樊連梅++劉更森++薛仁鎬++楊國鋒

摘 要：隨著網絡技術的發(fā)展，教學手段和教學方法日益豐富。在傳統(tǒng)的教學基礎上，網絡技術為教學過程搭建了新的平臺，網絡教學平臺的建設和有效利用直接影響教學效果。應用網絡平臺進行遺傳學教學，不僅提高教學效率，而且也便于學生自主和延展性學習。經多年實踐與探索表明，網絡教學是遺傳學教學有效的輔助手段之一，具有傳統(tǒng)教學無法比擬的優(yōu)勢，它實現(xiàn)了“教與學”信息的電子化和網絡化，強化了教學資源的共享，促進了師生互動。該文就遺傳學網絡教學平臺的設計原則、內容框架和應用維護等進行了探討，為遺傳學理論教學的創(chuàng)新模式探索提供了新的思路。

關鍵詞：遺傳學；網絡；教學平臺；建設；實踐

中圖分類號 Q3；G642 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）06-0175-05

Construction and Practice of Network Teaching Platform of Genetics

Fan Lianmei1，2 et al.

（1College of Life Sciences/Key Lab of Plant Biotechnology in Universities of Shandong，Qingdao 266109，China；2College of Horticulture/Qingdao Key Lab of Modern Agriculture Quality and Safety Engineering，Qingdao Agricultural University，Qingdao 266109，China ）

Abstract：With the development of network technology，teaching means and teaching methods had become more and more abundant.On the basis of traditional teaching，network technology had built a new platform for the teaching process.The construction and effective use of network teaching platform directly influenced teaching effects.Using the network platform to carry on the genetics teaching not only improved the teaching efficiency，but also contributed to study independently and extensively for students.Many years of practice and exploration shows that network teaching was one of the more useful methods of genetics teaching and had obvious advantages than traditional teaching.It could make teaching and learning information electron and network，strengthened the sharing of teaching resources and promoted the interaction between teachers and students.This paper discussed the design principles，content framework，application and maintenance of genetic network teaching platform，which provided a new way to explore the innovation mode of genetic theory teaching.

Key words：Genetics；Network；Teaching platform；Construction；Practice

遺傳學是研究生物的遺傳和變異規(guī)律及其機理的科學，它的分支幾乎擴展到生物學的所有領域，是農學、園藝、植物保護、生物技術和植物科學等專業(yè)的專業(yè)基礎課。通過本課程的學習，使學生較全面地掌握遺傳學的基本概念、基本理論和基本研究方法，并力求對本學科中的一些主要問題，從個體水平、細胞水平和分子水平的結合上有較好的理解，以期對遺傳物質的本質、遺傳物質的傳遞和遺傳信息的表達有較為完整的認識，為進一步學習遺傳育種、分子生物學、分子遺傳學、基因工程等后續(xù)課程奠定基礎[1-3]。在教學過程中，如何整合教學資源，采用先進的教學手段和方法實現(xiàn)上述教學目標，一直以來是任課教師不懈努力的方向[4-7]。

在遺傳學教學實踐中，開展立體互動的空間教育教學，是教育理念的創(chuàng)新和發(fā)展，也是實現(xiàn)信息技術與教育教學深度融合的一個重要課題[8]。我們以省級精品課程建設為契機，開發(fā)了基于ASP.NET的遺傳學網絡課程平臺。該教學平臺吸納了眾多的積極要素，充分體現(xiàn)“以人為本”的原則，盡最大可能滿足不同學習者的要求。該課程的建設促進了遺傳學教學改革，實現(xiàn)了3個基本轉變：即以教為主轉變成以學為主，以課堂教學為主轉變成以課內外結合為主和以結果評價為主轉變?yōu)榻Y果和過程相結合為主。從而使傳統(tǒng)媒體教學由單向播放轉變?yōu)樾畔⒎答仯蓡我还δ苻D變?yōu)榧苫?。加強了課堂容量和教學內容延伸，節(jié)約了教學資源。同時，兼?zhèn)渚W絡課程交互式特點，促進了師生互動，節(jié)約了教學成本，提高了教學效果。實踐證明，遺傳學網絡課程建設與應用極大地調動了學生學習的主動性，鍛煉并培養(yǎng)了學生自覺學習、勇于探索的精神，提高了學生自主分析問題和解決問題的能力。

