淺析在遺傳學教學中如何培養(yǎng)學生的學習興趣論文
21世紀是生命科學的世紀，遺傳學作為生命科學領(lǐng)域中一門重要的基礎(chǔ)和前沿學科，巳成為當今生命科學中進展最快、最活躍的學科之一。農(nóng)業(yè)是生命科學技術(shù)應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域，遺傳學巳成為農(nóng)業(yè)高校的農(nóng)學、園藝、林學、生物技術(shù)等專業(yè)的基礎(chǔ)課程。然而遺傳學內(nèi)容多而雜,專業(yè)性和實踐性強,且與生物化學、細胞生物學、計算機等學科交叉滲透，且所涉及的概念多而抽象，缺乏感性認識。在有限的教學課時內(nèi)，如何讓學生掌握好遺傳學基本知識,達到應(yīng)有的教學效果，值得從教者思考。
愛因斯坦說“興趣是最好的導師”。教學的目的不僅僅是傳授知識，培養(yǎng)學生的學習興趣也應(yīng)該是教學的一個重要功能。而建構(gòu)主義學習理論則強調(diào)以學生為中心，不僅要求學生由外部刺激的被動接受者和知識的灌輸對象轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓庸さ闹黧w、知識意義的主動建構(gòu)者，還要求教師要由知識的傳授者、灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生主動建構(gòu)意義的幫助者、促進者,這種教學模式有利于學生的主動探索、有利于創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)。在教學實踐中，一旦教師成功地扮演學生學習興趣的培養(yǎng)者,將有效激發(fā)他們的求知欲,達到意想不到的教學效果。近幾年來,筆者在遺傳學教學中嘗試著采用了一些不同以往的教學方法，很好地培養(yǎng)了學生的學習興趣。
一、重視遺傳學史在教學中的作用
遺傳學史和遺傳學的方法論是遺傳學的兩大有機組成部分,二者缺一不可。然而在遺傳學教學實踐中，教師往往只注重學生對遺傳學基本原理和知識的掌握，而忽視了相關(guān)的遺傳學史和背景知識，這樣學生就會對一些理論感到突然和茫然，結(jié)果造成學生被動地接受。遺傳學史是引導學生主動學習的一個極好的例證，學生只有在了解某個遺傳學理論的歷史由來后，他們才會對這個理論的內(nèi)容感興趣。在講授分離規(guī)律和獨立分配規(guī)律這兩個遺傳學基本規(guī)律之前，可以先介紹一下孟德爾其人。他是神學的叛逆者，熱愛自然科學，在當時“上帝創(chuàng)造人類”的神學觀念統(tǒng)治人們思想時，他還是相信生命的繁衍有規(guī)律在支配,并以豌豆為材料進行了雜交試驗，最終發(fā)現(xiàn)了遺傳學兩大規(guī)律。在他以前也曾有不少人做過植物雜交試驗，為什么都沒有發(fā)現(xiàn)這些規(guī)律呢？接下來很自然地過渡到孟德爾試驗的特點，如遺傳純系、單位性狀、相對性狀、統(tǒng)計分析等。連鎖遺傳現(xiàn)象是貝特生首先發(fā)現(xiàn)的,但提出連鎖遺傳規(guī)律的卻是摩爾根，這與摩爾根本人嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)度有關(guān),他“勇于存疑、敢于探索、實事求是、不迷信權(quán)威”，最終發(fā)現(xiàn)了遺傳學上第三大規(guī)律,并發(fā)展和豐富了孟德爾遺傳規(guī)律。