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[关键词]动物遗传学;教学;改革
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]2095-3712(2013)01-0046-03
动物遗传学,作为遗传学的一个分支,主要研究动物性状的遗传和变异的规律、遗传改良的原理和方法。动物遗传学是动物科学本科专业必修的专业基础课程,也是家畜育种学的理论基础。本门课程的教学任务是让学生掌握该学科的基本概念、基本理论及其简单的实验操作技能,为后续学习专业课和今后从事专业工作打下坚实的动物遗传学理论基础。
为适应社会发展的需要,各高校增设了本科教学的课程数量,同时压缩传统课程的课时数。就我校来说,动物遗传学课程现仅有60学时,其中包括15学时的实验课,但课程内容却在不断更新或增加,再加上遗传学基础理论抽象、逻辑性强,课程显得枯燥,这些问题的存在促使课程教学必然作出改革。这几年来,笔者所在的教学团队不断地探索动物遗传学教学方式、手段及实验教学内容的改革工作,获得了一些体会,现总结如下:
一、精选教材,革新教案
动物遗传学课程讲述的内容包括:遗传的物质基础、遗传信息的传递与改变、遗传的基本规律及其扩展、非孟德尔遗传、群体遗传学基础、动物基因组学及动物基因工程,涵括了分子遗传学、细胞遗传学、群体遗传学及基因工程等诸多方面的一般原理与方法,教学内容理论性强、信息面广、复杂抽象。为使学生能更好地学习此门课程,选择合适的教材是关键。市面上不同版本的动物遗传学教材较多,综合考虑本校动物科学专业的培养方向和遗传学理论知识的最新发展情况,笔者所在的教研组选择由李宁主编、中国农业出版社出版的面向21世纪课程教材《动物遗传学》作为课程教材,该书涵括了动物遗传教学内容,理论知识系统,前沿性强。
为使学生更能理解和掌握动物遗传学知识,教师编写教案时力求突出教学重点,适度删减和调整教学内容,并保证授课内容的完整性和系统性。此外,课堂教学尽量使抽象理论知识和概念通俗化,理论点与实际案例相结合。例如讲授基因突变、染色体变异内容时,结合遗传疾病病例分析讲解;适时添加遗传学的最新研究进展,使学生对遗传学的最新发展、最新趋势有一定了解。革新教案,目的是增强动物遗传学课程的兴趣性,提高学生学习的积极性。
二、突出教学重点,强化教学内容系统性
遗传学的快速发展,使得动物遗传学教学内容不断丰富与革新,从三大定律到核外遗传,从细胞到分子,从个体到群体,从质量性状到数量性状的遗传,课程教学内容多而复杂,抽象概念多,缺乏直观认识,学生理解困难。笔者所在的教研组根据本校学生的特点,结合专业培养和本科教学的要求,在选定教材的基础上强调:突出内容的新颖性、前沿性,减少重复教学。例如三大定律、染色体部分内容在高中生物学中已经有学习,大学课堂在教学该内容时进行适当简单复习即可;结合研究新成果,讲授本学科基本理论知识和概念,提高学生的认知水平。调整和优化教学内容,增强知识点的系统性和层次性,从遗传物质的本质到遗传信息的传递、改变,再到基因的表达、调控,使学生逐步深入地掌握课程知识。
三、改进教学方法,提升教学成效
在实际教学中,以学生为主体,根据学生的课堂情况,适时改进教学方法和教学手段,做到因材施教,提高教学的成效。为了能充分调动学生学习的积极性和主动性,笔者所在的教研组在动物遗传学教学中,不断探索多种教学方法。例如:课前留置问题讨论,课堂提问,课后安排学生参与科研实践,章节教学完成后及时组织测试等;充分发挥计算机多媒体辅助教学手段的潜力,添加直观图片或视频来解析抽象概念和知识点,例如视频展示DNA复制、转录和翻译的基本过程,使学生更容易掌握知识点。课程教学紧密联系动物生产过程中的遗传现象和分子辅助育种技术的应用成果等,拓展学生视野,使他们认识到专业知识的应用价值和潜力,增强了学生学习的主动性。
