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1遗传学实验教学体系存在的问题
长期以来,各高校遗传学实验教学中通常存在以下共性缺点:①各农业院校中各专业遗传学实验教学内容均大同小异,将“验证遗传学基础理论”作为主要教学目的,以染色体操作实验以及经典的遗传学验证性实验为主,涉及细胞遗传学、分子遗传学的内容相对较少;②学生基本不参与实验的前期准备工作,做实验时目的不明确,单纯为做实验而做验,对实验的全局设计思路缺乏思考;③缺乏系统训练学生处理实验数据、分析实验结果的环节;④实验教学方法僵化、手段落后,很难激发学生对实验课的兴趣;⑤实验教学考核方法单一,不能很好的反映出教学效果;⑥实验室管理存在一定问题,有些实验资源不能很好地共享,实验室在开放时间上不能满足学生课余时间开展实验的需要。
2遗传学实验教学体系优化的措施
遗传学实验教学体系优化途径见图1。
2.1遗传学实验教学内容重组与整和在遗传学实验教学过程中首先针对原先设置的实验内容进行了重新调整,将实验划分为基础性实验、综合性实验和设计性(研究创新型)实验3大类[8-9],针对农业院校不同专业先从实验内容上建立一个既能突出专业特点,又能提高学生实验技能,而且还能提升学生综合创新能力的实验教学体系。
2.1.1精选基础性实验。基础性遗传学实验是综合性及研究设计性实验教学内容的基础,它的教学目标首先让学生熟练掌握实验中常用仪器的使用方法,突出对学生基本实验技能的培养。基本实验内容主要包括离心、电泳、显微观察、细胞和组织培养等[10-11],在教学中根据学生所学专业的不同主要选择以下几个实验,如减数分裂涂抹制片、有丝分裂制片、染色体结构变异和数目变异的诱导和观察、染色体显带处理及核型分析等验证性实验。在基础性实验教学过程中要求学生通过实验加深对所学理论知识的理解,同时培养学生的基本实验技能。
2.1.2开好综合性实验。综合性实验也称为复合型实验,遗传学综合性实验教学目标重点主要在于培养学生查阅和整理资料的能力,培养学生自主动手能力以及数据处理能力,培养学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力[12-14]。在此阶段,要求学生在掌握基本实验技能的基础上,综合地运用所学知识和实验技能,用不同的方法和技术去完成预定的实验内容,解决较为复杂的问题。在此过程中加强锻炼学生独立思考、独立工作的能力,从而为下一步开展研究创新型实验奠定基础。在综合性实验教学中开设的实验以模式生物性状遗传分析实验(如将果蝇的培养、性别的鉴定、唾腺染色体的制片和观察、杂交实验、性状的遗传分析等综合成一个系统的大实验)为主,同时也可针对不同的专业补充分子遗传学实验内容如基因功能的遗传分析(细菌的局限性转导、拟南芥突变体的筛选、转座子引起的插入突变)等内容。
2.1.3精心组织研究设计性(探究性)实验。研究设计性(探究性)实验最主要的特点是独立性,它是指独立于课程教学进行的一种探索性(创新性)实验。研究设计性实验要求学生综合利用所学的遗传学知识、实验原理自主设计实验方案,并由学生独立操作完成实验,从而培养学生发现、分析和解决新问题的能力[7]。遗传学研究设计性实验体现了知识的连贯性、实验技能的综合性,使实验内容、过程更具系统性和科学性。遗传学研究设计性实验有利于将学生的注意力从简单地对实验结果的追求引导到广阔的思维空间中来,有利于启发学生的发散思维,培养学生创新思维和综合创新能力。在研究设计性实验教学中具体做法是:首先对学生进行动员和分组,每组3~4人,学生可以根据专业特点、兴趣爱好、实验室条件选择题目(或指导教师拟定几个指导性题目供选择),学生自主完成实验方案的设计、实验材料的选择和准备、实验操作和实验结果的分析并撰写实验报告(或研究论文),要求学生将实验中遇到的疑难点进行整理、归纳、分析和总结,要求用简洁、准确的专业术语来表达自己的观点。研究设计性实验教学培养了学生高度概括实验的能力,同时也提高了学生分析、解决问题的能力,为以后毕业论文(或设计)的开展奠定良好的基础。研究设计性实验的内容如生物进化遗传分析、突变体的遗传分析和生物亲缘关系遗传分析等。
2.2教学方法与教学模式的改进和创新
2.2.1采用多元化的教学方法。在实验教学过程中充分利用现代实验教学手段。将多媒体课件和网络教学手段像遗传学理论课程教学一样广泛应用于遗传学实验教学中,努力加大信息量,积极拓展课堂实验教学的有限空间,改变传统的“黑板+粉笔+嘴巴”的实验课理论教学模式[13-14]。通过现代化的教学手段将实验原理、方法、步骤和过程生动形象地、直观地展现给学生,使学生的听觉、视觉和触觉全面参与感知活动,最大限度地调动学生的学习热情、积极性,从而提高学习效率[15-16]。
2.2.2实验教学模式的改进。在遗传学实验教学过程中针对不同层次的实验教学采用不同的模式[17-18],根据基础性实验、综合性实验和研究设计性实验3类实验不同的实验目的、特点采用不同的教学模式:①基础性实验的教学目标重点在于学生对基本实验技能的熟练掌握,采取教师现场指导学生实验的教学方法;②综合性实验的教学目标重点在于突出对学生查阅整理资料能力、动手能力、数据处理能力、运用所学知识分析和解决问题能力等综合素质的培养,综合性实验教学主要采取教师实验现场授课指导与学生自主进行实验相结合的教学方法;③研究设计性(或探究性)实验的教学目标重点在于突出对学生独立能力、创新能力的培养,实验过程中学生独立思考、独立设计、独立操作、独立创新,对于研究设计性实验教学采取以学生研究式自主实验为主、教师指导为辅的教学方法进行。
2.3实验室管理体制和实验教学考核方法改革