麥克林托克的轉(zhuǎn)座子理論突破了經(jīng)典遺傳學中基因穩(wěn)定性的觀念，在當時并不被人們所理解,還遭受到前所未有的冷遇，隨著轉(zhuǎn)座現(xiàn)象普遍性的發(fā)現(xiàn)，麥克林托克的原創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)才被人們所承認，并獲得了遲到35年的諾貝爾獎。在劍橋大學學習生物專業(yè)的沃森和學習物理專業(yè)的'克里克在一次teabreak時間偶遇，都認為著名的化學家波林提出的“DNA三鏈螺旋模型”不正確，兩人很快找到了共同的興趣點,并在畢業(yè)后一起開展研究,最終提出了著名的DNA雙螺旋分子模型。如果他們迷信權(quán)威，那么這個劃時代的發(fā)現(xiàn)就可能胎死腹中了。這些遺傳學史不僅能讓學生了解遺傳學理論的來龍去脈、激發(fā)熱情和學習興趣，還能潛移默化地使學生受到感染,很好地培養(yǎng)他們的科學精神。
二、課堂教學凸顯遺傳學對人類社會的影響
心理學研究表明,學生的認識興趣并不都是直接從觀察事物開始的，在許多場合下他們的個體經(jīng)驗往往更能激發(fā)求知欲[4]。因此,在課堂教學中，可通過從人類自身、日常生活現(xiàn)象和世界科研進展開始，使他們獲得有趣事物的知識。然而在大多遺傳學教材中，由于專業(yè)教材的編寫體制問題,培養(yǎng)興趣的內(nèi)容或例證十分有限。筆者在遺傳學的相關(guān)知識教學中,盡量穿插一些與人類自身及日常生活相關(guān)的例子，以培養(yǎng)學生的興趣。如在講授“連鎖遺傳與性連鎖”時，可列舉膚色、眼皮、身髙等一些常見的人類自身性狀的遺傳規(guī)律，如膚色遵循“相乘后再平均”的遺傳規(guī)則;父母皮膚黑，決不會有肌膚白嫩的子女；身高父母方各決定35%，子女只有30%的決定權(quán);父母肥胖,子女有53%的機率成為胖子;人類性別是由性染色體決定的，男女雙方都有責任，每一胎生男生女的概率都是1/2,屬于獨立的遺傳事件。在強調(diào)數(shù)量性狀的特征時，可引用我國科學家張啟發(fā)院士新近發(fā)表在NatureGenetics上的研究成果，即一個單基因控制水稻50%以上的產(chǎn)量，這是對傳統(tǒng)數(shù)量性狀概念的挑戰(zhàn)，鼓勵學生敢于質(zhì)疑、勇于挑戰(zhàn)權(quán)威的勇氣。此外，袁隆平超級雜交水稻、轉(zhuǎn)基因黃金大米、美國校園與人類三體(XYY)、三倍體無籽西瓜等事例，甚至本�？蒲腥藛T的科研成果都可穿插在課堂教學中。為了體現(xiàn)遺傳學在經(jīng)濟和社會中的作用，可介紹基因的商業(yè)價值，人體約有3.5萬個編碼基因，目前僅在美國拿到專利的有5000多個，等著拿專利（已交申請）的有至少3萬個。由于基因?qū)＠谋Ｗo，專利擁有者對基因的應(yīng)用具有髙度的壟斷性，這種“以基因為基礎(chǔ)的相關(guān)預(yù)防、診斷、治療藥物和儀器的一種壟斷性保護”使得基因成為一種稀有的資源,肥胖基因的價值在3000萬美元以上，與中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)的基因價值約9000萬美元，F(xiàn)KBP神經(jīng)免疫因子配體基因達3.92億美元。從這些事例中，學生學習了相關(guān)遺傳學知識、擴大了知識面、發(fā)現(xiàn)了興趣所在。
三、加強研究性實驗教學設(shè)計
