黃永震 賀花 黨瑞華 藍賢勇 雷初朝 徐嘉威 陳宏

摘要 動物遺傳學是理論與實踐緊密結(jié)合的生物科學專業(yè)的基礎(chǔ)課。探索了基于現(xiàn)存問題、以實踐需求為引導核心，以激發(fā)學生自主學習興趣、培養(yǎng)獨立思考、綜合分析及解決實際問題能力為目標的動物遺傳學教學體系在教學質(zhì)量提升中的作用。分析了目前動物遺傳學課程教學中存在的問題，構(gòu)建了以學生自主學習為目標的課堂、實驗及網(wǎng)絡(luò)互動“三位一體”教學體系，為動物遺傳學課程的教學改革創(chuàng)新以及提高教學水平提供了參考。

關(guān)鍵詞 多元化；自主學習；教學模式；動物遺傳學

中圖分類號 S-01 文獻標識碼

A 文章編號 0517-6611（2018）17-0229-03

Key words Animal genetics is a basic course in biological science specility that combines theory with practice.This paper explored the role of animal genetics teaching system in improving teaching quality based on the existing problems，with practical needs as the guiding core，with stimulating students interest in autonomous learning，cultivate the abilities to develop independent thinking，comprehensively analyze and solve practical problems as goal.The existing problems in current teaching of animal genetics course were analyzed，and a diversified trinity teaching system that built the classroom，experiment and network interaction with students autonomous learning as goal was built，so as to provide references for the teaching reform and innovation of animal genetics course and improving the level of teaching.

Key words Diversification；Autonomous learning；Teaching model；Animal genetics

動物遺傳學作為遺傳學的一個分支，主要研究各種動物（如家畜、魚類、鳥類、昆蟲等）動物性狀的遺傳機制和遺傳改良育種的方法。它是動物科學專業(yè)等的重要專業(yè)基礎(chǔ)課之一。其主要內(nèi)容包含分子遺傳學方面的遺傳物質(zhì)構(gòu)成、信息傳遞變化知識；細胞遺傳學方面的經(jīng)典遺傳規(guī)律和非孟德爾遺傳規(guī)律以及群體遺傳學基礎(chǔ)等，還涉及動物基因組學和動物基因工程等現(xiàn)代較為前沿的技術(shù)知識。目前遺傳學已成為生命科學的帶頭學科，是生命科學領(lǐng)域研究中必不可少的一部分。隨著人們生活水平的提高，人們越來越需要生命科學來解決生命活動中存在的問題。此時的遺傳學教學不僅對于理解生命現(xiàn)象的本質(zhì)具有重要意義，而且是國家發(fā)展和國際形勢下的根本需求。然而，由于我國教學體制、教學結(jié)構(gòu)及教學模式的相對滯后，教育總體水平與國外發(fā)達國家仍存在較大的差距。因此，在當今網(wǎng)絡(luò)發(fā)達、信息爆炸的時代，要使教育有進一步的突破和革新，必須將信息科技與教學形式融合，采用多元化教學模式來提高學生自主學習的興趣和習慣的培養(yǎng)，提升動物遺傳學的教學質(zhì)量。

1 存在的問題

隨著時代的進步與科學技術(shù)的發(fā)展，動物遺傳學作為遺傳學的重要分支，在繼承傳統(tǒng)遺傳學理論的同時得到了長足的發(fā)展。如何讓學生在有限的課時內(nèi)學習經(jīng)典的理論知識的同時，了解前沿的知識技術(shù)，進而使學生產(chǎn)生求知欲，提升自主涉獵并理解動物遺傳學知識的能力，對教師的教學工作提出了新要求。隨著信息現(xiàn)代化及傳媒技術(shù)的發(fā)展，教學理念不再局限于固定空間時間的教學，而衍生出慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等一系列新的教學方法，有利于多元化自主模式教學的推進。綜合考慮國內(nèi)外教學現(xiàn)狀，國內(nèi)動物遺傳學教學存在以下問題：學生自學時間明顯不足，涉及的知識僅局限于課本，教師對教學內(nèi)容的延伸也因課時有限而受到限制；學生實踐機會少，實驗課程多為驗證性的簡易技能訓練，缺乏發(fā)散創(chuàng)新自主思維的實驗；平時作業(yè)的完成質(zhì)量不高，缺乏主動思考；考試考核形式單一，如側(cè)重考核基本理論，忽視對學生知識點的理解和思維應用能力的考核；“填鴨式”教學仍是學生缺乏主動探索學習動力的主要原因[1-2]。因此，多元自主學習模式的構(gòu)建和推行將是未來動物遺傳學課程教學改革的新方向。