实验室实行开放管理。在传统遗传学实验教学中,通常要求学生在固定时间、空间内完成预定的实验,这样有利于培养学生良好的时间观念。但其实验内容的选择、实施禁锢在一个有限的时间、空间范围内,较大程度上限制了学生主观能动性的发挥,为了打破这种常规实验教学思维方式,有效提高学生综合素质,因此必须采用综合型、设计型实验开展教学,而其所需仪器设备较多、时间较长且不固定,学生无法在固定的空间和预定的学时内完成实验内容,必须利用课余时间或其他的实验室来开展工作,这就对传统的实验室管理模式提出了新的挑战[19-21]。因此,为了顺应时展的潮流,满足人才培养的要求,就必须对实验室管理体制进行改革,以“资源共享、统管共用”的理念建立公共的实验室大平台。同时,为了保证实验室尽可能全天候、开放式管理,对实验室工作人员在工作量补贴上也进行了一定程度的改革,其改革前后的教学比较如表1所示。出研究的小课题,并通过查阅文献、调查访问等进行研究。
4提高教师自身素质,培养学生创新能力
4.1不断完善知识结构除了精通所教学科的专业知识之外,应将自己的视野放宽,多懂得一些非该专业的知识,不断用新知识补充自己、完善自己,同时具备知识转化运用能力和实际操作能力,还应有意识培养1~2项特长,不但提高自己的素养,还有利于指导学生的实践活动。
4.2拥有娴熟的教学实践技能在昆虫学实践中,将教材内容转化为教学过程中能操作的教学策略与技能,通过对课堂教学模式的研究、课堂教学活动的组织和学生学习策略、学习方法指导的研究及现代教育技术的应用,达到提高课堂教学的效益。
4.3具备课题研究能力积极参与教育科研,积极投入教学改革,大胆实践,勇于探索,敢于创新,主动敏锐地在教学实践中发现问题和研究问题,独立地、创造性地解决问题,在创造问题的基础上确立研究课题,以课题研究促进教学,以课题研究促进教学改革,以课题研究促自身素质的提高,努力探索出一套自己的教育方法。
5丰富实践内容培养学生创新能力
5.1参观考察实践
鼓励学生关心社会,关注科学技术的发展,到校外开展一些对社会热点问题、专业相关性知识的调查,加深对社会的直观感受,在感受社会、体验生活的同时,增强创造社会的实践意识。这一点与农业种植户密切相关,下团场实践为学生提供了一个较好的学习机会;同时,在学生实践过程中,利用学校的一切现有资源,如大学筹建的昆虫博物馆,既丰富了专业实践内容,又开阔了视野。
5.2劳动服务实践
组织学生在课外或假日参加一些力所能及的工农业生产劳动、社会公益劳动和社区服务等社会实践,增长社会经验,掌握实践知识和技能;学习和承担力所能及的家务劳动,学会生活。
5.3组织管理实践
充分让学生参与学校和班级管理,自主开展团队活动,提高学生的管理能力、组织能力和协调能力。
遗传学是生命科学领域中一门十分重要的基础性学科之一,也是高等农业院校农学类专业重要的专业基础必修课之一。遗传学是一门以实验为基础的学科,实验教学在遗传学课程教学中占有十分重要的地位。遗传学实验既是对遗传学课堂知识的验证和巩固,又是培养学生实践能力、提高学生分析问题和解决问题能力的重要手段,也是培养学生自主创新能力的一个重要途径。21世纪高校人才培养模式改革的重点是加强对学生的素质教育,特别是创新能力和实践能力的培养[2,3]。如何适应新形势下素质教育的需要,结合学科发展趋势和专业特点,加强遗传学实验教学改革,是农学类学科建设的重要内容,也是培养高级农业科技人才和农业科研工作者的重要保证。以往遗传学的实验教学依附于理论教学,实验只是为了验证理论,存在重理论轻实践的误区,难以培养学生的实践能力和创新能力。为适应教学改革的要求,培养“厚基础,宽口径”复合型人才,笔者在分析甘肃农业大学设施农业科学与工程专业和园艺专业本科生传统遗传学实验教学中主要问题的基础上,对遗传学实验教学改革进行了初步探索,总结了从教学内容、教学方法和考核标准方面提高遗传实验学教学质量、增强学生动手能力和创新能力培养的措施。旨在为高校人才培养模式中实验课教学的改革提供参考。
1.传统遗传学实验教学中存在的问题
受学时、实验经费等因素所限,传统遗传学实验教学的主要问题如下。
1) 对实验教学的环节重视度不足。实验教学的前期准备工作(包括实验过程的部分步骤,实验材料的培养与处理,药品试剂的配置及实验仪器的调试)都是由教师完成,学生只是按照实验指导进行其中的部分步骤,整个实验教学过程中学生处于被动地位,甚至对一些基本的实验技能都没有掌握,不利于培养学生分析问题和解决问题的能力。
2) 实验内容陈旧,缺少创新(见表1),未能反映遗传学的发展及遗传规律的本质。实验内容基本上是对课堂教学中遗传规律和染色体理论的验证,缺少分子遗传学实验以及综合性和设计性实验。尽管验证性实验能加深学生对理论的理解和记忆,由于结果已知,不能调动学生的积极性和思维的创造性。
3) 考核方法欠科学。实验成绩的评定完全依据上交的实验报告,而不考虑学生的实验操作能力以及实验态度等。使部分学生养成实验不认真,抄袭应付的不良现象,不能客观地反映学生的真实水平和实验操作能力。这种传统遗传学实验教学模式既不利于激发学生的学习兴趣,也不利于学生的创造性思维培养和发挥。
2.优化教学内容,建立实验教学新体系
为适应新世纪人才培养的要求,笔者结合遗传学科的发展趋势和农学类本科人才培养要求,遵循“厚基础”的原则,以基本技能培养为主,通过实验教学内容的整合并优化满足“宽口径”的要求,充分调动学生的主观能动性,提高学生发现问题和解决问题的科学思维方法及创造性的思维能力。即在保留部分验证性实验项目的基础上,增开综合性实验和设计性实验项目,形成验证性实验一综合性实验一设计性实验的多层次教学体系。
2.1拓展基础性实验内容,增设分子遗传学基础实验
通过拓宽验证性实验内容,组织学生参与实验准备工作,包括实验材料的准备、预处理、药品试剂配置、仪器调试等,既能保证实验的完整性和系统性,也能提高学生的动手操作能力和实验兴趣。例如,植物细胞有丝分裂实验,大蒜的发根、剪根、预处理、固定和试剂的配置完全由学生参与完成,使学生掌握试剂的配置方法和实验处理的关键技术。减数分裂的材料大葱花序由学生自己采集,固定处理。让学生参与到整个实验中,不仅加深了学生对实验的印象,也激发了学生对实验课的兴趣。由于染色体制片技术是遗传学实验的重要部分,也是基础性内容,“以学生为关注焦点,增加探索性”,调动了学生的积极性和主动性。“人类细胞中巴氏小体的制片与观察”,从学生自己身上取样进行,实验结果因人而异,具有探索性,激发了学生的兴趣。另外,实验项目的选择上要满足农学类专业需求[4],除了经典遗传学、细胞遗传学的内容外,还应融入和专业直接相关的分子遗传学内容,如植物DNA提取、检测和PCR扩增技术等简单的分子遗传学基础实验,使学生通过实验理解遗传本质,培养适应就业发展要求的专业性人才。
