生物專業(yè)遺傳學(xué)高效教學(xué)方法探究

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摘要：遺傳學(xué)是高等農(nóng)業(yè)院校生物類專業(yè)所設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，對植物、動物和微生物育種及相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論和生物分析技術(shù)的學(xué)習(xí)具有重要意義。本文分析了遺傳學(xué)教學(xué)優(yōu)化方法，以期在教學(xué)實(shí)踐中提高教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)理想的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：高等農(nóng)業(yè)院校；生物專業(yè)；遺傳學(xué)；高效教學(xué)方法

遺傳學(xué)是高等農(nóng)業(yè)院校生物類專業(yè)一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是植物、動物和微生物育種及相關(guān)課程的理論基礎(chǔ)。通過本課程學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握遺傳學(xué)的基本原理，掌握對動物、植物和微生物進(jìn)行遺傳分析的一般方法，掌握基本的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)遺傳學(xué)分支學(xué)科及相關(guān)專業(yè)課程奠定良好的基礎(chǔ)。遺傳學(xué)是研究生物遺傳和變異的科學(xué)。隨著生命科學(xué)領(lǐng)域研究的不斷深入，遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容不斷更新，具有知識面廣、內(nèi)容繁雜和原理晦澀難懂等特點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感覺難度較大。因此，在遺傳學(xué)教學(xué)過程中，應(yīng)樹立“以學(xué)生為中心，學(xué)生為主體”的教育理念，積極改進(jìn)遺傳學(xué)教學(xué)方法，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的積極性。這對獲得理想的遺傳學(xué)教學(xué)效果，有效提高遺傳學(xué)教學(xué)效率，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)具有重要意義。

1結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

遺傳學(xué)作為一門綜合性學(xué)科，涉及基因工程、微生物學(xué)、分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)和生物化學(xué)等領(lǐng)域的知識，內(nèi)容廣泛、知識點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)。遺傳學(xué)課程中的部分內(nèi)容在前期的生物化學(xué)和微生物學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課中均有涉及。比如，遺傳學(xué)課程第三章遺傳物質(zhì)的分子基礎(chǔ)，第八章基因的表達(dá)與調(diào)控中原核生物基因的表達(dá)與調(diào)控乳糖操縱元模型，在前期的生物化學(xué)課程中都已經(jīng)涉及。如果在遺傳學(xué)教學(xué)過程中再花大量時間重復(fù)講授這些內(nèi)容，學(xué)生會覺得課程缺乏新意從而影響學(xué)習(xí)興趣。對于這部分內(nèi)容的講授，若通過對學(xué)生提問進(jìn)行回答的形式，可以了解學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度，著重講解學(xué)生掌握較差的重點(diǎn)和難點(diǎn)，提高遺傳學(xué)教學(xué)效率。

2增設(shè)討論式教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

在我國教育體系中，“教師講，學(xué)生聽”是十分傳統(tǒng)且普遍的教學(xué)模式，形成了教師單向灌輸、學(xué)生被動接受的局面，不論是教師還是學(xué)生都習(xí)慣于這種教學(xué)模式。但是，這種教學(xué)模式使學(xué)生的主觀能動性被忽視甚至被壓抑，造成學(xué)生“課前不預(yù)習(xí)，課后不復(fù)習(xí)，上課不認(rèn)真，考前抱佛腳”的現(xiàn)象，難以提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性[1]。近些年，許多高校教師開始嘗試提高學(xué)生主動性的討論式教學(xué)模式，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容對一些重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容在課堂上提出相關(guān)問題并進(jìn)行討論。例如：在講解細(xì)胞有絲分裂過程中，可以提問動物有絲分裂和植物有絲分裂的區(qū)別；在講解細(xì)胞減數(shù)分裂過程中，可以提問細(xì)胞的減數(shù)分裂和有絲分裂的具體過程和區(qū)別；在連鎖遺傳的講解過程中，提問并討論遺傳學(xué)三大定律（分離定律，自由組合定律和連鎖定律）之間的聯(lián)系和區(qū)別；在母性影響的講解過程中，提問并討論母性影響與細(xì)胞核遺傳及細(xì)胞質(zhì)遺傳的區(qū)別。通過靈活提問并進(jìn)行討論，一方面可以激發(fā)不同層面學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生從自己的角度理解問題，加深學(xué)生對知識點(diǎn)的理解和記憶，提高學(xué)生分析總結(jié)問題的能力；另一方面可以避免學(xué)生上課走神，把學(xué)生的注意力重新拉回課堂中，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