四、改革实验教学内容和方式
遗传学是21世纪发展最快的生命学科之一,作为分支之一的动物遗传学也在不断更新。动物遗传学实验是学生验证遗传学理论和掌握遗传学实验技术手段的主要途径。因此,为适应本学科发展需要,在动物遗传学实验教学过程中需要不断革新实验项目、实验设计和实验方法。以往动物遗传学实验普遍以验证性实验为主,内容陈旧、单一,缺乏综合性实验,难以激发学生的积极性和主动性;教学模式单调,以教师主导、学生临摹为主要教学方式,缺乏对学生创新能力的培养。针对存在的不足,笔者所在的教研室综合讨论并结合学科实际建设情况,更新实验教学内容,把原来耗时长、内容简单的果蝇的饲养、杂交和唾腺染色体观察等实验删除,新增DNA提取、PCR技术等分子遗传学实验内容和群体遗传学方面的“人类指纹图谱分析及遗传统计”。探索多种形式的实验教学方式,让学生参与实验设计、实验前的准备工作,通过查阅文献、收集信息、设计方案、动手操作、分析结果与作出总结等完整的实验过程,培养学生的综合能力。在教学手段上,改变传统的黑板板书,采用数码互动显微系统,通过多媒体课件,以图片、动画等形式生动、直观地讲解,使学生能更好地掌握实验原理、方法和步骤;利用数码摄像头能直接在显示屏上观察染色体的形态变化,并能客观地保存效果理想的实验结果;通过互动网络,教师能及时监控和指导学生的实验过程,有效地建立教师与学生的互动机制,提高实验课堂教学的效率。
五、完善课程考核评价体系
成绩是督促和评价学生学习的主要方式之一,建立科学合理的考核评价制度是课程教学改革的内容之一。为了更好、更客观地检验学生的综合能力,笔者所在的教研组经过研究讨论,确定动物遗传学课程的综合考核办法:期末总评成绩由平时成绩和期末考试成绩两部分组成,其中,期末考试成绩占 60%,平时成绩占40%(考勤占10%,课堂测试占10%,实验占20%)。平时成绩主要考查学生的学习态度、课堂纪律、实验动手能力与分析问题的能力,而期末考试的内容注重考查学生对基础理论知识和概念的掌握,以及对遗传学知识的运用能力。综合水平的考查能调动学生学习的主动性。
总之,动物遗传学是一门不断发展的学科,其知识广度和深度都在不断增加。为适应社会发展和动物科学专业本科生培养的需要,课程教材、教学内容、教学方法、实验教学与考核体系等多方面都需进行持续的改革与更新。此外,以学生为主导,以多种教学方式充分调动学生学习的热情和主动性,提高教学的成效,使学生更好地掌握动物遗传学的基础理论知识和概念,为其后续的专业课程学习及今后的就业打下坚实的基础。
参考文献:
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美丽的春城西面矗立着一座俊秀的小山,在古木茂盛的幽幽山谷中,坐落着著名的佛教名寺——筇竹寺。每逢传统佳节和桃花芬芳的春天,这里总是热闹非凡,清爽的微风迎接人们的到来也总是带着淡淡的古木清香或似有非有的桃花馨香四处飘荡。在离这里不远的山谷中,还有一个特殊的单位——就是对我国人类疾病控制功不可没的中国医学科学院医学生物学研究所医学灵长类研究中心。这里的科学家们和工作人员运用这珍贵的灵长类资源,为祖国预防医学事业已默默奉献了50个春秋,提供脊髓灰质炎疫苗累计达50多亿人份,为我国控制和消灭脊髓灰质炎的宏伟目标做出了巨大贡献。
