基于師范認證的遺傳學教學改革探索與實踐

陳兆貴　馬細蘭　段中崗　李希陶

摘 要 師范認證是確保師范類專業(yè)人才培養(yǎng)質量的重要舉措，在師范認證的背景下，對生物科學（師范）專業(yè)的遺傳學課程改革進行探索，從教學大綱、教學內容、教學方法和手段、實驗教學體系、課程教學評價方式等方面進行綜合改革，并取得一定成效，為人才培養(yǎng)提供了有力支撐。

關鍵詞 師范認證 遺傳學 教學改革

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.11.017

Exploration and Practice of Genetics Teaching Reform Based

on Teacher Certification

CHEN Zhaogui， MA Xilan， DUAN Zhonggang， LI Xitao

（School of Life Science， Huizhou University， Huizhou， Guangdong 516007）

Abstract Normal certification is an important measure to ensure the quality of talent training for normal majors. Under the background of normal certification， this paper explores the reform of genetics course for Biological Science （normal） majors， and carries out comprehensive reform from the aspects of syllabus， teaching content， teaching methods and means， experimental teaching system， course teaching evaluation method， etc.， and achieves certain results， which provides strong support for talent training.

Keywords normal certification; genetics; teaching reform

1 遺傳學在生物科學（師范）專業(yè)人才培養(yǎng)中的作用

為規(guī)范引導師范類專業(yè)建設，建立健全教師教育質量保障體系，不斷提高教師培養(yǎng)質量，教育部于2017年頒布了《普通高等學校師范類專業(yè)認證實施辦法（暫行）》 ，認證以“學生中心、產出導向、持續(xù)改進”為基本理念，要求所有課程教學必須遵循認證理念，在課程資源配置，組織和實施、教學效果、教學評價等方面進行全方位的對標建設。[1]遺傳學是研究生物遺傳變異規(guī)律的學科，是生命科學的前沿學科之一，發(fā)展十分迅速。[2]

遺傳學作為生物科學（師范）專業(yè)的核心專業(yè)課程，在傳統的教學過程中，往往只注重學科知識的傳授，而在師范生專業(yè)能力培養(yǎng)和育人方面重視不夠，與師范認證的要求有一定的差距。因此生物科學（師范）專業(yè)的遺傳學教學改革需要遵循師范認證的理念，按人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，重新修訂課程教學大綱，優(yōu)化教學內容，改革教學方法和手段，改革實驗教學體系，改革教學評價方式。本文結合近幾年我校生物科學（師范）專業(yè)的實踐，探討在師范認證背景下遺傳學課程教學改革的措施，供同行參考借鑒。

2基于師范認證的遺傳學教學改革的主要做法

2.1 修訂課程教學大綱

課程教學大綱是組織課程實施的最重要的基礎性文件，根據生物科學（師范）專業(yè)師范認證的要求，依據人才培養(yǎng)方案中培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的規(guī)定，首先確定課程目標。根據師范認證的要求，從知識、能力、情感和價值觀三個維度確定了遺傳學理論課的課程目標。課程目標1：掌握遺傳學學科基本理論與基礎知識，通過對遺傳學的學習，使學生對遺傳物質的本質、遺傳物質的傳遞、遺傳物質的變異等基本規(guī)律有比較全面的、系統的認識，對遺傳信息的表達與調控、基因組學、遺傳工程有一個較全面的了解;課程目標2：掌握遺傳學研究的方法與遺傳分析技能，能結合經典與現代知識解釋遺傳現象，能綜合運用所學的知識分析問題和解決問題，能查閱文獻、交流討論、團隊協作，撰寫專題論文或研究方案;課程目標3：通過本課程的學習和訓練，學生能了解我國科學家在遺傳學、動植物引種馴化、遺傳育種、基因組等研究成果與案例，能正確認識遺傳學各流派的學術觀點，能樹立遺傳科學發(fā)展與中華民族偉大復興同向同行思想，具有正確的價值觀和社會責任。三個課程目標對應著生物科學（師范）專業(yè)畢業(yè)要求中的學科素養(yǎng)和學會育人兩個指標點。在確定好課程目標之后，根據遺傳學的學科發(fā)展和人才培養(yǎng)的需求，合理確定教學內容、教學要求、考核評價方式、課程目標達到度實施方法等。

