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遺傳學研究內容范文1
關 鍵 詞: 地方高校; 遺傳學;實驗教學; 教改;
遺傳學是生物學中最富于綜合性的中心學科之一,也是生命科學中發展最迅速的前沿的學科之一。自 1900 年孟德爾定律被重新發現以來,遺傳學取得了很大的發展,闡明了許多遺傳學現象和規律。進入 21 世紀之后,科學家對線蟲、果蠅、擬南芥等動植物以及人類基因組計劃的初步完成,更加突現出遺傳學在生命科學中的核心與前沿學科的地位。遺傳學是一門實驗性很強的學科。遺傳學本身的發展離不開大量而設計周密的實驗研究,因此遺傳實驗課程是開展遺傳學研究的重要基礎。通過實驗教學,不僅可以使學生在實驗過程中加深對遺傳學現象和規律的認識,更重要的是培養學生進行遺傳學及相關學科研究工作的能力。
1.優化師資隊伍結構
遺傳學實驗課程的教學在很多地方院校是由一個教師負責教學和實驗,這樣就會導致教學質量的下降,面對這種情況,地方院校就應優化師資隊伍結構,組建一支具有較高的學術水平和教學水平、結構合理的高素質實驗教學隊伍,由1-2 名遺傳學理論課程的教師和1-2 名多年承擔遺傳學實驗教學的老教師為課程負責人,以碩士及以上學位、且具有從事經典和分子遺傳學研究工作經歷的教師,或承擔過兩輪以上遺傳學及實驗教學任務的教師作為課程教學隊伍,形成一支教學經驗豐富,老中青合理搭配,學緣來源廣泛的遺傳學及實驗教學隊伍。
2.建立高水平、綜合性的遺傳學實驗教學平臺
近年來,由于學科的迅速發展和植物科學領域研究工作的不斷深入,許多新的實驗方法和實驗技術不斷涌現,使得原有的實驗項目不能充分滿足培養創新型人才的要求,有必要增設新的實驗項目。同時,為了培養學生的創新能力,要逐步減少驗證性、演示性實驗,增加設計性、綜合性實驗,通過設計性、綜合性實驗可以實現以學生自我訓練為主的教學模式,更好地掌握實驗原理、操作方法、步驟,全面了解儀器設備的性質并正確地使用儀器,鍛煉學生思考問題、分析問題和解決問題的能力,提高學生的創新思維和實際動手能力,而現有的儀器設備條件不能滿足綜合性設計性實驗的要求,降低了教學效果;另外,由于招生規模的擴大,導致原有實驗設備的數量嚴重不足。為了改善遺傳學實驗課程的教學條件、提高教學水平,極有必要在現有基礎上,按照人才培養目標、學科發展和社會經濟發展的要求,優化實驗室布局,添置新的儀器設備,增加新的實驗項目,建立高水平的遺傳學實驗教學平臺,提高實驗室的共享性和和儀器設備利用率,改善實驗技術條件和工作環境。提高實驗教學水平和學生的專業素質,培養學生的實踐能力和創新精神.
3. 完善實驗教學內容
在很多地方院校的實驗教學內容主要是研究動物、植物、微生物和人類的經典遺傳學內容,而細胞遺傳學、分子遺傳學等教學內容由于條件的限制而不能開設,從而導致實驗教學內容不完善。根據教育部《關于加強高等學校本科教學工作,提高教學質量的若干意見》( 教高[2001]4號) 中的有關文件要求,遺傳學實驗教學內容要不斷進行完善:不但要涵蓋經典遺傳學、細胞遺傳學、分子遺傳學、發育遺傳學、群體遺傳學、數量遺傳學、生物信息學和基因組學等,而且要涵蓋動物、植物、微生物和人類等研究對象的遺傳學實驗。通過不斷完善實驗教學內容,建立“基礎性綜合性研究( 設計、創新) 性”逐層遞進的實驗教學體系,使學生從生物的整體水平、細胞水平和分子水平等方面逐漸加深對遺傳學知識的理解,培養學生的實驗動手能力、綜合實驗設計能力和創新能力。
4. 開放實驗室
為提高實踐教學水平,提高學生實驗動手能力和創新能力,必須全面實施實驗室開放。開放式實驗教學是培養學生實踐能力和創新意識協調發展的重要途徑,也是高校實驗教學改革的必經之路,是克服實驗流程較長與每次實驗課時有限之間矛盾的有效方法。實施全天性開放實驗教學,是增強學生實驗興趣、提高實驗主動性、加強動手能力培養的有效措施。
5 .加強科學研究,進行“產學研基地”的建設,培養科研人才,帶動地方經濟的發展
我國是世界上最大的糧食生產和消費國,糧食安全是關系國計民生的大事。糧食生產及與之配套的產業快速發展需要一大批技術人才,尤其是復合型、創新型生物科學技術人才。復合型、創新型人才的培養離不開創新技術和實踐經驗,社會也需要研究成果盡快轉化為現實生產力,“產學研”的有機結合是培養復合型人才的關鍵。實驗課教學不但要重視基本實驗技能的培養,更重要的是發現問題、思考問題、解決問題能力的培養,這一過程更離不開大量的實踐鍛煉。在大型種子公司、基層農技推廣站、科研院所建立高水平的“產學研基地”,不但可有效提高學生的學習興趣,而且可有效增加社會實踐能力。
綜上所述,調整遺傳學專業資源、提升遺傳學實驗教學的革新、科學有效的實現專業教學與實踐基地的有機結合,是提高遺傳學實驗教學的有效途徑,可為地方院校的遺傳學的教學改革提供一個思路,同時培養大量的高素質科技人才,促進地方經濟的可持續性發展。基金項目:貴州省教育廳自然科學研究項目(黔教科(2010070)號);貴州省科學技術基金項目(黔科合J字[2012]2001號);貴州省教育廳功能材料與資源化學特色重點實驗室專項基金(黔教高發[2011]278號);
參考文獻:
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遺傳學研究內容范文2
關鍵詞 生物工程 遺傳學 教學體會
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.10.058
Some Experiences in the Process of Theoretical
Teaching of Genetics for Bioengineering
WANG Lunji, JIU Min, MA Liping
(College of Food and Bioengineering, He'nan University of Science and Technology, Luoyang, He'nan 471023)
Abstract According to the problems existing in the process of theoretical teaching of genetics for our bioengineering and with several teachers' teaching practice, reasonable selection of materials, avoiding duplication of interdisciplinary teaching, how to improve teachers' teaching ability and training the ability of students to participate were introduced in this article in order to change the traditional teaching model and improve the teaching effectiveness.