中国医学科学院医学生物学研究所始建于1958年,选址昆明西郊,是一个集科研和生物制品生产为一体的研究所,主要从事医学病毒学、遗传学、免疫学、生物化学与分子生物学、微生物学、疫苗学以及灵长类动物为主的实验动物学的基础和应用研究,进行疫苗、免疫制品和基因工程产品的规模化生产,是我国最大的口服脊髓灰质炎疫苗生产研究基地。由于发展的需要,研究所已迁入城区,原所址只留有所属的“全国医学灵长类研究中心”的部分部门,该中心是目前中国卫生部批准的唯一医学灵长类动物遗传学检测中心,负责云南省实验动物的遗传学检测工作,是药物、疫苗非临床安全性评价的重要实验基地。饲养猕猴3000多只,并具有稳定的繁殖种群和清楚的遗传背景,在繁殖率、婴猴成活率、动物质量、疾病控制等方面均处于国内领先地位。还建立了猕猴血液学和生化指标数据库,为开展猕猴在生物医学领域中的应用研究提供了科学参考。该中心的工作主要围绕灵长类实验动物的饲养、繁殖、管理、质量控制、遗传、生物安全及其标准化建设等研究。还包括人类疾病动物模型建立(艾滋病、糖尿病、生殖、心血管、营养代谢等疾病),应用实验动物疾病模型,开展药物和疫苗的药效学、免疫原性、药代动力学和安全性评价等研究。同时也是中国医学科学院北京协和医学院动物学硕士学位授予点。
中国医学科学院医学生物学研究所的“全国医学灵长类研究中心”,从1958年的“中国医学科学院昆明猿猴工作站”一路走来,风风雨雨50年,为脊髓灰质炎疫苗的生产、研究提供了数以万计的生产和检定用猴。在国家建设资金的大力支持下,现已具备数百个猕猴繁殖专用的不锈钢大笼、两个用于恢复猕猴野性训练的猴园、标准的实验动物房和包括病毒、细菌、寄生虫、病理、营养等的标准实验室,是一个以灵长类动物为主的实验动物生产和研究中心。中国医学科学院的“国家昆明高等级生物安全灵长类动物实验中心”项目已获国家发展和改革委员会批准立项,项目投资近2亿元,主要由中国医学科学院医学生物学研究所承担,并在原所址进行建设。建成后将成为我国一个高等级的生物安全中心,传染性疾病发现、控制、预防研究的重要基础平台,为开展传染性病的病原学、流行病学、致病机理、药物药效评价、疫苗安全和有效性评价研究,完善我国生物安全和公共卫生突发事件的应急保障体系和我国卫生健康事业的顺利发展提供保证。
如今,中国医学科学院医学生物学研究所已发展成为一个以高科技技术为坚实后盾。以疫苗、生物技术产品为主导产业,以人才培养为后续力量,具备拥有生物技术开发、生物制品研制与生产较强实力的现代化综合性研究所。“全国医学灵长类研究中心”也将以研究所为强大的后盾,随着生物医药事业的蓬勃发展而取得更大的进步。将和“国家昆明高等级生物安全灵长类动物实验中心”一起在生物医药的浩瀚海洋中继续璀璨开放,成为一朵美丽的“生物医药之花”。
纵观历史,上下五千年人类研究动物可谓悠久:在以渔猎为主要生产方式的原始社会,人类就逐步认识了一些与人类关系密切的动物的生活习性及身体结构,继而尝试饲养驯化有益的动物,防治有害的动物,积累了一些与动物相关知识。在4700年以前殷商的甲骨文中,可以辨认出许多兽、鸟、鱼、虫等字,后来的象形文字也有如:“虫”“鱼”“犭”作偏旁,可见,人类对动物的分类观念从那时起已形成。
20世纪以来,生命科学领域研究突飞猛进,由于学科的相互渗透和研究手段的不断改进,促进了动物学研究的飞跃。当今的动物学研究,已由过去的观察描述阶段,上升到了研究生命活动规律的高峰,专业分类也逐渐丰富和科学。下面介绍常见的几类动物类相关专业,包括动物科学、动物医学和水产养殖学,三个专业既有包容又相区别。现在就让我们一起探访“动物世界”,了解各专业基本特征,发现兴趣、消除误区、理性选择吧!