1 遺傳學網絡課程的基本特征和建設的必要性

1.1 遺傳學網絡課程的基本特征 遺傳學網絡課程就是通過網絡表現(xiàn)該門學科的教學內容及實施教學活動的總和，它包括按一定的教學目標、教學策略組織起來的遺傳學教學內容和網絡教學支撐環(huán)境。其中網絡教學支撐環(huán)境特指支持網絡教學的軟件工具、教學資源以及在網絡教學平臺上實施的教學活動。遺傳學網絡課程具有交互性、共享性、開放性、協(xié)作性和自主性等基本特征，其內涵與形式在特征描述時有較大的差異，但在建設時可抽象出網絡課程的核心構成要素。這些核心構成要素體現(xiàn)在網絡課程設計、資源開發(fā)模式與質量保證措施等方面。其中網絡課程設計成功與否不僅取決于腳本語言的質量，而且必須遵循網絡課程種類特點和教學的本質要求。

1.2 遺傳學網絡課程建設的必要性 遺傳學經歷了100多年的發(fā)展，已經從生命個體向群體、細胞、染色體、基因等宏觀和微觀層次縱深發(fā)展，形成了許多諸如群體遺傳學、細胞遺傳學、分子遺傳學、數量遺傳學、基因組學和生物信息學等學科分支，其內涵發(fā)生了很大變化。從內容上講，遺傳學容易得到學生的關注，也容易引起學生的興趣。但是，遺傳學具有很強的邏輯性，且內容具有一定的深度，所以學生在學習中很容易產生畏難情緒[9-10]。因此，對教學內容進行有機整合，在課堂教學的基礎上，充分利用網絡教學手段，加強教學的直觀性和生動性，可以最大化地吸引學生的注意力，促進學生學習的主動性，達到提高教學效果的目的。此外，遺傳學網絡課程建設必須要考慮內容延展性，并在交錯的知識網絡中首要突出遺傳學教學內容和基本特征。

2 遺傳學網絡課程的設計原則

遺傳學網絡課程在建設之前，必須充分了解教學目標、學習者特征、教學策略選擇與設計、學習情境創(chuàng)設、教學媒體選擇與教學資源的集成設計、教學評價與反饋等內容；必須考慮學生的主體參與性，網絡課程內容的價值性、交互控制性及其教育實踐性；根據網絡教育的資源共享、時空不限和多向互動等基本特點，以教育改革為宗旨，以異步學習為基礎，以多元載體為環(huán)境進而制定課程的設計策略。

2.1 實用性原則 遺傳學網絡課程使用者主要是任課教師和學生，網絡課程開發(fā)的首要原則是其實用性，所以樸實的界面、快捷的鏈接以及豐富的教學資源是必不可少的。大量研究表明，學生用在學習任務上的時間是影響在線教學質量的核心因素[11]。如何吸引學生參與網絡學習過程，一直是網絡課程設計的核心問題。在界面設計和課件制作上，不能過于“花哨”，否則不但不會起到提示的作用，還會極大分散學生的注意力，最終影響教學效果；在內容上，遺傳學課件需要根據開課專業(yè)、教學大綱和教學思路精心準備，切忌全搬套用網上現(xiàn)有的課件內容，這樣任課教師授課時才能得心應手，提高教學效率；對學生而言，才能保證所授知識的系統(tǒng)性和流暢性。在課程開發(fā)之前，教師應采取多種方式收集相關動畫、視頻及圖片素材，如原核細胞和真核細胞的結構、DNA和RNA的自我復制過程、蛋白質的合成、細菌4種擬有性生殖方式（轉化、接合、性導和轉導）的區(qū)別、有絲分裂和減數分裂過程各時期主要特點等。這些資料的有效利用，很大程度提高了網絡課程的新穎性、藝術性和實用性。