3拓展案例教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

由于遺傳學(xué)知識信息量大、內(nèi)容抽象、層次復(fù)雜，導(dǎo)致一些學(xué)生無從下手。案例教學(xué)是教師根據(jù)教學(xué)目的和需要，理論聯(lián)系實(shí)際，選擇富有趣味性和代表性的典型案例作為教學(xué)資料，進(jìn)行師生之間以及學(xué)生之間探討，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生對知識概念和科學(xué)原理的消化吸收[2]。在講述染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異時，可以引入人類染色體遺傳方面的內(nèi)容，從一些特殊人群的表型出發(fā)，揭示人類染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異對人體的影響。人類共有46條染色體，每條染色體結(jié)構(gòu)變異都會對人體健康產(chǎn)生影響，如人類第5號染色體短臂部分缺失會引起貓叫綜合征。同樣，人類染色體數(shù)目變異也會對人體產(chǎn)生影響，如有的男性多了1條X染色體，性染色體變成XXY，乳房會偏大，而有的女性少了1條X染色體，性染色體變成X，反而乳房變得很小。更特別的是，有的男性會多出1條Y染色體，性染色體變成XYY，這些人的男性氣質(zhì)會變得特別強(qiáng)烈[3]。通過這些案例的敘述和分析，能夠加深學(xué)生對染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異效應(yīng)的深刻理解。

4跟蹤學(xué)科發(fā)展前沿，補(bǔ)充領(lǐng)域熱點(diǎn)

隨著遺傳學(xué)學(xué)科迅猛發(fā)展，生命科學(xué)領(lǐng)域研究的不斷深入，新成果和新技術(shù)層出不窮。通常最新的科研成果是課程基礎(chǔ)知識的延伸和應(yīng)用，在遺傳學(xué)課程講授過程中，如果能夠及時關(guān)注該學(xué)科的最新研究進(jìn)展和研究熱點(diǎn)，并將最新的研究成果和課程知識點(diǎn)緊密結(jié)合，向?qū)W生展示遺傳學(xué)課程的廣泛應(yīng)用，不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的興趣，還能夠加深學(xué)生對課程知識的掌握和理解。如在講授基因工程和基因組學(xué)這一章時，可以引入CRISPR/Cas9基因編輯器原理及其應(yīng)用，CRISPR/Cas9工作原理是crRNA通過堿基配對與tracrRNA融合成一條嵌合的RNA鏈，這條嵌合的RNA鏈可以引導(dǎo)核酸酶Cas9蛋白切割目標(biāo)DNA[4]。閆麗[5]利用CRISPR/Cas9技術(shù)將大豆基因WRI11a進(jìn)行沉默，創(chuàng)制了基因GmWRI1a突變體，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因突變體植株中糖酵解和脂肪合成相關(guān)基因的表達(dá)量下降，揭示W(wǎng)RI11a基因在大豆中可以增加油分含量。這些內(nèi)容的講授，可以將新舊知識融為一體，形成系統(tǒng)化的知識結(jié)構(gòu)，減少學(xué)生在課堂上的困惑與挫折感，加深對知識點(diǎn)的理解和掌握。

