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關鍵詞:遺傳學教學內容 基于問題學習 專業詞匯 成績評價體系
中圖分類號:G642
文獻標識碼:C
D01:10.3969/j.issn.1672-8181.2015.03.118
遺傳學是是研究生命基本規律遺傳和變異現象的科學,它是一門古老而又發展迅速的學科。遺傳學與人類自身的健康密切相關,也是生命科學的核心學科之一。遺傳學的發展得益于生命科學其他分支學科的發展,也與數學、物理學、化學等學科廣泛交叉和滲透,同時,遺傳學的發展也大大促進了生命科學其他分支學科的發展。高等院校生物學專業本科生開設的遺傳學課程是一門主要的基礎課程。遺傳學課程對于高等院校生物學專業本科生后續課程的學習具有重要的支撐作用。但是,遺傳學也有著不同于生命科學專業其他重要課程的一些獨有特點。在遺傳學的教學中,如何提高教學效果,我們有如下一些思考。
1 選擇合適的教材、課件和教學內容
國內目前有不少的遺傳學教材,每本課程各有其優缺點。在教學實踐中,經過廣泛的討論、協商和比較,我們選擇了2013年高等教育出版社出版的由劉祖洞等主編的第三版遺傳學教材,這主要基于如下理由,第一,這套教材的前兩版是公認的遺傳學經典教材;第二,該教材在經典遺傳學與現代分子遺傳學方面的內容平衡得比較好;第三,該套教材在習題方面組織得比較完整,內容也比較新。在遺傳學的課件方面,我們主張精心準備,既注重教材內容的講授,也要求加入一些前沿的研究內容,也包括一些授課老師科研相關項目的內容。同時,遺傳學與動物學、植物學、微生物學、生物化學、分子生物學、生物統計學等課程存在廣泛的交叉。由于遺傳學講授的內容非常多,在有限的學時內就必須進行必要的一些取舍。我們認為應根據人才培養目標對遺傳學內容進行必要的調整,避開重復,突出重點,會有利于提高遺傳學的教學效果。比如微生物遺傳學的部分內容,由于與微生物學課程存在很大的交叉部分,在學時的安排上就可以適當減少。由于遺傳學是研究生命基本規律的科學,大多數學生普遍都對該課程的學習比較感興趣,但也應該注意到部分學生感到學習遺傳學難度較大,在教學的過程中應該注意乎衡教學的進度。此外,在遺傳學教學中也需要補充一些教材以外的內容,才能滿足學生對遺傳學知識構建的需要。我們認為在教學中應當適當增加一些人類遺傳學的一些現象(疾病),效果就比較好。比如紅綠色盲,禿頂,血型,先天愚型,兩性畸形等遺傳現象,可以進一步的調動學生的學習興趣。
2 遺傳學發展的歷史、現狀和動態
在遺傳學課程的講授中,遺傳學的發展歷史及一些重要遺傳學家的事跡,對于學生對于遺傳學學科的發展理解非常重要。不僅要介紹國外一些著名的遺傳學家,如孟德爾、摩爾根、穆勒等,也應介紹國內一些著名的遺傳學家如談家楨、盛祖嘉等,國內一些重要的遺傳學方面的進展也要穿插在教學過程中。同時,要讓學生置身于一些遺傳學家所處的時代,如何來分析他們所觀察到的一些遺傳現象,提出自己的假說,設計實驗加以驗證,從而推動遺傳學學科的發展。此外,近幾年在遺傳學相關領域獲得諾貝爾獎的科學家的貢獻也要在相關內容的學習中提及。在對遺傳學歷史的學習過程中,學生會逐漸認識遺傳學在當前生命科學各學科中的核心作用和重要地位。同時,讓學生學習遺傳學的歷史、現狀和動態過程,既豐富了學生的知識,又提高了學生學習遺傳學的興趣。另外,在理論考試中,我們有時候也考察一些遺傳學發展的歷史,比如基因的概念是如何發展的,遺傳的染色體學說是如何建立起來的等問題。
3 遺傳學專業詞匯的學習
遺傳學的專業詞匯相對于其他一些課程來相對較多。我們認為,對于遺傳學這門課程的學習離不開對許許多多遺傳學專業詞匯的理解和學習。遺傳學名詞的學習過程中,要讓學生同時接觸到這些遺傳學專業詞匯的英文名稱。在講授一些遺傳學名詞的時候,要注重與其他一些相近遺傳學名詞的比較,比如交叉和交換的區別;不完全顯性、完全顯性、共顯性、超顯性、鑲嵌顯性的區別等。在遺傳學的理論考試中,我們傾向于20-30%的遺傳學名詞的解釋和理解是比較合適的。在遺傳學專業詞匯的學習過程中,為避免枯燥乏味,我們采用多樣的教學方式,如圖表、動畫等對專業詞匯進行介紹,加強學生對遺傳學專業詞匯的理解和認識。由于高等院校生物類專業大部分學生具有進一步讀研的意向,如果學生有從事遺傳學專業研究的意向,我們也會推薦一些好的遺傳學專業詞匯的書籍,讓他們備考。比如復旦大學出版社出版的英漢遺傳工程詞典就是一門較好的學習遺傳學專業詞匯的參考書。
4 善用多媒體教學
多媒體教學對于遺傳學的教學非常重要。一些重要的遺傳現象,都要有一些圖片、視頻等來配合講授進行學習。比如有絲分裂和減數分裂的異同,采用動畫視頻來輔助教學效果就會比較好。生物專業的遺傳學課程不同于醫學遺傳學課程,但在教學課程學生對于一些人類遺傳的現象等問題特別感興趣,因此我們傾向于介紹部分人類遺傳學現象的內容。但在人類遺傳病的學習過程中,如果僅僅通過語言描敘一些病例,學生很難留下深刻印象。如果通過照片或視頻來描敘一些遺傳病,就能夠增強學生的學習興趣,學生對于知識的理解也就會更加深刻。同時,我們也鼓勵學生通過互聯網了解一些遺傳學方面的最新動態,比如我們推薦OMIM網站讓學生更廣泛的了解一些遺傳病的信息。我們也嘗試使用一些互聯網程序對遺傳學課程進行考核和答疑。通過多樣化的多媒體教學,我們認識到多媒體教學能夠大大提高學生的注學習遺傳學的興趣,獲得了較好的教學效果。但在遺傳學的多媒體教學中,我們也認識到容易造成教學內容的層次不夠清晰等問題,這都需要任課教師加以注意。
5 遺傳學習題的講解
遺傳學是在生命科學各分支課程中是相對較難學習的課程之一,應該說是有一定的理論深度的。單純的課堂的理論知識講授很難讓學生對遺傳學的理論知識學習和應用掌握透徹,我們認為遺傳學這門課程需要通過對一些遺傳學習題的訓練和講授來讓學生真正掌握和應用。在遺傳學課程的講授過程中,每隔一段時間我們都會安排一定學時的習題課,專門對教材課后的一些習題進行講授。同時,我們也鼓勵學生嘗試解答一些著名科研機構和高等學校遺傳學研究生入學試題,對一些經典的試題統一講解,通過問卷調查,我們的這中教學思路受到了學生們的廣泛歡迎。
6 PBL教學方法在遺傳學中的應用
PBL教學法,即基于問題學習(Prohlem-Based Leaming)的教學方法,它是一種以學生為主體的典型教學方法。在PBL教學過程中,學生通過對問題的探索和解決,不但獲得了知識,也學會了解決問題的思路和方法,同時對問題的探索又成為學生發現問題、提出問題進而解決問題的過程。由于遺傳學的知識點多,有較強的理論深度。在遺傳學的講授過程中,通過PBL教學方法的應用對該課程的講授就更加重要。在教學過程中,經常向學生提出一些問題,讓學生分組討論,再進行總結和評價。比如,在巴氏小體學習的過程中,我們提出問題,既然女性X性染色質失活,為什么X連鎖的遺傳現象沒有受到影響的問題,學生在分組討論的時候就提出了很多有趣的假說。我們認為,在遺傳學的教學過程中,善于通過應用PBL教學法能夠激發學生的學習興趣,可以有效的引導學生對遺傳現象和規律的深入分析和認識,
7 實驗教學內容的優化
遺傳學是一門實驗性很強的科學,它的發展源于實驗,實驗教學是遺傳學課程學習不可分割的部分。遺傳學與普通人的生活關系密切,學生在日常生活中很容易遇到一些遺傳學問題,他們也希望在遺傳學實驗中獲得解決問題的方法,遺傳學的實驗教學應當讓學生獲得解決這些問題的機會,同時成為培養學生創新能力的重要途徑。我們在遺傳學課程的教學安排中,實驗課學時占到了總學時的大約1/3。對與其他生命科學課程如分子生物學、微生物學等交叉的實驗內容部分進行了調整,對遺傳學實驗我們更偏重一些遺傳學學科所獨有的一些實驗的開設。我們對遺傳學課程的實驗安排包括三個方面,一是以果蠅為材料的一些經典的雜交實驗;二是細胞遺傳學比如性染色質標本的制備、核型分析等;三是人類遺傳病的分析比如一些正常遺傳性狀的調查、系譜分析等。同時,在學生在實驗過程中,我們鼓勵學生提出各種假說和設想,設計小實驗進行檢驗,培養學生的創新性思維能力。
8 完善遺傳學課程成績評價體系
隨著我國高等教育的不斷發展,人才評價的標準也不斷發展和完善。合理的考核方法也對督促學生的學習能起到積極的作用。對于遺傳學的課程的成績評價體系,我們采用了理論考試成績(60%)與實驗成績(40%)相結合的評價體系。理論考試成績部分,我們采用了期中考試使用學生網上課程學習系統,學生通過自測試題庫內的試題完成,成績占30%,期末考試老師命題考試成績占70%。實驗成績包括實驗結果(20%),實驗報告(40%)和實驗考核(40%)的部分。實驗考核主要包括對實驗儀器的正確操作和實驗操作的熟練程度等。通過這種綜合性課程成績評價體系,我們發現能夠提高學生對遺傳學的學習興趣,能夠比較客觀地反映學生對遺傳學知識的掌握程度。
我們認為,通過遺傳學課程的學習,學生學到的不僅僅是豐富的遺傳學理論和實驗技能,也能讓學生終身受益。高等院校生物類專業遺傳學課程的教學,應該理論聯系實際,根據具體的教學目標和教學對象的特點,采用符合實際的教學方法。總之,完善遺傳學教學方法還需要廣大遺傳學教學工作者不斷去研究和探索。
