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關鍵詞:遺傳病主線;高職學校;醫學遺傳學;課程建設
醫學遺傳學是介于醫學與遺傳學之間的一門邊緣性學科,也是高職護理專業教學的重點和難點課程,學生學習起來普遍感到難度偏高。為了提高高職醫學遺傳學課程的建設質量,近年來,湖南環境生物職業技術學院構建了以遺傳病為主線的課程建設策略,從教學內容、教學方法、考核模式方面進行了優化,現將具體的教學措施總結如下。
一、資料與方法
(一)一般資料
將湖南環境生物職業技術學院2016級護理專業學生納入到本組研究中,均為女生,共計128人,分為觀察組與對照組,每組64人。對于觀察組學生,以遺傳病為主線進行教學改革,對照組采用常規的護理教學模式,兩組采用同樣的教材,由同一老師授課,學生基礎成績、課時等一般資料上,無顯著差異(P>0.05),不會對教學質量產生影響。
(二)教學方法
對照組學生,采用常用的理論+實踐的授課模式。對于觀察組,以遺傳病為主線對教學內容進行改革。
1.成立研究小組
成立《醫學遺傳學》研究小組,制作出玻片標本,以小組為單位開展染色體核型分析,鍛煉學生的動手能力。組織學生針對醫學遺傳問題進行社會調查,指導學生搜集自己家鄉的遺傳病調查資料,編制論文集,并將相關知識力所能及的傳遞給親人、朋友等。并普及《醫學遺傳學》的相關知識,在校內開展義診活動與知識競賽活動,結合教學目標來改革教學評估方式。
2.重構教學內容
在教學活動中,將遺傳病作為教學大綱,從遺傳病原理、分子基礎、遺傳病細胞、遺傳病臨床表現、傳遞方式、疾病診斷、治療和預防進行教學。并結合《醫學遺傳學》的內容來制作多媒體課件,課件滿足高職《醫學遺傳學基礎》教材規劃,介紹學科的發展動態,將抽象的知識形象化、具體化,幫助學生更好地理解、記憶。課件中有大量的遺傳病資料圖片,調動了學生學習的積極在與主動性。同時,設置網絡虛擬課堂,建立微信群,為學生提供關于遺傳病理論、實驗教學、教學課件、遺傳病視頻的相關知識,內容包括習題、教學視頻、參考資料、課件和教學大綱等,學生可以隨時下載、復習。此外,以遺傳病為主線,編寫實驗教學大綱,優化實驗教學內容,構建遺傳咨詢門診,成立診斷見習基地,在成績評價上,不僅關注學生的理論成績,也增加了實驗與社會實踐內容,提高考核的全面性。
3.建立遺傳咨詢門診
遺傳咨詢即根據咨詢對象的遺傳病發生情況、診斷、防治問題進行商談與討論,讓患者對自己家族的遺傳病有系統地了解,選擇合理的方式。在歐美發達國家中,遺傳咨詢門診已經非常普遍,是遺傳病治療的重要內容,負責為患者提供生殖保健、優生優育、遺傳病防治知識的宣傳。建立遺傳咨詢門診,學生可以感受醫生、患者的雙重身份,從而知道怎樣有的放矢地學習知識,鍛煉自己的綜合能力。
4.舉行社會實踐活動
在節假期,組織學生上社區、街道、特殊學校、社會福利院等,舉辦義診活動,宣傳優生優育的相關知識。在寒暑假,為學生發放調查表,為學生介紹調查方法、調查內容與注意事項,讓學生利用假期來進行調查,寫出報告匯編。通過調查,有的學生拍攝了珍貴的照片,最后由教師負責匯總。在一個個的實例中,學生感受到了消除傳統封建陋俗、保護環境的重要意義,增強了學生的責任意識。
(三)觀察內容
對比兩組學生的理論與實踐考核成績,滿分均為100分,60分及格。
(四)統計學方法
本次實驗數據采用SPSS12.0軟件進行統計學分析。其中,計量資料采用均數±標準差(±s)來表示,組間對比采用t檢驗,計數資料對比采用χ2檢驗,以P<0.05為差異有統計學意義。
二、結果
結果顯示,無論是理論考核成績還是實踐考核成績上,觀察組成績都優于對照組,上述數據組間比較差異顯著(p<0.05),差異有統計學意義。具體數據詳見表1。
表1兩組學生理論與實踐考核成績對比示意表
組別例數理論考核成績實踐考核成績
觀察組6486.4±7.688.4±6.1
對照組6473.9±8.275.9±7.8
三、討論
醫學遺傳學是高職護理教學的一門重要內容,涉及的內容復雜,包括醫學遺傳學、細胞生物學、分子生物學等多個知識,內容復雜、抽象度高,對學生的創新能力、自主學習能力、科研能力都有更高的要求。傳統教學模式方法陳舊、學生學習興趣不高,主動性與積極性均受到了影響,不符合新時期高職院校的育人需求。為了提高教學質量,需要創新教學模式,提高學生的綜合能力。
遺傳學課程既包括基礎知識,也包括與遺傳病防治相關的內容。為了解決傳統教學模式的問題,我院以遺傳病為主線,改革了傳統的教學模式,重構了教學內容,包括成立研究小組、重構教學內容、建立遺傳咨詢門診、舉行社會實踐活動四個方面,不僅包括理論教學內容,也對實驗、實踐教學活動進行了改革。以“遺傳病”為主線引導學生學習相關的理論知識,再將其付諸于自己的實踐中,利用節假日、寒暑假的時間,走出課堂,深入社會,進行調研,這種“理論+實踐”的教學模式,對于學生理論能力、實踐能力的培養十分有益。本組研究結果顯示,無論是理論考核成績,還是實踐考核成績上,觀察組成績都優于對照組,上述數據組間比較差異顯著(p<0.05),差異有統計學意義。
以遺傳病為主線的高職醫學遺傳學課程教學模式,有效調動了學生學習的積極性與主動性,將臨床實踐與理論真正結合起來,借助于各類新型教學模式,創新教學內容,完善教學體系,對于應用型、創新型人才的培養非常有益。
作者:趙忠桂
參考文獻:
[1]曹博,程志,曹德品,等.PBL教學模式在醫學教學改革中的應用[J].中國高等醫學教育,2007(7).
[2]張咸寧,俞萍,祁鳴,等.醫學遺傳學課程建設淺析[J].中國高等醫學教育,2007(1).
[3]馮浩,沙保勇,景曉紅.淺析高等醫科院校醫學細胞生物學教學面臨的挑戰和對策[J].陜西教育(高教),2015(12).
[4]米亞靜,張妮,劉潔,等.青年教師在醫學遺傳學教學中的體會與思考[J].現代醫藥衛生,2014(17).
[5]張淑紅,張金波,劉爽,等.提高醫學遺傳學課堂教學效果的探討[J].現代生物醫學進展,2012(2).
