動物遺傳學課程教學改革探索

苗永旺 王配 滕曉紅 張永云

摘要?動物遺傳學是動物科學專業(yè)本科生的一門重要專業(yè)基礎課。由于近年高校改革和本學科的飛速發(fā)展，該課程教學的改革已成為必然趨勢。為了能夠更好地改進該課程教學，適應學科發(fā)展，使授課質量得到進一步提高，從教學內容的優(yōu)化與重組，選擇合適教材，改革完善課程的理論和實驗教學方法和教學手段及完善考核評價制度等方面提出了改革設想。

關鍵詞?動物遺傳學，理論教學，實驗教學，課程考核制度，教學改革

中圖分類號?S-01文獻標識碼?A文章編號?0517-6611（2020）06-0276-04

Abstract?Animal genetics is an important basic course for undergraduate of animal science majors. Due to the reform of colleges and universities and the rapid development of this subject in recent years， the teaching reform of this course has become an inevitable trend. In order to better improve the teaching of the course， and adapt to the development of the subject， and further improve the teaching quality， this paper put forward some tentative ideas from the aspects of optimizing and reorganizing the teaching content， reforming and perfecting the theoretical and experimental teaching methods and teaching means， and perfecting the examination and evaluation system.

Key words?Animal genetics，Theoretical teaching，Experimental teaching，Curriculum examination system，Teaching reform

動物遺傳學是研究動物遺傳和變異規(guī)律的一門學科，是生命科學中一門十分重要的基礎性和前沿性學科，也是理論性很強的學科[1]。該課程與畜禽的保種、選育利用和畜牧生產關系十分密切，是為動物科學專業(yè)本科生開設的一門重要專業(yè)基礎課。該課程的教學任務是讓學生掌握有關動物遺傳學的基本概念、基本理論和基本的實驗操作，具備一定的能夠在畜牧生產中應用遺傳學理論知識解決實際問題的能力。該課程的學習可為動物科學專業(yè)本科后續(xù)課程，特別是家畜育種學課程的學習提供理論基礎，也為今后從事畜牧領域專業(yè)工作打下堅實的遺傳學理論基礎[2]。

1?存在的問題及教學改革的必要性

在生物學理論與生物技術飛速發(fā)展的今天，遺傳學的學科中心地位凸顯。對動物遺傳學基本理論和技術的掌握，關系到畜禽種質資源的保存與利用、新品種的培育，在畜牧學科領域中顯得越來越重要。該課程的教學內容十分豐富，包括經典遺傳學、細胞遺傳學、分子遺傳學、基因組學、表觀遺傳學、群體遺傳學和數(shù)量遺傳學等方面的內容，具有概念多、理論性強、邏輯嚴密、內容抽象、涉及面廣、信息量大等特點，這給該課程的教學和學生的學習增加了很大的難度。近年來，為了適應社會發(fā)展和高校改革的需要，各高校增設了本科教學的課程數(shù)量，同時壓縮了傳統(tǒng)課程的課時數(shù)[2-3]。課時不足和教學內容增多之間的矛盾凸顯，使得動物遺傳學教學內容的深度和廣度難以兼顧。從動物科學專業(yè)動物生產專業(yè)方向來看，動物遺傳學課程的總學時逐步壓縮為56學時，其中理論課40學時、實驗課16學時。同時，隨著基因組學和分子生物學技術的發(fā)展，遺傳學學科與其他相關學科相互滲透、交叉發(fā)展，產生了很多新的知識和技術，使得課程的教學內容不斷更新或內容迅猛增加，信息量加大。在新形勢下，上述問題的存在促使對該課程的理論與實驗教學作出改革已成為必然趨勢。在學時壓縮的情況下，如何在保證教學質量的情況下，使學生系統(tǒng)掌握動物遺傳學的基本概念和基本理論并有一定的應用能力？在分子遺傳學和基因組學迅猛發(fā)展和分子生物學技術日趨完善的條件下，過去未曾涉及的理論與實驗教學內容如何設計和開展？作為發(fā)展最為迅速的學科，如何讓學生了解最新發(fā)展動態(tài)？如何在課堂教學中體現(xiàn)出專業(yè)特色？這些都是在新形勢下動物遺傳學課程建設和教學改革所面臨的問題。鑒于此，進行該課程理論與實驗教學的深入研究，在優(yōu)化課程教學內容的基礎上，開展該課程教學方法、教學手段和實驗的教學改革，探討合適的課程考核評價制度，對于提升教學效果、保證教學質量非常必要。

