以學(xué)生為中心的《動(dòng)物遺傳學(xué)》教學(xué)模式的探索

李聰聰，姜東鳳，韓浩園，王密，李婉濤

（河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院 動(dòng)物科技學(xué)院，河南 鄭州）

一 引言

社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展成就了如今日新月異的世界，并深刻影響了高等教育的教學(xué)模式。當(dāng)今的社會(huì)越來越重視人的創(chuàng)新能力，政府和人們已對(duì)各項(xiàng)“卡脖子”技術(shù)達(dá)成了某種共識(shí)，為了從根本上解決這些“卡脖子”的問題，對(duì)當(dāng)前的教育提出了新的要求，也即學(xué)習(xí)的更高階目標(biāo)：靈活運(yùn)用知識(shí)，觀察問題，分析問題，解決問題，找到“共性”，真正實(shí)現(xiàn)“舉一反三”；擁有批判性思維和跨學(xué)科思維，發(fā)展出創(chuàng)造性思維；具備有效溝通，團(tuán)隊(duì)協(xié)作等方面的能力。當(dāng)前以知識(shí)灌輸為占據(jù)主導(dǎo)地位的傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)跟不上時(shí)代的發(fā)展，教師作為“知識(shí)搬運(yùn)工”的時(shí)代已近落幕，“以教師為中心”傳統(tǒng)的知識(shí)傳授模式已逐漸被“以學(xué)生為中心”的能力培養(yǎng)模式取代，因此需要教師將學(xué)生及其需求作為重點(diǎn)，盡快完成角色轉(zhuǎn)變，做好學(xué)生學(xué)習(xí)的引路人和支持者[1]。

《動(dòng)物遺傳學(xué)》是動(dòng)物科學(xué)專業(yè)的一門核心課程，它是研究遺傳與變異的一門學(xué)科。該課程是《家畜育種學(xué)》《動(dòng)物繁殖學(xué)》等課程的理論基礎(chǔ)，屬于畜牧獸醫(yī)學(xué)科重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。隨著生命科學(xué)領(lǐng)域日新月異的發(fā)展，該課程目前主要存在以下幾個(gè)問題：（1）不斷增多的教學(xué)內(nèi)容與不斷縮減的教學(xué)課時(shí)之間的矛盾；（2）教材更新速度跟不上遺傳學(xué)研究迅速發(fā)展的矛盾；（3）《動(dòng)物遺傳學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容與其他學(xué)科的交叉重復(fù)和知識(shí)的銜接問題；（4）《動(dòng)物遺傳學(xué)》知識(shí)比較抽象，部分學(xué)生很容易出現(xiàn)畏難情緒和厭煩情緒。那么，如何有效解決以上突出的矛盾，非常值得專業(yè)基礎(chǔ)課教師認(rèn)真研究和深入探索。

二 以學(xué)生為中心的教學(xué)理論

高校是培養(yǎng)人才的搖籃，為了進(jìn)一步適應(yīng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要，不斷探索教學(xué)模式、改革教學(xué)方法，喚醒學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)習(xí)的能力，必須認(rèn)真踐行“以學(xué)生為中心”的教育教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變“被動(dòng)學(xué)習(xí)”為“主動(dòng)學(xué)習(xí)”。

美國兒童心理學(xué)家和教育家杜威（J. Dewey）堅(jiān)持“以兒童為中心”的教育觀念，也即尊重人類自由的天性，尊重心靈并遵循教育的規(guī)律，這就是“以學(xué)生為中心”的教育觀念的雛形。1952年，在哈佛大學(xué)教育學(xué)院的一次學(xué)術(shù)研討會(huì)上，美國著名的心理學(xué)家和教育改革家羅杰斯（C.R. Rogers）在發(fā)言中提出“以學(xué)生為中心”“有意義學(xué)習(xí)理論”， 將“以人為本”的教育理念放在首要位置，該理念要求教師在實(shí)施教學(xué)過程中，充分關(guān)注和理解學(xué)習(xí)者的內(nèi)心，尊重學(xué)習(xí)者，支持和服務(wù)于學(xué)習(xí)者，激發(fā)學(xué)習(xí)者的潛能，極其重視學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)方法，該理論確定了學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，處于中心地位，而教師的角色只是一位引導(dǎo)者、服務(wù)者、輔助者[2-3]。

