基于OBE的《動物遺傳學》課程教學改革與實踐

2022-08-16 10:22:56楊廣禮韓進誠郭艷席麗李志強

商丘師范學院學報 2022年9期

楊廣禮，韓進誠，郭艷，席麗，李志強

(商丘師范學院生物與食品學院，河南商丘 476000)

成果導向教育(Outcome-Based Education，OBE)是目前世界各國高等教育改革的主流理念，由William等人[1](1981)提出，又稱目標導向教育、能力導向教育或需求導向教育.OBE是以學習者為中心以及學生畢業(yè)后所能達成的畢業(yè)要求為目標，貫穿于教育的全過程[1].而且OBE也是以學生預期學習成果為中心來組織、實施和評價的教育活動.

《動物遺傳學》作為動物科學一門極其重要的專業(yè)必修課，其理論和實踐結(jié)合非常緊密.動物遺傳主要研究各種動物(家畜和家禽)性狀的遺傳機制和遺傳改良育種方法，其主要內(nèi)容包括遺傳物質(zhì)構(gòu)成、遺傳信息傳遞和改變；細胞遺傳學方面的經(jīng)典遺傳定律和非孟德爾遺傳規(guī)律以及群體遺傳學、數(shù)量遺傳學、免疫遺傳學和發(fā)育遺傳學等基礎(chǔ)內(nèi)容；還涉及動物基因組學和動物基因工程等現(xiàn)代前沿技術(shù)知識[2].動物遺傳學既是動物科學專業(yè)基礎(chǔ)課的延伸又是后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ)，同時也是畜牧學科發(fā)展的重點方向之一.動物遺傳學與動物育種、胚胎工程、細胞工程和基因工程等有密切關(guān)系，也是人類疾病動物模型建立、遺傳疾病檢測和診斷等研究的重要方法，具有多學科交叉、理論與技術(shù)先進、知識更新快、應用廣泛的特點.近年來，生物技術(shù)研究手段更新速度的加快與生命科學研究日新月異的發(fā)展，促進了遺傳學的基礎(chǔ)理論研究與應用研究的快速發(fā)展.目前遺傳學已成為生命科學研究領(lǐng)域中必不可少的一部分.

然而，由于國家、社會、高校和學習者等方面因素的影響，《動物遺傳學》教學難免會存在一些問題.第一，動物遺傳學知識點抽象、難懂，知識點覆蓋面廣，學生普遍反映課程比較難學，且學生面對這些深奧、枯燥的知識表現(xiàn)出學習興趣不高.導致這種現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因是教師的“填鴨式”教學方式，使學生缺乏主動學習的積極性和探索知識奧秘的原動力.第二，教材發(fā)展跟不上遺傳學科學研究成果知識更新發(fā)展的速度，課時少和學生自學時間不足，老師很難把所有知識傳授給學生，學生涉及的知識僅局限于課本，教師對教學內(nèi)容的延伸也因課時有限而受到限制[3].第三，考核形式單一，只側(cè)重考核基本理論，忽視了學生對知識點的理解和創(chuàng)新思維及應用能力的培養(yǎng)和考核[4].第四，學生實習實踐機會少，僅靠實驗課程中的一些簡易操作技能訓練的驗證性實驗，很難培養(yǎng)出學生的自主創(chuàng)新思維和動物遺傳學科學研究方案設計與實施能力[4].

因此，基于OBE教育理念，針對以上問題，結(jié)合已有動物遺傳學課程教育教學改革成果[3-7]，對《動物遺傳學》課程的教學目標、教學內(nèi)容、教學方法、學生評價和考核體系進一步研究，旨在培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展，身心健康，政治過硬，擁有扎實的動物科學相關(guān)專業(yè)知識，具有豐富的動物遺傳學科學研究方案設計與實施能力，具備持續(xù)自我發(fā)展和引領(lǐng)本行業(yè)發(fā)展理念的復合型、創(chuàng)新性高素質(zhì)動物科學專門人才.