2.2减少验证性实验项目,适当增开综合性实验项目
将一些相关联的验证性实验进行综合,有机结合在一起,使实验教学成为一个完整的体系,使学生能够系统地学习,并把所学知识条理化。如有丝分裂与减数分裂两个实验虽然实验材料不同,但实验方法基本相同,将两个合并在一起,作为植物细胞分裂综合实验。将实验材料提前处理准备好,在学生掌握染色体制片技术的基础上,同时观察染色体并绘图,可对两种分裂方式中不同时期染色体的动态变化进行对比。原单独做这两个实验需要6学时,合并后只需4学时,不仅提高了实验的效率,又增强了实验的综合性,有助于学生综合分析能力的提高。果蝇遗传学系列实验包括:果蝇生活史观察和果蝇唾腺染色体制片等实验。整合后将果蝇的饲养、生活史、遗传性状观察和唾腺染色体制片等内容一次性进行,把验证性实验与探索性实验相结合,极大地提高了实验效率,也提高了学生综合运用知识的能力。
2.3实验教学与科研相结合,增开设计性实验
在遗传学实验教学过程中,可以依托教师的科研项目,让学生参与到与遗传学相关的项目中,使学生接触到本学科前沿,深化所学知识。指导老师提供实验题目,学生自主查阅文献资料,设计实验方案,教师审查后进行实验实施,自主完成实验过程,提交实验结果和分析报告。如植物多倍体的诱导及鉴定实验,要求学生自己查阅资料和设计方案,培养材料(如葡萄、马铃薯试管苗的继代繁殖等),通过设置不同浓度的秋水仙素进行诱导处理。在观察鉴定过程中要用到染色体制片方法,植物形态的观察分析以及电镜观察等遗传学、植物学方面的重点技术。这种以科研项目推动遗传学实验教学的方式,提高学生“学有所用”的认识,使学生不断提高实验技能,提高学生综合应用知识分析和解决问题能力,为将来进行科学研究奠定良好基础。通过对实验教学内容的整合优化,将验证性实验减为2个,增开综合性实验2个,设计性实验1个(见表1),基本涵盖理论教学内容。
3.改进实验教学方法,重视学生素质教育和创新能力培养
通过启发式教学、鼓励学生进行实验方案设计以及结合多媒体辅助教学方法改进教学方法,将学生创新能力和科学素质的培养贯穿于所有的实验教学环节中。
3.1以启发式教学为主,变“被动”实验为“主动”实验
教师根据教学目的和教学内容的不同,引导和启发学生进行独立思考和操作。坚持以“学生为主体、教师为主导”的教学模式,推进学生自主学习,充分发挥学生的积极性和创造性气实验前注重预习,实验过程教师指导并示范关键性操作,要求每个学生必须亲自动手独立完成实验,针对具体操作过程中出现的问题,引导学生分析原因,改进实验方法。启发式教学方法使学生掌握基本实验技能,形成独立分析解决问题的能力。
3.2鼓励学生自主进行实验方案设计
在实验教学中后期,结合遗传学课堂教学,选择一些实践性较强的课题。在教师指导下,让学生以小组为单位查阅相关资料、设计实验方案,自主完成实验过程,记录实验数据并分析实验结果,撰写实验报告。实验期间,教师做好督导工作,及时纠正出现的问题,在实验结束前完成实验论文。老师根据学生表现打分,最后作为一项考核指标列入实验总成绩中(表2)。设计性实验在研究结果上的不可预见性和适当难度,不仅能激发学生的兴趣和积极性,同时培养了学生综合运用知识能力及创新意识。
3.3多媒体辅助实验教学,提高教学效果
运用多媒体直观动态地演示遗传学实验过程,帮助学生加深对实验过程和结果的感性认识,增强实验目的性,规范操作,从而提高实验课效率[6]。特别是对于一些较复杂无法完成的分子实验,如质粒的提取、酶切及连接系列试验、核酸探针的分子标记与分子杂交等,通过借助多媒体演示操作过程,既保证了实验教学的系统性,又加深了学生对分子遗传理论知识的理解,为专业实验课的学习奠定了基础。
4.重新构建实验教学考核体系,充分调动学生的积极性
在考核方面,重新构建了以强化学生的动手能力,坚持实验操作与实验结果并重的考核体系,主要依据学生实验操作的规范性,实验结果的准确性、以及实验纪律态度和实验报告作为考评依据(见表2)。并将实验总成绩以所占比例20%纳入遗传学课程考核体系中。较全面、客观地考核学生的实验技能、创新能力、综合分析能力以及实验报告的质量,提高了学生对实验的重视程度和兴趣。
5.遗传学实验教学改革的效果
1) 提高了大学生学习的积极性和主动性。改变了以往学生被动学习的局面,大大地激发了学生对遗传课的学习兴趣、责任心以及参与实验的积极性。由原来的“过程性学习”转变为“探索性”学习,学生掌握了基本的遗传学实验技能,并能积极主动和教师探讨实验以及课堂理论课学习过程中出现的问题,教学效果良好。
2) 培养了大学生各方面的综合素质和能力。通过开设综合性实验和设计性实验,学生的动手能力明显提高,并能对实验过程中的问题进行独立分析和解决,培养了学生创新思维能力、论文写作能力及科研协作能力等科研素质。毕业实习期间从事遗传学相关实验的本科生,实习实验难度和工作量都明显增加,本科毕业论文质量有很大提高。
3)提高了教师的专业素质及课堂教学质量。在遗传学课堂教学、实验教学、科学研究实践等一系列教学环节改革的实施过程中,要求教师必须及时熟悉理论知识的发展前沿,提升自己的专业素质和综合能力。在实验教学改革中不但使学生掌握了扎实的遗传学基础知识及较强的实验操作技能,而且充实了教师的专业知识,使理论知识与实践技能相结合,提高了遗传学课程教学质量。
关键词 遗传学实验 教学创新 开放式教学 实验管理
中图分类号:G423 文献标识码:A
现代生命科学以及由此衍生出的生物技术和生物工程与基因都发生着丝丝缕缕的联系。遗传学正是研究基因的科学。遗传学基础理论的发展和应用研究,已使工业、农业、林业和医药产业等相关领域发生了巨大变革。随着新技术、新方法的出现,遗传学的研究内容也正发生着深刻的变化,并导致社会对人才的基本素质提出了更高的要求。作为人才培养摇篮的高等教育,怎样适应学科发展的需要,在生命科学领域培养出创新型人才,是高等教育工作者一直在思考的问题。