Key words Bioengineering; Genetics; teaching experiences
遺傳學是研究生物的遺傳、變異規律,探索生命起源和生物進化機理的科學,是生物工程相關專業的專業基礎課程。近年來,隨著遺傳學的快速發展,遺傳學新理論、新技術、新方法不斷涌現,研究范疇不斷拓寬,研究內容不斷深化,教學內容也就越來越多,其教學內容與分子生物學、細胞生物學、生物化學等課程內容重疊的問題日益嚴重。①然而,隨著高等教育教學改革的不斷深入,遺傳學的理論教學時數越來越少。就我們生物工程專業而言,遺傳學的理論學時已壓縮為48 學時,授課內容的增加與授課時數的銳減形成了尖銳矛盾。在這種新形勢下,為了提高本課程的教學質量,只有結合自身專業的實際情況,采用先進的教學理念,科學合理構建教學內容。近年來,本專業的幾位授課教師在平時的理論教學過程中,結合自身經驗及專業特點開展了一系列卓有成效的探索,并根據實際情況作適當的教學改革嘗試,現就教學過程中遇到的問題及其解決方法談些體會。
1 在教學過程中遇到的問題
1.1 教材的選取問題
近年來,隨著遺傳學的快速發展,遺傳學新理論、新技術、新方法不斷涌現,有關遺傳學的教材也可算是琳瑯滿目,故此,如何在眾多的遺傳學教材中選取適合我院生物工程專業的理想教材,也是幾位執教遺傳學課程的老師多年來一直很是頭疼的大事。
1.2 如何解決授課內容的增加與授課時數銳減之間的矛盾
遺傳學作為生物工程專業的主要基礎學科,同其他學科之間存在廣泛的交叉和融合,導致遺傳學教材的很多內容與其他課程教材的內容重疊,不僅占用了遺傳學教材的篇幅,而且造成教學的混亂,眾所周知,任何一本遺傳學教材中所包含的內容都在10章以上。但隨著高等教育教學改革的不斷深入,遺傳學的理論教學時數越來越少。就我們生物工程專業而言,遺傳學的理論學時已壓縮為48 學時,授課內容的增加與授課時數的銳減形成了尖銳矛盾。如何在有限的授課時間內有效講授本學科內容,也是生物工程專業老師們時常討論的關鍵問題之一。
1.3 教師授課水平與學生期盼之間的矛盾
眾所周知,授課是一門技術,應付容易,講好真不容易。由于遺傳學是一門理論性很強的課程,對于資歷較淺的老師而言,要想真正地把遺傳學這門課講授好也不是很容易的。隨著信息技術的發展,學生對老師授課水平的期盼也逐日升高。這就迫使授課老師們不得不努力提高自己的講課水平,以滿足學生不斷增高的期盼要求。任何一位老師都有提高自身授課能力的方法手段,但收效也各有不同。幾位授課老師在此方面也做了不少的嘗試,取得一些值得借鑒的經驗。
1.4 學生對課堂參與程度較低
現有的教學現狀多為老師在講臺上對授課內容喋喋不休,同學們在下面低頭傾聽,究竟授課效果如何,那是老師們的事情,師生之間的互動相對較少。如何最大限度地讓同學們參與課堂,吸引同學們的學習興趣也是老師們非常關注的問題之一。
2 遺傳學理論教學方法改革的探討
幾位筆者在教學實踐中,針對所面臨的諸多問題,進行了初步的改革嘗試。
2.1 教材的合理選取