2?教學改革的具體設想與措施

針對目前動物遺傳學課程教學中遇到的新形勢與新問題，筆者所在課程組設想從對教學內容的優(yōu)化與重新組織，更新教學文件，選擇合適教材，調整課程教學方法、教學手段和教學模式及完善考核評價方式、制度等方面采取措施進行改革，以便能夠更好地提高該課程的教學質量，達成預期的課程目標及教學效果。

2.1?優(yōu)化教學內容、革新教學文件，并選擇合適的教材

動物遺傳學課程是為動物科學專業(yè)本科生開設的一門重要專業(yè)基礎課。應認真分析該專業(yè)學生的知識結構，深入研究該專業(yè)培養(yǎng)目標及培養(yǎng)計劃中動物遺傳學課程及與之相關課程的教學內容，并結合現(xiàn)今遺傳學理論與技術的發(fā)展，優(yōu)化該課程教學內容體系，制定合理的動物遺傳學課程教學大綱。通過課程教學內容體系的優(yōu)化改革，合理調整、整合、活化授課內容，拓展新的教學內容，在此基礎上進一步革新教案和完善教學講義及課件，使教學內容能反映現(xiàn)代動物遺傳學學科近年的知識積累和最新研究進展。這對于該課程增加教學內容容量，保證教學質量，跟上現(xiàn)代遺傳學學科的發(fā)展具有重要意義。

以往動物遺傳學課程的教學內容主要集中于經典遺傳學的介紹及群體遺傳學、數(shù)量遺傳學基礎等內容，對于分子遺傳學的內容雖有涉及但內容有限。近年由于分子遺傳學、基因組學和表觀遺傳學等學科的產生和發(fā)展，改變了整個生物學面貌，使動物遺傳學的教學內容猛增，也使動物遺傳學在畜牧學科中的地位變得日益重要。因此，在該課程教學內容體系的優(yōu)化和重新組織過程中，將經典遺傳學的教學內容重點放在連鎖互換和遺傳重組內容的介紹上，對可遺傳變異的介紹重點放在生物變異的染色體和分子機制上，有關分子遺傳學的教學內容更新增加了基因的結構與功能、遺傳信息的傳遞、基因的表達調控及表觀遺傳學和基因組學等內容，在群體遺傳學、數(shù)量遺傳學部分增加了由于分子遺傳學、基因組學的發(fā)展而產生的對數(shù)量性狀的新認識、新進展等內容。在教學內容優(yōu)化調整的基礎上，課程組制定出了新的動物遺傳學課程教學大綱作為該課程教學的指導性文件，大綱內容包括課程基本信息、課程介紹、課程目標、教學內容、課程學時分配、課程要求、考核與成績評定和參考教材及相關資料等。在此基礎上課程組相應地更新完善了該課程的教案、教學講議及課件。

教材是教師開展教學活動的主要依據(jù)，它為教師備課、上課、布置作業(yè)等教學活動的組織提供了基本依據(jù)和素材，也是學生在教學過程中獲取知識、進行學習的主要材料。教材不僅可以幫助學生學習掌握教師講授的教學內容，也便于學生預習、復習和做作業(yè)。因此，選擇一本適合的教材非常重要，教材選擇的合適與否直接關系到教學質量及教學效果。目前，有關動物遺傳學和遺傳學的教材種類繁多，各具特色。根據(jù)動物科學專業(yè)的實際情況和新的動物遺傳學課程教學大綱要求，兼顧學科知識結構系統(tǒng)性和前沿性、培養(yǎng)學生具有深厚專業(yè)理論基礎的考量，經過教研組討論決定以吳常信院士主編的《動物遺傳學》教材開展教學，并指定2本其他遺傳學教材作為教學的參考書。在選擇合適教材的同時，還有必要引導學生按照動物遺傳學課程各章節(jié)的教學內容和教學大綱的要求，有效地使用教材，發(fā)揮教材的最大作用。在教學過程中，要求學生在認真閱讀教材和指定參考書的基礎上，撰寫讀書筆記并將之納入考核內容是一項非常有效的督促學生學習的措施。