遗传学实验教学作为理论教学的补充,不仅能验证教材上抽象的理论,辅助学生掌握知识,还可以训练学生动手能力和创新思维,可以有效地调动学生学习积极性。而传统的《遗传学》实验教学中存在着一些共有的问题:经典验证性实验多,探究性实验少,不能满足学生掌握新技术、新方法的要求;实验课和理论课脱节,教学评价体系不合理。0此外,由于遗传学实验自身的特点,部分实验需要持续很长时间,但由于课堂教学时间和教学条件的限制不能开展。因此,如何利用有限的课时安排合理设计遗传学实验教学内容,打破传统的封闭式教学模式,建立科学合理的实验评价体系,是从事遗传学教学实验教师一直都努力试图解决的问题。
基于以上考虑,笔者在开展遗传学教学和实验室管理的过程中,逐步改革教学内容和教学模式,将课堂四十五分钟改为课堂与课外相结合,通过几年的实践总结了一些心得,在此与大家分享。
1 新时期遗传学实验教学的特点
遗传学中学科渗透和交叉现象很普遍,这也体现在遗传学实验中。如果把生命科学的课程体系比喻为一棵大树,遗传学就是这棵大树的主干之一。由于化学、物理学、计算科学等内容的渗入,现代遗传学已经衍生出了发育生物学、分子生物学、基因组学、生物信息学、基因工程等学科。在现代生命科学专业课程设置中,一般都会设置相关课程,这些课程都和遗传学存在联系,也与遗传学教学内容知识点存在交叉。因此,遗传学实验项目的设置极易与其它课程出现“撞车”现象。比如:有丝分裂和减数分裂在细胞生物学实验中也可以开设:植物DNA提取实验在分子生物学实验中也可以开设。一旦“撞车”出现,不仅耽误学生学习,浪费课时,还会让学生在不断地重复中对课程产生厌倦,觉得该课程可有可无,失去学习兴趣。避免与其它课程实验重复,既保证学生在有限的课时学到最多的知识,也能最大程度训练学生的动手能力。
实验持续时间长是遗传学实验教学的另一个特点。与生物学中的其它学科的实验不同,遗传学实验中有很大部分是需要通过长时间培养实验材料,中间过程持续观察才能完成的,比如果蝇杂交实验和生活史观察实验、植物有性杂交实验。与此相矛盾的是,实验教学安排的时间相对分散,每次课时间很短,在教学管理上教务管理部门也要求教师在指定时间完成实验教学,这就限制了一些实验项目的开设。
遗传学是一门飞速发展的学科,不断有新知识、新技术补充到遗传学中。比如,在传统教材中不涉及基因组学的内容,而最近20年,基因组学已经成为遗传学的重要组成部分。除此之外,发育遗传学、行为遗传学、反向遗传学、表观遗传学和生物信息学等分支学科的内容也不断补充到了遗传学教材中。在理论课讲述这些最新知识的同时,实验课怎样保持和理论课一致,怎样为学生提供消化这些知识的动手机会?针对这一特点,要求在开设遗传学实验时,应随时跟踪学科最新进展,设计和更新实验项目,或者发动学生自主设计实验巩固书本知识。
2 遗传学实验开放式教学内容取舍的原则
遗传学实验项目的选择,首先应兼顾理论性与实践性、基础与应用、经典与现代这几对矛盾。遗传学是理论性和实践性都很强的学科,实验安排时应根据本专业培养目标和学生实际情况,合理安排基础性实验与应用性实验,并适当设计一些新的实验。对于重点院校的学生,应加强理论性实验,鼓励学生自主设计实验验证某一结论。而应用型人才培养的学校则应当偏向应用性、实践性实验项目的开设,以满足学生毕业后进入工作岗位后的动手需求。
遗传学实验项目确定应考虑其它实验课程,避免教学内容冲突。在实验项目的选择上,我们对以前安排的实验内容进行了重新编排,比如:“植物DNA提取”、“随机扩增多态性分析”等在《分子生物学》课程里会涉及到的实验内容在遗传学实验里就大胆地放弃,让学生在《分子生物学》实验里完成,而在遗传学实验中则加入RFLP验证孟德尔遗传定律的内容,直接将分子生物学实验结果引入遗传学分析中,既验证了孟德尔遗传定律,也让学生初步认识了分子生物学在遗传学中的应用。对于有丝分裂和减数分裂的观察,《细胞生物学》实验也会涉及到,但两门课观察的重点不同,细胞生物学侧重观察染色体结构,而《遗传学》实验侧重染色体行为及分裂时期的观察,这样的实验在开设时应向学生讲明观察重点,并且与《细胞生物学》实验课协调,将两个内容合并在遗传学实验中开出。
打破时间和空间限制。遗传学实验中有部分实验持续时间长,很难仅靠课堂时间完成实验,也不利于安排实验。以前在安排此类实验时,受多种因素的限制,一般都不予开设。实验室开放对提高学生的实验操作技能、切实开展综合性或设计性试验项目、推动并帮助学生开展科研和毕业设计成效显著,是培养学生实践动手能力和创新精神的有效途径。所以我们在教学中考虑将传统的课堂实验和开放实验相结合。开放性实验适合于周期比较长的实验,比如果蝇大实验中,教师在课堂上以多媒体的形式充分讲解了实验要求及注意事项后,让学生领取果蝇瓶,课外自己收集和培养果蝇,随时可以观察果蝇的生活史。这个过程既培养了学生的观察习惯和动手能力,也使学生对作为遗传学研究重要材料的果蝇的接触更充分,观察更仔细,让学生对遗传学研究材料和方法产生了浓厚的兴趣。
3 遗传学实验开放式教学的实施与实验室管理
验证实验是课堂教学的补充,便于学生理解课堂抽象的知识。然而,由于验证性实验验证的理论、方法、步骤及结果都是已知的,使实验教学过程变成教师照本宣科讲述,学生机械地模拟重复的过程,造成学生实验积极性不高,对实验结果的成败不重视,盲目的承认失败甚至篡改实验数据以求相符。设计性实验可以训练学生的思维能力和动手能力,让学生学会独立开展工作。一些报道强调验证性实验过多,难以提高学生的创新能力,应加大综合性、设计性实验的比例。而宋兴舜等则认为应将验证性实验与设计性实验有机结合。0在以 前的实验教学安排中,设计型实验由于内容分散,管理麻烦,是大家不愿触及的方面。如何在有限的课时里兼顾巩固知识和能力训练,在安排实验内容的时候需要深思熟虑。为适应学科的快速发展,在遗传学实验教学中,必须强化教师的开放式教学理念,强化学生的动手实践和自主创新意识。从课堂教学和课外研究两个方面,通过对实验教学观念开放、教学内容开放、实验室和实验时间开放、教学方法和手段开放等进行分析,探讨开放式教学在遗传学实验中的应用。。