參考文獻:
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均有著很重要的作用[1]。教育部于上個世紀90年代提出"高等教育面向21世紀教學內容和課程體系改革計劃"以及《關于進_步加強高等學校本科教學工作的若干意見》,各高校都開展了_系列卓有成效的探索,對提高《遺傳學》乃至整個生命科學的教學質量起到了巨大的推動作用,很多工作已在相關全國教學會議上交流,或在有關期刊/論文集中正式發表。由于遺傳學是生物科學領域中發展最快的學科之一,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,遺傳學知識的積累量越來越大,迫切需要有一個好的教學體系對《遺傳學》教學過程加以規范和提高。我們把優質教學體系的改革思路貫穿在整個《遺傳學》教學過程之中,堅持"以學生為主體、以教師為主導"的方針,以培養"寬基礎、厚知識、強能力、高素質"的優秀人才為目標,改進學生學習方式,培養學生分析問題、解決問題的能力及綜合素質。因此,構建優質教學體系,在整體上提高了國家精品課《遺傳學》的授課質量和教學效果,促進精品教育的發展,同時也提高了《遺傳學》教學平臺的質量和教學資源的校內外無障礙共享,取得了明顯的課程教學改革效果。
1優質教學體系的建設
1.1教學內容的優化
《遺傳學》課程建設和教學內容設置要遵循現代教育理念,以培養高素質、復合型、富有創新精神和實踐能力的專門人才為宗旨,從應試教育向開放教育發展。在保持學科自身完整性與系統性的基礎上,始終把培養學生的遺傳分析能力放在首位,使學生更好地掌握遺傳學的基本規律、基本理論、基本概念和基本研究方法;在細胞、個體、群體和分子等不同層面上對遺傳學有較為完整和深入的認識,更深、更廣、更準確地掌握遺傳學知識,為遺傳學與人類健康、遺傳學在動、植物育種等領域中的應用打下堅實基礎,同時為后續課程的學習和從事相關工作奠定基礎。為此,要高質量地修訂《遺傳學》課程的教學大綱,使之能充分反映和體現出本學科最新發展趨勢。在內容安排上,以遺傳物質的本質、傳遞、變異以及遺傳信息的表達與調控為主線,從遺傳物質的細胞學基礎到分子基礎、從遺傳信息的載體到傳遞、從質量性狀到數量性狀、從基因突變到染色體結構變異、從性狀表現到基因的表達和調控、從細胞核遺傳到細胞質遺傳、從個體遺傳到群體遺傳,知識傳授由淺入深、由表及里、以簡帶繁、以點帶面,這樣能在有限的教學時間內讓學生系統性地領略遺傳學的全貌并融會貫通,用學到的知識靈活地解釋_些與遺傳學有關的生物學現象。教師在備課時將遺傳學學科發展過程中形成的新知識、新案例及時補充到課堂和實驗內容之中,結合實物、圖片、錄像等進行多媒體教學,使《遺傳學》課堂教學保持_種新鮮的活力,充滿知識性、趣味性和吸引力。每章布置一些精選的習題,有助于提高學生分析問題和解決問題的能力。
1.2教學方法與教學手段的改革
有效的教學手段和合理的教學方法,可以明顯提高《遺傳學》課程的教學效果。授課時采用啟發式、探究式、開放式、討論式、案例式等多種交互式對話的教學方法與多媒體教學手段結合,把上課、實驗、討論、考核等不同方面有機地結合起來,能最大程度地啟發學生的主觀能動性,在掌握基本理論知識的同時,全面提高學生分析和解決遺傳學問題的能力及綜合素質,培養學生自主學習和創新的能力。如在講述遺傳學三大定律時,考慮到學生在高中階段對這部分內容已有所掌握,授課時不再直述有關定律的基本內容和實驗方法,而是講解孟德爾和摩爾根是如何采用合適的研究方法進行試驗,最終獲得正確的結論;授課過程中還可隨時提出一些相關的問題讓學生思考或回答,提高解決曰常生活中一些具體遺傳學問題的能力。這樣既可以讓學生聽得有趣,還可促使學生更好地掌握有關概念、達到融會貫通的效果。又如在進行遺傳學實驗時,可以設計一些合適的實驗方法,引導學生通過一系列的置疑、判斷、比較、選擇,以及相應的分析、綜合、概括等多樣化的過程,由發散到收斂、求異到求同,通過實驗最終得到合理的結果。通過這一求異和求同的過程,有利于學生更深入地理解所獲得的知識和結論,而且也可激發學生的求知欲、培養他們創新思維的習慣和能力。在教學過程中,逐步加強雙語教學,也能促進學生更好地適應遺傳學學科的高速發展,了解和掌握國內外遺傳學發展的現狀和趨勢。學期結束時的"教學情況反饋問卷"和課后征詢意見制度的實施,可以多方收集學生對課程的教學意見,保持教學雙向信息反饋通道的暢通。在現代教育技術應用與教學改革中,CAI教學課件制作的好壞會明顯影響《遺傳學》課程的教學效果[16,17]。我們在1998年自制《遺傳學》教學課件基 礎上,進一步編制出以文字、圖片、動畫(視頻)、實體照片等多種媒體組成的完整教學課件[18],方便學生有針對性地掌握遺傳學知識。課件分為課堂版和網絡版兩種形式,可同時滿足教師授課和學生自學的不同需求,同時也給教師留下了不斷加工完善和改進的空間,能夠適應個性化的教學。
1.3實驗教學的創新
遺傳學是_門實驗性很強的學科。隨著遺傳學的迅速發展,《遺傳學》的實驗教學起著越來越重要的作用,影響著課程整體水平的提高[19,20]。在實驗過程中,將啟發性、探究性的教學方法貫徹到各個環節,使每個實驗都具有背景知識的講解和說明、過程的設計和實施、結果的總結和提高、理論的考核和評價等過程,將實驗課轉變成全方位培養學生創新意識和創新能力的小平臺。在實驗課新體系中有目的地增加國內外遺傳學科的最新進展,增加設計性、應用性、綜合性實驗項目,適當增加實驗難度,提高學生操作技能和從事實驗的積極性。目前綜合性實驗已達到總實驗量的56%,比10年前大大增加(表1)。對于一些驗證性實驗,也盡力將其設計成具有_定探究性的設計性實驗,如"植物細胞的減數分裂"實驗屬于帶有傳統意義的驗證性實驗,實驗時由學生利用不同的材料進行分組對比實驗,最終經討論和比較分析得出正確的答案,這樣通過教學方法的改變使原來純梓驗證性實驗得到了_定的改變。又如"植物染色體核型分析"實驗時約有1小時材料處理的等待時間,利用這_間隙插入"人類Y染色體的進化"等學生感興趣的實驗小講座,其內容綜合了近年來在Science、Nature等雜志上發表的有關Y染色體的研究進展,講解Y染色體的過去、現在和將來,引起了學生較大的興趣。在實驗過程中,還可依托學科優勢,建立了科研與教學的共建平臺,充分利用科研實驗室的先進儀器設備為《遺傳學》實驗教學服務,可使許多實驗項目的研究方法發生明顯的改變。如"西瓜染色體加倍〃綜合應用性實驗,利用學院“211〃平臺的細胞流線儀,在西瓜三葉期就可鑒定加倍苗,提高了實驗的效率;"油菜籽品質遺傳率測定",利用科研平臺的近紅外品質分析儀,方法簡便快速、不破壞樣品,結果準確。使學生在實驗中能充分體驗到高科技的魅力,達到科研反晡教學之目的。在實驗教學的改革中,還要重視室外先進實驗基地建設以及實驗室的開放工作,鼓勵學生依據實驗教學目的和自己的興趣愛好,自主設計實驗、自主完成實驗、自主管理實驗,可以使學生的創新愿望得以實踐;同時積極鼓勵學生利用所學到的遺傳學知識參加教師的科研項目、爭取國家和省級大學生創新項目、學校SRTP項目,引導和培養學生熟悉、參與、跟蹤世界生命科學前沿領域的能力,進一步完善"開放性、研究型"的教學模式,最大程度地培養學生的創新意識和創新能力。
1.4教學團隊的建設
師資隊伍的建設有助于《遺傳學》課程持續發展。教師作為課程教學中的主導,肩負著傳授知識的重任,教師隊伍的知識水平和操作技能直接影響著課程教學的效果。在長期的教學過程中,本課程堅持實行請好老師、用好教材、講好課程,打造精品課程的教學思路。教學隊伍中有教學名師或優秀
教師,采用團隊主編的國家"十一五"規劃教材和面向21世紀課程教材[21,22]以及獲獎的教學課件,確保了《遺傳學》國家精品課程的教學質量。在"學院主管、負責人總抓、團隊骨干負責"的三級教學管理體制下,教學團隊制定了具體建設規劃,形成了分工明確、協調統一的建設模式。在具體實施過程中,以學術帶頭人為中心、骨干教師為主力軍,青年教師為后備軍,造就了學歷、年齡、學緣、職稱等結構合理、學術水平好的高質量教師隊伍。多年來堅持首席主講教師負責制、合作備課、教學會議研討、學要求等方法取得了更好的教學效果。在實驗教學中,多年來_直由具有博士學位的教師擔任主講,確保了《遺傳學實驗》改革向縱深發展。同時,利用學校學科門類多、課程設置齊全的特點,積極鼓勵教師參與綜合性實驗的創建,選修具有最新遺傳學知識和技能的研究生課程,到外校進修相關課程和切磋實驗技能,掌握遺傳學最新的實驗技術,提高了任課教師的知識和教學水平,并減少了《遺傳學》與其它相關課程在內容上的重復。教師間的觀摩教學和傳、幫、帶,也促進了教師隊伍的整體提高。
1.5考試內容和方法的改進
