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【关键词】玛利亚・路易莎・邦巴尔;《穿裹尸衣的女人》;智利;女性主义文学;死亡
中图分类号:I06 文献标志码:A 文章编号:1007-0125(2017)02-0262-02
《穿裹尸衣的女人》是智利女作家玛利亚・路易莎・邦巴尔的短篇小说代表作,也是拉丁美洲女性主义文学的代表作,更是上个世纪90年代的女性主义文学的杰出代表。《穿裹尸衣的女人》是由这位女作家鲜明的精神特点和与众不同的思想与才华结合出来的梦幻般的作品。
玛利亚・路易莎・邦巴尔出生于1916年6月,她的曾外祖父曾是德国驻圣地亚哥的第一任领事。所以,从邦巴尔的母亲家族来说,他们都是德国兹瓦尔帕莱索的后裔。在邦巴尔大概8岁的时候,第一次动笔写诗。1931年,一次偶然的机会,遇到了桑切斯,这个对她一生都影响深远的男人。两人的感情只持续了几个月的时间,桑切斯渐渐疏远她,直至两人分开。几年后,因为朋友聚会,邦巴尔再次来到桑切斯的家,趁人不注意的时候,她悄悄走到主人的卧室里,看到了储存的枪支等军火设备,邦巴尔随手拿起一支枪,对准自己的脖子扣动了扳机。幸运的是,大家及时发现了她,把她送到了医院,邦巴尔被医生抢救了过来。又几年过去了,当邦巴尔再次碰到桑切斯的时候,她选择把枪口对准这个让她伤心的男人。随后邦巴尔被带到了警察局,本来是要坐牢的,但是桑切斯对法官讲,他可以对此事件不追究任何人的责任,因此邦巴尔被无罪释放。这次事件对她触动很大,因此,她决定离开智利这个伤心地,去往美国生活。
1938年,邦巴尔撰写并出版了《穿裹尸衣的女人》。在美国生活期间,她结实了法国公爵拉法艾尔,并和他生育了唯一的孩子布瑞吉特。拉法艾尔帮助邦巴尔在美国出版了很多作品。晚年,邦巴尔毅然决然地回到了自己的故乡智利。
通过对这位女作家生平的分析,不难看出,邦巴尔虽然家境殷实富裕,但感情的道路却是坎坷的。由此不难得出结论,她的作品之所以有这么强烈的女性主义而不是女权主义色彩,都是由她的感情经历有感而发的。
《穿裹尸衣的女人》这部作品具有鲜明的特色和独具一格的美感。作品的主人公是一位已经去世的、穿着裹尸衣躺在灵床上的女人。作者以一位死者的视角和思维为中心点,铺开整部作品的内容,使作品层面立意新颖独特,别开生面,在模式和风格上展现出了鲜明的特点和别致的情调。整部作品充斥着女主人公游离的心绪、活跃的生活轨迹和游荡的情感思绪。这种独特的叙事视角在很多层面上都增添了一种独一无二的审美内涵和力度。
女主人公在这部作品中始终处于中心地位,她的存在模式是“死亡者”,她的整个位置是相对固定的――躺在灵床上。如此,当整部作品以她的心绪展开叙述时,就形成了一种悲剧式的戏剧场景和叙述结构,类似于普罗米修斯式的经典模式。《穿裹尸衣的女人》中,女主人公始终是作品的核心部分,她“一动不动地仰卧在灵床上”,缥缈中,生命虽然已经逝去,但心灵和思绪仿佛还存在着。静静躺着的已经死去的她凝神遐想、心绪飞扬,依次来到她灵床前吊唁和哀悼的人们不停地刺激着她的情感,因此引出了她生前的回忆,同时也引发了她的无尽感慨。她的女儿、老保姆、情人、父亲、妹妹、痴情的暗恋者、儿子、丈夫等家人和朋友依次出场引发的回忆,真切地还原和再现了女主人公悲惨的一生。
在这位女性作家的作品中,婚姻对于女主人公而言,始终充满着痛苦的经历。对于《穿裹尸衣的女人》的女主人公安娜・玛利亚而言,在她的身边,先是有给了她第一次爱情体验的表哥堂・里卡多,后来有始终对她执着追求的挚友和知己费尔南多,然而由于命运的捉弄,她却嫁给了她根本不爱的安东尼奥,虽然安东尼奥在各个方面都表现得坚定与慎重。在这段毫无爱情与生机的婚姻中,每次两性间亲密的身体接触,都毫无例外地让女主人公对她丈夫产生发自心底的排斥和抗拒。
作品中所表现出来的女主人公的情感经历,可以说与作者邦巴尔本人的经历密不可分。邦巴尔本人经历了两次失败的婚姻,同时还有她那对她形同陌路的唯一的女儿和凄惨的晚年情景,给她极其敏感的心灵笼罩了一层又一层阴影。但是作品中这些不幸的痛苦体验的根源,从心理学角度来说,应该来自主人公自身因素。美国女性主义理论家卡罗尔・吉列根在总结了之前所有的心理学家的研究成果后说道:“男女对于关系,尤其是依赖性问题的体验是不同的……既然男性通过分离,而女性是通过依赖来规定的,男性的性别认同便受到亲密关系的威胁,而女性的性别认同则受到分离的威胁。”由此我们可以看出,在一个特定的社会关系中,与男性相比,女性的人格大部分是在与其他人的关系中确立起来的,所以对于女主人公来说,她们如果对于婚姻还有期待,那就应该是能与自己的丈夫创立起一种亲密且紧实的心理关系,从而避免分离时可能会受到的威胁和伤害。很显然,邦巴尔作品中的女主人公安娜的生命体验是支离破碎的。
幻想的世界一定是完美无瑕且甜蜜的,虽然美丽,却又非常脆弱。为了使自己尽快逃离这个美丽而不真实的幻想世界,邦巴尔选择用笔代替自己去到另一个充满诗意的氛围中――死亡。死亡的世界是邦巴尔为自己不完整的生命感情建造出的一个更为彻底的安居乐园,更是她坚定不移地要为自己创造一个完美的爱情世界的强烈表达。即便平静地卧在灵床上,女主角安娜・玛利亚依然可以看得到、听得到,并且感受得到。
《穿裹尸衣的女人》这部作品以一种不同寻常的思路,通过一个已经死亡的躺在灵床上的女人对自己一生的回忆,重点讲述了她悲惨痛心的感情之路。艺术有时候就是这样,尤其是文学作品,是一种反观,是作者自己去阅读自己主演的人生路,有喜有悲,悲欢离合。
在拉丁美洲文学和电影中,生死界限不明,是有一定的基础和文化背景的。在由印第安原始部落传承下来的文化理念中,人的世界和鬼的世界是并存的。死亡是生命的延续,是人生命的另一部分。从这一点看来,《穿裹尸衣的女人》的确有非常浓厚的拉丁美洲色彩和气息。同时,邦巴尔本人也是拉丁美洲女性主义文学的领头人,在当时的拉美社会中,女性的社会地位远远低于男性,没有上学接受教育的权利,和中国的封建社会一样,女性只能在家相夫教子、照顾家庭,不能上学、不能工作,甚至很少出门抛头露面。所以邦巴尔只能通过文字这种方式表达自己的情感和对生活的感慨,这就成就了一位伟大的女性主义文学代表作家。女性主义文学多指由女性作家亲自撰写的文学作品,以表达自己生活和感情中的喜与悲,不同于女权主义文学,它是女性作家创作的关于妇女生活题材的作品。而邦巴尔就是女性主义文学的代表,通过一系列的作品,再现了本人悲惨的人生和坎坷的情路。
邦巴尔塑造的这一女性形象特点,简单归纳有这几点:第一,作者运用了内倾化的写作手法,在心理层面上展现了女主人公的情感和心绪。第二,邦巴尔非常善于通过细致的环境描写,来刻画小说中每个人物的性格特点。第三,她总是能通过复杂的人物关系,反映出每个人不同的性格。通过这些描写,把自己悲惨的一生再现出来,包括家人,包括朋友,也包括情人。
邦巴尔能够做到通过一部短篇小说,有机地构成她的一生,如此复杂而充满感情纠葛的故事情节,被她完美地浓缩进一部西班牙语短篇小说中。邦巴尔在这部作品中,不仅描写了人物的情感、每件事物的客观象征,更是将感情与情景融合在了一起,借物抒情。这种干净细腻的才情与风格着实令人钦佩。
参考文献:
[1]戴维・洛奇.小说的艺术[M].王峻岩译.北京:作家出版社,1998.
[2]萨特.文字生涯[M].沈志明译.北京:人民文学出版社,1997.
