《遺傳學》課程教學改革研究

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自1900年孟德爾遺傳規律被重新發現，遺傳學理論知識及相關研究發展之迅速顯而易見[1]。因此，學好遺傳學的基本概念、原理和方法并進一步系統掌握遺傳學知識，了解其發展歷程和最新進展，并學會利用遺傳學的基本原理、基本技術以及研究方法，分析和闡述有關遺傳現象，對于相關專業的學生，在以后的學習和工作中大有幫助。如何能夠在有限的課時安排下，使學生能夠收獲更多的知識，更加深層次地理解遺傳學的重要作用及對未來的發展，同時又能保證緊跟時代前沿，使學生未來能夠在競爭日趨激烈的科研和育種工作中打下良好的理論基礎，是目前遺傳學課程改革實踐的一個關鍵和任務所在。遺傳學的特點是理論扎實、實用性強、技術領先，同時還是一門學科交叉學科[2]。該課程宗旨是掌握基本概念、熟悉經典實驗、了解廣泛背景、領悟科研方法。課程目標是掌握遺傳學的規律，利用遺傳學知識進行論文設計和科學研究。此外，通過遺傳學課程的學習，培養學生具有一種科研精神，即知道什么是科學研究、如何開始科研學研究、如何評價科學研究、如何閱讀和撰寫科學文章[3-4]。因此，該文就遺傳學課程的教學實踐，從教學內容、教學手段及教學方法等方面進行探討，使學生更加深刻地理解、學好和應用好遺傳學，為學生學習后續課程及今后從事科研、教學、遺傳育種等工作打下牢固的遺傳學基礎。

1教學內容

1.1合理設計課程結構，突出重點

遺傳學教材使用劉慶昌主編的《遺傳學》第4版，全書共分為16章，包括遺傳的細胞學基礎、遺傳物質的分子基礎、孟德爾遺傳、連鎖遺傳和性連鎖、基因突變、染色體結構變異、染色體數目變異、數量性狀的遺傳、近親繁殖和雜種優勢、細菌和病毒的遺傳、細胞質遺傳、基因工程、基因組學、基因表達的調控、遺傳與發育、群體遺傳與進化[2]?，F如今，河南農業大學包括遺傳學在內的諸多課程在總教學內容不變，但總課時減少的情況下，需要教師合理安排教學內容，控制側重點。遺傳學課程的各章節相互獨立，又彼此聯系，共同構成了遺傳學的基礎內容。所有專業均為40個理論課時，在課時有限的情況下，考慮到其他課程會對基因工程、基因組學和遺傳與發育等章節進行重點講解，因此我們在實際授課中刪除了這三章內容。理論教學內容的順序和課時分配情況如表1所示。因此，對學習這門課程的不同專業的學生來說，適當調整學習的側重點顯得格外重要。合理調整、合理適配，與時俱進，就需要任課教師在教學大綱的基礎上，合理安排教學內容，突出重點和難點，將學生所學專業可能涉及的問題研究透、研究扎實，保證遺傳學知識的學習有條理、有順序、分重點地進行。

1.2適時與最新研究成果接軌

遺傳學學科發展至今，所涉及的方方面面都在不斷的發展與進步。遺傳學本身所包含的內容已經不僅僅限于課本上那一方小小的天地。將遺傳學課程與最新研究成果和研究方向接軌，近年來，隨著測序技術的發展，關聯分析已成為熱門研究[5]。因此，課程團隊在之前的教學內容的基礎上增加了全基因組關聯分析的理論內容和實驗教學，具體情況如表1所示。一方面能夠理論聯系實際，讓學生在學習過程中明白這一課程的作用及魅力所在；另一方面能夠增強課堂活力，激發學生們的興趣。

