唐文武，魏 超，陳 剛，吳秀蘭

（肇慶學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，廣東 肇慶 526061）

遺傳學(xué)是20世紀(jì)以來生命科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最快，最具活力的主干學(xué)科之一，在探索生命進(jìn)化本質(zhì)、增進(jìn)人類健康福祉、提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量品質(zhì)等方面發(fā)揮了重要作用.從1900年孟德爾規(guī)律發(fā)現(xiàn)以來，遺傳學(xué)研究從個(gè)體水平向細(xì)胞、染色體、基因水平不斷深化，并隨著基因組測序、表觀遺傳學(xué)、基因編輯等新技術(shù)、新方法的出現(xiàn)，遺傳學(xué)研究的范疇不斷拓寬，內(nèi)容不斷深化，目前已形成知識(shí)內(nèi)容多，學(xué)科交叉融合，在醫(yī)學(xué)農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的學(xué)科特點(diǎn)[1].遺傳學(xué)是我國農(nóng)林醫(yī)學(xué)類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，也是普通院校生命科學(xué)類專業(yè)的核心必修課，在培養(yǎng)中學(xué)生物教師，生物醫(yī)藥行業(yè)科技人才等方面發(fā)揮重要支撐作用.

2018年全國高校本科教育工作會(huì)議提出加快振興本科教育，構(gòu)建高水平人才培養(yǎng)體系.教育部高等教育司吳巖提出要“以本為本、四個(gè)回歸”，全面提高本科教學(xué)質(zhì)量，淘汰“水課”，打造“金課”成為高校教學(xué)改革的重點(diǎn)[2].如何使遺傳學(xué)課程內(nèi)容反映學(xué)科前沿發(fā)展現(xiàn)狀，增加學(xué)習(xí)難度和深度，培養(yǎng)學(xué)生分析解決復(fù)雜遺傳問題能力，打造“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”的遺傳學(xué)一流課程，成為當(dāng)前我校遺傳學(xué)教學(xué)改革的重點(diǎn).作為地方應(yīng)用型本科院校的遺傳學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，從2019年起根據(jù)“金課”建設(shè)要求，開展在線課程建設(shè)和線上線下混合式教學(xué)改革；重組教學(xué)內(nèi)容，導(dǎo)入醫(yī)學(xué)農(nóng)業(yè)實(shí)踐案例；挖掘課程思政元素.經(jīng)過3年多的探索與實(shí)踐，有效提高課程質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)課程融合思政，為建設(shè)遺傳學(xué)一流課程奠定基礎(chǔ).

1 構(gòu)建基于BOPPPS的線上線下混合式教學(xué)模式

課程團(tuán)隊(duì)依托自建的遺傳學(xué)在線開放課程網(wǎng)站[3]和手機(jī)APP終端功能，探索構(gòu)建了基于BOPPPS的線上線下混合式教學(xué)模式（圖1），主要包括課前線上自主學(xué)習(xí)，課中案例分析學(xué)習(xí)，課后拓展復(fù)習(xí)等3個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié).我校生物科學(xué)、生物技術(shù)專業(yè)分別設(shè)置了16學(xué)時(shí)、24學(xué)時(shí)的線上學(xué)習(xí)課時(shí)，由學(xué)生自主安排時(shí)間在遺傳學(xué)在線課程平臺(tái)上進(jìn)行以知識(shí)點(diǎn)為主的學(xué)習(xí)測驗(yàn).線下課堂面授均為24學(xué)時(shí)，主要利用優(yōu)學(xué)院APP的智慧課堂功能，開展基于BOPPPS的教學(xué)，將課前知識(shí)學(xué)習(xí)與課中能力素質(zhì)培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合起來.