【关键词】临床 医学遗传学 实验课程
医学遗传学是一门医学与遗传学相结合的一门边缘学科,是现代医学中的一个新领域。它研究人类疾病与遗传的关系,主要任务是揭示各类遗传性疾病的遗传规律、发病机制、诊断和治疗措施,以降低人群中遗传病的发生率,提高人类的健康素质。
随着医药卫生的进步,急性传染病和流行病逐渐得到控制,遗传病对人类的影响越来越明显,遗传病的相对发病率正在增长[1]。早在1992年,美国已公认“医学遗传学”为一门医学专业[2]。在欧美发达国家已有较完善的针对人类遗传病的临床遗传学科和诊疗服务体系。仅北美地区,就有数百个实验室提供针对数千种遗传病的检测服务[3]。近年来,我国大城市的医院结合计划生育逐步建立起婚前检查门诊和遗传咨询门诊,临床各科的遗传医学服务也日益受到重视[4]。尽管在我国目前的高等医学教育中,医学遗传学仍作为一门基础课程,但它涉及到许多临床问题,在基础学科与临床各学科之间架起了一座纵横贯通的桥梁,通过它,医学生们才能在融汇贯通的基础上去领悟更新、更深的分子医学知识;随着现代生物学和现代遗传学研究技术的蓬勃发展以及基础研究与临床工作的密切互动,医学遗传学突飞猛进,它对于指导现代临床医学中疾病的诊断、治疗和预防都有着无可替代的作用。因此,医学遗传学的教学必须本着服务于临床这一原则,密切结合临床,才能促进医学遗传学教学的发展和提高[5];另一方面,医学遗传学是一门实验性很强的学科,需要通过实验、实践才能达到较好的教学效果。实验教学不仅是验证遗传学理论,巩固学生课堂上所学知识,更重要的是能培养学生的基本操作技能,让学生学会基本的医学遗传学临床诊断技术,并应用这些技术在医学实践中去解决临床上可能遇到的遗传疾病和遗传学问题,提高学生分析和解决问题的能力,为今后的临床工作奠定基础。
然而,由于医学遗传学作为一门新兴的基础学科,长期以来经费的投入不足,开设实验课的空间及时间都受到限制,大部分开设医学遗传学的学校,仅限于纸上谈兵,而未给学生实验、实践的机会。我院的情况也是如此,历年来医学遗传学都是作为选修课开设,没有安排实验,使本门课程的教学效果不佳。作为一所地处桂西南落后地区的高等民族医学院校,除教学科研外,我院还兼有社会服务的功能。对缺乏遗传病诊疗服务的桂西南落后地区而言,进行面向临床的医学遗传学实验课建设,在教学的同时为社会提供高水平的遗传诊疗服务,以提高当地人口遗传素质是我们应该承担的责任。因此,为提高医学遗传学教学质量,为适应现代医学发展和社会对遗传病诊疗服务的需求,开设医学遗传学实验课势在必行。
前几年,我们学校新办了临床检验本科专业,在检验本科专业中开设了医学遗传学实验课,去年开始在五年制本科的其他专业和检验专科中也增设实验课程,实验课内容在各专业之间略有增减,课时控制在18-27学时之间。在有限的时间内,实验课程如何安排是值得思考的的问题。本着面向临床的目标,我们在原有教学工作的基础上,对本课程的实验教学进行了一定的探索。
1 优化教学内容,精选贴近临床实践的教学内容
由于众多因素的制约,不可能开设很多的实验内容,因此就存在有实验内容的选择问题。目前的医学遗传学主要包括群体和家系、细胞、分子水平的实验和社区优生实践等几个方面的内容。事实上,实验目的是通过实验使学生获取对这类实验的总体认识,而不是对某个实验的认识,侧重于建立起一种实验、实践的能力,而不是具体的某一实验本身。因此,我们把医学遗传学的主要实验内容加以归类。
1.1 系谱分析、群体分析
系谱分析、群体分析是研究医学遗传学的传统方法。为帮助学生认识遗传规律,我们开设了群体遗传学实验的人类部分遗传性状的检查和系谱分析实验各一次;以苯硫脲尝味实验为例,让学生掌握计算基因频率和基因型频率的方法;通过绘制系谱图和进行系谱分析,加深学生对单基因病的各种遗传方式及其特点的理解,并初步掌握遗传病发病风险估计的基本要领。
1.2 细胞遗传学实验技术部分,即人类染色体的制作和分析
人类染色体的制作和分析是目前医学遗传学实验教学核心之一。染色体分析是医学遗传学领域中的基本技术,国内的教学医院和妇幼保健机构的遗传学实验室,都是以染色体的诊断为主体,通过采用以染色体分析为核心的细胞遗传学技术来进行遗传疾病诊断和产前诊断。本着面向临床这一原则,特别是针对临床检验专业,我们把实验课教学重点放在细胞遗传学部分。根据我院遗传实验室的现有条件,我们开设的具体内容为:(1)正常人类染色体常规核型和G显带核型观察及分析;(2)人类外周血淋巴细胞的培养及染色体标本制备技术;(3)人类染色体G显带、C显带标本的制备及观察;(4)人类异常染色体核型观察与分析;(5)人类外周血淋巴细胞姐妹染色单体交换(SCE)试验。通过对以上这些实验内容的教学,让学生熟悉人类染色体的数目和形态特征;了解各号染色体G、C带带型特点;熟悉人体外周血淋巴细胞培养的方法和步骤;掌握人体外周血淋巴细胞染色体标本制备的方法;训练学生在显微镜下观察分析染色体的能力;掌握部分人类常见的异常核型的鉴别方法和了解某些罕见和重要染色体病的核型特点。
1.3 遗传咨询与社区优生实践
从临床角度来看,结合上述实验而进行的遗传咨询则是极其重要的实践形式,通过这一形式,可预防遗传病患儿的出生,最大限度地降低遗传病的发生率,改善遗传病患者的生活质量和提高人口素质。
2 实验教学目标的实施
要培养实用型医学人才,提高学生对医学遗传学实验课的重视和兴趣,引导其临床思维的形成,实验教学的水平与实施是关键。为此,我们尝试了多元化的教学方式。
利用视频互动网络实验室向学生展示遗传病录像,使学生深切感受到遗传病与遗传性状的存在;用案例教学法构筑基础医学与临床医学的桥梁,通过一些典型的实例,给学生思维的空间,让学生将理论知识融于实际遗传病病例中,灵活运用遗传学原理解答临床实际问题,增强临床意识,激发对专业知识的兴趣,变被动学习为主学习。达到既培养学生分析问题和解决问题的能力,又强化基础理论的实验目的。
在实验中,注重培养学生严谨的科学态度,让学生充分解实验的目的与意义,促进学生主动参与技能训练。一般的遗传学实验,一次课仅有3~4学时,许多实验操作课外完成的步骤多,例如人外周血淋巴细胞的培养及染色体标本制备,整个过程需要经历采血、培养、加秋水仙素、制片等过程,培养时间需72小时,课堂计划3学时内学生不可能完成,必须在课前进行细胞培养,计划内的3学时仅是学生的制片。如果实验教师事先做细胞培养准备,学生无法参与实验的全程,一旦离开老师的协作仍然无法独立开展类似实验。为此,我们要求学生树立总体观念,利用课外时间从实验器械和试剂的准备开始,独立操作,制备自己的染色体标本。在细胞培养实验教学过程中,学生得到了与医学相关的无菌操作技能的训练,同时培养学生严谨、认真的科学态度,这些都为学生以后从事医疗和科研工作打下良好的基础。学生完成实验后观察到了自己的染色体标本,都有成就感,逐渐变被动为主动,积极参与各种实验准备,并在此过程中初步掌握实室工作的基本原则与基本技能。
利用我校附属医院现有的妇科和儿科遗传咨询室,让学生见习各种遗传病症状和体征,现场了解与遗传相关疾病的预防、诊断和治疗原则,使现代医学遗传学实验课实习化。此外,课余或假日时间组织学生深入到社区进行遗传咨询与社区优生实践,提高学生的感性认识,使学生切身体会到社会和病人需要完善的遗传诊疗服务,因而更加重视实验课的学习。
上述所实施的实验教学使学生熟悉了遗传病特别是染色体病的常规诊断方法,提高了学生的实际操作技能。这些基本的医学遗传学操作技能的培养,对学生在医学实践中应用去解决临床上的问题是不可缺少的,同时也培养了学生伦理道德观念和社会责任感,为学生走向工作岗位将遗传学知识服务于社会奠定了基础。不足的是,虽然我们最大限度地利用了教学资源, 开设了贴近临床的医学遗传学实验课,但由于学校的办学条件所限,包括师资水平及仪器和物质条件等因素的限制,目前我们还无法开设分子水平的实验。要提高医学遗传学课程的教学质量,顺应现代医学的日益发展对医学遗传学实验教学的要求,还需要我们在各方面不断地努力。
参考文献
[1] 黄健.医学遗传学[M].广西:广西师范大学出版社,2004:10.
[2] 罗会元.从历史的观点谈我国医学遗传学的出路[J].2008,28(5):417-418.
[3] 赵会全.美国临床遗传学进展[J] .国际遗传学杂志,2007,(10):398—401.