《遺傳學》課程的考試內容和方法既要考核學生對遺傳學基本規律、理論、概念和方法等知識的掌握程度,又要注重了解學生綜合運用所學遺傳學知識分析、解決問題的能力以及創新能力的水平。因此,考核命題要靈活多變,少出"死記硬背"題、多用"分析"和"理解"題,特別注重理論與實踐的結合以及學生獨立思考、分析遺傳學問題和解決實際問題能力等方面的測試;考核方式也要多樣化,如筆試、面試、課程論文結合,單項試題與綜合分析試題相結合等。評價時不僅要注重答題結果,更應注重考核學生解答問題時的思維方式和能力,對創新方面成績突出的學生予以表彰和加分。如2000年開始采用的"理論綜合試題",其內容能夠綜合全書的主要內容,在開課時提前將題目告訴學生,允許學生經過_學期的學習和思考后再行完成,有利于學生對遺傳學知識的全面理解和綜合應用能力的提高,且可給學生留有創新發揮的余地。《遺傳學實驗》考試則結合《實驗情況記錄表》,把實驗預習、操作、報告、紀律等納入考核范圍;實驗全部結束后還要單獨進行實驗原理和方法筆試,教師根據學生平時成績和考試成績給出最終成績。
1.6精品教材的編寫
教材建設是《遺傳學》課程建設的重要方面,教材的選用與學生遺傳學整體知識的構成有著密切關系[23]。我們根據教學課件內容創編了具有明顯新意的"十一五"國家多媒體規劃教材《遺傳學》,具有傳統印刷教材所沒有的特點[21],已被省內外多所院校在教學中采用。該教材編排獨特、文字精煉、圖文并茂,能夠適應現代教育技術的教學新方法,特別是可以明顯減少學生上課做筆記的時間,集中精力聽老師講解內容;并有利于學生根據課件內容學習和復習有關內容,現已被推薦申報"十二五"國家規劃教材。在教學中還為學生提供30多本中英文參考資料,同時提供與遺傳學有關的_些相關雜志,這些學習資料在學校圖書館可以借閱,幫助學生學習和理解遺傳學基本知識。
1.7教學網站和教學共享平臺的建設
根據國家精品課程的建設要求,我們在學校的支持下加大力度進行《遺傳學》網站等共享平臺的建設,使之具有鮮明特色、內容豐富、共享性強等特點。教學大綱、教學進度(曰歷)、教材、教學參考書和教學輔助資料(如教案、習題和參考答案、實驗指導、網絡版和課堂教學版多媒體課件及其他教學資料)已全部上網,教師與學生對話式窗口,方便師生交流,形成了講授、答疑、討論、信息網絡化的教學平臺,具有"高開放"的特點。教學平臺的建設現已實現了《遺傳學》課程的校內外無障礙共享,學生隨時可以點擊"jpkc.zju.edu.en/k/531/"網<jpkc.zju.edu.en/k/531/%22%e7%bd%91>址進入網站學習,與教師在線交流,并可上網利用模擬試題自主測驗學習效果。教學網站的建設方便了學生和教師的使用,為學生提供了一個跨越時間和空間的學習環境。同時為了方便學生學習,教學網站中收集和編輯了與《遺傳學》課程有關的多種學習資源,包括參考文獻、中外網絡資源、中外遺傳學重要期刊、遺傳學名詞英漢對照、名詞解釋、遺傳學研究領域諾貝爾獲獎者等。《遺傳學》課程已按教育部的要求完成課堂教學全程錄制和上網。
2優質教學體系的應用效果
2.1提高了《遺傳學》課程的教學水平和教學質量
優質教學體系的構建促進了《遺傳學》教學質量的提高。《遺傳學》現已成為國家精品課程,《遺傳學》教材為"國家十一五規劃教材”實驗教
材為"面向21世紀課程教材”,自創的教學課件也獲得了全國"第六屆高等農業院校多媒體課件評比_等獎",教學團隊師資質量好,課程教學從內容、方法和手段以及考核評價上形成一個科學優質教學體系,能夠保證課程教學質量和水平。在整體上較好地解決了《遺傳學》教學內容豐富、而教學時數有限的矛盾,也解決了多媒體課件好看、但筆記難記等問題,符合學生的學習和認知心理,在現代教育技術應用與教學改革中發揮了顯著作用。教學效果的提高,促進學生更加扎實地掌握遺傳學基本知識和基本技能,提高了分析問題和解決問題的能力,在參加教師科研項目的研究、爭取國家和省級創新項目及學校SRTP項目中發揮了作用。
2.2教改成果和教學資源共享應用廣泛,輻射作用明顯。
《遺傳學》課程教學體系優化中所做的_些教改工作以及《遺傳學》網站和教學平臺的創建,不但提高了課程的教學效果,也與其他一些高等院校《遺傳學》等課程的教學實現了資源共享,在全國發揮了良好的輻射作用。全國已有40多所高等院校的教師引入我們創建的《遺傳學》多媒體課件、教材和教學網站應用于教學中。一些學校的教師也經常來校觀摩和旁聽我們的《遺傳學》課堂和實驗教學,交流《遺傳學》的教學經驗。目前我們創建的《遺傳學》網站點擊數已經超過190000人次。精品課負責人在2010年全國遺傳學教學會議上對《遺傳學》多媒體教學課件創建、精品教材編寫以及教學網站建設等支撐體系做了詳細介紹,得到了與會人員的充分肯定。2011年我們舉辦了全國《遺傳學》骨干教師高級研修班、全國大學生農學創新實驗暑期培訓班和浙江省首屆植物染色體制片技能大賽,擴大了課程在全國的影響力。
3優質教學體系構建的進_步設想
第_,《遺傳學》課程的教學內容豐富、信息量大,需進_步整合和優化《遺傳學》課程的教學內容,積極探索適應現代教育技術的教學新方法,力求在原有內容的基礎上能夠更好地反映出遺傳學學科的最新進展,以適應不斷發展的新形勢教學要求。
第二,繼續改進教學手段和方法,進_步完善探討式、討論式授課方式,在課堂上盡量多留出一點時間與學生進行交流和互動;同時鼓勵學生多利用功能強大的《遺傳學》網站學習,提高教學效果。同時積極與省內外有關院校交流《遺傳學》教學課件,實現校內外教學資源的無障礙共享,提高《遺傳學》課程在全國的知名度。
第三,通過教學體系的建設,進一步完善《遺傳學》教學師資隊伍,在引進高水平教師的同時著重培養和提高現有青年教師的教學水平,不斷提高教師的創新素質,以適應遺傳學學科飛速發展的現狀。
第四,推進探究性和開放性教學,創造條件開設學生自主實驗,進一步培養和提高學生的創新意識和創新能力。同時要充分發揮綜合性大學一流學科的強大支撐作用,做好教學與科研的結合工作,把科研中的新成果、新發現應用到綜合性實驗和設計性實驗中去,不斷更新教學內容,激發學生勇于發現和探索的潛能。
[關鍵詞]動物遺傳學;教學;改革
[中圖分類號]G642 [文獻標識碼]A [文章編號]2095-3712(2013)01-0046-03
動物遺傳學,作為遺傳學的一個分支,主要研究動物性狀的遺傳和變異的規律、遺傳改良的原理和方法。動物遺傳學是動物科學本科專業必修的專業基礎課程,也是家畜育種學的理論基礎。本門課程的教學任務是讓學生掌握該學科的基本概念、基本理論及其簡單的實驗操作技能,為后續學習專業課和今后從事專業工作打下堅實的動物遺傳學理論基礎。
為適應社會發展的需要,各高校增設了本科教學的課程數量,同時壓縮傳統課程的課時數。就我校來說,動物遺傳學課程現僅有60學時,其中包括15學時的實驗課,但課程內容卻在不斷更新或增加,再加上遺傳學基礎理論抽象、邏輯性強,課程顯得枯燥,這些問題的存在促使課程教學必然作出改革。這幾年來,筆者所在的教學團隊不斷地探索動物遺傳學教學方式、手段及實驗教學內容的改革工作,獲得了一些體會,現總結如下:
一、精選教材,革新教案
動物遺傳學課程講述的內容包括:遺傳的物質基礎、遺傳信息的傳遞與改變、遺傳的基本規律及其擴展、非孟德爾遺傳、群體遺傳學基礎、動物基因組學及動物基因工程,涵括了分子遺傳學、細胞遺傳學、群體遺傳學及基因工程等諸多方面的一般原理與方法,教學內容理論性強、信息面廣、復雜抽象。為使學生能更好地學習此門課程,選擇合適的教材是關鍵。市面上不同版本的動物遺傳學教材較多,綜合考慮本校動物科學專業的培養方向和遺傳學理論知識的最新發展情況,筆者所在的教研組選擇由李寧主編、中國農業出版社出版的面向21世紀課程教材《動物遺傳學》作為課程教材,該書涵括了動物遺傳教學內容,理論知識系統,前沿性強。
為使學生更能理解和掌握動物遺傳學知識,教師編寫教案時力求突出教學重點,適度刪減和調整教學內容,并保證授課內容的完整性和系統性。此外,課堂教學盡量使抽象理論知識和概念通俗化,理論點與實際案例相結合。例如講授基因突變、染色體變異內容時,結合遺傳疾病病例分析講解;適時添加遺傳學的最新研究進展,使學生對遺傳學的最新發展、最新趨勢有一定了解。革新教案,目的是增強動物遺傳學課程的興趣性,提高學生學習的積極性。
二、突出教學重點,強化教學內容系統性
遺傳學的快速發展,使得動物遺傳學教學內容不斷豐富與革新,從三大定律到核外遺傳,從細胞到分子,從個體到群體,從質量性狀到數量性狀的遺傳,課程教學內容多而復雜,抽象概念多,缺乏直觀認識,學生理解困難。筆者所在的教研組根據本校學生的特點,結合專業培養和本科教學的要求,在選定教材的基礎上強調:突出內容的新穎性、前沿性,減少重復教學。例如三大定律、染色體部分內容在高中生物學中已經有學習,大學課堂在教學該內容時進行適當簡單復習即可;結合研究新成果,講授本學科基本理論知識和概念,提高學生的認知水平。調整和優化教學內容,增強知識點的系統性和層次性,從遺傳物質的本質到遺傳信息的傳遞、改變,再到基因的表達、調控,使學生逐步深入地掌握課程知識。
三、改進教學方法,提升教學成效