2教學方法及手段

2.1充分利用時代發展紅利，將多媒體教學融入學生

學習過程中在依靠板書的時代，教師在一節課所能給學生帶來的內容極其有限，且對知識的擴展性也不高。而如今在設備齊全的多媒體教室，學生可以從多方面去了解和把握遺傳學的內涵，這時就需要教師通過諸如PPT演示等方式，集聲色文于一體，通過現代化教學工具將抽象的、枯燥的知識轉變為形象的、易于理解的知識。對多媒體教學的合理使用，將對遺傳學課程教學效果的體現起到很大幫助。比如：超星學習通App所提供的課堂簽到，課程任務等功能值得借鑒，尤其是課程任務，教師發布后，可隨時跟蹤學生的學習進度，讓學生在僅有手機的情況下，即可完成任務，獲得平時成績。此外，也可以借助中國大學MOOC、雨課堂等網絡教學平臺[6-7]，引導學生學習，總之，一切做法均是為了學生能更好地理解和掌握遺傳學知識。

2.2加強互動，共同探討

教師的教學風格往往能影響班級對相應課程的學習風氣[8]。教師在教學時，一方面要以課件為基礎，講授為主，啟發為輔，不能一味地為了趕課時而減少應有的教學內容。由于總課時的減少，部分教師為了追趕教學進度而不得不對課堂上本該介紹的相關教學內容進行縮水，導致學生對知識的理解只停留在表面，造成了保量不保質的情況。這就需要教師合理把握教學內容，在課時有限的背景下，能夠最大化地帶給學生們更豐富、更全面的教學內容。教師與學生之間的互動，學生與學生之間的互動（也可以是微信群、QQ群等）對教學效果的體現上也占有很大的一個方面。在許多鮮活的優秀教學事例中，都能發現課堂上的一個共通點，即老師與學生之間有豐富的互動[9]。互動可以拉近師生間的距離，一方面教師能夠更容易地去發現教學中存在的問題，另一方面又能夠及時地去解決學生在學習中存在的問題。學生與學生之間的互動可以通過適當地分組形式實現，教師可以通過發布適當的任務去引導和激勵學生去勇敢地探索遺傳學學習過程中存在的問題，同時還能激發學生學習的積極性，增強班級凝聚力。例如：該學期通過引導學生分組翻譯學術論文并在課堂上通過PPT展示論文內容，既鍛煉了學生們對于知識探索的能力，又能讓學生將課內外知識有機地結合，起到了很好的成效。

2.3課堂理論教學與實驗教學的有機結合

遺傳學課程不只是一門理論課程，它還與相應的實驗教學緊密結合，在遺傳學課程教學過程中，以理論教學為基礎輔以相對應的實驗教學是一種很好的模式，而實踐是檢驗真理的唯一標準[10]。理論教學，可以讓學生掌握基礎的遺傳學知識，而實驗教學則可以檢驗學生們對理論的學習效果。將課堂所學運用到實踐中，這同時也鍛煉了學生們的動手能力，對于以后想要從事科研的學生們來說起到了一定的助推作用，例如課堂上對有絲分裂、減數分裂的制片進行觀察，并用χ2測定，均通過讓學生們實際操作的方式去感受遺傳學課堂的魅力，學生們能夠更加深刻地理解一些抽象的概念或者動態變化過程。對一些操作難度較大的實驗，學生們還會互相交流心得，攻堅克難，這對鍛煉學生們的品格也起到了很大的作用。

3思政元素融入與學生興趣的引導

遺傳學也是生物科學專業方向的一門基礎性學科。針對大多本科生對科研理解不深這一實際情況，教師要身體力行，通過實際行動去積極引導學生接觸和了解科研，讓學生懂得科研對生活發展的巨大影響[11]。教師可以通過引導有興趣的學生提前接觸相關的科學研究，比如大二的雙向導師選擇時，根據學生的興趣安排相關遺傳學實驗作為其科研課題，培養學生對科研的興趣，也能更快地將所學知識與最新的研究成果結合起來。讀史使人明智，學習遺傳學應該遵循一定的方法：追尋歷史的腳印、揣度偉人的思維、欣賞偉人的實驗、牢記偉人的結論、運用我們的知識、拓寬我們的視野。此外，還可以挖掘遺傳學的思政元素，以潤物無聲的方式，將思政元素融入遺傳學教學中[12]。比如：在遺傳學具體章節，可以引入以下故事。