在高校遺傳學教學中存在許多經典案例,如:果蠅的翅型、體色、眼色等性狀的遺傳;豌豆的性狀遺傳以及玉米籽粒的形狀和顏色性狀的遺傳等。其中,還有一個非常重要的經典案例,即血型遺傳。自20世紀初至今,ABO血型遺傳一直是復等位基因的一個不可缺少的經典案例。隨著科學技術的高速發展,血型的經典內涵得到不斷提升,新的研究結果使血型遺傳所涵蓋的遺傳學知識點越來越多,內容越來越豐富。因此,以我們身邊最常見的表型--血型為案例開展遺傳學教學不僅可以將復雜的知識點簡單化、形象化,便于理解,還可以將繁多的基礎知識串聯起來,便于記憶。另外,以血型遺傳作為經典案例在遺傳學的教學中還可以不斷加人新的研究和新的應用,使經典的內涵不斷得到新的提升,讓學生的視野接觸到前沿的科學知識,為日后的科研接力打好基礎。
1血型與遺傳學之間的重要關系
開展案例教學,案例的選擇是關鍵。血型是人類血液由遺傳控制的個體性狀之一,與人類的生活關系密切,用途廣泛。自1900年到2005年,已檢測出約29個血型系統[21。臨床上最常用的有“ABO血型系統”、“Rh血型系統”、“MN血型系統”和“HLA血型系統”。這些血型系統涵蓋了復等位基因、基因互作之上位效應等遺傳學的孟德爾定律拓展原理,基因的表達調控及群體遺傳等遺傳學的精髓內容。透過這個知識窗口,可以看到遺傳學在血型中的奧秘。
孟德爾遺傳定律從建立、發展到不斷拓展完善,一直都是貫穿高校遺傳學教學的核心知識點。由于現在大學生從高中開始就接觸孟德爾定律,如果大學教學還是重復高中階段所涉及的內容,學生的學習興趣難以提高。在高中知識的基礎上,開展案例教學,引入現代遺傳學在人類血型上的最新認識,則不但可以給學生一種似曾相識的感覺,還能自然地激起他們深入探索的興趣。血型的遺傳特征及生化基礎可以清晰明了地向學生闡述清楚孟德爾定律的一些重要的延伸知識內容。從紅細胞血型到白細胞血型,從常見的ABO血型到罕見的孟買、Rh血型,對于假基因、等位基因、復等位基因和擬等位基因等不容易理解的基因概念以及基因之間的相互作用都可以通過血型案例,把學生帶入情境之中,在教師的指引下由學生自己依靠其擁有的基礎知識結構和背景,在血型案例情境中發現、分析和解決問題,比較輕松地掌握這些容易混淆不清的概念和一些難以理解的遺傳學現象,如非等位基因之間的相互作用之上位效應等。
此外,人的血紅蛋白基因在不同發育時期的表達調控還涉及遺傳學中的表型和基因型之間的關系,真核生物中的基因表達調控模式等知識點。對血型相關的一些遺傳疾病進行分析,還可以引申出基因突變和染色體缺失突變及一些重要的遺傳標記。血型的遺傳學檢測方法及臨床上的輸血原則和溶血、血型互配等現象也與受基因表達調控的紅細胞的細胞膜糖基的特征和生化機制密切 相關,引導遺傳學從理論到實驗,再到實踐中的應用。血型與疾病的關聯分析,把科研思維引入高校遺傳學教學中,讓學生緊跟時展的步伐,理論聯系實際,為日后的科研工作打好基礎。
遺傳學中兩大重要的主題是遺傳和變異,主要包括孟德爾遺傳和連鎖遺傳、基因突變和染色體畸變。通過以復旦大學遺傳學教學大綱為參考,與劉祖洞主編的《遺傳學》和喬守怡主編的《現代遺傳學》教材內容相比較發現,血型遺傳案例除了與上述遺傳學四大內容關聯外,還涉及到基因的表達調控、群體遺傳、表觀遺傳等知識點,其中大部分知識點都是要求學生重點掌握的內容。目前,血型案例所涵蓋的主要遺傳學知識內容及在遺傳學學科中的重要意義的歸納見表1。因此,把血型作為經典案例,開展遺傳學的案例教學既貼近生活,引發學生深刻的思考,又能代表性地進一步闡述探討遺傳學的生物知識。
2血型案例在遺傳學教學中的開展
在以血型為案例的教學過程中,我們首先根據高校遺傳學的教學目標和培養目標的要求,在學生掌握了一些遺傳學的基礎知識和理論知識的基礎上,結合遺傳學的教學進度逐步有序地進行介紹:1.血型基本知識介紹;2.紅細胞血型的細胞膜糖基特征和生化機制;3.紅細胞血型與輸血;4.血型的遺傳學規律特征,包括(I)ABO血型復等位基因遺傳及其應用,(II)ABO血型基因的克隆,(III)ABO血型的遺傳學鑒定;5.ABO血型的拓展,包括(I)孟買血型與擬孟買血型,(II)紅細胞血型與白細胞血型。下面主表1血型與高校遺傳學教學的重要關系
要選取兩個方面闡述在遺傳學教學中的開展過程。
2.1血型基本知識在教學中的開展
ABO血型系統是第一個被描述的紅細胞血型系統,也是最具有臨床意義的一個系統。因此,在進行血型基本知識介紹時往往以ABO血型為例。隨著以分子生物學為基礎的血型研究的發展,ABO血型的基因遺傳背景目前已比較清楚。在介紹血型基因的基本知識同時也涵蓋著遺傳學知識的傳播,而且隨著血型基因知識的不斷豐富完善,涵蓋的遺傳學知識也越來越廣泛。
ABO血型由3個復等位基因控制,即iA、產和i°o在開展遺傳學相關教學活動時,一般都用此作為分析生物界中復等位現象的經典例證。這些基礎知識對于高校學生來說可能在高中的時候就已經獲得。因此,在大學開展相關教學時,除了簡單介紹這3個主要的復等位基因外,還可以深入講述新的研究結果,到目前為止通過分子生物學方法已經確定了160多個^50等位基因,只是目前國際上以4川7基因作為等位基因的參比序列,其他基因均與其緊密相關,非常保守。在此基礎上ABO血型又可分為許多亞群,其中A血型表現出最多的亞型。在紅細胞血型系統中還有一種Rh血型,分為Rh陽性和Rh陰性。Rh血型主要由3個緊密連鎖的基因D/d、C/c、E/e決定,這3個基因以單倍型方式傳遞,屬于擬等位基因。這樣在講解原有知識基礎上,又不局限于原有知識范圍,由ABO血型到Rh血型,由復等位基因引出擬等位基因,在教學方法上可以通過相互比較,舉例分析,擴大學生的知識面,提
高他們的學習興趣。
人類的血型是不是一生恒定不變的?面對這個問題,很多學生都會認為血型是由遺傳決定,不會改變。其實人類的血型也會發生變異,如急性白血病以及再生障礙性貧血可以使血型抗原減弱,骨髓增生異常綜合征可以導致血型抗原丟失等。而且,健康人也存在血型變異的現象,但是這個是與細胞表面血型物質受到掩蓋以及人體存在一些稀有ABO等位基因有關。這些新的知識可以向學生很好地展示“遺傳和變異”,利用身邊的血型案例調動學生的學習積極性,使他們積極主動地掌握遺傳學的精髓。
此外,最近幾年疾病引發基因甲基化和突變的研究'又可以結合表觀遺傳學的內容開展教學。
2.2紅細胞血型的細胞膜糖基特征和生化機制在教學中的開展
