分子遗传学课程篇1
关键词：遗传学；教学改革；课程群；
随着现代生物科学技术的发展，遗传学已成为21世纪生命科学领域发展最为迅速的学科之一，是生命科学中各门学科的核心，它的分支几乎扩展到生命科学的各个研究领域.目前，在生物学各专业的教学中，普遍存在着知识老化，课程体系陈旧，如遗传学和细胞生物学、生物化学、基因工程、基因组学、分子遗传学等课程之间存在着部分内容重复等一系列问题.显然，当前的课程体系已不适应高等学校生命科学教育的要求.如何突出遗传学主干课程，实现课程体系的整合、优化，不同课程间知识的融通和衔接，以此组建口径宽、方向灵活的课程群，加强学生创新意识和创新能力的培养，以增强学生的适应性和竞争力，培养学生的个性特长、能力特长以及继续学习的能力，形成终身学习的观念，是摆在我们面前值得思考的问题.我们从遗传学课程入手，对遗传学课程群进行了初步的思考，重新设置和实践，目的是实现课程体系的整合、优化，培养符合现代社会要求的创新型、复合型人才.
1遗传学课程群内课程设置的基本思路
遗传学课程群内课程设置的基本思路就是围绕“一个中心，三个方向”的原则，以普通遗传学为核心课程，兼顾三个方面的内容.基本框架如图1.
“一个中心”就是以普通遗传学为核心课程.遗传学是一门生命科学所有专业的重要基础课，要求全面系统地介绍遗传学的基本原理、分析方法及现代遗传学发展的最新成就.在教学中，要始终贯穿遗传物质的本质、遗传物质的传递和变异、遗传信息的表达与调控这一主线，使学生在群体水平、个体水平、细胞水平和分子水平的不同层次上对遗传学有比较全面、系统的认识，并能应用其基本原理分析遗传学数据，解释遗传学现象，并对遗传学各分支学科有一个基本的了解.
“三个方向”是以遗传学分支学科、反映现代遗传学发展的学科及遗传学普及性学科为遗传学内容细化、深化和普及的三个层面，主要包括以下内容：
一是遗传学分支学科的内容，主要包括《群体遗传学》、《微生物遗传学》、《细胞遗传学》等课程，以专业选修课的形式开出，主要目的是根据学生的兴趣和爱好，深入学习遗传学各个分支学科的知识.如《群体遗传学》是研究在自然选择、基因漂变、突变以及迁移四种进化动力的影响下，等位基因的分布和改变.它是在群体水平上研究种群的分类、空间结构等，并试图解释诸如适应和物种形成现象的理论.《微生物遗传学》是以病毒、细菌、小型真菌以及单细胞动植物等为研究对象的遗传学分支学科.《细胞遗传学》是遗传学与细胞学相结合的一个遗传学分支学科，主要是在细胞和染色体水平上研究.
二是反映现代遗传学发展的学科，如《基因工程》、《分子遗传学》、《基因组学》.这三门课程都是在普通遗传学基础上开设的专业选修课程，目的是与现代遗传学的发展接轨.如《分子遗传学》(moleculargenetics)的主要内容为基因的结构、复制和转录以及转录后调控、翻译，基因突变，Dna的复制、修复，原核与真核生物的基因表达调控，是在分子水平上进行的研究.此课程为生命科学各专业本科生的学科基础课，也可作为研究生的专业选修课.《基因工程》(geneengineering)主要介绍基因操作的主要技术原理，基因操作的工具酶，克隆载体，目的基因的分离方法，重组体的构建及导入，克隆基因的表达与检测，基因工程研究进展，存在问题及新策略等内容，使学生具备基因工程方面的基本知识和掌握其操作技术.《基因组学》(genomics)是对所有基因进行基因组作图，核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析的一门科学.主要讲述生物基因组的基本结构和组成、基因组内基因的表达和调控、遗传图谱与物理图谱、基因组测序、基因组序列解读、染色体的结构与基因表达调控、基因组的复制、基因组进化的分子基础、基因组进化的模式、分子系统发生学等内容，并讲述人类基因组计划的全过程以及由此引发的道德伦理和法律问题，系统向学生讲授基因组学研究的基本内容及相关进展.通过该课程学习，使学生了解结构基因组学和功能基因组学的重要研究领域、热点问题与发展趋势，以及国内外研究现状与进展.
三是遗传学普及性的内容，此类课程为遗传学的平行课程，以公选课的形式开出，主要目的是普及遗传学知识，提高人口质量和全民素质.我们针对非生物专业的学生开设了《人类遗传学》和《遗传与优生》两门课程.《人类遗传学》主要讲述人类在形态、结构、生理、生化、免疫、行为等各种性状的遗传上的相似和差别，人类群体的遗传规律以及人类遗传性疾病的发生机理、传递规律和如何预防等内容，使学生掌握人类遗传学的基本概念和主要研究方法.《遗传与优生》主要讲述什么是遗传病，遗传病对人类的危害，人类的染色体和染色体病、基因和基因病、肿瘤与遗传、人类代谢和发育中的遗传学问题、优生学的基本概念、影响优生的因素，优生的措施等.这两门课程都注重贴近生活，贴近社会，从剖析青年学生关注的问题入手去介绍人类遗传与优生的基础理论和基本知识，使学生能够在轻松、顺畅且饶有兴趣的学习过程中获益.对于医疗保健事业和人群遗传素质的改进具有重要意义.
2遗传学课程群内课程内容整合的思路
为解决遗传学的迅速发展及新知识、新技术不断出现与遗传学教学时数减少这一矛盾，我们通过建立遗传学课程群体系，协调课程群内各门课程的关系，尽量减少重复内容，对于学习遗传学的有关基础知识，如核酸的结构和特征在先修课程《生物化学》中介绍，染色体的结构，细胞周期等在细胞生物学课程中介绍，概率和统计学知识在生物统计学课程中介绍.而对于遗传学各分支学科的深入讨论，将在细胞遗传学、群体及数量遗传学、分子遗传学、基因组学、基因工程、生物信息学等课程中介绍.
3遗传学课程群内实验课程整合的思路
遗传学课程群内主要设置了遗传学实验和分子遗传学大实验，遗传学实验是为了配合遗传学的教学而开设的一门实验课程，其设计思想是：1)配合遗传学的教学，巩固和加深对遗传学知识的理解；2)适应现代遗传学的发展，让学生掌握现代遗传学研究所必需的基本实验技术；3)开设综合性、设计性和创新性实验，鼓励学生自己动脑筋设计、完成实验.目前已形成具有基础性实验、提高性实验和具有综合性、研究创新性、开放性实验的不同层次的遗传学实验教学内容体系.鼓励学生自己动脑筋设计、完成实验，实验室已对学生部分开放，并实施了自选实验考试法[1].学生在此过程中得到了很好的科研训练，部分学生在本科阶段就写作并发表了论文，充分体现了遗传学课程教学改革的特色.例如，结合本科毕业设计，我们编制了“遗传学试验的计算机模拟”软件[2]，增强了学生对遗传学基本概念和基本原理的理解，而且也增加了学生对计算机应用于生命科学研究的兴趣.我们开发设计了“遗传学实验显微图像演示系统”[3]，建立了遗传学实验图像库，学生在实验前可以方便地检索观察实验中可能出现的各种图像，大大提高了实验效率.通过遗传学实验的培训，学生具备了一定的设计和综合创新的能力，在此基础上，进入分子遗传学大实验的学习.而分子遗传学大实验的设计整合了分子遗传学和基因工程两门课程的实验内容，既涵盖了分子遗传学的基本实验技术，也体现了现代分子遗传学发展的新方法、新技术.实验通过Dna提取、扩增、检测，到目的基因的获取、重组、转化、分子杂交等系列性实验，使学生不仅掌握了现代生物学分析技术，也培养了学生的动手能力和独立设计实验的能力，更实现了理论类课程与实践训练类课程的有序衔接，同时完善了学生从认知实践到科研实践的创新精神培养体系.
4遗传学课程群实践基地的建设
仅有书本上的知识是不够的，遗传学课程群内的课程具有很强的实践性，专业知识与生产实际相结合的综合性教学是实践教学环节不可缺少的重要一环.为此，我们通过认识实习和生产实习等手段加强课程知识的掌握.利用地域优势，与中国农业科学院徐州分院、江苏省药用植物重点实验室、江苏维维集团等建立长期稳定的合作关系.如，我们在讲解“三系配套”时就带领学生到中国农业科学院徐州分院参观学习、实地学习如何进行“三系配套”的操作，加深了对理论知识的理解.通过专业实践，拓宽了学生的视野，培养了学生分析问题、解决问题以及开拓创新的能力，增强了学生的事业心和责任感.
5遗传学课程群教学方法和教学手段改革之思考
分子遗传学课程篇2
abstract：thecourseschedulingsystemisveryimportantinacademicmanagementofcollege.theimprovedadaptivegeneticalgorithmwasdiscussedfirstly,andthenthedesignschemeofcourseschedulingsystembasedonimprovedadaptivegeneticalgorithmwasexpoundedthroughstudyinginfluencefactorsandmainconstraintconditionincourseschedulingprobleminthisthesis.
