工科背景下研究生生物類課程教學思考
——以《遺傳學》課程為例

孫 全 常平安

（重慶郵電大學生物信息學院 重慶 400065）

目前，隨著大學招生的不斷擴招，研究生的數(shù)量也逐年增加，其教育規(guī)模增大明顯。據(jù)資料顯示，1997年研究生招生規(guī)模還只有5萬左右，而2019年的碩士招生規(guī)模已經(jīng)達到了80萬左右，2020年實現(xiàn)了首超100萬的規(guī)模。在研究生擴招的同時，研究生的招生也呈現(xiàn)出了一些新的特征，如：除綜合類大學外，從專業(yè)類大學主要招收專業(yè)對口類生源，逐漸呈現(xiàn)出跨學科類別的招生特點，如工科背景的高校招收生物學類研究生等。

我校是以信息通訊技術為特色的高校，但依然開辦了生物信息學等生命科學相關本科專業(yè)，以此為依托申請了生物學碩士點。因此，在碩士研究生的生物類課程教學上，既要看到和本科教學之間內容，教學方式的差異；還要看到學校學科背景的差異，走出傳統(tǒng)生物學類課程教學的方式和框架，尋求與我校信息特色相結合的方式，這也是我校尋求研究生教學改革的迫切需求，以下以本?！哆z傳學》研究生課程為例，對該課程在教學中尋求的多種改革方式和探索進行探討。

1 課堂教學目標

研究生教學和本科生教學之間的區(qū)別顯著，盡管在本科的教學上，已經(jīng)在逐步地探索如果讓學生滿堂灌的教學方式轉變?yōu)橹鲃邮降膶W習，然而不同高校生源質量差異明顯，特別在雙非高校中，學生被動接受知識的現(xiàn)象還較為明顯。而碩士研究生階段，所有學生進一步通過考研“篩選”精英，這部分學生的主動學習能力仍有提高，基本具備主動學習、自學能力。研究生的教學過程中，應該轉變傳統(tǒng)的知識點的講解的方式，而代之為對前沿知識進展，科學研究方法，科學思維方式等方面的引導和訓練。將學生單一的知識學習方式轉變成辯證式的學習，使用多尺度，多層次，多角度的方式，綜合運用多學科的知識背景和交叉知識，從而理解研究的科學問題，引導學生的科學思維方式，養(yǎng)成基本的科學素養(yǎng)。

例如，在講解遺傳學的研究任務時，列舉了擬南芥BRC1基因突變的例子，說明主要目標之一是根據(jù)植物多分枝的表型，探索遺傳和變異的原因，尋找造成這種遺傳變異的現(xiàn)象的分子機制。同時引入一個概念，什么是“對照”？“對照”作用是什么？“對照”的類型有哪些？引導學生思考，如何科學的判斷其表型，性狀，影響因子之間的關系。然后通過科研論文中已有的例子，如空白對照，突變型之間的差異；如光照對分枝多少的影響，將光照的處理組引入作為光照因子對照。通過上述范例，學生可以直觀地感受科學的思維方式，培養(yǎng)實驗的主動性。

2 課堂教學內容的調整

在該課程的教學內容方面，面對研究生，主要目的已經(jīng)不是基礎知識的講授，而是對知識之間的聯(lián)系，方法與技術之間發(fā)展和演變，理論與實踐之間的銜接和實現(xiàn)方式等的探討。