人類ABO基因位于9號染色體長臂(9q34),其基因產物是一些專一性的糖基轉移酶,可以催化血型抗原前體特定部位的糖基轉移,從而控制ABO血型抗原的生物合成。其中4基因編碼產物為N-乙酰-D-半乳糖胺轉移酶(簡稱A酶),可以產生常見的A抗原;S基因編碼產物ci-l,3-D-半乳糖轉移酶(簡稱B酶),可以產生常見的B表面抗原;和S基因同時存在產生的等位基因,其編碼產物具有A酶和B酶的特異性,在紅細胞表面上產生不同強度的A和B抗原;而O基因則是第258位和第349位堿基缺失導致的密碼子移位,使終止密碼提前出現,合成了無酶活性的短肽,因而體內沒有A酶和B酶,也不能催化糖基轉移,只有前體物質H的產生為H抗原(圖1)。因此ABO血型有時也稱為八811型[71。這樣,不同的、B、0基因編碼不同的多肽,產生具有不同功能的糖基轉移酶,非常簡單地引出了遺傳學中經典的基因與酶的關系的“一個基因一條多肽(一個基因一個酶)假說”,使學生很容易獲得一個基因決定一條相應的多肽鏈(酶)的結構,并相應地
影響這個多肽(以及由單條或多條多肽鏈組成的酶)的功能這種遺傳學思想,達到良好的教學效果。
此外,最新研究發現ABH抗原除表達在血細胞表面以外,還可以出現在除腦脊液外的分泌液中;有大約80%的個體具有產生這些可溶性抗原的遺傳基因;這種分泌抗原的表達由雙結構基因控制,即第19號染色體2個緊密連鎖的Ft/n(用和基因座。ABO血型抗原都由前體H物質合成,SeAe基因和丑冷基因都可以控制合成H物質;簡單來說,基因的表達決定體液中是否出現ABH抗原,H/h基因的表達決定紅細胞上是否出現ABH抗原。但是,并不是所有帶m基因的個體唾液中都分泌ABH物質,還要受到Wh基因的制約,其中hh型(即孟買型)均為非分泌型[7]。這樣又引出了遺傳學中一個很重要的概念--上位基因,很重要的遺傳學現象--上位效應。這些屬于遺傳學中基因互作的重點內容,而且發生基因相互作用的非等位基因仍然遵循孟德爾分離和自由組合定律,后代的基因型及其比例是可預計的,所以在遺傳學教學中還可用于親子鑒定、重大遺傳疾病的關聯分析、人種演化、群體遺傳分析等相關內容。
2.2相關技術的拓展應用
ABO血型的分子檢測是分子遺傳學教學中PCR技術拓展應用的案例。血型基因的表達影響血型的表現型,表型相同的個體其基因型不一定相同。如何區分iAiA、Pi0在表現型都是A型和iBiB、iBi0在表現型都是B型的個體,可以根據A、B、0血型基因堿基的差異,應用聚合酶鏈式反應-限制性片段多態性(PCR-RFLP)技術分型人類ABO血型的方法。這種方法可以對個體血型(血型基因型)進行判定:是屬于AA型、AO型,還是BB型或BO型。在這個基礎上,我們進行了改進,并結合教學進程,作為自選實驗在學生中開設,獲得了學生的好評。在135個學生中開展自選實驗,其中有80%的學生選擇ABO血型鑒定這個實驗,并表示對這個實驗很感興趣。
此外,還可通過分析核苷酸來確定分泌型ABH血型的Se基因型。主要基因分型技術有:(l)PCR-序列特異性引物(PCR-SSP),這是一種新的基因多態性分析技術,根據基因座某一堿基的差異設計一系列引物,特異性引物僅擴增與其對應的等位基因, 而不擴增其他的等位基因;(2)PCR-DNA測序法,先通過PCR擴增基因的主要片段,然后測定序列;(3)PCR-限制性內切酶法,用對位點特異的限制性內切酶消化基因,再通過Southernblot分析來確定。目前,PCR-SSP常用于胎兒血型鑒定及白血病引起的血型抗原異常等血型鑒定。隨著450基因結構和研究方法的迅速發展,AB0血型定型也將進入基因定型的時代,揭示更多的關于AB0基因和AB0血型表觀遺傳學等方面的奧秘。
在教學過程中還可以設計一系列與血型相關的論題,引導學生査閱相關方面的最新進展,總結出血型與人類疾病和性格之間的關系以及蘊涵的遺傳學原理。學生可以分組制作PPT討論,還可針對某一論題,學生組隊分為正反兩方,開展辯論式討論。一學期可以安排一次課時(45分鐘)開展辯論式討論,前30分鐘讓學生正反方陳述觀點,列舉證據開展辯論,后15分鐘用于總結和點評。在這個模式下,幾乎所有的學生都積極主動地參與進來,將引導、鼓勵與考評相結合,充分調動了學生學習的積極性[11]。開展“血型是否可以決定性格”類似專題的辯論式討論,既增加了遺傳學教學的興趣性及可接受性,還可以使學生的思維在辨析中得到操練。正反兩方隊員通過收集資料和案例,與同學辯論解釋的過程中,不僅掌握了深奧的科學知識,而且還與現實生活相聯系,并且將遺傳學應用于實際,填補了傳統教學在知識靈活認知與實踐中的不足。
3以血型為案例開展遺傳學教學的優點
作為日常生活中被人們廣泛熟知的遺傳學常識,血型遺傳學的研究歷程符合遺傳學的發展規律與教學規劃,其作為遺傳學教學案例有著不可替代的優勢:
近半個世紀以來,以分子生物學和細胞生物學為代表的生物學相關學科的發展突飛猛進,并向生物醫學多個學科進行廣泛滲透和交叉融合,對傳統的生物學和醫學科學均產生了革命性的影響,極大地推動了人類健康領域的理論突破和技術創新。目前,分子與細胞的相關知識已經成為生命科學的共同語言。按照現代醫學對于人體認知的“社會–人體–系統–器官–組織–細胞–分子”這一逐級探索模式,分子與細胞是最為基本和最為核心的層次。因此,作為一名現代醫學生,掌握扎實的分子與細胞基本理論知識對于理解或闡明疾病的發病機制、理解/執行或創建疾病的診斷和治療方案至關重要。近年來,國內外各高等醫學院校紛紛對已有的基礎醫學和臨床醫學課程,在器官系統層次上進行課程和知識整合,這已成為目前西方醫學教育的主流模式。國內多個醫學院校也紛紛學習、引進、改良和開展了“以器官系統為中心”的教學體系,取得了良好的效果。然而,在分子與細胞層次上的相關課程整合,主要涉及《生物化學》《、分子生物學》《、細胞生物學》和《醫學遺傳學》四門密切相關的生物學主干課程的整合。國內各醫學院校雖有探索,但基于國內外醫學教育在生物學相關課程教學上存在較大的差異(西方醫學生進入醫學院前學過較多的生物學課程,但國內醫學生則從高中直接入學),故而目前在上述四門課程的整合上尚無一個成熟的模式。根據筆者前期調研掌握的國內醫學院校的情況來看,中國醫科大學和華中科技大學同濟醫學院對生物學學科相關課程整合進行了有益的探索,這兩所學校均將《生物化學》、《細胞生物學》和《分子生物學》三門課程的內容進行重組整合,還分別出版了專門的教材《醫學分子細胞生物學》和《細胞的化學與生物學》[6-7]。此外,中國醫科大學和上海交通大學醫學院還嘗試將《醫學遺傳學》與《組織胚胎學》兩門課程進行整合[8]。通過調研和梳理,筆者發現,上述國內醫學院校的生物學相關課程整合中存在一個關鍵問題,即《醫學遺傳學》的相關內容在課程整合中沒有與相關生物課程進行較好的融合。眾所周知,《醫學遺傳學》在早期發展階段,與胚胎發育研究密切相關,但經過近年來的快速發展,其整體內容已迥異于傳統的經典遺傳學和胚胎發育研究,反而與《生物化學》、《細胞生物學》,尤其是《分子生物學》的聯系更為密切。因此,《醫學遺傳學》更應該與《生物化學》等生物學主干課程進行系統、合理的整合;而《組織胚胎學》則適合以器官系統為主線,與其他醫學類課程進行整合。然而,對包括《醫學遺傳學》在內的這四門密切相關的生物學主干課程進行系統整合的做法尚未見報道,很有必要進行嘗試和探索[6-9]。