关键词：自适应遗传算法；排课系统；应用
Keywords：adaptivegeneticalgorithm；courseschedulingsystem；application
中图分类号：G47文献标识码：a文章编号：1006-4311（2011）04-0170-02
1对自适应遗传算法进行改进
1.1采用三维编码方法个体的编码方法对交叉、变异等遗传算子的运算方法及程序实现的复杂度都有很大影响。遗传算法最常用的编码方法是二进制编码，结合实际应用需求，均衡考虑制约学校排课系统的各因素，采用了三维编码。它具有以下优点：可方便地利用三维数组保存排课相关信息；编码和解码直观；进行交叉和变异运算时方便进行冲突检测和适应度计算以及程序实现复杂度低等。
一个采用三维编码表示的染色体可以直观地被看作是一个立方体，X轴表示时间轴，X轴上的每个时间坐标对应一个单位时间的间隔，根据学校实际情况，一个单位时间为一节大课的时间（两个课时），假如一周五个工作日、每个工作日三个时间段，那么X轴共有15个坐标值。Y轴每一坐标间隔代表一间教室，Z轴每一坐标间隔代表一个授课事件。其中，Z轴坐标（授课事件）又可以被分为Za（教师）、Zb（课程）和Zc（班级)三个分量。这样由三维坐标唯一地确定的那个小方块被称作个体的基因。在染色体全部基因块被赋值后，染色体就代表了一个课表编排方案。
1.2采用基于符号函数的自适应遗传算法为了避免染色体早熟，改善了交叉与变异概率。采用基于符号函数的自适应遗传算法。将遗传的进化过程分成两部分：前期和后期分别取值。在前期，变异概率指定的区间内逐渐增大，变异概率逐渐减低，当适应度的值超过平均适应度值时，交叉概率下降，变异概率增加，从而能够很好地防止早熟现象的发生。基于符号函数的优化遗传算法，算法描述如下：①利用三维编码，进行编码／解码设计，组成初始群体；②定义适应度函数，计算各个个体的适应度；③以交叉概率pc和变异概率pm进行；
pc=sinarcsin■-SGn■-1■■arcsin■
pm=sinarcsin■-SGn■-1■■arcsin■
④若满足终止条件则退出算法，输出最优解。终止条件可以设定为指定最大代数或指定若干代无法取得更好的最优个体；⑤否则回到第2步。
2排课问题中的基本原则以及需要考虑的教学因素
课程表的编排工作就是要根据学校具体的教学资源情况，按照教学计划的要求，将课程、教师、学生在时间与空间上进行科学合理的排列组合。为了使编排的课程表更加符合教学规律，需要遵循以下原则：①某门课程只能为某一专业的学生安排一次；②同一位教师在同一时间段内只能安排一门课程；③在一个时间段内某专业的学生只能上一门课程；④教室的类型和容量要与学生人数和课程的需求相匹配；⑤同一教室在同一时间段只能安排一门课程。
要想使每一次教学活动都能够顺利进行，那么编排课程表时就必须满足以上五条原则，否则就会出现教学冲突，比如：同一位教师在同一时间段内被安排两门课程等。为了使排出的课程表更优化、合理，需要手工调整的内容较少，根据学院的具体实际情况排课时还应考虑以下因素：①同一门课程不能连续上，应该尽量分散在一个星期中，即某天上完某一门课后，要隔一天以上再上这门课。②尽量上午第一节课不安排自习课。③课程表中的上课时间不能过分集中，应该尽量避免一天课程很满而另一天却没有课的情况。④给两个或者三个教学班上同一门课程的老师，应尽量能上连续课程。比如一个老师给两个教学班上同一门课程，应尽量安排这位老师上完第一个班的课，在这一天内立即上第二个班的课，以保持两个班的教学进度一致。⑤尽可能满足个别教师的特殊上课时间要求。⑥尽量不使某一个教师在一周内总是上上午的第一节课。
3把改进的自适应遗传算法应用于排课系统，排课系统的设计方案
遗传算法可定义为一个8元组：Ga=（C，p0，m，Φ，Γ，n，e，t）
式中，C―个体编码方法；po―初始种群；m―种群规模；Φ―选择算子；Γ―交叉算子；n―变异算子；e―个体适应度评价函数；t―遗传运算终止条件。除了以上8元组之外，还有两个与遗传操作相关的参数：pc交叉概率，pm变异概率。
3.1采用三维编码方法一个采用三维编码表示的染色体可直观地看作一个立方体。采用三维数组来分别表示X、Y、Z轴上的数据。
3.2确定初始种群与种群规模在遗传算法中要产生初始种群，就必须进行种群群体的初始化处理，在初始种群产生的过程中，种群规模大小的确定非常重要。种群规模的大小会直接对遗传算法的执行效率和问题求解的最终结果产生影响。经过理论研究和实践证明，一般种群规模确定在20到100之间。本论文中优化后的排课系统经过测试，种群规模确定为35。
3.3设计遗传算子
3.3.1选择算子的具体实现过程如下：第一步：累加当前代种群中所有染色体的适应度函数值，得到总的适应度函数值；第二步：用每一个染色体的适应度函数值除以总的适应度函数值，便得到该染色体的选择率；第三步：根据每一个染色体的选择率复制该染色体进入下一代种群中。
3.3.2交叉算子交叉算子在遗传算法中起着关键作用，是产生新个体的主要方法。交叉策略是：以垂直于z轴的平面将两个个体分割，交换两个个体的z>z’部分(z’为分割点)。
3.3.3变异算子在遗传算法中属于辅的搜索操作，它的主要目的是维持群体解的多样性。变异策略是：随机地确定垂直于z轴的一个平面，为这个平面上的所有基因块重新随机地赋值0或1。
为了避免染色体早熟，改善交叉与变异概率。采用上述的基于符号函数的自适应遗传算法来确定交叉概率pc和变异概率pm。
3.4确定适应度函数遗传算法是在个体适应度评价函数的引导下进行的。在设计个体适应度评价函数时，要充分考虑课程表的诸多约束因素。染色体的个体适应度评价函数定义为：fitness（Chromosome）=y（wi+pi）。（pi是约束因素的期望值，wi是pi的权重）
3.5确定遗传算法的终止条件遗传运算的终止条件通常有以下几种：①一个个体已经满足最优解的条件，即最优解已经找到；②适应度已经达到饱和，继续进化不会产生适应度更好的个体；③进化次数的限制；④计算耗费的资源限制（例如计算时间、计算占用的内存等）；本排课系统中的遗传运算终止条件为：连续10代最大适应度函数值不改变。
4结束语
实验证明，把改进的自适应遗传算法应用到排课系统中，可以较好地完成整个学院的排课，同时提高排课效率。对于极个别产生冲突的课程，可人工进行调整。
参考文献：
[1]张建安，杨学俊，吴文一.基于关联规则算法的排课系统设计与实现.现代电子技术，2010，33(2):60-64.
分子遗传学课程篇3
摘要：遗传学是生命科学领域的核心，遗传学课程更是生物专业的核心课程之一。高等师范院校作为培养师资人才的教育摇篮，其遗传学课程的设置，从教学内容到教学方法，必需进行改革创新才能适应当下基础教育的需要。
关键词：高等师范院校；遗传学；教学改革
当今时代是生物科学蓬勃发展的时代，而处于生命科学领域核心和前沿的遗传学，也随着新理论、新技术、新方法的层出不穷而获得了极大发展。《遗传学》作为高等院校生物专业的基础课程和主干课程，研究的是生物遗传和变异的规律，与动植物育种、人类健康、疾病诊断等领域关系密切。目的是通过本课程的教学，使学生了解生物遗传和变异的规律及其物质基础，掌握遗传学的基本理论、基本知识和基本技能，提高创新意识和分析解决遗传学问题的能力，为遗传学在人类健康、动植物育种、疾病诊断等领域中的应用打下坚实的基础，同时为后续从事科研、教学和生产相关工作奠定一个良好的遗传学基础。然而伴随着知识点逐年增多的现实情况却是课时的逐年减少，如何在有限的课时内将更多的知识传授给学生，是目前高等院校遗传学教学中亟待解决的问题。同时，作为培养基础教育师资队伍的摇篮，高校生物教育专业的遗传学教学，既不同于农业院校偏重于动植物、微生物遗传，为学习育种等课程奠定基础；也不同于医学院校侧重对人类遗传变异的研究，为学习医学其他课程奠定基础。遗传学教学是要满足师范生将来从事中学生物教学的需要，要求学生主要掌握普通遗传学的基本知识和基本原理[1，2]。因此，应结合师范生未来教学实际需要，对高等师范院校遗传学课程的教学内容及教学方法做出适当的改革调整。
一、科学调整课程内容
我校遗传学教学采用的是高等教育出版社出版的由刘祖洞、乔守怡等编写的《遗传学》（第三版）。其内容涉及遗传学三大定律及其拓展、遗传的分子基础和细胞学基础、细菌和噬菌体的遗传、数量性状遗传、遗传物质的改变、细胞质遗传、个体的发育与进化、基因组、基因的表达与调控等内容。在内容选择上，既要掌握遗传学的经典理论和现代遗传学的前沿知识，又要结合师范生的实际，联系中学生物教程。因此，在教学内容应作出适当调整，将高中生物《遗传与进化》模块的内容（包括遗传的细胞基础、遗传的分子基础、遗传的基本规律、生物的变异、人类遗传病、生物的进化六部分）融入到遗传学教学中，让学生一方面学习专业知识，另一方面与教育教学法相结合，即时参与中学教学内容的有关设计，改变过去专业理论教学与教学法、中学生物教学相脱节的现象[3]。其中的基因组、基因的表达与调控等内容与分子生物学课程有所重复，不作为讲授重点。在教学实践中，将遗传学分为四部分：第一部分讲授遗传物质的传递规律，包括遗传的细胞学基础、孟德尔定律及其延伸、连锁遗传定律及伴性遗传、细菌和噬菌体的遗传等；第二部分讲授遗传物质的改变（即变异），包括染色体畸变和基因突变的发生机制及其在生产实践上的应用；第三部分讲授细胞质遗传，包括细胞质遗传的物质基础及其在遗传中的作用；第四部分讲授个体发育和进化，包括几个发育现象的遗传学分析和进化理论等。
这样的课程安排，既减少了重复性知识的学习压缩了课时，又突出重点体现遗传学课程的特点，有利于学生理论联系实际，提高学生分析问题、解决问题的能力，同时满足了师范院校对学生的培养目标。
二、研究创新教学方法
倡导探究式学习是现阶段基础教育课程改革的一大亮点，培养师资的高等师范院校在这样的大背景下，自然要针对这一改革结合自身特点，对教学方法进行研究创新。坚持理论与实践相结合，改变传统的“教师教，学生学”的教学方式，突出学生在教学活动中的主体地位，提倡研究性学习，旨在提高学生自己提出问题、解决问题的能力和创新意识。那么，在教学实践中如何实施研究性学习？如何选择研究性学习的内容，是现阶段亟待解决的问题。围绕这一问题，在遗传学教学过程中，就需要向学生渗透研究性教学理念，教师要以学生为中心，设计教学过程、提供教学资源、提供学习建议，对整个学习过程进行控制，关键环节上对学生进行启发、激励、引导和指导，并及时对学习效果进行评价，使学生从接受式的被动学习转变为探索研究式的自主学习，使学生在研究性学习过程中感受学习的乐趣，创新学习方法，为未来的中学教学工作积累经验[4]。
通过这一过程不仅使学生对遗传学相关知识有所了解，而且使学生养成了研究性学习意识，为以后进入基础教育领域指导研究性学习打下了基础，同时加强了学生的合作意识。
三、合理设置实验项目
许多重要的遗传学理论都是在大量的实验基础上获得的，因此应使学生意识到实验的重要性，培养学生的科研意识和能力。然而随着技术的发展，遗传学实验的范围也在不断的深化并延伸至各个领域，从经典的细胞遗传学到现代的分子生物学领域。但伴随内容的增多课时却在逐年减少，实验内容的选择就显得尤为重要，一方面要对遗传学经典定律进行验证，培养学生的操作技能和创新性思维；另一方面又要与基础教育的教学实际相结合。因此在实验项目的设置上，要考虑中学的实验条件，有针对性地优化实验内容和操作环节，使在大学阶段所开展的实验内容在中学也能开展并符合中学的教学要求，所以师范院校的遗传学实验内容不能一味追求高、精、尖，而是要再一定程度上与中学相衔接[4]。
总之，高等师范院校作为培养基础教育中坚力量的摇篮，要结合自身实际在教学内容和教学方法上做出科学改革，才能适应基础教育的需求，为基础教育培养更多的适用型人才。（作者单位：咸阳师范学院）
参考文献：
[1]张羽.生物教育专业《遗传学》教学改革的探索[J].遗传，2008，30（2）：246―250.
[2]赵志华.遗传学教学改革探析[J].高等教育研究，2007，24（4）：43―45.
