民族院校《遗传学》及《分子生物学》课程建设改革与效果评价

刘怡萱 马红梅

摘 要：21世纪以来，遗传学研究进入了从宏观遗传研究向微观遗传研究，从经典遗传学向分子遗传学模式的转变。新的研究领域需要新型生物学人才，新型人才也需要通过新型教育来培养。文章着重探讨在“一流学科”建设趋势下以西藏大学为例的民族院校对遗传学与分子生物学这两门生命科学相关专业重要的专业基础课程进行的一系列教学改革的初探。

关键词：遗传学；分子生物学；教学改革

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2019）04-0061-03

Abstract： Since the 21st century， genetic research has entered a transition from macrogenetic research to microgenetic research， from classical genetics to molecular genetics. New research areas require new types of biological talents， and new types of talents need to be cultivated through new types of education. This paper focuses on a series of teaching reforms conducted by the Nationalities Institute of Tibet University， which is an important basic course of life sciences related to genetics and molecular biology， under the trend of "first-class disciplines".

Keywords： genetics； molecular biology； educational reformation

《遗传学》及《分子生物学》两门课程是2018年教育部发布的《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》[1]中明确规定的生命科学及其相关专业的核心课程。《分子生物学》以核酸和蛋白质等为基础，在分子水平上研究生命活动的基本规律，而《遗传学》包括经典遗传学及现代遗传学两部分，是研究生物遗传和变异的学科，这两门课程互为基础，部分内容重叠，均属于生命科学相关专业的重要基础课程，并且在大多数专业中已逐渐成为核心课程[2，3]。《分子生物学》的学习对《遗传学》具有先导性作用，而《遗传学》的一些知识又是《分子生物学》中部分内容的基础[4]，学好这两门课程对后续课程体系中《进化生物学》和《生物信息学》等的课程的学习起着至关重要的作用。

一、在民族院校中实施《遗传学》与《分子生物学》课程改革的目的

随着对生物大分子的认识不断深入，为了完善各自的课程体系，这两门课程内容之间逐渐渗透，相互交叉，在内容设置上存在着许多重合，如《遗传学》中的生物大分子的基础、基因组及基因组学、DNA的重组与修复、基因突变与染色体突变、基因的表达与調控等内容同样出现在《分子生物学》的教学大纲中，导致课堂教学过程中出现诸多问题。由于两门课的授课教师往往不同，有些内容在不同课程中重复讲解，有些内容在授课过程中却彼此忽略，导致学生或对重复内容产生厌烦，或对某些应该掌握的知识点无法领会。有些基础内容在两门课程中的排列顺序不同，导致学生很难将知识体系连贯起来，逐渐失去学习的信心和兴趣。

随着测序技术的不断发展，与基因及其表达调控相关各种组学的知识广泛用于各类研究中，讲解这些内容的《遗传学》和《分子生物学》课程教材的更新速度已远落后于学科发展速度。随着诸如被命名为i-motifs的新DNA结构的发现[5]、DNA复制过程中观察到的随机性[6]、对非编码RNA认识的不断更新[7]，以及转座子介导的哺乳动物间的水平基因转移可以引起人类进化的新型遗传方式[8]等改写教科书的新发现不断增多，相应的教学内容也应不断进行调整和优化。

为适应复合型人才培养的需要，《遗传学》和《分子生物学》等专业课课时在各高校培养方案的不断修订中大幅减少[9]，以西藏大学为例，《遗传学》课时数在2010版培养方案中为108学时，在2014版培养方案中减至72学时，而在2018版培养方案中已减至54学时，《分子生物学》也由最初的72学时减至54学时。课时数的减少与新研究进展不断涌现所带来的教学内容增加之间的矛盾，使这两门课程的教学面临严峻挑战。

澳大利亚悉尼大学、首都师范大学、江苏师范大学、武汉大学等国内外诸多院校已逐渐把遗传学、分子生物学及基因组学等相关课程进行整合[10]，以便学生更为系统的掌握所学内容。因此，对《遗传学》与《分子生物学》课程内容进行优化、教学方式加以改革，有助于民族院校与时俱进，提高教学效率与效果。