2分子與細胞整合課程教學體系的構建
2.1整合思路與教學內容
2012年初,作為我校啟動的“以器官系統為中心”重大教學體系改革的一部分,我們在充分調研的基礎上,以分子和細胞為主線,將傳統以學科設置的《生物化學》、《分子生物學》、《細胞生物學》和《醫學遺傳學》四門課程進行有機精簡整合,形成了一門新的整合課程《分子與細胞》[10-12]。如表1所示,整合后的新課程的教學內容包含“生物大分子結構與功能”等八個層層遞進的知識模塊,按照由“動”至“靜”,由“分子”至“細胞”,由“簡單”至“綜合”的原理進行設置。整合后的內容更為合理,更符合學習認知規律。結合教學實施,全部教學內容又分為兩大部分,依次分為兩個階段進行教學。第一階段,即《分子與細胞I》,為基礎階段:主要講解分子與細胞相關的基礎知識,該部分內容是將原有四門課程的核心基本知識進行重新精簡整合為生物大分子結構與功能、細胞的結構與功能、物質代謝及調控、遺傳信息傳遞及調控和細胞的運行機制五個密切關聯并層層遞進的模塊。本階段的主要教學目標是使學生掌握分子與細胞相關的基本理論知識,能夠在分子和細胞水平上理解生命活動的基本規律,并嘗試初步運用這些知識分析和理解相關的醫學問題。實驗教學方面,主要設置基本實驗,包括雙縮脲法測定血清蛋白質含量、血清蛋白的醋酸纖維薄膜電泳、胰酶對蛋白質的消化和影響酶作用的因素、丙二酸對琥珀酸脫氫酶的競爭性抑制作用、血糖濃度的測定、轉氨基作用(紙層析)、轉氨酶活性的測定、DNA/RNA的原位顯示及細胞膜通透性觀察、線粒體活體染色及細胞器的觀察、酸性蛋白/堿性蛋白及過氧化物酶的原位顯示共計10個實驗項目,以培養學生的基本實驗技能和思維能力。第二階段,即《分子與細胞II》,為提升階段,主要將原有四門課程中的前沿進展性內容、醫學相關內容如基因工程、分子生物學技術、基因診斷與基因治療、干細胞、細胞工程、醫學遺傳學等內容進行整合,分為分子與細胞操作專題、醫學遺傳學專題和專題綜合討論三部分。本階段的主要教學目標是,在第一階段的基礎上,使學生了解和掌握一些重要的分子細胞生物學技術及其應用、分子醫學研究前沿與進展,并重點培養學生初步具備運用分子與細胞相關知識分析和解決相關醫學問題的能力,為后續課程學習奠定堅實的基礎。實驗教學方面,包括人類皮膚紋理的觀察與分析、人類染色體非顯帶核型分析和人類染色體G顯帶核型分析三個經典驗證實驗,另外設置一個基因克隆綜合大實驗,以培養學生綜合性思考和解決問題能力。與原有的四門課程相比,新的整合課程重點解決了如下四個問題。首先,該整合課程很好地解決了前述的《醫學遺傳學》與其他三門生物學課程的系統整合問題。其次,該整合課程很好地解決和避免了原有四門課程中一些教學內容重復講授的問題,如細胞信號轉導、遺傳信息傳遞與調控、癌基因與抑癌基因等,新整合課程教學學時數也比原四門課程總學時數減少了12個學時。再次,該整合課程將原有四門課程中一些密切相關交叉內容進行有機融合,以專題形式講授。譬如,將原《醫學遺傳學》中的“腫瘤遺傳”、原《分子生物學》中的“癌基因和抑癌基因”、《細胞生物學》中的“細胞周期與腫瘤”等內容進行整合,合并為分子腫瘤學專題討論式教學;還將原《醫學遺傳學》中的“生化遺傳病”與原《生物化學》中的代謝病、分子病等相關內容進行整合,合并為分子與疾病專題討論式教學。最后,該課程整合是在分子與細胞層次上,與所在單位的在器官系統層次上的基礎醫學與臨床醫學課程整合緊密配合,實現了整個醫學院校生物醫學課程的系統整合。譬如,將原有《生物化學》課程中的“肝的生物化學”和“血液生物化學”章節分別調整入后續器官系統整合課程中的“消化系統”和“血液系統”教學單元。針對上述整合后的教學內容,教學團隊編寫了教學大綱和一個簡明的教學講義。在實際教學過程中,教師和學生主要以自編的教學大綱和教學講義開展教學和學習,同時輔助參考整合前的三本教材《生物化學與分子生物學》、《醫學細胞生物學》和《醫學遺傳學》[10-12]。
2.2教學方法與手段
在教學模式上,由“以教師為中心”轉變為“以學生為中心”。除了采用常用的多媒體教學、網絡輔助教學等教學方法與手段外,我們重點采用小組討論式教學。在小組討論式教學具體實施過程中,我們確保每20個學時進行一次小組討論式教學。具體實施方案為:首先,教師提前根據教學內容設計病例討論(如糖尿病病例、鐮刀狀紅細胞貧血病例)或相關生物醫學討論主題與問題(如蛋白質分子結構與功能的辯證關系、基因突變對蛋白質結構與功能的影響等),將全班(35~40人)隨機分為5~8組(每組5~8人),布置討論任務;然后,學生以小組為單位,查找資料,相互討論分析,最后形成書面報告,并以PPT形式口頭匯報,口頭匯報時各組之間相互提問討論;最后,教師根據小組書面報告、口頭匯報和討論參與度等對學生打分,組內學生也根據貢獻、參與度等互相打分。與傳統的教師灌輸式講授教學相比,小組討論式教學可顯著提高學生的參與度和主動性,使學生由傳統的“被動式學習”轉變為“主動式學習”,也很好地培養了學生的合作交流溝通、查閱資料、口頭表達以及運用所學知識分析和解決相關醫學問題的能力。
2.3課程考核和成績評定
改變單一的期末集中一次性終結考試的方法,采取形成性評價與總結性評價相結合,加強全程性考核,將課程考核貫穿到課程教學的全過程,充分調動學生學習的積極性、主動性和創造性。堅持知識、素質和能力協調發展的原則,引導學生從以知識學習為主向知識、能力、素質并重的方向轉變,增強學生自主學習和分析問題、解決問題的能力。在具體實施中,考核分為形成性評價和總結性評價兩部分,總分為100分,形成性評價和總結性評價各占50%。綜合考慮形成性評價指標的合理性、客觀性和可操作性,經過多次修改調整后的評價方案參見表2。
2.4教學團隊與管理
在生物學一級學科層次上跨科室組建的教學團隊,主要由來自生物化學與分子生物學教研室、細胞生物學與遺傳學教研室的資深和年輕優秀教師組成,實行多學科跨科室聯組教學。團隊管理采用課程負責人制,同時設立教學秘書,協助處理教學相關具體事務。在每學期開學前、期中和期末,均組織一次集體備課和教學討論會,通過集體備課討論的方式,對授課方案、授課過程中出現的問題、學期末考核具體方案、學期教學經驗總結等方面進行討論總結,從而保證教學質量。
3實施效果與存在問題
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.