辯證唯物主義原理同樣支持“以學(xué)生為中心”的教育教學(xué)理念，學(xué)生本身是學(xué)習(xí)的主人，在教與學(xué)這對(duì)矛盾中是矛盾的主要方面，屬于內(nèi)因；高校里的一切教育資源、教師的教育方法以及各種手段都屬于外因，只有學(xué)生真正明白了學(xué)習(xí)的成敗掌控在自己的手中，這樣才能極大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，樹立自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。同時(shí)，高校的教育教學(xué)改革必須體現(xiàn)以學(xué)生的需求為中心，體現(xiàn)在課程設(shè)置、教育管理、教學(xué)模式以及教學(xué)方法等各個(gè)方面，接受實(shí)踐的檢驗(yàn)，才能真正實(shí)現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教育教學(xué)理念，并將其提升到更高的層次。

隨著社會(huì)的發(fā)展，“科學(xué)發(fā)展觀”“以人為本”等一系列思想的提出，人們的認(rèn)知水平不斷提高，教育的內(nèi)部規(guī)律成功地引起人們的關(guān)注。“以學(xué)生為中心”的教育教學(xué)理念符合教育的內(nèi)部規(guī)律。為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生的身心健康發(fā)展，要求學(xué)校組織的一切教育教學(xué)活動(dòng)應(yīng)該遵循“從學(xué)生的需要出發(fā)”這個(gè)基本原則。“以學(xué)生為中心”的教育理念，重視并體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用，同時(shí)發(fā)揮好教師的主導(dǎo)作用，因此教師需要更加精心地組織課堂，采用多種教學(xué)形式組織教學(xué)，并且從心底理解學(xué)生、尊重學(xué)生，處理好師生關(guān)系，全心全意服務(wù)好學(xué)生[4]。

三 以學(xué)生為中心的教學(xué)模式

（一） 案例教學(xué)

案例教學(xué)是教育者遵循理論聯(lián)系實(shí)際的宗旨，針對(duì)特定的教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)拇硇詫?shí)例來組織教學(xué)的方法，這是一種以學(xué)生為教學(xué)主體的典型教學(xué)模式。運(yùn)用該方法進(jìn)行教學(xué)的關(guān)鍵是案例的選擇或設(shè)計(jì)，要求案例具備代表性、專業(yè)性、啟發(fā)性、富有趣味性等特點(diǎn)[5]。選擇或設(shè)計(jì)案例，必須圍繞教學(xué)大綱，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，借助于社會(huì)熱點(diǎn)案例、生活案例、歷史案例等，精心設(shè)計(jì)，將學(xué)生引入一個(gè)真實(shí)的場景，通過教師指導(dǎo)、師生討論、學(xué)生分小組討論，培養(yǎng)學(xué)生觀察問題，分析問題，解決問題的能力。以基因工程內(nèi)容為例，通過師生接種新型冠狀病毒疫苗的新聞視頻進(jìn)行情景導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生思考目前接種的疫苗有哪幾種類型？為教學(xué)和真實(shí)生活之間架起橋梁。引導(dǎo)學(xué)生思考一系列問題：什么是新型冠狀病毒？病毒具體結(jié)構(gòu)是什么？與細(xì)胞遺傳學(xué)中學(xué)習(xí)的原核生物和真核生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)有何區(qū)別？冠狀病毒進(jìn)入人體的關(guān)鍵受體基因是什么？進(jìn)入人體的冠狀病毒采用何種方式進(jìn)行復(fù)制？何為疫苗？疫苗的制備原理和作用原理分別是什么？疫苗設(shè)計(jì)的種類有哪些？疫苗設(shè)計(jì)與人們發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵受體基因有關(guān)系嗎？疫苗的有效成分具體是什么？

通過一個(gè)社會(huì)生活現(xiàn)象，以抽絲剝繭的方式引導(dǎo)學(xué)生去思考與課程內(nèi)容相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)和臨近學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維能力。講解新冠疫苗這個(gè)生物技術(shù)成果給人類社會(huì)帶來的積極貢獻(xiàn)，學(xué)習(xí)以陳薇院士為代表的廣大科研工作人員的拼搏精神和艱辛付出，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)精神熏陶。另外，通過對(duì)比國內(nèi)外疫苗的有效性，提升民族自豪感。

（二） 問題式教學(xué)