2 多元自主學習模式的構(gòu)建

2.1 多元自主學習模式教學任務的設(shè)計與應用

針對學院學生的特點，理論課程采用雙語教學模式，將傳統(tǒng)的講授與現(xiàn)代的微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的多元化方式傳授專業(yè)知識。實驗實踐方面，引導學生的獨立思維能力去自主完成實驗。實現(xiàn)課程教學由傳統(tǒng)的“傳統(tǒng)講授”向“自主學習”進行轉(zhuǎn)換，依托課上教學、課后練習、主題討論等多元化板塊來積極引導學生從不同的方面學習動物遺傳學相關(guān)知識，感受動物遺傳學的內(nèi)在魅力，激發(fā)學生的求知欲。

2.1.1 多元自主學習在理論教學中的應用。

動物遺傳學的進步與發(fā)展使得很多新知識不斷涌現(xiàn)，其中涵蓋了大量與遺傳學相關(guān)的專業(yè)英語詞匯，只有掌握遺傳學相關(guān)的專業(yè)英語，才能進一步加深對動物遺傳學知識的理解，了解國際學術(shù)前沿。因此，動物遺傳學雙語教學的實施已勢在必行。通過動物遺傳學雙語教學的實施，使學生了解遺傳學的相關(guān)理論與技術(shù)及其在動物生產(chǎn)中的應用，同時提高學生掌握和運用專業(yè)外語的能力，從而能夠查閱相關(guān)專業(yè)的外文圖書文獻、專業(yè)網(wǎng)站等，來收集專業(yè)發(fā)展的最新動態(tài)，跟進生命科學的前沿信息；同時培養(yǎng)學生主動學習、獲取知識的興趣和能力。在所用的課件中融入專業(yè)外文詞匯、視頻，潛移默化地向?qū)W生灌輸專業(yè)英語，來提高學生的水平。對于不同章節(jié)進行不同程度融入。在講授遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)時可先對專業(yè)詞匯進行英文注釋，在之后的講解中遇到專業(yè)的詞匯即可用英文講授；在講授遺傳的基本規(guī)律時，因為該部分內(nèi)容學生在高中生物中已進行系統(tǒng)學習，所以可以結(jié)合圖例進行英文授課[3]。

在教育領(lǐng)域的應用中，微課被公認為是一種教學新方法。胡鐵生等[4]認為，微課是指按照新課程標準及教學實踐要求，以教學視頻為主要載體，反映教師在課堂教學過程中針對某個知識點或教學環(huán)節(jié)而開展教與學活動的各種教學資源的有機組合。

微課的核心組成內(nèi)容是片段式的課堂教學視頻，同時還包含與該教學主題相關(guān)的教學設(shè)計、素材課件、教學反思、練習測試、學生反饋、教師點評等輔助性教學資源。微課具有較明確的目的性，結(jié)構(gòu)簡單且便于應用和擴充，同時具有情境的真實還原和資源多樣化[4]的特點。隨著多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展，微課的引入改變了傳統(tǒng)教學的氛圍，使教學變得更加靈活多樣。微課的制作目的就是要在較短的時間內(nèi)，完成教學重點的傳授，切勿做成“旁白+PPT”的模式，制作前必須精心設(shè)計和構(gòu)思。在內(nèi)容多、課時短的情況下，如何提煉教學重點，并將每個知識點凝聚在十幾分鐘的微課視頻中，既開拓了學生視野，又考慮到考試的要求，不背離課程大綱的要求，這就對教師本身的知識水平和能力提出了嚴格的要求。

