基于OBE的《动物遗传学》课程教学改革与实践

杨广礼，韩进诚，郭艳，席丽，李志强

(商丘师范学院 生物与食品学院，河南 商丘 476000)

成果导向教育(Outcome-Based Education，OBE)是目前世界各国高等教育改革的主流理念，由William等人[1](1981)提出，又称目标导向教育、能力导向教育或需求导向教育.OBE是以学习者为中心以及学生毕业后所能达成的毕业要求为目标，贯穿于教育的全过程[1].而且OBE也是以学生预期学习成果为中心来组织、实施和评价的教育活动.

《动物遗传学》作为动物科学一门极其重要的专业必修课，其理论和实践结合非常紧密.动物遗传主要研究各种动物(家畜和家禽)性状的遗传机制和遗传改良育种方法，其主要内容包括遗传物质构成、遗传信息传递和改变；细胞遗传学方面的经典遗传定律和非孟德尔遗传规律以及群体遗传学、数量遗传学、免疫遗传学和发育遗传学等基础内容；还涉及动物基因组学和动物基因工程等现代前沿技术知识[2].动物遗传学既是动物科学专业基础课的延伸又是后续专业课的基础，同时也是畜牧学科发展的重点方向之一.动物遗传学与动物育种、胚胎工程、细胞工程和基因工程等有密切关系，也是人类疾病动物模型建立、遗传疾病检测和诊断等研究的重要方法，具有多学科交叉、理论与技术先进、知识更新快、应用广泛的特点.近年来，生物技术研究手段更新速度的加快与生命科学研究日新月异的发展，促进了遗传学的基础理论研究与应用研究的快速发展.目前遗传学已成为生命科学研究领域中必不可少的一部分.

然而，由于国家、社会、高校和学习者等方面因素的影响，《动物遗传学》教学难免会存在一些问题.第一，动物遗传学知识点抽象、难懂，知识点覆盖面广，学生普遍反映课程比较难学，且学生面对这些深奥、枯燥的知识表现出学习兴趣不高.导致这种现象出现的主要原因是教师的“填鸭式”教学方式，使学生缺乏主动学习的积极性和探索知识奥秘的原动力.第二，教材发展跟不上遗传学科学研究成果知识更新发展的速度，课时少和学生自学时间不足，老师很难把所有知识传授给学生，学生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[3].第三，考核形式单一，只侧重考核基本理论，忽视了学生对知识点的理解和创新思维及应用能力的培养和考核[4].第四，学生实习实践机会少，仅靠实验课程中的一些简易操作技能训练的验证性实验，很难培养出学生的自主创新思维和动物遗传学科学研究方案设计与实施能力[4].

因此，基于OBE教育理念，针对以上问题，结合已有动物遗传学课程教育教学改革成果[3-7]，对《动物遗传学》课程的教学目标、教学内容、教学方法、学生评价和考核体系进一步研究，旨在培养德智体美劳全面发展，身心健康，政治过硬，拥有扎实的动物科学相关专业知识，具有丰富的动物遗传学科学研究方案设计与实施能力，具备持续自我发展和引领本行业发展理念的复合型、创新性高素质动物科学专门人才.

1 基于 OBE的动物遗传学课程教学目标

商丘师范学院立足地方经济社会发展要求，坚持建设地方性、国际化、开放式、应用型大学的发展定位和思路，推进应用型大学建设.而动物科学是应用型较强的一个专业，是应用型大学建设不可或缺的专业之一，其人才培养目标是服务于地方畜牧业经济发展，培养的学生具有致力于动物遗传学研究的坚定信念和自我发展提升的意愿与内在动力，且掌握不同农业动物类型及不同生长发育阶段的遗传规律专业知识；具备动物遗传学科学研究方案设计与实施的能力，能够及时发现和熟练解决动物生产过程中影响动物生产性状的各种遗传问题；具备持续自我发展提升、宣传和人才培训的意识和能力，了解国内外动物科学最新发展趋势和前沿动态，不断更新自己的专业理念和发展方式，善于运用各种先进技术和理念，对畜牧行业进行宣传和人才培训.在能力和目标导向下，动物遗传学课程教学不仅强调的是学生学习的主观能动性，更加注重培养学生的实践能力，加强学生的主观能动性、创新能力和自主学习能力的培养.通过本课程学习，使学生形成热爱动物科学专业，珍爱动物生命的人生观和价值观；注重道德品质和人文素养培养，形成团结协作的团队精神和严谨的科学作风，树立锲而不舍的科学探索精神；全方位训练学生的科学思维和终身学习、分析与解决问题、交流沟通和团队协作能力，达到培养具有创新精神和实践能力的应用型专业人才的要求[8].