問題式（Problem Based Leaning，PBL）教學(xué)模式是由美國神經(jīng)病學(xué)教授巴羅斯（H.S. Barrows）于20 世紀(jì)60 年代首創(chuàng)，是近年來享譽(yù)國內(nèi)外的一種體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式。PBL教學(xué)的經(jīng)典模式包括“提出問題、建立假設(shè)、收集資料、論證假設(shè)、總結(jié)”五個(gè)部分，該教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)了以學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，由教師提出問題，引導(dǎo)學(xué)生觀察問題，思考問題，分析問題，并最終解決問題[6]。在PBL教學(xué)模式的教學(xué)過程中，教師需要精心設(shè)計(jì)場景，提出一系列問題，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)，建立假設(shè)，并搜尋資料進(jìn)行論證，帶著思考整合之后的材料參加分組討論，探索并解決問題的一種教學(xué)模式。PBL教學(xué)模式能夠通過思考問題和討論問題，最大限度調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生從表層學(xué)習(xí)過渡到深層學(xué)習(xí)，加深其對(duì)原有知識(shí)點(diǎn)的理解，并在查資料的過程中將一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容擴(kuò)散到相關(guān)的其它知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，以點(diǎn)連成線，最終連成面，大大提高學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果。以遺傳學(xué)中常用的模式動(dòng)物——果蠅為例，教師可向?qū)W生提問：遺傳學(xué)家通過研究果蠅，都提出了哪些遺傳學(xué)定律？研究果蠅提出的遺傳學(xué)定律有哪些背后的故事？有哪些諾貝爾獎(jiǎng)與果蠅研究有關(guān)？動(dòng)員學(xué)生查閱書籍并利用網(wǎng)絡(luò)資源搜尋相關(guān)資料，從資料中提煉論點(diǎn)，組織小組討論，鼓勵(lì)每位成員發(fā)言，在學(xué)生們的發(fā)言中碰撞出火花，教師最后做總結(jié)。將“被動(dòng)學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃?dòng)學(xué)習(xí)”，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。

（三） 探究式教學(xué)

探究式教學(xué)是由美國著名心理學(xué)家布魯納（J.S.Bruner）創(chuàng)立的，他提出“認(rèn)知發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)理論”，“發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)”是布魯納認(rèn)為學(xué)習(xí)的最好方式。要求教師在教學(xué)過程中創(chuàng)造一切有利條件，采取一系列有效措施，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行真正有意義的自主性的積極思考，使學(xué)生具備自主發(fā)現(xiàn)問題，獨(dú)立解決問題的能力，提高其創(chuàng)新能力。這個(gè)教學(xué)方法一直備受關(guān)注并被應(yīng)用于不同學(xué)科的課程教學(xué)中。該教學(xué)模式要求教師突出“以學(xué)生為中心”的主體地位，教師創(chuàng)設(shè)探究式教學(xué)環(huán)境以及氛圍，學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的教學(xué)條件下進(jìn)行獨(dú)立思考，發(fā)現(xiàn)知識(shí)，掌握相關(guān)原理。在這個(gè)過程中教師只為學(xué)生提供各種學(xué)習(xí)材料，由學(xué)生自己分析、思考、研究相關(guān)科學(xué)問題，培養(yǎng)他們的探究精神[7]和實(shí)踐能力[8]。以筆者所在課程組設(shè)計(jì)的綜合性實(shí)驗(yàn)《采用PCR方法快速鑒別動(dòng)物性別》為例[9]，該實(shí)驗(yàn)要達(dá)到熟悉分子遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，加深理解動(dòng)物性別決定理論知識(shí)的目的。實(shí)驗(yàn)由三部分構(gòu)成：動(dòng)物基因組提取、PCR實(shí)驗(yàn)和瓊脂糖凝膠電泳實(shí)驗(yàn)。這個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)采用探究式加開放式教學(xué)。探究式教學(xué)，提前告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，布置學(xué)習(xí)任務(wù)，利用網(wǎng)絡(luò)資源查閱相關(guān)資料，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)材料、試劑的準(zhǔn)備由學(xué)生全程參與。在課堂上教師先講解相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理，接著以小組為單位，學(xué)生討論并確定實(shí)驗(yàn)方案，教師可演示實(shí)驗(yàn)中相對(duì)較難的操作，具體操作時(shí)由多名實(shí)驗(yàn)助理在場并隨時(shí)指導(dǎo)。在具體實(shí)驗(yàn)實(shí)施中，可以有多種方案，比如動(dòng)物基因組提取的方法有很多種，傳統(tǒng)的苯酚-氯仿抽提法，試劑盒提取法，堿裂解法等等；PCR實(shí)驗(yàn)時(shí)可選用的酶有許多種，普通rTaq酶，高保真酶等等；瓊脂糖凝膠電泳時(shí)可選的核酸染料也有好多種，溴化乙錠（EB），GelRed，4S Green等等；每個(gè)實(shí)驗(yàn)都面對(duì)如此多的選擇，你所做出各個(gè)選擇的理論依據(jù)是什么？鼓勵(lì)學(xué)生多嘗試，多思考，多比較，詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)過程，并寫出實(shí)驗(yàn)心得。如果在有限的六個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)沒有完成實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)采用開放式教學(xué)，實(shí)驗(yàn)室場地開放，學(xué)生可通過預(yù)約，全天隨時(shí)進(jìn)入相關(guān)實(shí)驗(yàn)室，完成實(shí)驗(yàn)。探究式加開放式教學(xué)，使學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)當(dāng)中同樣能由被動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)，教師在此過程中真真切切發(fā)揮引導(dǎo)作用，一切教學(xué)工作“以學(xué)生為中心”，激發(fā)學(xué)生的求知欲，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)、觀察問題、分析問題、解決問題、比較性思維、創(chuàng)造性思維、團(tuán)隊(duì)合作等方面的能力。