2.1 不同知識之間的聯(lián)系

研究生期間的課程，大部分是在本科課程的基礎上，通過在深度上進行拓展，從而使這些課程更專業(yè)，范圍更廣，知識的運用程度更高。其教學形式也要從單一的知識點的理解和灌輸，轉變?yōu)榫C合知識之間的聯(lián)系和思考，從而達到訓練學科思維，科學思維，辯證思維的轉變。如經(jīng)典遺傳學中講到分子標記的定義以及可以通過這種技術實現(xiàn)的目的和功能，很少提及分子標記流程中的一些細節(jié)：如用于分子標記的群體要考慮什么？親本應該滿足什么條件？不同的群體適合用于什么樣的分子標記技術？具體大小應該怎么確定？繪制連鎖圖譜的時候應該使用什么方法？是用兩點測驗還是三點測驗？通過一系列問題的引出，引導學生思考。通過這些方法，不僅可以讓學生串聯(lián)起來不同的知識點，還能對分子標記的整個知識體系和流程，每一個過程的細節(jié)等有一個總體的把控，達到綜合運用的效果。結合我校生源特點，大部分學生為理工背景，數(shù)學和計算機基礎相對扎實，就前述問題中的統(tǒng)計學方法，提出讓學生思考可以用什么數(shù)學方法來解決這些問題，使用什么樣的計算機語言和算法來實現(xiàn)計算？

2.2 方法和技術的發(fā)展及前沿

研究生的授課內容往往不能局限于基礎理論的講解，這就需要結合最新的研究進展進行擴展。根據(jù)近兩年《遺傳學》研究生課程選修情況，學生學源構成上以生物學專業(yè)為主，但是同樣吸引我校其他理工科專業(yè)學生選修，包括電子與通信工程、軟件工程和藝術設計等專業(yè)學生選修，可見我校學生學歷背景差異較大。遺傳學的研究主要對象如人類遺傳疾病，動植物遺傳育種等，都在加快與其他學科的融合，如華為的5G技術在大農業(yè)上的應用，各種遺傳學研究相關算法，軟件等對軟件工程等學科的依賴，這些都是學科交叉的快速興起和發(fā)展。結合我校學生信息技術背景的特色，可以提起學生的興趣，讓學生思考5G通訊技術是如何實現(xiàn)在農業(yè)中的應用的。

因此，如果將遺傳學課與各學科結合起來是一個難題，其面臨的困難主要來自兩個方面：一是，教師的知識結構，知識面不足以應對快速增長的學生需求；二是，學生專業(yè)跨度較大，特別是非生物類專業(yè)學生，對部分遺傳學的基礎知識點不了解，知識結構的不足導致對整體知識的理解偏差。基于以上原因，知識講解過程中，面對不同學生，要采用不同的知識強化方式，將基礎與前沿結合起來，采取個性化的教學方法，促使學生將自己的專業(yè)與課程的學習緊密結合起來，教學相長，共同進步。

3 教學方式探索

目前研究生的教學改革也越來越受到大家的重視，但是相對本科教育的教改努力還不夠。研究生教育有其自身的特點，體現(xiàn)在知識量大，知識面廣，專業(yè)度和深度更高，而且在當前互聯(lián)網(wǎng)廣泛普及背景下，學生對知識的獲取已經(jīng)不僅僅局限于教師的傳授，還包括學生對網(wǎng)絡資源的應用和快速獲取最新的科技進展和發(fā)展前沿。因此，當前的課堂應該積極的尋求變革，融合當前形勢和各種社會資源，學習資源，將學生課堂變得更加活躍，從增強教學效果的目標出發(fā)，運用一切手段助推教學上升到更高的層次。本課程在實踐過程中，主要從以下幾個方面進行了闡釋。

3.1 講授與討論的結合

目前，大部分課程都在尋求從教師主講的滿堂灌形式轉變?yōu)閷W生主動參與，主動學習的討論性形式。特別是進入研究生階段，務必要轉變這種形式。因此首先從兩個方面增加討論的內容，提高學生的參與度。一方面，教師根據(jù)大綱和自己的學術專長等，設立幾個專題，根據(jù)專題來進行專題性的講解，學生在聽課過程中，根據(jù)教師的專題內容，參與討論；一方面，根據(jù)學生自己學習的學科方向，自選題目，查閱最新的研究進展和報告，通過整理資料，根據(jù)自己的理解制作PPT，在課堂上通過課程匯報的形式，講解自己的理解，教師根據(jù)學生講解的情況進行點評和更正。通過這兩種形式，提高學生的參與度，并有利于學生更深入地了解自己的研究方向和本課程進行有機的結合。部分學科方向是教師了解不夠多的，這對教師的知識面的提升也是大有益處。通過這種形式可以真正地做到教學相長，互為促進。

