遗传学“框架式”教学方法的探索
摘要:遗传学是研究生物体遗传和变异的科学。它的内容抽象难懂,并与其他学科联系紧密。本文根据遗传学的学科特点,对遗传学“框架式”教学方法进行了探索,提出了在构建遗传学知识框架体系时,要在适应目前大众化教育的基础上,精心取舍教学内容,采用适当的组织策略,从而提高教学水平达到教学目的。
关键词:遗传学;“框架式”教学;教学方法
近几年,随着生物技术的快速发展,遗传学教学内容不断更新。生命科学各学科知识不断相互渗透,遗传学中的许多理论已逐渐被应用于细胞生物学、生物化学、分子生物学等学科。在课时不变的情况下,如何提高学生对遗传学知识的理解和掌握能力,为相关课程的学习奠定良好的基础,对于遗传学教师提出了挑战。因此,合理组织教学内容、构建课程体系、选用适当的教学方法就显得非常重要了。
从系统论角度看,不同学科都有一个系统、科学的内在逻辑联系,都存在一定的知识结构。根据这一原理,在学习遗传学的过程中,我们可以按照一定的模式去提炼和消化书中的内容,或者将其同类型的知识进行归纳综合,进行“框架式”教学。“框架式”教学法的核心要素是以学科知识结构的完整性和系统性为依据,以培养学生具有深厚的专业理论基础,宽广的专业知识面,较强的学习、试验及操作能力。
一、“框架式”教学是高等教育由“精英化”向“大众化”转变的必然需求
随着中国高等教育改革的深入,高等教育体制已经由“精英式”教育转变为 “大众化”教育。高校大规模扩招早已使毕业生在就业过程中失去“精英式”教育体制下的优势,越来越多的学生就业过程中面临着层层的就业压力,不得不选择多种就业领域。一部分学生选择了与所学专业相关的就业岗位,而有一些学生在择业过程中选择了与所学专业无关的岗位。即使那些选择与所学专业相关岗位就业的学生,在实际工作过程中也不得不面对这样的现实:即该行业工作中所能用到的只是学生在受教育过程中所学的部分课程知识,很多知识还需要进一步扩宽和加深。这种就业形式为高等教育工作者提出了一个新的课题。在教育过程中,我们要培养学生具有良好的学习能力、思维能力及创新能力,能迅速通过自身的学习和提高满足岗位的需求、胜任岗位,这是目前教育工作培养大学生的目标。该目标的获得需要学生通过已掌握的知识框架体系拓宽和加深知识领域和内涵,并利用不同知识领域的联系及相关性快速掌握新知识。学生良好的思维能力和创新能力来源于学生对总体和全局的把握,需要教育工作者在教学过程中注意培养学生前后联系的思维习惯,注重掌握事物发展的原因过程和结果,使学生能清晰、准确地认识事物、把握事物发展的方向。因此,如果推行“框架式”教学模式,可以很好解决学生在就业过程当中面临的这一问题。
“框架”(frame)一词,是闵斯基(Minsky,1975)研究人工智能(artificial intelligence)时所提出的概念和新创的词语。依闵斯基的看法“在一般情形下,当一个人遇到新情况时,会从他脑海中的记忆结构里去搜寻相关的信息。在这里所说的记忆结构就是框架”。产生于20世纪五六十年代的德国范例教学提出“问题解决学习与系统学习的统一”、“掌握知识和培养能力的统一”、“主体与客体的统一”,其实质就是通过课堂学习来获得系统化的知识结构,把传授知识与科学方法有机结合。而框架式结构教学法的提出,就是建立在这些理论的基础上,一方面强调课堂看重分析知识和体系的框架结构,力求整体把握学科各章节的主体,另一方面又强调各部分内容的交叉和联系,注意各阶段知识之间的相互渗透。其实质是以学生为主体,师生的双向交流。它既包含了静态的教学知识,又包含了动态性的教学策略,是科学知识、科学思想以及科学方法之间的有机联系。学生通过框架式学习,增强了对所学知识的总体把握能力和对新知识的学习能力,在工作中能够很快适应新的岗位。因此很有必要对学生进行“框架式”教学。
二、采用框架式教学方法,合理构建知识体系