近幾年來,由于教師外出進修學習的原因,遺傳學的教學工作先后由糾敏、汪倫記和馬麗蘋三位老師執教。不同的老師對遺傳學授課內容的側重點有所不同,對遺傳學課程教材的選取也各有己見。第一位講授生物工程專業遺傳學的是糾敏老師,她根據當時的教學大綱,選取了朱軍教授主編的《遺傳學》教材,該教材略側重于農學類遺傳。后由于糾敏老師到浙江大學進行訪學進修學習,該遺傳學課程由汪倫記老師接手執教,他認為生物工程專業的遺傳學要有生物工程專業的特色,不應該側重于農學遺傳,隨后將遺傳學課程的教材由朱軍教授主編的《遺傳學》改為由陳三鳳主編的《現代微生物遺傳學》,側重于微生物方面的遺傳。后由于糾敏和汪倫記兩位老師出國進修的原因,該遺傳學課程改為馬麗蘋老師進行執教。我們三位老師時常坐在一起商討遺傳學教材的選取問題,朱軍教授主編的遺傳學略側重于農學,不能顯示生物工程專業遺傳學的特色,汪倫記老師選取的現代微生物遺傳學,側重于微生物,知識面相對狹窄一些,并且研究生課程也開有微生物遺傳這門課,學生存在重復學習之嫌,固在進行教學大綱重新制訂之際,即將教材選定為由劉慶昌主編的《遺傳學》,該教材文字精練,圖文并茂,通俗易懂,具體內容科學合理、深入淺出,便于學生理解和掌握。經過近兩年的課程講授,該教材內容一方面解決了朱軍教授主編的《遺傳學》略側重于農學之嫌,另一方面也解決了《現代微生物遺傳學》側重于微生物的不足,同時授課內容也得到同學們的認可。
2.2 集體討論教學大綱,避免交叉學科授課內容的重復
眾所周知,遺傳學教材中的部分內容與其他課程有著相互交叉、相互滲透的情況,②因此,遺傳學的授課內容與其他課程存在不同程度的重復,如“遺傳的細胞學基礎”是《細胞生物學》的重點學習內容;“遺傳的分子基礎”、“原核生物基因的表達調控”、“真核生物基因的表達調控”則是《分子生物學》學習的重點;“DNA 損傷修復”在《生物化學》中也已有介紹。對此,全系教師利用2014年生物工程專業教學大綱重新修訂的大好時機,多次召開全系教師大會,針對如何避免生物工程專業不同課程間授課內容重復的大問題進行充分討論,明確各自的教學重點,避免課程內容重復,一改以往同一內容多次重復的局面,學生對此感受明顯。
2.3 旁聽資深教授講課,提高教師自身教學水平
遺傳學是一門理論性非常強的課程,對于一些年輕的老師來說,要想真的把這門課程講授好并非易事。目前多數老師往往利用網絡資源,查閱相關資料完善課件,認真備課,通過自己的努力,來提高自己的教學效果。但糾敏老師講述了她提高自身教學水平的另一種方式,就是旁聽資深教授的講課。糾敏老師曾經連續聽取3位資深教授的遺傳學課程的講授,收益匪淺。通過聽課,一方面使自己對遺傳學相關知識點有了更深刻的理解,另一方面,不同的老師其側重點不同,講授的方法也不同,取人之長,補己之短,對自己的講課水平的提高大有好處,是一個提高教師教學水平的一條理想途徑。
2.4 合理指導學生進行課外閱讀,提高學生自我獲取新知識的能力
我們一方面通過老師自身的努力,盡可能結合最新學科動態,以更新和充實教學內容,解決教材滯后于學科本身的發展及一些新的研究進展無法及時進入教材的缺陷;另一方面,我們認真選取一些適合于學生自學的參考書供同學們課外閱讀,然后根據閱讀的內容在課堂上進行討論,改變以往的老師課堂上喋喋不休、學生被動聽課的局面,鼓勵同學們積極參與討論,并將參與討論的積極程度作為考核學生平時成績的一個重要方面。通過學生積極參與的課堂討論,使學生因興趣而學問,達到課堂教學的藝術升華。③
3 結語
通過幾位老師在教學過程中的諸多努力,經過兩學年的改革嘗試,本教研組的老師均發現同學們學習積極性大大提高,學習效果也較以往大幅度增高。近年來,幾位老師也在著手完善遺傳學網站和教學平臺、試圖采用雙語教學等方面完善遺傳學理論課程的教學工作,共同期待一個良好的理論課程教學效果。
注釋
① 閆榮玲,廖陽,李常健,張敏.《遺傳學》課程教學體會與改革[J].湖南科技學院學報,2014.35(5):97-98.
