提高高校遺傳學(xué)課程教學(xué)效果的方法探討

張昆

摘要：遺傳學(xué)是生命科學(xué)專業(yè)本科階段的一門(mén)重要課程。目前遺傳學(xué)課程的教學(xué)理念日益完善，但仍有一些方法有待提高。根據(jù)遺傳學(xué)課堂教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題，我們從遺傳學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)理念和教學(xué)方法等方面的改革提出見(jiàn)解。此外，理論聯(lián)系實(shí)際，經(jīng)典研究案例融入遺傳學(xué)教學(xué)等理念的應(yīng)用可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開(kāi)拓學(xué)生的思路，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：遺傳學(xué)；教學(xué)改革；遺傳學(xué)教學(xué)；經(jīng)典遺傳學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）51-0188-03

遺傳學(xué)作為生命科學(xué)的重要組成部分，是生命科學(xué)各專業(yè)的核心課程，在本科教學(xué)大綱中占有重要的地位。隨著時(shí)代的發(fā)展，遺傳學(xué)的研究范圍不斷擴(kuò)大，一些新的理論、方法和技術(shù)不斷涌現(xiàn)，進(jìn)一步加深了人類對(duì)遺傳物質(zhì)傳遞方式和實(shí)現(xiàn)途徑的理解；同時(shí)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境等領(lǐng)域的應(yīng)用也取得了顯著的進(jìn)展。隨著遺傳學(xué)學(xué)科的迅速發(fā)展，遺傳學(xué)的教學(xué)內(nèi)容越來(lái)越豐富，導(dǎo)致教學(xué)難度增加，而教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)數(shù)卻未能得到相應(yīng)的提高。同時(shí)生命科學(xué)各個(gè)學(xué)科的相互滲透導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容出現(xiàn)一定的重復(fù)，授課教師在教學(xué)內(nèi)容的選擇和教學(xué)時(shí)間的安排上存在著突出的矛盾。因此，授課教師不僅應(yīng)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的取舍，形成一個(gè)結(jié)構(gòu)完整的課程綱要和知識(shí)體系，而且還應(yīng)該采用合理的教學(xué)手段和方法進(jìn)一步提高教學(xué)效果和質(zhì)量。

一、遺傳學(xué)課堂教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

遺傳學(xué)的教學(xué)目的應(yīng)著重于科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，即通過(guò)知識(shí)的傳授，實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，建立科學(xué)的遺傳學(xué)觀念。為了達(dá)到這一目的，在遺傳學(xué)教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)該結(jié)合學(xué)校的特色，聯(lián)系學(xué)生實(shí)際情況以及當(dāng)今遺傳學(xué)發(fā)展和研究的重點(diǎn)確定教學(xué)內(nèi)容。對(duì)于遺傳學(xué)教學(xué)而言，目前國(guó)內(nèi)存在著不同院校出版的幾十種教材，但是每種教材的編寫(xiě)者側(cè)重點(diǎn)不同，同時(shí)教材內(nèi)容及語(yǔ)言風(fēng)格也各有特點(diǎn)，如何選擇適合自己學(xué)校及專業(yè)特色的教材往往有一定的難度。同時(shí)授課教師可能面臨較重的科研任務(wù)，在授課過(guò)程中教學(xué)理念更傾向于傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)，新的教育教學(xué)理念并沒(méi)有實(shí)施，因此，在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性不足，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容沒(méi)有透徹理解，學(xué)習(xí)效果大打折扣。