2 基于 OBE的动物遗传学课程教学内容改革

基于OBE的课程教学是支撑专业人才培养方案，实现人才培养目标的基础，课程教学内容是实现人才培养目标和毕业要求的保障.动物遗传学课程中，我们设计能够体现毕业要求的课程目标，建立了能够体现课程目标的教学内容.由于动物遗传学知识点数量繁多及新知识的不断融入，教师想要用有限的课时实现知识点全面和深入地讲授，就必然要求教师在现有教材基础上，精心设计教学内容和合理安排教学学时，并在讲授过程中，注意把最新研究成果整合到动物遗传学相应的教学内容中.目前，基因表达调控(控制动物表型性状的功能基因)、动物基因组学(猪、牛、羊、禽)、动物基因组技术(CRISPR-Cas9)等方面研究成果较多，把相应的研究成果以文献形式和学生分享，老师把相应的文献内容进行解读，让学生了解更多的动物遗传学最新研究成果，丰富学生的知识内容.我们还对课程中的数量遗传学、群体遗传学、免疫遗传学和发育遗传学等教学内容进行了有效的整合，对学生开展循序渐进的课堂讲授，促使学生意识到四者之间存在的内在逻辑关系，并对遗传学总体知识架构进行全方位梳理，其中存在的重点、难点知识，让学生充分理解和掌握[6].

通过该课程的学习，主要让学生获得动物优良种畜选择以及动物优良性状选择的社会服务能力.但是，在实习实践过程中，仅靠课本中的一些理论知识和实验课程中的一些简易操作技能训练的验证性实验，很难培养出学生自主创新思维和动物遗传学科学研究方案设计与实施能力.因此，动物遗传学实验在传统经典的验证性实验内容基础上，如模式生物果蝇的饲养和管理、果蝇突变性状的观察、果蝇唾腺染色体的制备，模式生物小白鼠骨髓细胞有丝分裂染色体制片等基础上，增加了分子水平的综合型实验，如生物信息学软件(Primer5，DNAstar，Chromas，Clustal W)和生物信息学网站(NCBI，ENSEMBL)的使用，动物不同组织(血液、细胞)基因组DNA(苯-氯仿常规方法和试剂盒方法)的提取，基因组DNA浓度和纯度的检测(琼脂糖凝胶电泳和超微量分光光度计检测)和动物分子遗传标记检测方法(PCR-RFLP，基因芯片扫描技术)等.综合实验结束后，由教师指定不同研究内容题目，以小组为单位，随机抽取老师所出题目，学生拿到题目后，查阅文献，学习方法与思路，自主设计实验，将制定好的研究方案和技术路线交由教师审核修改，然后实施设计性实验.内容包括功能基因序列的查找(生物信息学网站使用)、功能基因突变位点的搜寻和限制性内切酶的选择(生物信息学软件使用)、功能基因突变位点目的片段扩增引物设计和合成(生物信息学软件使用)、功能基因突变位点目的片段的PCR扩增、扩增结果检测和突变位点限制性内切酶检测等(PCR扩增、凝胶电泳、凝胶成像系统使用).教师在这个过程中起到辅助引导的作用，对学生实验进行监督，及时提出实验中存在的问题，确保设计性实验的顺利完成[7].通过这些实习实训练习，学生会从动物遗传的个体水平、细胞水平乃至分子水平掌握动物遗传学研究的基本实验技能，他们将会对生命科学理论的发现与技术的拓展发挥巨大的推动作用.实习实训不仅使学生掌握了基本实验操作技能，而且进一步提升了学生的自主分析问题、解决问题、统筹规划和团队协作等方面的能力[4].通过实习训练实现了动物遗传学多维度人才培养的目标，加强了基本理论与实践的有机结合，又给学生提供了自主学习和创新思维训练的空间.

