农学专升本《遗传学》课程教学改革研究 8页

　　农学专升本《遗传学》课程教学改革研究基于专科和本科培养目标的不同，针对专升本农学专业遗传学教学现状及存在的相关问题进行分析，提出了围绕遗传学课程体系，统筹兼顾，优化教学内容，改革教学方法，加强实验教学等方面，提高学生学习兴趣，增强知识综合应用能力，以适应现代本科教育的需要。\n专升本教育是在专科教育的基础上对基础理论和专业知识再提高的过程，不但缓解了目前大专毕业生的就业压力，而且为更多优秀的专科学生继续深造提供了良好的机会，满足了我国社会经济快速发展对人才的需求，顺应了现代科学技术和人才发展的要求[1-2]。目前，专科学校推荐的优秀学生必须通过选拔考试后才能进入本科阶段学习，遗传学是农学专业专升本选拔考试的必考科目之一。遗传学的纵深发展使其从个体水平深入到基因和单核苷酸水平，并与细胞生物学、生物化学、微生物学、分子生物学等各个分支学科相互交叉和渗透，尤其是随着分子遗传学及分子生物学的不断发展，新的理论和新技术的不断涌现，极大地丰富和扩展了遗传学的内容[3]。因此，遗传学不仅是生物科学中一门基础理论科学[4]，也已成为高等农业院校中农学本科专业的专业基础课和核心课程。而对于农学专业专升本学生来说，原有的遗传学知识已不能满足农学本科生发展的需要，因此在本科阶段开设了遗传学课程。笔者根据农学专升本的特殊情况，分析了农学专升本遗传学教学中所出现的问题，针对相关问题进行了教学改革的探索，以提高农学专升本遗传学的教学效果。1现状分析1.1遗传学知识层次不齐近些年，每年都有大量的专科毕业生通过专升本选拔考试进入更高水平的本科院校相同或相近专业接受再教育。而对于农学专业专升本招生的学生，除了专科是农学专业外，也可以报考种植专业、园艺专业、种子专业等多个相近专业。根据考试大纲，学生为了实现自己的目标和理想，掌握了一些遗传学的基本知识，顺利进入本科阶段学习。由于这些学生往往来自于不同的学校和不同的专业，每个学校和专业在遗传学教学计划、学时安排等方面都存在一定差异，任课教师会根据实际情况来安排教学内容，这种遗传知识的差异性给目前的专升本遗传学教学增加了难度。1.2相关学科基础知识水平不同遗传学具有较广的基础知识面，涉及植物学、生物统计学、有机化学、生物化学等多门学科的基础知识，尽管国家为了保证培养质量，要求参加“专升本”考试的学生所学专业与所报考专业应一致或相近，但是大专教育阶段，不同学校在课程设置、教学计划等方面都存在一定的差异，有的专业开设了植物学和生物统计学等遗传学的先导课程，但有的学校和专业就没有开设这些课程。不同学校即使开设了相同的课程，但在教学计划、学时、理论教学和实践教学比例、教材侧重点等方面都存在一定差异，使得进入本科教育的学生在遗传相关学科基础知识起点上很难一致。\n1.3实践操作和知识应用能力较差遗传学是以实验为基础的自然科学，实践性强。由于专科的教学往往以记忆为主，以被动接受的方式来获取知识，以便应对相应考试，很多专科学校在遗传学教学计划中缺少实验教学的内容，有的学校即使开设了遗传学实验，也只是利用玉米果穗等实验材料对分离规律和独立分配规律进行验证，在观察有丝分裂和减数分裂时，只是买些玻片供学生观察。所以，学生普遍缺乏动手操作的训练，再加上学生学习的遗传学知识都比较肤浅，基础较为薄弱，这成为他们利用遗传学知识解释遗传现象和育种实际应用的“瓶颈”。2教学改革方法\n2.1注重知识衔接专升本的学生既具有当前普通本科学生的普遍特征，也有其自身的特点，而现行统一的本科教学计划无法适应专升本学生复杂的学习背景和基础。因此，在教学过程中，教师应充分了解教育对象的特点，采取有针对性的方法和措施，以达到预期的效果。