微課視頻的制作應來源于課本，又高于課本。比如，在進行“細胞分裂”章節(jié)講解時，可以拍攝實際分裂過程或制作不同類型分裂模式流程動畫，展示細胞分裂不同時期遺傳物質(zhì)和形態(tài)變化、對比減數(shù)分裂和有絲分裂的異同等。視頻或動畫的方式更加直觀、形象、生動，能更好地激發(fā)學生的學習熱情。

典型案例分析是微課視頻制作的另一個重要方向。比如，在進行“動物基因工程”教學時，教師可根據(jù)自己的實踐經(jīng)驗，真實展示通過生物技術(shù)完成基因工程應用案例，包括目的基因獲取、DNA體外重組和基因轉(zhuǎn)移、重組體的鑒定和篩選等。

慕課（massive open online course，MOOC）是指大規(guī)模在線開放課程，是基于課程與教學理論及網(wǎng)絡(luò)和移動智能技術(shù)發(fā)展起來的新興在線課程形式[5]。慕課起源于加拿大，隨著人們教學理念的改變，使慕課得到不斷發(fā)展。MOOC借助互聯(lián)網(wǎng)，通過MOOC平臺的課程講座視頻、嵌入課堂測試與課后評估、師生在線互動，打破了傳統(tǒng)意義上的師生關(guān)系以及時間和空間的局限，不再受課時的限制。慕課以網(wǎng)絡(luò)為平臺，是網(wǎng)絡(luò)課程重要的組成部分，以其獨特的風格影響了現(xiàn)代教育，使任何想要學習的人都能接觸到高等教育[6]，為自主學習模式的的推廣提供了極為便利的平臺和資源，有助于學生在課下的自主學習以及接受不同教師的講授后全面掌握動物遺傳學課程的主要知識點。

盡管慕課具有過程難監(jiān)控、質(zhì)量難保證的特點，對學生的自覺性和自學能力要求高，但慕課作為教學資源，較以往的精品課程、精品資源共享課更具優(yōu)勢。因此，應建立大量的動物遺傳學慕課資源。然而，目前園內(nèi)高校動物遺傳學慕課的發(fā)展卻相對滯后。在MOOC學院、慕課網(wǎng)、中國大學慕課等眾多知名的慕課網(wǎng)站上，動物遺傳學課程的慕課資源都很少，只能查詢到慕課學院包括西北農(nóng)林科技大學陳宏開設(shè)的動物遺傳學慕課在內(nèi)的3個資源，且關(guān)注度也不高。

慕課資源的建設(shè)不是一個學?；蛞粋€教師的責任， 國家應當鼓勵、各校應支持動物遺傳學任課教師積極開展動物遺傳學慕課課程的申報，并在微課的基礎(chǔ)上大力發(fā)展慕課，增加對動物遺傳學課程優(yōu)質(zhì)慕課教學資源的開發(fā)。不同教師對動物遺傳學課程中重難點的不同解釋和理解方式、典型的案例分析、生動的視頻材料等必將極大豐富動物遺傳學課程的教學內(nèi)容，開闊師生的眼界。

隨著微課和慕課的不斷發(fā)展，翻轉(zhuǎn)課堂的教學理念也被教育者提出。翻轉(zhuǎn)課堂建立了一種充分結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學資源的現(xiàn)代化教學形式[7]。翻轉(zhuǎn)課堂的授課形式改變了學生在學習過程中的參與度，使其學習方式由一味地被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習[8]。