2.2?教學方法改革探索

動物遺傳學課程的一個突出特點就是概念多，而且理論相對抽象，需要學生具備一定的邏輯思維和推理能力，還應具備一定的化學和數(shù)學基礎，加之該領域新概念、新理論和新技術的迅猛增長，以往那種教師站在講臺上填鴨式、灌注式的被動教學方法已不能適應動物遺傳學課程教學的需要。這種教學方式一方面會讓學生感到教學內容枯燥乏味，學起來很難，學習的積極性很難調動，導致教學效果差，另一方面，老舊的教學方式很難適應知識爆炸時代的要求，在有限的學時下很難完成教學任務。因此，在教學過程中，嘗試采用啟發(fā)式、互動式、探究式和參與式等多種教學方法，充分調動學生學習的主觀能動性是十分必要的。

啟發(fā)式教學就是根據(jù)教學目的、教學內容的需要，基于學生的知識結構和認知規(guī)律，教師在教學過程中引導、啟發(fā)學生在教學內容上積極思維，使學生在思考過程中掌握知識，加深對知識的理解，進而培養(yǎng)學生的思考和探究能力的教學方法[4-6]。啟發(fā)式教學不僅是一種教學方法，更是一種普遍采用的教學原則[5-6]。傳統(tǒng)的“注入式”教學，不注重啟發(fā)學生思維，培養(yǎng)出的學生缺乏獨立思考能力，而啟發(fā)式教學對理論性強的動物遺傳學課程來說，能夠啟發(fā)學生學習的興趣，充分發(fā)揮其學習的主動性，應貫穿于整個動物遺傳學教學過程的始終?；邮浇虒W要求教師在組織教學過程中通過營造“教”與“學”雙方互動的教學情境，在任課教師與學生之間雙方平等溝通探討的過程中，達到不同觀點碰撞感應，進而激發(fā)學生學習的主動性和潛能，達到提高教學效果的目的[7]。具體操作時教師可根據(jù)動物遺傳學每次的授課內容進行一些設問討論，還可以專門針對一些章節(jié)設置具體問題進行討論，也可以采用電子郵件、建立教學用QQ群和微信群等形式在課下與學生進行互動交流。在動物遺傳學課程有些章節(jié)的教學過程中，可以采用探究式教學，以便加強學生的主體地位和學習的主動性。教師可通過一些具體案例提出問題，讓學生自己通過閱讀教材和查閱資料、討論等過程去主動思考、探究，搞清動物遺傳學原理或相應知識點的脈絡及內部的聯(lián)系，從中建立起該課程的知識架構[6，8]。例如，筆者在講授性別決定理論時，就預先通過泰國人妖案例提出一些問題：怎樣看待性別？性別是遺傳還是環(huán)境因素決定的？性別在個體發(fā)育過程中會不會改變？以作業(yè)或小論文的形式布置下去，讓學生在廣泛查閱資料、思考的基礎上完成。這一主題學生非常感興趣，都能認真準備，正式上課時可采用小組討論發(fā)言或課堂提問形式，提供答案，教師加以引導并認真總結，取得了較好的教學效果。參與式教學法顧名思義就是教師在教學過程中為調動學生學習的主動性和積極性，使學生由被動的知識接受者，成為教學活動的積極參與者、實踐者的教學方法[7，9]。這種方法的出發(fā)點是以學生為中心，充分應用靈活多樣、直觀形象的教學手段，鼓勵學生積極參與到教學過程中來，成為其中的積極成分。這種方法在動物遺傳學課堂教學中的應用，改變了傳統(tǒng)灌輸式的教學模式，活躍了課堂氣氛，增加了學生對該課程的學習興趣，使學生能深刻地領會和掌握所學的動物遺傳學理論。在具體教學過程中，可通過課堂設問、小組討論、案例分析和作業(yè)等方式進行。

任何教學過程都不是千篇一律的，而是在尊重教學規(guī)律的基礎上，為了達成預期的教學目標和教學效果，應將多種教學方法靈活應用到教學過程中來。上述各種教學方法是相互關聯(lián)相互滲透的，在動物遺傳學教學過程中可根據(jù)不同章節(jié)的教學目的和要求加以靈活組織應用，達到最佳的教學效果。