新学期开学对开设有遗传学课程的农学专升本学生进行初步调查，调查内容主要包括两个方面，一是在大专阶段是否开设有遗传学课程及遗传学理论教学内容和实践教学内容的情况;二是在大专阶段是否学过植物学、生物统计等前导课程。根据调查结果，既要考虑到学生的共同需求，又要充分考虑到学生的个体差异，有目的地调整教学内容，使专科遗传学知识和本科的新内容有机衔接，避免授课内容过多重复和部分学生无法跟上教学进度，激发学生的学习兴趣。2.2优化理论课教学内容农学专业专升本遗传学具有自身的特殊性，因此教学内容上在重视经典遗传学内容的同时要突出学科最新发展趋势，既重视专业深造需求，又注重社会就业需求。因此，在课程体系中避免内容与相关课程的重复，及时将一些新知识及时补充到课堂和实验之中[4]。据此，充分考虑遗传学自身的完整性与系统性，建立了以遗传物质为主线，由浅入深，从经典遗传学到现代遗传学，从理论到应用的新课程体系。由于大部分专升本的学生经过专升本的遗传学考试，或多或少对遗传学的基本知识都有所了解，因此在经典遗传学方面适当压缩内容，减少与植物学内容的重复性，又照顾到没学植物学的学生。精简遗传的细胞学基础部分，重点讲叶绿体、线粒体、核糖体等几个重要的细胞器及有丝分裂与减数分裂中细胞核内染色体的行为，在经典遗传学规律上侧重于在育种实践中的运用。在现代遗传中，介绍遗传的分子基础、基因突变、染色体结构变异、染色体数目变异。通过这部分内容整合优化，有利于学生对“变异”形成整体的印象，最后是数量性状遗传和细胞质遗传。除了讲原理外，重点是理论的应用，结合杂种优势和近亲繁殖讲数量性状遗传，结合雄性不育利用讲细胞质遗传，使学生对本课程形成条理清晰、内容连贯的整体知识体系。\n2.3利用多媒体进行教学随着教学条件的不断改善，多媒体由于形式灵活多变，内容丰富多彩、直观形象等特点被广泛应用到教学实践中，特别对遗传学抽象的内容，通过可视化更容易让学生掌握相关知识。比如在有丝分裂和减数分裂过程中染色体的行为，学生只通过书本和实验是看不到在分裂过程中染色体的连续变化过程，通过多媒体就可以形象直观地把间期染色体的复制、偶线期染色体的联会、粗线期非姊妹染色单体间的交换以及细胞分裂时其他时期染色体的动态变化展现给学生;在染色体结构变异中，由于缺失、重复和倒位都会形成“圈”，但各个圈的形成是不同的，通过动画可以让学生清楚看到中间缺失杂合体圈的形成是在同源染色体中正常的那条染色体，而重复杂合体是发生在重复的那条染色体上，而倒位杂合体是同源染色体的两个成员都参与了“圈”的形成。尽管多媒体教学有很大的优势，但由于讲课速度较快，学生记笔记较难，复习也很困难，特别是一些推理方面更是难以理解[3]。因此在上课时要结合板书，尽管板书信息量小，但板书推理细致、容易理解。比如在狭义遗传估算中所利用的公式，通过板书推导，可以让学生更明白如何利用F2、B1和B23个不同世代的群体来估算狭义遗传力。所以，通过多媒体和板书两种方法有机结合，相互补充，有图文并茂PPT和可视化的视频，又有推理与演算过程的板书，可将枯燥的知识生动地讲述出来，让学生乐于接受，加强对知识的吸收。\n2.4实施案例教学案例教学是在学生掌握了有关基础知识和基本理论的基础上，教师在教学过程中选择典型案例并以恰当的形式提供给学生，把学生带入一个特定情境中，在教师的指引下由学生依靠其知识结构和背景，在这种案例情境中发现、分析和解决问题，培养学生运用理论知识并形成技能技巧的一种教学方法，其最大的特点就是模拟实践经验，增强实践的能力，是学生牢固掌握知识的一种有效方法[5-6]。遗传学作为一门理论性很强的学科，专升本的学生有一部分理解能力还比较低，通过案例教学可以使比较抽象的理论更容易理解和记忆。