在實際教學中,以學生為主體,根據學生的課堂情況,適時改進教學方法和教學手段,做到因材施教,提高教學的成效。為了能充分調動學生學習的積極性和主動性,筆者所在的教研組在動物遺傳學教學中,不斷探索多種教學方法。例如:課前留置問題討論,課堂提問,課后安排學生參與科研實踐,章節教學完成后及時組織測試等;充分發揮計算機多媒體輔助教學手段的潛力,添加直觀圖片或視頻來解析抽象概念和知識點,例如視頻展示DNA復制、轉錄和翻譯的基本過程,使學生更容易掌握知識點。課程教學緊密聯系動物生產過程中的遺傳現象和分子輔助育種技術的應用成果等,拓展學生視野,使他們認識到專業知識的應用價值和潛力,增強了學生學習的主動性。
四、改革實驗教學內容和方式
遺傳學是21世紀發展最快的生命學科之一,作為分支之一的動物遺傳學也在不斷更新。動物遺傳學實驗是學生驗證遺傳學理論和掌握遺傳學實驗技術手段的主要途徑。因此,為適應本學科發展需要,在動物遺傳學實驗教學過程中需要不斷革新實驗項目、實驗設計和實驗方法。以往動物遺傳學實驗普遍以驗證性實驗為主,內容陳舊、單一,缺乏綜合性實驗,難以激發學生的積極性和主動性;教學模式單調,以教師主導、學生臨摹為主要教學方式,缺乏對學生創新能力的培養。針對存在的不足,筆者所在的教研室綜合討論并結合學科實際建設情況,更新實驗教學內容,把原來耗時長、內容簡單的果蠅的飼養、雜交和唾腺染色體觀察等實驗刪除,新增DNA提取、PCR技術等分子遺傳學實驗內容和群體遺傳學方面的“人類指紋圖譜分析及遺傳統計”。探索多種形式的實驗教學方式,讓學生參與實驗設計、實驗前的準備工作,通過查閱文獻、收集信息、設計方案、動手操作、分析結果與作出總結等完整的實驗過程,培養學生的綜合能力。在教學手段上,改變傳統的黑板板書,采用數碼互動顯微系統,通過多媒體課件,以圖片、動畫等形式生動、直觀地講解,使學生能更好地掌握實驗原理、方法和步驟;利用數碼攝像頭能直接在顯示屏上觀察染色體的形態變化,并能客觀地保存效果理想的實驗結果;通過互動網絡,教師能及時監控和指導學生的實驗過程,有效地建立教師與學生的互動機制,提高實驗課堂教學的效率。
五、完善課程考核評價體系
成績是督促和評價學生學習的主要方式之一,建立科學合理的考核評價制度是課程教學改革的內容之一。為了更好、更客觀地檢驗學生的綜合能力,筆者所在的教研組經過研究討論,確定動物遺傳學課程的綜合考核辦法:期末總評成績由平時成績和期末考試成績兩部分組成,其中,期末考試成績占 60%,平時成績占40%(考勤占10%,課堂測試占10%,實驗占20%)。平時成績主要考查學生的學習態度、課堂紀律、實驗動手能力與分析問題的能力,而期末考試的內容注重考查學生對基礎理論知識和概念的掌握,以及對遺傳學知識的運用能力。綜合水平的考查能調動學生學習的主動性。
總之,動物遺傳學是一門不斷發展的學科,其知識廣度和深度都在不斷增加。為適應社會發展和動物科學專業本科生培養的需要,課程教材、教學內容、教學方法、實驗教學與考核體系等多方面都需進行持續的改革與更新。此外,以學生為主導,以多種教學方式充分調動學生學習的熱情和主動性,提高教學的成效,使學生更好地掌握動物遺傳學的基礎理論知識和概念,為其后續的專業課程學習及今后的就業打下堅實的基礎。
參考文獻:
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現代醫學的研究已經證明,人類的健康取決于人的遺傳結構及其與周圍生活環境相互作用的平衡。當這種作用達到平衡時,人類處于健康狀態,當這種平衡被打破時,人類就出現疾病[1]。將人類疾病按照環境與遺傳因素作用的大小來分,可以分為三類,第一類完全由環境因素引起的疾病,如外傷、食物中毒和非正常死亡等;第二類完全由遺傳因素引起的疾病,如白化病、進行性肌營養不良等;第三類即由環境與遺傳因素共同起作用而引起的疾病,即通常稱為復雜疾病。現代醫學認為除第一類疾病之外,人類所有疾病的發生、發展和轉歸都與遺傳物質(DNA)的直接或間接變化相關。全球人類基因組計劃(HGP)的總負責人、美國著名學者Fran-cisCollins認為現代醫學的發展已經進入基因組醫學時代(theeraofgenomicmedicine),遺傳醫學正逐步融入醫學科學的主流(mainstream)[2]。一般而言,某一致病基因被發現后,幾個月內即可用于臨床診斷疾病,而疾病相關基因也只需要2-3年就可用于評估患病風險。應用分子生物學技術進行常見疾病如感染性疾病、遺傳性疾病和惡性腫瘤等的診斷,已成為國外醫療機構的常規項目,也是衡量一個城市和地區整體醫療水平的重要指標。在現代醫學的教育體系中,醫學遺傳學滲透到了分子生物學、生物化學、病原生物學、胚胎學、生理學、腫瘤遺傳學、藥物遺傳學、遺傳毒理學、細胞遺傳學、行為遺傳學、表觀遺傳學和發育生物學等許多相關學科,在基礎與臨床之間起著一座橋梁的作用,是一門橋梁學科[3]。基于科學技術與醫學遺傳學迅猛發展的今天,怎樣在醫學生中開展醫學遺傳學的教學值得深思。
1合適的教材是教學之根合適的教材是課堂教學的重要保證。國內有許多遺傳學專家,其各自編寫了不同層次的教材,各有優勢,各具特色。例如夏家輝主編的研究生用教材(人衛版)、李璞主編的面向21世紀醫學遺傳學教材(協和醫大版)、陳竺主編的7年制規劃教材(人衛版)、傅松濱主編的普通高等教育“十一五”國家級規劃教材全國高等醫學院校教材、左及主編的5年制統編教材(人衛版)、孫開來主譯的由Collins等人撰著的醫學遺傳學原理(科學版)等,對我國的醫學遺傳學教育都起了非常重要的推動作用。我們多年來采用傅松濱主編的教材。該書言簡意賅、深入淺出、圖文并茂、清晰流暢,較受師生歡迎。但上述教科書也存在一定的缺憾。例如,它們均病例病案少,基本以分子遺傳與細胞遺傳學基礎、藥物遺傳學、生化遺傳學、免疫遺傳學等主題為切入點的編寫方式,使師生感到醫學遺傳學是將上述各學科硬拉在一起形成的學科,與臨床距離遠,難以激發學生學習興趣,不利于教師教學與學生學習。另外,現在的教材中研究前沿成果比較少,特別在臨床醫學中的應用即解決實際問題的內容非常欠缺,醫學遺傳學作為基礎學科,學生卻誤認為在臨床基本上用不到,很難碰到遺傳病,即缺乏實用性的內容。因此傳統的教材抑制了學生的學習興趣、抹殺了醫學遺傳學在醫學中的重要地位,因此急需一本以問題為先導、增加臨床病例并附有病案分析的基礎與臨床相結合的醫學遺傳學教材的問世。
2高素質的教師隊伍是教學之本
醫學遺傳學是醫學基礎教學的重要學科,是基礎與臨床相結合的橋梁學科。高素質的教學隊伍是好的教學效果之本,因此,高素質的師資隊伍建設顯得尤為重要。高素質的教師應從以下幾個方面評價:①應具有以人為本、敬業奉獻的精神;②應該繼續教育與培訓,與時俱進,搶占信息技術的制高點;③應該具有扎實的教學基本功,包括有淵博的知識,有很好的表達水平,有較強的綜合分析歸納問題的能力,有較強的組織教學能力和科研能力等。作為教師應具有很強的優化教學內容能力,因為醫學遺傳學的課程課時比較少,內容多,因此要精簡濃縮內容。合理利用網絡搜索出最近的一些醫學遺傳學臨床病例,及時更新多媒體課件,增加動畫、病例圖片,提高學生學習興趣。醫學遺傳學的發展非常迅速,人類基因組計劃,遺傳病基因診斷、基因治療等新的研究進展不斷被納入教學范圍,因此及時掌握醫學遺傳學的最新動態非常重要。而網絡資源具備的信息量大,因此教師應該具有較強的利用網絡資源的能力,使自己的課堂教學內容豐富、知識量大。多媒體課件的制作、教學設計是關鍵,因此,教師應該具有較強的制作課件的能力,要通過分析課件的用途,選擇合適的軟件,確定頁面的大小等內容,制作出高質量的多媒體課件。
3教學手段方法是教學之源
傳統的教學是“教師、教材、學生”三要素組成的面授填鴨式教學模式,學生的主體作用發揮不大。隨著科學技術手段的日新月異,特別是網絡的不斷普及及素質教育的推廣,除了傳統的教學以外,一些新的教學方法應該不斷地推進到課堂教學當中。首先,應該采用傳統的教學與PBL法相結合。由于學生能力在不斷地培養之中,醫學遺傳學課程一般設置在第一、三學期,對于剛進入大學的學生來說,獨立學習的能力還欠缺,所以應該在傳統教學滲透現代化的教學理念。第二,應該采用病案分析的方法進行教學。醫學遺傳學是中學所學生物學知識的繼續與加深,特別是理科生有一定基礎,如果在高等學校學習時只是簡單加深,使其誤以為醫學遺傳學知識與中學階段的生物學知識一樣,感覺在“炒現飯”,這樣會磨滅學生對這門課程學習的興趣。在現代遺傳學認為“所有疾病都與遺傳有關”,典型病例比較多,在講授知識時引入病例,將學生引入特定的情景中,引導學生對病例進行分析,提出問題,并解決問題。病例教學作為一種生動直觀的教學模式,既能加深學生對理論知識的理解和記憶,也有利于實現教學方式從灌輸式向啟發誘導式的轉化,使學生能自覺、主動、創造性的學習,培養學生批判性思維的能力[4]。醫學遺傳學的研究對象為人類的遺傳病,研究遺傳因素與疾病的內在聯系。因此在講授各類遺傳病時,應引入臨床真實病例,使學生在分析討論過程中理解和鞏固基本概念、基礎理論,不僅能激發學生的學習興趣,而且有助于加深學生對疾病本質的認識,培養醫學思維。例如,在講授多基因遺傳時,首先給出唇裂腭裂的患者照片,使學生直觀感覺認識唇裂腭裂是遺傳病,而且是多基因遺傳病,同時選取真實病例,譬如王菲的女兒也是其中的患者,以明星效應激發學生興趣。在課堂上引導學生逐步分析多個家系系譜,使學生理解和掌握多基因遺傳病的發病特點等講授重點和難點。第三,學生參與的互動教學模式。目前的教學模式還是屬于灌輸式(填鴨式),教學中應充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用,讓學生主動去學習知識,真正參與到教學活動中來。在輕松、活躍的課堂氛圍中給學生提供展示的平臺。例如在教學中可試行學生講課的方法,選擇一章難度較小的章節留給學生講授,提前一周布置任務,讓學生利用課余時間搜集資料,準備課件。例如染色體一章第一節染色體的形態結構與種類內容簡單,學生通過查閱資料,準備課件,應該可以更好的理解這堂課的內容。由于平時的教學都是教師教,學生學,因此這種教學形式的偶爾轉變有利于提高學生的學習興趣,同時對參加講課的學生也是很好的鍛煉。最后,基于網絡平臺的教學應用。現在信息技術深入到我們工作學習生活的各個角落,利用網絡平臺進行教學勢在必行,這也是近幾年來教育部為培養高素質人才的要求。因此,未來高校課程必將向著信息化和網絡化的方向發展。醫學遺傳學這門課程也應該順應網絡化的趨勢。醫學遺傳學已經建設成為校優秀課程,我們現在著手進行了網絡平臺建設,該平臺將為師生搭建一個醫學遺傳學探究式的教與學互動的網絡空間,使師生在此平臺上互通信息。
