湖南科技大学生命科学学院 张大为 周定港
根据《教育部印发〈普通高等学校师范类专业认证实施办法(暂行)〉通知》等文件精神,在“学生中心、产出导向、持续改进”的基本理念下,目前部分高校已通过或正在逐步推进师范类专业认证工作。《中学教育专业认证标准(第二级)》中明确指出课程内容要吸收学科前沿知识,引入课程改革和教育研究最新成果,并能够结合师范生学习状况及时更新、完善。课程的实施要依据培养方案中毕业要求制定课程目标和教学大纲,教学内容、教学方法、考核内容与方式应支持课程目标的实现。
在当前师范认证背景下,以产出为导向的人才培养体系对生物学课程提出了新期待、新要求。如何结合师范生学习现状及时更新、完善课程内容,达成师范生培养目标和毕业要求是当前迫切需要解决的问题。
遗传学课程是高校生物科学(师范)专业的必修专业基础课,主要讲授遗传学的基本概念、基本原理、基本规律和基本研究方法。这是一门帮助学生了解遗传学发展历史、进展及对人类生活的影响,逐步树立生命观念的课程,亦是一门培养学生运用所学知识探讨、阐释遗传学现象,通过动手实验解决实际问题、发展理性思维的课程。作为当代生命科学的核心和前沿学科之一,遗传学既包括孟德尔遗传、连锁遗传、遗传重组与作图等经典遗传学内容,同时又涵盖基因表达调控、表观遗传学及基因组学等现代遗传学前沿知识;作为一门理论性与实践性都很强的学科,遗传学既有大量的遗传学基础概念、原理及规律需学生掌握,同时也有相关遗传学实验供学生动手操作,强化其对理论课知识内容的理解。
近年来,关于遗传学的教学改革主要集中在实验教学部分,如重新规划具有师范特色的遗传学实验课程大纲,采用翻转课堂、开放实验、虚拟仿真等教学手段进行遗传学实验教学,取得了一定的效果。而关于高校遗传学理论课教学改革,特别是与师范专业遗传学教学相关的研究相对较少。重庆师范大学生命科学学院主要通过建设普通师范院校遗传学教材,对教材内容选择、教材特点、知识体系的编排、教材的表述方式等几方面进行探索,以便更好地满足普通师范院校培养人才的需要。内蒙古师范大学生命科学学院也通过整合、优化遗传学教学内容、更新和补充新进展、采取灵活教学手段精心组织教学以及合理使用多媒体辅助教学等手段,对高校遗传学理论课教学改革进行了实践探索。上述研究都取得了一定的效果,但目前高校遗传学课程建设及教学仍存在一些问题,针对这些问题本文提出了以下建议。
作为一门快速发展的学科,遗传学新成果、新进展不断,但教学课时却在减少。以笔者所在高校为例,遗传学理论课由原56 学时减为现在的48 学时,而教材内容则新增了“表观遗传学概论”“行为遗传学概论”等内容,课时减少与内容增加之间存在矛盾。同时随着当代生物学的发展,生物学各个分支学科相互融合、相互渗透,导致遗传学与普通生物学、微生物学、基因工程、基因组学、生物信息学等课程在教学内容上存在重复。因此,改革遗传学课程内容体系,精简、优化并整合课程与教学内容显得刻不容缓。
当前,许多高校已将生物学多门课程进行整合与优化,打破原有的课程体系,促进不同课程间知识的融通与衔接,走向“课程群”教学体系。而以遗传学相关课程构建遗传学课程群的研究还相对较少。因此,当前亟须加强遗传学课程群教学体系的建设,构建包括遗传学与普通生物学、微生物学、基因工程、基因组学、生物信息学在内的课程集群,理顺课程群内先行课和后行课间的关系,协调修订好各门课程的教学大纲。在突出各门课程教学侧重点的同时,删除不必要的重复内容,对整体结构进行优化,真正实现课程体系的简而精,并在有限的教学时间内达成课程培养目标和毕业要求。
高校师范专业遗传学课程内容,一方面需选用优秀教材,紧跟当代遗传学进展,吸收前沿知识,做到仰望天空;另一方面要与中学生物学教学内容紧密结合,将高中生物学内容,特别是必修二《遗传与进化》内化到高校遗传学教学中,避免学生所学专业知识与实际中学教学内容相脱节,做到脚踏实地。然而目前遗传学有国家级农林、医学类规划教材,尚无专门面向师范专业的教材可用。因此,这就要求高校教师在教材内容上要有所取舍,做到详略得当,重点突出,做到学有所长;同时在教学过程中要紧密联系中学教育,让师范类学生学有所用。笔者所在高校采用戴灼华主编第3 版《遗传学》为教材,在教学过程中重点讲授传递遗传学、遗传重组与作图、基因组及变异三大部分知识,知识点覆盖人教版《遗传与进化》中第1—6 章内容,尽量让学生有充足的知识储备以应对毕业后的中学生物学教学。