3 基于 OBE的动物遗传学课程教学方法改革

传统的课程教学主要以教师系统地给学生讲授理论知识，而成果导向教育打破了学科、课程之间的界限，鼓励学科之间、课程之间、理论与实践之间的交叉与融合.因此，随着社会和网络技术的快速发展，要使教育进一步有所突破和创新，必须将网络技术与教学有机融合，采用多元化教学模式来提高学生自主学习的兴趣，解决学生对《动物遗传学》课程学习兴趣不高的现象.由于动物遗传学知识点抽象、深奥、难懂和比较难学的特点，主讲教师要想尽一切办法把这些抽象、深奥、难懂和比较难学的内容转化成具体、通俗、易懂、简单和易学的表现形式.首先，主讲教师要对动物遗传学教学内容熟悉，理解透彻，用现实生活中的一些实例，把讲课内容归纳，由复杂到简单，由抽象到具体实物[6].如教师在备课阶段通过教材知识点分析，开展相应案例收集，并把案例与知识点整合进行教学设计.在课堂教学阶段，通过学生分组讨论的方式开展教学活动，实现在小组讨论中，学生通过互相交流实现思维之间的有力碰撞，教师在学生讨论过程中进行课堂环视，在学生出现问题时及时解决，促使学生深度掌握动物遗传学基础知识，并对专业技能熟练运用.

其次，在课堂教学过程中通过问题教学法进行知识点讲授[6].问题教学法实现了以生为本，充分激发了学生的学习主观能动性，并培养了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力.在解决教材发展跟不上遗传学知识更新速度，课时少和学生自学时间不足，老师很难把所有知识传授给学生，学生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等问题时，采用线上线下教学模式，解决时间不足，老师有足够的时间进行最新内容讲解，阅读最新专业文献，解决教材知识内容陈旧的问题，能把最新内容传授给学生.传统的教学过程是在封闭的教学环境中开展，时间、地点和教学内容相对固定、封闭.成果导向的教学活动可以不受教室里2-3个课时的限制，教与学可以从课堂内转向课堂外、从教室向企业延伸、从教材向更广泛的教学资源延伸.实践教学、项目式教学、网络化线上教学等都成为学生学习成果达成的有效手段.

4 基于 OBE的动物遗传学课程评价和考核体系的建立

OBE理念主要突出学生对所学理论知识和技能的掌控程度、强调教育之后所能获得什么样的效果.为更好地推动教育发展及教学工作，建立对学生后期学习效果的追踪和评价体系，充分了解和掌握学生学习效果[9].在OBE理念指导下，动物科学专业学生培养过程中注意学生培养目标的达成度，对动物科学专业应用型高素质创新型人才培养起着推动作用.动物科学专业制定教学计划和计划实施过程中，构建了学习效果评价体系，如专业知识掌握、自主学习能力、团结协作能力等多方面内容，系统评估教学效果，以促进培养方案、教学内容、教学方法及教学质量的持续改进.这种评价机制，既是对教师教学工作的肯定，也为更好地开展OBE理念教学提供支撑，有力地保证了OBE理念发挥重要作用.

传统动物遗传学课程考核形式单一，只侧重考核基本理论，忽视了学生对知识点的理解和创新性思维及应用能力的考核，这种考核无法全面反映学生综合能力的提升OBE的评价模式强调多元性评价.以OBE理念构建动物遗传学课程评价模式，评价机制也随之多元化，内容包括学生出勤情况、课堂活动参与度、作业完成情况、期中测试、期末考试、技能操作情况等.构建了能够证明课程目标的考核方法，考核以终结性考核和过程性考核相结合，对学生进行立体化、综合性评价，能够对学生的学习效果和个性化发展进行全方位准确地评价，对教师的教学内容完成情况进行准确评估.这种考核注重学生综合素质的考核，如学生的表达能力、团队意识、解决问题能力的提高.因此，动物科学专业积极探索注重过程和阶段性学习成果的评价模式，对动物遗传学等主干课程，通过期中考试、作业、学术报告学习、论文、专业文献阅读汇报等多样化的评价手段，真实反映学生的学习效果.多元的评价手段、多样化的评价内容要求教师需要不断学习和提高，掌握相关的技能，并投入更多的时间和精力.

5 小 结

为培养“就业能称职、创业有能力、深造有基础、发展有后劲”的高素质应用型和创新性动物科学专业人才，商丘师范学院动物遗传学教学团队以OBE教育理念为先导，完善《动物遗传学》课程的教学目标、教学内容、教学方法、学生评价和考核体系，从理论教学与实习实训相结合为切入点，激发学生学习的积极主动性，培养学生科学思维、分析与解决问题、交流沟通和团队协作能力，为动物科学专业其他课程的改革提供思路.