遺傳學研究內容范文3
由于遺傳學在生命科學中具有不可替代的重要作用,其教學方法、教學模式的探索和研究近些年倍受關注。近年來,研究性教學在各高等院校不斷地被提出,黑龍江八一農墾大學生命科學學院也把研究性教學改革不斷地深入到各學科教學中去。作為遺傳學教師,筆者在教學過程中不斷地進行著研究性教學的實踐和思考。
研究性教學是在‘‘發現學習模式”和瑞士皮亞杰的“認知發展學說”的理論基礎上發展起來的,其認為學生學習的過程與科學家研究的過程在本質上是一致的,強調將教學與研究結合作為大學教學的基本思想,注重提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力,對培養創新型人才非常重要。研究性教學模式的核心理念是以實踐中的真實問題為基礎,將學生置于真實的情境中學習,培養學生的學習能力、創新能力和實踐中的動手能力,增強學生對工作的適應能力,使教學與研究相統一m。研究性教學是以學生為主體,以問題為核心(PBL)去獲取知識和應用知識的教學模式。研究性教學的內涵主要包括:教師把研究的思想、方法和取得的新進展引入教學活動;教師以研究的形式組織教學活動,打破原有的完整的學科邏輯和機械的順序;學生積極參與研究之中,在研究中學習、成長,養成獨立思考的氣質和批判。
筆者根據研究性教學的規律及遺傳學學科的特點,在教學過程中對以下幾方面的問題進行了探索和實踐。
1發揮學生的主動性和創造性,培養學生的思辨能力和獨立思考能力
黨的十指出,科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐,必須擺在國家發展全局的核心位置。要堅持走中國特色的自主創新道路,以全球視野謀劃和推動創新,提高原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新的能力,更加注重協同創新。這一論述充分體現了科技創新在經濟和社會發展中的重要地位,也為高等教育提出了未來人才培養的方向。大學作為本科生培養基地,肩負著培養有創新精神和實踐能力的高素質人才的重大歷史使命。高校畢業生的質量直接關系到一個國家科技人才的整體實力和水平,高校教師如何改革現有的教學方法和模式,培養具有學習能力、自我創新能力的大學生,是目前教育教學過程中亟待解決的問題。
研究性教學模式具有極強的實踐性。研究性教學模式特別注重教學與研究相結合,理論與實際相統一。研究性教學模式不只強調背誦、理解復述和模擬,而是注重培養學生的科學思維、自主意識、團隊協作精神和工作責任心,強調培養學生獲取與歸納整理信息的能力、分析解決問題的能力、展示成果與表述觀點的能力。創新能力的培養不可能僅依靠獲得知識,很大程度上還依賴于學生的直接經驗的積累,因此切實加強研究性實踐教學,對提高學生的實踐能力是至關重要的。創新型人才的培養目標要求學生既要學會動手又要學會動腦;因此,教師在教學過程中要樹立研究性教學為主的教學觀,運用正確的教學法,積極探討、推動教學研究和改革,培養學生主動探求知識的主體精神,動手、動腦的能力和創造性思維及創造精神。研究性教學過程從討論問題開始,需要涉獵大量的資料,課程學習本身不僅在于學習知識,還在于掌握學習知識的方法。研究性教學以學生為主體的教學模式強調了學生在學習過程中的核心地位,教師只起引導、示范、鼓勵、輔導和監控的作用,這種模式可以最大限度地調動學生學習的主動性和積極性,培養學生自主學習及獨立分析和解決問題的能力。在遺傳學的教學過程中可以采用問題式、討論式、互動式課堂教學,從而達到更好的教學效果,在客觀上具有一定的可行性。以學生為主體的教學模式關鍵在于課前的認真準備和教師在課堂上的靈活調控。
2專業知識教學和實驗技術教學相結合
遺傳學是一門在實驗基礎上發展起來的學科,尤其是現代遺傳學技術的突飛猛進發展和遺傳學知識的大量增加,都給學生的學習帶來了一定的難度。因此,遺傳學采用什么樣的授課方法才能使學生掌握基本知識,提高學生的創新能力一直倍受教育工作者的關注。一些遺傳學教師的教學經驗表明,在遺傳學授課過程中,適當地講授遺傳學研究的基本實驗技術和遺傳學研究材料的獲得方法對幫助學生理解遺傳學知識是非常重要的。例如,在介紹分子標記選擇輔助育種的研究進展時,對分子標記的定義、類型、發展和每種標記的用途進行講解,對遺傳學研究材料如重組自交系和近等基因系群體的構建方法及其在基因定位和育種研究中的應用等知識進行回顧,大大增強了學生對專業知識的理解。在實驗技術的教學方面,應不斷地給學生介紹最新技術在遺傳學研究中的作用以及不同技術在某一研究領域的時效性3。在內容上,盡量安排生動豐富且易于操作的實驗項目,增加一些設計性和綜合性的實驗項目,尤其是近期,隨著表觀遺傳學研究的日漸深入,適當地增加該方面的實驗課程對幫助學生理解基于非基因序列改變所致基因表達水平變化,如DNA甲基化和染色質構象變化等表觀遺傳學對生物性狀的改變所起的作用,可以開展表觀遺傳抑制劑對細胞周期調控的分析及RNA干擾基因沉默的遺傳分析等實驗。
3為學生提供具有時效性、權威性和新穎性的閱讀材料