5加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力

遺傳學(xué)作為生命科學(xué)領(lǐng)域的一門重點(diǎn)學(xué)科，生物類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)也是該課程的重要組成部分。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做生物實(shí)驗(yàn)，不僅能有效提高學(xué)生對遺傳學(xué)基本理論和基本知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和獨(dú)立操作能力，還能進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)能夠合理銜接。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排設(shè)置起到十分重要的作用。適當(dāng)?shù)亻_設(shè)一些能夠培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，動手操作能力，分析解決問題能力的基礎(chǔ)性、綜合性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，把課堂上的理論知識與實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作緊密聯(lián)系起來，不僅可以提升學(xué)生對遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)的興趣，還可以提高學(xué)生理解掌握理論知識的能力[6]。在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)部分，安排的實(shí)驗(yàn)為細(xì)胞減數(shù)分裂的觀察。通過對玉米花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂制片的觀察和分析，可以了解減數(shù)分裂的全部過程和減數(shù)分裂各個時期染色體的變化，加深理解課堂理論知識，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的基本規(guī)律奠定堅(jiān)實(shí)的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。在綜合性實(shí)驗(yàn)部分，安排的實(shí)驗(yàn)為大腸桿菌營養(yǎng)缺陷型突變的誘導(dǎo)與突變株篩選，要求學(xué)生深入了解應(yīng)用物理、化學(xué)因素對細(xì)菌進(jìn)行誘變的基本原理和基本方法，掌握如何對誘變產(chǎn)生的營養(yǎng)缺陷型菌株進(jìn)行篩選與鑒定。同時，此實(shí)驗(yàn)各個環(huán)節(jié)緊密相連，前面實(shí)驗(yàn)成功與否直接關(guān)系后面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此，在整個實(shí)驗(yàn)過程，既可以鍛煉學(xué)生的動手操作能力，也可以培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、耐心和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)部分，將培養(yǎng)學(xué)生的科研意識和綜合科研能力作為目標(biāo)，安排的實(shí)驗(yàn)為植物染色體制片、分帶與核型分析。在染色體制片實(shí)驗(yàn)中，分別選擇了8：00—10：00，10：00—12：00，12：00—14：00，14：00—16：00，16：00—18：00時間段取黑麥根尖，進(jìn)行染色體制片和觀察。通過自己的實(shí)際觀察找到最適合的取材時間。采用這種探索性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，既可以提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)和科研活動的積極性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和科研能力，又可以加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的了解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力。

6建立復(fù)合型考核體系，綜合考察學(xué)習(xí)效果

成績是學(xué)習(xí)的指揮棒，一定的評價考核機(jī)制是引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)、檢查教學(xué)效果和保證教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)[7]。我國傳統(tǒng)的考核方式是期末閉卷考試。針對遺傳學(xué)這門課程，應(yīng)采用復(fù)合型考核模式，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，綜合考察學(xué)習(xí)效果。考核內(nèi)容包括對遺傳學(xué)課程所學(xué)知識的掌握情況、綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析解決問題的能力、課堂表現(xiàn)以及實(shí)驗(yàn)操作情況等方面。根據(jù)這個標(biāo)準(zhǔn)，采用期末考試成績，期中考試成績，平時成績和實(shí)驗(yàn)成績相結(jié)合的方式評價學(xué)生的最終學(xué)習(xí)成績，期末考試成績占70%，期中考試成績以及平時成績和實(shí)驗(yàn)成績占30%。平時成績包括學(xué)生的出勤，課堂回答問題討論和課后作業(yè)等。教師應(yīng)該對課堂上認(rèn)真聽講，積極并能夠認(rèn)真回答問題，課后認(rèn)真完成作業(yè)的學(xué)生給予加分；對上課無故遲到缺勤走神，課堂提問問題應(yīng)付回答，課后作業(yè)完成敷衍了事的學(xué)生給予扣分，有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。實(shí)驗(yàn)成績包括實(shí)驗(yàn)操作以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告，以學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的動手操作能力和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況作為考核指標(biāo)，嚴(yán)格考核，以提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課的重視程度。這種復(fù)合型考核模式綜合學(xué)生多方面表現(xiàn)，能較為客觀地反映學(xué)生對遺傳學(xué)課程的掌握情況。

7結(jié)語

遺傳學(xué)不僅是生命科學(xué)領(lǐng)域一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，還是多門學(xué)科研究的基礎(chǔ)。為了實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果，要求在教學(xué)活動中以學(xué)生為主體教師為主導(dǎo)，在教學(xué)過程中注重引導(dǎo)學(xué)生將理論知識與實(shí)際科學(xué)研究相結(jié)合，采用多種教學(xué)形式和教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，努力提高遺傳學(xué)的教學(xué)效率和教學(xué)效果。

作者:李歡歡 劉文軒 夏宗良 陳甲法 戚元成 單位:河南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院