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關鍵詞 生物工程 遺傳學 教學體會

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.10.058

Some Experiences in the Process of Theoretical

Teaching of Genetics for Bioengineering

WANG Lunji， JIU Min， MA Liping

（College of Food and Bioengineering， He'nan University of Science and Technology， Luoyang， He'nan 471023）

Abstract According to the problems existing in the process of theoretical teaching of genetics for our bioengineering and with several teachers' teaching practice， reasonable selection of materials， avoiding duplication of interdisciplinary teaching， how to improve teachers' teaching ability and training the ability of students to participate were introduced in this article in order to change the traditional teaching model and improve the teaching effectiveness.

Key words Bioengineering; Genetics; teaching experiences

遺傳學是研究生物的遺傳、變異規律，探索生命起源和生物進化機理的科學，是生物工程相關專業的專業基礎課程。近年來，隨著遺傳學的快速發展，遺傳學新理論、新技術、新方法不斷涌現，研究范疇不斷拓寬，研究內容不斷深化，教學內容也就越來越多，其教學內容與分子生物學、細胞生物學、生物化學等課程內容重疊的問題日益嚴重。①然而，隨著高等教育教學改革的不斷深入，遺傳學的理論教學時數越來越少。就我們生物工程專業而言，遺傳學的理論學時已壓縮為48 學時，授課內容的增加與授課時數的銳減形成了尖銳矛盾。在這種新形勢下，為了提高本課程的教學質量，只有結合自身專業的實際情況，采用先進的教學理念，科學合理構建教學內容。近年來，本專業的幾位授課教師在平時的理論教學過程中，結合自身經驗及專業特點開展了一系列卓有成效的探索，并根據實際情況作適當的教學改革嘗試，現就教學過程中遇到的問題及其解決方法談些體會。

1 在教學過程中遇到的問題

1.1 教材的選取問題

近年來，隨著遺傳學的快速發展，遺傳學新理論、新技術、新方法不斷涌現，有關遺傳學的教材也可算是琳瑯滿目，故此，如何在眾多的遺傳學教材中選取適合我院生物工程專業的理想教材，也是幾位執教遺傳學課程的老師多年來一直很是頭疼的大事。

1.2 如何解決授課內容的增加與授課時數銳減之間的矛盾

遺傳學作為生物工程專業的主要基礎學科，同其他學科之間存在廣泛的交叉和融合，導致遺傳學教材的很多內容與其他課程教材的內容重疊，不僅占用了遺傳學教材的篇幅，而且造成教學的混亂，眾所周知，任何一本遺傳學教材中所包含的內容都在10章以上。但隨著高等教育教學改革的不斷深入，遺傳學的理論教學時數越來越少。就我們生物工程專業而言，遺傳學的理論學時已壓縮為48 學時，授課內容的增加與授課時數的銳減形成了尖銳矛盾。如何在有限的授課時間內有效講授本學科內容，也是生物工程專業老師們時常討論的關鍵問題之一。

1.3 教師授課水平與學生期盼之間的矛盾

眾所周知，授課是一門技術，應付容易，講好真不容易。由于遺傳學是一門理論性很強的課程，對于資歷較淺的老師而言，要想真正地把遺傳學這門課講授好也不是很容易的。隨著信息技術的發展，學生對老師授課水平的期盼也逐日升高。這就迫使授課老師們不得不努力提高自己的講課水平，以滿足學生不斷增高的期盼要求。任何一位老師都有提高自身授課能力的方法手段，但收效也各有不同。幾位授課老師在此方面也做了不少的嘗試，取得一些值得借鑒的經驗。

1.4 學生對課堂參與程度較低

現有的教學現狀多為老師在講臺上對授課內容喋喋不休，同學們在下面低頭傾聽，究竟授課效果如何，那是老師們的事情，師生之間的互動相對較少。如何最大限度地讓同學們參與課堂，吸引同學們的學習興趣也是老師們非常關注的問題之一。

2 遺傳學理論教學方法改革的探討

幾位筆者在教學實踐中，針對所面臨的諸多問題，進行了初步的改革嘗試。

2.1 教材的合理選取

近幾年來，由于教師外出進修學習的原因，遺傳學的教學工作先后由糾敏、汪倫記和馬麗蘋三位老師執教。不同的老師對遺傳學授課內容的側重點有所不同，對遺傳學課程教材的選取也各有己見。第一位講授生物工程專業遺傳學的是糾敏老師，她根據當時的教學大綱，選取了朱軍教授主編的《遺傳學》教材，該教材略側重于農學類遺傳。后由于糾敏老師到浙江大學進行訪學進修學習，該遺傳學課程由汪倫記老師接手執教，他認為生物工程專業的遺傳學要有生物工程專業的特色，不應該側重于農學遺傳，隨后將遺傳學課程的教材由朱軍教授主編的《遺傳學》改為由陳三鳳主編的《現代微生物遺傳學》，側重于微生物方面的遺傳。后由于糾敏和汪倫記兩位老師出國進修的原因，該遺傳學課程改為馬麗蘋老師進行執教。我們三位老師時常坐在一起商討遺傳學教材的選取問題，朱軍教授主編的遺傳學略側重于農學，不能顯示生物工程專業遺傳學的特色，汪倫記老師選取的現代微生物遺傳學，側重于微生物，知識面相對狹窄一些，并且研究生課程也開有微生物遺傳這門課，學生存在重復學習之嫌，固在進行教學大綱重新制訂之際，即將教材選定為由劉慶昌主編的《遺傳學》，該教材文字精練，圖文并茂，通俗易懂，具體內容科學合理、深入淺出，便于學生理解和掌握。經過近兩年的課程講授，該教材內容一方面解決了朱軍教授主編的《遺傳學》略側重于農學之嫌，另一方面也解決了《現代微生物遺傳學》側重于微生物的不足，同時授課內容也得到同學們的認可。

2.2 集體討論教學大綱，避免交叉學科授課內容的重復

眾所周知，遺傳學教材中的部分內容與其他課程有著相互交叉、相互滲透的情況，②因此，遺傳學的授課內容與其他課程存在不同程度的重復，如“遺傳的細胞學基礎”是《細胞生物學》的重點學習內容;“遺傳的分子基礎”、“原核生物基因的表達調控”、“真核生物基因的表達調控”則是《分子生物學》學習的重點;“DNA 損傷修復”在《生物化學》中也已有介紹。對此，全系教師利用2014年生物工程專業教學大綱重新修訂的大好時機，多次召開全系教師大會，針對如何避免生物工程專業不同課程間授課內容重復的大問題進行充分討論，明確各自的教學重點，避免課程內容重復，一改以往同一內容多次重復的局面，學生對此感受明顯。

2.3 旁聽資深教授講課，提高教師自身教學水平

遺傳學是一門理論性非常強的課程，對于一些年輕的老師來說，要想真的把這門課程講授好并非易事。目前多數老師往往利用網絡資源，查閱相關資料完善課件，認真備課，通過自己的努力，來提高自己的教學效果。但糾敏老師講述了她提高自身教學水平的另一種方式，就是旁聽資深教授的講課。糾敏老師曾經連續聽取3位資深教授的遺傳學課程的講授，收益匪淺。通過聽課，一方面使自己對遺傳學相關知識點有了更深刻的理解，另一方面，不同的老師其側重點不同，講授的方法也不同，取人之長，補己之短，對自己的講課水平的提高大有好處，是一個提高教師教學水平的一條理想途徑。

2.4 合理指導學生進行課外閱讀，提高學生自我獲取新知識的能力

我們一方面通過老師自身的努力，盡可能結合最新學科動態，以更新和充實教學內容，解決教材滯后于學科本身的發展及一些新的研究進展無法及時進入教材的缺陷;另一方面，我們認真選取一些適合于學生自學的參考書供同學們課外閱讀，然后根據閱讀的內容在課堂上進行討論，改變以往的老師課堂上喋喋不休、學生被動聽課的局面，鼓勵同學們積極參與討論，并將參與討論的積極程度作為考核學生平時成績的一個重要方面。通過學生積極參與的課堂討論，使學生因興趣而學問，達到課堂教學的藝術升華。③

3 結語

通過幾位老師在教學過程中的諸多努力，經過兩學年的改革嘗試，本教研組的老師均發現同學們學習積極性大大提高，學習效果也較以往大幅度增高。近年來，幾位老師也在著手完善遺傳學網站和教學平臺、試圖采用雙語教學等方面完善遺傳學理論課程的教學工作，共同期待一個良好的理論課程教學效果。

注釋

① 閆榮玲，廖陽，李常健，張敏.《遺傳學》課程教學體會與改革[J].湖南科技學院學報，2014.35（5）：97-98.

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關鍵詞：氨氣；電化學傳感器；銥催化劑；電化學活性物質；二氯化鈷

Abstract: Using the Ir catalyst prepared with a new complex reduction method using NH4F as the complexing reagent for Electrode catalyst of the electrochemical ammonia sensor, Select special neutral electrolyte cobalt dichloride worked as support medium of the sensor, which is an electrochemical active substances, by measuring its redox current Indirectly response to the concentration of ammonia. And by the improvement of technology and addition of new materials ammonia gas sensor exhibits good characteristics in stability ,accuracy ,recurrence sensitivity, response and recovery and linearity.

