學(xué)生的科學(xué)思維能力及科研創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：遺傳學(xué)；教學(xué)模式；教學(xué)策略；科學(xué)前沿

中圖分類號 G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）22-0136-03

Abstract：Genetic is an important course of biology subject in university，which is meaningful for students to accumulate basic knowledge and helpful for the future scientific research of them. Though better teaching strategies were advanced recently，there is still some teaching methods could be improved. Being based on the deficiencies during teaching practices，the paper suggests some methods to improve the teaching model and strategies as follows：integrating scientific frontier into the teaching materials，adding hotspots of social attention in genetics subject to the teaching practice，coordinating experimental lessons with theoretical lessons，focusing on training summarizing ability of students. By improving teaching model and strategy，we could enhance the study interest of students，improve the knowledge expansion ability and scientific thinking ability in their future scientific research.

Key words：Genetics；Teaching model；Teaching strategy；Scientific frontier

遺傳學(xué)是大學(xué)生物學(xué)及相關(guān)專業(yè)的一門重要理論課程和實(shí)驗(yàn)課程，是生物學(xué)分支下的一個重要二級學(xué)科，包含了微生物、動物、植物等領(lǐng)域的全部遺傳進(jìn)化相關(guān)的研究成果及研究內(nèi)容，與生物學(xué)領(lǐng)域其它學(xué)科的知識交叉滲透并相輔相承。因此，大學(xué)遺傳學(xué)是生物學(xué)相關(guān)專業(yè)本科生的一門重要理論課程。盡管近年來大學(xué)教學(xué)水平不斷提高，遺傳學(xué)教學(xué)方法和教學(xué)技巧在不斷豐富，但在教學(xué)模式及教學(xué)策略方面仍有巨大的提升空間。本文基于在遺傳學(xué)教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的不足及積累的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，通過分析學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)及對知識吸收和需求等方面提出若干遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容及策略方面的改進(jìn)意見，可提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，有助于學(xué)生更好地掌握遺傳學(xué)領(lǐng)域的知識。

1 教材內(nèi)容與科學(xué)前沿動態(tài)的整合

隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，科學(xué)研究在不同領(lǐng)域也發(fā)生著日新月異的進(jìn)步，新技術(shù)和新成果如雨后春筍般的涌現(xiàn)，遺傳學(xué)研究的發(fā)展同樣突飛猛進(jìn)。能被遺傳學(xué)教科書收錄的知識都是不同階段遺傳學(xué)研究中的精華，同時有價值的遺傳學(xué)相關(guān)研究成果也不斷被寫入教科書。因此，對于大學(xué)遺傳學(xué)的教學(xué)要做到兩個方面：使學(xué)生對遺傳學(xué)研究歷史中的重大發(fā)現(xiàn)如數(shù)家珍；使學(xué)生對遺傳學(xué)領(lǐng)域現(xiàn)今的科學(xué)前沿及發(fā)展動態(tài)了如指掌。為達(dá)到以上兩個方面的教學(xué)效果，教師需要在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行優(yōu)化，加強(qiáng)遺傳學(xué)研究歷史的講解并將“CNS”的重要成果及諾貝爾獎的介紹引入課堂。