4科研是教學之生力軍
科研工作是促進學科建設和發展與培養創新人才的基本途徑,也是提高教師的業務素質及學術水平和提高教學質量的根本保證。科研能使學生學術思想活躍,課程內容理解深透,授課生動,講解自如,能使學生真正弄懂教材內容,從而啟發其學習興趣,培養科研思維和啟迪創新精神。認真鉆研的教學態度能加深對知識的理解,拓寬知識面,有益于科研思路的確立和開拓科研新領域[5]。我們醫學遺傳學的教學團隊,均為碩士以上學歷,在遺傳學、分子生物學、腫瘤分子生物學方面均取得了一定得成績,這對醫學遺傳學的教學工作起到了推波助瀾的作用,相信在教學團隊的一致努力下,醫學遺傳學的教學與科研將踏上一個新的臺階。
1在教學中發現的問題
遺傳學實驗是我校生物技術專業的重要基礎課,是遺傳學理論教學的延伸和重要補充,是理論與實踐相結合的教學過程,擔負著培養學生實驗技能的任務[8]。在長期的教學和與同行的交流中發現,在我國長期的高等教育模式下,遺傳學實驗課教學存在諸多弊端,極不適應學科本身的發展需要。具體表現在:
1.1實驗教學對理論教學的比重偏小長期以來,遺傳學實驗課的內容、進度都要服從理論課的教學進展,實驗教學視為課堂教學內容的驗證和加深,忽視了實驗課是培養學生發現—分析—解決問題能力的重要環節,是培養學生創新能力的重要環節。近年來,隨著遺傳學的迅速發展,教材內容越來越豐富,信息量越來越大,而總課時數卻沒有增長甚至處于壓縮狀態,使得教學內容和時間上存在較大矛盾,為了完成教材內容的完整講授,教師不得不減少實驗課的課時數,目前遺傳學的總課時量多為72—80學時,理論教學的課時量多為48學時,實驗課的課時量一般為24—32學時。
1.2實驗內容陳舊,驗證性實驗比重過大由于教學理念的滯后和長期對實驗教學的重視不夠等原因,所開設的遺傳學實驗內容不合理。染色體操作為代表的經典遺傳實驗內容與分子及群體遺傳實驗脫節。有關有絲分裂、減數分裂、孟德爾遺傳規律、伴性遺傳規律等經典實驗比重過大。內容單一具體的驗證性實驗多,綜合性、設計性和創新性實驗少,缺乏創造性,不利于學生創新能力的培養。另外,遺傳學實驗中分子遺傳學方面的實驗內容過少,與遺傳學的發展嚴重脫節。
1.3受課時限制,學生無法完成實驗周期長的實驗一些實驗由于實驗周期長,只能由實驗員和學生共同完成,經常發生學生對于實驗內容一知半解的現象。例如植物有絲分裂過程中染色體行為的觀察,材料的預處理、固定和解離需要一上午的時間,由于課時限制,這部分實驗往往由實驗員老師完成,學生則從切取分生組織薄片開始進行染色、壓片和顯微鏡觀察。學生往往對材料的處理理解不深刻,在分析實驗結果時對預處理、固定和解離的影響分析不足。
1.4教學手段和考評形式單一遺傳學實驗課的教學仍然沿用教師先講解、學生按實驗指導書操作的模式,考評則主要以實驗報告的成績為依據,而實驗報告的抄襲情況日益嚴重,不足以衡量學生實驗完成的水平。
2理清思路,多方位教學改革
2.1整合、優化和拓展實驗內容
2.1.1整合經典遺傳學實驗內容、適度增加分子遺傳學實驗內容我們贊同前人將以往多個內容比較單一、具體的遺傳學驗證性實驗劃分成4個實驗模塊:果蠅經典遺傳、細胞遺傳、分子遺傳綜合實驗等3個必修實驗模塊及群體遺傳綜合實驗選修模塊[9]。將單因子的遺傳分析、果蠅觀察與飼養、果蠅伴性遺傳分析整合成一個6~時(2~3次實驗)的綜合性實驗作為經典遺傳學模塊;將根尖有絲分裂的制片技術、花粉母細胞減數分裂的制片技術、果蠅唾腺染色體的制片技術、植物多倍體誘導技術整合成時的綜合性實驗(3次實驗)作為細胞遺傳學模塊;分子遺傳學模塊的綜合實驗拓展為DNA的提取、瓊脂糖電泳技術、PCR擴增技術、DNA指紋的遺傳分析、生物性別決定的遺傳分析等。
2.1.2實驗材料多樣化在生物學實驗中,材料的選擇非常關鍵,因為其好壞直接影響實驗結果。教材中所選用的材料多是作者總結得出,但在實際操作中,常常由于地域氣候和材料種質的差異造成不便和誤差。因此,我們可以嘗試用易得的常見材料來做實驗,實現材料的多樣化,在課程中讓學生對材料進行選擇,并通過實驗結果分析材料的優缺點。例如,在植物染色體核型分析時,可向學生提供材料如大豆、小麥、大麥、玉米、綠豆、大蒜等根尖,讓學生自行選擇至少2種材料進行實驗,并通過對自己所做實驗結果的比較,找出植物染色體核型分析的最佳材料和簡便的實驗方法,培養他們實驗分析和總結能力。事實上,在多年的實驗中我們發現簡單易得的大蒜根尖用于核型觀察效果非常好。
2.1.3增加綜合性、設計性實驗教學內容教育部“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6”中要求高校開出一批新的綜合性、設計性的實驗,創造條件使學生較早的參與科學研究和創新活動。以此為指導思想,我校在遺傳學實驗中加大綜合性、設計性實驗的比例。如在分子遺傳學模塊中,DNA提取—瓊脂糖電泳技術—PCR擴增“三部曲”即是一個典型的綜合性分子生物學實驗,基于此的植物分子標記技術(ISSR標記)和鳥類(雞)的性別判定等綜合性實驗效果都非常好。學生們普遍對親緣關系的遺傳分析比較感興趣,DNA指紋的遺傳分析就是一個很好的設計性實驗,可以引導學生收集感興趣的植物、動物、人的DNA樣本進行遺傳分析,深入了解遺傳標記的應用。
2.1.4將教師的科研項目轉化成綜合性實驗項目隨著高校科研工作的日益發展,不少教師都承擔著一定的科研項目,其中一些研究內容可適當轉化成教學實驗內容,不僅可以讓學生了解到學科發展的前沿,還可以提高學生的科研興趣。作者將所承擔科研項目中的部分內容“沙棘種質遺傳多樣性的分子標記分析”以綜合性實驗方式引入到遺傳學實驗教學中,取得了良好的效果。
2.2實驗室建設方面
2.2.1儀器設備的更新及添置近幾年,隨著“中央級普通高校改善基本辦學條件專項資金”的資助,我校本科教學實驗室的儀器設備等條件得到一定的改善,如生物顯微鏡得到進一步更新(新添進口Olympus顯微鏡),PCR儀、微量移液器、低溫冷凍離心機等儀器已經能夠滿足遺傳學實驗的要求,并且已經開始申報顯微鏡成像系統、凝膠成像系統、梯度PCR儀等高端的儀器進入學生實驗室,相信不久的將來學生不需要用手機對顯微鏡下的觀察結果進行拍照,用于瓊脂糖凝膠電泳觀察的紫外分析儀則被凝膠成像系統取代。
2.2.2設立開放實驗室,制定開放實驗室的管理細則,提高其使用率解決實驗流程長與實驗課時有限之間矛盾的有效方法就是設立開放實驗室。根據專業特點,開設生物技術綜合性開放實驗,并制訂開放實驗室管理細則,委派專門的教師和學生管理儀器、衛生等,學生自我管理為主,教師監督為輔。實施開放實驗室后,一些周期長的實驗(例如:植物有絲分裂過程中染色體行為的觀察)學生能夠全程完成,打破老師代做的常規。設立開放實驗室后,在合理安排的前提下,學生對實驗的興趣和主動性明顯增強,在儀器的使用和動手能力等方面進步很快。一些重要儀器的使用率明顯提高,例如冷凍離心機、PCR儀等。
2.3以學生課外活動為載體,延伸課堂教學近幾年,我國越來越重視對大學生創新能力的培養,每年國家級、省級和校級大學生創新創業訓練項目的申報就是一個例證。越來越多的大學生以團隊的方式在專業教師的指導下申報、完成創新創業項目。遺傳學相關的課題學生們一直很感興趣,努力將課堂上所學的知識和技能拓展為更深入的學術研究。另外,結合專業性競賽延伸課堂教學,例如一年一度的專業性競賽“遼寧省大學生動植物標本制作大賽”就是我校生物技術專業學生很喜歡的一個競賽,筆者指導學生的作品“異色瓢蟲鞘翅的色斑遺傳”曾于2011年獲得該項競賽三等獎。
2.4授課手段與考核方式
2.4.1充分應用現代教育技術將現代化的電教手段引入實驗課,以營造輕松和諧的課堂氛圍。教學中,教師需要做演示實驗時,為了確保每個同學都能看到,往往要穿梭于學生中進行演示,有了現代化的電教手段,可制作相關視頻來示范,既提高了課堂效率,又方便教師進行更多的指導。網絡教學是課堂教學的補充和延伸,將一些操作步驟繁瑣的實驗做成演示課件放在網上可以實現教學資源的共享。