（四） 線上線下混合式教學(xué)

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，李克強(qiáng)總理提出的“互聯(lián)網(wǎng)+”理念深入人心，使全社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域包括教育領(lǐng)域迎來變革性的發(fā)展。線上線下混合式教學(xué)模式，這是一種將在線學(xué)習(xí)或遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)面授課堂教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，用二者的優(yōu)勢互補(bǔ)來實(shí)現(xiàn)最佳的教學(xué)效果。該教學(xué)模式具有以下優(yōu)勢：打破傳統(tǒng)面對(duì)面課堂在時(shí)間、空間上的限制，學(xué)習(xí)方式更加靈活多樣；溝通渠道豐富，使交流更有時(shí)效性；緊跟潮流的先進(jìn)多媒體技術(shù)，獲得年輕學(xué)生的青睞，年輕人更愿意應(yīng)用新技術(shù)新事物進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性學(xué)習(xí)。隨著線上線下混合式教學(xué)模式的廣泛普及，與單獨(dú)的傳統(tǒng)面對(duì)面授課、單獨(dú)的在線學(xué)習(xí)比較，混合式教學(xué)模式能達(dá)到最佳的教學(xué)效果[11-12]。在教學(xué)過程中，我們制作、收集并整理各種教學(xué)資源，與兄弟院校共建“河南省《動(dòng)物遺傳學(xué)》在線開放課程”，課程收錄在中國大學(xué)慕課，每學(xué)期均有開課。在網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)過程中我們將課程內(nèi)容整合，分知識(shí)點(diǎn)錄制微課，并及時(shí)將各種豐富的學(xué)習(xí)資源上傳至大學(xué)慕課，設(shè)置討論平臺(tái)，打破教師與學(xué)生的交流空間和時(shí)間。在課堂教學(xué)中，教師及時(shí)收集相關(guān)研究領(lǐng)域的最新成果，通過前沿知識(shí)的講解，激發(fā)學(xué)生研究、探索的欲望。此外，我們每章內(nèi)容都會(huì)列出閱讀材料和一些思考題，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀分析能力。

線上線下混合式教學(xué)模式，將信息技術(shù)與課程教學(xué)有機(jī)結(jié)合，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)揮教師主導(dǎo)作用的同時(shí)，又充分體現(xiàn)學(xué)生主體地位的教與學(xué)方式，以自主、探究、協(xié)作、個(gè)性為特征。該教學(xué)模式有效彌補(bǔ)了純粹電子在線學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)面授課堂的缺陷，是虛擬網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境與真實(shí)教室環(huán)境的混合，也是學(xué)生自主學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)的混合，還是師生之間網(wǎng)絡(luò)虛擬的線上交流與面對(duì)面線下交流的混合，通過打破傳統(tǒng)課堂空間、時(shí)間的限制，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主化與個(gè)性化。

四 結(jié)語

圍繞《動(dòng)物遺傳學(xué)》教學(xué)大綱，通過靈活運(yùn)用案例教學(xué)、問題式教學(xué)、探究式教學(xué)、線上線下混合式教學(xué)等不同教學(xué)模式，針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行精心設(shè)計(jì)和引導(dǎo)，在教學(xué)過程中堅(jiān)持“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，尊重學(xué)生，理解學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生，教學(xué)相長，師生共同成長和進(jìn)步。我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中深切體會(huì)到，教師只有充分了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，重視對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性才能更高，學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)才更好，學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力才能得到充分發(fā)揮，這些都有助于教學(xué)效果的提升，并促進(jìn)學(xué)生在知識(shí)、能力和情感等方面的全面發(fā)展。這是我們?cè)凇耙詫W(xué)生為中心”教育理念的指導(dǎo)下，最大限度調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)型人才所作的積極探索，期望為《動(dòng)物遺傳學(xué)》課程的改革和優(yōu)化提供參考和借鑒。