1 基于 OBE的動物遺傳學課程教學目標

商丘師范學院立足地方經(jīng)濟社會發(fā)展要求，堅持建設地方性、國際化、開放式、應用型大學的發(fā)展定位和思路，推進應用型大學建設.而動物科學是應用型較強的一個專業(yè)，是應用型大學建設不可或缺的專業(yè)之一，其人才培養(yǎng)目標是服務于地方畜牧業(yè)經(jīng)濟發(fā)展，培養(yǎng)的學生具有致力于動物遺傳學研究的堅定信念和自我發(fā)展提升的意愿與內(nèi)在動力，且掌握不同農(nóng)業(yè)動物類型及不同生長發(fā)育階段的遺傳規(guī)律專業(yè)知識；具備動物遺傳學科學研究方案設計與實施的能力，能夠及時發(fā)現(xiàn)和熟練解決動物生產(chǎn)過程中影響動物生產(chǎn)性狀的各種遺傳問題；具備持續(xù)自我發(fā)展提升、宣傳和人才培訓的意識和能力，了解國內(nèi)外動物科學最新發(fā)展趨勢和前沿動態(tài)，不斷更新自己的專業(yè)理念和發(fā)展方式，善于運用各種先進技術(shù)和理念，對畜牧行業(yè)進行宣傳和人才培訓.在能力和目標導向下，動物遺傳學課程教學不僅強調(diào)的是學生學習的主觀能動性，更加注重培養(yǎng)學生的實踐能力，加強學生的主觀能動性、創(chuàng)新能力和自主學習能力的培養(yǎng).通過本課程學習，使學生形成熱愛動物科學專業(yè)，珍愛動物生命的人生觀和價值觀；注重道德品質(zhì)和人文素養(yǎng)培養(yǎng)，形成團結(jié)協(xié)作的團隊精神和嚴謹?shù)目茖W作風，樹立鍥而不舍的科學探索精神；全方位訓練學生的科學思維和終身學習、分析與解決問題、交流溝通和團隊協(xié)作能力，達到培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的應用型專業(yè)人才的要求[8].

2 基于 OBE的動物遺傳學課程教學內(nèi)容改革

基于OBE的課程教學是支撐專業(yè)人才培養(yǎng)方案，實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的基礎(chǔ)，課程教學內(nèi)容是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的保障.動物遺傳學課程中，我們設計能夠體現(xiàn)畢業(yè)要求的課程目標，建立了能夠體現(xiàn)課程目標的教學內(nèi)容.由于動物遺傳學知識點數(shù)量繁多及新知識的不斷融入，教師想要用有限的課時實現(xiàn)知識點全面和深入地講授，就必然要求教師在現(xiàn)有教材基礎(chǔ)上，精心設計教學內(nèi)容和合理安排教學學時，并在講授過程中，注意把最新研究成果整合到動物遺傳學相應的教學內(nèi)容中.目前，基因表達調(diào)控(控制動物表型性狀的功能基因)、動物基因組學(豬、牛、羊、禽)、動物基因組技術(shù)(CRISPR-Cas9)等方面研究成果較多，把相應的研究成果以文獻形式和學生分享，老師把相應的文獻內(nèi)容進行解讀，讓學生了解更多的動物遺傳學最新研究成果，豐富學生的知識內(nèi)容.我們還對課程中的數(shù)量遺傳學、群體遺傳學、免疫遺傳學和發(fā)育遺傳學等教學內(nèi)容進行了有效的整合，對學生開展循序漸進的課堂講授，促使學生意識到四者之間存在的內(nèi)在邏輯關(guān)系，并對遺傳學總體知識架構(gòu)進行全方位梳理，其中存在的重點、難點知識，讓學生充分理解和掌握[6].