圖1 基于BOPPPS的遺傳學(xué)線上線下混合式教學(xué)模式

在課前階段，教師提前1周發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)清單，并通過后臺(tái)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)督促學(xué)生完成線上知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)和測驗(yàn)；同時(shí)教師也要根據(jù)學(xué)生線上學(xué)習(xí)表現(xiàn)，對(duì)線下課堂教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改和調(diào)整.在課中環(huán)節(jié)，師生利用優(yōu)學(xué)院2.0APP的智慧課堂功能，開展BOPPPS的線下課堂教學(xué)[4].先通過實(shí)踐案例的導(dǎo)入，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力；然后對(duì)導(dǎo)入案例進(jìn)行小組討論、案例分析、講臺(tái)演示、師生互動(dòng)等參與式學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決遺傳學(xué)問題的應(yīng)用能力；同時(shí)依托智慧課堂的考勤、互動(dòng)打分、前測、后測等過程性考核方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和課堂參與度.在課后環(huán)節(jié)，依托優(yōu)學(xué)院平臺(tái)的作業(yè)和討論區(qū)功能，進(jìn)行課后習(xí)題的線上提交和批改，課后拓展題的線上討論發(fā)言和打分，以及利用師生微信群，實(shí)時(shí)進(jìn)行答疑互動(dòng).將學(xué)習(xí)空間從傳統(tǒng)課堂拓展到課外和網(wǎng)絡(luò)空間，實(shí)現(xiàn)全員、全程、全方位育人.

2 圍繞“兩性一度”要求，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

為適應(yīng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)和“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”的一流課程要求，我們對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容體系進(jìn)行優(yōu)化重組.首先，將原13章46節(jié)的教學(xué)內(nèi)容整理為43個(gè)知識(shí)點(diǎn)（見表1），錄制成微課視頻供學(xué)生線上自主學(xué)習(xí).其次，導(dǎo)入16個(gè)醫(yī)學(xué)農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)實(shí)踐案例，通過線下課堂的分析討論，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決遺傳學(xué)問題的應(yīng)用能力.并針對(duì)學(xué)科交叉融合的復(fù)雜內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，設(shè)置水稻雄性不育及雜種優(yōu)勢利用等4個(gè)重組課堂，提高學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，解決遺傳研究難題的能力素質(zhì).最后，在線下課堂的案例教學(xué)中，引入“CRISPR基因編輯技術(shù)”“水稻核質(zhì)互作分子機(jī)理”“等位基因特異表達(dá)假說”“表觀遺傳學(xué)”等學(xué)科前沿?zé)狳c(diǎn)和最新研究成果，提升課程的高階性和挑戰(zhàn)度.優(yōu)化后的教學(xué)內(nèi)容體系符合“兩性一度”要求，適應(yīng)新時(shí)代科技強(qiáng)國下培養(yǎng)具有解決復(fù)雜問題所需綜合實(shí)踐創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求.