隨著遺傳學科的快速發展,研究領域不斷拓寬,新技術、新成果不斷涌現,任何一部教材都難以跟上遺傳學快速發展的步伐,因此必須借助網絡等媒體實現知識的不斷更新。在教學過程中,教師可適當地借鑒〈(Science〉〉、《Nature》以及分子細胞生物學領域的一些國際權威雜志上的綜述性文章作為教學中的補充內容,使學生在學習經典遺傳學理論的同時,對分子遺傳學和現代遺傳學的發展有更深入的理解。如在研究癌癥的遺傳學基礎時發現,一半以上癌癥的發生過程中伴有p53突變。p53在正常細胞中壽命短、含量低,與細胞周期控制、DNA修復、衰老、血管生成和細胞凋亡密切相關。當p53發生突變時,細胞逃脫正常細胞生長的限制,使突變從一代細胞傳到下一代細胞,這為癌癥的發育創造了條件。在給學生授課的過程中,跟蹤遺傳學的最新研究動態,如引入p53等遺傳學研究進展,可大大激發學生學習的積極性?。表觀遺傳學目前也是遺傳學重要的補充,如乙酰化酶家族和染色體易位、轉錄調控、基因沉默、細胞周期、細胞分化與增殖以及細胞凋亡相關,從而對生物體的性狀產生了影響。而非編碼RNA不僅能對整個染色體進行活性調節,也可對單個基因活性進行調節,它們對基因組的穩定性、細胞分裂、個體發育都有重要的作用。在教學過程中,適量增加表觀遺傳學的知識,可以極大地豐富學生的知識量及對科技前沿知識的認識,為提高學生的科技創新能力奠定基礎。
4案例式和情境式教學相結合,激發學生內在的學習動力
案例教學法(Casemedthodteaching,CMT)是根據教學目標和培養目標的要求,在學生掌握了有關的基礎知識和基本理論的基礎上,教師在教學過程中選擇典型案例并以恰當的形式給學生展示,把學生帶入一個特定情境中,在教師的指引下由學生自己依靠其知識結構和背景,在這種案例情境中發現、分析和解決問題,培養學生運用理論知識并形成技能技巧的一種教學方法5。案例教學法最大的特點就是模擬實踐經驗,增強學生實踐的能力。遺傳學教師在注重理論知識講授的同時,要穿插與實際生活密切相關的大量案例,培養學生分析問題和動手實踐等能力。
在遺傳學教學過程中,注重教學內容與人類生活及人類疾病相結合,加強學生對教學內容的認識和遺傳知識的深化。在講授單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體病時,可與臨床中真實的遺傳病相聯系,如常見的單基因遺傳性疾病一白化病、苯丙酮尿癥、黑尿癥、先天性聾啞、高度近視,多基因遺傳性疾病一原發性高血壓、支氣管哮喘、冠心病、青少年型糖尿病、類風濕性關節炎、精神分裂癥、癲癇、先天性心臟病,染色體遺傳性疾病一“21三體”綜合征、貓叫綜合征等。針對這些疾病,巧妙設計引導式問題,囊括大綱要求的知識點,突出遺傳學的課程特色。在該模式下的教學過程中,學生不是被動地學、記憶和理解教師所教授的知識,而是在教師的指導下,將學生置于可以從不同角度看待事物的環境,問題情境便能夠吸引并維持他們的興趣,使他們積 極尋找解決問題的方法,創造性地得出結論,從而激發學生學習的內在動力。
5加強遺傳學教師師資隊伍建設,為研究性教學提供人才保障
過去,很多高校過于注重結果性評價而忽視過程評價,無法對教師的研究性教學能力和學生的實踐能力作出公正而又科學的評價H。目前,黑龍江八一農墾大學已經非常重視研究性教學的實施,并為此做出很多努力和嘗試。遺傳學作為生命科學的重要課程,其教師隊伍的整體水平是制約教學效果的一個重要因素。沒有一支高水平的教師隊伍一切將成為空談。為了提高研究性教學水平,學校組織教師到優秀研究性教學能手的課堂上聽課,通過學習其他課程的課堂教學方法、教學模式,為遺傳學更好地進行研究性教學提供了教學案例。此外,學校年輕的遺傳學教師可以通過培訓、進修等形式提高專業水平。最后,如果想成功地進行研究性教學,授課教師必須進行學科專業的科學研究。授課教師要隨時關注遺傳學領域的最新發展動向,將權威雜志中介紹這門學科研究的新概念、新發現、新思路和新方法的文獻綜述引入課堂。這些參考文獻學術水平高、內容新、難度適中,開闊了學生的視野,對他們很有吸引力。教師只有通過科研,才能真正理解本學科教材的內在聯系,把握住本學科的發展趨勢,及時吸納學科內最新科研學術成果,適時地把學生引入本學科知識和科研的前沿,引導學生在科研實踐中增長才智、得到鍛煉,激發學生的創造欲望,通過科研、實驗等手段培養學生的創新能力。
遺傳學研究內容范文4
關鍵詞:醫學遺傳學;實驗教學;模式
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)02-0270-03