一、在充分调动学生学习兴趣的基础上发挥其主体作用
兴趣是一个人工作及学习动力的一个重要来源。因为遗传学内容相对来说较为抽象,若果说课堂上教学方法生硬,采用讲授的方式定会降低学生学习的兴趣,学生若培养起了浓厚的学习兴趣不但有利于其提高自控注意力,而且可以有效的激发其学习情绪,提高学习效果。在教学时,采用什么样的方法教学内容才可以引发学生学习的激情是每个教职人员应该思考的问题兴趣。一般来说,教师在上课时要善于充分组织及引导的作用,做好自己的角色定位,用生动的语言来打破枯燥的说教激发学生的学习热情,同时注意将教学与生活紧密联系。可以借助多媒体、图像和动画结合的方式给学生以直观理解。
二、引导学生自主思考,加深学习印象
学思结合是提高教学效果的一个重要方法,老师在进行课堂教学时要注意总结所授内容的关键问题,并注意设计适当的情境,必要时可举适当的事例用提问的方式将主题引出,带动学学生自主思考,积极寻找探索并主动构建相关知识体系,加深对知识的理解,这种教学方式不但能够很好的启发学生的思维,而且很容易带动学生的学习兴趣,课堂互动多了,气氛活跃后,学生的学习效果自然就提高了。有研究记录在课堂学习“连锁遗传”一课时,授课老师首先提出连锁遗传现象是在1906年贝特森和庞尼特进行香豌豆杂交试验得出的,然后顺带提问以紫花及红花、长花粉粒及圆花粉粒这两对相对性状的杂交实验结果如何呢,因为基本的遗传学基础,学生自然会根据遗传规律推导实验的结果为9B3B3B1。之后,老师公布答案F2中4种表型和不表现型9B3B3B1比例的杂交结果,这就会让学生怀疑,并主动思考为什么会有不同的结果呢?此时,老师接着引申,当时这两位科学家认为这种表现为连锁遗传,但是确没有合理解释,后来到1911年摩尔根果蝇杂交试验才提出了合理解释,我们可以想象到这个时候所有学生应该都在自主思考并迫切想知道原因,这时老师就可以布置生物情境,分析摩尔实验,以果蝇正常翅及残翅、红眼和紫眼这两对相对性状为研究对象进行了测交实验并引出重点进行有针对性的讲解。
综上,老师在教学时要注意方法,可以采取先设置情境,让学生在旧知识的不断思考运用中自觉的接受新知识,通过不断设置疑问对学生进行适时引导,让其产生参与意识,并积极寻求矛盾的解决方法,加深对所学知识的热情及印象。
三、设置必要的讨论课程,让学生自主分析总结
因为遗传学的内容较为抽象,学生很难掌握,容易产生枯燥厌烦的心理,教师在授课时可以针对这个特点单独安排一些即兴讨论,将每章节的重点及难点总结后,进行分组讨论分析。如有丝分裂和减数分裂的不同比较,两者的最主要不同处即为染色体在分裂时表现出不同的变化,遗传学三大遗传规律的实质及相互的联系区别等,这些问题都能够作为问题讨论。另外,还可以通过在课后设置讨论题目的方式,让学生在课下思考,并将自己的想法以书面的形式递交,同时尽快安排课时针对设置的问题进行讨论。这些方法都能够打破原来的老师枯燥的讲授的方法,让学生能够独立思考,自主总结,一方面,可以促使学生从自己的角度理解问题;另一方面,还能够让学生对所学知识有深入的了解,提高自身的总结分析能力。
四、将所学的理论与实际密切结合
理论是枯燥单调的,但是一旦将理论与实践结合起来,其所发挥的效果又是巨大的。在课程中增加实验教学是理论学习的补充、继续及深化,在遗传学学习中必不可少。学生通过亲身实验不但可以验证所学习到的遗传规律,而且能够有效地加深对于理论知识的理解。
五、培养学生加强对信息的敏感性及自学主动性
在教学中,教师要充分利用网络资源及共享资料,及时了解遗传学的最新发展成果,闭幕会注意将相应的网络遗传资源深入到课堂教学中来,这对与及时更新遗传学知识体系,扩展学生获取信息的敏感素质具有重要的意义,而且能够引导学生提高学生的自主意识及能力。
一般情况下,遗传学的课堂教材的内容均会落后于遗传学的发展,所以仅仅通过课本来获取知识具有一定的片面性及滞后性。所以说,在遗传教学中充分认识到网络共享信息资源重要性,根据教学内容提出学习的主题或是关键词,引导学生自觉上网查询,将网上最新的知识信息与教材中所学习到的内容紧密结合,并学会共享,不但可以有效地巩固所学知识,而且还可以拓展学生的视野,丰富其知识结构,培养运用信息的能力和主动学习的能力。
遗传学飞速发展,这对于高校的遗传教学提出了一个很高的要求。所以,高校如何做好遗传教学工作,寻找较为有效的教学模式,来构建一套整体的遗传学教学体系,最大限度地培养学生综合能力是高校遗传教学的一个重要发展方向。针对这些特点,高校一定要从长远出发,认真思考有效的教学模式,有针对性地改进教学方式,选择最佳的教学方法,以适应医学人才培养的需要。
参考文献:
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[2]刘进平,郑成木,庄南生.遗传学的兴趣教学法[J].海南大学学报・自然科学版,2004,(2):191-194.
[3]杨国辉.让学生成为学习的主人单基因遗传教学体会[J].卫生职业教育,2004,22(22):79-80.
一、分子遗传学课程实验教学面临的问题
(一)实验教学形式和考核方式陈旧
传统教学方式较为突出:教师先将分子遗传学涉及到的实验内容、详细的实验步骤及预期的实验结果通过多媒体形式展示出来,并在讲解过程中进行解惑,之后学生独立进行实验。这种教学方式是在传统教学的框架下形成的,导致许多学生被动参与实验,无法调动学生做实验的积极性,使学生失去了对实验操作的兴趣。而分子遗传学实验课程成绩仅由教师根据学生最终提交的实验报告来确定,这种考核方式非常主观,导致部分学生不重视实验过程,抄袭实验报告的现象时有发生,在学生中造成了消极的影响,削弱了学生参与实验的积极性、主动性和创造性。
(二)缺乏适宜的实验室
长期以来,由于缺乏适宜的实验室,分子遗传学实验课程教学内容主要在北京林业大学实验楼进行。由于实验室实验设备及材料有限,比如PCR仪、电泳仪仅有2~3台,移液枪10把,SSR引物只有20对左右,很难保证每位学生都有机会直接完成实验操作任务。此外,有限的实验室空间更使许多学生无法参与到正常的实验中,实验效果较差。
(三)缺乏实验课专职教师或高水平的实验课
教师
分子遗传学实验课程教学主要是由理论课教师兼任,而且一名教师一次指导20名以上的学生做实验。教师在备课的同时,还要准备实验耗材、熟悉操作步骤,造成理论课教师时间与精力的紧张,直接影响分子遗传学实验课程教学效果。此外,分子遗传学理论课教师的实验设计思路有限,很难提出建设性的实验思路,使得实验步骤单一、难有创新性。
(四)缺乏完备的实验教学指导书
由于缺少正式出版的分子遗传学实验教学指导教材,学生只能根据相关的教材和教师的指导整理实验手册,并据此开展相应的实验活动。由于实验是一个比较复杂的过程,当实验材料发生改变的时候,相应的实验操作步骤也会发生相应的变化,因此根据相关教材整理出来的实验指导手册对林木分子遗传学实验没有针对性,往往达不到预期的实验效果。实验指导手册也没有对实验过程中可能出现的问题进行解答,不利于学生学习了解分子遗传学课程实验操作的具体过程。
(五)缺乏有效的实验技术交流平台
构建主义理论认为,学生的学习过程和科学家探索过程在本质上是一样的,都是一个发现问题、分析问题、解决问题的过程。由于缺乏有效的交流手段,这样一个循序渐进的实验能力提高过程被阻断在解决问题的过程中。学生与教师之间、学生与学生之间没有一个实时的交流平台,学生在实验操作中遇到的问题很难得到及时的解答,导致学生的实验技术水平难以得到提高,教师实验技能也难以得到拓展。
二、分子遗传学课程实验教学改革的措施
(一)组建合适的实验教学平台和优秀的实验
课教师队伍
分子遗传学实验教学体系的改革须遵循实验教学规律。北京林业大学生物科学与技术学院坚持知识传授、能力培养、素质教育全面协调发展的实验教学理念,将理论教学与实验教学有机融合,使实验教学从辅助地位转变为创新素质培养的关键环节,从根本上改变了实验教学依附于理论教学的传统观念,符合以国家需求学科需要为目的的林学高层次人才培养目标。分子遗传学作为生物科学与技术学院优势课程,完全可以依托现有的国家级平台,结合教学基地建设,推动实验教学的改革。
目前,北京林业大学生物科学与技术学院建有林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室等实验平台。林木育种国家工程实验室下设树木分子遗传与功能基因组、林木分子标记辅助育种、林木基因工程育种、林木细胞遗传与细胞工程育种、林木良种繁育等专门实验室,以及与之配套的人工气候室、温室、组培室和大型仪器设备室等,并配有优秀的实验教师。这些为分子遗传学课程的实验内容设计提供了较丰富的选择,为组建优秀的实验教师队伍提供了良好的平台。
(二)引导学生自主设计实验
根据教学目的及教学条件,分子遗传学实验项目内容分为基础性实验、综合性设计实验、研究创新性实验3个层次。北京林业大学在分子遗传学实验课程内容设计方面,充分考虑重点实验室的平台条件及遗传学学科的特点,开展了综合性设计实验。其实验内容如下:毛白杨SSR分子标记引物设计、毛白杨SSR分子标记的筛选、毛白杨分子标记扩增、种间分子标记稳定性评估、分子标记连锁图谱构建、关联做图、连锁不平衡衰退计算等。通过以上实验内容设置,可以使学生巩固课堂所学知识,真正将所学知识运用到实践中,提高学生分子标记的设计、分析能力。
