以项目为载体的“遗传学”课程教学体系探索

［摘 要］ 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，在高职高专院校生物类专业人才培养中占有非常重要的地位和作用。按照现代职业教育理念，深入探讨和分析以项目为载体的“遗传学”课程教学体系设计，对遗传学的四大领域设计相应的学习情境，将学习情境项目化，旨在通过真实案例、真实项目激发学习者的学习兴趣、探究兴趣和职业兴趣。期望对各高职院校“遗传学”课程教学设计与实施具有一定的参考和借鉴意义。

［关键词］ 项目教学法；遗传学；高职高专；课程教学体系

［基金项目］ 2014年度云南省教育厅高等职业院校提升专业服务产业能力建设项目“丽江师范高等专科学校生物教育”（Sj122014011）；2016年度丽江师范高等专科学校特色课程“遗传学”（Xj102016031）

［作者简介］ 王石华（1983—），男，云南陆良人，博士，曲靖师范学院教育教学质量监控中心教授，主要从事生物学研究。

［中图分类号］ G642.3 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）40-0156-04 ［收稿日期］ 2023-09-13

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，是生命科学中十分重要的基础科学，是高职高专院校生物类专业的主干课程，在人才培养中占据重要的地位。目前，各高校“遗传学”课程教学总课时多安排为54～72课时，其中实践教学占1/3左右［1］。如何科学、合理地取舍教学内容，如何在有限的课时内全面、系统地讲授遗传学的理论知识及技术，是各高校“遗传学”课程教学面临的难题。为不断提高教学质量，许多高校授课教师结合自身经验及专业特点开展了一系列卓有成效的探索［2-9］。然而所有的探索和实践均未将理论教学和实践教学进行深入融合。《现代职业教育体系建设规划（2014—2020年）》明确规定，职业院校要按照真实环境真学真做掌握真本领的要求开展教学活动。推动教学内容改革；推动教学方法改革，通过真实案例、真实项目激发学习者的学习兴趣、探究兴趣和职业兴趣［10］。基于此理念和精神，本文将深入探讨和分析以项目为载体的“遗传学”课程教学体系设计。

一、高职高专院校生物类专业“遗传学”课程设置

（一）课程定位与性质

“遗传学”是高职高专院校生物类专业的核心课程。遗传学是研究生物遗传和变异的科学，微生物、动物和植物都有遗传和变异现象，从不同水平上阐明各类生物遗传与变异规律，为改造生物的本性，创造新类型，更好地为人类服务，是控制与指导生物生命活动和生长发育的基础。在“遗传学”教学中应围绕人类遗传与优生、动植物改良等方面进行重点学习，通过本课程的学习，学生可以掌握有关遗传学的基本理论、基本知识和基本技能及相关的实验技术，初步具备分析和解决有关遗传学问题的能力，为学习后续课程及今后从事相关方面的科研、教学、生产和开发工作建立比较牢固的遗传学基础。

（二）课程目标

1.认知目标。学生能够从生物个体、细胞到群体等不同层次上，掌握生物遗传和变异的基本现象和基本规律，了解遗传学的最新发展动态。

2.职业能力目标。能初步运用所学的遗传学知识和技能，阐明和解决生命科学中有关遗传学的一般问题及与遗传有关的人类健康问题；基本具备对遗传学基本问题分析、推理的能力和一定的解决实际问题的能力。

3.职业素质目标。学生的科学素养得到有效提升；团队合作能力、沟通能力、语言表达能力、创新意识等职业素养得到提高。

二、“遗传学”课程项目体系设计

遗传学发展很快，新内容不断增加。教师既要把握好教学大纲所要求的基础知识、基本理论的教学，又要引导学生了解学科进展，培养学生既能准确有效地把握遗传学中较新知识动态的能力，又能有效地解决生物教学中遗传问题的能力。因此，教学中应渗透现代教学理念，将传统的以教师为中心的指令性课堂向以学生为主体的非指令性课堂转换，从教师单纯传授知识向培养学生学习能力转换，加强与生物课程教学的联系，提高学生的遗传学素养。本课程设计11个项目载体，在教学过程中将知识点融入项目载体，改变传统的以知识点为主线的教学方式。

