遗传学教学改革与实践

2022-09-11

遗传学是生命科学中十分重要的基础科学, 它纵向发展, 逐步从个体向细胞、细胞核、染色体和基因层次深入, 它横向渗透, 细胞生物学、生物化学、发育学、免疫学、神经生物学、植物生理学、分类学、基因工程、基因组学等几乎所有的生物学科都与遗传学形成交叉学科;遗传学还与医学、药学、农学等应用学科结合产生了新的边缘学科[1]。遗传学是当今生命科学中进展最快最活跃的学科之一, 尤其是分子遗传学内容的大量增加, 使得遗传学的研究范畴大幅度增加, 教学内容越来越丰富, 难度加深, 教学任务与学时数限制的矛盾日益突出, 对于任课教师来讲, 如何高质量地讲授遗传学这门课程, 是一个很关键的问题, 我们从教学内容、教学方法等方面进行了一些探讨。

1 教学内容的优化和重组

对遗传学教学内容的改革应充分体现新、精、尖。新, 即课程内容有新意, 避免重复;精, 即精讲多练, 去掉陈旧的东西;尖, 即赶上科学发展前沿。新、精、尖的教学内容, 无论是在激发学生的学习热情方面, 还是在培养提出问题与解决问题的能力, 提高学生综合素质方面, 都会起到重要作用[2]。

1.1 明确教学重点, 避免重复教学

遗传学与“普通生物学”、“生物化学”、“微生物学”、“细胞生物学”等课程相互渗透, 尤其是分子遗传学的不少内容已渗透到生命科学各个学科的教学内容中, 这与遗传学在生命科学中的核心地位分不开, 但同时反映出遗传学面临课程内容重复的问题。针对这个问题, 我们专门召开了教学工作会议, 认为在遗传学教学中可以从遗传学独特的角度去处理这类内容, 特别是在大分子的结构与功能方面, 在反向分析中应着重遗传结构和遗传功能的比较来讨论。在教学中可以不必再赘述D N A分子结构、D N A复制以及转录和翻译等生化过程细节, 而应着重训练学生会读基因。因为基因是具有遗传功能的结构, 首先要搞清楚D N A模板链与m R N A之间碱基序列的相对关系以及m R N A与肽链的氨基酸排列次序的关系, 也就是三种大分子序列之间的走向关系。其次, 要认识D N A分子的一级结构 (序列) 是D N A的基本信息结构, 序列的变更意味着功能可能随之变化。这样可以充分体现由结构到功能的反向分析和比较的特点, 同时也避免与其他学科内容的重复, 即使有不可避免的重复之处, 讲述的切入点也可不同, 为学生的思维打开一扇通向未来之门。

1.2 遗传学内容的整合

遗传学的发展趋势表明, 遗传学各部分内容已经不再泾渭分明, 而是相互补充和相互渗透, 整合在一起, 你中有我, 我中有你。在实际教学中, 需要注意在相关内容中进行补充和联系, 使学生对遗传学总体结构或方法观念有所了解。例如, 经典遗传学中基因表达与否是遗传分析的基础, 而在现代遗传学中, 只要两个个体之间D A N序列上存在差异, 就可以作为遗传标记进行分析, 跟踪其在上下代之间的传递方式。

1.3 精选教学内容

遗传学的教学内容主要包括经典遗传学、分子遗传学以及数量和群体遗传三大板块。经典遗传学的内容是遗传学的基础理论, 根据学生的已有基础, 充分挖掘教材的内在联系, 将传统上分为两章的孟德尔定律、连锁交换定律合为一章, 即遗传的基本定律。通过经典实验的分析、比较, 使学生深入理解三大遗传规律问的联系和区别, 从而掌握遗传的基本定律的本质。同时, 课堂上着重于论证当时孟德尔对遗传现象的分析及其独特的颗粒概念的形成, 即孟德尔是如何进行科学的推理和验证的, 引导学生从更高的理性层次对孟德尔规律再认识。在把经典遗传学内容精炼化的基础上, 增加近代的以及分子遗传学内容的比例, 在有限的课时中尽量介绍遗传学的新发展、新观念。例如, 关于连锁与交换规律, 则从染色体水平上的基因结构功能扩展到D N A水平上的遗传重组;从果蝇、玉米等模式生物的基因定位扩展到真菌类、细菌、病毒、人类基因的定位、遗传作图, 一直到“人类基因组计划”的最新进展;从染色体在减数分裂时的交换, 扩展到D N A分子上的重组机制以及转座模型。这样, 使学生对经典遗传学的基本原理的认识不仅仅停留在细胞与染色体水平上, 而是在分子水平上的深入理解。

2 教学方法和手段的优化

2.1 充分利用图表进行教学

图表教学不仅能加深学生对新知识的理解, 而且有利于学生掌握系统内容之间的内在联系, 增强学生分析问题、综合问题、比较问题和解决问题的能力, 从而达到触类旁通、举一反三、提纲挈领的作用[3]。例如在讲授“整倍体变异与非整倍体变异”时, 可将整倍体变异与非整倍体变异的染色体组、主要表现、发生原因等内容以图表形式进行综合归纳和区别对比。