基于以上考虑,笔者在教学过程中逐步安排了一些开放性验证实验和设计性实验,比如植物染色体观察的实验,要求学生独立选材,同学之间选材不能相互重复,做到实验项目的选材开放;实验开始前独立设计方案,方案内容应包括水培获得新生根尖、材料前处理过程、染色方法的选取、压片过程、观察和拍照等步骤,每一步骤都应有详细说明,实验方法的选择上保持开放:方案设计完成经老师同意后,完成一个植物材料的染色体装片制备并提交染色体图,实验过程开放。这些实验过程均要求学生在课堂以外自由安排时间完成。经过几年的实践,结果发现85以上%的学生能独立完成实验,70%以上的学生需要反复多次才能完成任务。在实验过程中,动手能力强的同学还能将这一实验与染色体核型分析实验结合,提交核型分析图。通过该部分设计性实验操作,学生在观察了不同物种具有不同的染色体的同时,学会了查阅文献的方法和工作方案的制订,认识了教材中选取蚕豆或洋葱作为染色体观察材料的原因,认识到要完成一张效果良好的染色体装片的艰难。对实验教师来说,这种发散式的教学方法,也积累了很多植物材料的细胞遗传学操作的知识,为以后改进实验奠定了基础。很多学生反映类似的开放性实验时间可自由安排,实验过程可放开思维,进入实验室操作学会了一些基础的科研技能。此外,还认识到了实验准备的艰辛,更珍惜以后的实验机会了。
在实验教材中将果蝇实验分为果蝇生活史、果蝇杂交和果蝇唾腺染色体制备等几个独立实验。我们改进后的实验则以果蝇为主线,要求学生从野生型果蝇的收集到生活史观察再到唾腺染色体制备融合为一个大实验,要求学生在实验教材所提供知识的基础上,在规定时间内完成实验内容,而将杂交实验和孟德尔遗传定律的验证实验改用其它实验材料来完成。
不可否认的是,将部分遗传学实验从课堂移到课外增加了任课教师和实验室工作人员的工作量,在管理上开放性实验也增加了难度。开放式实验教学要求教师在课外时间也要进入实验室指导,实验室经常处于开放状态,实验仪器设备和药品的使用管理能在一定程度上放开。在实际操作中,我们采用教师网上答疑和在指定时间指导相结合的方式对学生进行辅导。在实验室管理上,试剂方面控制关键药品的使用,常规药品可以适当放开,对一些配制难度较大的溶液统一配制;对显微镜、显微照相系统的使用则采取专人负责制,保证仪器的安全。而水培实验和果蝇饲养实验等内容则允许学生将材料带回宿舍,便于学生随时观察。
4 开放式实验教学的考核指标体系
实验教学考试方法的改革作为实验教学改革的重要内容之一,是当前教学改革中值得深入研究与实践的问题。以前实验考核的方式主要以实验报告为主,针对这样的考核方式,学生常出现相互之间抄袭,作业敷衍的现象,既不能反映学生实验的真实水平,考核指标也比较单一。针对这些问题,结合我们的开发性实验,我们重新制订了实验成绩评价标准,经过我们设计改进后的实验考核主要包括验证性实验考核和开放性实验考核两部分。验证性成绩的记录摈弃了以前单纯看实验报告打分的情况,在实验中对实验结果提出规定要求,课堂上实时检查并记录学生的实验结果,要求学生立即在实验结果栏描述结果并由教师及时确认,防止课后抄袭。对实验原理、实验步骤等内容也杜绝抄袭课本,要求用自己的语言表述。每次实验结束后均布置思考题,启发学生动手之后学会思考,发掘问题。在开放性实验部分,教师将实验设计方案纳入评分范围,实验进行过程中记录平时成绩,对实验结果不做硬性要求,但可作为评分参考。
在平时实验成绩记录之外,还单独设计了期末实验考试。期末实验考核采取开放式考核,拟定考试题目范围,让学生独立设计实验步骤,独立实验,在规定时间内独立完成详尽的实验报告。这些评分方式考查了学生搜集资料,独立开展项目的能力。这样的考试既灵活,也发挥了学生的主观能动性,更训练了学生的科研思维,为以后进入研究岗位奠定基础。
5 结束语
针对传统遗传学实验教学中存在的问题,在教学中确立注重基础、加强能力、提高素质的全面发展教育观,对遗传学的实验教学内容加以优化,设置模块式课程实验和综合实验,结合教学方法及教学组织形式上的改革,重点突出实验的设计性、综合性及创新性,实施全天性开放实验教学,着力培养学生的研究性学习能力,拓展了学生的知识视野,提高了遗传学实验课程教学质量。
遗传学实验课程是遗传学教学的重要组成部分,是生物、农学、医学类等专业一门重要的专业基础课实验[1-2]。随着分子生物学的迅猛发展,以染色体作为代表的经典遗传实验内容和遗传规律的验证性实验已不能满足学科发展的要求[3],对现行实验课程的教学内容和方法进行整合和优化势在必行。笔者基于多年来的教学实践,在湖南农业大学校级本科教学改革项目的支持下,在遗传学实验课程教学方面进行了一些有益的尝试。
1 整合实验内容,制定实验教学目标
传统遗传学实验教学中普遍存在“三多三少”现象[4]:即染色体操作及经典遗传实验内容多,分子及群体遗传实验内容少;内容单一具体的验证性实验多,设计性、综合性、创新性的实验少;课外补助时间完成的实验多,课堂计划学时内完成的实验少。生科院遗传学实验的授课对象是生物技术、生物科学和生物工程专业的学生,如何在有限实验学时内将经典遗传学实验内容与分子遗传学实验技术实现有效衔接。笔者根据专业培养计划,结合学科发展现状和趋势,重新编写了《遗传学实验技术》教学大纲。明确了课程的性质和任务、实验目的和基本要求、实验项目的具体内容、实验考核方式及办法、实验教材及主要参考资料以及教改说明。将遗传学实验20学时及实践教学的0.5~1.0周(生物技术0.5周,生物科学1.0周)进行合理整合,具体归纳为5个实验模块,即遗传学实验技能训练、果蝇经典遗传、染色体细胞遗传、群体遗传及分子遗传。将遗传学实验技能训练、染色体细胞遗传和分子遗传等3个实验模块整合在0.5~1.0周的连续性实验周中。在教学改革中,基于多年来对教学内容与教学方法的探索,以及科研实践的经验体会,吸取了国内外成熟的经验和信息资料,自编了一本通俗、易懂、实用性较强的实验指导。同时利用多媒体技术,将遗传学实验中比较抽象,难以理解和掌握的一些规律、技术、方法用视频或flash动画等深入浅出、生动形象地展现出来,使学生对实验的细节有更加直观、深刻的印象。将这些课程数字化资料上传到学校校园网上,使学生随时查阅,随时学习,学生进实验室后明确自己要“做什么,怎么做”。目前,已建立了较为完善的课程体系,具有完整的实验及实践教学大纲、考试大纲、课程教案、讲稿、多媒体课件、自编实验指导书等,为进一步提高教学质量提供了良好的保障。让学生能在学习的过程中加以理解,理解后能掌握,掌握后能加以应用。