二、遗传学与分子生物学课程的教学方法改革

《遗传学》及《分子生物学》两门课程为西藏大学生命科学相关专业的专业必修课程，根据生命科学和生物技术两个专业的培养方案（2014版），以2014级生物学科班、2015级生物技术班及2015级生物科学班为实验对象，结合学校现有师资力量，在整合教学内容的基础上，针对这两门课程的设置、教材选择及教学法等进行了一系列改革，改变过去传统的理论研究，通过具体的实验数据，取得了更具有说服力和有效性的显著效果。

（一）教学内容的优化

在西藏大学目前使用的南京大学出版社出版杨荣武主编的《分子生物学》[11]及高等教育出版社出版戴灼华等主编的《遗传学》（第3版）[12]教材基础上，结合朱玉贤主编的《现代分子生物学》[13]、刘祖洞等主编的《遗传学》[14]及杨金水主编的《基因组学》（第3版）[15]等国内高校常用教材，以及《Lewin's Genes XI》[16]等国外高校相关专业常用教材，在保证学科完整性和系统性的基础上，将两门课程中交叉部分，如遗传物质的分子本质、基因与基因组学、中心法则相关内容、基因表达的调控等内容进行系统整合，理清各知识点间的逻辑关系，并将基本知识与科学前沿相联系，使学生更好地理解生物大分子之间的各种联系，了解遗传及变异背后的分子机制，激发对课程的学习兴趣与热情，同时为日后研究生阶段的学习打下良好的基础。

（二）教学方式的改革

教学团队中2位老师共同承担理论知识的介绍，课程体系清晰，重点突出。通过前后章节相关知识点的响应，对课程体系的完整性和系统性进行评价。由于西藏大学地处祖国西南边陲，生源以区内少数民族学生为主，在教学过程中，对于一些需要空间思维及逻辑思维的名词及机制的解释需要额外注意，因此在教学过程中，除使用多媒体课件及常规动画演示之外，通过小组讨论的形式，利用思维导图及海报展示，让学生自己对知识点进行整理归纳，加深印象。在课堂上引入对开放式问题的讨论，使学生在掌握知识的同时拓展思维。通过引入最新研究案例，修正课本中传统内容更新不及时的缺点，提供拓展阅读文献和学习资源，充分满足学生进一步深入学习的需求。

（三）考核内容的转变

把课堂讨论及海报展示情况计入考核评分体系，根据学生对知识点的理解和贯通程度打分，兼顾平衡作业成绩、课堂表现及期末考试成绩。在学生平时作业及期末的考核中加大了知识整合应用的比重，命题时充分考虑综合分析题型，培养学生对各知识点在两个学科之间的综合理解和应用能力。

三、以西藏大学为例进行课程改革后的教学效果

2017年至2018年间，分别以2014级生物科学班及2015级生物技术班为对照组，以2015级生物科学班为实验组进行两门课程的讲授。在对照组中，根据培养方案的要求，2014级生物科学班的《分子生物学》及《遗传学》课程在同一学期开设，而2015级生物技术班的两门课程在不同学期开设，两个班级均按照传统教学大纲进行授课，不加入课堂讨论环节。在实验组中，2015级生物科学班的两门课程在同一学期开设，并进行教学内容整合等形式的课程改革。两组作业内容完全相同，学期末从题库中调取难度水平相同的期末试卷考查学生对知识点的掌握及综合运用情况，并通过问卷调查方式了解学生对授课情况的反馈。研究结果显示，实验组学生的期末平均成绩显著提升，80分以上高分段学生人数稳步增加，不及格率明显降低，体现知识的灵活应用能力的论述题得分率有很大加强，说明实施教学改革后多数学生对知识的掌握程度有所提升。学期末问卷调查结果表明，实验组中73%的学生喜欢课程改革后的课堂讨论环节；77%的学生认为对教学内容的优化有助于增加对课程内容的理解；83%的学生认为对知识内容的整理归纳有效帮助了对知识点的记忆，为期末复习节制了时间；87%的学生认为可以轻松完成作业，与对照组相比增加了15%；66%的学生认为考试内容简单，比对照组增加了7%。