醫學遺傳學是醫學教育的重要課程,介于臨床醫學與基礎醫學之間,是一門應用性很強的學科。隨著分子生物學理論和技術的發展與進步,尤其是人類基因組計劃的實施完成,醫學遺傳學得到了空前的發展,基因組學與分子遺傳學逐漸成為了21世紀的領頭學科,在現代醫學教育體系中有著重要的地位[1]。醫學遺傳學實驗在知識與實踐、實踐與創新的鏈接上發揮重要的橋梁作用。當前社會科學和自然科學的發展變化,致使醫學教育無論在教學手段還是在教學理念都發生了深刻的變化,更早地、更多地接近社會、接近臨床,更注重人文精神,更多融入先進技術與研究成果[1~2]。而大部分醫學遺傳學實驗則還主要關注在傳統分子遺傳學相關領域的基本實驗操作,涉及遺傳病相關資料的信息化獲取與分析涉及很少,解決臨床遺傳學問題過程中存在理論與實踐脫鉤。醫學遺傳學實驗教學尚未達到提高醫學生的科學研究能力、求知探索精神、創新能力和創新意識的目的。為此,我們開展了一系列卓有成效的探索,優化了原有的醫學遺傳學課程教學體系,構建了新的實驗教學模式。
一、利用網絡課程資源,推進虛擬實驗
依托于湖北民族學院網絡中心,結合醫學遺傳學學科特點,進行數字化資源導學平臺建設。網絡平臺的主體結構分為教師主導區和師生互動區兩大部分。內容充實而全面,平臺除了內容完善的多媒體課件,與教學內容或生活實際密切相關的研究成果,解決學生在學習中遇到的實際問題,還專門開辟了“虛擬實驗室”欄目[3]。網絡課程資源在醫學遺傳學實驗教學中主要解決二大問題:
1.是醫學遺傳學實驗中所特有的一些對人體有重大危害的和涉及到比較先進實驗技術的實驗,出于安全和成本考慮,學生往往無法直接參與其中[4]。虛擬實驗可突破傳統實驗教學模式受時間、地點、方式的限制,實驗的安全性高、成本低、效率高,彌補了實驗場地設備不足、教學時空性的約束。虛擬實驗教學不但可提供良好的人機交互,還允許學生在出錯時,自行了解錯誤的根源及后果,尋找解決問題的方法,教與學的靈活交互[4]。利用網絡課程資源來培養學生隨時學習、自主學習和終生學習的能力,可充分調動學生的學習主動性,并將教師的教學行為由課堂上擴展到了課堂外。
2.是運用目前已經公開的人類基因組相關數據庫,快速準確地查找、識別遺傳病的相關遺傳學背景信息,獲取世界上最新進展的醫學信息及科研成果[5]。近年來,遺傳學領域的分子遺傳學分支迅速發展,越來越多的致病易感基因位點和區域被篩選或定位識別。不單是單基因遺傳病的致病基因被順利定位識別克隆,一些復雜多基因遺傳病,如:高血壓、糖尿病、阿茲海默氏病、心腦血管疾病及腫瘤等疾病,也篩選出了眾多與疾病發生相關的遺傳易感標記物及藥物敏感或抵抗標記物,人類對于疾病的遺傳學認知達到了空前高度[5]。如何識別查找獲取人類遺傳病相關的遺傳信息已經成為臨床醫生和基礎醫學科研工作者需要掌握的基本技能之一,因此,我們有必要在基礎醫學的教學上與時俱進,讓醫學生更早地接觸相關知識,訓練相關技能。由此,我們網絡資源課程中的“虛擬實驗”內容中專設了常見人類遺傳病致病基因的數據庫鏈接,主要以美國國家生物技術信息中心NCBI(http://ncbi.nlm.nih.gov/)與在線人類孟德爾遺傳(Online Mendelian Inheritance in Man,OMIM)數據庫為主,并至少安排一次實驗課的時間介紹如何利用數據庫完成常見人類遺傳病相關遺傳學信息收集,包括遺傳模式、發病率、家系連鎖定位區域、在基因組上的定位信息及熱點突變位置等。
二、結合臨床實踐,開展第二課堂教學
醫學遺傳學實驗教學是對理論教學必要的補充和鞏固,通過實驗技能訓練,提高實驗的綜合能力和實驗素質,促使基礎醫學知識與臨床實踐相結合,對培養醫學生的實踐能力和創新思維影響更為積極[6]。從臨床角度出發,研究疾病的遺傳因素、病變過程及其預防、診斷和治療的相互關系,為將來走上臨床醫生崗位的臨床專業學生提供從事醫學實踐所必需的遺傳學基礎知識和臨床技能。
實驗教學具體實施上,將病例法引入到教學過程中。一方面,由教師結合具體的病例,提出實驗方案和驗過程中可能遇到的若干問題,組織學生預習課本、查閱相關資料,以團隊的形式分組討論,設計實驗方案,開展實驗、解決問題。并聯合湖北民族學院附屬民大醫院,在實驗內容、設計、取材緊密結合臨床,取臨床真實患者的血液作為實驗材料,進行真實病例分析。如人類染色體顯帶和非顯帶制備。另一方面,組織學生利用假期時間開展遺傳病的家系調查;進行家鄉遺傳病咨詢、系譜繪制和分析、再發風險估計,指導學生以論文的形式完成假期調查報告?;蚪M織學生利用假期去當地醫院的婦產科與兒科等科室見習,了解引起遺傳病發病的環境因素和遺傳病的預防措施,與醫生或患者就某種遺傳病的臨床癥狀、傳遞方式、發病機制、再發風險以及預后進行探討,對患者及其親屬的婚姻和生育進行指導,這樣可以大大提高醫學生對遺傳病預防的認知能力[7]。
遺傳學研究內容范文5
關鍵詞:遺傳學 教學改革 生物教學
遺傳學是生物學的重要組成部分,也是高中生物學教學中的重點和難點內容。如何編好這部分教材,深入淺出地向學生傳授遺傳學知識,是許多生物學教育工作者致力于探索的課題。本文擬結合近期的教學實踐和對幾本較新版的美國高中生物教材的初步研究,從以下幾個方面談談對新編高中生物必修教材中遺傳學部分編寫的一些想法。
一、教材體系的編排
現行高中生物必修教材中,第五章講授《遺傳和變異》。首先講述現代分子遺傳學的基礎知識,即基因的本質、復制和表達,然后介紹孟德爾的經典遺傳學工作,即分離規律和自由組合規律,用現代遺傳學理論分析這兩個遺傳規律的實質。有人對這種編排體系提出了不同看法,認為應該參照高等學校教材《遺傳學》的編寫順序,遵循遺傳學的發展史,先介紹孟德爾的經典遺傳學,再講述現代分子遺傳學,這樣才更符合人們的認知規律,有助于學生了解科學家研究問題的思路和方法,有利于培養學生探索性思維的能力。