分子遗传学课程篇4
1在教学中发现的问题
遗传学实验是我校生物技术专业的重要基础课，是遗传学理论教学的延伸和重要补充，是理论与实践相结合的教学过程，担负着培养学生实验技能的任务［8］。在长期的教学和与同行的交流中发现，在我国长期的高等教育模式下，遗传学实验课教学存在诸多弊端，极不适应学科本身的发展需要。具体表现在:
1．1实验教学对理论教学的比重偏小长期以来，遗传学实验课的内容、进度都要服从理论课的教学进展，实验教学视为课堂教学内容的验证和加深，忽视了实验课是培养学生发现—分析—解决问题能力的重要环节，是培养学生创新能力的重要环节。近年来，随着遗传学的迅速发展，教材内容越来越丰富，信息量越来越大，而总课时数却没有增长甚至处于压缩状态，使得教学内容和时间上存在较大矛盾，为了完成教材内容的完整讲授，教师不得不减少实验课的课时数，目前遗传学的总课时量多为72—80学时，理论教学的课时量多为48学时，实验课的课时量一般为24—32学时。
1．2实验内容陈旧，验证性实验比重过大由于教学理念的滞后和长期对实验教学的重视不够等原因，所开设的遗传学实验内容不合理。染色体操作为代表的经典遗传实验内容与分子及群体遗传实验脱节。有关有丝分裂、减数分裂、孟德尔遗传规律、伴性遗传规律等经典实验比重过大。内容单一具体的验证性实验多，综合性、设计性和创新性实验少，缺乏创造性，不利于学生创新能力的培养。另外，遗传学实验中分子遗传学方面的实验内容过少，与遗传学的发展严重脱节。
1．3受课时限制，学生无法完成实验周期长的实验一些实验由于实验周期长，只能由实验员和学生共同完成，经常发生学生对于实验内容一知半解的现象。例如植物有丝分裂过程中染色体行为的观察，材料的预处理、固定和解离需要一上午的时间，由于课时限制，这部分实验往往由实验员老师完成，学生则从切取分生组织薄片开始进行染色、压片和显微镜观察。学生往往对材料的处理理解不深刻，在分析实验结果时对预处理、固定和解离的影响分析不足。
1．4教学手段和考评形式单一遗传学实验课的教学仍然沿用教师先讲解、学生按实验指导书操作的模式，考评则主要以实验报告的成绩为依据，而实验报告的抄袭情况日益严重，不足以衡量学生实验完成的水平。
2理清思路，多方位教学改革
2．1整合、优化和拓展实验内容
2．1．1整合经典遗传学实验内容、适度增加分子遗传学实验内容我们赞同前人将以往多个内容比较单一、具体的遗传学验证性实验划分成4个实验模块:果蝇经典遗传、细胞遗传、分子遗传综合实验等3个必修实验模块及群体遗传综合实验选修模块［9］。将单因子的遗传分析、果蝇观察与饲养、果蝇伴性遗传分析整合成一个6～时(2～3次实验)的综合性实验作为经典遗传学模块;将根尖有丝分裂的制片技术、花粉母细胞减数分裂的制片技术、果蝇唾腺染色体的制片技术、植物多倍体诱导技术整合成时的综合性实验(3次实验)作为细胞遗传学模块;分子遗传学模块的综合实验拓展为Dna的提取、琼脂糖电泳技术、pCR扩增技术、Dna指纹的遗传分析、生物性别决定的遗传分析等。
2．1．2实验材料多样化在生物学实验中，材料的选择非常关键，因为其好坏直接影响实验结果。教材中所选用的材料多是作者总结得出，但在实际操作中，常常由于地域气候和材料种质的差异造成不便和误差。因此，我们可以尝试用易得的常见材料来做实验，实现材料的多样化，在课程中让学生对材料进行选择，并通过实验结果分析材料的优缺点。例如，在植物染色体核型分析时，可向学生提供材料如大豆、小麦、大麦、玉米、绿豆、大蒜等根尖，让学生自行选择至少2种材料进行实验，并通过对自己所做实验结果的比较，找出植物染色体核型分析的最佳材料和简便的实验方法，培养他们实验分析和总结能力。事实上，在多年的实验中我们发现简单易得的大蒜根尖用于核型观察效果非常好。
2．1．3增加综合性、设计性实验教学内容教育部“关于加强高等学校本科教学工作，提高教学质量的若干意见6”中要求高校开出一批新的综合性、设计性的实验，创造条件使学生较早的参与科学研究和创新活动。以此为指导思想，我校在遗传学实验中加大综合性、设计性实验的比例。如在分子遗传学模块中，Dna提取—琼脂糖电泳技术—pCR扩增“三部曲”即是一个典型的综合性分子生物学实验，基于此的植物分子标记技术(iSSR标记)和鸟类(鸡)的性别判定等综合性实验效果都非常好。学生们普遍对亲缘关系的遗传分析比较感兴趣，Dna指纹的遗传分析就是一个很好的设计性实验，可以引导学生收集感兴趣的植物、动物、人的Dna样本进行遗传分析，深入了解遗传标记的应用。
2．1．4将教师的科研项目转化成综合性实验项目随着高校科研工作的日益发展，不少教师都承担着一定的科研项目，其中一些研究内容可适当转化成教学实验内容，不仅可以让学生了解到学科发展的前沿，还可以提高学生的科研兴趣。作者将所承担科研项目中的部分内容“沙棘种质遗传多样性的分子标记分析”以综合性实验方式引入到遗传学实验教学中，取得了良好的效果。
2．2实验室建设方面
2．2．1仪器设备的更新及添置近几年，随着“中央级普通高校改善基本办学条件专项资金”的资助，我校本科教学实验室的仪器设备等条件得到一定的改善，如生物显微镜得到进一步更新(新添进口olympus显微镜)，pCR仪、微量移液器、低温冷冻离心机等仪器已经能够满足遗传学实验的要求，并且已经开始申报显微镜成像系统、凝胶成像系统、梯度pCR仪等高端的仪器进入学生实验室，相信不久的将来学生不需要用手机对显微镜下的观察结果进行拍照，用于琼脂糖凝胶电泳观察的紫外分析仪则被凝胶成像系统取代。
2．2．2设立开放实验室，制定开放实验室的管理细则，提高其使用率解决实验流程长与实验课时有限之间矛盾的有效方法就是设立开放实验室。根据专业特点，开设生物技术综合性开放实验，并制订开放实验室管理细则，委派专门的教师和学生管理仪器、卫生等，学生自我管理为主，教师监督为辅。实施开放实验室后，一些周期长的实验(例如:植物有丝分裂过程中染色体行为的观察)学生能够全程完成，打破老师代做的常规。设立开放实验室后，在合理安排的前提下，学生对实验的兴趣和主动性明显增强，在仪器的使用和动手能力等方面进步很快。一些重要仪器的使用率明显提高，例如冷冻离心机、pCR仪等。
2．3以学生课外活动为载体，延伸课堂教学近几年，我国越来越重视对大学生创新能力的培养，每年部级、省级和校级大学生创新创业训练项目的申报就是一个例证。越来越多的大学生以团队的方式在专业教师的指导下申报、完成创新创业项目。遗传学相关的课题学生们一直很感兴趣，努力将课堂上所学的知识和技能拓展为更深入的学术研究。另外，结合专业性竞赛延伸课堂教学，例如一年一度的专业性竞赛“辽宁省大学生动植物标本制作大赛”就是我校生物技术专业学生很喜欢的一个竞赛，笔者指导学生的作品“异色瓢虫鞘翅的色斑遗传”曾于2011年获得该项竞赛三等奖。
2．4授课手段与考核方式
2．4．1充分应用现代教育技术将现代化的电教手段引入实验课，以营造轻松和谐的课堂氛围。教学中，教师需要做演示实验时，为了确保每个同学都能看到，往往要穿梭于学生中进行演示，有了现代化的电教手段，可制作相关视频来示范，既提高了课堂效率，又方便教师进行更多的指导。网络教学是课堂教学的补充和延伸，将一些操作步骤繁琐的实验做成演示课件放在网上可以实现教学资源的共享。
2．4．2考评方式多样化，提高学生实验的主动性和积极性考核方式需多样化和细节量化。撰写实验报告既是学生科学思维能力和文字表达能力的综合体现，也是大学本科生所应具备的基本科学素养。因此，对于实验报告，尤其是综合性或者设计性实验报告，我们要求学生按照科研论文的形式写出材料和方法、结果分析和讨论，要求学生对于原理、方法、步骤和结果撰写必须简洁准确，对实验所采用方法的优缺点分析后提出改进意见。另外，增强实验过程中的考察与评价。教师可事先制订每个实验要考核的项目详细列表，把实验每一个小项都列入考察范围，包括实验操作的熟练程度、规范状况和实验结果，在考核中依据项目来评分，保证客观公正。例如，在植物染色体制片中，从取材部位的准确，材料的染色适当，染色体的分散状况三个方面衡量实验结果。这样不仅提高了学生对实验操作的重视程度，而且促使他们养成良好的实验习惯。
3结语
分子遗传学课程篇5
[关键词]医学遗传学；雨课堂；案例式教学
[基金项目]2020年7月石河子大学教育教学改革项目“基于‘雨课堂’的《医学遗传学》课程混合式教学模式改革与实践”（JGY2020-48）
[作者简介]王翠喆（1992—），女，河北石家庄人，硕士，石河子大学医学院基础医学系讲师，主要从事肥胖相关代谢性疾病研究；张君（1979—），男（回族），新疆石河子人，博士，石河子大学医学院基础医学系教授（通信作者），主要从事肥胖相关代谢性疾病研究。
[中图分类号]G642.421[文献标识码]a[文章编号]1674-9324（2020）32-0288-03[收稿日期]2020-02-24
医学遗传学是连接基础医学和临床医学的桥梁，是医学与遗传学相结合、互相渗透的一门综合性学科[1]。医学遗传学作为一门专业选修课，其授课对象为临床医学、医学检验技术、预防医学等专业的学生。目前，该课程面临的问题是其理论性较强、抽象难懂，并且学生普遍认为该门课程与临床关系不大，这导致学生对该课程的兴趣不足[2]。因此，医学遗传学的教学必须紧密结合临床案例进行讲授。案例式教学起源于美国哈佛大学情境案例教学课的案例式教学模式，是在教师的指导下，借助具体的教学案例，将学生带入一个特定的情境中，学生通过主动查找资料对案例进行调查与分析，并在与同学的交流与讨论中解决问题，旨在加深他们对理论知识的理解和运用，培养学生的综合能力[3]。
而我院医学遗传学课程讲授以大班授课为主，并且课时只有24学时，单纯利用课上时间进行案例式教学，不能充分讲解和归纳知识点，导致学生可能只掌握了个别案例所包含的知识内容，不能全面学习医学遗传学课程的所有章节内容。因此，学生在教学中的参与度较低，师生沟通不充分、不及时，学生在课前和课后没有充分预习和复习，只是在课堂中被动地接受知识。最终考核方式较简单，只有考勤、实验报告作为平时成绩，卷面考试作为末考成绩。这种教考模式在当前的高校教育中存在着一定的普遍性，该模式下学生学习缺乏主动性和积极性，理论基础不扎实，知识缺乏实践性[4]。
在此背景下，本课程组融入新兴快捷的信息化技术—“雨课堂”。“雨课堂”是由学堂在线与清华大学联合开发的新型的智慧线上教学工具，2016年4月正式上线。该教学工具基于powerpoint（ppt）和微信，学生只需通过手机微信扫一扫即可进入课堂完成相关学习[5]。在此app下，教师可以进行随机点名，对学生进行随机分组，视频、音频和ppt等；学生可以查看课件、课堂弹幕、课堂投稿；课堂结束后能够自动生成课堂报告。大量的教学实践证明，“雨课堂”融入教学能够在很大程度上为教师和学生提供便利，使学生在有限的时间里接触更多临床案例和遗传学知识。因此，本文初步探索基于“雨课堂”的案例式教学法在医学遗传学课程中的应用。
