工科背景下研究生生物類課程教學(xué)思考
——以《遺傳學(xué)》課程為例

孫 全 常平安

（重慶郵電大學(xué)生物信息學(xué)院 重慶 400065）

目前，隨著大學(xué)招生的不斷擴(kuò)招，研究生的數(shù)量也逐年增加，其教育規(guī)模增大明顯。據(jù)資料顯示，1997年研究生招生規(guī)模還只有5萬左右，而2019年的碩士招生規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了80萬左右，2020年實(shí)現(xiàn)了首超100萬的規(guī)模。在研究生擴(kuò)招的同時(shí)，研究生的招生也呈現(xiàn)出了一些新的特征，如：除綜合類大學(xué)外，從專業(yè)類大學(xué)主要招收專業(yè)對(duì)口類生源，逐漸呈現(xiàn)出跨學(xué)科類別的招生特點(diǎn)，如工科背景的高校招收生物學(xué)類研究生等。

我校是以信息通訊技術(shù)為特色的高校，但依然開辦了生物信息學(xué)等生命科學(xué)相關(guān)本科專業(yè)，以此為依托申請(qǐng)了生物學(xué)碩士點(diǎn)。因此，在碩士研究生的生物類課程教學(xué)上，既要看到和本科教學(xué)之間內(nèi)容，教學(xué)方式的差異；還要看到學(xué)校學(xué)科背景的差異，走出傳統(tǒng)生物學(xué)類課程教學(xué)的方式和框架，尋求與我校信息特色相結(jié)合的方式，這也是我校尋求研究生教學(xué)改革的迫切需求，以下以本?！哆z傳學(xué)》研究生課程為例，對(duì)該課程在教學(xué)中尋求的多種改革方式和探索進(jìn)行探討。

1 課堂教學(xué)目標(biāo)

研究生教學(xué)和本科生教學(xué)之間的區(qū)別顯著，盡管在本科的教學(xué)上，已經(jīng)在逐步地探索如果讓學(xué)生滿堂灌的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式的學(xué)習(xí)，然而不同高校生源質(zhì)量差異明顯，特別在雙非高校中，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的現(xiàn)象還較為明顯。而碩士研究生階段，所有學(xué)生進(jìn)一步通過考研“篩選”精英，這部分學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力仍有提高，基本具備主動(dòng)學(xué)習(xí)、自學(xué)能力。研究生的教學(xué)過程中，應(yīng)該轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的知識(shí)點(diǎn)的講解的方式，而代之為對(duì)前沿知識(shí)進(jìn)展，科學(xué)研究方法，科學(xué)思維方式等方面的引導(dǎo)和訓(xùn)練。將學(xué)生單一的知識(shí)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變成辯證式的學(xué)習(xí)，使用多尺度，多層次，多角度的方式，綜合運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)背景和交叉知識(shí)，從而理解研究的科學(xué)問題，引導(dǎo)學(xué)生的科學(xué)思維方式，養(yǎng)成基本的科學(xué)素養(yǎng)。

例如，在講解遺傳學(xué)的研究任務(wù)時(shí)，列舉了擬南芥BRC1基因突變的例子，說明主要目標(biāo)之一是根據(jù)植物多分枝的表型，探索遺傳和變異的原因，尋找造成這種遺傳變異的現(xiàn)象的分子機(jī)制。同時(shí)引入一個(gè)概念，什么是“對(duì)照”？“對(duì)照”作用是什么？“對(duì)照”的類型有哪些？引導(dǎo)學(xué)生思考，如何科學(xué)的判斷其表型，性狀，影響因子之間的關(guān)系。然后通過科研論文中已有的例子，如空白對(duì)照，突變型之間的差異；如光照對(duì)分枝多少的影響，將光照的處理組引入作為光照因子對(duì)照。通過上述范例，學(xué)生可以直觀地感受科學(xué)的思維方式，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性。