二、遺傳學(xué)課堂教學(xué)方法改革的途徑

（一）選取合適的教材和教學(xué)內(nèi)容

教材是教學(xué)的基礎(chǔ)，對(duì)于不同的遺傳學(xué)教材，其內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)有所不同，此外不同院校使用的教材也有較大區(qū)別。合適的教材是保證遺傳學(xué)教學(xué)正常有序進(jìn)行的前提，對(duì)于我校而言，師范專業(yè)是特色專業(yè)，我校遺傳學(xué)教研室組織人員編寫(xiě)《普通遺傳學(xué)》教材，該教材在2009年和2015年先后推出第一版和第二版，主要適合高等師范院校尤其是地方師范院校，并且榮獲普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材和遺傳學(xué)國(guó)家精品課程配套教材，已被全國(guó)近百所高校選為生物專業(yè)本科生的固定教材。該教材內(nèi)容除了遺傳學(xué)三大規(guī)律、細(xì)胞遺傳學(xué)、微生物遺傳學(xué)、基因突變、群體遺傳與數(shù)量遺傳學(xué)等典型的遺傳學(xué)內(nèi)容外，還包括基因組學(xué)、基因表達(dá)調(diào)控、表觀遺傳學(xué)等現(xiàn)代遺傳學(xué)的部分內(nèi)容。該書(shū)概念清晰，語(yǔ)言簡(jiǎn)潔，內(nèi)容全面，適合本科生閱讀。此外，雖然上課有指定的教材，但實(shí)際上其并不是唯一的參考，我們還會(huì)借鑒其他教師編寫(xiě)的遺傳學(xué)書(shū)籍，如王亞馥和戴灼華版《遺傳學(xué)》、劉祖洞版《遺傳學(xué)》、朱軍版《遺傳學(xué)》、趙壽元和喬守怡版《現(xiàn)代遺傳學(xué)》等。同時(shí)推薦學(xué)生閱讀一些外文遺傳學(xué)原本教材如《LEWINS GENES XI》、《Molecular Biology of the Cell》和《Genetics ：from Genes to Genomes》等，這些國(guó)內(nèi)外教材可以作為很好的閱讀材料和教學(xué)素材。

為了讓學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的基本概念，建立完善的知識(shí)體系，避免出現(xiàn)遺傳學(xué)與其他學(xué)科的內(nèi)容重復(fù)。在教學(xué)過(guò)程中，任課教師不僅要重視傳統(tǒng)的遺傳學(xué)內(nèi)容，而且還需要將遺傳學(xué)和其他學(xué)科的內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃、有機(jī)結(jié)合。在講授基礎(chǔ)理論的同時(shí)，注重介紹學(xué)科前沿的知識(shí)，使學(xué)生不僅具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，而且又對(duì)學(xué)科前沿有深刻了解，使學(xué)生在分子水平、細(xì)胞水平、個(gè)體水平以及群體水平等不同層次上對(duì)該課程有一個(gè)較為完整和深入的認(rèn)識(shí)。在教學(xué)內(nèi)容上，教師還應(yīng)該結(jié)合院校的專業(yè)特色和生源特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的差異化教學(xué)，針對(duì)不同的學(xué)習(xí)階段，對(duì)學(xué)生提出不同的要求，并且根據(jù)教學(xué)實(shí)際情況對(duì)教學(xué)知識(shí)、教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行合理調(diào)整，以滿足不同學(xué)生的需求，實(shí)現(xiàn)適合該校學(xué)生的課程教學(xué)目標(biāo)[1]。

（二）提升教學(xué)理念，改進(jìn)教學(xué)模式

傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，不管是教師講授還是與學(xué)生對(duì)話，都是“以教師為中心”的一對(duì)多的形式。隨著教育技術(shù)和理念的進(jìn)步，教學(xué)過(guò)程應(yīng)從“教師為中心的教學(xué)”轉(zhuǎn)變到“以學(xué)生為主體的教學(xué)”。近年來(lái)，“翻轉(zhuǎn)課堂”的模式正逐步被大多數(shù)教師所接受?！胺D(zhuǎn)課堂”起源于美國(guó)科羅拉多州落基山的“林地公園”高中。2007年春，該?；瘜W(xué)教師喬納森·伯爾曼（Jon Bergmann）和亞倫·薩姆斯（Aaron Sams）開(kāi)始使用錄屏軟件錄制PowerPoint演示文稿的播放和講課聲音，并將視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)，以此幫助缺席的學(xué)生補(bǔ)課。后來(lái)，這兩位老師讓學(xué)生在家觀看教學(xué)視頻，在課堂上完成作業(yè)，并對(duì)學(xué)習(xí)中遇到困難的學(xué)生給予講解。這種教學(xué)模式受到了學(xué)生的廣泛好評(píng)[2]。翻轉(zhuǎn)課堂的基本教學(xué)流程是“學(xué)生提前看材料—做練習(xí)—教師指導(dǎo)—總結(jié)提升”，這個(gè)流程和傳統(tǒng)課堂的“預(yù)習(xí)—課堂講解—練習(xí)”在學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和教學(xué)組織上有較大的不同。在翻轉(zhuǎn)課堂中，學(xué)生成為了學(xué)習(xí)過(guò)程的中心。他們需要在實(shí)際的參與過(guò)程中通過(guò)完成真實(shí)的任務(wù)來(lái)建構(gòu)知識(shí)。對(duì)于遺傳學(xué)的教學(xué)過(guò)程而言，授課教師可以運(yùn)用該教學(xué)策略進(jìn)行有益的嘗試，選取一些難度適中的內(nèi)容如三點(diǎn)測(cè)交錄制視頻，提前發(fā)給學(xué)生供其自學(xué)，在課堂上教師主要扮演答疑者的身份，這樣可以檢查學(xué)生的知識(shí)掌握情況，并給予及時(shí)的反饋，使學(xué)生清楚自己的學(xué)習(xí)情況。及時(shí)的評(píng)測(cè)還便于教師對(duì)課堂活動(dòng)的設(shè)計(jì)做出及時(shí)調(diào)整，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，形成自主、探索的學(xué)習(xí)模式，更好地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)[3]。

