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多元自主学习模式在动物遗传学课程教学中的应用探索

2018-05-14黄永震贺花党瑞华蓝贤勇雷初朝徐嘉威陈宏

安徽农业科学 2018年17期
关键词:多元化自主学习教学模式

黄永震 贺花 党瑞华 蓝贤勇 雷初朝 徐嘉威 陈宏

摘要 动物遗传学是理论与实践紧密结合的生物科学专业的基础课。探索了基于现存问题、以实践需求为引导核心,以激发学生自主学习兴趣、培养独立思考、综合分析及解决实际问题能力为目标的动物遗传学教学体系在教学质量提升中的作用。分析了目前动物遗传学课程教学中存在的问题,构建了以学生自主学习为目标的课堂、实验及网络互动“三位一体”教学体系,为动物遗传学课程的教学改革创新以及提高教学水平提供了参考。

关键词 多元化;自主学习;教学模式;动物遗传学

中图分类号 S-01 文献标识码

A 文章编号 0517-6611(2018)17-0229-03

Key words Animal genetics is a basic course in biological science specility that combines theory with practice.This paper explored the role of animal genetics teaching system in improving teaching quality based on the existing problems,with practical needs as the guiding core,with stimulating students interest in autonomous learning,cultivate the abilities to develop independent thinking,comprehensively analyze and solve practical problems as goal.The existing problems in current teaching of animal genetics course were analyzed,and a diversified trinity teaching system that built the classroom,experiment and network interaction with students autonomous learning as goal was built,so as to provide references for the teaching reform and innovation of animal genetics course and improving the level of teaching.

Key words Diversification;Autonomous learning;Teaching model;Animal genetics

動物遗传学作为遗传学的一个分支,主要研究各种动物(如家畜、鱼类、鸟类、昆虫等)动物性状的遗传机制和遗传改良育种的方法。它是动物科学专业等的重要专业基础课之一。其主要内容包含分子遗传学方面的遗传物质构成、信息传递变化知识;细胞遗传学方面的经典遗传规律和非孟德尔遗传规律以及群体遗传学基础等,还涉及动物基因组学和动物基因工程等现代较为前沿的技术知识。目前遗传学已成为生命科学的带头学科,是生命科学领域研究中必不可少的一部分。随着人们生活水平的提高,人们越来越需要生命科学来解决生命活动中存在的问题。此时的遗传学教学不仅对于理解生命现象的本质具有重要意义,而且是国家发展和国际形势下的根本需求。然而,由于我国教学体制、教学结构及教学模式的相对滞后,教育总体水平与国外发达国家仍存在较大的差距。因此,在当今网络发达、信息爆炸的时代,要使教育有进一步的突破和革新,必须将信息科技与教学形式融合,采用多元化教学模式来提高学生自主学习的兴趣和习惯的培养,提升动物遗传学的教学质量。

1 存在的问题

随着时代的进步与科学技术的发展,动物遗传学作为遗传学的重要分支,在继承传统遗传学理论的同时得到了长足的发展。如何让学生在有限的课时内学习经典的理论知识的同时,了解前沿的知识技术,进而使学生产生求知欲,提升自主涉猎并理解动物遗传学知识的能力,对教师的教学工作提出了新要求。随着信息现代化及传媒技术的发展,教学理念不再局限于固定空间时间的教学,而衍生出慕课、翻转课堂等一系列新的教学方法,有利于多元化自主模式教学的推进。综合考虑国内外教学现状,国内动物遗传学教学存在以下问题:学生自学时间明显不足,涉及的知识仅局限于课本,教师对教学内容的延伸也因课时有限而受到限制;学生实践机会少,实验课程多为验证性的简易技能训练,缺乏发散创新自主思维的实验;平时作业的完成质量不高,缺乏主动思考;考试考核形式单一,如侧重考核基本理论,忽视对学生知识点的理解和思维应用能力的考核;“填鸭式”教学仍是学生缺乏主动探索学习动力的主要原因[1-2]。因此,多元自主学习模式的构建和推行将是未来动物遗传学课程教学改革的新方向。