Keywords: Ammonia; Electrochemical sensor; Iridium catalyst; Electrochemical active material; cobalt dichloride

中圖分類號：G436文獻標識碼：A 文章編號：

0前言

氨是無色而有刺激氣味的堿性氣體，但作為一種重要的化工原料，應用廣泛，主要用于制造硝酸、炸藥、合成纖維，大量用于制尿素，銨態氮肥，也可用作制冷劑。

氨氣對環境有嚴重危害，對水體、土壤和大氣可造成污染。對人體的上呼吸道有刺激和腐蝕作用，減弱人體對疾病的抵抗力。濃度過高時除腐蝕作用外，還可通過三叉神經末梢的反射作用而引起心臟停搏和呼吸停止。

室內空氣質量國家標準（標準號：GB/T18883-2002）中規定：氨的濃度標準為0.20mg/每立方米。

目前對氨氣常用的監測方法，有納氏試劑比色法、光學分析儀器法以及應用氣體傳感器等。但這些方法往往由于或者檢測精度不高，或者由于檢測不方便、費用高，或者由于不能快速實時的檢測，近年屢屢發生氨氣泄漏給人們帶來的巨大生命財產損失。

現今商品化的控制電位電解型電化學傳感器具有檢測范圍寬、測量精度高、價格低廉、 可用于現場監測等優點，備受人們的重視[1—3]。但是由于氨氣通常很穩定，NH3 在電極表面氧化機理比較復雜，中間產物較多，并且傳感器電解質的選擇與工藝的變化會對傳感器實際應用性能產生根本性的影響，這在一定程度上限制了該傳感器的發展和應用。[4]國外相關產品存在靈敏度較低、噪聲過大、壽命短、需要外加偏壓等缺點。本文擬從催化劑、電解質選擇等方面入手，制造出高水平的電流型NH3 傳感器。

1 實驗

1.1電化學測量

1.1.1催化劑制備

催化劑的制備采用一種新型的、以 NH4F作絡合劑的絡合還原法制備Ir 催化劑，這種催化劑在中性電解液中對氨還原有很好的電催化性能。[5]

1.1.2控制電位電化學氣體傳感器結構和工作原理

1.1.2.1結構

定電位電化學氨氣氣體傳感器是由三電極構成，它的結構如圖1所示。

透氣孔

殼體

工作電極 透氣膜

電解液

對電極 參比電極

管腳

圖1 電化學氨氣氣體傳感器結構示意圖

1.1.2.2工作原理

由傳感器的結構可見，工作電極與對電極組成一電極對，當這對電極浸入電解液中，兩電極間加上電壓時會產生極化。若工作電極為正，對電極為負，則電解液中的負離子移向工作電極，而正離子移向對電極，此時被測氣體擴散到工作電極上，在催化劑作用下會產生電化學反應釋放出電荷。當電極電位一定時，反應電流與氣體濃度和擴散系數成正比，與擴散電極厚度成反比。

I=nFADC/δ

式中：I—反應電流；n—反應中1摩爾氣體釋放的電子數；F—法拉第常數；A—反應界面面積；D—氣體擴散系數；C—氣體濃度；δ—氣體擴散電極厚度。

1.2傳感器測試系統

氨氣傳感器測試系統采用鄭州煒盛電子科技有限公司的ZD-03電化學電腦測試系統；

氨氣為國家標準物質中心標準氣體。

2 結果與討論

2.1電解液的選擇

由于氨氣屬于堿性氣體，所以傳統的酸性電解質由于能和氨氣反應而不適合做電解液，只能選取偏中性或堿性電解質，除此之外，作為傳感器電解質的選取應該遵循電導率大、蒸汽壓小、溶解度隨溫度的影響小、性質穩定，不易變質等原則。

依據以上原則，可供選擇的電解質少子又少，經過優化，選擇了乙酸鉀作為電解質，配合上催化性能優越的銥催化電極，確實可以達到檢測氨氣的目的，但是這樣的氨氣傳感器有很多缺陷，例如靈敏度低等。

造成上述缺陷的原因主要是因為氨氣的化學性質相對比較穩定，常溫下很難被氧化。在電解液中加入一種電化學活性物質，通過這種活性物質的氧化還原反應來反映氨氣的濃度。這種物質在氨氣的加入能表現出電化學活性，這種物質反應中產生的電荷與氨氣濃度在量上呈線性關系，優選鈷的二價鹽，反應機理為：

工作電極：NH3+H2ONH4++OH-

2CO2++ OH- CO2O3+H++2e-

對電極：O2/2+ 2H++2e- H2O

2.2 以Ir 作為電極、CoCl2作為支持電解質的控制電位電解型氨氣傳感器性能測試

傳感器內充滿40%的CoCl2為主的電解質溶液，添加保水材料，平行組裝兩只傳感器(1，2)對一系列濃度范圍的標氣進行測試，結果見表1。

表1 傳感器性能測試數據

2.2.1 傳感器線性的測定

圖2為氨氣傳感器輸出信號與氣體濃度線性曲線，通過數據圖形分析，在選定的濃度測試范圍內，傳感器的響應電流與氣體濃度表現出良好的線性關系。

圖2傳感器輸出信號與氣體濃度線性曲線

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【關鍵詞】功能性 納米材料 電化學 免疫傳感器

【Abstract】The immune sensor is based on the close cooperation with the selective immune response and is suitable for the signal conversion technology， to monitor antigen - antibody response of biological sensors， gradually get rapid development and extensive application in many fields. In recent years the electrochemical immunosensor main research direction， in general is to improve the sensitivity， accuracy， selectivity， response time， and this article will use the single-walled carbon nanotubes as electrode， using its good conductivity， high surface area ratio， through the modification of carbon nanotubes wall and pipe end and biological molecular bonding， and keep the activity of biological molecules， the electrochemical immunosensor extremely symbolic significance. This paper combines the specific relevant theories and analysis， the application of functional nano materials in electrochemical immunosensor for research.

【Key words】Functional； Nano materials； Electrochemical； Immunosensor

免疫傳感器的一般工作原理為固定在換能器上的抗體（抗原）對樣品介質中的抗原（抗體）進行選擇性免疫識別，并且產生隨分析物濃度的變化而變化的分析信號。在抗體的不同區域和抗原決定簇之間的高選擇性反應主要包括疏水力、靜電作用力、凡德瓦爾力和氫鍵作用力。近年來納米材料在電化學免疫傳感器上的應用也發展得相當迅速。由于納米材料具有表面積大、表面反應活性高、表面活性中心多、催化效率高和吸附能力強等優異性質，將納米微粒應用于電化學免疫傳感器中，可以提高傳感器測量的靈敏度、準確性、減少采血量和檢測時間[1]。作為免疫分析技術的一個重要分支，免疫傳感器除了具有傳統免疫分析方法所共有的性能特點外，還具有高選擇性、高靈敏度、可逆性和劑利用的高效率等優點。另外，免疫傳感器大都制備簡單，便于實現自動化、數字化和微型化，因此可以避免傳統免疫分析方法所附帶的一系列問題，故在臨床分析、環境分析和生物監測過程中顯示了強大的應用潛力[2]。因為免疫傳感器常用來測量源于分析物和固定的抗體/抗原之間的反應而產生的信號，所以將抗體（抗原）固定在原始換能器表面的固定化過程在免疫傳感器制備中有著重要的作用。大量的固定法已用于各種免疫傳感器，如靜電吸附、包覆法、交聯法、共價鍵結合法等。

1 電化學免疫傳感器的工作原理

由于電化學免疫傳感器具有高靈敏度、低成本和便攜等優點，成為免疫傳感器中研究最早、種類最多，也較為成熟的一個分支。電化學免疫傳感器的基本工作原理是：采用電化學檢測方法來檢測標記的免疫劑或一些由酶、金屬離子和其它電活性物質標記的標記物，從而對疾病診斷或病人狀態監測中復雜系統的多組混合物進行分析提供有力數據[3]。用于電化學免疫傳感器檢測中的換能器主要分為電位型、電導型、電容型、阻抗型和安培型等裝置。電位型傳感器現在已經被公認為是一種成熟的傳感器，已有大量的商品化產品。對于電位型傳感器，當電流流動為臨界點時，換能器界面處于平衡狀態，此時電極或者表面修飾膜的電位變化與溶液定金屬離子活性呈對數比例關系，這就是電位型換能器的基本工作原理。這類生物傳感器具備制備簡單、操作容易及選擇性良好的優點[4]。

2 功能性納米材料技術

與塊狀物質相比，金屬和金屬氧化物納米粒子由于其新穎的材料特性，近年來已被廣泛研究。少于50個金屬原子小團簇可以產生像大分子一樣的效果，但大于300個原子的大團簇表現出大體積樣品的性質，介于這兩種極端之間的材料，通常為納米材料，有許多未知的化學和物理性質，這也是許多研究一直集中于納米材料的一個原因。納米材料具有依賴于其尺度的光、電和化學性能[5]。納米材料可以應用到許多領域，如光學器件、電子器件、催化、感測技術、生物分子標記等?？紤]納米粒子的優點，如大面積、高催化性和良好的親和性，如今，多種納米材料已被用來包覆蛋白質。常用的有納米碳管（CNTs）、金膠體（Au colloidal）、量子點以及納米二氧化鈦。CNTs自從1991年被發現以來，引起了一股研究熱潮。納米直徑的圓筒形石墨片狀的CNTs具備高電導率、良好的化學穩定性、非常顯著的機械強度和成模性。納米碳管可以與DNA分子自組裝（self-assembly）。根據理論預測與實驗驗證，DNA/CNTs 層可作為新的電子材料[6]。由于DNA溶液可以膠化，混合的DNA/CNTs層能夠在金屬電極表面保持穩定，可以用來研究一些電化學現象或檢測一些蛋白質性質。此外，帶正電荷的蛋白質可被固定在帶大量負電荷的DNA修飾層上。多壁納米碳管與DNA混合后，可成功地固定在鉑電極表面，更進一步的研究表示，細胞色素C可被強吸附在修飾電極表面形成一種近似的單分子層。