中學生物教學在培養目標和課程設置等許多方面與大學教學不同。大學教育培養的是高層次的專業人才。在大學里,《遺傳學》專業課常常開設一年的時間,講授的內容非常深。而高中生物必修課是為高中生將來就業或繼續深造打基礎的,講述的是最基本的生物學知識。遺傳學的內容作為高中生物課的一個組成部分,所占課時數非常有限,一般只講授十幾個課時。因此,我們在考慮教材體系的編排時,要認真研究教學大綱的要求和高中學生的年齡特點,按最有利于學生有效地獲取知識的方式進行教材體系的編排。ト綣教材先講述孟德爾的工作,用孟德爾假設的“遺傳因子”來解釋遺傳規律,那么在講述了基因的本質之后,還得用現代遺傳學的“基因”概念從分子水平再次進行解釋,才能給學生一個完整的、迄今為止人們所獲得的對遺傳規律實質的認識。但是第二次的解釋由于受課時和學生的接受能力等因素的制約,難以在問題的實質上比第一次解釋得更深刻,從而不可避免地導致了知識的簡單重復?,F行教材在揭示遺傳規律的實質時,因為已經有了現代分子遺傳學的知識做基礎,所以給學生介紹的是這一領域的許多科學家多年來研究成果的經驗總結,為學生高效地獲取前人智慧的精華創造了條件。
由此可見,新編高中生物必修教材中遺傳學部分的內容編排還是應該以現行高中生物必修教材的體系為基本框架,在新頒布的高中生物教學大綱的指導下做適當的改革和調整,不宜做大的改動。
二、教材內容的選取
教材內容的選取是否適當,是影響教材質量的重要因素之一。一部高質量的教材,其教學內容必須符合黨和國家的方針政策,符合教學大綱規定的各項要求,適應培養21世紀我國社會主義現代化建設的各類人才的需要。因此,我們在確定高中生物必修教材的內容時,需要考慮下面幾個問題。
(一)教材內容要進一步加強思想教育,把科學性和思想性更好地統一起來
思想教育切忌空談泛論、牽強附會和簡單說教,而應滲透在具體的教材內容中,結合生物學基礎知識的講述,認真地向學生進行辯證唯物主義觀點和愛國主義思想教育。例如,現行教材在講述DNA是遺傳物質的證據時,介紹了噬菌體侵染細菌的實驗,這個實驗有力地證明了DNA是遺傳物質,但美中不足的是,它在證明染色體的另一個重要組分蛋白質不是遺傳物質上,似乎顯得說服力不夠。如果新編教材從論證是否兩個方面來說明問題,必將有助于學生辯證唯物主義世界觀的形成和嚴謹的科學思維方法的掌握。又如,我國在遺傳育種方面碩果累累,如果在教材中多介紹一些我國科研人員的工作,對培養學生的愛國主義精神是很有好處的。
(二)從21世紀對高素質人才的需要出發,認真選取傳統的和現代的生物科學基礎知識
生物課程是普通高中開設的一門學科類基礎課程,因此,新編高中生物必修教材在精選基礎知識時,應該適當充實一些有關生物科學新進展的內容。美國教材比較注意知識的更新,以遺傳學部分為例,《現代生物學》中介紹了“人類遺傳學”、“基因表達的調控”、“人工育種”和“基因操作”?!渡飳W》和《生物學研究生命的科學》中都介紹了“基因表達的調控”、“人類遺傳病”和“遺傳工程”,這些內容都是近些年來生物科學前沿領域取得的新成果。根據我國普通高中生物必修課設置的情況,新內容不宜增加得太多,應該精選一些與學生將來參加現代生產和進入現代生活關系最密切的知識。例如,隨著生活水平的提高,人們越來越重視改善人口質量,人口質量的改善要從胚胎時期抓起,胚胎時期的遺傳病診斷和治療是貫徹我國的優生政策、提高人口素質的重要措施之一,因此,新編教材的遺傳學部分應該像高中生物教學大綱的規定那樣,增加“人類遺傳病和優生”的內容。
遺傳學研究內容范文6
關鍵詞:遺傳實驗;創新;教學質量
中圖分類號:G642.423 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)08-0101-02
遺傳實驗課程歷史悠久,隨著科技的進步和科學的發展,實驗內容在不斷地擴充、更新與深化,從早期的細胞遺傳學實驗、微生物遺傳學實驗發展到現代的分子遺傳學實驗。但是,在遺傳史上的一些經典實驗仍需要保留,因為這些實驗的原理和設計精髓對現代生物學研究仍然有著不可替代的科學意義。當然,保留這些傳統實驗不是要幾十年甚至幾百年機械地簡單重復,這樣做不僅不能培養學生的求知欲與創新意識,反而會使學生產生厭倦情緒。如何在傳統實驗中引入創新設計和創新思想,這是遺傳學實驗課程改革的一項重要課題。
一、精選經典實驗,培養創新能力