三、“遗传学”课程项目教学要求

（一）项目一：大麦染色体的识别与核型分析

1.学习目标。掌握生殖细胞的形成过程；掌握减数分裂各时期染色体的行为特征；熟悉大麦染色体的组成特点；掌握染色体核型分析的方法。

2.学习内容。高等动物雌雄配子形成的过程、高等植物雌雄配子形成的过程；减数分裂各时期染色体的行为特征。

3.场地、资源等要求。实验室、多媒体教室、网络课程资源平台；大麦染色体组图片、尺子、剪刀、胶水等。

4.学习方法。课堂讲授、课堂实践。

5.考核评价。网络课程平台完成作业；每组完成一份大麦染色体核型分析，提交分析报告。

（二）项目二：植物花粉育性的鉴定

1.学习目标。掌握分离定律、独立分配定律及其意义；掌握分离定律、独立分配定律在育种和医学中的应用；掌握植物花粉育性鉴定的方法。

2.学习内容。分离定律、独立分配定律。

3.场地、资源等要求。多媒体教室、实验室、网络课程资源平台；教材、显微镜、植物花、载玻片、碘-碘化钾溶液等。

4.学习方法。课堂讲授、课堂实践。

5.考核评价。网络课程平台完成作业；以小组形式完成，每组鉴定10种以上植物花粉的形状和育性，提交一份花粉育性鉴定的分析报告。

（三）项目三：常见人类遗传病的调查及分析

1.学习目标。掌握连锁遗传及其意义，在育种上的应用；掌握调查和统计人类遗传病的方法；能熟练说出人类遗传病的主要类型、特征和危害。

2.学习内容。连锁遗传和性连锁。

3.场地、资源等要求。多媒体教室、机房、网络课程资源平台；教材、纸笔等学习资料。

4.学习方法。课堂讲授；课外完成调查分析报告，进行课堂汇报。

5.考核评价。网络课程平台完成作业；每组调查不低于20种的人类遗传病并进行分析，包括单基因遗传病（常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传、性连锁遗传）、多基因遗传病和染色体异常遗传病等，提交调查分析报告并在课堂进行汇报，全班互评。

（四）项目四：果蝇形态特征及雌雄鉴定

1.学习目标。理解基因突变的特征；掌握基因突变的鉴定方法；熟悉成蝇的外部形态特征；能熟悉鉴别雌雄果蝇方法。

2.学习内容。基因突变的概念和类别、时期部位、一般特征、显性突变和隐性突变的表现；基因突变的筛选与鉴定方法。

3.场地、资源等要求。多媒体教室、实验室、网络课程资源平台；教材、成熟的果蝇、放大镜、镊子等。

4.学习方法。课堂讲授、课堂实践。

5.考核评价。网络课程平台完成作业；以小组形式完成，每组调查10只以上成蝇（包含雌雄蝇），找出雌雄蝇的特征，辨别雌蝇和雄蝇，提交果蝇形态及雌雄鉴定报告。

（五）项目五：无籽水果的培育

1.学习目标。掌握染色体结构变异和数目变异的类型；理解染色体结构变异、数目变异的遗传效应；掌握多倍体的形成途径及其利用；掌握无籽水果的选育方法和流程。

2.学习内容。染色体结构变异的类型、形成途径、细胞学鉴定及遗传效应；染色体数目变异的类型、同源多倍体的联会、非整倍体的分离。

3.场地、资源等要求。多媒体教室、机房、网络课程资源平台；教材、纸笔等学习资料。

4.学习方法。课堂讲授；课外完成调查报告，进行课堂汇报。

5.考核评价。网络课程平台完成作业；以小组形式调查无籽西瓜、香蕉、葡萄等无籽水果的染色体倍数及其形成途径，选择3种无籽水果，分析其选育的方法和流程，提交调查分析报告并在课堂进行汇报，全班互评。