2 課堂教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

在該課程的教學(xué)內(nèi)容方面，面對(duì)研究生，主要目的已經(jīng)不是基礎(chǔ)知識(shí)的講授，而是對(duì)知識(shí)之間的聯(lián)系，方法與技術(shù)之間發(fā)展和演變，理論與實(shí)踐之間的銜接和實(shí)現(xiàn)方式等的探討。

2.1 不同知識(shí)之間的聯(lián)系

研究生期間的課程，大部分是在本科課程的基礎(chǔ)上，通過在深度上進(jìn)行拓展，從而使這些課程更專業(yè)，范圍更廣，知識(shí)的運(yùn)用程度更高。其教學(xué)形式也要從單一的知識(shí)點(diǎn)的理解和灌輸，轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合知識(shí)之間的聯(lián)系和思考，從而達(dá)到訓(xùn)練學(xué)科思維，科學(xué)思維，辯證思維的轉(zhuǎn)變。如經(jīng)典遺傳學(xué)中講到分子標(biāo)記的定義以及可以通過這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的目的和功能，很少提及分子標(biāo)記流程中的一些細(xì)節(jié)：如用于分子標(biāo)記的群體要考慮什么？親本應(yīng)該滿足什么條件？不同的群體適合用于什么樣的分子標(biāo)記技術(shù)？具體大小應(yīng)該怎么確定？繪制連鎖圖譜的時(shí)候應(yīng)該使用什么方法？是用兩點(diǎn)測(cè)驗(yàn)還是三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)？通過一系列問題的引出，引導(dǎo)學(xué)生思考。通過這些方法，不僅可以讓學(xué)生串聯(lián)起來不同的知識(shí)點(diǎn)，還能對(duì)分子標(biāo)記的整個(gè)知識(shí)體系和流程，每一個(gè)過程的細(xì)節(jié)等有一個(gè)總體的把控，達(dá)到綜合運(yùn)用的效果。結(jié)合我校生源特點(diǎn)，大部分學(xué)生為理工背景，數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)相對(duì)扎實(shí)，就前述問題中的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，提出讓學(xué)生思考可以用什么數(shù)學(xué)方法來解決這些問題，使用什么樣的計(jì)算機(jī)語言和算法來實(shí)現(xiàn)計(jì)算？

2.2 方法和技術(shù)的發(fā)展及前沿

研究生的授課內(nèi)容往往不能局限于基礎(chǔ)理論的講解，這就需要結(jié)合最新的研究進(jìn)展進(jìn)行擴(kuò)展。根據(jù)近兩年《遺傳學(xué)》研究生課程選修情況，學(xué)生學(xué)源構(gòu)成上以生物學(xué)專業(yè)為主，但是同樣吸引我校其他理工科專業(yè)學(xué)生選修，包括電子與通信工程、軟件工程和藝術(shù)設(shè)計(jì)等專業(yè)學(xué)生選修，可見我校學(xué)生學(xué)歷背景差異較大。遺傳學(xué)的研究主要對(duì)象如人類遺傳疾病，動(dòng)植物遺傳育種等，都在加快與其他學(xué)科的融合，如華為的5G技術(shù)在大農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，各種遺傳學(xué)研究相關(guān)算法，軟件等對(duì)軟件工程等學(xué)科的依賴，這些都是學(xué)科交叉的快速興起和發(fā)展。結(jié)合我校學(xué)生信息技術(shù)背景的特色，可以提起學(xué)生的興趣，讓學(xué)生思考5G通訊技術(shù)是如何實(shí)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用的。

因此，如果將遺傳學(xué)課與各學(xué)科結(jié)合起來是一個(gè)難題，其面臨的困難主要來自兩個(gè)方面：一是，教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)，知識(shí)面不足以應(yīng)對(duì)快速增長(zhǎng)的學(xué)生需求；二是，學(xué)生專業(yè)跨度較大，特別是非生物類專業(yè)學(xué)生，對(duì)部分遺傳學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)不了解，知識(shí)結(jié)構(gòu)的不足導(dǎo)致對(duì)整體知識(shí)的理解偏差?；谝陨显颍R(shí)講解過程中，面對(duì)不同學(xué)生，要采用不同的知識(shí)強(qiáng)化方式，將基礎(chǔ)與前沿結(jié)合起來，采取個(gè)性化的教學(xué)方法，促使學(xué)生將自己的專業(yè)與課程的學(xué)習(xí)緊密結(jié)合起來，教學(xué)相長(zhǎng)，共同進(jìn)步。