另外,北京林业大学分子遗传学实验课程指导教师结合杨树的基因组特点,设计了合理的SSR分子标记位点,并对重要的与性状有显著关联的位点进行了筛选。同时,利用关联分析结果对连锁不平衡进行了分析,提取了合理的代表性标记位点,从而提高了学生将理论知识转化为解决实际问题的能力。其中,依据杨树的物种特点设计的分子标记位点筛选与分子遗传学中的分子标记辅助育种内容有效契合,提高了学生对抽象理论内容的理解能力以及通过实践理解科学问题的能力。此外,分子遗传学实验课指导教师还鼓励学生根据实验内容选取与自己研究课题相关的实验进行开放性实验设计,并按照课程要求完成实验,有效地推动了实验进度,提高了学生参与实验的积极性。
(三)编写完整的实验指导手册
为增强分子遗传学实验课程的可操作性、可控性,实验指导教师根据实验内容和实验平台实际情况编写了分子遗传学实验指导手册。分子遗传学实验指导手册内容包括实验进度安排、实验内容及操作步骤、注意事项、实验报告模板等。通过实验指导教师课前的讲解,学生可以了解实验设计思路、时间总体安排、注意事项、实验目的、成绩考核原则,以及实验指导教师的联系方式等信息。同时,分子遗传学实验指导手册中还包含了实验中必要的软件下载地址及计算原理,一方面可以保证数据能够准确计算,另一方面也为学生将来开展科研工作提供借鉴。实验报告格式模板的目的在于保证最终提交的实验报告的一致性和规范性,便于存档。
(四)制定科学合理的实验课考核标准
分子遗传学实验课程考核采用百分制进行评定,成绩除由所有实验课程参与次数、实验报告质量组成外,还增加了实验小组多媒体汇报环节,用以引导学生组成科研小团队,提高学生团队协作解决问题的能力。分子遗传学实验课程的成绩为百分制,实验参与次数占40分,主要考核学生参与实验调查的认真态度以及是否遵守实验纪律;实验报告的质量占40分,主要考核实验数据整理是否科学准确、报告撰写是否认真规范、实验数据分析和讨论是否深入;多媒体汇报环节占20分,由小组代表负责汇报,主要考核幻灯片的制作质量和学生的语言表达能力。
(五)建立师生沟通交流平台
当代教学面临一个重要的问题就是师生关系的疏离,师生之间、学生之间在知识交流方面缺乏必要的沟通交流,致使学生在实验课中遇到的问题难以及时解决。北京林业大学分子遗传学实验课程尝试使用腾讯QQ、微信等社交平台建立师生实验技术交流群,目的是及时解答课程及实验中出现的问题、分享课程和实验作业以及分子遗传学课程最前沿的实验技术。同时,教师还可以实时将科技前沿的资讯、实验教学视频等信息上传到交流平台,供所有的选课学生学习、分享。
遗传学是生物科学中一门十分重要的基础理论学科,直接涉及生命起源和生物进化的机理[1]。由于遗传学理论既深奥又抽象,涉及知识面广、发展速度快,与实际应用联系又较密切,因此加大了学生学习的难度。另一方面,时代的发展也迫使遗传学教学要更加注重对学生的素质教育,加强综合能力的培养,同时也对遗传学教师提出了更高的要求。在教学中,知识传授与能力培养应该是辩证的关系,应具有高度的统一性[2]。课堂教学是教学实施过程中最基本的一种教学形式,教师是课堂教学的组织者和引导者,在课堂教学中具有主导作用。课堂教学是教师讲授知识、培养学生能力的主要方式。笔者根据多年的教学实践,将自己的课堂教学体会总结为以下几点。
一、教师的语言要富有感染力
教师在课堂教学中的主导作用主要是通过语言表达来实现的。无论是应用哪一种教学方法和手段,都是通过教师的语言来影响学生。教师语音的高低、节奏的快慢,会使学生产生不同的听觉效果。教师的标准、流畅、生动,富有影响力、感染力的语言吸引学生,使学生集中注意力,在有限的课堂时间内帮助学生更好地掌握教学内容,从而可以激发学生兴趣,提高分析问题和思维能力,因此语言在课堂授课中起着决定性的作用。达到教师的语言具有感染力的前提条件有两点:一是吃透教学内容,二是语音准确,同时还应具有合乎逻辑、富于启发性和说服力,因此,一名优秀的教师应该不断努力地提高自己的语言素养。
二、教学内容要有针对性
遗传学是我校农学、生物技术、种子工程与科学、园艺等专业必修的一门专业基础课。因不同专业教学内容的侧重点有所不同,授课学时也不同,所以教学内容的安排也不应该按统一的标准一概而论。比如,农学专业与遗传学的三大定律关联较大,因为这部分内容中包括基因型、表现型、自交、测交、要根据杂交后代各种表现型的分离比例来分析基因的表达特征,以及遗传学规律在农业生产上的应用等。然而园艺专业来说,除了讲解遗传的基本概念、基本定理和研究方法外,还需要讲解观赏植物的花色、花形、花径、重瓣性等主要性状遗传和变异的基本规律和分子机理。因此,任课教师可根据授课对象和不同学时数,灵活地选择和组合不同的教学内容。
三、尽量创造学生参加课堂教学活动的机会
教学过程应该是包括教师和学生,如果教师不停地讲授,学生会感觉枯燥乏味,对学生来说在一定程度上也抑制了他们的分析、思考问题的能力。在教学过程中,任课老师应始终鼓励、引导学生参加课堂教学,主要表现在以下两点:
1.让学生走上讲台,提供展示自我的平台。可以要求学生预习自学部分,然后让学生走上讲台,加深他们对重点和难点内容的理解,这样有助于自学能力的培养,激发同学们的学习积极性。为了能够尽量使更多的学生走上讲台,要根据学生的实际水平确定自学内容的难易点。另一方面就是要在学习新内容之前,要求学生把学过的某一个知识单元的内容进行总结,从而有助于加深和掌握所学的内容,在一定程度上也能够提高他们对学习遗传学的兴趣,同时还能够创造活跃的课堂气氛。例如,讲完染色体结构变异后让学生准备总结四种结构变异的类型、细胞学鉴定和遗传效应。
2.带着问题授课。上课时的提问是教学过种中常用的一种方法,通过提问可以集中学生的注意力又能及时地了解学生掌握知识的情况。教师的问题首先启发学生的思维,具有逻辑性同时反映教学重点和难点。提问的方式有好几种,我们可以联系已学过的知识进行比较分析异同点,例如,我们在讲细胞质遗传的特征时,让学生比较细胞核遗传;在讲性连锁时比较伴性遗传、限性遗传和从性遗传的区别,这样才能加深学生的理解和掌握。也可以采用先讲结果然后问原因或者先讲原因然后问结果等。例如,我们开始讲连锁遗传时,首先让学生根据香豌豆的两对相对性状的F2试验结果依次回答下列问题:香豌豆的这两对性状的遗传是否符合独立遗传?不符合独立遗传的原因是什么?相引组和相斥组的试验结果的共同特点是什么?逐渐引导学生进入新的内容。
四、善于归纳总结,培养学生分析和解决问题的能力
归纳总结是课堂教学中常用的一种方法。遗传学有些章节内容复杂,缺乏规律性和系统性。教师在教学过程中要善于归纳总结,根据教学内容的特点总结以传授的知识,尽量设法以简单的语言和图形抓住主要的教学内容,并准确表达此内容。同时在知识的归纳总结的过程中,引导学生掌握归纳和总结所学知识的方法,培养学生的学习方法和获取知识的能力。如,在解释同源三倍体的高度不育时,把零散的内容概括为:任何同源区段内只能两条染色体联会;联会三价体(松弛)或一个二价体和一个单价体;分离2/1和1/1不均衡分离;最后配子染色体数目不均衡导致了高度不育。在教和学的过程中,归纳总结是非常重要的一个环节。为了让学生更好地掌握两点测验和三点测验法这部分内容我们可以这样归纳:
五、要求学生课堂做笔记,提高学习效率
笔者在多年的教学实践过程中发现,在课堂上要求学生做笔记能够集中学生的注意力,从而在一定程度上提高学习效率。因为,做笔记是在听讲和思考过程中进行的,学生始终会注意哪些内容可以记,哪些不用记,从而提高重点和难点内容的掌握。笔记不是将老师讲的每句话都记录下来,而是用自己的语言记下主要概念、论点、典型的例题等。同时还可以记下在听课过程中遇到的疑点、难点。当然,每个班学生的基础知识、理解能力等方面有差异,在教学过程中教师应通过反复述说、提高音调、慢讲等方式实时提醒学生所记录的教学内容。研究也表明记笔记是学生课堂学习的重要学习策略与技能[3]。课堂上做笔记不仅对学生掌握教学内容有帮助,同时可以培养学生分析问题、逻辑思维问题的能力。
六、充分利用本课程的特点,注重理论联系实际
遗传学是研究生物遗传和变异的科学,遗传学不仅理论性强同时是紧密联系实际的科学。所以我们在讲解任何一个遗传学概念、现象和规律时,一定要重视它们在实践中的应用。根据教学内容,设法在学生感兴趣的领域里寻找具体的例子来提高学生学习遗传学的自觉性和积极性。例如,在讲解染色体变异时,我们除把基础概念讲清外,还需例举人类染色体结构和数目变异后导致的疾病的遗传特点以及对人类的危害;遗传学作为一种生产力在解决人类面临的难题中发挥着巨大作用。特别是近年来分子遗传学的迅猛发展,使得人类能够以更快的速度和更准确的目标进行生物品种改良,甚至创造新的品种。为了让学生了解掌握一些前沿知识,我们适时地介绍一些当代分子遗传学理论和技术在医学、农业等各个领域上的应用成果。例如,在讲授真核生物基因组时,通过具体的例子解释人类基因组图谱的构建在发现致病基因,以DNA为基础的诊断、预防、治疗和药物设计等方面的应用。又如,在“基因工程”这一章中,要侧重介绍基因工程技术在植物抗除草剂、抗病、抗虫、提高品质等方面在国内外应用状况。
七、根据教学内容确定最佳的教学方法,合理搭配传统教学和多媒体教学
随着计算机多媒体技术的发展,多媒体教学是改革的一个热点。多媒体教学与传统教学相比的确具有自身的优越性。多媒体教学的突出优势体现在它能以文本、图像、动画及声音等多种形式来展示课程内容[4]。而不同的教学内容适合不同的教学方法和手段,并非所有的内容都适合采用计算机多媒体教学。多媒体教学还是不能完全取代传统的教学模式,两者之间应该相辅相成、取长补短、协调发展,才能取得最佳的教学效果[5]。比如,基因的表达和调控这一章中概念多,而且基因调控过程复杂,学生不容易理解,这部分很适合多媒体教学。但是概率、广义和狭义遗传力的估算,群体遗传中基因频率和基因型频率的计算等内容如果用多媒体课件来上的话,不能够清楚地解释整个计算过程。所以在课堂教学中把传统的教学与多媒体教学有机地结合起来才能取得更好的教学效果。