2 多元自主学习模式的构建

2.1 多元自主学习模式教学任务的设计与应用

针对学院学生的特点,理论课程采用双语教学模式,将传统的讲授与现代的微课、慕课、翻转课堂相结合的多元化方式传授专业知识。实验实践方面,引导学生的独立思维能力去自主完成实验。实现课程教学由传统的“传统讲授”向“自主学习”进行转换,依托课上教学、课后练习、主题讨论等多元化板块来积极引导学生从不同的方面学习动物遗传学相关知识,感受动物遗传学的内在魅力,激发学生的求知欲。

2.1.1 多元自主学习在理论教学中的应用。

动物遗传学的进步与发展使得很多新知识不断涌现,其中涵盖了大量与遗传学相关的专业英语词汇,只有掌握遗传学相关的专业英语,才能进一步加深对动物遗传学知识的理解,了解国际学术前沿。因此,动物遗传学双语教学的实施已势在必行。通过动物遗传学双语教学的实施,使学生了解遗传学的相关理论与技术及其在动物生产中的应用,同时提高学生掌握和运用专业外语的能力,从而能够查阅相关专业的外文图书文献、专业网站等,来收集专业发展的最新动态,跟进生命科学的前沿信息;同时培养学生主动学习、获取知识的兴趣和能力。在所用的课件中融入专业外文词汇、视频,潜移默化地向学生灌输专业英语,来提高学生的水平。对于不同章节进行不同程度融入。在讲授遗传的物质基础时可先对专业词汇进行英文注释,在之后的讲解中遇到专业的词汇即可用英文讲授;在讲授遗传的基本规律时,因为该部分内容学生在高中生物中已进行系统学习,所以可以结合图例进行英文授课[3]。

在教育领域的应用中,微课被公认为是一种教学新方法。胡铁生等[4]认为,微课是指按照新课程标准及教学实践要求,以教学视频为主要载体,反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的有机组合。

微课的核心组成内容是片段式的课堂教学视频,同时还包含与该教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试、学生反馈、教师点评等辅助性教学资源。微课具有较明确的目的性,结构简单且便于应用和扩充,同时具有情境的真实还原和资源多样化[4]的特点。随着多媒体技术的迅猛发展,微课的引入改变了传统教学的氛围,使教学变得更加灵活多样。微课的制作目的就是要在较短的时间内,完成教学重点的传授,切勿做成“旁白+PPT”的模式,制作前必须精心设计和构思。在内容多、课时短的情况下,如何提炼教学重点,并将每个知识点凝聚在十几分钟的微课视频中,既开拓了学生视野,又考虑到考试的要求,不背离课程大纲的要求,这就对教师本身的知识水平和能力提出了严格的要求。

微课视频的制作应来源于课本,又高于课本。比如,在进行“细胞分裂”章节讲解时,可以拍摄实际分裂过程或制作不同类型分裂模式流程动画,展示细胞分裂不同时期遗传物质和形态变化、对比减数分裂和有丝分裂的异同等。视频或动画的方式更加直观、形象、生动,能更好地激发学生的学习热情。

典型案例分析是微课视频制作的另一个重要方向。比如,在进行“动物基因工程”教学时,教师可根据自己的实践经验,真实展示通过生物技术完成基因工程应用案例,包括目的基因获取、DNA体外重组和基因转移、重组体的鉴定和筛选等。

慕课(massive open online course,MOOC)是指大规模在线开放课程,是基于课程与教学理论及网络和移动智能技术发展起来的新兴在线课程形式[5]。慕课起源于加拿大,随着人们教学理念的改变,使慕课得到不断发展。MOOC借助互联网,通过MOOC平台的课程讲座视频、嵌入课堂测试与课后评估、师生在线互动,打破了传统意义上的师生关系以及时间和空间的局限,不再受课时的限制。慕课以网络为平台,是网络课程重要的组成部分,以其独特的风格影响了现代教育,使任何想要学习的人都能接触到高等教育[6],为自主学习模式的的推广提供了极为便利的平台和资源,有助于学生在课下的自主学习以及接受不同教师的讲授后全面掌握动物遗传学课程的主要知识点。