（三）啟發(fā)學(xué)生興趣，理論聯(lián)系實(shí)際

興趣是最好的老師，只有將興趣化的教學(xué)方法和多樣化的教學(xué)手段相結(jié)合，才能培養(yǎng)出學(xué)生的興趣以及獨(dú)立分析解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新思維能力。根據(jù)生物學(xué)教學(xué)的特點(diǎn)，教師可采用理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方法來(lái)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[4]。如在講解遺傳物質(zhì)的分子基礎(chǔ)這部分內(nèi)容時(shí)，主要教學(xué)目標(biāo)是通過(guò)幾個(gè)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(guò)中國(guó)古代的迷信思想“滴血認(rèn)親”是否具有科學(xué)依據(jù)來(lái)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(guò)總結(jié)，否定古代迷信的親子關(guān)系鑒定方法。在講解遺傳學(xué)三大規(guī)律和伴性遺傳時(shí)，可以將人類的一些單基因和多基因疾病及其遺傳方式進(jìn)行分析，如侏儒癥（常染色體顯性）、苯丙酮尿癥（常染色體隱性）、多發(fā)性神經(jīng)纖維瘤（常染色體顯性）、亨廷頓舞蹈?。ǔＨ旧w顯性）、紅綠色盲（X-連鎖）等；多基因疾病有高血壓病、冠心病、青少年型糖尿病、精神分裂癥、唇裂等，除這些遺傳疾病外，常見(jiàn)的一些性狀如膚色、雙眼皮、身高和肥胖等也有遺傳的因素在發(fā)揮作用。在講解伴性遺傳時(shí)，除可將日常生活中的血友病與之聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行分析，還可以結(jié)合英國(guó)女王維多利亞后代的例子進(jìn)行分析，譜系分析發(fā)現(xiàn)維多利亞是血友病的攜帶者，可能是她體內(nèi)的某個(gè)X染色體變異，也可能是她父親精子中的那條X染色體變異。維多利亞女王共有9個(gè)子女，其中兩個(gè)女兒帶有血友病基因，一個(gè)兒子為血友病患者，現(xiàn)在在位的伊麗莎白二世女王則沒(méi)有血友病的致病基因，因此她的后代就不會(huì)遺傳血友病。同時(shí)，人類的禿頂屬于從性遺傳，而目前英國(guó)王室的中年男性成員大多數(shù)表現(xiàn)出早禿的表型，通過(guò)家系分析發(fā)現(xiàn)伊麗莎白二世女王的丈夫菲利普親王的祖先具有禿頂?shù)默F(xiàn)象，但是禿頂僅在英國(guó)皇室男性群體里表現(xiàn)明顯，而在女性群體里，尤其是年輕女性群體里并不明顯。因?yàn)槎d頂?shù)谋硇筒粌H受基因影響，而且跟雄性激素水平也明顯相關(guān)。通過(guò)這些名人案例既可以講解抽象的遺傳學(xué)理論，而且有助于學(xué)生分析日常生活中的現(xiàn)象。除此之外，轉(zhuǎn)基因食品安全問(wèn)題是公眾關(guān)注的焦點(diǎn)之一，甚至引發(fā)崔永元和方舟子之間的爭(zhēng)論大戰(zhàn)。教師在基因工程這部分內(nèi)容的講解過(guò)程中可以闡述轉(zhuǎn)基因的原理、田間試驗(yàn)的流程、目前中國(guó)可食用和可種植的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品等，使學(xué)生對(duì)類似的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題具有客觀的認(rèn)識(shí)。通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際和將社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)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，達(dá)到激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的目的。