2.2 教學內容的改革

2.2.1 整合教學內容

遺傳學作為生命科學的基礎學科，知識體系繁雜，主要內容包括遺傳學的細胞和分子基礎、三大遺傳規(guī)律、細胞質遺傳、數量性狀遺傳、細菌和病毒遺傳分析、基因組學和功能基因組學、基因突變和染色體變異、轉座子遺傳、表觀遺傳學、基因表達調控、發(fā)育遺傳學、免疫遺傳學、行為遺傳學、群體遺傳與進化等。[3]由于遺傳學所涉及理論知識較多，部分知識高中生物有所涉及，有些知識與生物化學、細胞生物學、分子生物學等課程的內容存在交叉重復。因此在教學中，根據師范認證的要求，以滿足學生的學習需求為中心，結合教學的實際，對遺傳學教學內容進行適當整合，對不同的知識采取不同的教學策略。第一種是與其他課程內容有重復的章節(jié)，比如遺傳的細胞和分子基礎、轉座子遺傳等等，主要講授與遺傳學發(fā)展主線緊密相關的知識框架，引導學生寫出知識體系的思維導圖，幫助學生鞏固相關的學科知識;第二種是遺傳學拓展知識的章節(jié)，如體細胞遺傳學、發(fā)育遺傳學、行為遺傳學，主要讓學生自學，以拓寬學生的知識面，第三部分是遺傳學重點部分內容，主要包括三大遺傳規(guī)律、細胞質遺傳、數量性狀遺傳、細菌和病毒遺傳分析、基因組學和功能基因組學、基因突變和染色體變異、基因表達調控、表觀遺傳學、群體遺傳與進化等章節(jié)內容，授課時主要把握遺傳學內容體系的相對完整性，對于遺傳學延伸的知識及其應用，提出自學要求，引導學生進行課后自學。

2.2.2 增加學科前沿知識

遺傳學學科發(fā)展十分迅速，新理論、新知識、新技術應用層出不窮，及時更新教學內容，增加學科前沿知識，可以激發(fā)學生的學習興趣。比如在講述表觀遺傳學有關內容時，講述表觀遺傳變異的標記在癌癥前期檢測的實際應用案例;在講病毒遺傳分析時，結后新冠病毒的基因組的結構和序列特征，講授新冠病毒的分類地位，結合不斷報道出現病毒變異的情況，幫助學生分析不同變異株的遺傳特性，引導學生分析不同病毒株之間變異產生的根本原因。在講解新冠病毒核酸檢測的基本原理時、分析檢測試劑盒的引物設計應注意的問題及出現假陽性的原因，使學生能夠綜合應用遺傳學;在講授基因組學和功能基因組學內容時，根據近年來基因組學發(fā)展新動態(tài)，結合生物育種現狀，講授分子標記輔助選擇育種技術、基因編輯育種技術、基因組關聯育種技術的最新進展及應用，使學生及時了解遺傳學在生物育種中的應用前景。

2.2.3 加大與中學內容的銜接

根據2017版《普通高中生物課程標準》，高中生物與遺傳學密切相關的內容，包括概念3遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳。概念4 生物的多樣性和適應性是進化的結果。這些內容與大學遺傳學中的遺傳的細胞和分子基礎、孟德爾式遺傳分析、連鎖遺傳分析、基因組學與功能基因組學、基因突變與DNA損傷修復、染色體畸變、基因表達調控、群體遺傳與進化等章節(jié)內容銜接。因此在講授這些章節(jié)內容時，對二者銜接點處教材內容進行比較分析，總結出各銜接點的異同，對與高中內容相關的知識進行拓展補充，增加相關遺傳學規(guī)律及其應用的介紹，適當引入部分遺傳學規(guī)律發(fā)現的歷史，分析高中習題、高考題，給學生提出相關學習建議。如高中必修二《遺傳與進化》第5章第二節(jié)《染色體變異》，高中教材簡要介紹染色體變異的概念、染色體數目的變異的概念及應用，結合高中生物課程標準的要求，在橋梁課程的設計中適當突出中學教材強調的染色數目變異的類型，包括多倍體、單倍體的特點及在生產中的應用的案例，適當分析高中生物學相關習題或高考題，并提出本節(jié)內容在高中教學中可運用的學習策略或模式，如探究性學習策略、5E教學模式等。

2.2.4 加大課程思政教育

按師范認證的要求，遺傳學教學除了傳授知識、培養(yǎng)能力以外，需承擔著綜合育人的重要使命。在教學中，需要教師挖掘遺傳學課程中的思政元素，形成課程思政教學案例。例如在基因組學和功能基因組學一章的教學過程中，根據課程內容，設計課程思政融入教學的案例。在教授第一節(jié)人類基因組計劃時，介紹我家科學家在人類基因組計劃項目及整個基因學發(fā)展中所做的貢獻及意義。我國作為發(fā)展中國家，參與了人類基因組計劃工作，完成1%的測序工作，為人類基因組測序做出了應用的貢獻。目前我國測序技術在世界處于領先水平，在新冠疫情防控期間，我國科學家最先對病毒進行序列測序，為后面的核酸檢測、疫苗研發(fā)打下堅實的基礎。在課程教學中，有機融入思政元素，有助于學生提高民族自豪感，增強責任心，激勵學生努力學習，以后有機會為國爭光。