动物科学专业
动物科学是生命科学的重要分支,是以生物学为基础,研究高等经济动物遗传变异、生长发育、生育繁殖、消化代谢等生命基本规律的科学。从中可以看出,动物科学专业主要研究动物的养殖、生长发育及遗传变异,它的基本任务是在认识和掌握上述规律的基础上,为人类提供质优、量多的动物产品及满足人们生活水平日益提高的多种需求。其主要进行动物生产与管理、动物遗传育种、动物繁殖、动物营养与饲养、饲料资源开发、饲料配方与饲料工艺设计,以及饲料与饲养企业管理的研究,具有很强的生产实践意义。
随着科学的进步,动物科学的研究不仅在范围上从传统的畜牧业扩展到了水产动物、珍禽异兽、伴侣动物、观赏动物的饲养、育种、繁殖、加工等各个领域,而且在研究深度上已从动物整体水平、细胞水平和亚细胞水平深入到了分子水平,使得我们今天可以在基因的层面上认识动物遗传、发育、繁殖、代谢的规律,克隆羊诞生的实例已说明此。
如今科技兴牧已成为畜牧业最紧迫的任务,胚胎技术、克隆技术、转基因技术等新技术将在畜牧业中较为广泛地应用,将为动物科学专业的学生提供大展拳脚的机会。
动物科学专业一般分两个方向,动物营养和动物遗传。国内专门设置动物科学专业的高等学校约有50所,主要是在农业大专院校,较好的为中国农业大学、南京农业大学、浙江大学、华中农业大学、华南农业大学等,毕业后会获得农学学士学位。在学习过程中,主要学习:动物学、动物生物化学、动物生理学、畜牧微生物学、生物统计附试验设计、动物遗传学、分子生物学、细胞生物技术、家畜育种学、动物繁殖学、动物营养学、饲料学与饲料营养分析、家畜环境卫生学、动物生产学、畜牧业企业经营管理等科目。在专业的学习实践中,你会看到许多相关的技术资料片,并参与许多有趣的实验,参观许多的牛、羊、鸭等农场,也可能有机会亲自参加动物生产的活动;通过大量的动物实验和畜禽生产实践,你将了解各种动物的生理特点和生活习性,并学习对其进行饲养管理、帮助它们繁殖后代等的科学方法,所以对于喜欢亲近小动物并乐于动手进行实验研究的学生而言,该专业比较适合报考。
动物科学偏重对相关技术的综合运用,管理科学研究方面则需要注意统筹布局,所以对学习者生产实践经验积累和综合分析解决问题能力的培养会很重要。
动物科学专业学生毕业后可以从事与动物科学相关的企业管理、行政管理、产品研发与经营、动物生物技术及饲料营养等方面的科研、教学和产品研发和销售等工作。也可以继续攻读生命科学领域的研究生,每年约有20%~30%的本科生考取研究生。深造的主要方向有:动物遗传育种与繁殖、动物细胞工程、动物营养、生物工程等。另外,也可以考公务员,在政府畜牧主管单位,从事统一规划管理地区畜牧生产工作。
动物医学专业
相较于动物科学专业来说,动物医学顾名思义,旨在培养具有动物保健、临床诊疗、动物防疫检疫和兽医卫生管理工作的基本能力的人员,而动物科学主要是研究如何为人类提供更优质的动物产品,满足人类需求等。因此对动物医学感兴趣的学生要选择此专业而不要误以为是动物科学。
谈到动物医学的重要性,就不得不提到动物疫情所带来的巨大威胁。2003年我国爆发SARS(非典)疫情;2004年广西、广东、湖北、湖南发生禽流感;2005年四川发生人感染猪链球菌病……这类危及人类生命健康的“怪病”时有发生,因此动物医学这一专业的重要性不言而喻,它在生命科学的各个领域中发挥着越来越重要的作用。