八、重视课后作业的布置,巩固课堂教学
一、遗传学双语教学的目标定位
双语教学的定位首先是专业教育,其次是语言教育。既要向学生传授遗传学专业知识,又要提高学生的英语应用能力。遗传学双语教学的目的是使学生能够同时使用汉语和英语进行思维,能够根据需要在两种语言之间进行切换,具备用两种语言进行专业知识的学习、应用与交流能力。双语教学必须把专业知识的学习放在第一位并达到如下要求:首先使学生获得学科必备的专业知识和技能;其次是使学生能够利用英语作为载体掌握这些知识与技能,并能利用两种语言进行专业知识的学习和相关信息的获取,掌握本学科最新发展动态;最后是提高学生英语的综合应用水平,培养学生使用英语进行学术交流的基本能力。
二、双语教学的开展
(一)教学对象的选择与教学班级的组织。学生作为受教育的对象和主体,他们的英语基础和学习态度对双语教学的效果起着非常重要的作用。遗传学双语教学要求学生具备较扎实的英语知识基础, 较高的英语综合素质,浓厚的英语学习兴趣,强烈的求知欲和参与双语教学的积极性,这是开展双语教学的基本条件。涉农专业学生大部分来自农村,英语水平参差不齐,综合运用英语的能力不强,是双语教学的一个重要障碍。另外,不同的学生学习遗传学的目的、要求和动机也各不相同:如部分学生只想应付考试,而另外一些学生力求深入系统地学习,为将来继续深造或在本领域有所发展打下良好的基础。如果以自然班为单位组织教学, 势必会给双语教学的顺利开展造成困难,难以达到应有的效果。笔者曾以自然班级为单位开展双语教学,几次课后发现部分学生不愿意听讲,其原因是英语基础差,听不懂,跟不上,也不愿意花太多时间在这门课程上进行双语学习。因此, 在组织双语教学班级之前教师应对学生的基本状况进行调查分析,讲清双语教学的意义、目的和要求,在学生自愿报名的基础上, 根据学生的基础英语水平和专业知识的学习情况,选择部分英语水平较好、专业思想牢固、对遗传学双语教学具有浓厚兴趣的学生单独编班,每个班级人数以30左右比较合适,为顺利开展双语教学创造良好的条件。
(二)双语教学中授课语言的使用问题。实际上是英语和汉语使用的比重问题(纯英语授课、以英语为主或以汉语为主)。以哪一种语言进行授课取决于学生的英语水平、学习者的语言环境及课程的性质。在我国汉语是具有绝对地位的使用语种,缺乏象新加坡、菲律宾、印度等国那样使用英语的语言环境,部分学生英语阅读的水平相对比较高,而用于日常交流的听、说水平比较差。遗传学作为一门专业基础课一直被初学者认为是较难学的课程之一,对于英语基础较差的学生,遗传学采用双语教学无疑难度会更大。所以在遗传学双语教学实践中,一般同时承担着专业教育和语言教育的双重任务。笔者在遗传学双语教学实践中发现根据授课内容采用不同的英汉比例效果比较好,如对主要的专业术语和基本原理用英汉双语给出,但多用汉语讲解,在学生理解的基础上再掌握英文的表达方法。对中文比较难以理解的章节多用汉语讲解,而对容易理解的章节多用英语讲解,即使用英语教学也应让学生了解汉语的表达,这样既有利于初步培养学生对专业知识的英语学习和表达能力,也有利于在汉语语言环境下进行专业知识的获取,为后续专业课教学过渡到用更多英语或纯英语授课打下良好基础。当然面对英语综合水平较高的学生可增加英语使用的比重直至采用纯英语授课。
(三)教材的选用及课堂的准备。教材是知识的主要载体,也是教学的主要依据。开展双语教学,首先要有合适的外文教材。用作双语教学的外文教材要具备难度适中,条理清楚,逻辑性较强,内容安排具有连续性、系统性、先进性,语言规范、简明易懂。综合考虑国内市场上可见的遗传学英文教材,结合前人的教学实践,我们选用了教育部高等教育司推荐的由高等教育出版社2008年影印版的《Essentials of Genetics (6th edition)》。对比常用的中文教材,发现其内容多,知识覆盖面广,全书共24个章节,其中有11章是关于分子遗传学的内容,信息量大,该教材的主要特点是采用案例陈述,对知识点的分析比较简单,对学科的发展及重要背景介绍的很多,强调知识点的来龙去脉,且每章都提供了相应的原始文献,利于学生的自主学习;相比较而言,中文教材的特点是重视对知识的归纳总结,在知识点的分析上细致深入,学生的学习效率高,短时间内可以获得大量的知识点信息,可以减轻学生学习的负担,但是对培养学生独立思考能力和自主学习能力存在不足。考虑到国内外不同教材的特点,学生的学习习惯和教学效果,我们在教学过程中同时推荐朱军主编的《遗传学》(第三版)作为主要的中文参考教材。在双语教学实践中我们发现学生对于《Essentials of Genetics (6th edition)》教材理解的主要障碍在于专业词汇过多,有些英文句子较长、结构复杂,对一些英文表达习惯不熟悉。对此我们组织编写了与教材配套的中英对照词汇表,用英文编写了每个章节的讲授提纲;同时将涉及的基本原理、重要习题等编写成中英文对照资料, 在上课前发放给学生,便于学生课前预习和课后复习,这样有利于节省时间,提高效率。
(四)采用多媒体及网络教学。遗传学国外原版教材内容丰富,信息量大,图片众多,多数内容都需要图表来描述和展示,对这些内容的讲解如果不借助多媒体课件,几乎是不可能在规定的时间内完成的,而且也达不到预期的教学效果。例如,熟练掌握细胞有丝分裂和减数分裂过程是学习经典遗传学三大定律的重要基础,但是细胞分裂过程复杂抽象,学生缺乏感性认识,难以理解、记忆和应用。利用多媒体技术模拟细胞的有丝分裂和减数分裂动态过程,制作成动画视频,并配合一定的讲解,把抽象、难解的细胞分裂全过程变得形象、生动、具体,学生很快就能掌握。双语教学由于使用两种语言教学,对教学进度会有一定影响,受到学生英语接受能力的限制,学生对教师英文讲授的理解存在一定困难, 如果把讲授的英语内容完全板书下来是不现实的, 借助多媒体教学就显得灵活方便。利用多媒体教学一方面可以节省时间, 加快教学进度;另一方面可以增加信息量,并且形象生动,加深学生学习的印象, 有助于学生对讲授内容的理解。在教学过程中充分利用互联网资源。通常国外原版教材配有相应的教学软件、光盘和网上教学资源,可以帮助学生理解、拓展和深化课堂教学内容。我们还开通了遗传学课程网,网上有中英文课件、英汉对照词汇表、习题集、模拟试卷等学习资料,建立了师生交流平台,学生可以在线相互提问,相互回答,也可以向老师提问,老师在线回答。利于学生自主学习,增加了学生与老师交流的机会,提高了学习效率。
(五)调动学生参与双语教学的积极性。双语教学无疑会增加学生的学习负担,英语水平较差的同学很容易产生畏难和厌学情绪,导致学习兴趣下降,从而影响教学效果,这已成为地方高校开展双语教学中面临的共性问题。因此,要保证双语教学取得良好的效果,首先要激发学生的学习动机和兴趣, 让学生认识到遗传学开设双语教学的意义和必要性。遗传学是当今发展最为迅速的学科领域之一,国际上近年科技上获得的重大突破,很大一部分都与遗传学直接或间接相关,而遗传学最新的发展动态和研究成果都出现在英文文献中,通过双语教学可以培养学生应用英文的水平,为将来跟踪学科前沿动态,获取相关信息,并在该领域有所建树奠定良好的基础。通过具体实例让学生深入领会并理解遗传学双语教学的意义,利于培养学生的学习兴趣,激发其学习动力,保证双语教学顺利实施。在教学过程中,树立以学生为主体的教学理念,在课堂教学中既要营造一个良好学习氛围,又要营造一个轻松学习环境,减少学生由于双语教学带来的学习压力。教学中采用启发式、 讨论式、随堂提问等方式培养学生的思维习惯,提高学生的参与意识,激发学生的学习兴趣。我们在授课过程中关注学生的学习动态和接受情况, 并适时调整授课进度和授课方式。经过一段时间的双语教学,教师根据课程教学的内容, 结合学科的发展、日常生活中的遗传学现象等提出一些相关话题,课后让每个学生选择自己感兴趣的内容,查阅英文资料,寻找答案,或用自己的观点,准备发言稿,上课时先分组讨论,然后上讲台用英文讲解,给每个学生锻炼的机会,这样可以提高了学生的参与度,消除学生的畏难情绪, 提高了教学效果, 受到了学生的欢迎。
三、遗传学双语教学的思考
为保障双语教学顺利实施并取得良好的效果,管理者、教师和学生三者应密切配合。学校要加强规范管理, 从双语教学课程的设置、教师的遴选、教学质量的评价等方面加强领导。对双语教学课程的选择应该将其纳入整个课程体系和人才培养体系中综合考虑,根据课程之间的内在联系,建立起科学合理的双语教学课程体系。遗传学是当今发展最为活跃的学科之一,在学科中占有重要地位而且与其他多门课程有密切联系,农科及生命科学相关专业选择该课程进行双语教学是合适的,但是要做好与后续相关课程双语教学的衔接,如分子遗传学、基因工程等课程。开展双语教学要充分调动教师的积极性。为了进行双语教学,教师要花费比非双语教学更多的时间和精力来进行学习和准备,一般认为双语教学的备课时间是非双语教学课程备课时间的3-5倍,而且还要调整和适应课堂的教学环境,明显增加了教师的教学压力。要制定相应鼓励政策和激励机制,如增加进修培训机会,补助额外工作量等。学生的积极参与和刻苦学习也是双语教学取得成功的重要因素。在组织双语教学班级时,尤其对农科类专业开展双语教学,要打破自然班级的界限,选择英语基础较好,兴趣浓厚,学习积极性高的学生组成教学班级,并且以小班开课为宜,在整个教学环节中要充分调动学生的积极性。