遺傳學(xué)的發(fā)展是一個承前啟后的過程，針對同一問題介紹其前因后果，追蹤發(fā)展動態(tài)有助于學(xué)生對知識整體脈絡(luò)的掌握。如對《遺傳學(xué)》教材第四章“孟德爾遺傳”知識的講解可以加入其研究歷史和后續(xù)的發(fā)展動態(tài)，使學(xué)生對該部分內(nèi)容的掌握更加深刻[1]。根據(jù)教學(xué)大綱的要求，學(xué)生在這個章節(jié)需要掌握孟德爾以豌豆籽粒形狀、子葉顏色、莖的長度等7對相對性狀為基礎(chǔ)所發(fā)現(xiàn)的基因分離和自由組合規(guī)律的相關(guān)知識。如果在講課過程中僅介紹基因分離和自由組合的原理及相關(guān)計(jì)算方法不足以加深學(xué)生對科學(xué)研究方法的掌握及科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維的提升。在該部分內(nèi)容可適當(dāng)介紹孟德爾發(fā)表該成果的主要論文《植物雜交試驗(yàn)》的相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)理統(tǒng)計(jì)，以達(dá)到使學(xué)生了解科學(xué)研究的具體過程，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析的相關(guān)能力。同時，在該部分內(nèi)容講解完畢后要追蹤該問題的發(fā)展動態(tài)，介紹后續(xù)的進(jìn)一步研究成果。如該部分內(nèi)容可增加部分關(guān)于孟德爾選取的不同性狀背后分子調(diào)控機(jī)制的研究進(jìn)展。如對于豌豆籽粒形狀的表現(xiàn)型（圓粒豌豆、皺粒豌豆）是由那些分子機(jī)制導(dǎo)致的。對于這個問題，后續(xù)的研究結(jié)果已經(jīng)清楚證明，皺粒豌豆是受淀粉分支酶I（SEB1）編碼基因所調(diào)控的，由于淀粉分支酶基因突變使種子中的果糖不能轉(zhuǎn)化為淀粉，隨著失水作用而使籽粒形狀表現(xiàn)為皺縮[2]。其它幾個性狀的研究進(jìn)展同樣可以進(jìn)行簡單介紹，如子葉顏色受常綠蛋白（SGR）調(diào)控，莖的長度受赤霉素3-氧化酶（GA3ox）調(diào)控等[3]。通過圍繞遺傳學(xué)某一部分的內(nèi)容，對其前因后果及研究動態(tài)的講解有助于學(xué)生對知識的整體性把握，加深學(xué)生對知識的掌握程度。

諾貝爾獎是科學(xué)研究領(lǐng)域的最重要獎項(xiàng)之一，絕大部分獲獎成果在科學(xué)研究歷史上具有里程碑意義或?yàn)槿祟惿鐣倪M(jìn)步和發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)。在遺傳學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展史上不乏許多被授予諾貝爾獎的重要成果，支撐著遺傳學(xué)的發(fā)展和生物學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步。因此，在遺傳學(xué)課堂上適當(dāng)引入諾貝爾獎的介紹不僅可以加深學(xué)生對知識的理解程度，同時可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和科學(xué)探索精神。如在講解遺傳學(xué)第三章《遺傳物質(zhì)的分子基礎(chǔ)》時可以引入1962年沃森（James Watson）、克里克（Francis Crick）、威爾金斯（Maurice Wilkins）由于發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋模型所獲得的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。在遺傳學(xué)教學(xué)的第五章《連鎖遺傳和性連鎖》的教學(xué)過程中，可以圍繞摩爾根發(fā)現(xiàn)連鎖遺傳的相關(guān)內(nèi)容引入1933年摩爾根（Thomas Hunt Morgan）由于創(chuàng)立遺傳學(xué)說所獲得的諾貝爾獎以及1946年摩爾根的學(xué)生繆勒（Hermann Joseph Muller）由于發(fā)現(xiàn)X射線照射可引發(fā)基因突變所獲得的諾貝爾獎。其它部分章節(jié)均可適當(dāng)向?qū)W生介紹由于轉(zhuǎn)座子的發(fā)現(xiàn)，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體系建立所獲得的諾貝爾獎的相關(guān)信息等。同時最新的諾貝爾獎獲獎內(nèi)容同樣涉及遺傳學(xué)領(lǐng)域，如2015年諾貝爾化學(xué)獎關(guān)于DNA修復(fù)的細(xì)胞機(jī)制方面的研究是對遺傳學(xué)第十章《基因突變》的進(jìn)一步豐富和發(fā)展，2016年關(guān)于細(xì)胞自噬理論的研究是對第二章《遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)》中細(xì)胞膜功能的深入闡述等。使學(xué)生在遺傳學(xué)的學(xué)習(xí)過程中能不斷了解該領(lǐng)域的最新前沿有助于學(xué)生追尋科研領(lǐng)域重大發(fā)現(xiàn)者的腳步與時俱進(jìn)，打下深厚的知識基礎(chǔ)。