尽管慕课具有过程难监控、质量难保证的特点,对学生的自觉性和自学能力要求高,但慕课作为教学资源,较以往的精品课程、精品资源共享课更具优势。因此,应建立大量的动物遗传学慕课资源。然而,目前园内高校动物遗传学慕课的发展却相对滞后。在MOOC学院、慕课网、中国大学慕课等众多知名的慕课网站上,动物遗传学课程的慕课资源都很少,只能查询到慕课学院包括西北农林科技大学陈宏开设的动物遗传学慕课在内的3个资源,且关注度也不高。

慕课资源的建设不是一个学校或一个教师的责任, 国家应当鼓励、各校应支持动物遗传学任课教师积极开展动物遗传学慕课课程的申报,并在微课的基础上大力发展慕课,增加对动物遗传学课程优质慕课教学资源的开发。不同教师对动物遗传学课程中重难点的不同解释和理解方式、典型的案例分析、生动的视频材料等必将极大丰富动物遗传学课程的教学内容,开阔师生的眼界。

随着微课和慕课的不断发展,翻转课堂的教学理念也被教育者提出。翻转课堂建立了一种充分结合网络教学资源的现代化教学形式[7]。翻转课堂的授课形式改变了学生在学习过程中的参与度,使其学习方式由一味地被动接受知识转变为主动学习[8]。

传统课程教学方法的最大问题就是“一锅端”,在大学中因课时有限,并不能很好地做到因材施教。每个学生学习新知识的方法各异,消化掌握知识的时间不一,对问题的思考也因人而异,导致教学质量和水平受到限制,学生自主学习的兴趣也受到影响。翻转课堂不仅改变了授课空间,而且实现了教学地位的翻转,即以学生为课堂的中心主导,从而实现了由传统一对多、固化的讲授式学习向学生自主式、探究性学习模式的转变。学生课下自主学习教师制作的微课或慕课视频后,可在课堂上提出自己的疑问,使教师能够有针对性地进行问题解答,让学生有自主思考的空间和时间。打破固化的教育教学是现代教育改革创新的思路,翻转课堂的提出为这种理念提供了实践依据。

让学生们参与其中是动物遗传学翻转课堂的精髓所在,通过自己的实践来加深对理论知识的认知,学会应用理论知识来解决实际问题。教师可组织学生进行相应内容的具體案例讨论或实验等教学的实践活动。例如,讲授动物转基因技术时,教师可在课前向学生们提出“如何从转基因哺乳动物乳汁中分离出含有活性药物蛋白”的探究性问题。学生通过网上的微课、慕课资源,查阅文献,开展自主学习,在掌握动物转基因基本技术理论知识后,独自设计方案来解决案例问题。在此期间,学生可随时与教师在网上互动,交流遇到的问题和不理解的概念。方案设计好后可在课堂上进行汇报与讨论。讨论过程中,教师不仅可以根据学生的方案进行评价和建议,还可以根据案例内容进一步提出引导扩展性问题,引发学生思考,比如该方法是否适应大规模推广,而其难点是什么以及转基因动物是否安全和符合伦理等。

2.1.2 多元自主学习在实验教学中的应用。

采用验证性实验和综合性实习一体的实验课教学模式是推进学生在实践方面自主学习的重要途径。动物遗传学实验是一门实践性较强的专业必修基础课,动物遗传学实验技术在个体水平、细胞水平乃至分子水平的不断跨越对生命科学理论的发现与技术的拓展发挥了巨大的推动作用。传统的动物遗传学实验课教学强调验证性实验内容的学习和掌握,是对课堂所学理论的加深与巩固,但考虑到学科发展的特点及其综合应用性,可对实验方面的教学进行适当调整。调整后的教学实验包括实验课教学(技能性及验证性实验)和实习训练(综合实验,如畜禽基因组DNA PCR-RFLP 检测技术)。实验课教学包括通识性实验(果蝇染色体观察、人染色体核型分类辨识等)和专业性实验(涵盖分子遗传学等)。实习训练部分使学生在掌握基本实验技能的基础上,进一步提升自主分析问题、解决问题、统筹规划、团队合作等方面的能力。