2.4.2考評方式多樣化,提高學生實驗的主動性和積極性考核方式需多樣化和細節量化。撰寫實驗報告既是學生科學思維能力和文字表達能力的綜合體現,也是大學本科生所應具備的基本科學素養。因此,對于實驗報告,尤其是綜合性或者設計性實驗報告,我們要求學生按照科研論文的形式寫出材料和方法、結果分析和討論,要求學生對于原理、方法、步驟和結果撰寫必須簡潔準確,對實驗所采用方法的優缺點分析后提出改進意見。另外,增強實驗過程中的考察與評價。教師可事先制訂每個實驗要考核的項目詳細列表,把實驗每一個小項都列入考察范圍,包括實驗操作的熟練程度、規范狀況和實驗結果,在考核中依據項目來評分,保證客觀公正。例如,在植物染色體制片中,從取材部位的準確,材料的染色適當,染色體的分散狀況三個方面衡量實驗結果。這樣不僅提高了學生對實驗操作的重視程度,而且促使他們養成良好的實驗習慣。
3結語
[關鍵詞]遺傳學;實驗教學;創新能力培養“大眾創業
萬眾創新”是我國目前正在大力倡導和實施的戰略舉措,也是實現國家強盛、人民富裕的重要途徑。遺傳學作為生命科學領域一門重要的基礎理論課程,是聯系生物技術專業各專業課程的重要節點。眾所周知,遺傳學和其他生命科學領域的學科一樣,科學研究過程就是創新發展過程。因此,通過遺傳學專業知識的學習來培養學生的創新能力顯得特別重要。作為遺傳學教學中的重要組成部分,遺傳學實驗教學不僅是教師幫助學生掌握基本的實驗操作技術的過程,更是教師利用綜合性、拓展性實驗培養學生獨立分析和解決問題能力的過程。為此,筆者結合教學實踐,對遺傳學實驗教學中學生創新能力的培養問題進行了探討。
1完善實驗教學設施
在遺傳學實驗教學中,綜合性、拓展性實驗對于實驗設備和實驗條件的要求相對較高,為保證實驗教學過程的順利實施,應該盡量更新實驗設備、完善基本實驗設施,利用學校設立的專項資金對實驗室進行裝修改造,配備遺傳學實驗教學所需的儀器設備,如普通光學顯微鏡、恒溫培養箱、電子天平等儀器、高速冷凍離心機等。另外,通過建立合理的管理制度,將學院共享中心擁有的熒光顯微鏡、熒光定量PCR儀等大型儀器設備在管理人員協助下對本科教學開放。
2優化實驗教學內容
遺傳學實驗教學中面臨如下問題:實驗課時有限,難以安排較多創新性實驗;傳統實驗教學資料十分陳舊,導致學生的學習興趣不高。為了解決上述問題,對實驗教學內容進行了整合和拓寬。一是支持教師在進行驗證性實驗教學時,帶領學生對實驗所涉及的各種步驟進行優化調整,并利用研究數據確認可行性。由于試劑的配比、實驗條件的設置等都會影響最終實驗結果,因此這一優化調整過程既讓學生掌握了基本的實驗技能,又可在實驗過程中添加自主創新成分,讓學生知其然更知其所以然,賦予了學生動手動腦的鍛煉機會;二是合理開設拓展性、開放性實驗,這對學生接觸前沿科技動態、進一步培養創新能力具有重要作用。在拓展性、開放性實驗教學中,教師只負責準備基本的實驗試劑和儀器并提供必要的指導。將學生分小組后,讓小組內成員相互配合,完成包括查閱文獻、設計實驗方案、調配所需試劑和儀器等實驗流程,并要將最終實驗結果做成展板進行評比。這種模擬真實科研的實驗,不僅強化了學生的實驗操作能力,而且培養了學生的科研興趣和求真精神。此外,教學資料是實驗教學所需的基本工具。豐富的教學資料有助于提高實驗教學的教學效果。由于遺傳學是從細胞整體水平、亞細胞水平和分子水平上研究遺傳規律和機制,其研究內容的復雜性和研究進展的快速性決定了讓學生了解科研設計思路往往比掌握某個具體的實驗技巧更為重要。因此,在實際教學中,應經常向學生介紹遺傳學的最新研究動態,幫助學生分析高水平遺傳學研究論文的設計思路,了解遺傳學研究中所涉及的與本科實驗教學相關的實驗技術與環節,這樣可以進一步培養學生的科研素質和創新意識。
3改革教學方法
為了提高學生參與遺傳學實驗教學的積極性,教師要善于運用各種教學方法和教學手段,幫助培養學生的批判性和創新性思維[1]。例如,師生面對面交流實驗心得就是一種值得借鑒的方式。由于理論課時間和形式有限,教師與學生之間的交流難免存在障礙,而實驗教學則少有羈絆。在實驗教學中,教師應充分利用自身豐富的科研經驗引導學生參與實驗過程,共同探討實驗方案,讓學生暢所欲言,充分激發學生參與實驗的積極性[2]。鑒于有些遺傳學實驗的復雜性,若僅憑傳統的教學方法難以在有限的課時內讓學生理解和掌握,這就需要學生自覺進行課前預習和課后復習。目前智能手機已經成為學生獲取信息的重要工具,利用手機教育APP整合的豐富教學資源和強大的數據庫,可以幫助學生實現實驗教學的課外自主學習。這一舉措既保障了實驗教學任務的完成,又突出了自主學習的特點,還滿足了不同層次學生的個性化需求。
4建立公平合理的學習評價體系
在以往的實驗教學考核中,由于教學方式、教學內容等的限制,導致教學效果的考核評價體系比較單一[3,4]。如何公平、有效、科學地評價學生學習實驗課程的效果,不僅有利于提高學生學習積極性,也有利于培養學生的創新能力。為此,在遺傳學實驗課程教學的成績判定中除了對驗證性實驗的結果、基本實驗操作技能和理論知識考核進行計分以外,還對綜合性、開放性實驗中實驗設計的創新性與合理性、實驗過程的規范性與正確性、實驗結果的分析與討論等環節也進行計分。上述做法不再以實驗結果等作為衡量學生成績的唯一標準,而是更注重學生在遺傳學實驗課程學習中的綜合表現,這樣才能公平、有效地評價學生學習實驗課程的效果。
5結語
【關鍵詞】遺傳學 實驗教學 探索
【基金項目】畢節學院科學研究基金(院科合字G2012011號)。
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)05-0240-02
遺傳學是重點研究生物的遺傳及變異的一門體系非常完整、飛速發展的理論科學(分子遺傳、基因工程、分子標記以及雜種優勢的研究達到日新月異),在生命本質的探索、整個生物科學的發展過程中有著重大的作用,是整個生物工程類與生物科學類等各專業的專業核心課程,在這些專業的本科教學大綱及計劃中占有極為重要的地位;同時也是生活中最為緊密的一門實踐性很強的科學,例如在動植物的新品種選育和良種的繁育、人類的疾病預防等方面具有很強的指導作用[1-5]。遺傳學理論課程需要通過該課程的實驗實踐過程來驗證,因此,遺傳學實驗課程也是遺傳學課程的重點實踐性教學環節。而遺傳學實驗課程最主要的是學生在掌握理解遺傳學實驗技術和遺傳分析的基本方法的基礎上,讓學生的分析與解決問題的能力不斷提高;同時,也讓學生對遺傳學無論是在工業、農業、醫學等諸多領域的應用推廣方面得以掌握,更重要的是可以利用遺傳學實驗不斷探索物種的起源與進化。但在實際的實驗教學過程中,仍然會存在諸多問題,因此,本研究就如何更優化遺傳學實驗教學以及怎樣才能更合理高效地培養學生的創新能力進行了分析,并提出一些建議。
1.實驗教學的內容與方法
1.1傳統的實驗教學內容與方法
傳統的遺傳學實驗教學多為驗證性的實驗,而且大部分都是傳統的方式方法,基本上與現代的遺傳很少甚至沒有掛鉤,在當今現代遺傳為重點研究對象,且分子研究日新月異的狀況下,如果不加以這方面的理解與掌握,很難跟上現代化的步伐。
傳統的遺傳學實驗包括有:孟德爾的豌豆雜交實驗、洋蔥根尖的減數分裂、蠶豆根尖的有絲分裂等主要為驗證性實驗,優點在于可以及時的把遺傳學理論知識與實踐有機的相結合,同時存在著實驗內容相對于理論較為充分,很機械的實驗,這種實驗不能拓展學生的思維,更沒有創新的想法。在整個實驗教學過程中,始終圍繞先由任課教師對實驗目的、實驗原理、實驗材料、方法與步驟、實驗注意事項等進行介紹,然后由學生根據教師提供的實驗材料,按照教師提供的實驗內容、實驗方法進行逐一的理論驗證,整個過程顯得呆板機械化。
而且,即使學生對實驗過程已經有了較為詳細的了解,但多數教師仍在不斷地進行監督與指導,這樣很難體現出學生學習實驗課程的積極性,在大多數實驗過程中照本宣科、敷衍了事的完成實驗,根本沒有學會怎樣去探索實驗問題,分析實驗機理,這使得實驗教學不能對相應的理論課程發揮重要的輔助效果。
1.2 如何提高遺傳學實驗教學
為更好地發揮學生的創新能力和對實驗課程的興趣最佳化,我們很有必要對遺傳學實驗課程的教學內容以及教學方法進行適應該校本科生的一些方法與措施,要因地制宜,因材施教的準則來進行遺傳學實驗的改革。
在實驗教學的內容中:可以把基礎實驗技術、基礎驗證實驗、設計性實驗以及綜合實驗有機結合在一起作為整個遺傳學教學過程中的內容。在遺傳學實驗教學方法過程中:需要不同的實驗采用不同的教學方法,致使學生能通過該實驗課程進行主動分析理解問題,達到在現實生活中能解決相應的問題。
1.2.1 基本的實驗技術及基礎實驗
基本的實驗技術也即是基礎的實驗技術,包括顯微鏡的使用方法、實驗室常用藥品的配置,實驗器材的洗滌方法等,這是實驗課必備的,所以要求每個學生必須掌握的技能。
