高等农业院校生物专业遗传学高效教学方法探析

作者:查重猫     发表时间:2021-03-16 22:27:02   浏览次数:51



  摘要遗传学是高等农业院校生物类专业所设的一门专业基础课,对植物、动物和微生物育种及相关课程的基础理论和生物分析技术的学习具有重要意义。本文分析了遗传学教学优化方法,以期在教学实践中提高教学效率,实现理想的教学效果。

  关键词高等农业院校;生物专业;遗传学;高效教学方法

  遗传学是高等农业院校生物类专业一门专业基础课,是植物、动物和微生物育种及相关课程的理论基础。通过本课程学习,要求学生掌握遗传学的基本原理,掌握对动物、植物和微生物进行遗传分析的一般方法,掌握基本的实验操作技术,为进一步学习遗传学分支学科及相关专业课程奠定良好的基础。

  遗传学是研究生物遗传和变异的科学。随着生命科学领域研究的不断深入,遗传学教学内容不断更新,具有知识面广、内容繁杂和原理晦涩难懂等特点,学生在学习过程中感觉难度较大。因此,在遗传学教学过程中,应树立“以学生为中心,学生为主体”的教育理念,积极改进遗传学教学方法,调动学生学习遗传学的积极性。这对获得理想的遗传学教学效果,有效提高遗传学教学效率,培养学生的综合素质具有重要意义。

  1结合专业特点,优化课程教学内容

  遗传学作为一门综合性学科,涉及基因工程、微生物学、分子生物学、分子遗传学和生物化学等领域的知识,内容广泛、知识点多、综合性强。遗传学课程中的部分内容在前期的生物化学和微生物学等专业基础课中均有涉及。比如,遗传学课程第三章遗传物质的分子基础,第八章基因的表达与调控中原核生物基因的表达与调控乳糖操纵元模型,在前期的生物化学课程中都已经涉及。如果在遗传学教学过程中再花大量时间重复讲授这些内容,学生会觉得课程缺乏新意从而影响学习兴趣。对于这部分内容的讲授,若通过对学生提问进行回答的形式,可以了解学生对知识点的掌握程度,着重讲解学生掌握较差的重点和难点,提高遗传学教学效率。

  2增设讨论式教学,提高学生学习积极性

  在我国教育体系中,“教师讲,学生听”是十分传统且普遍的教学模式,形成了教师单向灌输、学生被动接受的局面,不论是教师还是学生都习惯于这种教学模式。但是,这种教学模式使学生的主观能动性被忽视甚至被压抑,造成学生“课前不预习,课后不复习,上课不认真,考前抱佛脚”的现象,难以提高学生学习积极性[1]。

  近些年,许多高校教师开始尝试提高学生主动性的讨论式教学模式,教师根据教学内容对一些重点和难点内容在课堂上提出相关问题并进行讨论。例如:在讲解细胞有丝分裂过程中,可以提问动物有丝分裂和植物有丝分裂的区别;在讲解细胞减数分裂过程中,可以提问细胞的减数分裂和有丝分裂的具体过程和区别;在连锁遗传的讲解过程中,提问并讨论遗传学三大定律(分离定律,自由组合定律和连锁定律)之间的联系和区别;在母性影响的讲解过程中,提问并讨论母性影响与细胞核遗传及细胞质遗传的区别。通过灵活提问并进行讨论,一方面可以激发不同层面学生的学习兴趣,引导学生从自己的角度理解问题,加深学生对知识点的理解和记忆,提高学生分析总结问题的能力;另一方面可以避免学生上课走神,把学生的注意力重新拉回课堂中,提高学生的学习效率。

  3拓展案例教学,激发学生学习兴趣

  由于遗传学知识信息量大、内容抽象、层次复杂,导致一些学生无从下手。案例教学是教师根据教学目的和需要,理论联系实际,选择富有趣味性和代表性的典型案例作为教学资料,进行师生之间以及学生之间探讨,激发学生学习兴趣,增加学生对知识概念和科学原理的消化吸收[2]。

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  在讲述染色体结构和数目变异时,可以引入人类染色体遗传方面的内容,从一些特殊人群的表型出发,揭示人类染色体结构和数目的变异对人体的影响。人类共有46条染色体,每条染色体结构变异都会对人体健康产生影响,如人类第5号染色体短臂部分缺失会引起猫叫综合征。同样,人类染色体数目变异也会对人体产生影响,如有的男性多了1条X染色体,性染色体变成XXY,乳房会偏大,而有的女性少了1条X染色体,性染色体变成X,反而乳房变得很小。更特别的是,有的男性会多出1条Y染色体,性染色体变成XYY,这些人的男性气质会变得特别强烈[3]。通过这些案例的叙述和分析,能够加深学生对染色体结构和数目变异效应的深刻理解。