1在教学中发现的问题
遗传学实验是我校生物技术专业的重要基础课,是遗传学理论教学的延伸和重要补充,是理论与实践相结合的教学过程,担负着培养学生实验技能的任务[8]。在长期的教学和与同行的交流中发现,在我国长期的高等教育模式下,遗传学实验课教学存在诸多弊端,极不适应学科本身的发展需要。具体表现在:
1.1实验教学对理论教学的比重偏小长期以来,遗传学实验课的内容、进度都要服从理论课的教学进展,实验教学视为课堂教学内容的验证和加深,忽视了实验课是培养学生发现—分析—解决问题能力的重要环节,是培养学生创新能力的重要环节。近年来,随着遗传学的迅速发展,教材内容越来越丰富,信息量越来越大,而总课时数却没有增长甚至处于压缩状态,使得教学内容和时间上存在较大矛盾,为了完成教材内容的完整讲授,教师不得不减少实验课的课时数,目前遗传学的总课时量多为72—80学时,理论教学的课时量多为48学时,实验课的课时量一般为24—32学时。
1.2实验内容陈旧,验证性实验比重过大由于教学理念的滞后和长期对实验教学的重视不够等原因,所开设的遗传学实验内容不合理。染色体操作为代表的经典遗传实验内容与分子及群体遗传实验脱节。有关有丝分裂、减数分裂、孟德尔遗传规律、伴性遗传规律等经典实验比重过大。内容单一具体的验证性实验多,综合性、设计性和创新性实验少,缺乏创造性,不利于学生创新能力的培养。另外,遗传学实验中分子遗传学方面的实验内容过少,与遗传学的发展严重脱节。
1.3受课时限制,学生无法完成实验周期长的实验一些实验由于实验周期长,只能由实验员和学生共同完成,经常发生学生对于实验内容一知半解的现象。例如植物有丝分裂过程中染色体行为的观察,材料的预处理、固定和解离需要一上午的时间,由于课时限制,这部分实验往往由实验员老师完成,学生则从切取分生组织薄片开始进行染色、压片和显微镜观察。学生往往对材料的处理理解不深刻,在分析实验结果时对预处理、固定和解离的影响分析不足。
1.4教学手段和考评形式单一遗传学实验课的教学仍然沿用教师先讲解、学生按实验指导书操作的模式,考评则主要以实验报告的成绩为依据,而实验报告的抄袭情况日益严重,不足以衡量学生实验完成的水平。
2理清思路,多方位教学改革
2.1整合、优化和拓展实验内容
2.1.1整合经典遗传学实验内容、适度增加分子遗传学实验内容我们赞同前人将以往多个内容比较单一、具体的遗传学验证性实验划分成4个实验模块:果蝇经典遗传、细胞遗传、分子遗传综合实验等3个必修实验模块及群体遗传综合实验选修模块[9]。将单因子的遗传分析、果蝇观察与饲养、果蝇伴性遗传分析整合成一个6~时(2~3次实验)的综合性实验作为经典遗传学模块;将根尖有丝分裂的制片技术、花粉母细胞减数分裂的制片技术、果蝇唾腺染色体的制片技术、植物多倍体诱导技术整合成时的综合性实验(3次实验)作为细胞遗传学模块;分子遗传学模块的综合实验拓展为DNA的提取、琼脂糖电泳技术、PCR扩增技术、DNA指纹的遗传分析、生物性别决定的遗传分析等。
2.1.2实验材料多样化在生物学实验中,材料的选择非常关键,因为其好坏直接影响实验结果。教材中所选用的材料多是作者总结得出,但在实际操作中,常常由于地域气候和材料种质的差异造成不便和误差。因此,我们可以尝试用易得的常见材料来做实验,实现材料的多样化,在课程中让学生对材料进行选择,并通过实验结果分析材料的优缺点。例如,在植物染色体核型分析时,可向学生提供材料如大豆、小麦、大麦、玉米、绿豆、大蒜等根尖,让学生自行选择至少2种材料进行实验,并通过对自己所做实验结果的比较,找出植物染色体核型分析的最佳材料和简便的实验方法,培养他们实验分析和总结能力。事实上,在多年的实验中我们发现简单易得的大蒜根尖用于核型观察效果非常好。
2.1.3增加综合性、设计性实验教学内容教育部“关于加强高等学校本科教学工作,提高教学质量的若干意见6”中要求高校开出一批新的综合性、设计性的实验,创造条件使学生较早的参与科学研究和创新活动。以此为指导思想,我校在遗传学实验中加大综合性、设计性实验的比例。如在分子遗传学模块中,DNA提取—琼脂糖电泳技术—PCR扩增“三部曲”即是一个典型的综合性分子生物学实验,基于此的植物分子标记技术(ISSR标记)和鸟类(鸡)的性别判定等综合性实验效果都非常好。学生们普遍对亲缘关系的遗传分析比较感兴趣,DNA指纹的遗传分析就是一个很好的设计性实验,可以引导学生收集感兴趣的植物、动物、人的DNA样本进行遗传分析,深入了解遗传标记的应用。
2.1.4将教师的科研项目转化成综合性实验项目随着高校科研工作的日益发展,不少教师都承担着一定的科研项目,其中一些研究内容可适当转化成教学实验内容,不仅可以让学生了解到学科发展的前沿,还可以提高学生的科研兴趣。作者将所承担科研项目中的部分内容“沙棘种质遗传多样性的分子标记分析”以综合性实验方式引入到遗传学实验教学中,取得了良好的效果。
2.2实验室建设方面
2.2.1仪器设备的更新及添置近几年,随着“中央级普通高校改善基本办学条件专项资金”的资助,我校本科教学实验室的仪器设备等条件得到一定的改善,如生物显微镜得到进一步更新(新添进口Olympus显微镜),PCR仪、微量移液器、低温冷冻离心机等仪器已经能够满足遗传学实验的要求,并且已经开始申报显微镜成像系统、凝胶成像系统、梯度PCR仪等高端的仪器进入学生实验室,相信不久的将来学生不需要用手机对显微镜下的观察结果进行拍照,用于琼脂糖凝胶电泳观察的紫外分析仪则被凝胶成像系统取代。
2.2.2设立开放实验室,制定开放实验室的管理细则,提高其使用率解决实验流程长与实验课时有限之间矛盾的有效方法就是设立开放实验室。根据专业特点,开设生物技术综合性开放实验,并制订开放实验室管理细则,委派专门的教师和学生管理仪器、卫生等,学生自我管理为主,教师监督为辅。实施开放实验室后,一些周期长的实验(例如:植物有丝分裂过程中染色体行为的观察)学生能够全程完成,打破老师代做的常规。设立开放实验室后,在合理安排的前提下,学生对实验的兴趣和主动性明显增强,在仪器的使用和动手能力等方面进步很快。一些重要仪器的使用率明显提高,例如冷冻离心机、PCR仪等。
2.3以学生课外活动为载体,延伸课堂教学近几年,我国越来越重视对大学生创新能力的培养,每年国家级、省级和校级大学生创新创业训练项目的申报就是一个例证。越来越多的大学生以团队的方式在专业教师的指导下申报、完成创新创业项目。遗传学相关的课题学生们一直很感兴趣,努力将课堂上所学的知识和技能拓展为更深入的学术研究。另外,结合专业性竞赛延伸课堂教学,例如一年一度的专业性竞赛“辽宁省大学生动植物标本制作大赛”就是我校生物技术专业学生很喜欢的一个竞赛,笔者指导学生的作品“异色瓢虫鞘翅的色斑遗传”曾于2011年获得该项竞赛三等奖。
2.4授课手段与考核方式
2.4.1充分应用现代教育技术将现代化的电教手段引入实验课,以营造轻松和谐的课堂氛围。教学中,教师需要做演示实验时,为了确保每个同学都能看到,往往要穿梭于学生中进行演示,有了现代化的电教手段,可制作相关视频来示范,既提高了课堂效率,又方便教师进行更多的指导。网络教学是课堂教学的补充和延伸,将一些操作步骤繁琐的实验做成演示课件放在网上可以实现教学资源的共享。
2.4.2考评方式多样化,提高学生实验的主动性和积极性考核方式需多样化和细节量化。撰写实验报告既是学生科学思维能力和文字表达能力的综合体现,也是大学本科生所应具备的基本科学素养。因此,对于实验报告,尤其是综合性或者设计性实验报告,我们要求学生按照科研论文的形式写出材料和方法、结果分析和讨论,要求学生对于原理、方法、步骤和结果撰写必须简洁准确,对实验所采用方法的优缺点分析后提出改进意见。另外,增强实验过程中的考察与评价。教师可事先制订每个实验要考核的项目详细列表,把实验每一个小项都列入考察范围,包括实验操作的熟练程度、规范状况和实验结果,在考核中依据项目来评分,保证客观公正。例如,在植物染色体制片中,从取材部位的准确,材料的染色适当,染色体的分散状况三个方面衡量实验结果。这样不仅提高了学生对实验操作的重视程度,而且促使他们养成良好的实验习惯。
3结语
针对社会对人才培养质量的要求,结合地方院校的实际,对遗传学实验教学改革进行了探索.通过优化实验内容,丰富实验材料,运用现代教育技术,开放遗传学实验室,建立实验评价体系等途径,培养学生的专业实践技能和创新能力,提高学生的综合素质.
关键词:
地方院校;遗传学实验;教学改革
遗传学实验是高等学校生物类专业的必修课.通过遗传学实验教学,对于培养学生动手能力、遗传研究能力,以及学生发现问题、分析问题和解决问题能力[1],具有重要的作用.但是,现行的遗传学实验教学中,普遍存在以验证遗传的基本规律为主,缺乏综合性、研究性实验;多数遗传学实验经历时间长,一次实验课仅有约3学时,许多实验操作不得不由教师代替完成,学生真正动手操作时间较少,很难对学生开放实验室;教学手段上以一台显微镜打天下,实验内容多局限于细胞遗传学范围内;实验成绩评定上,不管实验过程和结果,只要实验报告写得好,实验成绩就高.这些问题制约了学生发现问题、分析问题、解决问题能力和动手能力的培养[2-5].面对这些困难和挑战,必须改变实验教学的传统思想和观念,开辟实验教学新思路,构建适应新形势的新型实验教学模式.为此,我们针对社会对人才培养质量的要求,结合地方院校的实际,对遗传学实验教学改革进行了探索,取得了一些成效.