傳統(tǒng)課程教學方法的最大問題就是“一鍋端”，在大學中因課時有限，并不能很好地做到因材施教。每個學生學習新知識的方法各異，消化掌握知識的時間不一，對問題的思考也因人而異，導致教學質(zhì)量和水平受到限制，學生自主學習的興趣也受到影響。翻轉(zhuǎn)課堂不僅改變了授課空間，而且實現(xiàn)了教學地位的翻轉(zhuǎn)，即以學生為課堂的中心主導，從而實現(xiàn)了由傳統(tǒng)一對多、固化的講授式學習向?qū)W生自主式、探究性學習模式的轉(zhuǎn)變。學生課下自主學習教師制作的微課或慕課視頻后，可在課堂上提出自己的疑問，使教師能夠有針對性地進行問題解答，讓學生有自主思考的空間和時間。打破固化的教育教學是現(xiàn)代教育改革創(chuàng)新的思路，翻轉(zhuǎn)課堂的提出為這種理念提供了實踐依據(jù)。

讓學生們參與其中是動物遺傳學翻轉(zhuǎn)課堂的精髓所在，通過自己的實踐來加深對理論知識的認知，學會應用理論知識來解決實際問題。教師可組織學生進行相應內(nèi)容的具體案例討論或?qū)嶒灥冉虒W的實踐活動。例如，講授動物轉(zhuǎn)基因技術(shù)時，教師可在課前向?qū)W生們提出“如何從轉(zhuǎn)基因哺乳動物乳汁中分離出含有活性藥物蛋白”的探究性問題。學生通過網(wǎng)上的微課、慕課資源，查閱文獻，開展自主學習，在掌握動物轉(zhuǎn)基因基本技術(shù)理論知識后，獨自設(shè)計方案來解決案例問題。在此期間，學生可隨時與教師在網(wǎng)上互動，交流遇到的問題和不理解的概念。方案設(shè)計好后可在課堂上進行匯報與討論。討論過程中，教師不僅可以根據(jù)學生的方案進行評價和建議，還可以根據(jù)案例內(nèi)容進一步提出引導擴展性問題，引發(fā)學生思考，比如該方法是否適應大規(guī)模推廣，而其難點是什么以及轉(zhuǎn)基因動物是否安全和符合倫理等。

2.1.2 多元自主學習在實驗教學中的應用。

采用驗證性實驗和綜合性實習一體的實驗課教學模式是推進學生在實踐方面自主學習的重要途徑。動物遺傳學實驗是一門實踐性較強的專業(yè)必修基礎(chǔ)課，動物遺傳學實驗技術(shù)在個體水平、細胞水平乃至分子水平的不斷跨越對生命科學理論的發(fā)現(xiàn)與技術(shù)的拓展發(fā)揮了巨大的推動作用。傳統(tǒng)的動物遺傳學實驗課教學強調(diào)驗證性實驗內(nèi)容的學習和掌握，是對課堂所學理論的加深與鞏固，但考慮到學科發(fā)展的特點及其綜合應用性，可對實驗方面的教學進行適當調(diào)整。調(diào)整后的教學實驗包括實驗課教學（技能性及驗證性實驗）和實習訓練（綜合實驗，如畜禽基因組DNA PCR-RFLP 檢測技術(shù)）。實驗課教學包括通識性實驗（果蠅染色體觀察、人染色體核型分類辨識等）和專業(yè)性實驗（涵蓋分子遺傳學等）。實習訓練部分使學生在掌握基本實驗技能的基礎(chǔ)上，進一步提升自主分析問題、解決問題、統(tǒng)籌規(guī)劃、團隊合作等方面的能力。