一、基于“雨课堂”的案例式教学法课程实践
（一）课前准备工作
1.教学对象。以石河子大学医学院预防医学专业2018级1、2班作为教学对象，在教学过程中穿插运用“雨课堂”进行教学，学生人数为62人。以石河子大学医学院2017级临床医学专业1、2班为对照，运用传统的ppt结合板书的形式进行授课，学生人数为63人。授课时间为2019—2020学年第一学期。
2.案例准备。由课程组教师精选5个具有鲜明的代表性、直观性，且临床上比较常见的遗传病案例。如讲授单基因遗传病章节内容时，可选取Huntington舞蹈病、多指症、镰性细胞贫血症、苯丙酮尿症、血友病等临床病例，案例可以视频、语音、文字等多种形式呈现。在案例选择的过程中，也可不局限于某一章节的内容，可根据授课内容的具体需要，对知识点进行横向整合。如在讲授遗传病的诊断、治疗和预防章节的内容时，更强调学生对不同类型遗传病的分析，所以案例的准备可将单基因遗传病（白化病）、多基因遗传病（糖尿病）、染色体病（turner综合征）、线粒体遗传病（Leber遗传性视神经病）、肿瘤遗传病（视网膜母细胞瘤）等不同种类型的遗传病整合到一起，让学生进行比较分析。
3.利用“雨课堂”任务。教师利用“雨课堂”创建课堂，学生扫描二维码进入课堂，然后教师视频、语音或文字案例，线上现有的慕课视频作为辅助，最后对班级学生进行随机或自由分组，分为5组。教师随机将5个案例分配到不同的组别中，学生提前讨论和预习案例所涉及的遗传学知识。
（二）基于案例的多元化教学
1.讨论式教学。课前运用“雨课堂”将案例提前发送给学生：例1：一患者，女性（Ⅲ代1号），8个月左右发现智力发育落后，生长发育迟缓，毛发淡黄，尿有鼠臭味，诊断为脑瘫，对症处理，现年20岁，智力中度落后，并给出谱图。根据这些内容要求学生在课堂上进行讨论：①判断疾病类型；②该病系谱特征；③解释该病发病原因，如何诊断、治疗和预防；④计算再发风险。例2：“月亮儿女”之谜：在浩瀚无际的大西洋里有一个几乎与世隔绝的小岛—林索伊斯岛。岛上有300多位居民都有这样的怪癖，喜欢月亮，害怕阳光。居民们皮肤雪白，头发白色或淡黄色，眼睛虹膜粉红色，怕阳光，视力也差，“月亮儿女”由此而得名。该岛的正常居民中，大约有60%是该病的携带者，而在岛外只有1%的人是该病携带者，课堂中进行讨论：①“月亮儿女”患什么遗传病？②这个小岛上该病发病率如此之高的可能原因是什么？③岛内表型正常女性与岛外正常男性结婚，后代患病的概率是多少？④岛外一位年轻女性不患病，双亲表型也正常，但弟弟患了此病，不知道该不该生孩子。如果你是一位咨询师，你将如何向她提供咨询。讨论结束后，每个小组对讨论的结果进行5—8分钟的汇报或解答。
2.学生间情景互动式讨论。在讲授遗传咨询章节内容时，教师可根据案例创设情景并引导学生进行角色扮演，将病例的内容在课堂中演示出来，要求小组所有成员通过讨论，能够归纳总结案例中所涉及的知识点，能够做到将教学内容融入情景中。每组派出2名学生，其中一名担任咨询医师，另一名担任咨询者，课前自行练习遗传咨询活动。最后，在课堂上进行呈现。例1：19世纪，英国维多利亚女王生了4个儿子和5个女儿，长子是血友病患者，早年去世。一个女儿嫁给瑞典王室，生有一子，不久夭折。女王的另一女儿嫁给西班牙王室，造成家族中血友病患者增加。女王的一个外孙女与俄国沙皇尼古拉二世结婚，生了一个儿子，也患有血友病。从英国王室传播的血友病，很快蔓延到瑞典、西班牙和俄国王室，使统治者的健康受到严重威胁。假如你是这些王室的保健医师，面对这种情况，你将如何处理？在课堂中，一名或者几名学生作为皇室贵族人员进行提问，另一名或几名同学作为医师进行解答。例2：一对青年男女即将结婚，男方的母亲患有精神分裂症，双方家族中其他成员都正常，他们来做婚前咨询：①精神分裂症会遗传吗？②男青年将来有没有可能患上精神分裂症？③他们结婚后所生子女患上精神分裂症的概率是多少？在课堂中，两名学生扮演夫妻，另一名学生扮演医生，通过对话交流，掌握遗传咨询的要点。
3.学生ppt汇报。对于一些理论性较强的章节内容，可以让学生以ppt汇报的方式进行自助式教学。如在讲授核型分析的具体内容时，教师给出案例：一位女性已自然流产两次，经询问家族史发现该女性的母亲、姑姑和姑姑的两个女儿也都发生过自然流产。尝试分析导致这种情况的可能原因是什么，详细说明临床上如何进行诊断，从而引出核型分析的内容。学生以小组为单位进行ppt汇报，讲述核型分析的具体内容、Denver体制的内容、具体流程以及核型分析的意义。学生ppt汇报时，提前制作调查问卷，并邀请本教研室的教师进行点评，旨意提高学生能力。点评内容包括：ppt干净、整洁、精美程度，内容逻辑性、结构严谨性、条理清楚程度，ppt制作是否图文并茂、画面生动，是否熟记内容、脱稿演讲；ppt讲解时是否内容恰当，概念准确，重点突出，详略及难点处理得当；是否态度认真，精神面貌良好，自然、大方、得体；是否声音洪亮、吐字清晰、表达准确，无口头语；汇报时间安排是否合理等。
（三）教学效果的评价和反馈
在汇报或讨论结束后，可以运用雨课堂结合问卷星等app投票或进行点评。学生之间可进行互评，教师对学生进行点评，学生对教师或课堂进行点评等。点评的内容可多样化，包括学生的预习情况、讨论回答问题的情况、ppt制作精美度、ppt汇报情况、对课堂的满意度、对今后课堂的建议等。最后利用雨课堂的“课堂报告”功能查看课程整体反馈。学生对本次教学有较好的评价，调查显示学生中对这种教学方法非常满意或比较满意的占93.4%。
此外，本文在比较了期末考试成绩后发现：运用“雨课堂”授课的班级及格率（87.09%）显著高于未使用组（69.84%），并且“雨课堂”组平均成绩（79.73±8.44）显著高于未使用组（66.03±17.27），以上差异均具有统计学意义（p<0.05），见表1。
二、讨论
医学遗传学几乎涉及所有专科的基础跨学科课程，近年来随着人类疾病谱系的变化和生命科学的快速发展，医学遗传学的课程教学发挥越来越重要的作用。但是相比欧美等发达国家，我国临床遗传咨询人才短缺严重，导致在平时授课过程中存在阻碍，理论学习与临床严重脱节。因此，案例式教学方法对医学遗传学课程讲授是必不可少的。但传统学习方式只能在课堂中有限的案例，学生只有5-10分钟时间进行案例的讨论，课堂效果不佳、学生积极性不高等问题。因此，将线上智慧学习工具“雨课堂”与案例式教学进行有效的结合，是当今每个医学教师需要探索的问题。
分子遗传学课程篇6
关键词：遗传学；课堂教学；实验教学；改革
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2017）16-0150-02
遗传学是一门探索生命起源和生物进化的科学，对于推动整个生物科学和有关科学的发展都有着巨大的作用[1]。遗传学是我院各专业不可或缺的专业基础课，学好遗传学将会为后续专业课程的学习打下坚实的基础。本文根据多年来的教学经验，在遵循遗传学教学规律的基础上有利于提高该课程教学质量的各个环节进行了探索。
一、课堂教学
课堂教学是教学施过程中最基本的一种教学形式，教师是课堂教学的组织者和引导者，在课堂教学中具有主导作用。课堂教学是教师讲授知识、培养学生能力的主要方式。好的课堂教学能够使学生在轻松、有趣的课堂氛围中掌握理论知识，使知识的掌握不再成为枯燥的乏味的单纯的知识灌输。通过多年的教学，总结出了以下课堂教学经验及体会。
1.教学内容。①根据不同专业合理安排教学内容，突出重点和难点，遗传学是我校农学、种子工程与科学、生物技术、园艺、植物保护等专业必修的一门专业基础课。因不同专业教学内容的侧重点有所不同，授课学时也不同，所以教学内容的安排也不应该按统一的标准一概而论。比如，对生物技术专业来说，除了讲解遗传的基本概念、基本定理和研究方法外，还需详细地讲解现代分子遗传学概念、理论、技术以及它们在实践中的应用。②在课堂教学当中适当结合国内外学科前沿，在课堂教学中融入相关领域中最新研究成果，是提高教学水平和质量的手段之一[2]。现代科技的迅猛发展，遗传学中的理论和技术也在迅速不断更新。在进行遗传学课堂教学时，教师不能只讲授教材中的内容，应以教材为基础，补充和完善遗传学学科的新概念、新理论、新技术、新成果等新的教学内容，与时俱进，注重把本领域最新的研究成果与进展引入课堂教学当中，激发学生的学习兴趣，满足学生的不同需求[3]，从而达到提高教学质量的目的。
2.灵活应用多媒体教学方法。随着科学的进步，教学手段的现代化已成为当前实施素质教育、提高教学效率的一个重要方式。教师在课前要充分准备，注重多媒体的正确使用。同时使用的课件要灵活、内容丰富，再复杂的内容也要想方设法用简单的途径和方法展示、通过具体例子很生动的表达，善于归纳总结，并注重与教学内容的结合。
3.安排单元测验，提高教学效果。目前遗传学课程的考核方式还是以期末考试成绩为主，而过程考核没有量化。为了帮助学生注重平时的学习过程，提高学习质量和及格率，培养学生的遗传学综合应用能力。每个单元之后应安排一次小测验，测验内容反映教学目标及突出教学重点，同时要注重遗传学综合应用能力。题型包括，选择题、判断题、名词解释、填空题、问答题及计算题等。每次对测验成绩进行认真、深入的分析，实时掌握学生对该门课程的学习和掌握状态，并总结教学中存在的问题，从而提高教学效果。
4.适时安排讨论课，加深对知识点的理解。为了加深学生对理论知识的理解，启发学生独立思考和解决问题的能力，每个教学单元讲授后安排讨论课。在教师的指导下开展讨论，由全班或小组成员围绕某一中心问题发表自己的看法，达到相互学习的目的。首先要拟定讨论题目，题目应该难易适度、面向大多数学生。题目应该是教学内容的重点、难点或具有不确定性和不一致性的问题。按题目的要求写出发言提纲，在此基础上进行讨论。教师注意倾听和发现典型的、代有普遍性的问题，并重点记载学生发言的优缺点，以便更好地引导学生。最后针对学生讨论过程中存在的问题进行讲解，把学生理解不深刻、不正确的问题给予纠正和深化。学生做报告和参与讨论有助于增强学生的独立科研能力，有利于提高学生灵活运用知识的能力和独立思考的能力。
二、实验教学