（六）项目六：水稻遗传率的估算

1.学习目标。掌握遗传率的计算方法；掌握遗传率在动植物育种中的应用。

2.学习内容。数量性状的特征、主要遗传参数、数量性状的多基因假说；遗传率的估算方法。

3.场地、资源等要求。多媒体教室、机房、网络课程资源平台；教材、相关数据、计算器等。

4.学习方法。课堂讲授、课堂实践。

5.考核评价。网络课程平台完成作业；以小组形式计算水稻5个以上性状的广义遗传率和狭义遗传率，调查遗传率在动植物育种中的应用，提交遗传率计算的分析报告。

（七）项目七：水稻杂种优势及自交衰退分析

1.学习目标。理解近亲繁殖、杂种优势的遗传效应；掌握杂种优势、自交衰退等的计算；掌握杂种优势、植物雄性不育在育种中的应用。

2.学习内容。近亲繁殖及其遗传效应；纯系学说、杂种优势；近亲繁殖与杂种优势在育种中的利用。

3.场地、资源等要求。多媒体教室、机房、网络课程资源平台；教材、相关数据、计算器等。

4.学习方法。课堂讲授、课堂实践。

5.考核评价。网络课程平台完成作业；以小组形式计算水稻5个以上性状的杂种优势和自交衰退率，调查杂种优势、植物雄性不育在植物育种中的应用，提交杂种优势及自交衰退计算的分析报告。

（八）项目八：杂交水稻的生产

1.学习目标。理解细胞质遗传的现象和特征；掌握植物雄性不育的应用原理；了解不同细胞质类型的杂交水稻；掌握杂交水稻的生产技术。

2.学习内容。学习细胞质遗传的概念、特点、母性遗传等；学习植物雄性不育的遗传。

3.场地、资源等要求。多媒体教室、机房、网络课程资源平台；教材、纸笔等学习资料。

4.学习方法。课堂讲授；课外完成调查报告，课堂汇报。

5.考核评价。网络课程平台完成作业；以小组形式调查3种不同细胞质类型的杂交水稻，对其特征及生产技术进行总结分析，提交调查分析报告并在课堂进行汇报，全班互评。

（九）项目九：植物基因组DNA的提取

1.学习目标。掌握半保留复制、密码子、简并、转录、翻译、中心法则等相关知识；理解DNA是主要的遗传物质；掌握植物DNA提取的原理及方法。

2.学习内容。DNA是主要的遗传物质；DNA的复制、RNA的转录；遗传密码与蛋白质的翻译。

3.场地、资源等要求。多媒体教室、实验室、网络课程资源平台；教材、植物幼嫩组织、DNA提取液、冷冻离心机、水浴锅、移液枪等。

4.学习方法。课堂讲授、课堂实践。

5.考核评价。网络课程平台完成作业；以小组形式提取3种以上植物的基因组DNA，提交DNA提取的报告。

（十）项目十：克隆与转基因食品

1.学习目标。能熟练区分克隆食品和转基因食品的差异；掌握细胞全能性、基因工程的应用。

2.学习内容。细胞全能性、基因工程。

3.场地、资源等要求。多媒体教室、可上网查询资料的平台；纸笔等学习资料。

4.学习方法。课外完成调查报告，课堂汇报。

5.考核评价。以小组形式对克隆食品和转基因食品的差异、细胞全能性、基因工程等进行调查分析，提交调查分析报告并在课堂进行汇报，全班互评。

（十一）项目十一：水稻遗传变异及遗传多样性分析

1.学习目标。了解生物进化的基本历程，理解遗传、变异和选择是生物进化的基本因素；掌握物种的概念，了解物种的形成方式；掌握遗传多样性分析的原理与技术。