  4跟踪学科发展前沿,补充领域热点

  随着遗传学学科迅猛发展,生命科学领域研究的不断深入,新成果和新技术层出不穷。通常最新的科研成果是课程基础知识的延伸和应用,在遗传学课程讲授过程中,如果能够及时关注该学科的最新研究进展和研究热点,并将最新的研究成果和课程知识点紧密结合,向学生展示遗传学课程的广泛应用,不仅能激发学生学习遗传学的兴趣,还能够加深学生对课程知识的掌握和理解。如在讲授基因工程和基因组学这一章时,可以引入CRISPR/Cas9基因编辑器原理及其应用,CRISPR/Cas9工作原理是crRNA通过碱基配对与tracrRNA融合成一条嵌合的RNA链,这条嵌合的RNA链可以引导核酸酶Cas9蛋白切割目标DNA[4]。闫丽[5]利用CRISPR/Cas9技术将大豆基因WRI11a进行沉默,创制了基因GmWRI1a突变体,发现转基因突变体植株中糖酵解和脂肪合成相关基因的表达量下降,揭示WRI11a基因在大豆中可以增加油分含量。这些内容的讲授,可以将新旧知识融为一体,形成系统化的知识结构,减少学生在课堂上的困惑与挫折感,加深对知识点的理解和掌握。

  5加强实验教学,激发学生学习动力

  遗传学作为生命科学领域的一门重点学科,生物类专业的一门专业基础课,遗传学实验也是该课程的重要组成部分。加强实验教学,让学生进入实验室做生物实验,不仅能有效提高学生对遗传学基本理论和基本知识的理解,培养学生科学思维和独立操作能力,还能进一步培养学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力,激发学生的学习动力,使实验教学和理论教学能够合理衔接。

  在实验教学中,实验内容的安排设置起到十分重要的作用。适当地开设一些能够培养学生科学思维,动手操作能力,分析解决问题能力的基础性、综合性和验证性实验,把课堂上的理论知识与实际实验操作紧密联系起来,不仅可以提升学生对遗传学实验课学习的兴趣,还可以提高学生理解掌握理论知识的能力[6]。

  在基础性实验部分,安排的实验为细胞减数分裂的观察。通过对玉米花粉母细胞减数分裂制片的观察和分析,可以了解减数分裂的全部过程和减数分裂各个时期染色体的变化,加深理解课堂理论知识,为进一步学习遗传学的基本规律奠定坚实的细胞学基础。

  在综合性实验部分,安排的实验为大肠杆菌营养缺陷型突变的诱导与突变株筛选,要求学生深入了解应用物理、化学因素对细菌进行诱变的基本原理和基本方法,掌握如何对诱变产生的营养缺陷型菌株进行筛选与鉴定。同时,此实验各个环节紧密相连,前面实验成功与否直接关系后面的实验结果。因此,在整个实验过程,既可以锻炼学生的动手操作能力,也可以培养学生认真、耐心和严谨的科学态度。

  在验证性实验部分,将培养学生的科研意识和综合科研能力作为目标,安排的实验为植物染色体制片、分带与核型分析。在染色体制片实验中,分别选择了8:00—10:00,10:00—12:00,12:00—14:00,14:00—16:00,16:00—18:00时间段取黑麦根尖,进行染色体制片和观察。通过自己的实际观察找到最适合的取材时间。采用这种探索性的实验设计,既可以提高学生参与实验和科研活动的积极性,培养学生创新精神和科研能力,又可以加深学生对实验原理的了解,激发学生学习动力。

  6建立复合型考核体系,综合考察学习效果

  成绩是学习的指挥棒,一定的评价考核机制是引导学生继续学习、检查教学效果和保证教学质量的重要环节[7]。我国传统的考核方式是期末闭卷考试。针对遗传学这门课程,应采用复合型考核模式,做到理论与实践相结合,综合考察学习效果。考核内容包括对遗传学课程所学知识的掌握情况、综合运用所学知识分析解决问题的能力、课堂表现以及实验操作情况等方面。根据这个标准,采用期末考试成绩,期中考试成绩,平时成绩和实验成绩相结合的方式评价学生的最终学习成绩,期末考试成绩占70%,期中考试成绩以及平时成绩和实验成绩占30%。

  平时成绩包括学生的出勤,课堂回答问题讨论和课后作业等。教师应该对课堂上认真听讲,积极并能够认真回答问题,课后认真完成作业的学生给予加分;对上课无故迟到缺勤走神,课堂提问问题应付回答,课后作业完成敷衍了事的学生给予扣分,有效调动学生学习的积极性。实验成绩包括实验操作以及实验报告,以学生在实验过程中的动手操作能力和实验报告的完成情况作为考核指标,严格考核,以提高学生对实验课的重视程度。这种复合型考核模式综合学生多方面表现,能较为客观地反映学生对遗传学课程的掌握情况。

  7结语

  遗传学不仅是生命科学领域一门重要的基础学科,还是多门学科研究的基础。为了实现良好的教学效果,要求在教学活动中以学生为主体教师为主导,在教学过程中注重引导学生将理论知识与实际科学研究相结合,采用多种教学形式和教学手段,激发学生学习兴趣,调动学生学习积极性,努力提高遗传学的教学效率和教学效果。——论文作者:李欢欢刘文轩*夏宗良陈甲法戚元成

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