2.3 教學方法與手段的改革

遺傳學知識相對抽象，如果采用傳統的單純課堂講授的教學方法，學生學習積極性不高，對學生的學習效果有較大的影響。[4]在課堂教學過程，根據不同的內容，結合學生的學習實際情況，不斷改進教學方法，綜合應用講授學、案例教學法、討論教學法、小組合作學習等多種教學方法。比如在講授分子標記知識時，首先應用講授法講解分子標記的概念及基本原理，然后布置學生課后收集分子標記在遺傳育種、生物醫(yī)學中的應用的案例，2-3個同學為一個小組合作完成文獻的收集和整理，并制作PPT課件，隨機抽取一位成員在課堂上講解，其他成員回答教師或同學提出的問題。這種課堂教學綜合應用了講授法、案例教學法、討論教學和小組合作學習等方法，一方面可以拓展學生的知識面，使學生能夠更好地做到理論聯系實際，提高了學生的學習積極性，另一方面也培養(yǎng)學生自主學習能力、合作學習能力、課件制作能力、講課能力等綜合能力，對于學生今后從事教育工作具有重要的作用。

在教學手段上，充分利用現代信息技術的優(yōu)勢，一是優(yōu)化教學課件，將視頻、圖片、動畫等教學素材融入課件。二是建立在線學習平臺，利用超星系統的學習通平臺，豐富線上學習資源，包括教學大綱、學習課件、作業(yè)、討論題、教學視頻、自測題、遺傳學專業(yè)網站、其他高校的在線開放課程等教學資源。在教學過程中，充分利用線上資源和線下講課相結合的優(yōu)勢，使學生在課前預習、課堂教學、課后作業(yè)、復習、自我檢測等方面有機結合起來，滿足不同學生的個性化學習的需求。

2.4 實驗教學改革

遺傳學實驗開設有助學生理解遺傳規(guī)律的原理及應用，并有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。[5]除了開設經典的遺傳學實驗項目以外，不斷探索綜合性和設計性的實驗項目，先后開設了果蠅綜合雜交實驗、人類DNA指紋圖譜的應用、植物遺傳轉化實驗等實驗項目。在開設果蠅綜合雜交實驗項目過程中，先由學生分小組自主設計實驗方案，自主完成親本果蠅的飼養(yǎng)、雌性果蠅的鑒定、親本雜交、后代性狀的鑒別、遺傳規(guī)律的驗證、實驗結果的分析等，并將結果進行整理匯總成PPT，分小組匯報實驗進展和結果，綜合性項目使學生對于遺傳規(guī)律和原理有更深刻的理解，提高了學生的自主設計能力、實驗操作技能、綜合分析解決問題能力。在此基礎上，為了滿足學生個性發(fā)展的需求，遺傳學課程組教師指導4-5組學生開展與遺傳學相關的大學生創(chuàng)新訓練項目，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

2.5 教學評價的改革

教學評價是評價檢驗學生學習效果的主要方式，按師范認證的要求，課程的評價需要采用多種的評價方式，包括定量評價和定性評價。定性評價通過在校生問卷調查、畢業(yè)生滿意度調查等形式開展，定量評價主要通過綜合成績來體現，綜合成績由過程性考核和期末考試兩部分組成，各占50%。過程性評價包括考勤5%、課堂綜合表現10%、期中測驗10%、課堂作業(yè)15%、開放性作業(yè)10%。在期末考試試題中，除了考查學生對遺傳學知識的掌握以外，還需要對遺傳學知識的應用能力、情感和價值觀等方面的考核，考試的試題的權重比例需要符合教學大綱的要求。在考試結束后，需要對考試情況進行分析和評價，評價內容包括對考試試題的難易程度分析、學生掌握知識、能力、情感、價值觀等課程目標的達成情況、學生得失分情況、教學改進等情況進行全面的分析。最后需要根據平時成績和考試成績，對課程目標達成度進行綜合分析和評價。

3 結語

遵循師范認證的理念，遺傳學課程教學改革經過探索和實踐，在課程目標、教學內容、教學方法和手段、實驗教學、教學評價等方面進行均積累了有益的經驗，教學效果較為明顯，學生的學習主動性、積極性得到提高，通過課程目標的達成度來為促進生物科學（師范）專業(yè)人才培養(yǎng)目標的實施，使學生的培養(yǎng)符合師范認證的要求，為學生今后從教和終身發(fā)展打下良好基礎。

基金項目：2017年惠州學院本科教學工程項目，課題名稱：《遺傳學》教學改革與實踐探究，（編號JG2018009）

參考文獻

[1] 馬福全.地方高校教師教育內涵式發(fā)展路徑探析——基于師范類專業(yè)認證標準的思考[J].教師教育學報，2021，（1）：119-126.

[2] 丁毅.遺傳學教學面臨的挑戰(zhàn)和機遇——關于當前遺傳學教學的幾點思考[J].高校生物學教學研究，2018，8（6）：18-21.

[3] 戴灼華，王亞馥，丁毅，等.遺傳學（第三版）[J].北京：高等教育出版社，2016.

[4] 楊美娟，邱奉同，閆麗.高校遺傳學課程教學改革[J].黑龍江農業(yè)科學，2020（3）：98-99.

[5] 羅岸，田志宏.遺傳學實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力探討[J].長江大學學報（自科版），2017（10）：83-84.