2.2 以學生為主體的原則 目前，一些高校精品課程網站的建設為了響應國家政策，缺乏利用精品課程網絡資源的內在動力。雖然一直在進行網站開發(fā)，但未能真正投入課堂教學。那么，遺傳學網絡課程的建設要充分考慮其在教學過程中的適用性，以學生為主體進行開發(fā)設計，以多元化形式向學生提供與學習內容相關的現(xiàn)象、觀點、數據和資料，適當地留出空間讓學習發(fā)揮自由思維活動，才能調動學習者的積極性，并減少網絡學習給學習者可能帶來的情感缺失問題，從而提高學生協(xié)作學習的動力和成效。遺傳學網絡課程的設計要避免以教為主，忽視學生的自主學習的動力，更有利于激發(fā)學生發(fā)揮自身的主動性和創(chuàng)造性。在實際應用過程中，學生可以進入遺傳學網絡課程網站，瀏覽相關公告，學習相關的視頻課程和下載學習資料。這種模式可突出學生異步學習的優(yōu)勢，有助于學生自學，很大程度彌補同步學習的缺憾與不足。網絡課程設計的過程中要充分考慮學習時間成本，盡量為學習者創(chuàng)造便利的學習條件。例如，矚目的導航菜單，簡單有效的鏈接和交互界面的差異可使學生很方便地找到需要的信息；在內容上，形成基礎知識與拓展知識相結合，層層深入的風格；在PPT課件設計時，首先利用幻燈片母版對版面風格進行定義，不僅提高制作效率，而且能保證課件的一致性和連貫性。在制作時，把所搜集整理的有絲分裂、減數分裂、植物雙受精、DNA和RNA的分子結構、DNA復制、轉錄和翻譯等圖片和動畫資源精美地穿插在頁面和課件中，使復雜的遺傳學問題更加直觀生動，有助于學生對遺傳學知識的理解和掌握。

2.3 開放性原則 遺傳學網絡課程應有多個學習起點和多條學習路徑，在教學內容、教學資源和教學活動等方面都是開放的。學生可及時了解課程的更新狀況和遺傳學最新資訊，下載教學資料，也便于學生進行同步和異步學習。學習者對課程內容的了解或對知識的掌握應從多層次、多角度入手?？紤]到學習者歸屬感和成就感，激發(fā)其積極參與課程建設的興趣，在設計時還要為其創(chuàng)建一個開放性的學習氛圍。一是通過嵌入電子公告牌系統(tǒng)（Bulletin Board System，BBS），任課教師既可及時發(fā)布公告，學生也可適時反饋對課程的建議和要求。二是通過網上答疑模塊，學生可在線或離線與教師提進行交流和咨詢。學生學習和提問不受時間和地域限制，既在虛擬課堂上拉近了師生距離，也提高了網絡運行的時效性，使問題及時得到處理，極大地提高了學習效率[12]。

2.4 情境性原則 遺傳學網絡課程的目的要給學生搭建一個學習家園，為學生提供和顯示與其生活相類似的或真實的情境，它可以沒有固定的教室、教師、黑板和粉筆，學生可在虛擬的教室環(huán)境中去發(fā)現(xiàn)問題、探索問題和解決問題。遺傳學教學可以發(fā)生在面對面、網絡同步和網絡異步等多種交互場景中，特別是網絡課程平臺的建設徹底改變了教學必須發(fā)生在教室里的一位教授和一組學生之間的基本假設。通過高質量的遺傳學網絡課程建設，學生經過注冊參與師生互動，并養(yǎng)成課堂之外利用該平臺進行自主和高效學習的習慣。