關鍵詞 動物遺傳學 實驗教學 HACCP
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A
動物遺傳學是我院動物科學專業和水產養殖學專業的重要專業基礎課,它是在實驗研究的基礎上發展起來的一門學科,其最初的誕生是孟德爾的豌豆雜交試驗所揭示的分離定律和自由組合定律,①可以說實驗研究是貫穿遺傳學內容的核心和靈魂。因此,實驗教學就成為動物遺傳學教學質量提高的重要組成部分。本文以動物遺傳學實驗課程教學實踐為例,介紹了HACCP體系在教學實踐中的應用,以供教學研究領域參考。
1 HACCP的原理及其在教學領域中的轉化應用
HACCP(Hazard Analysis and Critical Control Point)體系的核心思想是危害分析和關鍵點控制,即對過程進行危害性分析,找到危害預期結果的關鍵控制點及其臨界值,通過預防措施對關鍵點進行控制,以確保預期結果的出現。主要包括分析危害—確定臨界控制點—制定預防措施—監控—糾正措施-確認—記錄等七個標準過程。②
動物遺傳學實驗教學內容繁多,范圍廣,操作性強,既包括了群體及個體水平的研究,也包括了細胞水平和分子水平的實驗研究。HACCP應用于教學過程就是運用HACCP危害性分析的方法對教學管理與實施過程進行分析,對危害教學效果的關鍵環節進行標準化控制與管理,以達到提高教學質量的目的。吳錦秀、③王天龍④等研究了HACCP在教學教務管理中的控制作用,馬利華等⑤研究嘗試HACCP在課程教學中的控制作用,均取得了良好的效果。
2 HACCP在動物遺傳學實驗教學中的應用
2.1 HACCP在實驗項目管理中的應用
2.1.1 問題分析及關鍵點確定
通過對實驗教學項目管理和教學安排的全過程進行分析,發現可能存在危害教學質量的環節,按照各環節對教學效果影響是否顯著將以下幾個環節列為關鍵控制點:實驗課程目標、學時分配、項目制定、試驗進度表及考核方式等(如表1)。
2.1.2 預防控制措施
(1)實驗課程目標:擺脫目前存在的實驗課依附于理論課的狹隘觀念,確立以培養學生實踐和創新能力為導向,以提高學生的專業實驗技能和實驗知識為基礎的實驗課程目標。
(2)學時分配:配置能夠滿足實驗需求的合理學時。
(3)項目制定:實驗項目應該包括驗證型、綜合型及研究型三種類型實驗,按學時計算將驗證型:綜合型:研究型比例定為4:3:3。
(4)試驗進度表:驗證型實驗配合理論課進度安排,各實驗應在其相應理論課剛結束后進行,綜合型及研究型實驗安排在理論課后期或結束時。
(5)考核方式:采取動態考核和靜態考核相結合的方式,動態考核主要根據學生在實驗過程中的態度和參與度來打分,靜態考核主要是對學生實驗報告和作業打分。
2.1.3 效果評價
通過HACCP的控制方式對實驗項目進行管理后,實驗目標更明確,試驗項目驗證型、綜合型及研究型相結合,實驗內容更具導向性和創新性,有利于開發學生的思維和動手能力;試驗進度安排的也更合理,與理論課進度相互配合,達到理論與實踐的快速結合;多樣化的考核方式也調動了學生的實驗積極性。
2.2 HACCP在動物遺傳學實驗課堂教學過程中的應用
有一套好的實驗培養方案,但是沒有合理的執行,也不能達到教學效果。實際上多年來的實踐證明了實驗課堂的管理對提高教學效果至關重要。
2.2.1 我校長期以來實驗課堂教學中存在的問題
(1)實驗過程松散,程序性不強。實驗從準備、開始到結束基本按慣性進行,缺乏對細節的控制,整體節奏性不強。
(2)關鍵教學環節平淡化,重點不突出。由于缺乏對關鍵環節的分析預測,在很多影響到教學效果的關鍵環節缺乏控制措施,在實驗中往往隨過程而流失,在影響到教學效果后才發覺,但為時已晚。
(3)學生參與度差。在實驗課堂進行中,有一部分學生存在應付心理,缺乏對實驗課應有的重視,試驗中惰于動手,觀望行為嚴重,實驗報告抄襲他人成果以蒙混過關。在實際中這種態度傳染給他人,嚴重影響了其他同學的動手積極性。
2.2.2 危害性分析及確立關鍵控制點
參考以上問題,檢查實驗所涉及的一切教學環節,分析危害教學效果的關鍵環節,按照各環節對教學質量影響是否顯著確立了以下幾個關鍵控制點:實驗前期預習、實驗態度和參與度、實驗報告的原創性及實驗后期測驗(如表2)。
2.2.3 預防控制措施
(1)實驗前期預習:要求學生上交實驗預習報告,內容包括對實驗目的、實驗方法和實驗程序的理解,課堂上隨機對學生進行提問,了解學生的預習情況,并記分考核。
(2)實驗態度和參與度:由實驗教師監督并記錄學生的實驗態度和參與程度,記錄動手操作率,并打分考核。
(3)實驗報告原創性:對學生實驗報告寫作中是否抄襲進行監督,如有抄襲則定為不合格。
(4)隨堂測驗:測驗學生對實驗技能和實驗相關知識的掌握程度,并打分考核。
2.2.4 效果評價
在實驗課堂中實施HACCP管理后,學生通過預習對實驗目的和程序提前把握,在實驗中減少了盲目性和失誤率;學生實驗動手操作的積極性大大增強,由于參與度高,基本上具有自己的實驗結果,抄襲現象基本杜絕;經過隨堂測驗,學生對實驗技能的掌握明顯加強,例如在PCR實驗課上,通過進行學生測驗,學生都能掌握PCR儀、離心機、紫外凝膠成像系統及瓊脂糖凝膠電泳系統等各種相關儀器的正確使用。
注釋
① 李寧.動物遺傳學[M].北京:中國農業出版社,2011.
② T. Mayes. Simple users'' guide to the hazard analysis critical control point concept for the control of food microbiological safety[J]. Food Control,1992.3(1):14-19.
③ 吳錦秀,涂慶華,段傳國.HACCP原理用于高職院校工科教學管理的改革研究與實踐[J].中國科教創新導刊,2012.5:227-228.