3.2 課堂與課余有機結合，協(xié)調分配

目前，自媒體和網(wǎng)絡的普及，學生課余的時間通常浪費在娛樂性的項目上，課余時間極少用于學習，這更進一步的助長了學生消極學習，學生往往更愿意去接受灌輸型的教學，這無法引導學生主動學習的習慣養(yǎng)成。本門課程部分討論性環(huán)節(jié)為學生匯報為主，教師和其他學生提問為輔，結合教師點評環(huán)節(jié)進行。這就需要督促學生在課余時間積極查閱相關研究進展，了解涉及的基礎知識，這樣就能充分地調動學生課余的學習積極性，只有充分的課余學習，才能有課堂的飽滿表現(xiàn)。

3.3 評分機制的調整

傳統(tǒng)的課程成績構成主要包括期末考試和平時成績，而平時成績部分一般由考勤和課后作業(yè)組成。本課程中，對教學過程進行了改革，為了進一步促進學生參與學習的過程，對評分機制進行了適當?shù)恼{整。由于《遺傳學》課程在我校歸類為專業(yè)基礎課，按照我校要求必須進行考試，故本門課程暫時采用期末考試和平時成績結合的形式進行，但是平時成績的構成上進行了適當?shù)恼{整，將平時成績比例提高（通常設置為50-60%），平時成績的構成不再以課后書面作業(yè)的形式來進行評價，而是通過學生的課后資料閱讀整理，并進行課題PPT匯報的形式，通過匯報的結果，結合熟練程度，深度，廣度等進行綜合評分。由于平時成績比例的提高，促使學生對課題匯報的積極性有了提高，重視度更高。

3.4 科研實用技能的引入

《遺傳學》課是我校生物學研究生開設課程中的一門專業(yè)基礎課，然而本門課程所涉及的研究成果往往都能在高水平的SCI雜志上發(fā)表，這就涉及到外文論文的整理和下載，文獻的整理也是研究生生涯中非常重要的一個環(huán)節(jié)，關系到是否高效閱讀和查閱文獻。本門課程中，每次都利用一次課兩個學時的時間，專門為學生開始了一次文獻管理器軟件的介紹和使用，并在課堂上進行了實時的練習。通過一次課，顯著地提高了學生閱讀文獻的效率，并能學會有效地分類和整理，下載各類文獻，并在論文寫作中利用文獻管理器進行文獻引用管理等。對這種科研中的使用技能實操課程的引入，學生普遍反映良好。

總的來說，以上提及的現(xiàn)象不僅僅是當前研究生教育中普遍存在的問題，這些現(xiàn)象可能部分存在于其他學科的教學中，也可能還有更多的問題值得反思。教與學本身是一個互相促進，辯證的發(fā)展過程，需要根據(jù)時代和社會的發(fā)展、知識發(fā)展和演進規(guī)律相結合，做到與時俱進，這樣才不至于落后，從而發(fā)展出更好的教學方式和科學的方法。20世紀的教學中，由于電子科技和網(wǎng)絡的發(fā)展還剛起步，教學普遍采用的方式為教師講授，教具通常也只有黑板、課本、掛圖、標本等；隨后發(fā)展出透射式投影儀，可以使用膠片等進行投影；隨著計算機的普及，老師們可以利用PPT備課，大大提高了教學效率；而在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)達的今天，教學早已發(fā)生翻天覆地的變化，各種優(yōu)質的慕課，網(wǎng)課資源可供學生利用和選擇，教學早已不再局限于教室。因此，教師的教學方法也要緊跟時代潮流，只有用發(fā)展的眼光看問題，不故步自封，利用好各種工具和資源，讓科技服務于自己的教學工作，逐漸探索適合自己，適合學生的高效、有趣的教學方法。