納米技術的快速發展為納米粒子在生物傳感器和生物分析中的應用開拓了新的方向，由于其獨特的物理、化學性質，納米粒子引起了納米科學家的極大興趣，這些性質使其在化學和生物感測方面具有廣闊的應用潛力。近年來，組成和空間結構不同的納米粒子被廣泛應用于不同生物分子識別的電學、光學和微量感測中。膠體金（Colloidal gold）和半導體量子點納米粒子在生物分析中應用得非常廣泛。通過與生物識別反應和納米生物電子的耦合作用，能極大地提高這兩種納米粒子的用途。納米粒子放大標記以及納米粒子-生物分子的自組裝產生極大的信號增強作用，為制造超靈敏的光學和電學檢測奠定了基礎，其靈敏度可與聚合物酶鏈反應（PCR）相比[7]。

納米材料獨特的性質使其在設計具有高靈敏度和選擇性的核酸和蛋白質檢測方法中具有廣闊的應用前景。由于可以制得不同尺寸、組成和形狀的納米材料，調節其物理化學性質，使其在生物感測和生物分析中得到廣泛的應用。由于納米材料的小尺寸效應，其性質很大程度上受到與其結合的生物分子影響。近幾年，不同組成的納米粒子作為多種用途、靈敏的標記物被廣泛地應用于識別不同生物分子的電子、光學和微天傳感器中。納米粒子放大標記以及納米粒子-生物分子的自組裝產生極大的信號增強作用，這種技術結合了納米粒子-生物分子自組裝的放大特性和光學或電化學傳感器的高靈敏性，將多個基于納米材料的放大單元和過程結合，也能夠設計出多重放大器，滿足現代生物分析對更高靈敏度的需求[8]。金屬納米粒子獨特的催化性質能在其本身或另一種金屬納米粒子的刺激下實現放大信號的功能。也可以通過將大量的能夠產生信號的分子封裝在納米粒子中以提高每個結合過程標記物的數量，達到放大信號的目的。這些基于納米材料的生物感測和生物分析方法還能夠與其它的放大技術結合。如圖1所示。

3 基于功能性納米粒子的電化學免疫傳感器與應用

基于抗體和抗原的特異性反應，免疫傳感器為免疫劑的分析提供了一種靈敏的選擇性的方法。在此方法中，免疫材料被固定在傳感器上，通過標記物與其中一種免疫劑的復合物對分析液進行測量[9]。一般是通過測量標記物的特異活性，例如放射性、酶活性、熒光、化學發光或生物發光對分析物進行定量。但是每一種標記物都有自己的優缺點，含有金屬標記物免疫檢測的金屬免疫檢測，以克服一般的放射性標記，熒光標記和酶標記的缺點。電化學檢測的金屬免疫分析具有以下幾種優點：如，檢測液用量少、樣品不用純化、靈敏度好、儀器設備相對便宜。盡管電化學技術能夠檢測到nano-mole有機金屬化合物或金屬離子，與能檢測到pico-mole級的熒光檢測方法相比，靈敏度還不夠高。使每個結合物上含有最大量的金屬標記物的理想方法是使用包含上千個金屬原子的金屬納米粒子。由于其優越的氧化還原活性，膠體金是電化學免疫感測和免疫標測標記物的最佳選擇。現已建立了一種基于金納米粒子循環累積的新方法，通過陽極溶出技術檢測人的免疫球蛋白（IgG）[10]。在生物素存在下，脫巰基生物素和親合素的解離反應為能夠分析最終定量的金納米粒子的循環累積提供了有效的路線。陽極峰電流隨著循環次數的增加而增大。五個循環的累積即可滿足該分析方法的需要。這種方法的優點就是背景值很低，從而使人IgG的檢測極限可達0.1ng/ml。如圖2、圖3所示。

4 結語

納米技術為設計超靈敏的生物傳感器和生物分析方法提供了很大的機會。納米粒子在生物傳感器放大和生物分子識別具有巨大的潛力及應用價值。新的納米粒子感測技術的超強靈敏度，為常規方法檢測不到的疾病標記物提供了可行性。這種高靈敏的檢測方法還能夠實現疾病的早期診斷或預警。納米粒子標記物在蛋白質檢測中的應用還處于起步階段。但超靈敏的DNA檢測中的應用會為蛋白質的檢測提供好的起步。

參考文獻：

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一、從當代藝術中尋出藝術之根

當代中學生喜歡流行音樂，喜歡行為藝術。我們首先要肯定這些作品中所包含的積極的審美趨向，如流行樂中歡快的節奏、充滿青春的火熱激情，行為藝術對哲學的深層思考等等。但多數作品還是通過感官刺激而成為中學生的新貴。據調查顯示：喜歡新型藝術形態的中學生大多數并不能理解作品中一些深層次的藝術思想，更多的只是叛逆心理的一種宣泄、一種對多數人追捧對象的盲目追捧、一種耍“酷”。然而作為藝術本身而言，更主要強調的是對美的追求，即使是在今天極具個性化的時代，盡管藝術的表達方式、形式不一樣，積極向上的精神面貌仍是藝術作品的主流趨勢。作為引導者，要能夠從這些學生喜歡的當代藝術品中，挖掘藝術本質的東西，讓他們從中認識到藝術的本質，這是藝術欣賞中的首要任務。中學生最喜歡的藝術形式有RAP、街舞、商業大片等，而靜態的作品幾乎走不進他們的生活。對于這些藝術作品，我們要善于引導，對學生不能忙著否定。這些流行的時尚的藝術形式能流行開來，是有著它獨特的形式美的。歡快的節奏、鮮明的色彩、瑯瑯上口的語言等，這些藝術語言中學生是很難上升到美的高度的?！爸痪壣碓诖松街小?，欣賞這類作品時，如何上升作品的藝術高度，摒棄作品中的糟粕？我們可以嘗試從學生了解作品中的量上面入手，在原有了解的數量基礎上，再次拓寬學生的視野，使他們不再局限于校園中流行的作品的數量；通過在課堂上的提高問答，逐步讓學生明白這些藝術作品為何會流行，從而了解這些作品中的形式美、語言美等，進一步貼近藝術的本質。對藝術感悟能力較強的學生甚而可引導他們形成對流行藝術的批判眼光，從中尋找美。前期大量的工作之后，我們可再從藝術的根本對學生灌輸多元化的審美取向，并向多種藝術形式拓展，包括許多靜態作品，如繪畫、雕塑等。

二、從傳統優秀作品中感受多元化的審美傾向

前面提到，古今中外優秀的藝術作品瀚如星海，而且中學生對這些作品的理解有一種抵觸情緒，不愿去關注它們。

隨著年代的久遠，要去把握這些作品的思想內涵、藝術特色是有一定難度的，所以我們要求對中學生重點以感受為主、了解為主，開拓多元化的審美趨向。作為教者，面對眾多的藝術作品我們也需要作一個分門別類的整理工作，按藝術史的發展方向進行梳理，將同時代不同藝術形式的作品放在一起比較閱讀，將古典的與當代的作品放在一起進行比較閱讀，將平面與立體的放在一起比較閱讀。通過反復比較作品，不同的、相同的審美趨向就顯而易見了。這時，我們需要用第一階段的階段性成果作為一個引導：什么是流行？古典的作品流不流行？古人的作品是不是比當代的作品形式差？這是一個帶有幽默感的時髦話題，很容易吸引住在流行中有所提高的學生的注意力。 古人和我們現代人一樣，在物質需要得到滿足之后，也需要豐富的精神追求。對美的追求與向往，往往古典作品的出現也是屬于那個時代流行的產物，無論是貝多芬還是華彥鈞，無論是米開朗基羅還是畢加索，無論是半坡文化的陶紋罐還是明清的青花瓷，它們都屬于那個時代的流行文化、尖端文化，而且隨著文化層的積淀，這些帶著鮮明時代特征的作品已深深烙上了獨特的美感，有很多的藝術成就，連我們現代人也是無法達到的。像達芬奇的繪畫作品、貝多芬等大音樂家的交響樂作品，當今有幾人能夠達到甚至超越？這樣引發起學生對時代久遠作品的好奇之心后，再從中感受多元化的審美趨向，就簡單、明了多了。

三、從個性化的作品中提升獨特的審美情趣

在人的審美中，受文化教育、成長環境等諸多因素的影響，最終還會形成一些獨特的審美情趣，這就是個性化審美。在多元化審美基礎上形成的個性審美，不再是盲從的，在肯定多元審美的基礎上形成的審美觀，是對多元審美的進一步提升。當今社會是一個個性化的時代，我們不能對學生統一標準，也不能是僅僅拓展審美范圍。學生會在成長的過程中，產生臺階式的上升，或者是審美方向的改變。對此，教育要能夠敏銳地捕捉到，并加以引導，使學生形成積極健康的審美觀。最終，學生通過各類批判欣賞之后，會形成自己獨特的審美。

