工科背景下研究生生物类课程教学思考——以《遗传学》课程为例

孙 全 常平安

（重庆邮电大学生物信息学院 重庆 400065）

目前，随着大学招生的不断扩招，研究生的数量也逐年增加，其教育规模增大明显。据资料显示，1997年研究生招生规模还只有5万左右，而2019年的硕士招生规模已经达到了80万左右，2020年实现了首超100万的规模。在研究生扩招的同时，研究生的招生也呈现出了一些新的特征，如：除综合类大学外，从专业类大学主要招收专业对口类生源，逐渐呈现出跨学科类别的招生特点，如工科背景的高校招收生物学类研究生等。

我校是以信息通讯技术为特色的高校，但依然开办了生物信息学等生命科学相关本科专业，以此为依托申请了生物学硕士点。因此，在硕士研究生的生物类课程教学上，既要看到和本科教学之间内容，教学方式的差异；还要看到学校学科背景的差异，走出传统生物学类课程教学的方式和框架，寻求与我校信息特色相结合的方式，这也是我校寻求研究生教学改革的迫切需求，以下以本校《遗传学》研究生课程为例，对该课程在教学中寻求的多种改革方式和探索进行探讨。

1 课堂教学目标

研究生教学和本科生教学之间的区别显著，尽管在本科的教学上，已经在逐步地探索如果让学生满堂灌的教学方式转变为主动式的学习，然而不同高校生源质量差异明显，特别在双非高校中，学生被动接受知识的现象还较为明显。而硕士研究生阶段，所有学生进一步通过考研“筛选”精英，这部分学生的主动学习能力仍有提高，基本具备主动学习、自学能力。研究生的教学过程中，应该转变传统的知识点的讲解的方式，而代之为对前沿知识进展，科学研究方法，科学思维方式等方面的引导和训练。将学生单一的知识学习方式转变成辩证式的学习，使用多尺度，多层次，多角度的方式，综合运用多学科的知识背景和交叉知识，从而理解研究的科学问题，引导学生的科学思维方式，养成基本的科学素养。

例如，在讲解遗传学的研究任务时，列举了拟南芥BRC1基因突变的例子，说明主要目标之一是根据植物多分枝的表型，探索遗传和变异的原因，寻找造成这种遗传变异的现象的分子机制。同时引入一个概念，什么是“对照”？“对照”作用是什么？“对照”的类型有哪些？引导学生思考，如何科学的判断其表型，性状，影响因子之间的关系。然后通过科研论文中已有的例子，如空白对照，突变型之间的差异；如光照对分枝多少的影响，将光照的处理组引入作为光照因子对照。通过上述范例，学生可以直观地感受科学的思维方式，培养实验的主动性。

2 课堂教学内容的调整

在该课程的教学内容方面，面对研究生，主要目的已经不是基础知识的讲授，而是对知识之间的联系，方法与技术之间发展和演变，理论与实践之间的衔接和实现方式等的探讨。

2.1 不同知识之间的联系

研究生期间的课程，大部分是在本科课程的基础上，通过在深度上进行拓展，从而使这些课程更专业，范围更广，知识的运用程度更高。其教学形式也要从单一的知识点的理解和灌输，转变为综合知识之间的联系和思考，从而达到训练学科思维，科学思维，辩证思维的转变。如经典遗传学中讲到分子标记的定义以及可以通过这种技术实现的目的和功能，很少提及分子标记流程中的一些细节：如用于分子标记的群体要考虑什么？亲本应该满足什么条件？不同的群体适合用于什么样的分子标记技术？具体大小应该怎么确定？绘制连锁图谱的时候应该使用什么方法？是用两点测验还是三点测验？通过一系列问题的引出，引导学生思考。通过这些方法，不仅可以让学生串联起来不同的知识点，还能对分子标记的整个知识体系和流程，每一个过程的细节等有一个总体的把控，达到综合运用的效果。结合我校生源特点，大部分学生为理工背景，数学和计算机基础相对扎实，就前述问题中的统计学方法，提出让学生思考可以用什么数学方法来解决这些问题，使用什么样的计算机语言和算法来实现计算？

2.2 方法和技术的发展及前沿

研究生的授课内容往往不能局限于基础理论的讲解，这就需要结合最新的研究进展进行扩展。根据近两年《遗传学》研究生课程选修情况，学生学源构成上以生物学专业为主，但是同样吸引我校其他理工科专业学生选修，包括电子与通信工程、软件工程和艺术设计等专业学生选修，可见我校学生学历背景差异较大。遗传学的研究主要对象如人类遗传疾病，动植物遗传育种等，都在加快与其他学科的融合，如华为的5G技术在大农业上的应用，各种遗传学研究相关算法，软件等对软件工程等学科的依赖，这些都是学科交叉的快速兴起和发展。结合我校学生信息技术背景的特色，可以提起学生的兴趣，让学生思考5G通讯技术是如何实现在农业中的应用的。

因此，如果将遗传学课与各学科结合起来是一个难题，其面临的困难主要来自两个方面：一是，教师的知识结构，知识面不足以应对快速增长的学生需求；二是，学生专业跨度较大，特别是非生物类专业学生，对部分遗传学的基础知识点不了解，知识结构的不足导致对整体知识的理解偏差。基于以上原因，知识讲解过程中，面对不同学生，要采用不同的知识强化方式，将基础与前沿结合起来，采取个性化的教学方法，促使学生将自己的专业与课程的学习紧密结合起来，教学相长，共同进步。