3 遺傳學網絡課程的基本構架

我校遺傳學經過校級多媒體課程和省級精品課程立項逐步得到完善。在課程設計時就對教學目標及教學內容進行剖析，注重了情境的創(chuàng)設和各類教學資源的整合，強調了以教師為主導、以學生為主體的設計思路，明確了課程使用對象和屬性。課程主要服務于教學和學生自主學習，既不能開發(fā)成大型綜合網站，又要突出網絡課程基本特點。

在主體結構方面，遺傳學網絡課程分為教師主導區(qū)和師生互動區(qū)兩大部分。教師主導區(qū)主要包括：課程簡介、教學大綱、授課計劃、PPT課件、媒體資料、參考資料、課程導航等模塊。師生互動區(qū)則包括：通知公告、網上答疑、討論區(qū)、模擬習題和在線作業(yè)等。教學內容通過文本、圖片、Flash動畫、PPT和媒體視頻等呈現(xiàn)，并有序地編排在各主要模塊中（圖1A、B）。

在課程的維護和應用方面，遺傳學網絡課程又分為若干基本模塊，分別為管理員和用戶所有，并賦予不同的職責與功能（圖2）。例如，服務管理模塊，主要為用戶提供應用指南，包括網絡課程開發(fā)應用環(huán)境和站點地圖；安全管理模塊主要防止SQL注入和登錄口令盜取，者采用字符過濾模式，后者采用MD5加密。

在教學策略方面，遺傳學網絡課程又可劃分教學內容模塊組和教學活動模塊組。教學內容模塊組用來顯示具體課程相關信息與課程內容，包括課程簡介、教學大綱、教學計劃、教學目標、電子教材、網絡課件、授課教案、課堂錄像和教師介紹9個功能模塊。教學活動模塊組包括實驗指導、作業(yè)習題、在線測試、評價反饋、教學博客、分組討論、實時交流、學生空間、成果展示、相關資源和聯(lián)系我們等11個功能模塊。例如，在相關資源中，可為學生提供遺傳學相關的國內外網站。如介紹遺傳學各知識點的孟德爾網站（http：//www.mendelweb.org）、在線人類孟德爾遺傳數據庫（http：//www.ncbi.nlm.gov/omim/）、DNA數據庫網站http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank/Genbank（美國）和http：///www.embl-heidelberg.de/EMBL（歐洲）以及國內外相關研究機構的網站等。

在授課內容方面，遺傳學網絡課程必須以清晰的主線進行搜集、整理和分類。遺傳學是一門具有百余年發(fā)展歷史的經典學科，過去的研究和發(fā)展積累了豐富的理論，其內容的信息量較為龐大。隨著生命科學研究的最新發(fā)展，知識點不斷更新，內容日益增加，教材越來越厚。課堂教學應該以遺傳的染色體理論結合遺傳學三大規(guī)律為主線，為學生勾畫一個完整的知識網絡體系，讓學生理解遺傳學的內涵和外延，使其課后能利用各種教學資源來進行主動性學習[13]。為適應遺傳學學科發(fā)展，遺傳學網絡課程的內容設計必須以清晰的脈絡展現(xiàn)給學生。遺傳學主要包括遺傳信息的傳遞、遺傳信息的儲存、遺傳信息的讀取和復制、遺傳信息的變異與進化4個模塊。在教學資源整理時按照上述模塊涵蓋內容進行分類和應用，也可以按照章節(jié)順次整理應用。