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中國傳媒大學副校長呂志勝表示：“這輛設備先進、功能齊全的轉播車不僅將為中國傳媒大學的學生們提供強大的實踐教學訓練平臺，也將為他們在校學習期間了解廣電技術發展前沿動態打開了窗口、了解全媒體節目形態變化及制作方式拓展了途徑?！彼瑫r對索尼公司給予教學事業的支持表示感謝。

索尼中國專業系統集團總裁井手司治表示：“這輛轉播車是索尼和中國傳媒大學長期友好合作的結晶，希望在未來雙方能有更緊密、更深入的合作?！?/p>

中國傳媒大學作為中國傳媒行業的最高學府，在業界具有巨大的影響力和示范效應。索尼不僅將幫助中國傳媒大學借助這輛轉播車實現高清節目制作，同時還將提供現場支持與技術培訓，使得這輛轉播車不僅可用來教學，也可讓廣大師生體驗實踐高清節目的錄制拍攝，努力打造國際一流的節目制作教學環境、推動廣電領域的人才培養，相信對于將來向各個電視臺輸送優秀的技術人員起著不可忽視的重要作用。

中國傳媒大學高清電視轉播車系統構架

1.高清轉播車系統車體構建為奔馳2536豪華直掛轉播車車體，單側拉。整車長度12米，高度4米，寬度2.5米（展開時可達到3.5米）。整車按照標準的人工機位學設計合理分布為3個工作區域：技術調光區，導播制作區，音頻制作區。

2.7個有線訊道、1個微波無線訊道和2個3D訊道，其中可以由7個有線訊道中指定2個變換到3D訊道構成3個3D訊道。切換系統采用SONY MVS-6520 2M/E并配備IXS-6600應急調度矩陣形成完整的攝像切換+應急矩陣模式，并配備2X1選擇模式，保障節目直播的安全考慮。系統配備1套4通道EVS慢動作服務器，可以進行體育賽事的慢動作回放使用以及常規的片頭花絮等等播放列表。

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一、《普通遺傳學》網絡課程的主要內容

1.課程學習。本課程的任務是系統地講授遺傳學的基本原理和遺傳分析的基本方法。通過遺傳學教學，使學生了解和掌握遺傳學的基本概念、基本原理、基本分析方法和最新發展動態，學會應用遺傳學基本原理分析、解決遺傳問題；通過介紹現代遺傳學發展的最新成就，培養學生的學習興趣和獲得知識的能力及實驗設計能力，并使學生對遺傳物質的本質、遺傳物質的傳遞、遺傳物質的變異及遺傳信息的表達與調控有一個較全面和深入的認識和了解。教學的主要內容包括遺傳學的三大規律、性別決定和伴性遺傳、數量性狀遺傳、細胞質遺傳、染色體畸變、遺傳的分子基礎、群體遺傳等。網絡課程充分體現了教學設計的各個環節，使學生明確了課程的教育目的、教學要求、教學所用的教學教材、教學內容，并根據教學內容和教學策略設立了六個模塊：教學大綱、教案、教學課件、錄像、專題講解及前沿進展。教學課件涵蓋全部的教學內容，教學錄像包含理論和實驗教學的重點難點，學生可以根據自己的時間自行安排學習，教學課件結合錄像，達到最佳學習效果。在專題講解一欄中設置了遺傳學中三點測驗、遺傳力計算、遺傳疾病在人類家系中發病的概率等。前沿進展則將其最新遺傳學進展、文獻及報道的內容及時上傳，讓學生盡早了解遺傳學的最新突破。

2.知識拓展。遺傳學的發展速度是相當驚人的，在網絡課程中適量地介紹遺傳學領域研究的前沿知識及社會生活中人類健康的熱點問題，有效地擴展學生的創新性思維和提高學習熱情。該部分包括視頻資源、電子書資源、期刊文獻資源三個模塊。對普通遺傳學知識來說，一幅直觀的圖片或者一段flas的教學效果要遠勝過授課者的講解。因此，在本部知識拓展中，制作者搜集和制作了大量圖片、flas及視頻，充分展示了遺傳學的知識點，直觀性強，突出了教學重點。網絡課程中還提供了實驗技術視頻，包括有絲分裂、減數分裂、染色體畸變制片，果蠅唾腺的剖取及果蠅唾腺染色體制片的等多種基礎實驗技術。

3.交互學習。交流互動學習是教學過程中的一個重要環節。教師、學生通過網絡進行互動，對課程難點進行討論答疑，及時反饋學習效果，此信息溝通平臺增強了網絡課程的交互性。該部分包括課程作業和討論答疑版塊。其中討論答疑版塊是專門為學生答疑解惑提供一平臺，涵蓋課程討論區、常見問題、自動答疑和郵件答疑幾種形式。課程作業由教師在線給學生分班、作業、修改并完成批閱。學生可以在線上直接完成或以附件的形式提交。教師將批改后的作業重新上傳網上并做出總結。除此之外，設有通知公告一欄，有信息及時通知每一位學生。

二、《普通遺傳學》網絡課程特色

1.學習資源多元化，教育資源互補，培養了學生的自主學習。（1）課前網絡預習：主要通過教學大綱來預習。教學大綱中包含了教學內容及教學重點、難點。學生通過該部分內容，可有重點地掌握、熟悉和了解部分知識內容。（2）課后學生可通過課件和錄像的學習以進一步鞏固課堂知識，同時可以通過專業書籍、參考資料等加深印象，鞏固知識，了解遺傳學的研究進展。（3）自我測試：自我測試可以檢測學習內容是否掌握。每章課后提供有習題，包括單選題、填空、名詞解釋、問答題等多種形式。學生通過在線測試可就相關章節或全部內容進行自測，自己評估對學習內容的掌握程度，方便學生檢測自己知識的薄弱點，有目的、有針對性地學習，提高學生學習積極性。

2.突破時空界限，讓學生有充分發言的平臺。在網絡課程的界面上，可以是同步教學，亦可以是異步教學。學生瀏覽了課程上的內容，針對有疑慮的問題在討論版上提出來，師生、學生之間可以進行群體討論，也可以通過郵件答疑的方式向老師提問。這就要求教師密切關注討論進展，及時進行正確引導。教師留有的電子作業，對于基礎知識的客觀題可以提供標準試題或答案，而對于思辨的主觀題教師可以提供題源或涉及的相關知識點。教師要進行學生作業的評閱，優秀的作業可以公開展示，以資鼓勵。對于有問題的作業，可個別交流，一方面可維護學生自尊心，另一方面體現因材施教的教學方式。

三、結語

課程網絡平臺為全面促進教學改革和增強教學效果，提供了強有力的技術支持。在學生對網絡課程的評價中，有90%的學生對網絡課程表示肯定，認為遺傳學的網絡課程為學生的自主學習提供了豐富的學習資源，為其課前預習、課后復習及相關知識點的自測提供了平臺，同時遇到疑難問題可以在網上交流討論，避免有疑問找老師不方便的現象，可以很好地與教師及時溝通并解決疑難問題，調動學生的積極性和主動性，同時打破時間和空間的限制[2]。通過自測題檢測自己知識的薄弱點而查漏補缺，具有很好的實用性。

其實網絡化教學和課堂教學各有優點，二者相互區別但又相互聯系[3]。網絡化教學可以作為一種非常有效的教學輔助手段，與課堂教學相互補充，使普通遺傳學這門課達到最優的教學效果。但網絡課程不可避免地存在一些缺點，比如內容不能及時更新，學生上網條件有限，從而限制網絡課程的運用。因此，今后應根據教學實踐不斷摸索和總結，不斷改進，揚長避短，才能發揮網絡課程最大的作用。

參考文獻：

[1]劉祖洞.遺傳學（第二版）[M].北京：高等教育出版社，1990.

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一、分子遺傳學課程實驗教學面臨的問題

(一)實驗教學形式和考核方式陳舊

傳統教學方式較為突出：教師先將分子遺傳學涉及到的實驗內容、詳細的實驗步驟及預期的實驗結果通過多媒體形式展示出來，并在講解過程中進行解惑，之后學生獨立進行實驗。這種教學方式是在傳統教學的框架下形成的，導致許多學生被動參與實驗，無法調動學生做實驗的積極性，使學生失去了對實驗操作的興趣。而分子遺傳學實驗課程成績僅由教師根據學生最終提交的實驗報告來確定，這種考核方式非常主觀，導致部分學生不重視實驗過程，抄襲實驗報告的現象時有發生，在學生中造成了消極的影響，削弱了學生參與實驗的積極性、主動性和創造性。

(二)缺乏適宜的實驗室

長期以來，由于缺乏適宜的實驗室，分子遺傳學實驗課程教學內容主要在北京林業大學實驗樓進行。由于實驗室實驗設備及材料有限，比如PCR儀、電泳儀僅有2～3臺，移液槍10把，SSR引物只有20對左右，很難保證每位學生都有機會直接完成實驗操作任務。此外，有限的實驗室空間更使許多學生無法參與到正常的實驗中，實驗效果較差。

(三)缺乏實驗課專職教師或高水平的實驗課

教師

分子遺傳學實驗課程教學主要是由理論課教師兼任，而且一名教師一次指導20名以上的學生做實驗。教師在備課的同時，還要準備實驗耗材、熟悉操作步驟，造成理論課教師時間與精力的緊張，直接影響分子遺傳學實驗課程教學效果。此外，分子遺傳學理論課教師的實驗設計思路有限，很難提出建設性的實驗思路，使得實驗步驟單一、難有創新性。