通過該課程的學習，主要讓學生獲得動物優(yōu)良種畜選擇以及動物優(yōu)良性狀選擇的社會服務能力.但是，在實習實踐過程中，僅靠課本中的一些理論知識和實驗課程中的一些簡易操作技能訓練的驗證性實驗，很難培養(yǎng)出學生自主創(chuàng)新思維和動物遺傳學科學研究方案設計與實施能力.因此，動物遺傳學實驗在傳統(tǒng)經(jīng)典的驗證性實驗內(nèi)容基礎(chǔ)上，如模式生物果蠅的飼養(yǎng)和管理、果蠅突變性狀的觀察、果蠅唾腺染色體的制備，模式生物小白鼠骨髓細胞有絲分裂染色體制片等基礎(chǔ)上，增加了分子水平的綜合型實驗，如生物信息學軟件(Primer5，DNAstar，Chromas，Clustal W)和生物信息學網(wǎng)站(NCBI，ENSEMBL)的使用，動物不同組織(血液、細胞)基因組DNA(苯-氯仿常規(guī)方法和試劑盒方法)的提取，基因組DNA濃度和純度的檢測(瓊脂糖凝膠電泳和超微量分光光度計檢測)和動物分子遺傳標記檢測方法(PCR-RFLP，基因芯片掃描技術(shù))等.綜合實驗結(jié)束后，由教師指定不同研究內(nèi)容題目，以小組為單位，隨機抽取老師所出題目，學生拿到題目后，查閱文獻，學習方法與思路，自主設計實驗，將制定好的研究方案和技術(shù)路線交由教師審核修改，然后實施設計性實驗.內(nèi)容包括功能基因序列的查找(生物信息學網(wǎng)站使用)、功能基因突變位點的搜尋和限制性內(nèi)切酶的選擇(生物信息學軟件使用)、功能基因突變位點目的片段擴增引物設計和合成(生物信息學軟件使用)、功能基因突變位點目的片段的PCR擴增、擴增結(jié)果檢測和突變位點限制性內(nèi)切酶檢測等(PCR擴增、凝膠電泳、凝膠成像系統(tǒng)使用).教師在這個過程中起到輔助引導的作用，對學生實驗進行監(jiān)督，及時提出實驗中存在的問題，確保設計性實驗的順利完成[7].通過這些實習實訓練習，學生會從動物遺傳的個體水平、細胞水平乃至分子水平掌握動物遺傳學研究的基本實驗技能，他們將會對生命科學理論的發(fā)現(xiàn)與技術(shù)的拓展發(fā)揮巨大的推動作用.實習實訓不僅使學生掌握了基本實驗操作技能，而且進一步提升了學生的自主分析問題、解決問題、統(tǒng)籌規(guī)劃和團隊協(xié)作等方面的能力[4].通過實習訓練實現(xiàn)了動物遺傳學多維度人才培養(yǎng)的目標，加強了基本理論與實踐的有機結(jié)合，又給學生提供了自主學習和創(chuàng)新思維訓練的空間.

3 基于 OBE的動物遺傳學課程教學方法改革

傳統(tǒng)的課程教學主要以教師系統(tǒng)地給學生講授理論知識，而成果導向教育打破了學科、課程之間的界限，鼓勵學科之間、課程之間、理論與實踐之間的交叉與融合.因此，隨著社會和網(wǎng)絡技術(shù)的快速發(fā)展，要使教育進一步有所突破和創(chuàng)新，必須將網(wǎng)絡技術(shù)與教學有機融合，采用多元化教學模式來提高學生自主學習的興趣，解決學生對《動物遺傳學》課程學習興趣不高的現(xiàn)象.由于動物遺傳學知識點抽象、深奧、難懂和比較難學的特點，主講教師要想盡一切辦法把這些抽象、深奧、難懂和比較難學的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成具體、通俗、易懂、簡單和易學的表現(xiàn)形式.首先，主講教師要對動物遺傳學教學內(nèi)容熟悉，理解透徹，用現(xiàn)實生活中的一些實例，把講課內(nèi)容歸納，由復雜到簡單，由抽象到具體實物[6].如教師在備課階段通過教材知識點分析，開展相應案例收集，并把案例與知識點整合進行教學設計.在課堂教學階段，通過學生分組討論的方式開展教學活動，實現(xiàn)在小組討論中，學生通過互相交流實現(xiàn)思維之間的有力碰撞，教師在學生討論過程中進行課堂環(huán)視，在學生出現(xiàn)問題時及時解決，促使學生深度掌握動物遺傳學基礎(chǔ)知識，并對專業(yè)技能熟練運用.

