教育教学论坛_2022年第3期

黄成 徐莹 张昊 刘雄伦 罗红兵

[关键词] 遗传学;金课;教学;改革

[基金项目] 2020年度湖南省普通高等学校教学改革研究项目“‘金课’建设背景下农学专业主干课程建设的创新与实践研究——以《遗传学及实验技术》课程为例”（HNJG-2020-0309）

[作者简介] 黄 成（1989—），男，湖南益阳人，博士，湖南农业大学农学院讲师，硕士生导师，主要从事玉米遗传育种研究;徐 莹（1988—），女，湖北汉川人，博士，湖南农业大学农学院讲师（通信作者），硕士生导师，主要从事农业生态研究;张 昊（1980—），男，湖南益阳人，博士，湖南农业大学农学院讲师，硕士生导师，主要从事花生遗传育种与栽培研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）03-0101-04 [收稿日期] 2021-06-16

为深入贯彻落实新时代全国高等学校本科教育工作会议精神，加快振兴本科教育，构建高水平人才培养体系，全面提高高校人才培养能力，教育部在2018年8月发布了《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》（教高函〔2018〕8号）。文件明确提出，各高校要全面梳理各门课程的教学内容，淘汰“水课”、打造“金课”，合理提升学业挑战度、增加课程难度、拓展课程深度，切实提高课程教学质量。要切实加强学习过程考核，加大过程考核成绩在课程总成绩中的比重，严格考试纪律、严把毕业出口关，坚决取消“清考”制度[1]。这是教育部文件中首次提出“金课”这一概念，也对“金课”建设提出了具体的要求。

遗传学是21世纪生命科学领域发展最快、最具活力的基础学科之一，对探索生命的起源和本质，以及推动生命科学的发展起着重要的作用[2]。“遗传学”既是农林类高等院校农学类专业一门重要的专业基础课程，是指导植物、动物和微生物育种工作的理论基础，又是一门理论紧密联系生产实践的课程。“遗传学”课程包括理论教学和实验教学两个部分，将理论课程与实验技术相结合，不仅可以有效提高学生对遗传学基本理论和基本知识的理解，提升“遗传学”的教学效果，而且还可以锻炼学生的专业技能，提高学生分析问题和解决问题的能力，对培养学生的实践及创新能力、提高综合素质具有重要作用[3-5]。因此，本文通过介绍笔者所在院校农学类专业“遗传学”课程的教学现状，分析了当前教学过程中面临的突出问题，并提出了相应的解决方案，旨在进一步提高我校“遗传学”课程的教学质量和水平，为建设一流学科奠定基础。

一、教学现状

我校农学类专业“遗传学”课程涉及农学、草业、种子、茶学、烟草、园艺、生物信息学、植物保护、园艺教育、农学教育十个专业。“遗传学”课程包括理论教学和实验教学两个部分，经过多年的教学发展，我校农学类专业的“遗传学”课程从专业实际特点出发，选择了浙江大学朱军主编的《遗传学》（第四版，中国农业出版社，ISBN：9787109247901）作为理论教学的教材，浙江大学祝水金主编的《遗传学实验指导》（第三版，中国农业出版社，ISBN：9787109243262）作为实验教学的教材。

“遗传学”理论教学课时为54学时，教学内容主要包括：绪论、遗传的细胞学基础、遗传物质的分子基础、孟德尔规律、连锁遗传和性连锁、染色体变异、细菌和病毒的遗传、基因的表达与调控、基因工程和基因组学、基因突变、细胞质遗传、数量性状遗传、群体遗传与进化。

“遗传学”实验教学课时为20学时，包括1次综合大实验和3次小实验。综合大实验的内容包括：蚕豆根尖有丝分裂临时片的制作与观察、蚕豆根尖染色体结构变异临时片制作与观察、蚕豆根尖染色体多倍体永久片制作与观察;小实验1的内容为：植物细胞分裂与染色体形态观察;小实验2的内容为：以玉米F2材料验证自由组合规律;小实验3的内容为：蚕豆染色体组型分析。