动物医学专业的主要课程包括动物解剖与组织胚胎学、动物生理学、动物生物化学、兽医病理学、兽医药理学、兽医微生物学与免疫学、兽医内科学、兽医外科学、动物传染病学等。学生通过学习,要掌握动物基础医学、预防医学和临床医学的基本理论,致病因素、疾病发生发展和转移的规律及预防、诊断、治疗、畜牧科学的基本知识,具备致病因素分析、检验、药物正确使用与开发、常规及器械诊断、主要治疗方法、动物检疫等技能。动物医学开设院校与动物科学相似,农业院校较多,学生毕业后也获得农学学士学位,也属于实验科学,主要涉及动物解剖学、动物组织学、动物生理学、动物生物化学、兽医药理学、兽医微生物学与免疫学、兽医病理学等实验。因此报考学生要结合自己的兴趣爱好和动手实验能力等进行选择。
动物医学就业情况近年来持续走高,庞大的市场需求是其主导因素。动物医学专业是一个专业性较强、对临床实践经验要求较高的专业。作为动物医学专业的毕业生,应当具备较丰富的理论知识和较强的实际动手操作能力,具有一定的解决生产实际问题的能力。随着畜牧业的发展,相关企业对于动物医学专业学生的需求越来越旺盛,但要求也越来越高。如何提高动物医学专业学生的实践动手能力和综合素质,以满足企业对人才的需求,使学生尽快适应企业已成为农业院校动物医学专业培养学生的当务之急。另外,在2004年底,国家劳动和社会保障部将“宠物健康护理员”正式列为了新兴职业,于是人们将这一新兴职业与动物医学专业联系了起来。当今世界飞速发展,使得动物医学的研究范围已不再囿于畜牧业,而是像藤蔓植物一样伸张到了公共卫生事业、社会预防医学、伴侣动物及观赏动物医疗保健及食品卫生、环境保护、医药工业等诸多领域。特别是宠物健康护理员这个新兴职业的出现,更多地引起人们对动物医学专业的好奇和关注。在饲养宠物数目不断增长的情况下,人们在宠物身上投入的钱越来越多。宠物健康护理员从事的主要工作是宠物饲养与疾病预防,对宠物进行日常健康护理、管理与科学美容,对伤病宠物进行现场救护、病期护理、手术后护理及康复护理等。毕业生可在新兴的宠物医疗保健等方面寻求职业发展,社会的巨大需求给这个专业带来了较好的发展机会。从就业方面看,毕业生可以在药厂、饲料厂、生物制品厂、畜产品加工厂等从事销售或研发工作,也可考林业局、入境检疫局、海关、防疫站等部门的公务员等。从目前就业市场看,该专业的就业率比较高,就业渠道比较多。
水产养殖学专业
水产养殖学是研究水产经济动植物养殖原理与技术的学科,不仅限于动物,还包括植物和藻类等。动物方面的研究方向包括水产动物增养殖研究、水产动物营养与饲料研究、水产动物遗传育种学研究和水产动物病害防治等,既包括养殖与营养,又包括疾病诊断和防治。同上述两个专业一样,水产养殖学也属于农学,主要开设院校有中国海洋大学、上海水产大学、华中农业大学、浙江大学、大连海洋大学、南京农业大学等。
水产养殖专业学生主要学习生物学和水域环境学的基本理论以及水产增养殖、渔业经济和管理等方面的基本知识。主要课程包括:鱼类增养殖学、甲壳动物增养殖学、水产动物育种学、水产动物营养与饲料、水产动物疾病防治、海藻与海藻栽培学、水环境化学等。学生毕业时具有生物学、水产动植物养殖及水产动植物营养与饲料、疾病诊断、防治的基本理论知识和实验、实践的基本技能,能从事水生动植物资源综合开发利用与保护、经济动植物的增养殖、疾病防治相关领域的科研、教学、技术服务及经营管理等工作。
由于所处环境限定在水生环境,因此本专业从研究内容和环境来说都具有自己的一些特殊性。如在研究水产动物增养殖时,除要考虑动物本身的特点和营养条件外,还要考虑不同养殖模式对水生生态系统结构和功能的影响,养殖容量及生物学能量等因素;对工作环境也有一定限制,多在近海或多水域地带,与地方经济紧密结合。因此学生报考时要结合自身特点,比如毕业后工作地点是否具有所学专业的地方资源及经济优势等,做出全面考量和分析。水产养殖专业学生毕业后能在水产养殖生产、教育、科研和管理等部门从事科学研究、教学、水产养殖开发、管理、销售等工作。如果不怕吃苦、有过硬的专业技能也可以考虑自己创业,在养殖实践中积累经验和财富。