3 教学方式探索

目前研究生的教学改革也越来越受到大家的重视，但是相对本科教育的教改努力还不够。研究生教育有其自身的特点，体现在知识量大，知识面广，专业度和深度更高，而且在当前互联网广泛普及背景下，学生对知识的获取已经不仅仅局限于教师的传授，还包括学生对网络资源的应用和快速获取最新的科技进展和发展前沿。因此，当前的课堂应该积极的寻求变革，融合当前形势和各种社会资源，学习资源，将学生课堂变得更加活跃，从增强教学效果的目标出发，运用一切手段助推教学上升到更高的层次。本课程在实践过程中，主要从以下几个方面进行了阐释。

3.1 讲授与讨论的结合

目前，大部分课程都在寻求从教师主讲的满堂灌形式转变为学生主动参与，主动学习的讨论性形式。特别是进入研究生阶段，务必要转变这种形式。因此首先从两个方面增加讨论的内容，提高学生的参与度。一方面，教师根据大纲和自己的学术专长等，设立几个专题，根据专题来进行专题性的讲解，学生在听课过程中，根据教师的专题内容，参与讨论；一方面，根据学生自己学习的学科方向，自选题目，查阅最新的研究进展和报告，通过整理资料，根据自己的理解制作PPT，在课堂上通过课程汇报的形式，讲解自己的理解，教师根据学生讲解的情况进行点评和更正。通过这两种形式，提高学生的参与度，并有利于学生更深入地了解自己的研究方向和本课程进行有机的结合。部分学科方向是教师了解不够多的，这对教师的知识面的提升也是大有益处。通过这种形式可以真正地做到教学相长，互为促进。

3.2 课堂与课余有机结合，协调分配

目前，自媒体和网络的普及，学生课余的时间通常浪费在娱乐性的项目上，课余时间极少用于学习，这更进一步的助长了学生消极学习，学生往往更愿意去接受灌输型的教学，这无法引导学生主动学习的习惯养成。本门课程部分讨论性环节为学生汇报为主，教师和其他学生提问为辅，结合教师点评环节进行。这就需要督促学生在课余时间积极查阅相关研究进展，了解涉及的基础知识，这样就能充分地调动学生课余的学习积极性，只有充分的课余学习，才能有课堂的饱满表现。

3.3 评分机制的调整

传统的课程成绩构成主要包括期末考试和平时成绩，而平时成绩部分一般由考勤和课后作业组成。本课程中，对教学过程进行了改革，为了进一步促进学生参与学习的过程，对评分机制进行了适当的调整。由于《遗传学》课程在我校归类为专业基础课，按照我校要求必须进行考试，故本门课程暂时采用期末考试和平时成绩结合的形式进行，但是平时成绩的构成上进行了适当的调整，将平时成绩比例提高（通常设置为50-60%），平时成绩的构成不再以课后书面作业的形式来进行评价，而是通过学生的课后资料阅读整理，并进行课题PPT汇报的形式，通过汇报的结果，结合熟练程度，深度，广度等进行综合评分。由于平时成绩比例的提高，促使学生对课题汇报的积极性有了提高，重视度更高。

3.4 科研实用技能的引入

《遗传学》课是我校生物学研究生开设课程中的一门专业基础课，然而本门课程所涉及的研究成果往往都能在高水平的SCI杂志上发表，这就涉及到外文论文的整理和下载，文献的整理也是研究生生涯中非常重要的一个环节，关系到是否高效阅读和查阅文献。本门课程中，每次都利用一次课两个学时的时间，专门为学生开始了一次文献管理器软件的介绍和使用，并在课堂上进行了实时的练习。通过一次课，显著地提高了学生阅读文献的效率，并能学会有效地分类和整理，下载各类文献，并在论文写作中利用文献管理器进行文献引用管理等。对这种科研中的使用技能实操课程的引入，学生普遍反映良好。

总的来说，以上提及的现象不仅仅是当前研究生教育中普遍存在的问题，这些现象可能部分存在于其他学科的教学中，也可能还有更多的问题值得反思。教与学本身是一个互相促进，辩证的发展过程，需要根据时代和社会的发展、知识发展和演进规律相结合，做到与时俱进，这样才不至于落后，从而发展出更好的教学方式和科学的方法。20世纪的教学中，由于电子科技和网络的发展还刚起步，教学普遍采用的方式为教师讲授，教具通常也只有黑板、课本、挂图、标本等；随后发展出透射式投影仪，可以使用胶片等进行投影；随着计算机的普及，老师们可以利用PPT备课，大大提高了教学效率；而在互联网发达的今天，教学早已发生翻天覆地的变化，各种优质的慕课，网课资源可供学生利用和选择，教学早已不再局限于教室。因此，教师的教学方法也要紧跟时代潮流，只有用发展的眼光看问题，不故步自封，利用好各种工具和资源，让科技服务于自己的教学工作，逐渐探索适合自己，适合学生的高效、有趣的教学方法。