1优化实验内容,构建合理的知识体系
遗传学科的不断发展和研究领域的不断扩大,遗传学实验与生物专业中的很多学科的实验相互渗透、相互联系.在遗传学实验教学中,我们对实验体系和教学内容做了如下改革.
1.1实验教学体系的建立
遗传学实验教学既要符合人才培养的目标要求,又要尽可能反映本学科的特点.对遗传学实验的课程结构进行了调整,建立了“验证性→综合性→研究性”逐层递进的实验教学体系,从生物的个体水平、细胞水平、分子水平和群体水平等方面确立了5个教学模块,有利于系统培养学生的遗传研究技能,拓宽学生对遗传学知识的理解,提高学生的动手能力、综合实验设计能力和创新能力[6-7].
1.2实验内容优化整合
将遗传学实验内容整合为以下5个教学模块:经典遗传学实验模块.以果蝇或玉米杂交实验为基础,在教师的指导下,学生完成从实验方案的制定、杂交组合的选择,到实验操作、观察和记录、显著性分析等全过程.目的在于验证和分析遗传的基本规律,学习杂交技术.该模块实验项目有果蝇杂交综合性实验,玉米杂交综合性实验.细胞遗传学实验模块.以根尖、花蕾或骨髓等细胞制片技术为基础,学习实验材料的培养和处理方法,细胞制片技术,有丝分裂和减数分裂观察,核型分析方法.该模块实验项目有植物核型分析,动物核型分析等综合性实验,花粉母细胞减数分裂的制片技术,果蝇唾腺染色体的制片技术和人类X染色质观察等.分子遗传学实验模块.通过动植物、细菌DNA的提取、纯化、扩增和电泳,得到DNA标本,为进一步研究DNA的功能奠定基础.该模块实验项目有DNA提取及纯化,PCR扩增技术,DNA电泳技术等研究性实验.遗传毒理学实验模块.运用蚕豆根尖微核技术检测环境中的有毒有害物质的遗传毒性把对比试验法、假说演绎法等科研方法运用于实验中;人工诱发多倍体,为多倍体育中奠定基础.该模块实验项目有诱变物质的微核检测技术,植物多倍体诱导技术等设计性试验等.群体遗传学实验模:通过人类ABO血型或PTC尝味调查和分析,计算其基因频率和基因型频率,经假设性检验,判断是否达到遗传平衡.该模块实验项目有人类ABO血性分析,群体遗传平衡分析(PTC尝味)等.在上述5个教学模块中,验证性实验占40%,综合性和研究性实验各占30%.要求学生以实验小组为单位,在每个模块中至少选1~2个实验项目.这5个教学模块的特点是:从不同层次、不同角度学习研究生物遗传的方法;除个别实验项目开成单独实验外,其余大部分实验均开成综合性或研究性实验,把几个内容上联系紧密的实验开成1个综合性或研究性实验.如把根尖制片技术、有丝分裂观察、核性分析3个实验综合为植物的核型研究.综合性或研究性实验要求学生完成从选题、收集和分析资料、设计实验方案,到动手操作到结果分析和论文撰写全过程.在实验结束后,学生汇报实验成果,请有关老师参加实验成果汇报答辩,对实验进行总结,提出建议[8-9].最后,根据实验报告、答辩情况综合评出实验成绩.实践结果表明,综合性或研究性实验不仅可以加深学生对基本知识的理解,而且还可以掌握更多的实验操作技术,锻炼学生的实践动手能力,提高学生的学习兴趣,还能培养学生的科学分析方法、独立操作和解决实际问题的能力,极大地激励了学生的积极性[10-12].
2丰富实验材料,提高实验教学的创新性
传统的遗传学实验,由于实验材料的局限性,常常选择操作方便、容易得到实验结果的果蝇或洋葱做实验材料.选择单一的实验材料,不仅影响学生对遗传规律的普遍性的全面理解,而且也不利于创新精神的培养.因此,在实验中,要求每次实验至少准备3~5种不同的材料供学生选择,学生也可以自己采集实验材料.有了丰富的实验材料,要求学生分组观察不同的材料,甚至有的学生另外选择材料进行观察.如核型分析实验,实验室提供的材料是植物材料如蚕豆、大蒜、洋葱、黑麦,动物材料小鼠、牛蛙,有3组同学还分别选择了铁皮石斛、川贝、宽体沙鳅等经济价值很高的材料做核型分析.丰富的实验材料,不仅能完成实验任务,达到实验目的,而且能拓宽学生视野,培养学生发现问题、主动探索新知的创造能力[13].
3运用现代教育技术,提高实验教学效果
遗传学实验从材料准备到实验结果,时间长,有的几天,有的几十天,学生很难通过讲解理解实验的全过程.有些实验现象、仪器操作等用讲解的方式教学,不直观、不形象,学生难以理解.现代教育技术能图文声像并茂,动静结合,使教学内容直观形象,很容易使学生理解.因此,在遗传学实验教学中,充分应用现代教育技术,能使复杂问题简单化,抽象问题具体化,帮助学生加深理解,提高实验效果.
3.1录像技术在遗传学实验教学中的应用
采用数码摄像机或稍好一点的手机等记录整个实验过程,再对实验全过程进行编辑处理,制成视频报告.学生提交的视频报告,既能反映实验全过程,突出重要的实验现象,又不失实验的真实性.例如,蚕豆根尖微核技术实验,从蚕豆发根,染毒处理和对照处理,恢复培养,根尖固定、解离、制片,以及实验结果,都让学生定期拍摄实验过程和实验现象,制成视频资料提交.视频资料不仅记录了从学生自己亲自动手准备实验,到观察到实验结果的全过程,而且实验结果客观真实,还能发现一些容易被忽略的问题,有利于提高教学效果[14].
3.2多媒体技术在遗传学实验教学中的应用
在观察动植物细胞有丝分裂、减数分裂实验中,学生难以观察到各时期的分裂细胞,对细胞分裂的动态过程缺乏整体认识.充分利用计算机强大的计算及数据处理功能,将文本、图像、声音、动画及视频等多媒体信息结合在一起,将细胞分裂的各时期图像按先后顺序制成Flas,连续播放全过程,增强了学生对染色体动态变化的理解,为学生创造了全方位的学习途径[15-16].通过应用多媒体技术,可以充分调动学生的学习兴趣,更有利于学生理解有丝分裂、减数分裂过程,掌握有丝分裂、减数分裂各时期的特点,使他们在较短的时间内全面、系统地掌握实验原理和实验过程[14].
3.3数码显微互动系统在遗传学实验教学中的应用
数码显微互动系统由数码显微镜、局域网、投影仪实物展示平台等组成,不仅能展示每个学生显微镜下观察到的内容,进行及时的显微摄影,记录实验结果,将实验效果好的展示在投影屏幕上,让全体同学都能观察到.而且还能进行师生交流,及时解决学生的问题.例如用数码显微系统做多线染色体观察实验,实验难点是不易辨认立体显微镜下的唾液腺,将显微镜下的果蝇唾液腺和唾液腺染色体图像及时投影在大屏幕上,让学生看到实在的唾液腺和唾液腺染色体,增加感性认识,互相学习,大大提高实验的成功率.
4开放遗传学实验室,培养学生的实际工作能力
开放式实验教学是培养学生实验操作技能、创新意识、综合分析问题和解决问题能力的重要途径.根据遗传学实验室的开放对象:综合性、设计性实验,大学生科研,毕业论文等实验项目.开放程序:学生根据教学和科研要求,自己查阅资料,设计实验方案,提出实验申请,经指导教师和实验员同意,实验室主任批准后方可进入开放性实验室.在教师的指导下,从实验材料的培养和准备,药品的配置,方案的实施,到最后写出实验报告等全过程均由学生独立完成.在整个过程中,充分体现以教师为主导,学生为主体.在核型分析、果蝇杂交和蚕豆根尖微核技术实验中,实验周期较长,过去由教师准备实验材料,学生实验只是进行结论的验证和练习操作技术,很难完成整个实验过程.在植物细胞核型分析的开放式实验教学中,从资料查阅,方案的制定,根尖的培养、固定、解离、制片、观察、摄影,染色体图片分析等操作过程,都让学生自己去处理,教师只起指导作用.又如果蝇的杂交实验中,学生参与培养基的配制、果蝇的饲养、果蝇的分瓶及果蝇形态的初步观察,杂交组合的设计,处女蝇的收集,观察记录,数据处理等过程都由学生自主完成[14,17].实践证明,在遗传学实验教学中,开放实验室,积极开设综合性和研究性实验,教师做好学生学习的引导者[13].学生通过自主选择喜欢的实验内容,自己查阅资料,设计实验方案,以科技论文的格式提交实验报告,既增强了学生的科研能力、自主学习能力和合作共事能力,为今后毕业论文和独立开展科学研究奠定了良好的基础.
5以量化考核为重点,建立实验评价体系
遗传学实验效果评价是否客观、科学,直接影响着学生的学习动力、学习态度、学习效果和教学效果.目标是评价的依据,又是评价所致力于达到的终极结果.通过多年的实践,根据教学目标将遗传学实验效果评价分为形成性评价和终结性评价.