2.2 利用举例求趣进行教学

举例求趣是遵循认知规律, 即从感性到理性, 从具体到抽象, 再由抽象上升到具体的认知程序, 在讲授抽象的理论知识时, 用生动的事例或譬喻解释所讲内容, 使深奥道理简单化, 使难以想像的问题形象化, 达到以趣促思, 启导引申的目的, 调动学习者的积极性, 学习由被动变主动[4]。例如讲A B O血型系统知识时, 可先布置实践作业题, 调查家人的血型, 上课时, 可先让同学们把调查结果归类成几种不同的情况, 从其中一种情况人手, 如父母都是A型血, 其一个孩子却出现O型血, 怎么回事?一般情况下, 有9 8%的同学会认为不可能, 但事实却存在, 同学们此时会急于知道原因, 所以教师接下来的讲授过程中, 同学们思维活跃, 疑团渐渐地解开, 最后豁然开朗, 轻轻松松地学到了知识。通过这种方法, 原本抽象的血型基因一下子跃到同学们的桌面上、笔尖上, 使遗传基因不再神秘莫测。

2.3 利用成就性动机进行教学

成就性动机, 是指学生以获得成就为推动力而乐于努力完成学习任务, 喜欢智慧与非智慧方面的挑战, 对困难的任务能坚持, 对不可靠的意见能抵制。学生成就性动机主要由三个方面的心理需要构成:认知需要、自我提高需要、附属需要。需要是人积极活动的基本动力, 是动机产生的基础, 当需要被激发, 使人去行动以求满足时成为动机[5]。遗传学作为一门具有较强的知识性、逻辑性和实践性的学科, 内在联系紧密, 几乎环环相扣, 如果教师能够培养出学生的成就性动机, 就会产生良好的教与学的互动关系, 使教与学变得顺利、愉快, 取得事半功倍的效果。例如在绪论中主要以遗传学的发展现状作为重头戏, 从P C R技术、克隆技术到人类基因组计划以及其对人类疾病治疗的前景切入, 既吸引了学生的注意力, 又给学生留了悬念, 这样不仅可以强化学生的好奇心, 还能使他们在迷惑、疑问中产生学习兴趣, 激发学习动机。

2.4 在遗传学教学中培养学生的人文素质 (下转1 2 2页)

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遗传学教学内容不仅是一个自然科学知识体系, 更重要的是通过知识反映出它包含的科学思想方法, 反映其文化价值。充分挖掘遗传学学科中的人文因素, 创设情景, 诱发学生的学习兴趣, 激发学生的灵感, 是加强遗传学学科整体教育效果, 切实实施素质教育、完善学生人格的有效手段。教师在教学过程中, 融入人文教育不需要另外寻找人文素材, 可直接应用专业知识中蕴含的人文资源, 就地取材[6]。例如在教学中引入遗传学史, 以历史为线索, 回顾遗传学史上各个理论假说的演变, 从思想上、方法上分析其原因, 使学生遵循历史发展的足迹来学习遗传学, 对于培养学生的科学知识、方法、思想具有重要意义[7]。在遗传学的发展过程中, 从孟德尔的豌豆杂交实验, 到摩尔根的果蝇实验, 再到沃森和克里克发现D N A的双螺旋结构, 每一个科学研究都来之不易, 使学生认识到只有树立牢固的科学信念和科学精神才能取得最终的成功。

2.5“课程整合”模式进行计算机辅助遗传学教学

现代化教育教学技术计算机辅助教学已成为教育研究领域的主要教学方式。“课程整合”是计算机辅助教学发展的新阶段, 在遗传学中以“课程整合”模式进行计算机辅助教学可收到较好的效果[8]。遗传学在整个生物学中占有重要的地位, 但是内容抽象, 不易理解, 多媒体辅助教学的引入在很大程度上解决了这个难题。通过把握各个章节的关键知识和精心选择素材, 结合教学实践中积累的经验, 按照课程整合的思想将传统与现代教学方式结合进行教学, 既克服了这两种模式单独授课的弊端, 又发挥了各自的优势。

3 改革考试方法, 注意培养学生的综合能力

考试是教学过程中的重要环节, 是检验学生学习和教学效果的重要手段, 通过考试使教师了解学生掌握知识的情况, 考试的形式和考试的结果都会影响学生学习遗传学的态度。为了全面考查了解学生掌握知识的程度及综合、分析和解决问题的能力, 可以根据不同的教学内容, 采用不同的考核方式, 从多个侧面反映学生在本门课程的认知情况。对于基本理论、概念、定义等, 采用闭卷考试, 而对于综合性、探索性较强的知识, 采用开卷考试或写论文、读书报告等形式。在整个教学过程中, 要全面地、综合地考核学生学习情况, 使考试真正成为学习过程中的“加油站”。考试方式的改革是教学改革中的重要课题, 我们在这方面已经做了一些探讨, 在以后的教学工作中仍然将不断探索和创新。