（四）將經(jīng)典研究案例與課堂教學(xué)相結(jié)合

作為一門(mén)實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，遺傳學(xué)的每一個(gè)重要學(xué)說(shuō)或理論都建立在一系列設(shè)計(jì)巧妙和推理嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，這些著名的研究案例在遺傳學(xué)的學(xué)科發(fā)展中起著舉足輕重的作用，亦是不可多得的教學(xué)素材。如果教師只注重遺傳學(xué)原理和知識(shí)的講解，而忽視對(duì)相關(guān)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的細(xì)致剖析，就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生只掌握遺傳學(xué)的知識(shí)結(jié)論，而對(duì)原理誕生的過(guò)程一無(wú)所知，不利于學(xué)生科學(xué)研究能力的培養(yǎng)。將經(jīng)典案例的研究背景、研究方法、設(shè)計(jì)思路以及對(duì)研究結(jié)果的討論等應(yīng)用到遺傳學(xué)課程教學(xué)中，完整地展現(xiàn)給學(xué)生，既可滿足教學(xué)大綱對(duì)基本理論的要求，同時(shí)對(duì)學(xué)生的遺傳分析和邏輯思維能力以及科學(xué)素養(yǎng)也是一個(gè)很好的訓(xùn)練，教學(xué)效果好于單純講解遺傳學(xué)基本理論。例如，番茄果重fw2.2基因的定位與克隆是植物數(shù)量性狀基因座研究中一個(gè)開(kāi)創(chuàng)性的成果。將其作為一個(gè)綜合案例應(yīng)用于遺傳學(xué)教學(xué)，可以生動(dòng)直觀地給學(xué)生展示從遺傳學(xué)經(jīng)典連鎖圖到分子標(biāo)記遺傳圖的構(gòu)建、數(shù)量性狀基因的定位、克隆及功能驗(yàn)證等一系列精彩的科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程，完整地體現(xiàn)了植物數(shù)量性狀基因的研究歷程，體現(xiàn)了國(guó)內(nèi)外所倡導(dǎo)的以培養(yǎng)學(xué)生的遺傳分析能力為重的教學(xué)理念[5]。除此之外，細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、豌豆和果蠅雜交實(shí)驗(yàn)、噬菌體基因內(nèi)作圖實(shí)驗(yàn)等也十分適合進(jìn)行經(jīng)典案例的教學(xué)，通過(guò)剖析這些經(jīng)典案列的設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析推理，可以引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的思考方法和培養(yǎng)主動(dòng)獲取知識(shí)的能力。

三、遺傳學(xué)課堂教學(xué)方法改革的效果和結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)生物科學(xué)、生物技術(shù)、生物工程專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果顯示：教學(xué)方法的多樣化有效激起了學(xué)生學(xué)習(xí)遺傳學(xué)知識(shí)的興趣；多數(shù)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的安排和講解方式滿意，認(rèn)為遺傳學(xué)知識(shí)和自身生活比較密切，提高了自身對(duì)生活中遺傳學(xué)知識(shí)的應(yīng)用和了解，增強(qiáng)了分析問(wèn)題、解決和獨(dú)立思考問(wèn)題的能力。同時(shí)將遺傳學(xué)知識(shí)與不同科學(xué)之間有機(jī)結(jié)合，拓寬了學(xué)生的視野，學(xué)生的創(chuàng)新能力也得到培養(yǎng)。教師應(yīng)針對(duì)教材內(nèi)容與科學(xué)前沿動(dòng)態(tài)進(jìn)行整合，將生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用及社會(huì)關(guān)注熱點(diǎn)引入課程教學(xué)，并將實(shí)驗(yàn)課程與理論課程合理搭配、提升教學(xué)效果?？傊z傳學(xué)的課堂教學(xué)需要不斷開(kāi)拓新思路，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)該課程的興趣，強(qiáng)化研究性實(shí)驗(yàn)操作等；在實(shí)施過(guò)程中應(yīng)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，讓學(xué)生主動(dòng)參與到教學(xué)活動(dòng)中，使課堂教學(xué)發(fā)揮最佳功效，使教學(xué)質(zhì)量不斷提高。

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Abstract：Genetics is an important course for undergraduate students majoring in life sciences. Currently teaching philosophy of genetics course is increasingly completed，but some teaching methods could be further improved. Based on the problems occurred in classroom teaching，opinions about the reform were put forward from several aspects of teaching content，teaching philosophy and teaching methods；Furthermore，application of some ideas like linking theory with practice and combination of classical research case and genetics teaching can stimulate students' interest in learning，develop the vision of students，enhance the students' learning effect，consequently achieve better teaching result.

Key words：Genetics；teaching reform；genetics teaching；classical genetics