2 加强实验教学团队建设
教学团队建设是保证课程教学水平提高和教育教学持续稳定发展的关键。为切实加强实验教学,取得良好的实验教学效果,全面安排实验双线教学,即由主讲教师全面负责组织教学,辅导教师密切配合共同参与整个实验过程的管理和答疑工作,主讲教师和辅导教师在不同的班级间互换角色交叉排课,使授课教师能够全面了解学生的学习状况和效率,也增强了教师的责任感。每轮实验前建立实验预做制度,确保实验的可行性与可操作性。教师队伍中教授1人,副教授1人,讲师2人,都具有博士或硕士学位。既有丰富教学经验和实验实践经验的中年教师,又有年富力强勤奋钻研的年轻教师,实验教师与学生的比例为1∶40左右,是一支在学历结构、年龄结构、学院结构、师资配置上合理,工作上精诚合作奋发向上的教学团队。
3 整合教学资源,建立新型实验教学体系
我校生物科学技术学院实验中心是省重点实验室,依托植物生产国家级实验教学示范中心,通过省级普通高校基础课示范实验室建设和中央与地方共建高校基础课实验室建设,在实验教学中已实现多媒体辅助教学,构建了显微数码互动教学系统,添置了先进、实用的新设备,提升了仪器档次和自动化程度,真正达到优化组合,合理配置资源。为遗传学实验技术课程的开设和实践教学搭建了一个坚实的平台,对实验内容进行了精心选择与安排。
3.1 设置遗传学实验技能训练模块,整合细胞遗传实验模块
将显微数码互动教学系统的使用、实验用具器皿的准备、药物试剂配制及连续性实验中的实验组织、注意事项、公用仪器使用等内容整合为遗传学实验技能训练模块,同时将动、植物染色体制片技术(包括减数分裂、果蝇唾腺染色体制备、染色体结构变异、多倍体诱导)等经典遗传实验内容整合在0.5~1.0周的综合实验中,通过0.5~1.0周连续性、全方位基本训练,学生系统掌握了细胞遗传学的研究方法和实验技能,为本科毕业论文的开展打下了坚实基础。
3.2 整合果蝇经典遗传实验模块
果蝇的杂交实验是遗传规律研究的经典实验。从亲代的杂交到子一、二代的自交、性状鉴定、数据统计分析,实验流程长达2个月以上。尤其是处女蝇收集选择,必须实施全天性开放实验室才能让学生参与实验的全程。而传统的遗传学实验,一次课仅有3~4 学时,许多实验操作不可能在限定时间内完成,为保证实验结果的正确性,教师不得不“包办”大部分的实验过程,只选择最后的步骤让学生观察和实践,是典型的为验证而“验证的实验”,学生的研究性学习能力得不到拓展,实验兴趣和求知欲望得不到满足。因此,将果蝇生活史的观察与饲养、单因子分离规律、双因子自由组合规律、伴性遗传、两点与三点基因定位5个验证性实验整合为1个果蝇经典遗传设计性实验。要求学生以组为单位,设计1~2个杂交组合的实验结果来验证4~5个遗传规律。通过亲本品系的合理选择、培养基配制、果蝇的饲养、亲本的设计、转瓶培养、子一、二代观察与鉴定至最后的实验结果统计及结果分析等环节,能全面考察学生对所学知识的掌握与应用程度,让学生真正明白了实验设计方案对实验成败的重要性,培养了学生自主学习和研究性学习的能力[5]。该模块设置2次课堂实验,共8学时,分别以实验设计与亲代杂交,中期实验数据统计与交流,实验结果汇报总结为主要内容,实验室全天性开放,学生利用课余时间自觉主动地完成各项实验操作,教师督促指导。在PPT课件汇报实验结果环节,要求学生将原始实验数据进行具体分析,即使实验结果与实验的预期值不相符合,只要学生能找出实验失败的原因并提出相应补救方案,实验就算通过。通过该模块内容整合和实验实施,学生由被动变主动,激发了学生的实验兴趣和学习热情,增强了学生团队意识和工作责任感,培养了实事求是的科研态度和严谨的工作作风。
3.3 优化群体遗传实验模块,增加分子遗传综合实验模块
由于遗传学理论课学时缩减,群体遗传学理论部分的讲授主要集中在遗传平衡定律的解释分析上,遗传平衡定律的应用、扩展及生物学例证则要通过学生自主实验来加以实现,并应证所学理论知识。为此,将人类味盲、嗅盲基因群体的基因结构调查与分析,整合为群体遗传实验模块。实验提供几种味觉、嗅觉鉴别的化学药剂。如苯硫脲(PTC)、薄荷香精、黄连、乙醇、乙酸、氨水等。教师以人类典型味盲、嗅盲基因结构调查分析为主要内容进行指导,再将学生分成几个实验小组,组长带领组员从文献的查阅到调查方案的设计、药剂配制(课余时间完成)、实验的实施到结果分析均由学生独立完成。实验设置2~3个实验因素,每个实验因素设置2~3个水平,包括调查群体的基因种类、调查对象以及实验所用的味觉或嗅觉鉴别药剂的浓度系列等均由学生安排。该模块计划课时为4学时,学生通过邀请教师、学生组成随机的孟德尔群体,尝味相关药剂进行人类味盲、嗅盲基因群体的基因结构调查与分析,准确尝味不同浓度的相关药剂是保证实验结果的重要前提,稍有心理因素的干扰就可能导致实验结果的偏差,要求受试人排除一切心理因素干扰,细细尝味、嗅味各种药剂,实事求是地报告实验结果,通过该实验模块教学使学生对群体遗传有全面系统认识。传统的遗传学实验教学中涉及分子遗传学实验较少且系统性不强,利用0.5~1.0周的连续实验周,尝试以教师的科研材料为基础,增加植物的遗传转化与鉴定方面的实验。例如利用教师科研工作中构建的β-葡萄糖苷酸酶(β-glucuron-idase,GUS) GUS报告基因系统,以拟南芥、烟草为材料,将工程农杆菌浸渍拟南芥花序和农杆菌侵注烟草叶片瞬时表达等为内容进行植物遗传转化实验,学生通过对转基因和非转基因对照材料的抗性筛选及组织化学定位染色,可以从显微镜中非常直观地观察到基因在植物器官、组织和细胞中表达的特异性,明白基因表达的组织特异性主要决定于该基因的特异性启动子。只要知道启动子在什么部位表达,即可推测出该启动子所启动的基因的表达部位。通过植物遗传转化和鉴定实验模块,开拓了学生的知识视野,为后续的基因工程课程的学习奠定了良好的基础,为学生申报大学生创新课题提供了很好的思路和启示[5]。