[關鍵詞] PBL教學模式;醫學遺傳學;選擇性應用
[中圖分類號] R640.2[文獻標識碼]C [文章編號]1673-7210(2010)02(b)-119-02
PBL(problem-based learning)即“基于問題的學習”,1969年由美國的神經學教授Barrows在加拿大的麥克瑪斯特(McMaster)大學首創,是指圍繞由教師精心準備的臨床病例,提出需要解決的問題,學生利用多種資源尋求答案,通過自學和小組討論的方式學習相關知識[1]。PBL教學理念是:把學習設置于復雜的有意義的問題情境中,讓學生通過合作解決真實性問題,從而學習和掌握隱含于問題背后的科學知識,形成解決問題的技能,培養自主學習的能力[2]。PBL教學模式特點是:以知識傳授和能力培養并重代替單一知識傳授;以小組討論代替班級授課制[3];以學生為中心代替教師為中心;以“提出問題―建立假設―收集資料―論證假設―課堂總結”五階段教學代替傳統講授(lecture-based learning)模式的“組織教學―復習舊課―講授新課―教學小結―布置作業” [4-5]。醫學遺傳學作為中職衛校護理專業的一門醫學基礎課程,為改變傳統講授模式的“學生在教師的指導下記憶考試”的現狀,在學習遺傳基本理論章節之后,結合臨床遺傳病例,選擇性地在遺傳性疾病章節應用PBL模式,旨在培養學生的自學能力、分析解決問題的能力。
1 對象與方法
1.1 對象
選擇我校2007級護理學專業學生54名(全為女生),學生已經學完了醫用化學、生物化學、生理學等基礎課程,具有一定的自學能力,進行PBL教學;并與完全采用傳統講授模式的2006級護理學專業學生49名(全為女生)的考試成績進行比較。
1.2 方法
1.2.1 目標引導:在傳統講授模式學完基本理論,將臨床實踐中出現的相關病例作為PBL教學模式中的“提出問題”,由教師與班級討論提出的問題。如學完遺傳的分子基礎及遺傳的細胞基礎之后,進行考試,使學生初步掌握了遺傳基本理論,著手布置自學遺傳性疾病、染色體畸變與染色體病章節。適時安排“先天愚型”、“先天性發育不全綜合征”、“先天性卵巢發育不全綜合征”三個遺傳性疾病中的經典病例,用學過的遺傳理論分別以常染色體遺傳和性染色體遺傳進行推理解釋。
1.2.2 問題的提出:教師先布置學生認真自學相關章節,將病例由教師精煉成一組面向全班學生的序列性問題,如上述病例分析中可以提問:“先天愚型”等3種病例個體的染色體是多少?正常人的染色體核型是什么?多出或減少的染色體是常染色體還是性染色體?各表現出與之相應的哪些臨床特征?為什么會出現染色體的增多或減少?發病比率是多少?是否具有環境因素的影響?如有環境影響,則如何預防或避免?是否有可能進行產前診斷?你在現實生活中是否還發現一些可能是遺傳性疾病的病例等等問題。問題設計要環環相扣,層層深入,引導學生不斷探索,幫助他們養成良好的思考習慣,提高其分析解決實際問題的能力。問題布置的時間要提前,安排PBL教學之前一周,將問題設計交給學生,讓學生通過圖書館查資料、上網查資料、向教師請教及學生之間討論等多種方式獲得問題的答案和解決方法。
1.2.3 課堂教學:在課堂教學開始時,強調課堂紀律;在教學過程中,教師要牢牢把握課堂內容及討論方向,學生要緊緊圍繞問題進行討論。
1.2.4 討論:利用1 h,在教師指導下分組討論設計中的幾個序列性問題。小組討論以9人一組,并指定一名小組長,要求每個學生必須發言。全班討論時,先由小組長陳述自己小組的討論結果和存在的疑問,而后自由發言,最后由教師對學生的發言進行講評、歸納和總結。
2 結果
2.1 問卷調查
教學過程結束后,以問卷形式調查2007級護理學專業54名學生的意見,結果見表1。
表1 2007級學生PBL教學模式效果的問卷調查結果(%)
2.2 考試成績比較
采用與2006級學生相同的試卷,對2007級學生進行考試,將成績進行比較,有顯著性差異(P
表2 2007級與2006級學生考試成績比較(x±s,分)
3 討論
3.1 PBL教學模式的優點
通過實踐,認識到PBL教學模式與傳統講授模式相比較,優點明顯。①提高了學生成績,2007級學生的分數明顯高于2006級,兩組比較,有顯著性差異(P
3.2 PBL教學模式的制約因素、存在問題及解決方案
由于PBL教學要求較高,與目前的教學條件、師資、學生素質之間存在著一些亟待解決的問題。①教師經驗欠缺,知識面不夠寬,因此教師要不斷充實完善自身的知識結構,提高綜合素質。②問題設計可能不合理或超出學生的研究能力,當前中職衛校護理專業學生素質普遍低于20世紀90年代學生,因此在設計問題時盡可能適合學生水平,緊密聯系臨床工作實際。③在課程教學中,對問題要有選擇性,純理論的教學還是運用傳統講授模式為好,在病例教學時選擇性地選取幾個結合臨床的問題,寧少勿多。④PBL教學花費更多時間,需要更多課時,可能影響整體教學計劃。⑤課堂討論時學生積極性不高,中職衛校女生普通存在從眾心理,一旦有一個學生踴躍發言,就會有大批學生跟進。為此要求學校在平時能經常性地組織開展演講等一些集體活動,鍛煉學生演講表達技能。⑥課堂討論時,討論內容容易泛化,教師應牢牢把握、時時提醒,避免跑題。⑦學校圖書館、網絡資料等教學配套實施不足,中職衛校圖書館書籍不夠豐富,學校為方便學生管理,嚴格限制學生上網等。
總之,在醫學遺傳學教學中,遺傳理論章節用傳統講授模式,有選擇性地在典型的臨床遺傳病例中用PBL教學模式,取長補短,合理安排教學時數,能提高學生成績,提升學習興趣,拓展學生多種技能,提高教學質量,為培養未來優秀的醫護人才打下堅實的基礎。
[參考文獻]
[1]侯一蜂,周艷春.PBL與能力培養[J].醫學教育探索,2007,6(2):111-112.
[2]楊海蓮.以學生為中心進行基礎生物化學研究性教學[J].中國大學教育,2006(2):35-36.
[3]郭紅霞,蔣永東. PBL 在我國護理教育中的應用研究現狀[J].護理學報,2007,14(1):25-26.
[4]吳應鋒.以問題為基礎的學習與傳統教學模式的比較[J].國外醫學:醫學教育分冊,1995,16(3):1-4.
關鍵詞: 高中生物 理科 教學策略 教學評價
一
高中生物到底屬于文科還是理科,其實答案大家都知道,當然是理科,但很多現象卻讓我們對生物姓“理”產生了疑問。比如,一些學校在臨近考試前,會抽出一定的時間讓學生“背”生物;很多學生、家長,以及部分非生物學科的老師認為,學習生物只要多花點時間,記記背背,就能考好。因此在這些人眼里,生物這門課儼然成了理科中的文科。
為什么在這些人的眼里,生物變了“姓”,或者成了一門理科中的文科呢?我認為可能有以下幾個原因。
1.學生缺少對生物概念內在聯系的理解
生物學科中有很多概念,這些概念往往是對生物現象、事實進行的描述、說明或闡釋。概念的掌握,固然對學習生物有很大幫助,但只熟記這些概念,或僅僅是這些概念的簡單堆砌,而缺乏對概念背后和概念之間內在聯系的理解,是不可能學好生物的。如在上遺傳學內容時,學生首先接觸到的就是一系列的概念,如“相對性狀、顯性性狀、隱性性狀、親本、子一代、雜交、測交、性狀分離”,等等。學過遺傳學的人都知道,僅記住這些概念是不可能真正理解與掌握遺傳學本質和規律的,這樣的例子還有很多。