實驗是遺傳學教學中的一個重要環(huán)節(jié)，它是理論與實踐相結(jié)合的教學過程，是課堂教學的繼續(xù)、補充和深化。它不僅可以驗證和加深對理論知識的認識，而且有利于培養(yǎng)學生分析、綜合和判斷推理能力。然而在傳統(tǒng)的實驗教學中，教師首先把實驗方法和步驟詳細地寫在黑板上,然后作一一講解，最后手把手地指導實驗操作。這種教學方式重結(jié)果、輕過程，固化了學生的思維,抑制了學生的創(chuàng)造力。研究性實驗是考査學生綜合運用所學知識、解決實際問題的具體實踐。在研究性實驗中，學生通過動手查閱資料、擬定具體實驗方案,對實驗結(jié)果有顯著影響的因素進行研究探討，并通過仔細觀察和思考分析實驗結(jié)果、探討可能的原因，最后將實驗結(jié)果寫成規(guī)范的研究報告，并在報告中對實驗內(nèi)容和方法提出建議和改進意見。筆者在實驗教學中有意識地選擇一些操作相對簡單、結(jié)果差異明顯的實驗，如豌豆染色體制備、核型和C帶分析、多倍化誘導等實驗，比較各種方法（常規(guī)制片和酶解法）的制片效果，探討各種理化因素（處理時間和溫度、化學物質(zhì)種類和濃度等）對染色體形態(tài)的影響，引導學生發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果的差異。研究性實驗拓展了學生視野，促使學生主動學習，有利于創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，同時也增強了學生搜集信息、分析問題和解決問題的能力。
在研究性實驗具體實施過程中，由于實驗的準備、具體操作和觀察均由學生自己或合作完成，需要有更多自主支配的時間。為此，我們協(xié)調(diào)實驗員增加了實驗室開放的時間，學生可以在課余時間準備實驗和觀察實驗結(jié)果。為了增強學生的興趣，我們還引入了鼓勵和競爭辦法。選取效果較好的染色體制作永久片，標記班級、學號和姓名，用作以后的教學示范,讓學生品嘗成功的喜悅。實驗成績評定則是在小組為單位進行實驗結(jié)果匯報后，綜合小組內(nèi)(間）互評、主講教師以及實驗員評分,并鼓勵和資助優(yōu)秀的實驗報告公開發(fā)表。
四、將啟發(fā)式教學貫穿課堂
長期以來，我們的教學活動都以教師為中心，學生在教與學的過程中始終是信息的被動接受者，這種教學方式往往忽視了學生獲得知識的潛在性和理解知識的差異性,以及發(fā)展知識的創(chuàng)造性。而啟發(fā)式教學能激發(fā)學生的思維活動、調(diào)動學生學習的積極性和主動性，進而迸發(fā)學習的興趣。在遺傳學教學中，筆者盡量做到因勢利導，在恰當?shù)臅r候啟發(fā)、指點、引導學生學習，而不是簡單地灌輸知識。比如在課堂上不局限于事先安排好的講義內(nèi)容，而是由日常生活中的遺傳學現(xiàn)象弓丨出教學內(nèi)容，或隨著學生提出的問題和討論活動的進行來講授。如在講授“基因突變”時，先拋出一個現(xiàn)象小麥田里一株高桿植株”，先讓學生解釋可能的原因,再介紹基因突變的概念。隨后提問“哪幾個同學家里的麥田發(fā)現(xiàn)這個現(xiàn)象”、“水稻田里有沒有這個現(xiàn)象”等，引出基因突變的特征,即重演性和平行性。為了引出“影響突變的因素”,筆者又提問“為什么我國西南地區(qū)植物種類豐富,是世界栽培植物起源中心之一”，這樣學生就從地理位置、氣候特點等因素分析原因，這樣就自然引出了影響突變的因素，接著提問如何加速這種影響，也就是“基因突變的誘發(fā)”。學則必疑,思源于疑。這樣的講述注重引起學生的興趣、激發(fā)學生的求知欲,教師通過初步的點撥再次激發(fā)引導學生腦海中一個又一個的問題，便形成了討論的氣氛。