3 教學(xué)方式探索

目前研究生的教學(xué)改革也越來越受到大家的重視，但是相對(duì)本科教育的教改努力還不夠。研究生教育有其自身的特點(diǎn)，體現(xiàn)在知識(shí)量大，知識(shí)面廣，專業(yè)度和深度更高，而且在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)廣泛普及背景下，學(xué)生對(duì)知識(shí)的獲取已經(jīng)不僅僅局限于教師的傳授，還包括學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的應(yīng)用和快速獲取最新的科技進(jìn)展和發(fā)展前沿。因此，當(dāng)前的課堂應(yīng)該積極的尋求變革，融合當(dāng)前形勢(shì)和各種社會(huì)資源，學(xué)習(xí)資源，將學(xué)生課堂變得更加活躍，從增強(qiáng)教學(xué)效果的目標(biāo)出發(fā)，運(yùn)用一切手段助推教學(xué)上升到更高的層次。本課程在實(shí)踐過程中，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了闡釋。

3.1 講授與討論的結(jié)合

目前，大部分課程都在尋求從教師主講的滿堂灌形式轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動(dòng)參與，主動(dòng)學(xué)習(xí)的討論性形式。特別是進(jìn)入研究生階段，務(wù)必要轉(zhuǎn)變這種形式。因此首先從兩個(gè)方面增加討論的內(nèi)容，提高學(xué)生的參與度。一方面，教師根據(jù)大綱和自己的學(xué)術(shù)專長(zhǎng)等，設(shè)立幾個(gè)專題，根據(jù)專題來進(jìn)行專題性的講解，學(xué)生在聽課過程中，根據(jù)教師的專題內(nèi)容，參與討論；一方面，根據(jù)學(xué)生自己學(xué)習(xí)的學(xué)科方向，自選題目，查閱最新的研究進(jìn)展和報(bào)告，通過整理資料，根據(jù)自己的理解制作PPT，在課堂上通過課程匯報(bào)的形式，講解自己的理解，教師根據(jù)學(xué)生講解的情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和更正。通過這兩種形式，提高學(xué)生的參與度，并有利于學(xué)生更深入地了解自己的研究方向和本課程進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。部分學(xué)科方向是教師了解不夠多的，這對(duì)教師的知識(shí)面的提升也是大有益處。通過這種形式可以真正地做到教學(xué)相長(zhǎng)，互為促進(jìn)。

3.2 課堂與課余有機(jī)結(jié)合，協(xié)調(diào)分配

目前，自媒體和網(wǎng)絡(luò)的普及，學(xué)生課余的時(shí)間通常浪費(fèi)在娛樂性的項(xiàng)目上，課余時(shí)間極少用于學(xué)習(xí)，這更進(jìn)一步的助長(zhǎng)了學(xué)生消極學(xué)習(xí)，學(xué)生往往更愿意去接受灌輸型的教學(xué)，這無法引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣養(yǎng)成。本門課程部分討論性環(huán)節(jié)為學(xué)生匯報(bào)為主，教師和其他學(xué)生提問為輔，結(jié)合教師點(diǎn)評(píng)環(huán)節(jié)進(jìn)行。這就需要督促學(xué)生在課余時(shí)間積極查閱相關(guān)研究進(jìn)展，了解涉及的基礎(chǔ)知識(shí)，這樣就能充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生課余的學(xué)習(xí)積極性，只有充分的課余學(xué)習(xí)，才能有課堂的飽滿表現(xiàn)。