4 在实验教学组织形式上突出设计性、综合性、研究性
通过教学资源的整合和实验模块的设置,加强了遗传学实验的系统性和整体连贯性。前期安排基础性技能训练和相关遗传学规律的验证实验,中、后期通过0.5~1.0周的连续实验周,以教师的科研材料为基础安排设计性、综合性、研究性实验。在果蝇的经典遗传模块,群体遗传和分子遗传模块实验中,实验室全天候开放,学生分成实验小组,组长负责并带领组员,查阅文献资料,确定实验方案,进行实验实施。由于实验中每个项目和环节都责任到人,学生增强了责任意识,更加关注自己的实验结果,他们利用课余时间进行实验观察、数据记录整理及结果分析,保证了实验的系统性和连续性,突出了设计性、综合性、研究性的特点。学生在写课程总结的时候,几乎都提到:实验期间,加深了同学之间的深厚友谊,大家团结协作,互相帮助,互相补充,增强了班级的凝聚力。
5 建立行之有效的实验考核体系
经过教学内容的优化和实施,逐步建立和完善了一套行之有效的课程考核体系,考核内容包括以下几项。
5.1 实验设计方案撰写
综合实验前的实验设计方案撰写占考核总成绩的30%。通过这个环节的训练,充分调动了学生的自主性学习热情,学生根据实验要求,分头查阅大量的专业文献资料,通过课堂或小组集中讨论环节,最终确定实验方案,看到自己的实验设计能实施,学生的成就感油然而生,不仅开拓了知识视野,也增强了学生做实验的兴趣和信心。
5.2 实验报告撰写
实验完成后,要求学生独立完成规范化的实验报告。包括前言、实验材料与方法、实验结果分析、讨论4个部分,做到实事求是、数据可靠、书写格式规范、分析得当,要求实验报告的重点放在实验结果的分析和讨论部分。实验报告的撰写占考核的50%,通过该环节的训练,学生的理论知识得到进一步巩固,阐述分析能力有了很大的提高。
5.3 实验技能考核
采取了实际操作结合当场提问的方式进行,包含实验操作的规范、仪器的正确使用、实验中的注意事项以及一些课堂讲解过的理论知识。除了以上考核内容外,还把学生实验课的出勤率、值日的表现等作为考核内容之一,占考核的20%,以此培养学生养成良好的实验操作习惯和严谨的科研作风。
5.4 创新与建设奖励
在综合实验过程中,部分学生能表现出较好的创新思路,如设计方案的独特、新颖,实验实施中提出了合理化的建议等,教师都给予适当的鼓励和加分。学生通过这样的实验实践过程,激发了学生的求知欲,充分发挥了学生的主观能动性,活跃了课堂的学习气氛,收到了良好的学习效果。
6 结语
遗传学实验课程经过近3年的整合、优化,取得了一定的效果,构建了一个完整、科学的课程模式和体系,为培育具有创新精神、高素质、高能力学生做出了有益的尝试。
关键词:动物遗传学;教学形式多样化;教学质量;翻转课堂;因材施教;创新人才;自主学习
1兴趣是最好的老师,第一节课以讨论课的形式
开篇在过去,按照传统的教学思路,课程第一章都是绪论,主要介绍一门课的学习内容、学习目的、章节及参考书目等。为了首先引起学生们对动物遗传学这门课程的学习兴趣,教研组将动物遗传学第一节课改为讨论课,设置了两个问题:第一,先有鸡还是先有蛋?第二,人类的进化史你了解多少?对课程作了简单介绍之后,先给学生们播放了一段传记片电影《造物弄人》,这是一个特别的关于达尔文和他如何撰写伟大巨著《物种起源》的故事。通过这样一个故事,学生们了解了达尔文顶着种种压力,冒险撰写了《物种起源》的前因后果。活生生的人物故事胜过千百次说教。学生们被达尔文的科研精神吸引的同时接收到的信息是:达尔文为进化的信念提供了理论基础,指出进化的动力在于生存竞争产生的自然选择。辩论总是正反两面的,为此课程又给出另外两个网上争论热点:第一,“进化论遭质疑史前文明有证据”。新西兰遗传学家MichaelDenton在《出现危机的理论:进化论》一书中一针见血地说“达尔文的进化论是20世纪最大的谎言”。很多专家认为“进化论”不仅误导了整个生物学,而且误导了心理学、伦理学和哲学等许多领域,误导了人类文明的发展。第二,介绍了遗传学家、进化理论学家尤金•麦卡锡提出的“人类是黑猩猩与猪杂交结果的假说”(review.jschina.com.cn/system/2013/12/05/019527540_02.shtml)。给出论题后,学生纷纷提出自己的观点,归纳后大致分四类:第一类观点是支持达尔文的进化论,认为先有鸡后有蛋,认为鸡是别的鸟类进化来的,所以先有了鸡才有蛋;而人也是由高等动物进化来的。第二类观点是认为先有蛋后有鸡。学生们说:“种瓜得瓜,种豆得豆”。就算鸡是别的鸟进化来的,那也必须先有一个蛋的变异形成鸡的遗传物质后才能变成鸡。学生们同时认为人是地球上最早的生命,因为人类最聪明,是人类在主宰和改变其他生物。第三类观点认为一切生物都是基因重组的结果,基因才是进化的根本。第四类观点认为什么鸡啊,蛋啊,人类啊,都是宇宙运行规律改变的结果,地球生物是由宇宙中其他星球的高等生物送来的,比如人类离开地球,到太空中就会发生分子重组,到达另外的星球后,若想生存,必须分子重组后适应新的星球环境。学生们的观点新奇而独特,说明他(她)们在认真地思考这些问题,也充满了好奇心,课程开篇深深地吸引了学生们,激发了学生们的学习兴趣。在学生们学习热情高涨时,及时鼓励他们课下认真找资料,看相关书籍,找到理论支持,在课程学习到一半后,会开设一次大型辩论课,好的开端已是成功的一半。
2变高深的概念术语为通俗易懂的民间俗语,加深学生们对概念的理解