如在染色体数目变异一章中，以无籽西瓜的培育为例，讲解同源三倍体的形成、育性和应用，以玉米单倍体育种技术为例，通过单倍体育种程序的讲解，对孤雌生殖的形成、单倍体的育性以及单倍体的应用加深理解和记忆;在雄性不育的利用中，以玉米品种豫玉22为例，讲述其母本综3不育系和保持系及父本87-1恢复系的选育，三系配套的利用以及在甘肃张掖进行杂交种的生产。2.5采用启发式教学由于专升本在专科期间已进行了相关农学专业课方面的学习，避免专业课的简单重复，扩大专业视野，加大课程的实践性，所以教师要在专科基础上加强理论，拓宽思路，增加深度的同时，让学生学会熟练应用。因此，通过启发式教学，可以让教师积极发挥引导作用，成为学生自主学习的促进者。比如在讲到染色体结构变异缺失的遗传效应中，缺失常常会造成假显性现象，以玉米第六染色体长臂上有控制紫色植株的基因Pl，如果以正常绿株为母本，以X射线照射纯合紫株的花粉给正常绿株授粉，杂交F1代就可能会出现两类植株，一类是由于X射线照射造成含有Pl基因的片段缺失后与含有pl基因的雌配子结合，由于缺失的假显性形成绿株，另一类是正常含有Pl基因的雄配子和含有pl基因的雌配子结合形成紫株。在这个案例中，杂交后出现的绿株是由于染色体缺失造成的，如果在X射线照射过程中发生基因突变的话，即Pl突变成pl，也会造成杂交F1中出现绿株。怎么判断杂交F1中的绿株是由基因突变造成的还是染色体缺失造成的?学生围绕案例中的问题，综合运用所学专业知识与方法进行思考，这种启发式教学不仅拉近了师生之间的距离，也增进了学生之间的探讨交流，提出解决问题的方案，同时提高学生对遗传学的兴趣，拓宽视野，培养了学生自主学习、独立思考和创新能力，提高了学生分析问题、解决问题和应用知识的能力，逐步从“老师教”向“学生学”转变。\n2.6加强实验教学遗传学是一门实验性很强的学科，其产生与发展离不开实验的设计与研究。因此，在本科遗传学教学中开设有遗传学实验课，不仅为学生提供了一个验证理论知识、学习遗传学领域中相关实验技术的机会，也对培养学生的实践能力、创新精神和创造能力有着理论课不可替代的作用，更是激发学生探索兴趣，培养学生创新精神的切入点，已成为遗传学教学中的重要组成部分[7]。根据专升本学生的特点，目前大专期间所开展的遗传学实验大都是以验证性实验为主，老师先做好，再讲给学生听，学生根据老师所讲的再做，其结果是每个人的结论都基本相同。由于验证性实验的可预测性，如果开设此类实验过多，往往不能调动学生的积极性，也不利于学生的思考和发现。因此，有必要增加综合性实验和探究性实验，提高学生操作技能和从事实验的兴趣与积极性[8-10]。所以，在实验教学过程中适当压缩了经典的验证性实验，增加综合性实验，如花粉母细胞的涂抹制片技术，通过学生自己配制固定液、自己去田间取样、然后压片观察，找到减数分裂不同时期染色体的分裂相，最后老师给予评价。这样学生就能全程参与到实验中，培养学生进行独立思考，调动了学生的积极性。由于遗传学与农业密切相关，因此在注重综合实验的同时，还增加与生产实践紧密相结合的实验，实现室外教学与室内教学相结合，可以充分锻炼学生发现和解决生产实践中存在问题的能力[3]，如增加玉米单倍体、二倍体、三倍体和四倍体的田间观察，了解不同倍性的形态特征和育性，在田间了解各种遗传突变体的形态特征，学会鉴定和保存这些突变体，通过具体的实物加深理解质量性状和数量性状的表现特点。通过室内实验和室外实验，加深学生对理论的理解。\n3结语农学专升本教育作为高等农业院校中一种本科学生的教育模式，对农业人才的培养起到了积极作用，由于其对遗传学学习的特殊性，教师应该通过不同的形式来研究和把握农学专升本对遗传学学习的现状，通过不断探索，进一步改革教学方法，调整和优化教学内容，完善课程体系，以更好地适应农学专升本学生的学习，进一步提高遗传学教学质量，为国家培养更多的优秀农业人才服务。：李浩川等：安徽农业科学2014年15期