二、教学中面临的突出问题

经过多年的发展，我校“遗传学”课程取得了良好的教学效果，但在实践教学中仍然存在一些突出问题，有待进一步改革和完善。

（一）教学内容相对陈旧

遗传学是一门综合性学科。一方面，“遗传学”与“育种学”“现代分子生物学”“细胞生物学”“微生物学”“生物化学”“植物学”“植物生物技术”等课程相互渗透，紧密结合，导致“遗传学”课程中的部分内容与其他相关课程内容重复，进而在实践教学过程中难以调动学生的学习积极性。例如，第二章中细胞的结构和功能在前期的细胞生物学课程中已系统学习，第三章中核酸的化学结构在前期的生物化學课程中已系统学习。因此，如果在后期的“遗传学”教学过程中再重复详细讲授这些内容，容易使学生产生厌倦和枯燥感，难以激发学生的学习兴趣和积极性，导致教学效果较差。

另一方面，随着科学技术的快速发展和广泛应用，“遗传学”的内容和知识体系也发生着日新月异的变化，新技术和新方法不断涌现，但《遗传学》教材的内容却相对滞后，主要原因是教材的编写和印刷出版周期较长，导致很多新的研究成果未能及时编入教材，进而导致《遗传学》教材的更新速度永远赶不上知识更新的速度。例如，近年来快速发展的基于细菌和古细菌基因组中规律成簇的间隔短回文重复序列（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats， CRISPR）及CRISPR相关蛋白9（CRISPR-associated protein9， Cas9）发展而来的新型基因编辑技术（CRISPR-Cas9）在遗传学研究领域得到了广泛的应用[6，7]，但《遗传学》教材中并没有编入CRISPR-Cas9技术的内容。因此，高校教师应不断学习前沿科学知识并及时更新教学内容，以解决教学内容相对陈旧的问题。

（二）教学模式单一

目前，“遗传学”理论和实验教学主要采用“以教师为中心”的传统教学模式。教师主动讲授知识而学生被动接受知识，主要表现在教师讲、学生听，教师写、学生抄，教师考、学生背。这种传统的教学模式可以让学生在短时间内接收大量知识，且教师也可以最大效率地系统讲授知识。然而，这种教学模式也存在以下四个方面的不足：（1）教师在课堂上只是一味地将大量书本知识讲授给学生，而没有考虑学生的学习基础、学习方式和接受能力，难以达到良好的教学效果;（2）学生处于被动接受知识的地位，主观能动性得不到充分调动和发挥，创新能力也得不到培养;（3）学生对于抽象或难以理解的知识只能机械性记忆，导致很多学生不能真正理解和运用知识，跟不上课堂学习进度，进而产生紧张、厌倦甚至畏惧的心理;（4）课堂上出现教师“一言堂”现象，导致课堂气氛沉闷，教师和学生之间得不到交流互动，教学效率低下。

因此，随着现代教育理念和技术的发展，如何提高学生学习的兴趣和积极性，消除学生对“遗传学”课程的厌烦和畏惧感，真正将教学模式从以教师为中心转变到以学生为主体，是当前“遗传学”教学中亟待解决的问题。

三、教学改革的策略

为适应遗传学学科的快速发展，进一步提高教学质量，培养创新型人才，针对上述存在的问题，需从以下四个方面进行教学改革。

（一）大胆取舍，提高效率

因为“遗传学”课程中的部分内容与其他相关课程重复，所以在“遗传学”课程的教学过程中应有所侧重。如果不加选择地将所有内容都面面俱到地从头讲到尾，则不仅教学效率低，而且教学效果也差。因此，在制定教学计划时，要多与其他相关课程的任课教师沟通交流，做到各相关课程间相互协调，不重复一般性内容，也不遗漏重点和难点内容。对于这部分内容，教师可以通过随堂问答、随堂测验和回忆再现等形式了解学生对相关知识的掌握情况，然后根据学生的反馈及时调整教学策略，着重讲解学生尚未掌握的重点和难点内容，既提高了教学效率，又丰富了教学形式。