實習訓練部分即綜合實驗，需要結(jié)合動物遺傳學科的發(fā)展以及學生的實際情況來設(shè)計難度適中、具有一定前沿性的實驗，應既包括上課傳授的基本理論，又結(jié)合一定的學科前沿及實踐技能培訓。例如，畜禽基因組DNA PCR-RFLP 檢測技術(shù)在動物遺傳學理論層面上涵蓋了核苷酸、基因的基本概念以及突變發(fā)生的分子機制和效應、DNA 體外復制、基因和基因型頻率計算以及性狀的表現(xiàn)等，在實驗技能方面涉及現(xiàn)場樣本采集、試劑配制、DNA 抽提、核酸濃度和純度的紫外分光光度計檢測、PCR 反應、瓊脂糖凝膠電泳檢測、帶型分類、統(tǒng)計分析等。通過實習訓練實現(xiàn)了動物遺傳學多維度人才培養(yǎng)的目標，加強基礎(chǔ)課本理論與實踐教學的相輔相承，又給學生提供了自主學習的空間。綜合實驗以小組為單位，學生拿得題目后，首先要根據(jù)題目中提供的線索，查找文獻，學習方法與思路，從而自主設(shè)計實驗，將制定的技術(shù)路線交由教師審核修改。然后，根據(jù)實驗方案領(lǐng)取材料，學生可在規(guī)定的時間內(nèi)完成樣品的分離與鑒定工作。最后，以PPT形式匯報實驗結(jié)果和收獲。教師在這個過程中起到輔助引導的作用，結(jié)合微視頻等多媒體和親自示范提供必要的指導，對學生實驗進行監(jiān)督，

及時提出實驗中存在的問題，確保實習教學的順利完成[9]。

2.2 “三位一體”教學體系的構(gòu)建 搭建課堂、實驗及網(wǎng)絡(luò)互動“三位一體”教學體系，從多方面使多元化教學手段有機結(jié)合，貫穿整個動物遺傳學課程教學的全過程，可使學生進行系統(tǒng)自主學習，可有效解決動物遺傳學課程教學中存在的問題。結(jié)合教育大綱的要求和學生們的實際情況，構(gòu)建一套適合動物遺傳學課程教學特色的“三位一體”教學體系。建立合理的評價體系，可將學生的實際情況及時通過網(wǎng)絡(luò)反饋給授課教師。教師和學生在網(wǎng)絡(luò)上的信息交互，有利于為學生及時解答疑惑，加快學習進程，并使多元化的教學方案更加適應具體的教學環(huán)境，從而做到因材施教，達到引導促進學生自主學習的目的。結(jié)合動物遺傳學實際，在講授緒論時可采取微課的方式，將動物遺傳學概念及發(fā)展歷史生動地展現(xiàn)給學生。對于動物遺傳學基礎(chǔ)知識章節(jié)，可利用慕課結(jié)合雙語教學，通過課上的提問和課下通過平臺的小測驗來檢驗學生對慕課的學習情況。對于一些技術(shù)應用的章節(jié)，教師可采取翻轉(zhuǎn)課堂的形式，使學生在了解技術(shù)理論的基礎(chǔ)上學會自主思考如何應用等問題。實驗課程的設(shè)置要配合理論知識的學習，做到同步化，使學生加深理論的認知，亦或是進行實驗或理論的反轉(zhuǎn)，通過自主實踐讓學生發(fā)現(xiàn)某一特定遺傳現(xiàn)象，再進行系統(tǒng)的理論講解。網(wǎng)絡(luò)互動是貫穿始終的，教師的及時解惑可以提高學生的學習效率，學生對教學內(nèi)容和模式的評價為此后教師教學活動的改善提供重要參考。

3 結(jié)語

結(jié)合傳統(tǒng)動物遺傳學課程教學過程中存在的問題以及當今時代發(fā)展的背景，對多元自主學習模式在動物遺傳學課程教學過程中的應用進行了初步探索，構(gòu)建課堂、實驗、互動三位一體的教學體系，應用微課、慕課以及翻轉(zhuǎn)課堂的現(xiàn)代化教學手段和理念對動物遺傳學課程教學進行改革，將為今后大范圍推進動物遺傳學教學與提高教學質(zhì)量水平提供了借鑒。

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