表1 課程教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化及課程融思政

4.孟德爾定律及其擴(kuò)展5.性別決定和伴性遺傳4.1分離定律4.2自由組合定律4.3遺傳數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析4.4 Mendel遺傳比例的擴(kuò)展5.1性別決定5.2伴性遺傳5.3性別分化分離定律自由組合定律遺傳數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析孟德爾定律的擴(kuò)展性別決定性別分化伴性遺傳4.1孟德爾定律在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用4.2孟德爾定律的擴(kuò)展案例：喜馬拉雅兔皮毛顏色[6]課程思政：“幸福都是奮斗出來”的價(jià)值觀5.1性別決定（案例；龜鱉動(dòng)物性別決定[7]5.2伴性遺傳（案例；人類紅綠色盲）課程思政：尊重自然、關(guān)愛弱勢群體的價(jià)值觀6.連鎖互換與基因定位7.細(xì)菌和病毒的遺傳8.數(shù)量性狀遺傳9.染色體的結(jié)構(gòu)變異10.染色體的數(shù)目變異11.基因突變12.細(xì)胞質(zhì)遺傳13.群體遺傳學(xué)6.1連鎖與互換現(xiàn)象6.2交換值及其測定6.3基因定位6.4分子標(biāo)記與連鎖群7.1細(xì)菌和噬菌體的突變型7.2細(xì)菌的遺傳與作圖7.3病毒的遺傳與作圖8.1數(shù)量性狀遺傳特點(diǎn)8.2數(shù)量性狀遺傳的統(tǒng)計(jì)分析8.3遺傳力及其估算8.4交配遺傳分析9.1染色體結(jié)構(gòu)變異的機(jī)制9.2缺失9.3重復(fù)與倒位9.4易位10.1整倍體變異10.2非整倍體變異10.3人類常見的染色體變異11.1基因突變的特點(diǎn)11.2突變的表現(xiàn)和檢出11.3基因突變的分子機(jī)制11.4基因突變的修復(fù)12.1細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念和特點(diǎn)12.2母性影響12.3細(xì)胞器基因組的遺傳12.4植物雄性不育13.1群體的遺傳結(jié)構(gòu)13.2 Hardy-Weinberg定律13.3群體遺傳結(jié)構(gòu)的改變因素13.4生物進(jìn)化學(xué)說及其發(fā)展連鎖與交換兩點(diǎn)測驗(yàn)三點(diǎn)測驗(yàn)轉(zhuǎn)化接合性導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)數(shù)量性狀遺傳的特點(diǎn)遺傳力及其估算近親繁殖雜種優(yōu)勢缺失重復(fù)與倒位易位整倍體非整倍體人類常見的染色體變異基因突變的特點(diǎn)基因突變的分子基礎(chǔ)基因突變的修復(fù)細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念和特點(diǎn)母性影響葉綠體和線粒體的遺傳植物雄性不育的遺傳群體的遺傳結(jié)構(gòu)Hardy-Weinberg定律影響群體遺傳結(jié)構(gòu)因素6.1減數(shù)分裂與連鎖交換定律（*內(nèi)容重組）6.2基因定位的實(shí)踐應(yīng)用6.3分子標(biāo)記與連鎖圖案例：水稻的連鎖遺傳圖[8]7.1細(xì)菌遺傳作圖（案例：大腸桿菌質(zhì)粒轉(zhuǎn)化）7.2病毒的遺傳與作圖案例：新冠病毒SARS-CoV-2遺傳[9]課程思政：偉大抗疫精神、求真務(wù)實(shí)的科學(xué)精神8.1數(shù)量性狀與質(zhì)量性狀的區(qū)別8.2遺傳率計(jì)算的實(shí)踐應(yīng)用8.3雜種優(yōu)勢理論及應(yīng)用案例：袁隆平和雜交水稻[10]課程思政：家國情懷、職業(yè)使命感、科學(xué)探索精神9.1染色體變異的分子機(jī)制9.2整倍體變異（案例：普通小麥的進(jìn)化[11]）9.3人類常見的染色體變異疾病案例：唐氏綜合征[12]課程思政：關(guān)愛弱勢人群、遵守生命倫理及職業(yè)規(guī)范10.1基因突變與醫(yī)學(xué)健康（案例：抗腫瘤藥物開發(fā)）10.2基因突變與農(nóng)業(yè)育種案例：航天誘變育種[13]12.1人類線粒體遺傳病案例：Leber遺傳性視神經(jīng)病[14]12.2水稻雄性不育及雜種優(yōu)勢應(yīng)用（*內(nèi)容重組）案例：三系配套的水稻雜交制種技術(shù)課程思政：家國情懷、科學(xué)精神、職業(yè)素養(yǎng)13.1 Hardy-Weinberg定律的實(shí)踐應(yīng)用13.2群體遺傳結(jié)構(gòu)的改變因素案例：華南的地中海貧血病[15]13.3人類進(jìn)化及優(yōu)生學(xué)的爭議[16]（*內(nèi)容重組）課程思政：辯證唯物主義的科學(xué)觀方法論