（二）探索实验，创新培养

“遗传学”实验是“遗传学”课程学习的重要组成部分，对激发学生的学习兴趣，培养学生的动手能力、合作能力和创新能力都具有重要的作用。教师在教学过程中要摒弃“先教后学”的教学模式，这种单向的模仿学习容易使学生在固定的模式下机械性地重复实验步骤，而对实验原理不理解，对实验目的不明确，进而敷衍实验操作，最终失去学习兴趣。因此，教师在教学过程中可以采用学生分组讨论或师生互动的方式引导学生开展实验，积极调动学生的主观能动性，充分发挥学生的主体作用，着重培养学生发现问题和解决问题的能力。此外，随着分子遗传学技术在农业领域日渐广泛的应用，也对“遗传学”实验教学内容提出了新的要求。在整合优化现有实验内容的基础上，可以适当增加“分子遗传学”实验内容。例如，提取植物基因组脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid， DNA）、聚合酶链式反应（Polymerase chain reaction， PCR）、琼脂糖凝胶电泳等。

（三）结合科研，丰富内容

教学与科研是一种相互促进、相互依存的关系，教学为科研提供新的研究思路，科研为教学提供新的知识源泉。随着现代科学技术的快速发展，遗传学领域出现了许多的新技术和新成果，而教材的内容则相对滞后。因此，教师在“遗传学”课程的教学过程中可以结合自身的科研项目和公开发表的文献知识进行讲授，这样更容易激发学生的学习兴趣和拓宽学生的知识视野。例如，在讲授第六章染色体变异时，本人结合在科研过程中遇到的玉米染色体发生倒位而降低了倒位区段内发生重组的概率，进而阻碍了利用图位克隆（Map-based cloning）的方法在倒位区段内精细定位目标基因。在讲授第七章细菌和病毒的遗传时，笔者以2019年新型冠状病毒（2019 novel coronavirus， 2019-nCoV）為例，讲述病毒的结构、侵染和增殖的过程，并结合全球疫情防控的形势及措施开展教学，取得了良好的教学效果。这种将科研内容和社会热点与课堂讲授相结合的方式，能有效激发学生的学习兴趣，提高学生学习的积极性。

（四）改善教法，打造“金课”

要淘汰“水课”、打造“金课”，就需要改革传统的“以教师为中心”的教学模式，突出学生的主体地位，建立以学生为中心的教学模式。在教学过程中，教师除了采用PowerPoint（PPT）课件演示外，还可以借用卡片、挂图、实物、模型、动画、视频、音频等多种辅助工具，这样既可以让“遗传学”教学课堂变得丰富活跃，又可以激发学生的学习兴趣，让学生对知识的感知和理解更加生动形象。此外，随着网络技术的快速发展，多个网络平台为开展“遗传学”线上线下混合式教学提供了条件。教师可以充分利用超星学习通、雨课堂、腾讯课堂、智慧树等网络平台资源开展在线课程建设，这不仅有利于学生合理安排个性化的学习时间，培养学生自主学习的能力，而且通过与线下课堂教学相结合，能有效提升教学效果。

“遗传学”作为农林类高等院校农学类专业一门重要的专业基础课程，对学生学习其他相关课程和学业发展至关重要[8]。结合教学实践，我校“遗传学”教学团队在课程内容、教学方法及人才建设等方面进行了有效的实践和探索，以期培养专业知识扎实、创新意识强烈、能满足社会需求的高素质人才。虽然“遗传学”课程教学改革在不断发展和推进，但当前教学中面临的问题依然突出[9，10]。因此，本文针对我校在“遗传学”教学过程中存在的教学内容相对陈旧和教学模式单一等突出问题，提出了四项改革策略，以进一步提升我校“遗传学”课程的教学效果：（1）大胆取舍，提高效率;（2）探索实验，创新培养;（3）结合科研，丰富内容;（4）改善教法，打造“金课”。对“遗传学”课程进行教学改革是“双一流”建设背景下打造“遗传学”“金课”的必然要求。作为人民教师，我们在“遗传学”教学过程中应积极主动探索，在改革中积累教学经验，不断提升教学效果，为国家和社会培养更多高质量创新型人才。