2.教師對教材內容的不當處理
生物學是一門研究生物現象或生理過程、揭示生命活動規律的學科。教材為了使學生能更好地理解與掌握一些生命現象和生理過程,往往把其人為地拆分成若干個過程進行描述。如把光合作用過程分為光反應階段和碳反應階段;把需氧呼吸分成糖酵解、檸檬酸循環和電子傳遞鏈;把有絲分裂間期分成G1期、S期、G2期,分裂期分為前期、中期、后期和末期,等等。如果老師側重講授這些片段式的過程,缺乏對這些過程有效的串聯和還原,那么所謂已“熟記”課本內容的考生就不可能真正理解和解答那些需要從整體角度和動態過程考慮的問題。
3.教學評價過于側重記憶內容的檢測
學生接觸生物課的第一年,通常要面臨的是會考,同時這一年是學生打基礎的一年,因此,平時做的練習和試卷往往側重于基本原理、概念和過程的考查,有些試題甚至直接來源于課本上的原話。那些善于“背”課本內容的學生往往能得到高分,而數理化成績較好,但不習慣“死記”的學生往往生物成績平平。這樣的教學評價無疑在告訴我們的學生,要想生物考高分,只要多記多背就可以。
二
針對上述原因,我們應該從哪些方面入手,才可能不使學生產生生物是理科中的文科這樣的錯誤想法呢?我認為以下幾點教學策略可作參考。
1.注重知識之間的整體性、邏輯性
作為一門理科,生物具有理科特有的思維方式,注重知識之間的整體性、邏輯性。我們不反對記憶,任何學科都是需要記憶的,數學、物理、化學中不也有很多公式需要記憶嘛?但是簡單地片面地對生物學概念和過程進行記憶是學不好生物的。如在學習光合作用、呼吸作用這些內容時,開始階段對每個生理過程進行分段式教學和記憶,有利于學生的理解和掌握,但到一定層次后,不僅需對每個生理過程進行整合和還原,而且需對不同生理過程之間進行有效串聯和整體性考慮,很多學不好生物的學生,往往就缺乏這方面的能力。我舉一個例子:有些學生想當然地認為當植物接受光照時,它就釋放O■,吸收CO■。假如我們把光合作用和呼吸作用作為一個整體來考慮的話,就很容易想到,當光合作用強度小于呼吸作用強度時,植物是吸收O■、釋放CO■的。只有當光照強度超過一定值后,植物才會釋放O■,吸收CO■。這樣的片面理解,根源在于學生割裂了光合作用和呼吸作用這兩個原本緊密聯系的生理過程,沒有把它們當做一個整體進行考慮。雖然生物學科不像物理和化學學科那樣重視數字上量的變化及數學上的推理過程,但它也十分重視過程的邏輯性,這一點在遺傳學中體現得尤為明顯。在遺傳學中,無論是已知親本基因型推算子代的表現型和基因型,還是由子代推親本的組合,都需結合數學的相關知識,尤其是概率知識解答,這些都十分強調思維的邏輯性,靠死記硬背是解答不了問題的。
2.一定要重視實驗教學
實驗是理科區別于文科的一個重要內容。實驗教學是生物教學的基本形式之一,“初步學會生物科學探究的一般方法,具有較強的生物學實驗的基本操作技能、搜集和處理信息、分析和解決實際問題等能力”是新課程的重要目標之一。生物和物理、化學這些理科一樣,都是建立在實驗的基礎之上的,生物知識的累積,其本質都是依靠實驗不斷獲取和證實生命現象和生理過程。可見,生物作為一門理科,實驗教學是理所應當需要加強的。但現實由于種種原因,實驗教學往往發生了扭曲,實驗“口頭化”、“紙上化”替代了學生的親自動手操作。這樣的后果是學生很難對一些生物現象和生理過程有深入的理解,同時缺乏相關的動手能力、觀察能力、收集和處理信息的能力,容易出現“高分低能”的現象。重視實驗教學,關鍵在教師這方面,老師不僅要在思想上對實驗教學的意義有明確的認識,更重要的是在平時的教學過程中應不斷地滲透實驗的思想,創造實驗的條件,為學生提供實驗的機會。
關鍵詞: 高中生物 遺傳與進化 STS教育
自20世紀80年代以來,STS的理念和教育模式作為科學教育領域內的一種新的嘗試得到了世界眾多國家的認同,成為世界科學教育改革的一個重要方向。STS是“Science,Technology and Society”(科學、技術和社會)的英文縮寫,是研究科學、技術與社會的相互關系,以及科學技術服務于社會生產、生活及發展的科學教育思想,它要求學生懂得科學知識的應用,知道科學技術與社會之間的相互影響和作用,培養學生關注社會的意識,并能以正確的價值觀和方法解決科技發展所帶來的社會問題。
《普通高中生物課程標準(實驗)》在課程性質部分明確指出:“高中生物課程將在義務教育基礎上,進一步提高學生的生物學素養。尤其是發展學生的科學探究能力,幫助學生理解生物科學、技術和社會的相互關系,增強學生對自然和社會的責任感,促進學生形成正確的世界觀和價值觀。”
“遺傳與進化”是高中生物必修模塊,它是生物學的一個基礎和核心內容,也是生物科學與社會、個人生活關系最密切的領域,在本部分內容里包含遺傳的細胞基礎、分子基礎、遺傳的基本規律、生物的變異、人類遺傳病、生物的進化六部分,該模塊主要從細胞水平和分子水平闡述生命的延續性及生物進化的過程和原因。本文以該模塊為切入點,對STS教育在生物學中的滲透進行探討。
一、系統化生物學知識,在教學中貫穿STS教育
生物具有嚴整的結構,通過代謝表現為生長、繁殖等生命現象,具有應激性,能夠適應并影響環境,因此生物學的基本概念和原理不是孤立的,而是彼此有著一定關聯。在教學中,教師應心中有STS理念,在有意識地引導學生在學習生物學知識、技能的同時,建立起生物科技與社會的教育觀念。
例如:學習細胞分裂知識后,分析細胞分裂中DNA、染色體變化規律,推導DNA與生物的遺傳相關,通過“Avery實驗、噬菌體侵染細菌實驗”證明“DNA是主要的遺傳物質”,繼續追問思考:作為遺傳物質應該具備什么條件?為什么DNA可以作為遺傳物質?通過了解沃森和克里克成功的奧秘引出DNA結構、功能、中心法則這些遺傳學的基本知識,由此引導學生關注:人類基因組計劃、中國超級雜交水稻基因組計劃、親子鑒定、基因診斷與治療、生物技術制藥和研制疫苗、艾滋病病毒的遺傳機理、基因工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程、轉基因食品、害蟲和病原體抗藥性形成、干細胞的應用、克隆技術、人體器官移植、組織培養、朊病毒等,這些都是極好的STS教育素材,教師只要隨心巧用,必可達到良好的STS教育效果。
可遺傳的變異為生物的進化提供選擇的材料,在生存斗爭過程中適者生存,不適者淘汰,有利變異不斷積累和加強,推進了生物的進化,學生沿著達爾文的思路,能了解達爾文的自然選擇學說模型,教師提示學生達爾文進化學說的局限,能激發學生深入探究了解現代生物進化學說。不同的物種之間,生物和環境之間,在相互影響中不斷進化和發展,即共同進化。至此,又很自然地把生物與環境的相關知識水到渠成的聯系起來,在生物與環境里,生物性污染、生物凈化、生物資源合理利用、綠色消費等又是滲透STS教育的良好素材。
以上的知識梳理只是一個示例,在任何一個模塊的學習中,任何一個生物學的基本概念和規律的拓展,均可以作為主線將STS生物學知識框架建構。教師心中應有生物整體的概念,善于從不同角度把STS教育落實于生物教學實踐中。
二、穿插應用生物科學史,滲透STS教育