2 將生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用及社會關(guān)注熱點(diǎn)引入課程教學(xué)

教師的教學(xué)活動除使學(xué)生掌握基本的理論知識外，還應(yīng)聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)生在工作和生活中對所學(xué)知識運(yùn)用自如。遺傳學(xué)的教學(xué)同樣需要在講解理論基礎(chǔ)知識的同時聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)生對所學(xué)的知識的應(yīng)用產(chǎn)生切身的體會，這樣不但可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)以致用，提高分析問題和解決問題的能力。在遺傳學(xué)課程的講授過程中，可以適當(dāng)添加一些對日常生活中的社會熱點(diǎn)問題、公眾普遍存在的爭議問題等的講解，增加以課程的吸引力和實(shí)際應(yīng)用價值。如在講解遺傳學(xué)第三章《遺傳物質(zhì)的分子基礎(chǔ)》這部分內(nèi)容時，主要教學(xué)目標(biāo)是通過幾個實(shí)驗(yàn)證據(jù)的介紹證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。該章節(jié)可以通過中國古代的迷信思想“滴血認(rèn)親”是否具有科學(xué)依據(jù)來引入，講授親子鑒定方法（如DNA指紋技術(shù)）應(yīng)用的理論基礎(chǔ)，最后通過總結(jié)否定古代迷信的親自關(guān)系鑒定方法，提出新的鑒定方法。在講授過程中穿插這種與日常生活息息相關(guān)的內(nèi)容更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，創(chuàng)造良好的課堂氣氛。此外，在教學(xué)過程中還可以理論聯(lián)系實(shí)際對遺傳學(xué)領(lǐng)域社會爭議的熱點(diǎn)問題進(jìn)行科普及探討。如目前“轉(zhuǎn)基因是否存在危害”這個問題是公眾中存在爭議的焦點(diǎn)之一，甚至引發(fā)崔永元和方舟子之間的爭論大戰(zhàn)，而公眾對轉(zhuǎn)基因的具體機(jī)理及操作知之甚少，甚至存在誤讀。在遺傳學(xué)課程第九章《基因工程和基因組學(xué)》這部分內(nèi)容的講解過程中可以聯(lián)系教科書中介紹的轉(zhuǎn)基因操作流程在教學(xué)過程中做適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展，深入闡述轉(zhuǎn)基因的原理、田間試驗(yàn)的流程、目前中國可食用的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品、目前中國可種植的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品以及轉(zhuǎn)基因真正容易引發(fā)的問題和不可能引發(fā)的問題等，使學(xué)生對類似的社會爭議熱點(diǎn)問題具有客觀的認(rèn)知，激發(fā)他們獨(dú)立思考問題的能力。通過理論聯(lián)系實(shí)際和將社會熱點(diǎn)問題引入遺傳學(xué)課程教學(xué)的方法可增強(qiáng)該課程的趣味性及應(yīng)用性。

3 實(shí)驗(yàn)課程與理論課程的合理搭配

遺傳學(xué)是生物學(xué)領(lǐng)域里一門重要理論課程，同時也是一門重要的實(shí)驗(yàn)課程。大學(xué)遺傳學(xué)課程分為理論課和實(shí)驗(yàn)課兩個部分，實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)需要與理論課的教學(xué)配合進(jìn)行才能達(dá)到較好的教學(xué)效果。在遺傳學(xué)的教學(xué)安排中，對于同一部分內(nèi)容的理論課程和實(shí)驗(yàn)課程連續(xù)進(jìn)行容易使學(xué)生印象深刻。如在講解“細(xì)胞有絲分裂”這部分內(nèi)容時，把實(shí)驗(yàn)課安排在理論課結(jié)束一周內(nèi)進(jìn)行效果較好。如同學(xué)們在課堂上學(xué)習(xí)了有絲分裂具體過程及細(xì)胞分裂各個時期形態(tài)特征后一周內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，觀察顯微鏡下真實(shí)的染色體形態(tài)，比較與教科書中的差異可使學(xué)生更牢固地掌握所學(xué)到的知識。同樣，遺傳學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需針對各部分所講的理論課程內(nèi)容相配合，在理論課學(xué)習(xí)完成一周內(nèi)開展，可以達(dá)到良好的教學(xué)效果。