其次，在課堂教學過程中通過問題教學法進行知識點講授[6].問題教學法實現(xiàn)了以生為本，充分激發(fā)了學生的學習主觀能動性，并培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力.在解決教材發(fā)展跟不上遺傳學知識更新速度，課時少和學生自學時間不足，老師很難把所有知識傳授給學生，學生涉及的知識僅局限于課本，教師對教學內(nèi)容的延伸也因課時有限而受到限制等問題時，采用線上線下教學模式，解決時間不足，老師有足夠的時間進行最新內(nèi)容講解，閱讀最新專業(yè)文獻，解決教材知識內(nèi)容陳舊的問題，能把最新內(nèi)容傳授給學生.傳統(tǒng)的教學過程是在封閉的教學環(huán)境中開展，時間、地點和教學內(nèi)容相對固定、封閉.成果導向的教學活動可以不受教室里2-3個課時的限制，教與學可以從課堂內(nèi)轉(zhuǎn)向課堂外、從教室向企業(yè)延伸、從教材向更廣泛的教學資源延伸.實踐教學、項目式教學、網(wǎng)絡化線上教學等都成為學生學習成果達成的有效手段.

4 基于 OBE的動物遺傳學課程評價和考核體系的建立

OBE理念主要突出學生對所學理論知識和技能的掌控程度、強調(diào)教育之后所能獲得什么樣的效果.為更好地推動教育發(fā)展及教學工作，建立對學生后期學習效果的追蹤和評價體系，充分了解和掌握學生學習效果[9].在OBE理念指導下，動物科學專業(yè)學生培養(yǎng)過程中注意學生培養(yǎng)目標的達成度，對動物科學專業(yè)應用型高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)起著推動作用.動物科學專業(yè)制定教學計劃和計劃實施過程中，構(gòu)建了學習效果評價體系，如專業(yè)知識掌握、自主學習能力、團結(jié)協(xié)作能力等多方面內(nèi)容，系統(tǒng)評估教學效果，以促進培養(yǎng)方案、教學內(nèi)容、教學方法及教學質(zhì)量的持續(xù)改進.這種評價機制，既是對教師教學工作的肯定，也為更好地開展OBE理念教學提供支撐，有力地保證了OBE理念發(fā)揮重要作用.

傳統(tǒng)動物遺傳學課程考核形式單一，只側(cè)重考核基本理論，忽視了學生對知識點的理解和創(chuàng)新性思維及應用能力的考核，這種考核無法全面反映學生綜合能力的提升OBE的評價模式強調(diào)多元性評價.以OBE理念構(gòu)建動物遺傳學課程評價模式，評價機制也隨之多元化，內(nèi)容包括學生出勤情況、課堂活動參與度、作業(yè)完成情況、期中測試、期末考試、技能操作情況等.構(gòu)建了能夠證明課程目標的考核方法，考核以終結(jié)性考核和過程性考核相結(jié)合，對學生進行立體化、綜合性評價，能夠?qū)W生的學習效果和個性化發(fā)展進行全方位準確地評價，對教師的教學內(nèi)容完成情況進行準確評估.這種考核注重學生綜合素質(zhì)的考核，如學生的表達能力、團隊意識、解決問題能力的提高.因此，動物科學專業(yè)積極探索注重過程和階段性學習成果的評價模式，對動物遺傳學等主干課程，通過期中考試、作業(yè)、學術(shù)報告學習、論文、專業(yè)文獻閱讀匯報等多樣化的評價手段，真實反映學生的學習效果.多元的評價手段、多樣化的評價內(nèi)容要求教師需要不斷學習和提高，掌握相關(guān)的技能，并投入更多的時間和精力.

5 小結(jié)