實施啟發(fā)式教學,對教師提出了更高的要求。教師不僅要熟知遺傳學知識、把握最新進展，而且要了解學生的心理變化，要能把握好提問時機，能讓學生有展示自己志趣的機會。同時，教師還應(yīng)該做好有心人,能留心觀察日常生活中的一些遺傳學現(xiàn)象,并與教學聯(lián)系起來。
五、采用多媒體調(diào)動學生多種感官參與學習
心理學研究表明，人從視覺獲得的知識能夠記住25%,從聽覺獲得的知識能記住15%，要是視覺和聽覺結(jié)合起來,就能記住65%[7]。如果僅靠一塊黑板、一本教材來進行課堂教學，不僅難以調(diào)動學生的學習興趣，而且也不利于取得較好的教學效果。利用現(xiàn)代化視聽媒體及計算機輔助教學，可提供新穎的、活動的、直觀形象的刺激物，最容易引起大腦皮質(zhì)有關(guān)部位的興奮W。多媒體具有信息量大、圖文并茂的特點，能將抽象、生浬、陌生的知識直觀化、形象化，使一些在普通條件下難以觀察到的過程形象地顯示出來，使學習和理解變得簡單，從而激發(fā)學生的學習興趣。在遺傳學實驗中，除了采用PPT軟件進行授課外，多媒體的作用主要體現(xiàn)在利用動畫進行遺傳學現(xiàn)象和規(guī)律的演示、技術(shù)和儀器原理的講解上以及錄像片的播放上。如有絲和減數(shù)分裂，DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯,PCR原理，基因的表達與調(diào)控等，可充分利用多媒體中的視聽、圖片和FLASH動畫等功能，其教學效果要比以前單純的文字表達或掛圖或黑板圖示好得多。錄像片的功能更直接，建議讓學生在完成實驗之后再觀看整個實驗操作過程，通過對比自己的實驗操作,可達到發(fā)現(xiàn)自己的操作錯誤、并糾正錯誤的目的。
六、運用形象鮮活的語言
遺傳學所涉及的理論較為抽象,缺乏感性認識，如果采用專業(yè)術(shù)語來講述，會使人產(chǎn)生枯燥之感。采用形象鮮活并通俗易懂的語言則可將抽象的概念具體化、深奧的原理形象化、枯燥的知識趣味化，這對于喚起學生的學習興趣、提髙課堂教學效果大有裨益。如在講述“遺傳”和“變異”這兩個概念時，筆者就運用了“種瓜得瓜，種豆得豆”、“龍生龍，鳳生鳳，老鼠的兒子會打洞”、“見之父子，察其子孫”等形象生動的語言來幫助學生理解“遺傳”概念，用“一母生九子，九子各不同”、“堯生丹朱，瞽瞍生舜”、“黑牲白犢”來幫助學生理解“變異”概念;將經(jīng)典的遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)比喻成“串連的佛珠”，將DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型比喻成“扭曲的梯子”,把非編碼DNA稱作“垃圾”DNA，并結(jié)合最近研究成果來介紹“垃圾”DNA的作用;在介紹染色質(zhì)絲組裝成染色體時，則把它比喻為“意大利通心粉（面條）折疊盤繞成一個橡皮後”。這些形象生動的比喻可以立即使學生建立起“形象”意識，在他們腦海中形成對應(yīng)的熟悉的典型形象并印在腦海中[9]。
在遺傳學教學中，通過培養(yǎng)學生學習興趣能最大限度挖掘?qū)W生對知識信息接受的潛能，促使學生從知識的被動接受到主動攝取的轉(zhuǎn)變，充分發(fā)揮了學生的主體作用。教師也可以利用有限的課時,使學生在理解和掌握基本理論與專業(yè)知識的同時,提高自身綜合能力素質(zhì)，為21世紀培養(yǎng)優(yōu)秀的生物科技工作者。當然，培養(yǎng)學生的學習興趣的教學途徑不僅僅是上述六點，更多、更好的方法需要我們在遺傳學教學實踐中進一步探索。
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