基礎性驗證性實驗,主要是以遺傳學中經典實驗和觀察性實驗為主,主要是培養學生的基本實驗操作以及學生觀察能力的培養,目的是用于課堂理論知識的鞏固,如孟德爾的豌豆雜交實驗,洋蔥的減數分裂以及蠶豆的有絲分裂等實驗,但這種驗證性實驗不能調動學生的積極思維,因此,實驗課顯得枯燥。假如我們嘗試性的把驗證性實驗轉變為探索性實驗,其教學效果就會顯得截然不同。首先,讓學生在課前預習實驗,上課教師提出部分問題讓學生進行思考,再對本次實驗的要點及注意事項進行說明,把更多的實踐留給學生進行動手操作,再通過相互討論的方式來解決實驗中所出現的問題,最后教師對本次實驗課程進行總結。
1.2.2 綜合性實驗
綜合性實驗主要是針對果蠅的生活史及單因子雜交、染色體特征的觀察等這類實驗,是以基本的實驗技術以及基礎的實驗驗證的技能相結合的,變單一的實驗觀察的方法與野外的觀測相結合的方法,把傳統的染色體核型實驗與野外的觀察實驗相結合的綜合實驗。先通過學生在野外觀察果蠅的生活史,包括卵、幼蟲、蛹、成蟲的整個過程,讓后在結合該特征,在進行果蠅的單因子雜交,首先確定雜交親本,挑選出雌蠅,然后進行正反交雜交組合,最后把所形成的卵進行生活史與野外觀察的對比。這樣通過綜合性實驗,不但讓學生掌握了果蠅實驗的基礎知識,也了解了果蠅的單因子雜交實驗,同時讓學生了解了孟德爾的分離定律,即是一對基因在雜合狀態下互不影響,各自保持相對的獨立性,而在形成配子時,就互相分開,并按原樣分配到不同的配子中去。更為摩爾根的連鎖定律的理解打下了基礎。
1.2.3設計性實驗
設計性實驗也即是探索性實驗,是建立在基礎性實驗和綜合性實驗的基礎之上。只有學生具備一定的遺傳學基礎知識的掌握、以及基礎的遺傳學實驗操作技能的基礎上,才能設計實驗方案,在進行野外和實驗室相結合的方式完成。通過設計性實驗可以培養學生的發現、分析、解決問題的能力,同時也培養了學生的科研創新能力,為學生將來科研之路發展打下了堅實的基礎。
2.考核手段與方法
與理論教學相比較而言,實驗教學具有實踐性、直觀性和綜合性等特點,在當今提倡綜合能力培養的教育條件下,學生的實際動手能力顯得尤為重要。但大多數實驗教學都是敷衍了事,學生通常不是帶著問題做實驗,只知道按部就班。為了更好地把遺傳學實驗課程開好,根據遺傳學實驗和本校的學生條件,在此,對遺傳學實驗課程的考核提出如下建議。
2.1 平時成績的計算
每次實驗課平時成績占整個期末成績相當的比例,實驗課程中實驗過程顯得尤為重要,因此,實驗課程的成績不單指實驗報告的成績,而是由實驗的預習情況、實驗的操作過程、問題地解決和發現能力以及實驗報告這些方面組成。只有通過以上幾方面的考核考查,才能體現出實驗成績的科學性,特別是在實驗開始時問題的提出,不僅可以檢查到學生的預習情況,而且可以擴散學生的思維方式。
2.2 實驗成績計算方式
不同的實驗內容,實驗成績的計算也是不同的,這就要求教師在計算時要科學、靈活,不能以一成不變的方式對待不同的實驗內容。在基礎性實驗過程中,學生的具體操作非常重要,那么實驗成績可以側重為實驗儀器的使用方法和實驗方法的熟悉程度;其次是提問檢查學生是否按照要求或根據問題進行預習,最后是學生實驗完成后在結合實驗結果及過程進行提問,達到學生積極學習和解決問題的能力。而對于綜合性實驗和設計性實驗,實驗成績可以側重點看學生的創新能力和是否具有獨立完成實驗的能力而定,其次是實驗報告。
2.3 期終實驗的考核及計算
經過一學期的實驗課程的教學,對學生進行一個綜合評價。根據遺傳學實驗課程的內容,可以進行卷面答題與實際操作相結合的方式,也可以根據實驗的內容進行野外和室內相結合的考核方式,學生自由組合,自己選題進行實驗。教師在根據學生的完成情況給予相應的成績。
實驗成績為獨立的一門課程成績,不在與理論課融為一次成績,這樣使得學生對待實驗課程的態度更為端正、更為積極。
參考文獻:
[1]王金發,戚康標,何炎明.遺傳學實驗教程[M].高等教育出版社.2007
[2]趙壽元和喬守怡主編,現代遺傳學[M].高等教育出版社,2001
[3]楊業華,普通遺傳學[M].高教出版社,2004
基于MC法的MDS細胞遺傳學檢測的研究進展
染色體危度分層系統
細胞遺傳學分析對于MDS有獨立預后價值,1997年IPSS國際預后系統是染色體、外周血細胞及骨髓原始細胞計數共同構成,但是在IPSS中有兩個問題:一是有明確預后意義的染色體異常種類太少,只有預后好的正常核型,20q、5q~、Y及預后差的7號異常、復雜核型,而其它核型數量眾多、種類繁雜的細胞遺傳學異常被籠統歸入到了預后中等的一組,而這些歸屬于中危組的染色體異常是未被統計學證實的;二是許多血液學專家認為,IPSS預后積分系統中染色體的地位過輕。如Haase1認為,在IPSS系統中預后好的染色體與原始細胞<5%都積0分,預后中等的染色體和原始細胞為5%-10%的同積0.5分,預后差的染色體積1.0分,11%-20%的原始細胞積到1.5分,21%-30%的原始細胞積到2.0分。然而伴有原始細胞計數達21%-30%患者的中位生存期為11.7個月,和伴有預后差的細胞遺傳學異常相當(其中位生存期為11個月),所以細胞遺傳學在IPSS積分系統中的地位明顯被弱化了。根據德國、澳大利亞、西班牙等MDS中心的大量細胞遺傳學資料,1286名患者只是接受了支持治療,由于樣本量大,且有大量患者只接受支持治療,能反映MDS的自然病程,Haase等0提出了令人十分信服的染色體危度分層系統。在其預后系統中(表1)可以發現很多不同于IPSS的預后信息:首先,危度組被分為4組,不同于IPSS的3組;第二,明確預后意義的染色體內容多,不僅包括了常見的正常核型,20q-.5q-.-Y,7號異常、復雜核型等核型,也包括其它較少見的類型。例如預后好的染色體除了IPSS中的正常核型、20q-,5q-及-Y之外,12p-、11q-、+21、11(q23))及任何包括5q^的異常也被證明是預后良好的。第三,對于某些具體核型的預后信息與IPSS不同,在危度分層系統中,7號染色體異常被劃分到中危2組中,高危組的內容是大于3種染色體異常,這和IPSS中高危組的內容是不同的。另外,對于臨床十分常見的三體8,在新系統中被劃分為中危1組,預后較好。總之,新系統對于MDS的預后能給出更為詳細準確的預后信息,同時對于治療也具有指導意義。
此外,Pozdnyakova等13報告了1029例原發性MDS患者的預后情況,得出了不同于IPSS的一些細胞遺傳學信息。該研究的主要內容包括:按照IPSS的關于細胞遺傳學中等預后的定義,發現該部分患者中位生存期從10個月到69個月不等,充分證明了IPSS系統關于中危染色體的定義是需要進一步改進的;7q^的預后較-7為好,中危生存期分別為26個月與8.5個月,二者具有統計學差異;12p-與11q-預后好,這與Haase的危度分層系統一致;3q異常及三體19預后較差,這不同于Haase的結論;i(17q)與+11預后偏差;der(1;7)被證明預后較好,中位生存期為45.5個月。需要指出的是,上述所觀察的結果可能受藥物治療的影響,因為其中有部分患者接受了三氧化二砷,沙利度胺或者剌激因子的治療,而這些藥物有可能改變MDS的自然病程,所以這些結論要謹慎對待。
中國MDS患者細胞遺傳學特征與西方的異同由于人種和地域的差異,亞洲人與西方MDS患者具有不同的遺傳學及預后特征,其不同之處首先表現在MDS的細胞遺傳學構成上。麻柔等[4報告,MDS發生頻率較高的染色體畸變率依次為:+8,40/20q--7/7q--5/5q-,-y,+9及復雜改變。
報告了283例MDS患者的染色體核型分析,發生頻率依次為+8,-20/20q-,-Y,異位型,-7及7q-,+9,5q-。Wang等^報告了483例中國成人原發MDS的畸變率從高到低依次為:+8、20q^J/7q、5q-。而西方最常見的染色體異常為5q-a’3,占到整個MDS病例的20%-30%。由于細胞遺傳學的構成不同,常用的預后系統如IPSS是否適合中國人是需要驗證的,因為在很多預后系統中,細胞遺傳學都是重要的組成部分。Wang等0回顧性地分析了435例中國成人原發MDS,同時評估了WHO分類模式及6個預后積分系統的預后價值,得出如下結論:在預后生存方面,包括IPSS在內的5個積分系統被證明具有統計學差異,但是WPSS不適合預測生存。在預測白血病轉化方面,IPSS被證明是不合適的,西班牙積分系統最適合中國MDS患者的白血病轉化預測。在運用WHO分類模式預測預后生存時,在RA或RARS與RCMD之間未見到統計學差異。結合國內運用預后系統的實際情況,IPSS積分系統用來預測MDS患者生存是可信的,根據IPSS對于染色體危度的定義,預后好的染色體組其中位生存期為37.2個月,中危組為26.1個月,預后差的染色體組為9.7個月。另外,雖然WHO的分類本身具有預后意義,但是在預測RA或RARS與RCMD預后時需要注意,因為在中國RA或RARS與RCMD患者的生存預后之間未見到統計學差異。