实习训练部分即综合实验,需要结合动物遗传学科的发展以及学生的实际情况来设计难度适中、具有一定前沿性的实验,应既包括上课传授的基本理论,又结合一定的学科前沿及实践技能培训。例如,畜禽基因组DNA PCR-RFLP 检测技术在动物遗传学理论层面上涵盖了核苷酸、基因的基本概念以及突变发生的分子机制和效应、DNA 体外复制、基因和基因型频率计算以及性状的表现等,在实验技能方面涉及现场样本采集、试剂配制、DNA 抽提、核酸浓度和纯度的紫外分光光度计检测、PCR 反应、琼脂糖凝胶电泳检测、带型分类、统计分析等。通过实习训练实现了动物遗传学多维度人才培养的目标,加强基础课本理论与实践教学的相辅相承,又给学生提供了自主学习的空间。综合实验以小组为单位,学生拿得题目后,首先要根据题目中提供的线索,查找文献,学习方法与思路,从而自主设计实验,将制定的技术路线交由教师审核修改。然后,根据实验方案领取材料,学生可在规定的时间内完成样品的分离与鉴定工作。最后,以PPT形式汇报实验结果和收获。教师在这个过程中起到辅助引导的作用,结合微视频等多媒体和亲自示范提供必要的指导,对学生实验进行监督,

及时提出实验中存在的问题,确保实习教学的顺利完成[9]。

2.2 “三位一体”教学体系的构建 搭建课堂、实验及网络互动“三位一体”教学体系,从多方面使多元化教学手段有机结合,贯穿整个动物遗传学课程教学的全过程,可使学生进行系统自主学习,可有效解决动物遗传学课程教学中存在的问题。结合教育大纲的要求和学生们的实际情况,构建一套适合动物遗传学课程教学特色的“三位一体”教学体系。建立合理的评价体系,可将学生的实际情况及时通过网络反馈给授课教师。教师和学生在网络上的信息交互,有利于为学生及时解答疑惑,加快学习进程,并使多元化的教学方案更加适应具体的教学环境,从而做到因材施教,达到引导促进学生自主学习的目的。结合动物遗传学实际,在讲授绪论时可采取微课的方式,将动物遗传学概念及发展历史生动地展现给学生。对于动物遗传学基础知识章节,可利用慕课结合双语教学,通过课上的提问和课下通过平台的小测验来检验学生对慕课的学习情况。对于一些技术应用的章节,教师可采取翻转课堂的形式,使学生在了解技术理论的基础上学会自主思考如何应用等问题。实验课程的设置要配合理论知识的学习,做到同步化,使学生加深理论的认知,亦或是进行实验或理论的反转,通过自主实践让学生发现某一特定遗传现象,再进行系统的理论讲解。网络互动是贯穿始终的,教师的及时解惑可以提高学生的学习效率,学生对教学内容和模式的评价为此后教师教学活动的改善提供重要参考。

3 结语

结合传统动物遗传学课程教学过程中存在的问题以及当今时代发展的背景,对多元自主学习模式在动物遗传学课程教学过程中的应用进行了初步探索,构建课堂、实验、互动三位一体的教学体系,应用微课、慕课以及翻转课堂的现代化教学手段和理念对动物遗传学课程教学进行改革,将为今后大范围推进动物遗传学教学与提高教学质量水平提供了借鉴。

参考文献

[1] 李占松.我国本科教学存在的问题及对策研究[J].中国电力教育,2014(32):23,39.

[2] 王士娜,李阳唯.高校本科教学存在的问题及其对策分析[J].中国市場,2015(39):112-113.

[3] 李碧春,王宵燕,张亚妮,等.《动物遗传学》课程双语教学初探[J].中国校外教育,2014(30):69-70.

[4] 胡铁生,周晓清.高校微课建设的现状分析与发展对策研究[J].现代教育技术,2014,24(2):5-13.

[5] 王秋月.“慕课”“微课”与“翻转课堂”的实质及其应用[J].上海教育科研,2014(8):15-18.

[6] 高薪茹.新型教育模式“三件课”构筑未来 “虚拟大学城”[J].艺术教育,2014(10):34-37.

[7] 陈光海,韩晋川,汪应.网络教学中慕课、微课与翻转课堂的实质及应用[J].科技展望,2015,25(3):172,174.

[8] 李海龙,邓敏杰,梁存良.基于任务的翻转课堂教学模式设计与应用[J].现代教育技术,2013,23(9):46-51.

[9] 王翀,陈瑶生,张细权,等.动物遗传学综合性实验教学模式和效果[J].华南农业大学学报(社会科学版),2006,5(2):148-152.

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