四、结束语

西藏大学拥有生态学专业的硕士点及博士点，并获批教育部“生态学”一流学科建设单位，生源分为区内及区外两部分，区内生源主要以藏族等少数民族为主，区外生源来自山东、河南、甘肃、陕西、四川、青海等省，以汉族学生为主，在教学过程中要兼顾不同生源学生基础知识的掌握程度及理解能力的差异。近年来，我校生物专业的本科毕业生报考我校或其他高校生态学、生物学硕士研究生的人数越来越多，但成绩往往不尽人意，因此提高我校生物相关专业本科课程的教学质量就极为重要。另外，我校生物科学专业主体是少数民族（藏族为主）学生，作为师范类学生，他们将承担未来西藏各地区初、高中生物教学任务。因此，重构课程的知识体系，将各教材相互补充，取长补短，编写出适合西藏不同生源学生使用、内容精练的讲义，合理安排教学内容的先后顺序，做到重点突出，难易合理，且授课内容符合学科快速发展的要求，对推进生命科学相关专业中《遗传学》及《分子生物学》两门课程教学的顺利进行有重要意义，同时能够为医学专业中这两门课程的教学起到一定的借鉴作用。本次课程改革的研究也有利于授课教师总结经验，掌握分子生物学和经典遗传学的教学方法及规律，探索合理而又有效的教学方式，对西藏大学乃至西藏自治区其他高校生物学相关专业课程改革的研究具有现实意义。

参考文献：

[1]教育部高等学校教学指导委员会.普通高等学校本科专业类教学质量国家标准[M].北京：高等教育出版社，2018.

[2]陈德富，卢大儒，张飞雄，等.中国遗传学教学40年发展及展望[J].遗传，2018：1-34.

[3]段瑞君，杨希，梁健，等.分子生物学模块化教学改革的探索与实践[J].生物学杂志，2018，35（01）：118-120.

[4]郑伟娟，沈燕，臧宇辉，等.分子生物学课程体系的优化与教学实践[J].高校生物学教学研究，2015，5（01）：15-19.

[5]Zeraati M， Langley DB， Schofield P， et al. I-motif DNA structures are formed in the nuclei of human cells[J].Nature Chemistry，2018，10（6）：631-637.

[6]Graham JE， Marians KJ， Kowalczykowski SC. Independent and Stochastic Action of DNA Polymerases in the Replisome[J]. Cell，2017，169（7）：1201-1213.

[7]Zhang W， Bojorquezgomez A， Velez DO， et al. A global transcriptional network connecting noncoding mutations to changes in tumor gene expression[J].Nature Genetics，2018，50（4）.

[8]Ivancevic AM， Kortschak RD， Bertozzi T， et al. Horizontal transfer of BovB and L1 retrotransposons in eukaryotes[J]. Genome Biology， 2018， 19（1）：85.

[9]盧萍，恩和巴雅尔.高校遗传学理论课教学改革实践探索——以内蒙古师范大学为例[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2017，30（2）：114-118.

[10]李宗芸.遗传学、基因组学、分子生物学课程内容的整合探讨[A].中国遗传学会.2014全国遗传学理论与实验教学研讨会会议手册及论文集[C].中国遗传学会，2014：1.

[11]杨荣武.分子生物学[M].南京：南京大学出版社，2013.

[12]戴灼华，王亚馥，栗翼玟.遗传学[M].北京：高等教育出版社，2016.

[13]朱玉贤，李毅，郑晓峰，等.现代分子生物学[M].北京：高等教育出版社，2013.

[14]刘祖洞，乔守怡.遗传学[M].北京：高等教育出版社，2013.

[15]杨金水. 基因组学[M].北京：高等教育出版社，2013.

[16]J.E. Krebs， E.S. Goldstein， S.T. Kilpatrick. Lewin's GENES XI[M].Jones & Bartlett Learning，2014.