(四)缺乏完備的實驗教學指導書

由于缺少正式出版的分子遺傳學實驗教學指導教材，學生只能根據相關的教材和教師的指導整理實驗手冊，并據此開展相應的實驗活動。由于實驗是一個比較復雜的過程，當實驗材料發生改變的時候，相應的實驗操作步驟也會發生相應的變化，因此根據相關教材整理出來的實驗指導手冊對林木分子遺傳學實驗沒有針對性，往往達不到預期的實驗效果。實驗指導手冊也沒有對實驗過程中可能出現的問題進行解答，不利于學生學習了解分子遺傳學課程實驗操作的具體過程。

(五)缺乏有效的實驗技術交流平臺

構建主義理論認為，學生的學習過程和科學家探索過程在本質上是一樣的，都是一個發現問題、分析問題、解決問題的過程。由于缺乏有效的交流手段，這樣一個循序漸進的實驗能力提高過程被阻斷在解決問題的過程中。學生與教師之間、學生與學生之間沒有一個實時的交流平臺，學生在實驗操作中遇到的問題很難得到及時的解答，導致學生的實驗技術水平難以得到提高，教師實驗技能也難以得到拓展。

二、分子遺傳學課程實驗教學改革的措施

(一)組建合適的實驗教學平臺和優秀的實驗

課教師隊伍

分子遺傳學實驗教學體系的改革須遵循實驗教學規律。北京林業大學生物科學與技術學院堅持知識傳授、能力培養、素質教育全面協調發展的實驗教學理念，將理論教學與實驗教學有機融合，使實驗教學從輔助地位轉變為創新素質培養的關鍵環節，從根本上改變了實驗教學依附于理論教學的傳統觀念，符合以國家需求學科需要為目的的林學高層次人才培養目標。分子遺傳學作為生物科學與技術學院優勢課程，完全可以依托現有的國家級平臺，結合教學基地建設，推動實驗教學的改革。

目前，北京林業大學生物科學與技術學院建有林木育種國家工程實驗室林木花卉遺傳育種教育部重點實驗室等實驗平臺。林木育種國家工程實驗室下設樹木分子遺傳與功能基因組、林木分子標記輔助育種、林木基因工程育種、林木細胞遺傳與細胞工程育種、林木良種繁育等專門實驗室，以及與之配套的人工氣候室、溫室、組培室和大型儀器設備室等，并配有優秀的實驗教師。這些為分子遺傳學課程的實驗內容設計提供了較豐富的選擇，為組建優秀的實驗教師隊伍提供了良好的平臺。

(二)引導學生自主設計實驗

根據教學目的及教學條件，分子遺傳學實驗項目內容分為基礎性實驗、綜合性設計實驗、研究創新性實驗3個層次。北京林業大學在分子遺傳學實驗課程內容設計方面，充分考慮重點實驗室的平臺條件及遺傳學學科的特點，開展了綜合性設計實驗。其實驗內容如下：毛白楊SSR分子標記引物設計、毛白楊SSR分子標記的篩選、毛白楊分子標記擴增、種間分子標記穩定性評估、分子標記連鎖圖譜構建、關聯做圖、連鎖不平衡衰退計算等。通過以上實驗內容設置，可以使學生鞏固課堂所學知識，真正將所學知識運用到實踐中，提高學生分子標記的設計、分析能力。

另外，北京林業大學分子遺傳學實驗課程指導教師結合楊樹的基因組特點，設計了合理的SSR分子標記位點，并對重要的與性狀有顯著關聯的位點進行了篩選。同時，利用關聯分析結果對連鎖不平衡進行了分析，提取了合理的代表性標記位點，從而提高了學生將理論知識轉化為解決實際問題的能力。其中，依據楊樹的物種特點設計的分子標記位點篩選與分子遺傳學中的分子標記輔助育種內容有效契合，提高了學生對抽象理論內容的理解能力以及通過實踐理解科學問題的能力。此外，分子遺傳學實驗課指導教師還鼓勵學生根據實驗內容選取與自己研究課題相關的實驗進行開放性實驗設計，并按照課程要求完成實驗，有效地推動了實驗進度，提高了學生參與實驗的積極性。

(三)編寫完整的實驗指導手冊

為增強分子遺傳學實驗課程的可操作性、可控性，實驗指導教師根據實驗內容和實驗平臺實際情況編寫了分子遺傳學實驗指導手冊。分子遺傳學實驗指導手冊內容包括實驗進度安排、實驗內容及操作步驟、注意事項、實驗報告模板等。通過實驗指導教師課前的講解，學生可以了解實驗設計思路、時間總體安排、注意事項、實驗目的、成績考核原則，以及實驗指導教師的聯系方式等信息。同時，分子遺傳學實驗指導手冊中還包含了實驗中必要的軟件下載地址及計算原理，一方面可以保證數據能夠準確計算，另一方面也為學生將來開展科研工作提供借鑒。實驗報告格式模板的目的在于保證最終提交的實驗報告的一致性和規范性，便于存檔。

(四)制定科學合理的實驗課考核標準

分子遺傳學實驗課程考核采用百分制進行評定，成績除由所有實驗課程參與次數、實驗報告質量組成外，還增加了實驗小組多媒體匯報環節，用以引導學生組成科研小團隊，提高學生團隊協作解決問題的能力。分子遺傳學實驗課程的成績為百分制，實驗參與次數占40分，主要考核學生參與實驗調查的認真態度以及是否遵守實驗紀律;實驗報告的質量占40分，主要考核實驗數據整理是否科學準確、報告撰寫是否認真規范、實驗數據分析和討論是否深入;多媒體匯報環節占20分，由小組代表負責匯報，主要考核幻燈片的制作質量和學生的語言表達能力。

(五)建立師生溝通交流平臺

當代教學面臨一個重要的問題就是師生關系的疏離，師生之間、學生之間在知識交流方面缺乏必要的溝通交流，致使學生在實驗課中遇到的問題難以及時解決。北京林業大學分子遺傳學實驗課程嘗試使用騰訊QQ、微信等社交平臺建立師生實驗技術交流群，目的是及時解答課程及實驗中出現的問題、分享課程和實驗作業以及分子遺傳學課程最前沿的實驗技術。同時，教師還可以實時將科技前沿的資訊、實驗教學視頻等信息上傳到交流平臺，供所有的選課學生學習、分享。

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關鍵詞：《遺傳學》；課程建設；本科教學；多媒體教學課件

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）31-0107-03

《遺傳學》是上一世紀生物科學領域中發展最快的學科之一，形成了許多分支學科和交叉學科，其研究范疇大幅度拓寬和深化，新技術和新方法也不斷涌現[1]?！哆z傳學》內容抽象，涉及相關知識面廣，學生學習起來較為困難，教師如何“以人為本”地讓學生盡可能掌握本門課程知識，成為《遺傳學》課程改革的重點[2，3]。目前隨著分子生物學科的飛速發展，《遺傳學》的研究方面逐漸拓寬、深化，勢必將在基因組學和生物信息學等研究領域繼續展開激烈的競爭，因此培養具備豐富的《遺傳學》知識，同時兼備創新能力的研究型創新人才已迫在眉睫[4]。因此，要強化《遺傳學》課程的建設工作，在以提高教學效果和質量為前提的基礎上，還要注重運用教學手段和多媒體技術的運用，《遺傳學》課程在本科教學中一直是很重要的基礎課程，尤其是在農學和生物學等相關學科中的教授中，取得的成績也很顯著。與此同時，《遺傳學》及其相關學科發展之迅速，使得教學中出現授課內容的增加與課時安排矛盾突出、教學方法不適應《遺傳學》的快速發展、教師隊伍知識結構需要調整及教學儀器和設備較為陳舊等問題比較突出。為此，筆者認為可以從課程體系、教學內容、教學方法、教學手段等方面改進，注重師資隊伍建設和實驗的建設，將《遺傳學》課程的逐步合理優化。

一、課程體系建設和教學內容的組織

（一）課程體系的建設

《遺傳學》教學大綱嚴格依據新世紀人才培養的目標需求，充分體現出本學科最新的發展趨勢，具有良好的前瞻性。而在教學過程中也要實現教學與實踐的靈活互動，使學生能夠靈活地運用《遺傳學》所學的基本規律來分析學科中遇到的問題，從而提高學生的遺傳分析能力。規范《遺傳學》的教學管理模式，避免重復知識的講授，多配合一些案例分析，并及時將一些新知識、新案例及時補充到課堂和實驗之中，可以適當地開設與《遺傳學》理論相關的綜合性實驗，同時結合生物技術前沿技術領域，開設了有關遺傳轉化和利用染色體的微核技術進行核型分析等綜合實驗，將會取得較好的教學效果，使《遺傳學》課程始終保持一種活力，通過對教學的研究和創新，探索并運用精品課程教學高水平的途徑和方法，使《遺傳學》教學形成自己的特色。