把复杂的问题简单化,更加符合学生们的认知。教研组在讲授什么是“遗传”时,先给出课本的概念:遗传(heredity)指子代与亲代相同或相似的地方,即生物亲代与子代之间在形态结构、生理功能、行为本能方面的相似性。字面意思虽然很好理解,但却抓不住学生的注意力,缺少生动性,但如果在这里结合学生们熟悉的俗语来帮助理解:遗传便是“龙生龙,凤生凤,老鼠的儿子会打洞”“种瓜得瓜、种豆得豆”。这些通俗易懂的俗语,不仅生动,而且加深学生们对概念的理解。在讲解“变异”的概念时,引入”一娘生九子,连娘十个样”的俗语。学生们很快明白,原来“变异”是指生物在亲代与子代之间,以及在子代与子代之间表现出一定差异的现象。诸如此类的概念或术语,都尽量用通俗易懂的俗语来解释,学生们能轻松理解并掌握这些概念,且继续保持学习的热情。
3借助视频资料和Flas讲解知识难点,使晦涩难懂的理论变得生动有趣
纯理论的讲解,学生难有直观感受。为了使学生能认真、主动地参与到学习中来,使我们的课堂更有趣,也更有价值,教研组一改过去照本宣科的做法,把索然无味的理论变成生动活泼的视频。心理学研究表明,人类视觉和听觉器官在获取信息过程中所起的作用最大[1]。因此在教学过程中恰当地运用多媒体课件的同时配以视频资料,更加有助于学生们获取信息,并将知识深深印在脑海中。通过视频,学生独立地思考和分析知识难点,有不明白的地方当场找老师或同学讨论。这种教学方式深受学生们喜爱。比如:老师在讲解“遗传的物质基础”一章时,其中一个经典实验便是“T2噬菌体的侵染实验”证实遗传物质是DNA,学生们不懂得什么是噬菌体,对侵染过程没有感官认识,此时我们便引入一个视频。部分视频截图见298页彩图1。通过视频讲解,学生们不仅对噬菌体有了全面的了解,而且明白了噬菌体侵染细菌的整个过程,对证实遗传物质是DNA的经典实验“T2噬菌体的侵染实验”有了直观的认识,深刻理解也就是自然而然的事情了。动物遗传学教研组不仅仅是针对个别知识点制作Flas,还针对历届学生提出的难点都制作了视频资料,比如有丝分裂、双交换、同源染色体的联会和分离、染色体缺失、重复环的形成、基因重组、基因复制转录翻译、RNA剪接等。在“动物的遗传操作”一章,教研组也更多地应用了视频资料,学生们通过视频,对“体外克隆DNA序列”和“细胞的转染及筛选”知识有了直观的了解,鉴于本科阶段的试验经费有限,教研组不能给每个生物学操作都配以实验讲解,视频资料大大弥补了这一缺陷。通过视频学习,学生们对所有生物学实验操作不再陌生。这触发了学生们的科研兴趣和探索欲,他(她)们更是在课下主动搜索这类学习资料,并在自我展示课上拿来同老师和同学交流。
4“翻转”课堂的应用“翻转”
课堂是让学生按照自己的学习进度在家中听课,在课堂上与老师和同学一起解决疑问[2]。“翻转”课堂创立的初衷是提高学生们的自学能力,变被动学习为主动学习,老师将课程视频资料发给学生,学生在家里听课学习,完成作业,疑难部分再到课上去找老师和同学讨论,这样,老师在课堂上便不用再讲授新课,而是解决学生们的问题。这个教改思路是好的,但目前的高校很多都无法完全实现这样的教学模式。“翻转”课堂改革还未大面积推广,或许只是因为学生们还不习惯这样的学习模式。任何改革都需要时间,教改也一样,目前的教育体制下,也许暂时还不能实现完全的课堂“翻转”,但“翻转”课堂确实是可以提高学生们的自学能力。实践是检验真理的唯一标准,因此动物遗传学教研组又在教学中针对个别章节和专题讨论课,尝试应用了课堂“翻转”方式。比如在讨论课上,老师先将一个专题的研究进展制作成视频,里面包含如何查找资料、如何制作PPT、如何立论、如何找资料来支持自己的论断,然后学生们根据“翻转”视频资料要求自行分组,各组再立论,并找到支持自己理论的资料。回到课堂上后,学生们便就各自观点,派代表通过多媒体展示自己观点,然后组间展开辩论,这种“翻转”与讨论结合的教学模式应用,确实提高了学生们的自主学习能力、思辨能力。大多教育工作者通常认为,缺乏监督的情况下,人都有自然的惰性,没有学校和老师在课堂上给予的压力,大多学生对自主学习不热情,但事实是,在动物遗传学的章节“翻转”和几次专题讨论课上,学生们都充分展示了自己的自学能力和学习热情,有些优秀的学生还在自学过程中发现了教材的小错误,事实证明他(她)们的学习能力不是不行,只是需要老师的正确引导。有了方向,有了任务,大多数学生都会积极又主动地完成自学任务,结果比预期理想,无休止的观望不如一次勇敢的尝试。
5老师不拘泥于三尺讲台,走下讲台可以加强课堂纪律
老师讲课除了要有丰富的课堂言语、表情和教学手段外,不拘泥于三尺讲台也是一种很好的教学方式。目前,由于网络和通讯设备手机的应用,已经使很多学生出现手机依赖症,学生们上课时,几乎人手一部手机放在课桌上,有些学生自控力差,时不时想打开手机浏览一下,精神无法集中,连环效应,也会影响周围的学生听课。若老师整节课都站在讲台上从头讲到尾,不提问,不关注学生们学习动态的话,课堂效果将大打折扣。若老师能走下讲台,时不时与学生进行眼神交流,走到瞌睡的或看手机的学生身边轻轻提醒,整个课堂纪律都会大大改观,这样的移动授课方式大大提高了课堂效率。
6留给学生更多的想象空间,激发学生们深入学习的热情
从上面几点可以看出,动物遗传学教研组对每个教学环节都进行了改进,无论是教学内容还是教学组织,都实现了以人为本、以生为主的教学理念,但老师教学的目标不仅仅局限于对现有知识的传播和掌握,更希望学生们通过一门课程的学习激发出进一步深入钻研课外知识的热情,进而通过自主学习获得更多的知识,与时俱进,做创新性人才。因此,在动物遗传学最后一课,老师给学生们播放了一个场面堪比“星球大战”的人体细胞与病毒之间战争的短片。部分截图见298彩图2。这个科探短片制作的非常精彩,学生们个个看得目瞪口呆,看似与课程无关的内容,却完整体现了遗传物质的结构和功能,同时在学生们的心里播下了科研兴趣的种子。有限的知识讲授结束了,而学生们对知识的探究实则才刚刚开始,学生们兴奋地表示,以后一定要致力于相关领域的研究,为人类揭开一个个不解之谜。这也是笔者在讲授动物遗传学课程时获得的一些经验和方法,希望能为其他课程的教学提供一点参考,让学生们爱上学习,成为学习的主体,从而进一步推动我国教育事业的发展。
作者:李红梅 聂庆华 顾 婷 王 羽中 刘满清 张细权 单位:华南农业大学
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