3.3 評(píng)分機(jī)制的調(diào)整

傳統(tǒng)的課程成績(jī)構(gòu)成主要包括期末考試和平時(shí)成績(jī)，而平時(shí)成績(jī)部分一般由考勤和課后作業(yè)組成。本課程中，對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行了改革，為了進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的過程，對(duì)評(píng)分機(jī)制進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。由于《遺傳學(xué)》課程在我校歸類為專業(yè)基礎(chǔ)課，按照我校要求必須進(jìn)行考試，故本門課程暫時(shí)采用期末考試和平時(shí)成績(jī)結(jié)合的形式進(jìn)行，但是平時(shí)成績(jī)的構(gòu)成上進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，將平時(shí)成績(jī)比例提高（通常設(shè)置為50-60%），平時(shí)成績(jī)的構(gòu)成不再以課后書面作業(yè)的形式來進(jìn)行評(píng)價(jià)，而是通過學(xué)生的課后資料閱讀整理，并進(jìn)行課題PPT匯報(bào)的形式，通過匯報(bào)的結(jié)果，結(jié)合熟練程度，深度，廣度等進(jìn)行綜合評(píng)分。由于平時(shí)成績(jī)比例的提高，促使學(xué)生對(duì)課題匯報(bào)的積極性有了提高，重視度更高。

3.4 科研實(shí)用技能的引入

《遺傳學(xué)》課是我校生物學(xué)研究生開設(shè)課程中的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，然而本門課程所涉及的研究成果往往都能在高水平的SCI雜志上發(fā)表，這就涉及到外文論文的整理和下載，文獻(xiàn)的整理也是研究生生涯中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，關(guān)系到是否高效閱讀和查閱文獻(xiàn)。本門課程中，每次都利用一次課兩個(gè)學(xué)時(shí)的時(shí)間，專門為學(xué)生開始了一次文獻(xiàn)管理器軟件的介紹和使用，并在課堂上進(jìn)行了實(shí)時(shí)的練習(xí)。通過一次課，顯著地提高了學(xué)生閱讀文獻(xiàn)的效率，并能學(xué)會(huì)有效地分類和整理，下載各類文獻(xiàn)，并在論文寫作中利用文獻(xiàn)管理器進(jìn)行文獻(xiàn)引用管理等。對(duì)這種科研中的使用技能實(shí)操課程的引入，學(xué)生普遍反映良好。

總的來說，以上提及的現(xiàn)象不僅僅是當(dāng)前研究生教育中普遍存在的問題，這些現(xiàn)象可能部分存在于其他學(xué)科的教學(xué)中，也可能還有更多的問題值得反思。教與學(xué)本身是一個(gè)互相促進(jìn)，辯證的發(fā)展過程，需要根據(jù)時(shí)代和社會(huì)的發(fā)展、知識(shí)發(fā)展和演進(jìn)規(guī)律相結(jié)合，做到與時(shí)俱進(jìn)，這樣才不至于落后，從而發(fā)展出更好的教學(xué)方式和科學(xué)的方法。20世紀(jì)的教學(xué)中，由于電子科技和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展還剛起步，教學(xué)普遍采用的方式為教師講授，教具通常也只有黑板、課本、掛圖、標(biāo)本等；隨后發(fā)展出透射式投影儀，可以使用膠片等進(jìn)行投影；隨著計(jì)算機(jī)的普及，老師們可以利用PPT備課，大大提高了教學(xué)效率；而在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)達(dá)的今天，教學(xué)早已發(fā)生翻天覆地的變化，各種優(yōu)質(zhì)的慕課，網(wǎng)課資源可供學(xué)生利用和選擇，教學(xué)早已不再局限于教室。因此，教師的教學(xué)方法也要緊跟時(shí)代潮流，只有用發(fā)展的眼光看問題，不故步自封，利用好各種工具和資源，讓科技服務(wù)于自己的教學(xué)工作，逐漸探索適合自己，適合學(xué)生的高效、有趣的教學(xué)方法。