（二）教學內容的組織

隨著近年教學同行們的不懈努力，已將相關學科的新理論、新技術添加到《遺傳學》授課內容中，因此《遺傳學》內容已有明顯增加，《遺傳學》課程教學過程中在保持本學科自身完整性和系統性的基礎上，還要強調反映力遺產學，特別是基因工程和基因組學在20世紀90年代的最新進展。因此，《遺傳學》課程為適應21世紀學科發展的需要，在論述方面應對經典《遺傳學》進行適當整合，以遺傳物質的本質、傳遞、變異和遺傳信息的表達與調控為主線，對與《遺傳學》緊密相關的基礎知識和本學科的最新發展動態做重點講解和介紹。其內容涉及生物體宏觀到微觀等各個層次，包括生物進化過程、植物群落演化、各種生物體形態性狀以及細胞染色體、DNA分子結構等。教學內容上，應注意避免與其他學科相重復，使學生對《遺傳學》的不同層次上有較為完整和充分的認識，從而充分了解和掌握《遺傳學》在國內外發展的現狀和趨勢，更深層次上了解和掌握《遺傳學》知識。另外，教師把每章內容講解學習完成后，應根據教學內容為學生布置一些精選習題，以提高學生分析解決問題的能力。

（三）教學效果的測評

教學效果是評價課程建設成效的重要手段。因此，要深層次地改進考核辦法以提高教學效果。在考核方法上，可以采取筆試、面試、課程論文和課后習題相結合，單項試題與綜合分析試題相結合的方法。在考試命題上，為提高學生獨立思考、分析問題的能力，應多出理解分析方面的試題，做到靈活多變。同時將實驗操作過程、報告結果，紀律和實驗考試等也納入到實驗考核中來，在提高在《遺傳學》總成績中實驗成績的所占比例。“理論綜合試題”的內容要讓學生通過一學期的學習和思考后，在綜合全書主要內容的基礎上再行完成，這樣有利于提高學生對《遺傳學》知識的全面理解，從而提高學生獨立思考問題和分析問題的能力。實驗考試可采用在學生完成實驗后根據考試結果由教師現場打分的方法，來激發學生學習的積極性和主動性，提高學生觀察發現問題和解決問題的能力。

二、教育教學方法與手段的改進

（一）改善傳統教學方法

首先，在《遺傳學》教學中，最重要的是要把培養學生的遺傳分析能力作為重點。為了使學生獲得深刻的印象與全新的體驗，教師一般會采用各式各樣的教學方法，例如：交互式、實習法等。這種方式方法對加強學生對本學科的基本規律、理論、概念以及研究發放有很好的促進作用，學生也更容易掌握相關知識。同時，啟發式教學模式給予學生更大的支配空間，在實際學習中掌握主動權，培養了學生自主學習的精神，提高了學生學習的積極性和主動性。通過開放實驗室，更好地培養了學生自主學習和創新能力，可以最大程度地啟發學生的主觀能動性，提高學習積極性，這些都是開展研究《遺傳學》研究性學習的基礎。也是改善改進日常教學效果的基礎。同時，《遺傳學》中日常教學情況及時反饋以及課后征詢學生意見制度的實施，可以多方參考學生對教育教學的意見建議，適時的改善教學方法，保持教學雙向信息反饋通道。

（二）不斷改進教學手段

為了改善課程教學質量與日常教學效果，同時克服有時遇到的課時不足的問題，需要在現代化教育技術應用重與教學改革中，積極創建和應用CAI教學課件，結合實物、圖片、錄像等進行多媒體現代化的教學設備。同時為了方便學生的自學和復習，又能讓教師授課使用，在《遺傳學》CAI教學課件中，可以同時制作網絡版和課堂教學版兩個板塊。《遺傳學》課件具有界面美觀、內容新穎、結構緊湊、文字精煉、圖文并茂等特點，實物照片和彩圖多，能夠將動植物的生長發育時期和世代、宏觀和微觀特性等直觀地展現在學生面前?！哆z傳學》的教學內容比較抽象難以理解，而多媒體教學設備則使其變得生動直觀，更加有效地發揮了學生的想象力，調動了學生學習的積極性。而多媒體課件中附有的教學大綱、日歷、參考書和教輔助資料等內容也方便了任課教師和學生更好地了解《遺傳學》需要掌握的內容范疇，課后學生們可以隨時上網閱讀和復習課上的內容，還可以通過課件鏈接到國內外與《遺傳學》相關的諸多網站進行自主學習與興趣學習。另外，還要配合《遺傳學》CAI教學課件，編寫配套的筆記型電子版教材，有助于克服學生在學習過程中多媒體筆記難記的問題，也方便了學生們根據相關的課件內容進行復習。

三、師資隊伍建設

建設好一門精品課程不僅要有豐厚的物質基礎，還需要雄厚的師資力量和一支團結協作的師資隊伍，在《遺傳學》教學的工作中，受到高度關注的重要工作之一就是師資隊伍建設。因此，根據《遺傳學》的課程教學隊伍的實際情況和發展所需的課程，制訂一套《遺傳學》課程的發展規劃和培養師資的計劃，并且由豐富經驗的教師進行指導，勢在必行。可通過對教師隊伍綜合素質培養、教學素質培養、科研素質培養等三個方面進行師資隊伍建設。

（一）綜合素質培養

教師之間應該及時交流上課經驗，選修課程應選擇與《遺傳學》課程相關的一些課程，例如：《植物學》、《生物學》等本科生和研究生的課程。這樣可以豐富教師的知識。要保證教學的質量，教學課件必須由專業人士制作，教學的質量和課件的內容也必須由課程的負責人全權負責。要經常舉行《遺傳學》的課程教學研討會，這樣可以及時發現問題、解決問題。每學期開學后，由團隊的負責人組織和指導下，請團隊中資深、教學經驗豐富的老教師和其他學校長期工作的一線教師對青年教師進行綜合素質的培訓。依托建立的實踐教學基地，有計劃地安排教師到業務部門進行調研，使教師有機會參加業務實踐，提高實踐教學能力。

（二）教學素質的培養

青年教師應經常參加學校組織教學觀摩課程。在參與的過程中同時由團隊負責人和團隊成員中的老教授可以親自傳授一些教學方法或者經驗。這樣有利于青年教師學習到豐富的實踐知識以及親身體驗。以便青年教師在以后的教學實踐中可以更好地學以致用。青年教師在教學中還存在一些缺陷，或者說是教學經驗不足。學?？梢园才徘嗄杲處熃o有著豐富經驗的老教授擔任教學指導老師，制定詳細的、以老教授帶新青年教師的計劃，年輕教師可以給導師承擔一些工作。這樣在教學上青年教師可以學到的知識很多。這樣有利于青年教師積累豐富知識和經驗。在參加教研活動的過程中會逐漸的提高自身的水平。青年教師之間相互交流教學經驗，這樣才能逐步提高青年教師的教學水平以及教育教研的能力。

（三）科研素質培養

只有當教師自身具有豐富的科研實踐經驗，才能游刃有余地將理論簡單而有效地傳授于學生，使學生更為直觀地認識到所學知識的應用領域，從而能有效地避免學生眼高手低現象的出現。因此，青年教師需要承擔或者參與其中的一些科研項目。通過在實施的過程中發現問題和解決問題的辦法，并及時有效地反饋到教學實踐中，這樣才能更加有效地提高教師的自身水平，為開展教學實踐提供更高的水平。青年教師和科研骨干都是教學團隊中最重要的支柱和后備力量。因此學校應大力支持青年骨干教師積極參與科研工作或有計劃攻讀博士學位或進博士后流動站，爭取實現教師博士化，在年齡上應有較大的提升空間。學校應采取多種形式支持青年教師從事科研工作。

四、實驗教學或實踐性教學的提高

根據《遺傳學》發展迅速并形成了許多分支學科和交叉學科的這一特色，這門課程要從多方面入手，做出具體的內容調整，例如：實驗的項目、實驗的具體教程和實驗實踐的內容，對有連續性和相似性的實驗進行歸納并攏，在課堂上多多開展具有設計性、應用性、綜合性的實驗，對于驗證性的實驗要逐步削減，從而跟上國內外本學科的發展步伐。爭取與國際國內重點大學的學科實踐看齊，不斷提高學生對本學科的實踐操作能力，激發學生的學習興趣和積極性。

（一）增開新實驗

根據開課對象所學專業不同的特點，在保證經典《遺傳學》實驗開設的前提下，逐年增加1～2個新的實驗項目。對室內外的實驗有機結合起來，同時在實驗課程中我們要積極采用新進的教學技術，去輔助實驗的順利開展，此課程的實驗要由具有豐富實踐經驗的老師來開展，從而提高我們實驗課程的教學效果。因為學生在實驗操作方面技術還不夠純熟、不夠全面，知識面也有待拓寬。對此，此學科的實驗內容需要增加與《遺傳學》課程內容有著密切關系的、具有綜合性的和設計性的實驗，如“植物染色體的核型分析”、“果蠅標本的采集、形態鑒別和雜交實驗”、“多倍體的誘發與鑒定”等，這樣的實驗可以從根本上提高學生的綜合操作能力，達到良好的實驗效果。此學科中的具有綜合性的實驗應該達到總實驗量的一半左右，這樣的實驗體系才更加合理。在實驗過程中，我們要對學生提出嚴格的要求，學生們也要對實驗過程中所產生的現象進行認真的思考，對實驗結果加以分析，積極完成實驗報告或撰寫論文，通過實驗對其原理和方法有了徹底的理解和掌握。