生物科學史是一部科學發展的歷史,它揭示了人類生命科學的發展規律,蘊含著豐富的STS教育材料。如孟德爾、摩爾根在經典遺傳學上的貢獻、我國首次人工合成結晶牛胰島素和酵母丙氨酸轉運核糖核酸、袁隆平兩系雜交水稻法、DNA雙螺旋結構提出、《寂靜的春天》帶來的環保革命等,生物科學史為我們展示了生物科學事實、概念、原理、方法,以及技術發明的歷史背景、發展歷程、現實應用,對于學生深入了解生物學原理、生物學實驗設計的基本思路、掌握科學研究的一般方法,提供了極好的范例,同時,從生命科學的發展史來看,每一項成就的獲得無一不是生物學家們不斷思考、不斷探索,甚至是不斷失敗后反復實驗而獲得的成功,因此生物科學史在教學中的融合,既有助于學生理解知識和概念,培養科學思維,形成良好的知識結構,理解科學研究方法,掌握生物科學概念原理,又有利于培養學生科學態度和形成正確的價值觀。
例如,“基因的分離定律”可以采用以下教學步驟:(1)問題引導,設疑激趣:簡單解釋“融合遺傳”的觀點,預測孟德爾豌豆雜交實驗F1會是什么樣顏色?實際結果F1紫色,與“融合理論”不符合,怎么解釋?(2)設問:在孟德爾豌豆雜交實驗里為什么F1全是高莖?矮莖消失了嗎?F2為什么會出現3∶1這樣的結果?是偶然的嗎?怎么解釋孟德爾的發現?(3)帶著疑問,引導學生思考孟德爾對該實驗現象的解釋;它與“融合理論”的本質區別是什么?孟德爾的解釋是否合理呢?怎么檢驗它的正確性?(4)介紹“假說―演繹法”,指導學生繪制一對相對性狀的遺傳圖解,理解測交實驗過程,預測測交實驗結果,領悟“假說―演繹法”在科學實驗研究中的價值。(5)師生共同歸納總結孟德爾基因分離定律的實質,并組織模擬性狀分離比實驗,體會模型意義。(6)介紹孟德爾定律在生產實踐上的應用。通過設疑探究模擬孟德爾關于基因分離定律的過程,再現生物學家的實驗設計和操作,讓學生親身體驗和感受科學探究過程,學生能夠較好理解基因的分離定律實質,理解“生物―技術―社會”之間的關系,并對“觀察、發現問題―分析問題、假設―實驗設計、驗證―歸納總結”的一般研究過程有了真實的體驗,實現知識(分離定律)、技能(科學研究方法)目標的達成。
三、情境創設、課堂引導,落實STS教育
建構主義觀點認為:知識是從情境和活動中來的,學習是在真實的活動和社會性的互動里發生的,情境教學是教學研究中的一個重要問題,所謂“情境教學”,就是“從情與境、情與辭、情與理,情與全面發展的辯證關系出發,創設典型的場景,激起兒童熱烈的情緒,把情感活動和認識活動結合起來,所創建的一種教學模式”,即“情境教學”指的是教師人為“創設”的情境中所進行的教學。[1]創設情境的目的或激發學習興趣,或啟迪思維,總的來說是為實現有效的教學服務,因此創設恰當的教學情境,開展STS教育活動,是生物教師的基本素質和能力體現。如學習“性別決定和伴性遺傳”的內容時,我先給學生展示一位男明星和一位女明星的照片,設問:人都是由受精卵發育而來,為什么有的發育成雄性,有點發育成雌性?再講述“色盲的發現”“月亮的女兒”的故事,提問:色盲和白化病的患病人群有什么不同?為什么會出現這樣的情形呢?面對可能出現的不同的遺傳病,如果你是一個遺傳咨詢師,你怎么給一個懷孕的母親進行遺傳咨詢?在這樣創設的提問情境,學生產生了價值取向,注意力集中,認真思考,為相關知識的學習做好了準備。隨著一個個問題的解決,學生較好掌握了知識,同時在假設的情景里應用所學習知識分析問題,解決問題,“科學、技術、社會”的意識也自然地融入在教學活動中。
四、活動延伸,課外拓展STS教育
課堂教學的時間是有限的,因此教師在做好課堂教學的活動的同時,應充分組織學生圍繞與生物學有關的科學、技術及社會問題開展以學生為主體,以實踐性、趣味性為主要特征的活動課,對生物學課堂教予以必要延伸和拓展補充。如舉辦“基因工程和轉基因技術”“克隆技術與人類未來”“人類基因組計劃”等專題講座,進行“生物與人類未來”“環境污染”“健康與生命”“健康與營養”等專題調查,推薦適合中學生的科普讀物,收集報刊雜志上最新科技發展動態,開展閱讀競賽活動,進行小制作、小發明、小實驗等豐富多彩的活動。學生通過活動的參與,能鞏固已學的生物學知識,學和合作與分享,認識體會生物學科學的重要性,養成關注與生物學有關的社會問題的習慣,自覺運用生物學的相關知識解決人類面臨的社會問題。
當今世界,生命科學日新月異,生物工程、克隆技術、轉基因技術、人類基因組計劃的研究在環境保護、醫藥生產和疾病預治等方面發揮巨大作用的背景下,在新課程理念的指導下,生物教學與STS教育相結合,把知識與應用、科技進步與社會發展,價值觀與關注社會的理念融于教學過程中,能使生物教學的內容更趨于完整。教師應立足于社會生活中的實際情況和問題,利用好教材,使學生能夠積極思考,理解生物科學與技術在社會中的作用及反作用,作出判斷和決策,主動學習,尋求當今社會發展中的生物科學、技術運用的最佳方案,培養科學的價值觀,具有對社會問題進行預測、判斷、決策和解決的能力,使生物學科教學真正著眼于每個學生的全面發展和終身發展的需要,真正全面提高學生的生物科學素養。
參考文獻:
關鍵詞:生物課堂;趣味教學;學習興趣
趣味教學是指教師采用不同的教學形式把課上得有聲有色,趣味教學能使學生產生學習的興趣。本人在多年的生物教學實踐中,結合中學生的生理及心理特點,針對學生對事物的好奇心強、求知欲強、思維活躍、學習從興趣出發等特點,以及生物學本身獨具的內容豐富、趣味性強的特點,現淺談如下:
一、精心創設情境,引入新課
如,教學《人體呼吸系統》時我創設情境,從社會熱點問題出發,我國的中東地區連日霧霾天氣,PM2.5再次成為公眾熱議焦點,北京多個地區的PM2.5濃度值達到700 ug/m3,空氣質量持續嚴重污染。拋出問題:人體的呼吸系統具有一定的免疫功能,為什么“霾”還會對呼吸系統造成危害?學生主動查閱資料,回答了問題,既完成了對知識的學習,同時又使學生樹立了保護環境、低碳生活的理念和意識。
二、課堂教學生動、直觀、多樣
直觀教學可使知識具體化,便于學生更好地感知、記憶、理解。如,講述能量的釋放、人體劇烈運動時,氧氣不足、肌肉組織會產生乳酸,而不是酒精。學生不太容易理解,易記錯。這部分知識我采用形象直觀化的語言,因為它不受時間、地點和設備條件的限制。加上學生自身的經驗,劇烈運動后腿酸疼,總結出“人跑最后,肌酸疼,哪有酒氣呼出來”,這就直觀多了。
三、走出課堂,挖掘資源
校園是最好的教學資源。如,校園中尋找蚯蚓、鼠婦,螞蟻等觀察其生活環境,嘗試歸納土壤生物的特點。測試不同植被周圍的空氣濕度,感受生物對環境的影響,并通過教師與家長及企業的聯系,開展科普講座,邀請他們擔任校外輔導員,拓寬學生知識面,指導開展科技活動,提高探究技能。
四、巧用結課
1.詩歌總結
如,《傳染病的預防》一課,教師用三字詞組結束本節課:“小感冒,麻煩多,早預防,是關鍵。多飲水,在平時,促代謝,憂心解。開開窗,通通風,空氣好,病菌少。……秋冬寒,多鍛煉,防感冒,此為先。”這樣的“收尾”練習使學生產生一種新鮮感,會即刻激發學生的學習興趣。
2.討論比較
將課堂知識分析、討論、比較,找出各自的本質特點和不同點,可使學生對知識的理解更準確深刻,記憶更清晰牢固。如,《動植物體的結構層次》一課,以討論比較形式結課。細胞―組織―器官―植物體;細胞―組織―器官―系統―人體。學生通過比較,準確記憶了動植物體的組織種類不同,器官數量不同。人體動物體由器官又形成了不同的系統等相關知識。
3.激情勵志