遗传学实验教学是遗传学课程的重要组成部分，对培养学生的综合素质起着无可替代的作用，遗传学的快速发展给遗传学实验教学提出了更高的要求。遗传学实验教学不仅应注重学生对理论知识的掌握和科学思维的训练，而且还应加强应用技术和实际操作的训练，特别是近代遗传学新兴技术的训练。
1.实验教学内容。①注重遗传学实验的先进性，改革和创新实验教学内容，瓦特森（watsen，J.D.）和克里克（Crick，F.H.C.）于1953年提出Dna分子结构模式理论后，遗传学的研究进入了分子水平。20世纪70年代初，分子遗传学已成功的进行了人工分离基因和人工合成基因，开始建立了遗传工程这一个新的研究领域。90年代后，遗传学的研究进入了基因组学。由于遗传学广泛应用近代化学、物理学、数学的新成就、新技术和新仪器设备，因而由宏观到微观逐步深入到研究遗传物质的结构和功能。从事遗传学研究首先要掌握遗传学研究方法、技术理论基础、应用等内容。传统遗传学教学中，实验内容安排大都以经典遗传学和细胞遗传学为主，在实验安排上跟不上遗传学教学内容的更新。因此，为解决这种现象，应根据教学内容，从简单到复杂逐步的安排分子遗传学研究技术，帮助学生了解遗传学研究方法，同时要侧重于培养学生的理论联系实际的能力、创新能力。比如讲授完Dna复制时就安排pCR（聚合酶链式反应扩增）技术；在真核生物表达调控时，讲解从真核生物体内如何提取不同Rna的方法、Dna微阵杂交等内容。②实验课内容要凸显高校遗传学研究方向，不同高校在同一个领域的研究材料和方法都有一定的区别。比如，以拟南芥为实验材料，在“核算测序”中测定拟南芥热休克转录因子的核苷酸序列。实验课内容的这种安排，一方面有助于学生通过实验掌握当前的遗传学研究方法、技术，另一方面也能够帮助学生了解高校的研究方向，如果学生在本校继续深造，就会很容易的进入研究工作。
2.教师和学生的充分准备，保证顺利完成实验教学任务。因为实验课是理论联系实际的教学活动，实验教学内容也是当前的遗传学研究技术方法。由于实验的内容先进，因而也具有一定的难度，这就要求教师和学生要有充分的准备。实验课的主要准备内容包括：一是实验教师的准备，教师提前在学生做实验的同样条件下，从头到尾把实验做一遍。二是学生的准备，教师应在第一次上课时让每一位学生准备一个实验记录本，每次新的实验开始前一周让学生预习，了解实验内容并将相关问题记录在实验记录本上。学生必须在做实验前要了解每个实验的目的、方法、操作步骤、作业等内容。有了教师和学生的充分准备，实验教学效果就能够得到有效提高。
3.撰写高质量的实验报告，培养学生从事科研及科研论文写作能力。实验报告是实验结果的总结和反映，也是实验课的继续。实验报告的书写情况是学生学习态度、思维能力及教师教学成果的综合体现。加强实验报告的书写能力，不仅利于实现实验教学目标，提高学生本身的专业素质，而且也能促进学生理论系实际的学风和实事求是的科学态度。传统的实验报告格式不利于学生分析问题和论文写作能力的培养。为此，要求学生的实验报告的书写按论文格式进行写作，包括引言、实验目的、实验方法、步骤、实验结果、讨论、结论等部分。这样有利用于学生用所学的理论知识对实验结果进行分析总结，加强学生的逻辑推导和理论联系实际的能力。这就要求教师认真地批改实验报告，如果实验报告有不清楚、错的部分，教师应该书写自己的要求并还给学生，要求学生在固定的时间内按照教师的要求更改。从而，学生也就会很重视从实验课的准备、进行、到实验报告的书写等部分，这对培养学生对提高实验教学质量具有积极促进作用。
分子遗传学课程篇7
1.值得借鉴和学习之处
1.1教学思路清晰，课堂结构合理。
本节课45分钟，大致分为三阶段：5分钟自主学习，30分钟师生互动，10分钟随堂练习。5分钟自主学习，教者针对本节课的教学内容，列出了具体的提纲和需要解决的问题，学生快速阅读课本，针对问题，寻找答案，自主学习。接着教者以提问的形式对学生的自主学习情况进行检查。通过自主学习，学生可以活跃思维，集中注意力，教师可以根据学生的自主学习情况，及时调整后面的教学，使课堂教学更有针对性。30分钟的师生互动是本节课的主要内容，课堂上几乎每个同学都表现出了强烈的参与意识，都积极思维，踊跃发言，激发了学习兴趣，活跃了课堂气氛，将教与学的过程不断引向深入。教者善于营造“宽松、和谐、民主”的课堂教学氛围，重视师生之间的情感交流，实现了预期的教学目标。10分钟的随堂练习，主要以选择题为主，当堂检测，及时巩固课堂教学内容。传统单一的讲授模式，过分强调教师讲、学生听，忽视了学生的主体地位。本节课的课堂教学模式，关注了学生的主动参与、乐于研究、勤于实践，培养了学生主动获得新知识的能力，锻炼了学生交流和合作的能力。
1.2精彩讨论，教学过程不断深入。
本节课教者在教学过程中，根据不同的教学内容，不同层次的学生，不同的教学目标，采用了多种教学方法，如“讨论法”、“读书指导法”、“实验法”、“练习法”，都用得恰到好处。其中“讨论法”是本节课的一个亮点，现以讲解“遗传因子的概念”课堂实录为例：
师：孟德尔在豌豆杂交实验观察统计分析的基础上，通过严谨地推理和大胆地设想，提出了遗传因子的概念，请问什么叫遗传因子，它有什么功能，它与性状间有什么关系？
（每4人一组，分组讨论，讨论2分钟后，交流发言。）
生：遗传因子存在于生物体内，它可能与遗传物质有关，对性状应该有控制作用。
生：既然性状可以有显隐性之分，那么遗传因子也应该有显隐性之分。
师：有什么对应关系？
生：显性遗传因子控制显性性状，隐性遗传因子控制隐性性状。
师：很好，那么在高茎F1中有显性遗传因子吗？
生：有，因为F1表现为高茎，高茎为显性，一定有显性遗传因子。
师：那么F1中有隐性遗传因子吗？
生：应该有，因为F1自交后代，又出现了矮茎这一隐性性状。
师：那么你认为在生物体内，控制某一性状的遗传因子应该有几个？
生：应为一对。
师：遗传因子能否遗传给后代，如果能，那么通过什么遗传？
生：能，通过生殖细胞，和卵细胞。
师（总结）：同学们说得都很好，遗传因子控制性状，遗传因子应分为显隐性，在生物体内成对存在，并通过配子遗传。
遗传因子这个很抽象的新名词，既是重点又是难点，在教师的精心设计和引导下变得迎刃而解。讨论调动了学生学习的积极性和主动性，活跃了课堂气氛，提高了学生的思维能力、应变能力和语言表达能力。
1.3模拟实验，精心设计。
“性状分离比的模拟实验”是一个重要的模拟实验，该实验的目的是使学生在亲自活动中，探讨遗传因子的分离、配子的随机结合与遗传结果的关系，为进一步理解孟德尔的豌豆杂交试验打好基础。在教学过程中，不少教师往往怕麻烦，浅尝辄止，甚至连讲都不讲，错过了一次很好的让学生动手实践，深化理解的机会。本节课教者创造条件，自备教具，塑料小桶模拟雌雄个体，做不同颜色的乒乓球代表两种不同配子，整个过程学生参与度高，师生平等对话，使学生体验了成功的乐趣。另一方面围绕实验过程，教者设计了一系列问题，如“为什么每个桶内不同颜色的球都是十个？”“抓取小球时，前一次抓取的小球要不要放回原来的桶中？”“分别从两个小桶内抓取一个小球组合在一起的含义是什么？”等。培养了学生的问题意识，激发了学生的探究心理，使学生在反馈、思考中进一步突破难点。
1.4有效渗透“情感、态度、价值观”目标。
体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维，提高学生的科学素养是本节课的教学目标之一，教者在教学过程中适时地对学生进行引导，现以总结“孟德尔科学探究过程”课堂实录为例：
师：科学是一个发展的过程，学习生物科学史，沿着科学家探索生物世界的道路，可以理解科学的本质和科学研究的方法，哪位同学能谈谈孟德尔科学探究的过程？
生：孟德尔的实验体现了科学探究的一般过程，即“观察现象、发现问题—分析问题、提出假说—设计实验、验证假说—归纳综合、总结规律”。
师：很好，结合孟德尔科学探究过程，请同学们谈谈进行科学探究需要具备哪些基本素质？
生：科学研究要敢于冲破原有观念，大胆想象、严谨推理。
生（补充）：科学探究要有科学的思维方式和实验方式，才能突破原有观念。
生（补充）：孟德尔在“分析问题”环节运用了数学统计方法，科学探究仅仅有一门学科的知识是不够的，要有渊博的知识，多学科交叉融合。
师（总结）：同学们说得很好，科学探究的基本素质大体可以概括为：大胆、科学、严谨。
在此过程中教者创设情境，学生积极发言，激发了学生对科学探究的兴趣，实现了“情感、态度、价值观”目标，从而最终达到以人为本的教育目标。
2.值得商榷、有待改进之处
2.1重视理解和应用，忽视了识记目标。
识记的过程是知识积累的过程，识记是应用的前提，如果学习的知识不能保持，就不能在知识贮存库中检索并提取必要的信息，也就谈不上应用。本节课学生的观察能力、思维能力、创造能力都得到了充分的锻炼，但教者对有识记要求的知识点，没有提出明确的记忆要求。例如：“杂交”、“显隐性性状”、“基因分离定律的实质”，这些在教学目标中有明确的识记要求，教者应该在学生理解的基础上，给学生充足时间，让学生当堂记忆。
2.2突出各个知识点的突破，忽视了知识体系的构建。
分子遗传学课程篇8
遗传学是生命科学领域中一门十分重要的基础性学科之一，也是高等农业院校农学类专业重要的专业基础必修课之一。遗传学是一门以实验为基础的学科，实验教学在遗传学课程教学中占有十分重要的地位。遗传学实验既是对遗传学课堂知识的验证和巩固，又是培养学生实践能力、提高学生分析问题和解决问题能力的重要手段，也是培养学生自主创新能力的一个重要途径。21世纪高校人才培养模式改革的重点是加强对学生的素质教育，特别是创新能力和实践能力的培养[2,3]。如何适应新形势下素质教育的需要，结合学科发展趋势和专业特点，加强遗传学实验教学改革，是农学类学科建设的重要内容，也是培养高级农业科技人才和农业科研工作者的重要保证。以往遗传学的实验教学依附于理论教学，实验只是为了验证理论，存在重理论轻实践的误区，难以培养学生的实践能力和创新能力。为适应教学改革的要求，培养“厚基础，宽口径”复合型人才，笔者在分析甘肃农业大学设施农业科学与工程专业和园艺专业本科生传统遗传学实验教学中主要问题的基础上，对遗传学实验教学改革进行了初步探索，总结了从教学内容、教学方法和考核标准方面提高遗传实验学教学质量、增强学生动手能力和创新能力培养的措施。旨在为高校人才培养模式中实验课教学的改革提供参考。
1.传统遗传学实验教学中存在的问题
受学时、实验经费等因素所限，传统遗传学实验教学的主要问题如下。