（二）更新實驗設備，改善實驗環境

更新實驗設備、改善實驗環境，是我們實驗教學水平提高的基礎條件和硬性條件。在學校經濟條件和實驗場地條件允許的前提下，建設完成具有功能齊全的教學實驗室，同時引進先進的實驗設備，這樣的實驗室可以滿足更多專業學生的實驗要求，能夠滿足我們更多學科實驗任務和符合綜合性實驗的需求，從而大大提高我們的實驗教學水平。為了更好地利用這些先進的實驗設備和良好的實驗環境，我們要積極制定相關管理制度，責任到人，同時對實驗室的開發時間要加以延長，這樣學生可以有更多的機會去親手做實驗。我們要培養學生愛護實驗設備和實驗環境的意識，讓學生自主對其進行管理。在實驗過程中學生可以和實驗指導教師共同協商，這樣可大大提高學生對此課程實驗的積極性，使得學生的操作技能不斷提升，從而實現高效實驗課堂的目的。

（三）在教學中運用多媒體手段

多媒體教學是現代教學中運用的一種重要方式，要提高課堂教學效率一方面要采用優秀的教學資料以及現代教育技術，也要將多媒體技術引用到教學中，在《遺傳學》的教學過程中也要如此，這樣才能進一步提高和完善教學手法和手段。為此，實驗室要不斷增添、更新教學儀器設備，尤其是多媒體教學儀器設備，在改善教學環境和實驗條件的同時，也為教師自己更深層次的教學提供了更便利的條件。舉個例子，以前教師如果與學生一起進行顯微鏡內的觀察，難度很大，過程也比較繁瑣。但是，運用了多媒體教學手段，教師可以很方便地將顯微鏡里可觀察到的物體用數碼顯微系統映射到大屏幕上，教師的講解就更加容易，更生動活潑，學生學習也簡單了，更增添了學習興趣。再者，平常學生自己做完的片子也可以在計算機中保存，隨時就可以打印出來，減少了學生的工作量，同時也能激發他們的學習興趣。對于平常各種教學圖片掃描到電腦里讓學生進行觀看，可以使教學效果有一個很大層次的提高。

綜上所述，通過近幾年的教學改革可以看出《遺傳學》課程改革勢在必行。教師在把握該課程特點的基礎上，重點考慮學生的接受能力，據此來制定切實可行的教學方案。通過先進的教學技術與傳統的教學方法有機結合，把以教師為中心的教變為以學生為中心的學，把以教師為主體的教學實踐過程變為以學生為主體的學習實踐過程，是提高《遺傳學》課程教學質量、緊跟時代步伐的有效手段。今后將以此為指導思想，并進一步完善《遺傳學》課程建設，使課程教學再上一個臺階。

參考文獻：

[1]黃旭明，梁雅梨.師生互動課堂教學模式的實踐與探索[J].高等農業教育，2003，（6）：58-60.

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篇9

關鍵詞：遺傳學；教學改革；課程群；

隨著現代生物科學技術的發展，遺傳學已成為21世紀生命科學領域發展最為迅速的學科之一，是生命科學中各門學科的核心，它的分支幾乎擴展到生命科學的各個研究領域.目前，在生物學各專業的教學中，普遍存在著知識老化，課程體系陳舊，如遺傳學和細胞生物學、生物化學、基因工程、基因組學、分子遺傳學等課程之間存在著部分內容重復等一系列問題.顯然，當前的課程體系已不適應高等學校生命科學教育的要求.如何突出遺傳學主干課程，實現課程體系的整合、優化，不同課程間知識的融通和銜接，以此組建口徑寬、方向靈活的課程群，加強學生創新意識和創新能力的培養，以增強學生的適應性和競爭力，培養學生的個性特長、能力特長以及繼續學習的能力，形成終身學習的觀念，是擺在我們面前值得思考的問題.我們從遺傳學課程入手，對遺傳學課程群進行了初步的思考，重新設置和實踐，目的是實現課程體系的整合、優化，培養符合現代社會要求的創新型、復合型人才.

1遺傳學課程群內課程設置的基本思路

遺傳學課程群內課程設置的基本思路就是圍繞“一個中心，三個方向”的原則，以普通遺傳學為核心課程，兼顧三個方面的內容.基本框架如圖1.

“一個中心”就是以普通遺傳學為核心課程.遺傳學是一門生命科學所有專業的重要基礎課，要求全面系統地介紹遺傳學的基本原理、分析方法及現代遺傳學發展的最新成就.在教學中，要始終貫穿遺傳物質的本質、遺傳物質的傳遞和變異、遺傳信息的表達與調控這一主線，使學生在群體水平、個體水平、細胞水平和分子水平的不同層次上對遺傳學有比較全面、系統的認識，并能應用其基本原理分析遺傳學數據，解釋遺傳學現象，并對遺傳學各分支學科有一個基本的了解.

“三個方向”是以遺傳學分支學科、反映現代遺傳學發展的學科及遺傳學普及性學科為遺傳學內容細化、深化和普及的三個層面，主要包括以下內容：

一是遺傳學分支學科的內容，主要包括《群體遺傳學》、《微生物遺傳學》、《細胞遺傳學》等課程，以專業選修課的形式開出，主要目的是根據學生的興趣和愛好，深入學習遺傳學各個分支學科的知識.如《群體遺傳學》是研究在自然選擇、基因漂變、突變以及遷移四種進化動力的影響下，等位基因的分布和改變.它是在群體水平上研究種群的分類、空間結構等，并試圖解釋諸如適應和物種形成現象的理論.《微生物遺傳學》是以病毒、細菌、小型真菌以及單細胞動植物等為研究對象的遺傳學分支學科.《細胞遺傳學》是遺傳學與細胞學相結合的一個遺傳學分支學科，主要是在細胞和染色體水平上研究.

二是反映現代遺傳學發展的學科，如《基因工程》、《分子遺傳學》、《基因組學》.這三門課程都是在普通遺傳學基礎上開設的專業選修課程，目的是與現代遺傳學的發展接軌.如《分子遺傳學》(moleculargenetics)的主要內容為基因的結構、復制和轉錄以及轉錄后調控、翻譯，基因突變，DNA的復制、修復，原核與真核生物的基因表達調控，是在分子水平上進行的研究.此課程為生命科學各專業本科生的學科基礎課，也可作為研究生的專業選修課.《基因工程》(geneengineering)主要介紹基因操作的主要技術原理，基因操作的工具酶，克隆載體，目的基因的分離方法，重組體的構建及導入，克隆基因的表達與檢測，基因工程研究進展，存在問題及新策略等內容，使學生具備基因工程方面的基本知識和掌握其操作技術.《基因組學》(genomics)是對所有基因進行基因組作圖，核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析的一門科學.主要講述生物基因組的基本結構和組成、基因組內基因的表達和調控、遺傳圖譜與物理圖譜、基因組測序、基因組序列解讀、染色體的結構與基因表達調控、基因組的復制、基因組進化的分子基礎、基因組進化的模式、分子系統發生學等內容，并講述人類基因組計劃的全過程以及由此引發的道德倫理和法律問題，系統向學生講授基因組學研究的基本內容及相關進展.通過該課程學習，使學生了解結構基因組學和功能基因組學的重要研究領域、熱點問題與發展趨勢，以及國內外研究現狀與進展.

三是遺傳學普及性的內容，此類課程為遺傳學的平行課程，以公選課的形式開出，主要目的是普及遺傳學知識，提高人口質量和全民素質.我們針對非生物專業的學生開設了《人類遺傳學》和《遺傳與優生》兩門課程.《人類遺傳學》主要講述人類在形態、結構、生理、生化、免疫、行為等各種性狀的遺傳上的相似和差別，人類群體的遺傳規律以及人類遺傳性疾病的發生機理、傳遞規律和如何預防等內容，使學生掌握人類遺傳學的基本概念和主要研究方法.《遺傳與優生》主要講述什么是遺傳病，遺傳病對人類的危害，人類的染色體和染色體病、基因和基因病、腫瘤與遺傳、人類代謝和發育中的遺傳學問題、優生學的基本概念、影響優生的因素，優生的措施等.這兩門課程都注重貼近生活，貼近社會，從剖析青年學生關注的問題入手去介紹人類遺傳與優生的基礎理論和基本知識，使學生能夠在輕松、順暢且饒有興趣的學習過程中獲益.對于醫療保健事業和人群遺傳素質的改進具有重要意義.

2遺傳學課程群內課程內容整合的思路

為解決遺傳學的迅速發展及新知識、新技術不斷出現與遺傳學教學時數減少這一矛盾，我們通過建立遺傳學課程群體系，協調課程群內各門課程的關系，盡量減少重復內容，對于學習遺傳學的有關基礎知識，如核酸的結構和特征在先修課程《生物化學》中介紹，染色體的結構，細胞周期等在細胞生物學課程中介紹，概率和統計學知識在生物統計學課程中介紹.而對于遺傳學各分支學科的深入討論，將在細胞遺傳學、群體及數量遺傳學、分子遺傳學、基因組學、基因工程、生物信息學等課程中介紹.