4 遺傳學網絡課程開發(fā)程序及腳本語言的準備

4.1 遺傳學網絡課程開發(fā)程序 使用ASP.NET 2.0 作為程序實現(xiàn)的主軸開發(fā)的遺傳學網絡課程，需要借助SQL Server 2005作為后臺數據庫。開發(fā)環(huán)境為Visual Studio 2005。使用Dreamweaver、Photoshop以及Flash做后期的頁面美化工作。遺傳學網絡課程核心管理系統(tǒng)以三層架構設計，包括數據訪問層、業(yè)務邏輯層和表示層，各自實現(xiàn)并相互調用。數據訪問類文件放在DAL文件夾下，類中包括查詢方法、插入方法、刪除方法和更新方法[14]；業(yè)務邏輯類文件放在BLL文件夾下，對每個表建立一個業(yè)務邏輯類，其中可通過調用數據訪問方法來實現(xiàn)對應功能；表示層設計可根據學生需要自由發(fā)揮，核心技術是調用業(yè)務邏輯層中的類，實現(xiàn)相應功能。與傳統(tǒng)靜態(tài)網絡課程一個顯著的不同點是開發(fā)者不必在乎服務器的遠近，只要在主頁以管理員身份登錄就可以從后臺進行維護、管理和更新，并且在開發(fā)過程中借助IIS服務器在本機進行運行和調試。

4.2 腳本語言的準備 基于ASP.NET程序的動態(tài)網絡課程的開發(fā)離不開HTML、CSS、JavaScript腳本語言的結合使用，也包括程序自帶的控件，如GridView、DetailsView、TreeView、Wizard在功能模塊中的應用。例如，傳統(tǒng)網絡課程下拉菜單用Framwork制作，采用熱區(qū)方法實現(xiàn)超級鏈接，代碼非常冗余，而用CSS則只需在頁面與嵌入一段代碼（圖3），并在與之間用

6 結語

20世紀末以來，以數字化為核心的信息技術的高度發(fā)展，帶動了信息化教育的進步，也營造了信息時代培養(yǎng)創(chuàng)新人才的嶄新教學環(huán)境。實現(xiàn)信息技術與課程整合（即信息技術與學科教學相整合）通常有2種途徑：一種是通過多媒體課件，另一種是通過網絡課程。比較而言，后者根據教學設計要求能承載豐富的信息，憑借其強大的交互性，如人機交互、師生交互、生生交互等多重交互手段，為學習者提供更優(yōu)質的服務[15]。遺傳學網絡課程根據“學教并重”新型教學設計，借助于現(xiàn)代信息技術使學生不受時間和空間的限制，隨時隨地從該網絡課堂獲得大量學習資料，及時與教師溝通和交流，對學生預習、學習和復習起到重要的作用。我校遺傳學網絡課程平臺運行以來，教學效果獲得了很大的提升，學生評教指數提高5.32%。遺傳學網絡課程避免了教材、教案、課程實錄以及其他教學資料的簡單上傳和羅列，而是充分體現(xiàn)任課教師和學生的實際需要，把遺傳學知識信息進行更深層次的加工及應用；該課程以提升質量為基點，以提高教學效率為目標，面向授課對象，尊重不同學習者的學習風格，滿足不同層次學習者的需求進行開發(fā)設計。

作為輔助教學手段，遺傳學網絡課程在實際應用中還需要不斷更新和完善，并與多種教學模式和教學方法進行融合，充分發(fā)揮教師的引領作用，才能更好地促進遺傳學教學效果的提高[16]。只有加強維護和更新，才能保持課程的生命力，使課程的使用效益得到充分發(fā)揮，使教學平臺的運用得到優(yōu)化。網絡課程建設的核心目標是應用，課程的流暢運行、教學資源的及時更新和網站建設的優(yōu)劣將直接關系到其最終目標的實現(xiàn)。而網絡課程建設是一項需要不斷優(yōu)化完善的系統(tǒng)工程，經過統(tǒng)籌管理、整合資源、學生積極參與、師生共建等多種途徑來提高網絡教學質量。只有在建設和應用中不斷實踐，努力改革和嘗試，并積極借鑒和吸納國內外優(yōu)秀課程的教學資源和基本經驗，才能不斷提升網絡課程的品質、內涵與實用性，才能發(fā)揮網絡課程最大的作用，進而達到提升教學質量的目的。

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（責編：徐煥斗）