1)对实验教学的环节重视度不足。实验教学的前期准备工作（包括实验过程的部分步骤，实验材料的培养与处理，药品试剂的配置及实验仪器的调试）都是由教师完成，学生只是按照实验指导进行其中的部分步骤，整个实验教学过程中学生处于被动地位，甚至对一些基本的实验技能都没有掌握，不利于培养学生分析问题和解决问题的能力。
2)实验内容陈旧，缺少创新（见表1)，未能反映遗传学的发展及遗传规律的本质。实验内容基本上是对课堂教学中遗传规律和染色体理论的验证，缺少分子遗传学实验以及综合性和设计性实验。尽管验证性实验能加深学生对理论的理解和记忆，由于结果已知，不能调动学生的积极性和思维的创造性。
3)考核方法欠科学。实验成绩的评定完全依据上交的实验报告，而不考虑学生的实验操作能力以及实验态度等。使部分学生养成实验不认真，抄袭应付的不良现象，不能客观地反映学生的真实水平和实验操作能力。这种传统遗传学实验教学模式既不利于激发学生的学习兴趣，也不利于学生的创造性思维培养和发挥。
2.优化教学内容，建立实验教学新体系
为适应新世纪人才培养的要求，笔者结合遗传学科的发展趋势和农学类本科人才培养要求，遵循“厚基础”的原则，以基本技能培养为主，通过实验教学内容的整合并优化满足“宽口径”的要求，充分调动学生的主观能动性，提高学生发现问题和解决问题的科学思维方法及创造性的思维能力。即在保留部分验证性实验项目的基础上，增开综合性实验和设计性实验项目，形成验证性实验一综合性实验一设计性实验的多层次教学体系。
2.1拓展基础性实验内容，增设分子遗传学基础实验
通过拓宽验证性实验内容，组织学生参与实验准备工作，包括实验材料的准备、预处理、药品试剂配置、仪器调试等，既能保证实验的完整性和系统性，也能提高学生的动手操作能力和实验兴趣。例如，植物细胞有丝分裂实验，大蒜的发根、剪根、预处理、固定和试剂的配置完全由学生参与完成，使学生掌握试剂的配置方法和实验处理的关键技术。减数分裂的材料大葱花序由学生自己采集，固定处理。让学生参与到整个实验中，不仅加深了学生对实验的印象，也激发了学生对实验课的兴趣。由于染色体制片技术是遗传学实验的重要部分，也是基础性内容，“以学生为关注焦点，增加探索性”，调动了学生的积极性和主动性。“人类细胞中巴氏小体的制片与观察”，从学生自己身上取样进行，实验结果因人而异，具有探索性，激发了学生的兴趣。另外，实验项目的选择上要满足农学类专业需求[4]，除了经典遗传学、细胞遗传学的内容外，还应融入和专业直接相关的分子遗传学内容，如植物Dna提取、检测和pCR扩增技术等简单的分子遗传学基础实验，使学生通过实验理解遗传本质，培养适应就业发展要求的专业性人才。
2.2减少验证性实验项目，适当增开综合性实验项目
将一些相关联的验证性实验进行综合，有机结合在一起，使实验教学成为一个完整的体系，使学生能够系统地学习，并把所学知识条理化。如有丝分裂与减数分裂两个实验虽然实验材料不同，但实验方法基本相同，将两个合并在一起，作为植物细胞分裂综合实验。将实验材料提前处理准备好，在学生掌握染色体制片技术的基础上，同时观察染色体并绘图，可对两种分裂方式中不同时期染色体的动态变化进行对比。原单独做这两个实验需要6学时，合并后只需4学时，不仅提高了实验的效率，又增强了实验的综合性，有助于学生综合分析能力的提高。果蝇遗传学系列实验包括：果蝇生活史观察和果蝇唾腺染色体制片等实验。整合后将果蝇的饲养、生活史、遗传性状观察和唾腺染色体制片等内容一次性进行，把验证性实验与探索性实验相结合，极大地提高了实验效率，也提高了学生综合运用知识的能力。
2.3实验教学与科研相结合，增开设计性实验
在遗传学实验教学过程中，可以依托教师的科研项目，让学生参与到与遗传学相关的项目中，使学生接触到本学科前沿，深化所学知识。指导老师提供实验题目，学生自主查阅文献资料，设计实验方案，教师审查后进行实验实施，自主完成实验过程，提交实验结果和分析报告。如植物多倍体的诱导及鉴定实验，要求学生自己查阅资料和设计方案，培养材料（如葡萄、马铃薯试管苗的继代繁殖等)，通过设置不同浓度的秋水仙素进行诱导处理。在观察鉴定过程中要用到染色体制片方法，植物形态的观察分析以及电镜观察等遗传学、植物学方面的重点技术。这种以科研项目推动遗传学实验教学的方式，提高学生“学有所用”的认识，使学生不断提高实验技能，提高学生综合应用知识分析和解决问题能力，为将来进行科学研究奠定良好基础。通过对实验教学内容的整合优化，将验证性实验减为2个，增开综合性实验2个，设计性实验1个（见表1)，基本涵盖理论教学内容。
3.改进实验教学方法，重视学生素质教育和创新能力培养
通过启发式教学、鼓励学生进行实验方案设计以及结合多媒体辅助教学方法改进教学方法，将学生创新能力和科学素质的培养贯穿于所有的实验教学环节中。
3.1以启发式教学为主，变“被动”实验为“主动”实验
教师根据教学目的和教学内容的不同，引导和启发学生进行独立思考和操作。坚持以“学生为主体、教师为主导”的教学模式，推进学生自主学习，充分发挥学生的积极性和创造性气实验前注重预习，实验过程教师指导并示范关键性操作，要求每个学生必须亲自动手独立完成实验，针对具体操作过程中出现的问题，引导学生分析原因，改进实验方法。启发式教学方法使学生掌握基本实验技能，形成独立分析解决问题的能力。
3.2鼓励学生自主进行实验方案设计
在实验教学中后期，结合遗传学课堂教学，选择一些实践性较强的课题。在教师指导下，让学生以小组为单位查阅相关资料、设计实验方案，自主完成实验过程，记录实验数据并分析实验结果，撰写实验报告。实验期间，教师做好督导工作，及时纠正出现的问题，在实验结束前完成实验论文。老师根据学生表现打分，最后作为一项考核指标列入实验总成绩中（表2)。设计性实验在研究结果上的不可预见性和适当难度，不仅能激发学生的兴趣和积极性，同时培养了学生综合运用知识能力及创新意识。
3.3多媒体辅助实验教学，提高教学效果
运用多媒体直观动态地演示遗传学实验过程，帮助学生加深对实验过程和结果的感性认识，增强实验目的性，规范操作，从而提高实验课效率[6]。特别是对于一些较复杂无法完成的分子实验，如质粒的提取、酶切及连接系列试验、核酸探针的分子标记与分子杂交等，通过借助多媒体演示操作过程，既保证了实验教学的系统性，又加深了学生对分子遗传理论知识的理解，为专业实验课的学习奠定了基础。
4.重新构建实验教学考核体系，充分调动学生的积极性
在考核方面，重新构建了以强化学生的动手能力，坚持实验操作与实验结果并重的考核体系，主要依据学生实验操作的规范性，实验结果的准确性、以及实验纪律态度和实验报告作为考评依据(见表2)。并将实验总成绩以所占比例20%纳入遗传学课程考核体系中。较全面、客观地考核学生的实验技能、创新能力、综合分析能力以及实验报告的质量，提高了学生对实验的重视程度和兴趣。
5.遗传学实验教学改革的效果
1)提高了大学生学习的积极性和主动性。改变了以往学生被动学习的局面，大大地激发了学生对遗传课的学习兴趣、责任心以及参与实验的积极性。由原来的“过程性学习”转变为“探索性”学习，学生掌握了基本的遗传学实验技能，并能积极主动和教师探讨实验以及课堂理论课学习过程中出现的问题，教学效果良好。
2)培养了大学生各方面的综合素质和能力。通过开设综合性实验和设计性实验，学生的动手能力明显提高，并能对实验过程中的问题进行独立分析和解决，培养了学生创新思维能力、论文写作能力及科研协作能力等科研素质。毕业实习期间从事遗传学相关实验的本科生，实习实验难度和工作量都明显增加，本科毕业论文质量有很大提高。
3)提高了教师的专业素质及课堂教学质量。在遗传学课堂教学、实验教学、科学研究实践等一系列教学环节改革的实施过程中，要求教师必须及时熟悉理论知识的发展前沿，提升自己的专业素质和综合能力。在实验教学改革中不但使学生掌握了扎实的遗传学基础知识及较强的实验操作技能，而且充实了教师的专业知识，使理论知识与实践技能相结合，提高了遗传学课程教学质量。
分子遗传学课程篇9
排课问题是一个多目标优化问题，S·even等人证明了排课是一个np完全问题。求解排课问题的方法目前主要有两类：模拟手工排课的直接启发式算法和各种改进的遗传算法。直接启发式算法的特点是简单、直接、快速，往往根据具体问题获得启发性知识，算法通用性通常较差，但能快速得到较好的解。然而，不能保证直接启发式算法求出的解是最优解。遗传算法提供了一种求解复杂优化系统的通用框架，具有很强的鲁棒性。使用遗传算法求解排课问题可可以获得全局最优解，但存在收敛速度慢的问题。实验证明，采用直接启发式算法与改进的遗传算法相结合的混合遗传算法以较快获得全局最优解。
1排课问题描述
目前高校排课问题具有以下特征：每学期一个班级要上多门课程，每个班级上课的教室不固定，一门课程由一个或多个教师教授，一个教师可以上一门或多门课程。每门课程根据学时总数决定每周授课的次数和每次授课的节数。
为了描述方便，将每次授课涉及的元素(课程，班级列表，教师，周学时)称作课元，将一周内可供授课的时间划分为时间片，最小的时间片为一节课，将(时间片，教室)组成的有序对称为时空片。对同一个教室的时空片，若其时间片连续，则将这组时空片称为时空片簇。所以排课的任务就是要为所有的课元安排合理的时空片簇。求解排课问题就是要在满足全部硬约束条件的情况下，为所有课元按照每门课程课时总数的要求，为其分配互不相交的时空片簇，从而获得问题的可行解，即一张满意的课表。
一个解如果满足所有约束条件，则此解为最优解，但实际上并不是所有的约束都能得到满足，因此为了表示解的满意程度，引入以下两个函数。将所有约束条件依次编号为1，2，…，z，并根据这些条件的重要程度为其赋予相应的权重wi≥0(1≤i≤s)。设解为t，定义函数f(i，t)=w1x1+w2x2+…+wsxs表示课元i在可行解t中的满意度。其中xj(1≤j≤s)表示在解t中对课元i的安排是否违反了第j个约束条件，若违反xj=0，否则xj=1。设课元集合为C，定义函数o(t)=∑i€Cf(i，t)为可行解t的满意度。对于多个可行解，如果某个解的满意度最高，则这个解就是要求解的最优解。所以取maxo(t)作为目标函数。使用启发式算法求解，就是求取尽可能使o(t)达到较大值的可行解t。
2应用混合遗传算法求解排课问题
2.1遗传算法
遗传算法(Geneticalgorithm，Ga)是模拟自然选择和遗传的一种随机搜索算法。该算法的最初目的是研究自然系统的自适应行为，由密执安大学的JohnHolland提出。遗传算法是一种迭代算法，它模拟自然的遗传和进化，最初随机生成一组解，然后在这组解的基础上进行多次迭代，每次迭代时通过遗传和进化操作产生一组新的解，使用目标函数对生成的每个解进行评价。这一过程不断重复，直至达到某种形式上的收敛。新的一组解不但可以有选择地保留一些目标函数值高的旧解，而且可以包括一些与其它解相结合而得到的新解。在遗传算法的设计过程中，其关键在于编码和遗传操作的设计。