3遺傳學課程群內實驗課程整合的思路

遺傳學課程群內主要設置了遺傳學實驗和分子遺傳學大實驗，遺傳學實驗是為了配合遺傳學的教學而開設的一門實驗課程，其設計思想是：1)配合遺傳學的教學，鞏固和加深對遺傳學知識的理解；2)適應現代遺傳學的發展，讓學生掌握現代遺傳學研究所必需的基本實驗技術；3)開設綜合性、設計性和創新性實驗，鼓勵學生自己動腦筋設計、完成實驗.目前已形成具有基礎性實驗、提高性實驗和具有綜合性、研究創新性、開放性實驗的不同層次的遺傳學實驗教學內容體系.鼓勵學生自己動腦筋設計、完成實驗，實驗室已對學生部分開放，并實施了自選實驗考試法[1].學生在此過程中得到了很好的科研訓練，部分學生在本科階段就寫作并發表了論文，充分體現了遺傳學課程教學改革的特色.例如，結合本科畢業設計，我們編制了“遺傳學試驗的計算機模擬”軟件[2]，增強了學生對遺傳學基本概念和基本原理的理解，而且也增加了學生對計算機應用于生命科學研究的興趣.我們開發設計了“遺傳學實驗顯微圖像演示系統”[3]，建立了遺傳學實驗圖像庫，學生在實驗前可以方便地檢索觀察實驗中可能出現的各種圖像，大大提高了實驗效率.通過遺傳學實驗的培訓，學生具備了一定的設計和綜合創新的能力，在此基礎上，進入分子遺傳學大實驗的學習.而分子遺傳學大實驗的設計整合了分子遺傳學和基因工程兩門課程的實驗內容，既涵蓋了分子遺傳學的基本實驗技術，也體現了現代分子遺傳學發展的新方法、新技術.實驗通過DNA提取、擴增、檢測，到目的基因的獲取、重組、轉化、分子雜交等系列性實驗，使學生不僅掌握了現代生物學分析技術，也培養了學生的動手能力和獨立設計實驗的能力，更實現了理論類課程與實踐訓練類課程的有序銜接，同時完善了學生從認知實踐到科研實踐的創新精神培養體系.

4遺傳學課程群實踐基地的建設

僅有書本上的知識是不夠的，遺傳學課程群內的課程具有很強的實踐性，專業知識與生產實際相結合的綜合性教學是實踐教學環節不可缺少的重要一環.為此，我們通過認識實習和生產實習等手段加強課程知識的掌握.利用地域優勢，與中國農業科學院徐州分院、江蘇省藥用植物重點實驗室、江蘇維維集團等建立長期穩定的合作關系.如，我們在講解“三系配套”時就帶領學生到中國農業科學院徐州分院參觀學習、實地學習如何進行“三系配套”的操作，加深了對理論知識的理解.通過專業實踐，拓寬了學生的視野，培養了學生分析問題、解決問題以及開拓創新的能力，增強了學生的事業心和責任感.

5遺傳學課程群教學方法和教學手段改革之思考

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關鍵詞:醫學遺傳學;混合式學習;教學改革

2017年《國務院辦公廳關于深化醫教協同進一步推進醫學教育改革與發展的意見》提出，未來五年制臨床醫學將成為醫學本科教育的主流，到2020年全科、兒科等緊缺人才培養得到加強。作為幾乎涉及所有?？频幕A跨學科課程，醫學遺傳學的學科重要性日益凸顯。在實際人才需求上，與歐美等國家相比，我國臨床遺傳咨詢人才短缺嚴重，因此，增設了臨床遺傳?？七M行規范化培訓。隨著近年來遺傳學理論的快速更新、精準醫學理念的提出，基因編輯、高通量的測序等技術日趨成熟、成本快速下降，許多疾病的預測、診斷和治療正在逐步成為現實［1］。作為生命科學領域發展最迅速的前沿學科之一，從理論知識到實踐運用，無一不對醫學遺傳學的人才培養和教學質量提出了更高要求。然而，我國地方高校本科臨床醫學專業的醫學遺傳學課程教學卻存在與臨床需求脫節的情況:在校授課教師多為基礎醫學相關領域的研究型人員，且研究領域的局限性導致無法將知識點之間融會貫通，出現課程知識點堆砌導致體系散亂、單元孤立等狀況。另一方面，教師在授課過程中，由于知識點繁多、課時緊張等因素，課堂上難以開展充分的案例討論和臨床前沿的學習［2］。前期我們初步探索并建立了基于智慧教學工具雨課堂的混合式學習模式，即“課前預習－課堂討論－課后提升”的學習過程［3］。課程設計方案的優化主要分為兩塊:①進行知識點分塊，基于兩個維度開展:一是立足學習要求分塊的信息傳遞類和能力素養類知識;二是立足實際學情和人才培養要求的重難點分塊。②明確教學方案，主要包括課前、課堂、課后的學習內容和課堂開展形式，在此基礎上制作了覆蓋課程所有環節的全周期智慧教學課件包。本文是在前期基礎上進一步凝練課程知識點、對課堂環節進行再設計的實踐與思考。

1混合式學習模式構建的核心思路

混合式學習模式的設計并非簡單地添加線上內容，而應在學習內容上突出課程特色，教學設計突出重點。醫學遺傳學是一門強調基礎與臨床相融合的交叉學科。為了幫助學生在看似不同的章節之間挖掘知識網絡之間的內在聯系，完善和構建遺傳學的知識體系，我們從課程改革之初便確立了核心思路:以教師成長為基石，以學生的未來發展為中心，簡單知識線上學，復雜內容線下學。所謂的簡單知識，指的是以記憶、理解、應用等低層次目標為學習要求的知識點;學生往往對這些知識點有所基礎，或知識點本身簡單易懂。而復雜內容則以分析、評價、創造等高層次目標為學習要求，需要通過充分的思考、交流、試錯和修訂的過程才能使學生形成深度學習的延伸和拓。此外，由于醫學自身的特點，這部分線下學習還包括醫患溝通的藝術等醫學人文精神的培養［4］。其中，課程的建設核心是“線下”，一切線上資源的設計與整合都是為了線下服務，而線下課堂的建設集中在臨床案例庫的建設和教學環節的設計。

2混合式學習模式的設計與實踐

課程總學時為24個理論學時，課程考核主要由三部分構成:一是平時的課前/課上/課后的任務或小測，占比20%;二是分組學習的課堂表現，包括案例討論、情景模擬等，占比20%;三是期末考核，占比60%。

2．1突出課程特色，構建醫教協同教學模式，建立案例庫

我國在遺傳專科的建設方面推進緩慢，本科臨床專業學生的醫學遺傳學課程的實驗課時數少，有些醫學院甚至沒有安排實驗課。教師的講解常停留于教材，與臨床脫節。因此，課程組于2015年起開始與本地三甲醫院的臨床遺傳室建立起穩定的教學合作關系，每屆均挑選學生在假期到遺傳室開展2周的臨床見習。見習學生將在課堂上與班級同學分享見習經歷，從而帶動全班學生加深對遺傳?？葡嚓P科室的認識。5年以來，臨床見習方案不斷完善。考慮到臨床學生早臨床、早科研、早社會的培養要求，目前已形成“臨床+科研”為構架的學習方案。其中，臨床板塊包括染色體核型分析操作、遺傳咨詢學習等內容;科研板塊則以某種遺傳方式的遺傳性疾病相關研究的文獻閱讀和思考為主。這些來自臨床一線的學習內容的設計，極大程度豐富了見習學生的眼界，提升了學生的臨床思維能力和科研學習能力。另一方面，課程組與臨床合作建設和完善教學案例庫。案例庫分為3組:①經典孟德爾遺傳的典型案例;②非經典孟德爾遺傳的典型案例;③子病風險估算類案例。在此基礎上，我們設計了環環相扣的問題，通過問題來引導學生思考和發現基礎知識與臨床實踐之間的關系，目前已連續實踐至第4年。案例教學方法促進了理論知識與臨床實踐的結合，為醫學生將來進入臨床工作起到了很好的鋪墊作用［5］。

2．2立足培養目標，重塑課程內容，設計總體學習方案

為了合理梳理線上和線下學習的知識點，主講教師秉持以學促教的理念，連續多年參加省醫學會的醫學遺傳學分會學術會議，接受了臨床遺傳咨詢師的培訓，明確了本科教學培養方案和臨床實際人才需求上的契合點。立足本科教學的培養目標，我們進一步把課程劃分為兩個維度:第一個維度的考慮是知識點是否能夠通過直接輸入完成學習，劃分為信息傳遞類和能力素養類。前者包括醫學遺傳學相關的經典概念、特殊概念、常見疾病遺傳方式、表型和機制等知識點的記憶、理解和簡單應用能力;后者以臨床思維、科研思維以及醫學人文精神培養等為主，屬于高階性的培養目標，包括遺傳性疾病案例的討論和剖析能力、相關診療方案或基礎研究前沿的學習能力以及在分組討論和情景模擬中的團隊協作能力、醫患換位思考的能力等。另一個維度是基于臨床實際進展和知識點的難易程度，劃分為重點、難點和重難點。重點指基于臨床應用和科學前沿2個角度，要求學生必須熟練掌握的內容，需要練習和簡要講解加以鞏固。而難點則指學生較難快速理解的晦澀概念或臨床復雜現象背后的機制，需要教師的講解結合學生的充分思考和討論才能達成學習目標。將所有知識點劃分到上述兩個維度后，針對信息傳遞類的重點知識通過“布置課前練習+課堂小測”達成低階性的學習目標，而難點知識則增加課堂討論以加深理解。例如人類基因、基因突變、人類染色體、染色體畸變等章節的大部分內容均屬于重點知識，其中的移碼突變、三核苷酸重復擴增等突變類型、羅伯遜易位攜帶者的遺傳效應等則屬于難點知識。針對能力素養類的重難點則主要通過充分的案例討論、情景模擬等方式達成高階性的學習目標，例如地中海貧血、唐氏綜合征等遺傳性疾病的分子機制、診療方案、預防措施等內容。