2.3?將多媒體教學和互聯(lián)網資源應用到教學過程中

教學手段是教學過程中傳遞教學內容信息的各類工具、媒介或設備，直接影響教學效率和教學效果。傳統(tǒng)的教學內容通常是教師通過一本教材、一只粉筆、一塊黑板、幾幅掛圖或投影膠片等進行展示。自20世紀90年代以來，多媒體技術的產生由于其具有多方面的優(yōu)點，使之得到迅猛發(fā)展，已成為現(xiàn)今主要的的教學手段。多媒體教學信息量大、內容容量大，與傳統(tǒng)教學手段相比，可節(jié)約大量空間和時間，生動形象，可大幅度提高教學效率[10-11]。這對于動物遺傳學教學內容大幅度增加的今天，是一種非常合適的教學手段。在開展動物遺傳學教學過程中，應根據(jù)教學目標和教學對象的特點，充分利用現(xiàn)代多媒體技術的便捷、生動、直觀、靈活、可重復性、互動性強等特點[10-11]，通過創(chuàng)造性的教學設計，合理選擇和運用現(xiàn)代多媒體教學，并與傳統(tǒng)教學手段有機組合，共同參與教學全過程，以多種信息作用于學生，使得教學過程變得豐富多彩，從而激發(fā)學生學習的積極性和主動性，達到最優(yōu)化的教學效果。教師是多媒體教學的設計者，無論是課件的設計、制作，還是解決教學過程中的具體問題，都需要教師精心準備安排。筆者所在課程組近年來在教學過程中采用多媒體教學，取得了較好的教學效果。

隨著近年全面網絡化和信息化的大數(shù)據(jù)時代來臨，基于網絡平臺的各種共享的教學資源日益增多。這為動物遺傳學教學和學生學習提供了更好的平臺，也為解決動物遺傳學課程學時有限與課程內容增多、難度增大之間的矛盾提供了直接有效的途徑[12-13]。例如，以百度百科（https：//baike.baidu.com/）、互動百科（http：//www.baike.com/）等為代表的中文百科全書平臺可為該課程的教學和學習提供便利[12]，該課程相關的一些概念、理論及相關問題都可以通過這些平臺進行查閱。還有一些公益性的在線開放課程平臺，例如，在教育部重點支持建設的國家精品開放課程共享系統(tǒng)“愛課程”網上就擁有揚州大學、中國農業(yè)大學、西北農林科技大學、河南農業(yè)大學4所高校提供的動物遺傳學課程視頻，這些視頻課程各具特色可作為該課程教學的參照和補充[12]，此外，遺傳學作為生命科學中一門的基礎課，國內外與之相關的免費開放的微課程和MOOC資源十分豐富，可與動物遺傳學課程的教學內容互補[12]。以上教學資源可以有效充實豐富該課程教學內容，為學生自主學習提供了很好的平臺。在具體教學過程中，可將動物遺傳學課程的有些教學內容布置給學生，讓學生自主學習，能有效解決課堂時間不足的問題，也可以將該課程較難的教學內容在課堂教學后，讓學生在網上進一步學習，與課堂教學內容相對照，以加深理解和掌握。另外，從2009年開始云南農業(yè)大學就逐漸建立和完善了網絡教學及課程建設平臺，該平臺包含教學大綱、教學課件、習題練習等教學資源，學生可以利用這一公共平臺開展課程學習，增強理論與實踐素養(yǎng)。

2.4?實驗課教學改革

動物遺傳學實驗課是理論與實踐相結合的教學過程，對于課堂理論教學而言，它是教學內容的繼續(xù)、補充和深化，是動物遺傳學課程教學過程必不可少的重要環(huán)節(jié)，對學生加深遺傳學理論知識的理解、培養(yǎng)動手應用能力具有重要意義，在整個動物遺傳學課程教學中占有十分重要的地位。