2.2直接启发式算法
直接启发式算法，通常是根据各课元的约束条件赋予课元不同的优先权，然后按优先权次序来依次给各课元安排满足约束条件的时空片簇，如此反复，直到得到整张课表。直接启发式算法通常要涉及如下两个策略：优先权策略和最佳分配策略。
(1)优先权策略
为确定课元的优先权，可采用课元属性的线性组合来确定。课元具有很多属性，如：授课教师，授课班级，授课类型，周学时等。为每个属性分配权重，然后采用这些属性的线性组合来确定每个课元的优先权。由于课元的优先权值越大，说明课元的约束越多，可供选择的符合条件的时空片簇就越少，所以应该优先满足优先权大的课元。所谓优先权策略就是按照课元的优先权值由大到小，给课元安排时空片簇。
(2)最佳分配策略
设C是课元集合，tp是时空片集合。在任一时刻，设Csub为已经安排了时空片簇的课元子集，设tp(Csub)为Csub所占用的时空片集合，称为tp(Csub)系统在此时刻的格局。目标格局(即可行解)是所有课元均己被安排了时空片簇的格局。在满足约束条件的情况下，称剩余课元中如果尚有可合法安排的非目标格局为活格局，否则称为死格局。在某活格局tp(Csub)下，对于课元i(i∈C-Csub)，称tp(Csub)中每一个能合法安排下i的空闲时空片簇为课元i的可行时空片簇。最佳分配策略就是通过计算可行时空片对课元i的满意度，挑选满意度最高的时空片分配给课元i。
2.3混合遗传算法
遗传算法、直接启发式算法有其各自的优点和不足。二者结合却能取长补短、相得益彰。对于初始种群，通常是采用随机生成的方法获得，这样可以避免早熟想象。但是这种随机初始种群有可能适应度较差，需要进化很多代才能得到全局近优解，也即收敛速度过慢。采用将直接启发式算法获得的解加入随机初始种群，提高初始种群的适应度，从而克服遗传算法收敛速度慢的问题。
(1)编码
应用遗传算法求解问题首先要进行编码，编码也是遗传算法中的关键步骤。个体的染色体排列形式外，个体从搜索空间的基因型变换到解空间的表现型时的解码方法，都取决于编码方法。同时，编码方法还会影响交叉算子、变异算子等遗传算子的运算方法，并决定了如何进行群体的遗传进化运算以及遗传进化运算的效率。目前主要有三大类编码方法，分别是二进制编码方法、浮点数编码方法、符号编码方法。
排课问题涉及多个参数，可以考虑使用多参数级联编码方法，但鉴于产生的编码较复杂且不便于后期的选择变异操作，因此，将排课问题的多个参数进行简化，将多个参数简化为上述的课元和时空片。排课问题简化为将课元合理分配到时空片的问题。设一周有n个时间片，用t(1≤i≤n)表示，设有m个教室，用p(1≤j≤m)表示，则共有n×m个时空片，用tp(1≤i≤n，1≤j≤m)表示对应的时空片中分配的课元，若tp=0表示该时空片未被占用。可以采用二维时空数组来表示排课问题的个体染色体，如表1。设需安排的课程数为小于1024门，则一个数组元素的长度可用8位表示，则一个染色体的编码长度为8×n×m位。
(2)解码
为了从染色体个体推出问题的解，需要设计三个数组，分别是课元信息表(课程编号班级编号教师编号)，课程信息表(课程编号上课周数周次数时间片1时间片2时间片3时间片4)。通过染色体个体很容易获得课程信息表，再使用课元信息表，很容易获得班级课程安排表和教师课程安排表。
(3)适应度函数
群体中各个个体在优化计算中有可能达到或接近最优解或有助于找到最优解的优良程度使用适应度函数来度量。适应度较低的个体遗传到下一代的概率相对较小，适应度较高的个体遗传到下一代的概率相对较大。而适应度函数是通过目标函数获得的。
排课问题的目标函数是maxo(t)，其中o(t)即为所需的适应度函数，即可行解t的满意程度。要计算个体的适应度，首先将个体的染色体编码转换为课程安排表，通过课程安排表和教师意愿表(教师编号课程编号教师意愿)可以很容易确定各种软约束是否被满足，从而计算出可行解t的不满意程度。
(4)选择
选择运算确定从父代群体中选取哪些个体遗传到下一代群体。选择运算是建立在对个体的适应度进行评价的基础之上，其主要目的是为了避免基因缺失、提高全局收敛性和计算效率。常用的选择算子有比例选择、最优保存策略、确定式采样选择等。
为使下一代获得较优基因，并且避免陷入局部最优，采用最优保存策略和比例选择相结合的方法。对父代个体的适应度按从小到大进行排序，将前10%的个体直接选入下一代，用于替换交叉、变异等遗传操作后所产生的适应度最低的个体;其余90%的个体按适应度大小按比例进行选择复制。
(5)交叉
常用的交叉算子有单点交叉、多点交叉、均匀交叉等，根据积木块假设，单点交叉能保证具有良好的组块不致被拆开。根据单点交叉的思想，在时空数组中随机选择一块，将配对个体中该块中的各元素进行交换，如图一和图二所示。个体a和个体B交换随机选中的块a和块B中的课元。
交叉后形成的新个体在教师、教室和时间方面不会形成冲突，但可能存在课元冲突，例如某些课元安排多了，而某些课元安排少了。课元冲突的消解只需对新个体中块a和块B中的课元进行检查，如果课元多排了，则删除块外多余的课元;如果课元少排了，则为少排的课元重新安排新的时空片。
(6)变异
变异虽然发生的概率较小，但变异可以改变遗传算法的局部搜索能力，维持群体的多样性，防止出现早熟现象。这里采用基本位变异，在时空数组中随机选择若干个课元重新安排。通过对解空间的轻微扰动，有利于搜索空间渐渐向全局最优范围靠拢。
3算法测试
我们采用了c++语言实现了混合遗传排课算法和单纯遗传排课算法，并采用了西华师范大学计算机学院2012年第一期和第二期的课表数据进行了测试和比较。实验表明使用混合遗传算法排课收敛速度远远优于单纯的遗传算法，在教师满意度方面也以单纯遗传算法排课具有更高的满意度。
4结语
我们将直接启发式算法和遗传算法相结合形成了一种简单易行的混合遗传算法，克服了直接启发式算法不能获取全局最优(近优)解和遗传算法收敛速度慢的问题，能够以较快的速度收敛到全局最优(近优)解上。在遗传算法的编码方面，提出了二维时空数组编码。由于排课问题的复杂性，以往采用的编码方法过于复杂，造成交叉和变异产生大量冲突，消解这些冲突将耗费大量计算时间。而二维时空数组编码方式简单直观，而且在交叉和变异时仅产生少量的课元冲突，用很短的时间简单的方法就可以消解，从而大大提高了求解速度。利用此算法进行实际排课时，求解速度较快，所获得的排课方案满意度较高，获得更好的效果。
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分子遗传学课程篇10
关键词：春江非遗文化；核心素养；课程体系；特色文化
中图分类号：G423.07文献标志码：a文章编号：1673-9094（2016）11a-0054-05
六年的学校生活，可以给儿童怎样的影响？应该给儿童怎样的滋养？这是我们教书育人首先要思考的问题，也是我们“春江非遗文化”课程建设的出发点与归宿。也许，家乡的一草一木、地域性的传统文化是促进儿童成长最鲜活的因子。从2010年开始，常州市新北区春江中心小学就利用建在校园里的“春江镇非物质文化遗产展示馆”这一独特的资源，开发实施“春江非遗文化”课程。2014年12月，课程基地在常州市课程基地评选中被评为第一名。2015年5月，“春江非遗文化”课程被评定为江苏省小学特色文化课程。“春江非遗文化”课程的建设促进了学校课程体系的整体架构，促进了学校特色文化的彰显，促进了师生的共同成长。
一、“春江非遗文化”课程建设的缘由
地处长江之滨的春江镇，潮平岸阔、物产丰饶、历史悠久，如何让一方水土养一方人？下面的三个“如何”能很好地解释我们建设“春江非遗文化”课程的缘由，也是我们推进本课程实施的三个导向。
1.学校培育目标如何接受优秀传统文化的滋养？
学校从2009年8月建校初就确立了培养“既有民族情怀又有国际视野的有根新人”这一育人目标，课程是实现学校培育目标的主要载体。现有学校课程虽有优秀传统文化的渗透，但这些传统文化始终处于学习活动的边缘，难以对学生产生全面而深入的影响，再加上中华传统文化博大精深，选择适切的内容与方式有一定困难。如何让课程“好吃又有营养”？我们认为从本地优秀传统文化中汲取育人资源，开发“春江非遗文化”课程，让一届届的春江学子怀有深深的家国情怀，应该是可行的。
2.具有多样成长背景的学生如何形成一种新的归属感？
我校的学生有三大来源：第一是原百丈地区的居民子女，他们受着农耕文化的影响；第二是原江心洲拆迁安置居民子女，他们受着渔猎文化的影响；第三是来自全国各地的外来务工人员子女，他们成长背景更加多元。三类学生方言不通、习俗不同，在六年的小学学校生活中需要进行文化融合，让这些春江新居民从小了解春江，吸收春江人民“勤劳、善良、智慧”的品质，从知春江到爱春江，从小培养他们建设春江的情感。若干年后这些新一代春江人必然会在一种新文化力量的凝聚下开创春江美好的明天。
3.丰富独特的课程资源如何放大自身的育人价值？
学校有一座全省唯一建在校园里的镇级非物质文化遗产展示馆，提供了较为丰富独特的地域性优秀传统文化资源，如果开发一种综合性校本课程，将极大提升场馆的育人价值。春江镇本是一个由原来五乡镇合并而成的新镇，镇政府在2009就提升出“文化兴镇”的建镇策略。在“文化兴镇”过程中，学校应该有所作为，以一种新文化实现学校培育目标，助推春江镇的文化发展。学校骨干教师都是原春江五乡镇居民，对本地优秀传统文化理解深刻，为开发实施校本课程提供了强大的师资力量。
二、“春江非遗文化”课程建设的目标
“春江非遗文化”课程虽然只是一门综合性校本课程，但我们在定位课程建设的目标时却对它寄予了更大的期望。从本课程的学生核心素养的达成到学校整个课程体系的建构，期望站得高一些、看得远一些、做得实一些。具体的课程目标为：
一是形成课程实施机制。形成较为规范、成熟的春江非遗文化课程开发、实施和评价的机制。
二是打造课程实践基地。打造一个全镇学生学习、传承春江非遗文化的体验实践基地群。
三是彰显课程整体育人功能。实现学校课程的有效整合，彰显课程整体育人的功能。
四是实现学生素养提升。实现学生情感素养、人文素养、艺术素养和科学素养的提升，帮助学生实现由知春江到爱春江的情感升华，从而形成建设春江的内驱力。
五是促进教师团队发展。成就一支具有“春江非遗文化”传承能力和创生智慧，同时又具有较强课程开发与实施能力的教师团队。
三、“春江非遗文化”课程建设的举措