遗传学是研究生物遗传和变异规律、探索生命起源和生物进化机理的科学,是生物科学中十分重要的基础科学。遗传学是20世纪内生物科学领域中发展最快的学科之一,遗传学的发展是人类对遗传和变异的认识,它纵向地向深层次发展,逐步从个体向细胞、细胞核、染色体和基因层次深入;横向地向生物学各个分支学科渗透,细胞学、生物化学、发育学、免疫学、神经生物学、植物生理学、分类学、基因工程、基因组学等几乎所有的生物学科都可与遗传学形成交叉学科;同时,遗传学还与医学、药学、农学等应用学科结合产生了新的边缘学科,也就是说生命科学的各个学科在研究生命现象的本质时,几乎都要从基因层次上来寻求答案,因为如果不从基因角度看问题,生命现象将无法理解,所以遗传学在发展过程中,其自身固有的学科界限正在消失,而是融合于各个学科之中。从遗传学的理论意义来讲,它是进化的基础,也是生命科学各门学科的核心。
遗传学研究的对象,涉及到动物、植物、人类和微生物,表现在个体水平、细胞水平、分子水平和群体水平,包括细胞核遗传和细胞质遗传、质量性状遗传和数量性状遗传两大遗传体系。如何合理组织教学内容,构建主线突出、结构合理的知识体系,体现专业特色是遗传学教学改革和探索的重点。在讲授遗传学的过程中,我们可以按照一定的模式打破章节界限去提炼和消化书中的内容,或者将同类型的知识进行归纳综合,总结出模式固定的框架,把学习的知识一一对照,填充其中。在整个教学过程中,可以不拘泥于详尽的叙述内容,仅将基因信息传递的主线及三者之间的联系等重点讲清,对于复制、转录、翻译的具体过程等细节问题提出问题,让学生自学、讨论,对反馈的难点讲解,这样直达目标,使学生能很轻松地理清思路,抓住重点,易于理解和掌握,加强记忆。
三、精心取舍教学内容,提高学生对遗传学知识的把握能力
在讲授遗传学的过程中,课堂教学应力求使学生掌握基本概念,弄清生物遗传物质存在的形式及其传递特点;生物的遗传体系及特点,生物产生可遗传变异的有效途径;数量性状与质量性状的特征;基因表达、调控,基因工程、基因组学等内容。在群体、个体、细胞和分子水平了解遗传变异规律及其遗传学基础。由于该课程内容繁多,发展迅速,故授课教师在吃透教材基础上,应广泛参考相关资料,紧跟本学科发展,随时补充新内容,使学生及时了解本学科的重要进展及发展动态。
实施遗传学“框架式”教学方法,要按照教学大纲的要求对现行教材内容进行适当取舍,选择那些与基础理论、基础知识、基本反应、基本方法和基本技能关系最为密切的重点内容,并在此基础上作概念和内容的深入与深化,有时甚至需对教材内容作适当调整与补充,特别是介绍一些新近进展,应当不受教材形式的限制, 适当的前后跳跃, 温故知新,大胆地把一些枝节性教材内容以及在掌握一定方法以后能自行解决的教材内容留给学生自学,以便于在课堂教学中,教师实施重点的教而学生则进行重点的学。
四、建构遗传学知识结构框架的组织策略
组织策略是将分散的、孤立的知识集合成一个整体并表示出它们之间关系的方法。对于一些比较简单的知识建构,可以通过比较分析的方法来组织,而对于一些复杂的知识建构,它往往表现为对前后学习内容的纵向贯穿,横向知识的交叉渗透。因此,可以通过纵向梳理,横向比较分析的方法归纳。在讲授基因的结构和功能时,如何指导学生运用组织策略,建构知识结构,如何将分离的项目组织成一个序列,对教材进行精心组织,可按“染色体→DNA→基因→基因的传递规律→基因突变→遗传多样性”的序列组织教学,并与“RNA→蛋白质→性状→性状多样性”知识点进行比较。这样做从每个知识点上按不同角度、途径和方向上发散,进行比较,从一个知识点联想到另一个知识点并找到知识点之间内在的联系和规律,逐一对照分析。这样做既能消除理解上的模糊和混淆,加深理解,又能精简内容,形成“知识链”,减轻记忆负担。在实施遗传学框架式教学过程中,除了精心组织教学内容、构建遗传学教学的框架体系外,还要结合多种教学手段和方法,增加学生的学习兴趣,提高教学水平,更好地完成教学任务,达到教学目的。
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资助项目:2009年黑龙江省教育厅教学改革工程项目。
编辑/张铁辉
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