3 挖掘遺傳學(xué)思政元素，實(shí)現(xiàn)課程融合思政

課程團(tuán)隊(duì)通過挖掘百年遺傳學(xué)科的科學(xué)家故事，農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等實(shí)踐案例中蘊(yùn)含的德育和思政元素，整理出7個(gè)課程思政案例（見表1）.包括喜馬拉雅兔變色案例分析，幫助學(xué)生塑造“反對(duì)躺平，幸福是奮斗出來”的價(jià)值觀；通過紅綠色盲和唐氏綜合征案例，建立“尊重自然，關(guān)愛弱勢人群，遵守生命倫理”的職業(yè)道德規(guī)范；通過袁隆平與雜交水稻故事，幫助學(xué)生建立“家國情懷，勇于探索”的科學(xué)精神；通過鐘南山與新冠病毒故事，弘揚(yáng)偉大抗疫精神和求真務(wù)實(shí)的科學(xué)精神；通過人類優(yōu)生學(xué)爭議話題，幫助學(xué)生建立辯證唯物主義的科學(xué)觀和方法論.

在遺傳學(xué)線下課堂面授中，通過師生分析討論上述7個(gè)課程思政案例，將思政元素和教學(xué)內(nèi)容“溶鹽于水”，將“做人做事的基本道理，社會(huì)主義的核心價(jià)值觀，以及生物人的理想和責(zé)任”，潛移默化，潤物無聲地傳授給學(xué)生，實(shí)現(xiàn)科學(xué)探索、務(wù)實(shí)創(chuàng)新、職業(yè)素養(yǎng)、家國情懷的課程思政目標(biāo)，達(dá)到“為黨育人、為國育才”最終目標(biāo).

4 混合式教學(xué)改革成效

經(jīng)過3年探索實(shí)踐，遺傳學(xué)混合式教學(xué)改革取得良好成效.首先，通過改革課程考核方式，建立過程性考核和期末考試各占50%比例的考核方式.其中過程性考核包括課前的微視頻學(xué)習(xí)，章節(jié)測驗(yàn)，課后的作業(yè)練習(xí)，拓展討論以及智慧課堂中的考勤、互動(dòng)、前測、后測，小組合作等多角度課堂評(píng)價(jià)成績.通過多維度的過程性考核方式，有效調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性和課堂活動(dòng)參與度.以2021年秋季班為例，優(yōu)學(xué)院后臺(tái)數(shù)據(jù)顯示：學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)完成度達(dá)99.2%，平均線上學(xué)習(xí)時(shí)間為18 h29 min，提交了19次共1 350份作業(yè)，共有1 260人次參與了31次課堂討論.

混合式教學(xué)改革有效提高了學(xué)習(xí)成績和學(xué)生分析解決問題能力.以生物技術(shù)專業(yè)為例，相較于傳統(tǒng)教學(xué)模式的2019級(jí)生物技術(shù)班，實(shí)行教改后的2020級(jí)生物技術(shù)專業(yè)，課程平均成績提高了8.8分，高分段考生（80分以上）比例提高了23.4%，低分段考生（60分以下）比例降低了8.2%，呈現(xiàn)以70~80分為高峰的正態(tài)成績分布，體現(xiàn)出良好的考核區(qū)分度.對(duì)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查顯示，90.8%學(xué)生認(rèn)為提高學(xué)習(xí)自主性，89.5%學(xué)生認(rèn)為教學(xué)質(zhì)量更好，75.8%學(xué)生認(rèn)為師生互動(dòng)交流加強(qiáng)，80.4%學(xué)生認(rèn)為專業(yè)創(chuàng)新和應(yīng)用能力有很大幫助，教改后學(xué)生對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)好，對(duì)課堂滿意度高.依托教學(xué)改革創(chuàng)新，筆者先后獲得校級(jí)課程思政比賽理工組第1名、廣東省教師教學(xué)創(chuàng)新大賽優(yōu)秀獎(jiǎng)、廣東省首批本科高校課程思政改革優(yōu)秀案例等榮譽(yù)，進(jìn)一步發(fā)揮了課程引領(lǐng)示范作用，有效提高了課堂教學(xué)質(zhì)量.