由一个场馆到一门课程再到一种特色，这是我们两年课程建设的历程，也是对课程建设缘由中三个“如何”的回应。
1.由一个场馆的展示到一门课程的建设
学校的育人目标是培养“既有民族情怀又有国际视野的有根新人”，“有根”就是指具有民族情怀和家乡情结，让每一个春江学子将来不管身处何地，都能“望得见山、看得到水、记得住乡愁”。这需要传统文化的滋养，但中华传统文化博大精深，从何处入手？刚开始，我们从常州的历史文化入手，从中优选具有教育意义的文化元素作为学校“植根”课程的内容，与班队课、品德与生活课和学生德育活动结合。在具体实践过程中，由于没有具体物化资源的支撑，教师说教太多，学生体验太少，实施效果不理想。2010年初，春江地区进行大规模拆迁安置，我们联合镇文化中心把拆迁安置过程中遗弃的体现春江地区特有的农耕、渔猎文化的典型物件收集起来，按照“人文春江”、“儿时玩趣”、“春江人家”、“人生礼俗”、“民间艺术”、“春江农耕”、“长江风情”、“春江故事”八个主题建成了春江非物质文化遗产展示馆。从常州历史文化聚焦于春江非遗文化，重点打造了小讲解员社团、舞龙社团、打连响社团、方言社团、唱春社团……。2016年暑期，学校又耗资50多万，进行了非遗馆的升级改造，使之由展示馆变为体验馆，同时新建了与非遗课程教学匹配的“开心农场”和“快乐厨房”，创设了非遗体验长廊、非遗运动区域……，实现了非遗课程资源的传承与创新。
2.由社团活动的组织到课程整体育人的实现
“春江非遗文化”实现由场馆展示、社团活动上升为综合性校本课程，并与其他课程共同来推动“有根新人”的培育，这是我们推进特色文化建设项目的核心目标。2014年初，学校承担了区课程顶层设计的实验项目，围绕“有根新人”的培育目标，学校整体架构了“阅读与表达”、“思维与探究”、“品德与生活”、“艺术与审美”、“体育与健康”五大课程群。但如何在课程顶层设计中体现学校特色？学校先后邀请了成尚荣、彭钢、董洪亮、郝京华、骆冬青、高峰等一批教育专家和高校教授，与全体教师一起进行专题研讨，确定开发建设“春江非遗文化”课程。随后，专家又围绕“春江非遗文化”课程与学校整个如春课程体系的关系，以及课程的核心素养、性质、内容体系、实施方式、课时、评价等进行了具体指导。学校以课程纲要的撰写为抓手，对春江非遗文化课程进行整体性架构，为一线老师具体实施本课程提供了明确的路径。“春江非遗文化”课程纲要的主要内容为：
3.由活动的开展到课堂教学的深入研讨
一门课程的教育影响最终要通过教学活动才能辐射到学生身上，这是学校教育的特殊性――教学性所决定的。“春江非遗文化”课程是一门全新的综合性校本课程，如何突显它的教学特性？无论是一开始点状的活动讨论还是后来每月一次的全校性系统教学研讨，每次活动都提前确定好主题，邀请常州市教育局、常州市教科院、常州市钟楼区教育局等单位的课程专家与学校24位非遗课程骨干教师深入开展课堂教学研讨。每次至少由一位教师进行非遗课程教学，以课例研究的方式围绕非遗课程教学与其他学科教学的关系、各类课型的教学结构、如何备课、如何开展课堂交往、如何评价等方面进行系统的研究，为课程的育人实效发挥和教师的专业发展提供基础保障。
4.由一门课程的创生到学校特色文化的彰显
“春江非遗文化”课程是学校的特色课程，只有与其他学科课程、活动课程相融合才能实现它应有的育人功能。我们除了每周利用地方课程中的一课时进行专门的非遗课程教学外，还向所有学科课程渗透：春江童玩课程向体育课渗透，春江故事向品德与生活课渗透，春江人文地域向综合实践课渗透，春江农耕副业向科学课渗透，春江民风美食向德育活动渗透……。同时，我们还努力用春江非遗元素提升改造整个校园环境，学校“春曦园”地面有显示农耕文化的二十四节气图，墙上有体现春江过去与未来的青铜浮雕“长江之春”，“春晖园”和“春华园”景观中点缀着本地特有的渔船、渔网、石磨、凉亭……这些既是校园非遗景观，也是儿童们课间休闲玩乐的场所。这样，“春江非遗文化”就不只是一门校本课程，而且还成为了一种特色、一种文化。
四、“春江非遗文化”课程建设的成果
从2010年10月开始，“春江非遗文化”课程已经实施了6个年头，从一个场馆到一门课程到一种特色再到一种文化，本课程的实施已经渗透到学校课程顶层设计、课程整合实施、课程评价、学科教学、德育活动和课程资源建设的每一个环节之中，春江非遗文化深深影响着每一位师生成长，促进了学校的整体、持续发展。
1.形成了具有鲜明特色的课程体系
一所学校的核心竞争力是课程，在推进“春江非遗文化”课程建设过程中，我们不断地调整优化整个学校的课程体系，如今学校围绕“有根新人”的培育目标，构建了“阅读与表达”、“思维与探究”、“品德与生活”、“艺术与审美”、“体育与健康”、“世界与未来”六大课程群。其中“世界与未来”课程群包括“春江非遗文化”课程和梦想课程，共同指向“有根新人”培育目标的达成。学校课程结构合理，具有鲜明的校本特色，初步形成了“润泽和融”的课程文化。
2.明晰了“春江非遗文化”课程实施的具体路径
为了让“春江非遗文化”课程实施路径更加清晰，我们边实践边思考，在相关专家与一线教师的共同努力下，围绕本课程指向的学生核心素养――情感素养、人文素养、艺术素养和科学素养，形成了“春江非遗文化”课程实施纲要。明确了课程的性质、课程实施的理念、课程设计思路、课程目标和内容设置，同时也较为详细地提出了七个方面的课程实施具体建议。为课程的规范实施、科学评价提供了较为具体的实践路径。
3.架构了“春江非遗文化”课程的内容体系
我们把“春江非遗文化”化为一个个故事、一次次亲历，每一节课按照“读―说―试―问―评”的结构进行设计与呈现。还把教材分为长课时教材（40分钟）和短课时教材（20分钟）两类，形成了涵盖一至六年级的教材内容序列。我们还把“春江非遗文化”课程的实施与学校各类学生活动相整合，形成了全学年共九次的春江非遗文化学生活动序列。
4.积累了课程实施的具体策略
我们通过每月一次的系列教学研讨，逐步生成了非遗课程课堂教学模型――“诵、学、议、唱”，初步提炼出了认知互学课型、游学感悟课型、品赏体验课型、技能展演课型、视频赏析课型六大课型，同时在非遗课堂教学观课议课方面也作出了一定的尝试。在具体实施中，我们已经成功把“春江非遗文化”课程向语文、数学、英语、音乐、美术、体育等学科进行渗透；每周三、四、五下午第三节课，低年段、中年段、高年段分别上选修课，学生按年段自主选择感兴趣的项目去自由体验；彩陶、方言、春江美食、传统游戏、唱春……，这些课程都由具有一定专业技能的校内教师、民间艺人、家长义工施教，既保证了非遗项目建设的专业性，又充分发挥了学校、社区、家长、校外实践基地的教育合力作用，取得了良好的效果。
5.丰富了课程评价方式
课程评价的设计是决定一门课程能走多远的关键环节，在具体实践中，我们从三个维度设计了本课程的实施评价：（1）对课程建设的评价。从学生喜爱程度、课程实施规范性、课程实施成果等方面进行优秀校本课程评选，并给予相应奖励。（2）对教师发展的评价。通过过程性评价与阶段性评价，每学期评出若干“非遗种子教师”并给予相应奖励，通过评价促进教师专业发展。（3）对学生发展的评价。通过每月、每学期、每学年的“非遗金牌解说员”、“非遗小能手”、“非遗小达人”、“非遗故事王”等评选促进学生四大核心素养的提升。为了充分发挥过程性评价的作用，我们也形成了三个较为成熟的展示性评价平台：第一是每周五的“如春舞台”，学生自我申报、自主展示；第二类是与社区和媒体共建的舞台，挑选精品项目定期展示，旨在弘扬“春江非遗文化”；第三类是每学年一次的“春江非遗文化节”，与六一儿童节整合，全面展示一学年来的课程实施成果。通过三类活动平台的创设，有力推进了本课程的高质量实施，儿童们也在知非遗学非遗过程中获得不一样的成长体验。
6.提升了课程资源的育人价值
“春江非遗文化”课程项目的实施不仅优化了学校整个课程体系，促进了课程整合实施的深度推进，而且也彻底颠覆了学校硬件建设的理念，学校硬件建设不再随意、不再被动。目前利用非遗元素建设整个校园，让景观含情、让墙壁说话、让场馆育人，使整个学校成为一个大的春江非遗文化体验中心的理念正得到切切实实的执行，课程资源不断优化，更重要的是资源的育人价值得到不断提升。
一是场馆育人。新建了一千多平方米的地球村，这是一个集科技体验、特色社团活动、标本展示等于一体的综合性场馆，与“非遗馆”相呼应，通过多种多样的体验活动促使学生成为既有民族情怀又有国际视野的“有根新人”。把校门口陈旧的橱窗改换成了具有春江民居风格的文化展示墙，以学校课程建设、学生发展、教师发展三个板块的内容展示如春教育的自信与自豪。
二是墙壁说话。把原来的陈旧的电子显示屏改换成为“长江之春”大型青铜浮雕，展示了春江的过去与未来，既体现历史的厚重又有现代的多元开放，与学校的育人目标相呼应。把原来的鹅卵石路面改换成刻有“二十四节气图”的时光大道，展示春江地区“春种秋收”的农耕文化，每个节气图都刻有图案与谚语，学生乐于观察乐于朗诵，体现了与学生对话的儿童立场和课程资源意识。
三是景观含情。在校园绿化带中刻着“仁、诚、勤、孝、善、礼”经典故事沙雕――季札挂剑、程门立雪、卧冰求鲤、凿壁借光、张良搭鞋，生动演绎着学校对传统优秀文化的传承。把正对校门的花坛改建成黑色大理石浮雕，一群具有“爱心、善心、慧心”的教师引领着“向阳、向善、向上”的如春学子在长江之水的滋润下共同成长，隐含了学校师生发展目标。
五、“春江非遗文化”课程建设的困惑
在取得成果的同时，“春江非遗文化”课程建设还存在一些困惑，主要表现在以下两方面：
1.如何取舍？
在课程目标的确定上，泰勒早就提出要区别“适合教育满足的需要”和“适合其他社会机构满足的需要”。如“唱春”不仅是春江镇非物质文化遗产项目，也是省级非物质文化遗产项目，但对于小学生来说传承有一定难度，传承一定要在学校以课程的形式进行吗？传承一定是学校教育的责任吗？我们是不是应该把体验过程中培养学生的历史素养、探究学习能力作为课程实施的育人目标？还有其他如春江曲艺的学习、春江方言的学习等，从课程建设角度去思考我们应该放弃什么？突出什么？……学什么从某种意义上讲比怎么学更重要，对于课程育人目标的舍取需要一线教师的智慧判断。
2.如何包容？
实施“春江非遗文化”课程，如何兼顾占学校二分之一的来自全国各地的外来务工子弟的“乡愁”？在分享一个个春江故事的同时，是否也可以让他们讲讲自己家乡的趣事？在学习春江方言的同时，是否也可以让他们说说自己老家的“土话”？在体验春江美食的同时，是否也可以让他们带点老家的“味道”？……面对多元文化，如何做才不是“侵略”而是“包容”？对于一线教师来说是一种更大的挑战。