（1）減數分裂：討論“你”是怎么來的。

（2）分離和自由組合定律：以養羊人的尷尬，引出遺傳學問題，然后引入孟德爾的故事，告訴同學們，做科研要有鍥而不舍的精神；通過“為何有人比他早做實驗沒有發現遺傳學二大定律，而孟德爾卻能發現？”這一問題，讓大家知道努力學習、勤奮思考和學科交叉的重要性；講述為何孟德爾當時沒被人認可，而34年后才被世人接受的原因和歷史背景，讓同學們討論孟德爾遺傳定律的發現及其對科學的追求給我們的啟示。

（3）連鎖定律：給同學們介紹孟德爾研究的7個性狀的基因，以及是否位于豌豆的7條染色體上，討論為何控制豆莢形狀的基因和控制莖高的基因位于同一染色體且離得很近，孟德爾卻沒有發現連鎖定律？通過查閱文獻，給同學布置課后作業，讓同學們課后理解三對基因間連鎖與自由組合等不同情況時（并區分是否有雙交換情況），F1測交后代性狀的可能表現及比例，以加深對遺傳學三大定律的理解及其對作物育種的指導。

（4）轉座子：講芭芭拉?麥克林托克的生平故事，并問課堂上女同學有感想。

（5）細菌病毒：結合去年的新冠肺炎引入話題，讓同學們知道研究病毒的重要性。

（6）雜種優勢：可簡單介紹張啟發院士近40年的雜種優勢工作，以其大會報告的題目“癡情不改，白頭偕老——與汕優63的苦戀”，告訴大家原來科研還可以這么“浪漫”。

（7）細胞質遺傳：以摩梭人納西族的走婚習俗引出話題，然后讓同學們討論誰偷走了納西族人核基因組，加深同學們對該章內容的理解。

（8）雄性不育：如果沒有袁隆平，你能否來到這個世界？我們能否吃飽飯？以袁隆平院士的故事和三系水稻為例進行講解?？傊还芤牒畏N故事，盡可能挖掘思政元素，融入課堂，使學生在掌握專業知識的同時，達到立德樹人的目的。

4思維導圖的引入

思維導圖是又稱腦圖或心智圖，一種革命性的思維工具，20世紀60年代由東尼·博贊所提出，因其有助于理清思緒，重塑更加有序的知識體系，倍受國內外教育工作者關注。鑒于其可將繁雜無序的內容轉換為條理清晰的樹狀圖，便于教師歸納和總結，也便于學生記憶，近年來，在高校課堂廣泛盛行[13]?！哆z傳學》課程涉及的內容繁多，加上新的理論和技術不斷涌現導致新研究成果的日益更新，給任課教師備課也提出了嚴峻挑戰。針對這一現象,在實際教學中，引入思維導圖創建新的教學模式，使其在學生預習、教師課堂指導等教學環節中發揮作用，激發學生的學習興趣，提高課堂效率，幫助學生歸納總結，理清思考過程，疏通解題思路，培養學生自學能力與創造或發散思維能力[14]?？傊處煈⒆阌诋斍啊哆z傳學》課堂教學中存在的諸多弊端，結合思維導圖的特點，在課堂教學中有效運用，充分發揮思維導圖的價值，不斷提升課堂教學效果。

5結語

要想讓學生理解并掌握遺傳學知識，除了在教學內容、教學手段及教學方法上進行創新，在教學設施及教師個人等方面都得下功夫。通過線下教學與線上輔導相結合；理論教學與實踐教學相結合；面向整體與面向個體不同教學方法的結合；基礎知識與最新研究成果相結合，由淺入深合理布局，讓學生全方位學習和理解遺傳學，為以后打下堅實的基礎。

參考文獻

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作者:邢冉冉 陳曉陽 張雪海 黃俊龍 馬星月 付志遠 單位:河南農業大學農學院