此外,高校与中学遗传学教材中概念的表述并不完全相同。中学教材中遗传学概念简洁易懂,往往更加注重各种相关概念之间的联系,这更加有利于知识间的迁移,使学生能够建立各个章节的知识结构体系,便于学习与记忆。比如教材在介绍“分离定律”与“自由组合定律”概念的时候,就在概念的表述上提及了“减数分裂”,这样不仅使概念解释得更加清晰易懂,而且有利于教材前后知识的迁移以及整体结构的建立。而大学遗传学教材中概念在表述方面则比中学遗传学教材的概念更加专业化与科学,如在介绍“伴性遗传”时引入了“连锁遗传”这一概念,在定义“基因”的概念时更是将其结构与功能联系起来,而不仅仅是像中学遗传学教材中只从基因的本质这一角度出发去定义,这都使概念的表达更加科学与准确。因此对师范专业学生的培养,一方面要注重基本概念、基本原理及基本遗传规律的传授,扩展其知识面广度和深度,另一方面要把课程知识与高中生物实际教学有机结合起来,为其毕业后从事教学工作提供保障。
虽然翻转课堂、开放实验、虚拟仿真等教学方式已部分应用于遗传学实验教学,但理论课教学主要以课堂讲授为主,教学方式较为单一。适当引入慕课、微课、爱课程等线上教学资源,利用好学习通、腾讯课堂、腾讯会议等线上教学软件进行线上教学,可作为线下教学的有机补充。合理利用翻转课堂,如将遗传因子的发现、孟德尔遗传规律及实质、伴性遗传、基因突变等中学已学知识点交由学生组织上课、评课,既可加深学生对上述知识点的理解,提高教学效果,亦可在实践过程中锻炼其教学能力,促进职业发展。此外,在遗传学实验教学中引入合作学习相关的教学理论与方法,让学生以小组为单位预习实验,在实验过程中提出问题,充分交流后解决问题,可以培养学生理论联系实践的能力,加强学生团队精神,提高学生的实验创新精神和科学探究精神。
遗传学这一门兼具理论性与实践性的学科,许多原理规律背后都有其完整的实验结果作为支撑。以笔者所在高校为例,共开设24 学时遗传学实验课,学生需要开展植物有丝分裂、减数分裂、果蝇单因子杂交、伴性遗传、三点测验、基因互作等8 个子实验。上述实验可帮助学生理解遗传的细胞基础及孟德尔和连锁遗传规律等理论课内容,但关于基因突变、细胞质遗传、染色体数目变异等理论课内容仍缺乏实践认知。依托学院的经济作物遗传改良与综合利用湖南省重点实验室实验田,可在理论课授课间隙带学生进行参观和实习,让学生对遗传学理论知识有较好的直观认识。如通过对植物突变体的观察,让学生认识到基因突变与表型的关系;通过白菜、甘蓝、油菜的观察,让学生了解染色体数目变异的遗传效应;通过细胞质不育系花粉育性的观察,让学生加深对细胞质遗传学的理解等。
当前,基于产出导向的师范专业认证,教学质量不仅要在学校内建立保障体系,如通过教学督导听课、学生评课、学院查课等方式对课程教学进行内部评价,还需建立外部多元社会评价机制,引入中学、培训机构、科研机构等师范生用人单位,集中反馈问题,提出对遗传学课程教学的要求,便于持续改进。同时,对毕业后从事中学一线生物学教学工作的学生进行定期回访,通过访谈、问卷等形式反馈意见,将高校遗传学与高中生物教学更好地衔接、融合,形成“评价—反馈—改进”闭环,以利于遗传学教学的持续改进和师范生人才培养质量的不断提升。
师范专业认证是高校师范专业面临的一次大考,把握好课程建设要求、建设方向尤为重要。遗传学作为生物学经典学科,需要在认证评估过程中促进课程建设。在以产出为导向的前提下,遗传学课程体系需要更为系统,课程内容应更加贴合中学教育,加强理论与实践的结合,教学方式应多样化,评价体制需多元化,由此才能符合中学教师专业标准,支撑师范生毕业要求达成。