MDS出現遺傳學變化的預后意義目前,關于MDS患者在診斷后出現細胞遺傳學變化的發生率及其對于疾病的預后意義研究較少。Ber-nasconi等&]追蹤了153例MDS患者在疾病發展過程中的染色體變化(chromosomeexchange,CE)情況,在經過長達45.2個月中位隨訪期期間,30.7%的患者出現了CE,其中有26.1%的患者在疾病進展之前出現了CE。出現CE的患者死亡率及疾病進展風險較未出現CE的患者分別高7倍和36倍,并且對于總體生存率的影響具有統計學差異。Wang等8對85例中國成人原發性MDS患者進行了染色體的復查,結果18例(21.2%)患者在隨訪期間出現了額外的染色體異常(11例)或原來為正常核型者變為異常核型(7例),在25.1個月中位隨訪期結束后出現CE的18例患者中的12例死亡。另外,85例患者的中位生存期為33.1個月,出現CE的MDS患者的中位生存期為25.8個月,而沒有遺傳學變化的患者其中位生存期為45.4個月,其差別具有統計學差異,并且有遺傳學變化患者的疾病進展風險也高于沒有出現CE患者。
基于SNP^A或aCGH法的MDS遺傳學的研究進展
常規MC法、SNP^A、aCGH三者優缺點的比較運用常規MC法檢測MDS的細胞遺傳學異常率只有50%左右,在實際的臨床工作中,大約50%的MDS患者為"正常核型",MC法對于這部分患者,尤其是低危MDS患者的診斷、治療、預后常會有_定的困難。所以提高這部分MDS患者的遺傳學異常檢出率就顯得十分重要。Tiu等B]推定,MDS的細胞遺傳學低檢出率是由于MC方法的局限性所致,比如分辨率低、依賴于分裂相細胞、不能檢出單親二倍體(UPD)等。與傳統MC方法相比,SNP4及aCGH技術則具有很多優勢,且能克服MC方法的很多缺陷(表2),因而得到越來越多的關注與研究。
SNP-A聯合MC法對于MDS遺傳學檢出率的提高及其預后分層的影響
SNP聯合MC法能夠做到優勢互補,Tiu等M認為SNP-A能夠補充MC,提高MDS及其他髓系惡性血液病的診斷及預后水平,并且對于指導治療也有意義。為了驗證上述觀點,他們選取了430例患者,其中MDS250例,MDS/MPD95例,繼發于MDS的AML85例,分別做常規MC、SNP-A分析。結果表明,SNP4聯合MC較單純MC法有更高的遺傳學異常檢出率(74%vs44%,P<0.0001)。Thiel等根據SNP檢出的新染色體異常具有獨立的預后意義,提出了新的MDS預后分組(表3),提高了MDS預后的精確性。早前Gondek等&2的研究結果也揭示SNP4對于MDS遺傳學的研究價值,他們運用SNP-A分析了174例患者(其中MDS94例,MDS/MPD47例,繼發于MDS的AML33例),發現78%的MDS患者有染色體異常,而MC法檢出率只有58%;同時,對MC正常的患者分為2組,1組為MC和SNP4檢測結果均正常,另1組為MC檢測結果正常,而SNP4檢測結果異常。2組生存期分別為39個月和16個月,差別具有統計學差異。這證明了通過SNP4發現的新的染色體核型異常有更差的預后。與Tiu及Gondek的研究相比,Heinrichs13等則認為,SNP對于MDS的檢出率并不高。在對33例經MC檢查為"正常核型"MDS患者的SNP分析發現,只有5(15%)例患者檢測到了異常,包括4例患者有UPD和1例患者有3個單獨的"微缺失",有3個UPD分別涉及到3q、4q、17p,另外有2例患者涉及到7q染色體,按IPSS積0分,都屬于低危,但是臨床隨訪發現,這2例患者分別在10個月、12個月后死亡,進展十分迅速,伴有7qUPD的MDS患者是否和7q-/j-樣同屬于高危MDS則需要進一步大樣本的驗證。aCGH在MDS遺傳學檢測中的應用及其對于MDS預后分層的意義
StarczynowskiM等運用aCGH分析了25例伴有"正常核型"的MDS患者,并根據檢測結果把患者分為2組,1組患者具有大于3Mb的總基因異常,另1組則小于或者等于3Mb總基因異常。結果發現,前組患者的生存期短于后組,且差別具有統計學差異。Thiel等對125例經MC法檢查為正常核型的MDS患者進行CGH分析。結果發現,有42例(39%)患者的染色體存在非平衡異常,這些患者和其余患者相比具有更差的預后(26個月vs57個月,p=0.002)。在這42例患者中,有8例患者的異常涉及到4q、5q、7q和21q,這些異常染色體的預后意義不明,另外的34例患者則為個體拷貝數異常。Praulich等的研究也顯示,運用aCGH能檢測出低頻率的隱性染色體異常,這對于MDS的診斷及預后將會帶來重大影響。
小結
醫學遺傳學 教學效果 教師素質
醫學遺傳學是醫學與遺傳學相結合的一門邊緣學科,它是遺傳學知識在醫學中的應用,它主要研究遺傳病的形成機理、傳遞方式、診斷、治療、預后、復發風險,尤其是預防措施,以降低人群中遺傳病發生率,提高人類健康素質。如今,遺傳病日益被人們關注,醫學遺傳學已成為一門基礎醫學與臨床醫學的橋梁學科,醫學遺傳學內容相對抽象、深奧、知識零散,難以記憶,常常學生感到棘手,加之中專高職護理專業課時較少,該課程在學校又屬于考查課,常不為學生所重視,為了培養學生在今后臨床工作中對遺傳病的診斷、治療、預防提供手段,在護理專業中進行醫學遺傳學教學方法的探索很有必要,以下是筆者結合自身教學實踐,談幾點體會。
一、教學計劃的制定
我校高職護理專業的醫學遺傳學教學是安排在醫學生物學中講授的,大約占總課時的一半,這種時間緊,內容多的教學壓力易使學生聽課處于被動,大大降低了學生對醫學遺傳學的興趣,所以,必須制定嚴謹的教學計劃,對有限的課時進行合理的分配,務必要把重點內容講的透徹明了。我們用30課時進行理論教學,用其他課時觀看電教,進行試驗操作,通過理論與實驗教學相結合,通過理論與實驗教學相結合,使學生對醫學遺傳學有了宏觀的認識,增強學生對遺傳病知識的了解及臨床應用。
二、教師自身素質的提高
隨著各個學科知識的相互滲透,醫學遺傳學迅速發展,知識更是日新月異,教學計劃主要是根據學科特點制定,但要緊跟學科發展的步伐,僅僅局限于教材上的基本內容是遠遠不夠的,教師(尤其是一些非醫學專業的教師)必須加強自身建設,不斷更新知識,不斷學習提高,如通過查看文獻,了解學科的研究動態及最新成果;通過醫院遺傳病科進一步了解遺傳病的臨床表現及診斷方法,了解在臨床中對遺傳病最先進的檢查手段以及開展情況等;除此之外,還應完善自身內、外、婦、兒臨床知識及分子遺傳學、細胞生物學等相關學科知識,不斷改造自己的知識結構,并靈活運用到教學之中,這樣才能把一些抽象的概念、原理、公式和定律與臨床相結合,講得新穎、形象、繪聲繪色和深入淺出,才能胸有成竹回答學生的各種提問,贏得學生的信賴。
三、醫德醫風在教學中的灌輸
“無德不從醫,從醫必先修德!”醫學生除了需要有扎實的理論基礎,活躍的臨床思維,還必需有高尚的醫德醫風,才能擔負起救死扶傷、保護人民生命安全的重大責任。在教學中灌輸醫德醫風教育,有利于提高醫學生對病人和社會的責任感。相信多數教師都有這樣的經驗,當學生第一次通過教學錄像觀察遺傳病病人時,一些學生所表現的或是恐懼,或是嘻笑,或是滿不在乎,更甚者是厭惡等。此時,教師不能視而不見,也不能生硬的斥責學生的表現,而應耐心告訴學生如何尊重這些病人,如何與他們建立良好的醫患關系。另外,在各地的兒童福利院中,有不少遺傳病患者。比如,白化病、遺傳因素造成的智力低下等,有條件可用帶學生去福利院參觀慰問,鼓勵學生與這些兒童接觸,讓他們感受到這些因為患遺傳病遭父母拋棄的孩子也是一樣的天真可愛,更需要社會的關心與愛護,在提高學生對遺傳病人的愛心及同情心時,也讓學生體會到身體的健康與幸福生活的來之不易及避免與減少遺傳病發生的重要性,從而激起學生學習醫學遺傳學的熱情。
四、教學中采用的方法和措施
高職護理專業的學生,初中起點,她們對生物知識的理解,掌握較少,知識面較窄,而醫學遺傳學中科學概念多,實踐性強。
1.確定課程目標
通過教學使學生掌握醫學遺傳學的基本理論、基本知識和基本技能;熟悉常見遺傳病的主要臨床表現,發病機制、傳遞方式和特點;了解該領域研究新進展,具備一定實際工作能力,并能初步解決醫學實踐中的遺傳問題。
2.選擇適當的記憶方法
醫學遺傳學是一門綜合性很強的學科,學科中涉及的概念多,理解概念和概念間的關系是學習醫學遺傳學的基礎,概念記憶的方法有很多種,如圖畫、理解記憶法、相互比較法、識圖法等。如在減數分裂這節教學中,出現同源染色體、聯、二階體、姐妹染色單體、非姐妹染色單體、交叉互換等概念,我們可以用畫圖和識圖法,讓學生看圖記憶,并理解概念之間的相互聯系,使學生有興趣在輕松、愉快的情趣中掌握概念。
3.注重理論聯系臨床實際
醫學遺傳學實質上是遺傳學知識在醫學領域中的應用,所以教學過程中密切聯系臨床實際,不僅體現了本門學科的特點,而且趣味濃郁,引人入勝。舉例大家熟悉的先天愚型(Down綜合征),其病因是多了一條21號染色體,故也稱為21三體綜合征。又如,在講述多基因遺傳病的特點時,首先以同學們所熟悉的常見病、多發病如高血壓、糖尿病等為例,讓學生舉出這些疾病的發病特點、臨床癥狀及體征,說出這些病人的治療方法及在日常生活中所注意的細節等,幫助學生歸納出這些疾病有家族聚集傾向及可通過改變生活方式方法的手段來改善病情的結論,引出“既受遺傳因素控制,又受環境因素影響是多基因遺傳病的特點”的觀點,由于講授貼近臨床,理論聯系實際,學生倍感興趣,注意力集中,收到很好的教學效果。
4.積極開展現代化教學