近年來，隨著分子遺傳學和基因組學迅猛發(fā)展，增加了很多新的實驗教學內容。這些實驗內容具有較高的技術含量，需要的儀器較精密，實驗成本相對較高，對任課教師的要求更高。因此，在新的形勢下，探討動物遺傳學實驗教學內容、教學方法和教學手段改革的新思路也是十分必要的。動物遺傳學實驗教學內容的改革應加大分子遺傳學、基因組學和生物信息學的實驗內容，使學生掌握現(xiàn)代遺傳學的基本技術和操作。對于過去設置的有些經典的部分實驗內容可嘗試通過播放錄像片或利用網絡遺傳學實驗微課程的學習來代替，可解決實驗課的課時少的問題，以保證將實驗課學時更多地用于完成教學內容更新產生的新的實驗內容。在教學方法上，要啟發(fā)學生思考，創(chuàng)造必要的條件，給學生更多的參與和獨立操作的機會。對于分子遺傳學、基因組學的方面的實驗，可利用目前網絡遺傳學實驗微課程的便利條件，讓學生在實驗前進行實驗微課程的學習，熟悉相關實驗原理、操作步驟和基本要領等，在實驗時啟發(fā)學生思考和比較，規(guī)范實驗操作，有利于學生更好地掌握實驗內容，提高學生從事實驗的興趣，增強了學生科學觀察、思考、發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新和解決問題的能力。對于生物信息學有關的實驗內容，可利用網絡生物信息資源和生物大分子數(shù)據(jù)庫來開展教學。

2.5?改革課程的考核評價制度

探討合適的動物遺傳學課程考核評價制度，對于提高學生學習的主動性和積極性，促進教學效果具有重要意義。該課程的考核評價分期末考試和平時考核兩部分。為了提高該課程的教學效果，加大平時考核力度，勢在必行。為此，該課程在改革實踐中，期末考核占總評成績的60%，平時考核成績占總評成績的40%。

該課程在實踐過程中，為了使期末考試客觀反映實際的教學水平和教學目標的達成效果，筆者所在課程組建立了完善的動物遺傳學試題庫。試題庫中試題的設計要求具有客觀性和科學性，考查基本概念、基本理論和知識點的題目占60%，要求具有一定的綜合、歸納和辨析能力和解決實際問題能力的題目占40%。在命題時要求做到題型種類多樣化，包括填空、選擇、判斷（改錯）、名詞解釋、簡答、論述、遺傳分析和計算題等題型。每次考試的試題從試題庫中臨時抽選組題，保證主觀和能力試題占有一定比例。平時考核是提高課程目標達成度的關鍵環(huán)節(jié)，要緊密圍繞教學內容和教學目標進行，使學生將學習功夫用在平時，防止了考前突擊應付考試，考試結束迅速遺忘現(xiàn)象的發(fā)生，對于加強該課程的教學效果、培養(yǎng)學生專業(yè)基礎具有重要意義。平時考核包括考勤、提問、章節(jié)測驗、期中考試、作業(yè)和讀書筆記的撰寫等內容。平時的提問、章節(jié)測驗、期中考試對于督促學生及時復習學過的章節(jié)具有促進作用，布置一定數(shù)量的作業(yè)有助于加強和培養(yǎng)學生對所學知識的運用能力，讀書筆記的撰寫有助于使學生將所學的知識系統(tǒng)化和條理化，消化和深刻領會教學內容，同時能培養(yǎng)學生閱讀書籍和總結歸納能力。任課教師可根據(jù)教學章節(jié)對學生作業(yè)和讀書筆記進行批改，并記錄歸入平時成績。實踐證明，通過動物遺傳學課程考核和學習評價制度的實施，對于督促學生學習、提高學生學習的主動性、促進學生全面掌握該課程的理論和方法、提高教學質量具有重要意義。

3?結語

動物遺傳學課程的教學改革已成為必然趨勢。教學改革可從該課程教學內容的優(yōu)化和重建入手，開展教學方法和教學手段等的研究，將最佳的教學理念、方法和教學手段引入到課程教學中來，使多媒體教學、互聯(lián)網資源等在課程的理論教學中得到應用，同時，要改革和更新動物遺傳學實驗內容和教學模式，探索該課程的最佳考核評價制度，從而能夠更好地完善該課程的理論和實驗教學，適應學科發(fā)展，使授課質量得到進一步提高。該課程的教學改革，要求任課教師具有淵博的知識和較強的教學組織能力。這就要求任課教師不斷學習，充實自己，勇于實踐，跟上時代的發(fā)展步伐，使教學水平不斷提高。

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