4 注重培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力

培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考及學(xué)會學(xué)習(xí)的能力同樣是大學(xué)教學(xué)活動的一個重要方面，大學(xué)的教學(xué)要求學(xué)生不僅要被動地接受知識，還要主動地歸納總結(jié)進(jìn)而很好地吸收所學(xué)知識。因此，在大學(xué)遺傳學(xué)的教學(xué)中同樣要注重培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)知識的能力，訓(xùn)練思考問題的邏輯思維能力。在遺傳學(xué)的教學(xué)活動中，教師不僅要教學(xué)生具體的理論知識內(nèi)容，還需要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，因此要做到以下兩點(diǎn)：展示給學(xué)生學(xué)習(xí)的邏輯思維；引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的邏輯思維要求教師不僅要展示給學(xué)生具體的知識內(nèi)容，還要求教師展示給學(xué)生對問題的理解及學(xué)習(xí)過程，圖示教學(xué)法是實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的很好方法。教師在準(zhǔn)備教學(xué)幻燈片時應(yīng)盡量以圖示的方式展示每一部分的知識內(nèi)容，備課過程中教師可以閱讀書中的每一段主要文字，然后可通過自己的理解將學(xué)習(xí)到的以文字為主體現(xiàn)的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為以各種圖形及流程圖為主來表達(dá)，在授課過程中結(jié)合圖示用文字的方式再將知識點(diǎn)傳達(dá)給學(xué)生，這樣就可以是學(xué)生了解到每一段文字都可以轉(zhuǎn)化為以圖形表示的直觀內(nèi)容，引導(dǎo)他們采用類似方法進(jìn)行知識的學(xué)習(xí)。如在講授遺傳學(xué)中“乳糖操縱子”相關(guān)內(nèi)容時，為表達(dá)“乳糖→乳糖水解酶基因開啟→乳糖分解→乳糖水解酶基因關(guān)閉”這一過程時，可通過制作一個該過程動態(tài)變化的幻燈片來進(jìn)行講解，展示每一步反應(yīng)及其原理，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的邏輯思維能力。遺傳學(xué)教學(xué)的第二個重要方面是引導(dǎo)學(xué)生對問題的歸納總結(jié)能力，通過比較相似及異同達(dá)到對不同知識點(diǎn)清晰掌握的效果。如在講到“非等位基因間的相互作用”這一教學(xué)難點(diǎn)時，可引導(dǎo)學(xué)生通過歸納總結(jié)對其進(jìn)行區(qū)分。在該部分內(nèi)容中，學(xué)生對控制同一生物性狀的兩對基因間的幾類相互作用容易混淆，我們做了如下總結(jié)和歸納，采用更通俗易懂的語言揭示控制同一性狀兩個基因的內(nèi)在聯(lián)系，如表1：

通過對不同相關(guān)內(nèi)容的比較分析，可以提高學(xué)生歸納和總結(jié)問題的能力，找出各部分知識及內(nèi)容的異同點(diǎn)，可提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。在大學(xué)遺傳學(xué)的教學(xué)過程中，教師應(yīng)針對教材內(nèi)容與科學(xué)前沿動態(tài)的整合，將生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用及社會關(guān)注熱點(diǎn)引入課程教學(xué)、實(shí)驗(yàn)課程與理論課程的合理搭配、注意培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力等幾個方面，靈活使用不同的教學(xué)模式及教學(xué)策略，對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)引導(dǎo)和興趣的激發(fā)，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。

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（責(zé)編：張長青）