遺傳學實驗是生物、農學、醫學、藥學等專業的重要專業基礎課,在開設遺傳實驗課的高校中,大多數高校(包括南京師范大學)都保留了“果蠅的性狀、生活史觀察及飼養”、“果蠅雜交”、“果蠅的伴性遺傳”和“果蠅唾腺染色體標本的制備與觀察”等傳統實驗內容。大家仍然選擇果蠅的實驗內容,主要是因為果蠅具有材料易得、有多種突變類型、容易培養、繁殖速度快、性狀易于觀察等許多優點,在較短的時間內能夠完成分離規律、自由組合規律和連鎖互換規律的驗證以及伴性遺傳、絞花遺傳現象分析和染色體分析等研究內容。但是這些實驗往往都是在老師的指導下,學生根據實驗教材的步驟一步步地去操作、去驗證,學生能夠發揮創造性的機會很小,導致學生做實驗的熱情不夠高。為了克服這個缺點,我們只提供給學生黑體小翅焦剛毛白眼和灰體長翅直剛毛紅眼兩種果蠅品系,在果蠅的這四對性狀中,控制眼睛顏色、翅的形狀和剛毛類型的基因位于X染色體,控制身體顏色的基因位于常染色體,然后讓學生自己去設計雜交實驗驗證三大遺傳規律并觀察伴性遺傳和絞花遺傳現象,最后將實驗結果形成一個綜合報告。經過幾屆學生的實踐,我們發現效果非常好,學生可以選擇不同的雜交方式、選擇不同的基因去進行分析,既驗證了相關的遺傳理論,又發揮了自己的創造性。
二、注重綜合性實驗,強化操作能力
綜合性實驗教學是指實驗內容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關的其他課程多個知識點的實驗,是使學生綜合已學的知識來設計和操作實驗,對學生實驗技能和實驗方法進行綜合訓練的一種復合型實驗。其主要特點是實驗技能的綜合性,主要是培養學生的綜合分析能力、實驗動手能力、數據處理能力、查閱資料能力以及運用多學科知識解決問題的能力,學會應用不同的方法和技術來完成預定的實驗內容。在綜合能力和創造性思維鍛煉方面我們也進行了有益的探索。我們設計了“人類基因組DNA的檢測與分析”實驗,讓學生提取自己的基因組DNA,然后進行瓊脂糖凝膠電泳和圖像分析。推薦指甲和毛囊作為提取基因組DNA的材料,讓學生通過實驗進行比較和評價,然后進行瓊脂糖凝膠電泳和拍照,應用圖像分析軟件對照片上的圖形進行測量,構建DN段大小回歸方程,并且根據回歸方程計算出各未知DNA的相對含量。因為是對自己的DNA進行分析,所以學生對實驗的熱情都很高。
三、優選研究型(設計型)實驗,激發科研興趣
研究型(或設計性)實驗是結合課程教學或獨立于課程教學而進行的一種探索性實驗。其主要特點是實驗過程的研究性,整個實驗由學生獨立設計、獨立操作、獨立創新。研究型實驗屬個性化培養范疇,主要培養學生的創新能力,激發學生的學習興趣和從事科學研究的熱情,要求學生綜合多門學科的知識和多種實驗原理來設計實驗方案,并充分運用已學到的遺傳學基礎知識和基本技能發現新問題、分析新問題和解決新問題。根據研究型實驗的要求,我們布置了一個“人體身高遺傳度調查與分析”的實驗,要求學生調查自己家庭的身高情況、自己周圍家庭的身高情況和全班同學的身高情況,讓學生從查閱相關資料開始,設計實驗方案,試、分析數據,構建回歸方程,估算人體身高的遺傳力,并寫出小論文式的實驗報告。通過這個研究型實驗,學生們熟悉了查閱資料,獲取、整理和分析數據,總結問題和解決問題等科學研究的基本過程,為將來完成本科階段的畢業論文(或設計)的工作打下了良好的基礎。
四、加強實驗指導,提升實驗教學要求
遺傳學實驗是遺傳學課程的重要內容和重要環節,為了凸顯遺傳學實驗課程的重要性,我們將遺傳學實驗作為一門獨立的必修課程,放在與遺傳學理論課程同樣重要的位置,而且要求理論課程教學的老師必須上實驗課,與專門從事實驗教學的老師一起確定實驗課程內容、制訂授課計劃、準備實驗材料和進行預實驗,很好地實現了理論課與實驗課的銜接。除任課老師外,每個實驗組還配備2~3名從事教育實習的研究生,協助老師在學生實驗過程中對每一段操作和實驗設計都進行觀察和指導,大大地提高了實驗課程的教學質量。
五、完善評價方法,提高學習自覺性
合理的考核評價方法對學生的學習能起到積極的督促作用。所謂合理主要有兩層含義,一是指考核的內容應該能夠比較公正合理地評價學生的能力。實驗課不僅反映學生的學習能力,還反映學生的思維能力、操作能力、分析問題和解決問題等多方面的能力。但是,有相當一部分的學生對實驗技能不夠重視,他們在實驗中不認真操作,基本技能掌握不好,但卻可以寫出很好的實驗報告來。因此,考核指標不能單一。為了克服這種不良傾向,我們采用綜合評分(平時成績與期末考試成績)的方法來評定學生的遺傳學實驗成績。平時成績中包括出勤、實驗態度、動手能力、實驗結果和實驗報告的質量等要素,期末考試采取筆試或實際操作考試等形式,各種考核的內容按照一定的比例計入總分。二是考核形式要能夠客觀公正地評價學生的情況。由于考核的指標比較多,在這些指標中有的是硬性指標,有的是彈性指標,為了盡可能地客觀公正,我們規定期末考試成績比例不能低于50%。在期末考試中,我們著重考察學生的基本實驗技能和分析、解決實驗基本問題的能力,通過考核基本可以看出學生掌握遺傳學實驗技能的程度,明顯調動了學生動手的積極性,對于少數不重視技能訓練的學生效果尤為顯著。
總而言之,本科階段的遺傳學實驗課程,如何達到驗證遺傳規律、理解遺傳現象、鞏固理論知識的目的,實現培養學生創新意識、鍛煉分析問題和解決問題的目標,這是遺傳學實驗課程教學改革的重要任務,需要全體教師和主管部門的共同努力。
參考文獻:
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