5.1形成性评价
评价的内容包括实验预习、实验过程、实验结果、实验报告与考勤等环节进行评价.每一次实验满分100分,实验预习占10%,实验设计方案占20%,实验材料、仪器、药品的准备占10%,实验检测、观察、记录等实验过程占20%,实验结果及分析占20%,实验报告占20%.实验预习要求学生在实验报告上写出实验目的、原理、操作步骤和注意事项等,实验前抽查.实验过程包括材料准备、药品配置、仪器使用和操作程序等.实验结果是交玻片标本、图片或数据及处理等.实验报告要求工整、规范,内容包括实验预习内容、操作步骤修正部分、实验结果照片或绘图、实验数据及其处理、分析与讨论、心得与建议.考勤上,每次实验进行中按桌点名,不参加实验者无实验成绩,必须补做实验后才有成绩.一期内实验缺3次者,不得参加期末考试.研究性实验要进行报告和答辩的实验,报告和答辩各占20%,其余环节占60%.
5.2终结性评价
遗传学实验作为一门独立课程单独考核,实行满分百分制,形成性评价占50%,其中基础实验占20%,综合性实验和研究性实验各占15%;期末考试占50%,二者合起来作为这门课的终结性评价.这种评价体系不仅强调过程,突出动手能力,结果真实,而且能促使学生主动参与,培养学生科研素质、创新能力.在遗传学实验教学中,加大考核力度,对培养学生的综合能力和科学方法具有重要作用[5,18-19].期末考核试题内容涉及实验目的、原理,药品配置,材料培养和处理,操作程序,仪器使用方法,实验设计,实验操作(实验室独立完成)等方面.在遗传学实验教学中,应以学生的创新能力培养为目标,改革遗传学实验教学内容,开放式的遗传学实验教学,多样化的考核方式,这对培养生命科学领域中的创新人才具有重要意义.
作者:唐正义 李兴霞 单位:内江师范学院生命科学学院
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关键词行为遗传学,抑郁,焦虑,行为偏差,双生子研究。
分类号 B845
1 情绪与行为问题的行为遗传学研究现状
行为遗传学是在遗传学、医学、心理学等学科基础上形成的一门交叉学科,结合微观的分子遗传学水平和宏观的社会行为水平的研究,探究在基因和环境的动态交互过程中人类复杂行为的形成机制。19世纪末至今,行为遗传学已跨入第3个世纪。从孟德尔单基因遗传定律到多基因系统与环境交互作用影响复杂的人类行为,从传统的计量遗传学研究到连锁、关联研究再到功能基因组学技术的应用,无论在思想体系还是研究方法上,行为遗传学都取得了突破性进展[1]。在情绪和行为问题的研究领域内,研究者在抑郁、行为等方面开始取得令人振奋的成果,同时也提出了更多的研究问题。
1.1焦虑障碍的行为遗传学研究
焦虑障碍是包括广泛性焦虑障碍、恐怖症、惊恐发作、创伤后应激障碍以及强迫症等在内的一大类情绪障碍。焦虑障碍是最常见的心理疾病之一,据国外研究报道,惊恐发作的终生患病率为3%,广泛性焦虑障碍为5%,特殊恐怖症为11%,社交恐怖症为13%,强迫症为3%[2]。焦虑障碍不仅直接地损害着个体的身心健康,而且可以导致酗酒、抑郁等问题。
目前,研究者认为焦虑障碍是遗传和环境两者互动的结果,但目前针对焦虑障碍的行为遗传学的具体研究结果还存在争议。家庭研究发现这类障碍具有家族相似性[3]。两项基于临床样本的双生子研究显示,遗传因素对焦虑发病有影响[4];而另外两项基于一般人群的双生子研究则得到了相反的结论[5,6];但是一项基于一般人群的大规模女性双生子研究结果似乎又偏向于支持遗传的影响[7]。针对儿童和青少年群体的双生子研究结果同样有不同倾向。例如,一项使用8~16岁双生子的研究支持共享环境的影响而不支持遗传因素的影响,而另一项使用3~18岁双生子的研究发现两者对社交焦虑都有影响。Bolton等对英国上千对双生子在4~6岁时的研究则发现,遗传对分离焦虑障碍、特殊恐怖症等早期焦虑障碍具有重要影响,两者病症的遗传影响显著大于环境因素的影响[8]。对于各种特定的焦虑障碍,各研究间仍然无法得到统一的结论。目前被认为与遗传有关的焦虑障碍包括惊恐发作、广泛性焦虑障碍、强迫症和创伤后应激障碍[9]。
焦虑与抑郁障碍的共病率高达60%,研究者倾向于认为两者在病因学上存在部分共因,例如相同的遗传易感性。分子水平的研究显示杏仁核-颞叶-前额叶皮层、单胺系统、应激-激素反应系统与焦虑和抑郁障碍有关。具体来说,从基因与环境互动的角度,研究者探讨了5-HT1A受体、五羟色胺转运蛋白(serotonin transporter, 5-HTT)、色胺酸羟化酶2(tryptophan hydroxylase 2,TPH2)基因的作用及影响这些基因表达的发展关键期。但总的来说,焦虑障碍的分子行为遗传学研究目前尚处于初期阶段[10]。有报道指出,5-HTT基因多态性与焦虑相关人格特质有关,大约可以解释总变异性的3%到4%,可以解释遗传差异的7%到9%[11]。
1.2抑郁的行为遗传学研究
在世界范围内,抑郁症是名列前五的致残和导致疾病负担的原因之一。预计到2010年,抑郁症将在全世界范围内成为第二大负担的疾病。在我国,随着社会的转型,国民经济的迅猛发展,抑郁症发病率有着逐年上升的趋势。特别值得注意的是,近年来不断发生青少年抑郁患者的自杀事件,不仅对家庭和社会造成了相当大的精神和物质损失,还形成非常消极的社会影响。科研人员正不断努力,试图了解影响抑郁症发病的各种因素,寻找有效的手段控制和治疗抑郁症。
行为遗传学研究专家Robert Plomin等综合7项家庭研究的结果显示抑郁症患者家庭成员的发病危险为9%,明显高于3%的基线水平,提示遗传因素在抑郁症发病中的重要作用。而运用双生子研究的方法也证实遗传因素在抑郁症发病中起到不可忽视的作用。一项基于住院患者的研究显示,同卵双生子的共病率为40%,显著高于异卵双生子的共病率11%[12]。在近期的两项基于住院患者的研究中,同卵双生和异卵双生的平均共病率分别为42%和20%[13]。对于轻、中度抑郁症,比较各研究的结果,似乎很难得到较确定的结论。但一些研究显示,遗传的影响程度与疾病的严重程度成正比,抑郁越严重,遗传因素的影响就越显著[13,14]。
现代分子生物学为行为遗传学研究提供了新的契机,许多研究者致力于将二者结合起来,并且已经取得了一些令人振奋的成果。例如,Caspi等考查了基因-环境交互作用的问题:面对同样的压力生活事件,为什么有些人会出现抑郁症状,而另外一些人则不会[15]。他们发现,5-HTT基因在压力性事件诱发抑郁的环节上具有调制作用。5-HTT基因在启动子区有短和长两种等位基因,具有短等位基因的个体面临压力性事件时,更容易出现抑郁症状、患上抑郁症甚至自杀。另一个与五羟色胺代谢有关的基因TPH基因被认为是与自杀行为和抑郁有关的主要候选基因之一[16,17]。
1.3青少年偏差行为的行为遗传学研究
发展心理学和社会心理学观点认为,青春期的个体正处于身体和心理发展的关键时期,经历性的萌发到成熟,正处于人生的转折点。这时期的个体常常面对学业、家庭关系、就业、人际交往等问题,承受较多压力和挫折。而青少年的社会适应功能和应对挫折的能力发展还不成熟,因此,青春期容易发生行为偏离。但越来越多的行为遗传学研究却显示,青少年偏差行为的发生也受遗传因素的影响。
结合分子遗传学的研究,Caspi等2002年的研究[18]发现儿童受虐待的生活经历与单胺氧化酶(MAO-A)基因的交互作用,结果表明那些幼时受到虐待并且携带编码低水平MAO-A基因型的儿童与那些虽然幼时受虐待但携带编码高水平MAO-A基因型的儿童比起来,前者的行为几乎是后者的两倍。
国外关于青少年焦虑、抑郁和偏差行为的行为遗传学研究正方兴未艾,还有很多具体问题有待进一步研究。与此同时,我们国家的研究则正在起步,建立我国的青少年行为遗传学研究的样本库,并开展相关研究具有特殊的学术价值和社会意义。
2 行为遗传学研究中双生子研究的价值与现状
2.1双生子研究方法的新进展
近年来,行为遗传学的研究方法,包括双生子研究方法都有了新的发展。2000年人类基因组全序列的公布与分子遗传学新技术的发展,大大推动了分子人类遗传学的研究,并增加了人们对基因产品及其在细胞水平上功能的理解,为研究基因和行为之间的关系提供了重要的机会。伦敦大学精神病学研究所于1994年建立包含16000对英国双生子被试的大规模纵向研究项目,开始重构量化行为遗传学的研究。2002年和2003年,Caspi等结合传统的心理学评估方法和候选基因技术进行研究,获得的研究成果更极大地鼓舞着研究者进一步探索微观分子水平和宏观社会行为水平间的联系[15,18]。
在过去的20年里,随着行为遗传学研究的发展,越来越多的研究者发现,在人类行为遗传学研究中微观层面的基因技术不再是主要困难,影响研究水平的关键因素回归到宏观层面的行为数据问题上。行为数据的来源、获取方式、客观性等成为目前行为遗传学研究首要考虑的问题。
自高尔顿在百年之前对天才的遗传因素进行研究以来,双生子设计――比较同卵双生子(MZ)和异卵双生子(DZ)在行为上的相似性,一直是行为遗传学量化研究中使用范围最广的研究方法。双生子在遗传与环境方面的异同可谓“天然实验设计”。近十几年来,双生子研究方法本身也取得了很大的进展。最初,研究者只是单纯利用双生子研究来定量估计遗传作用的大小,估计遗传度的方法也只是简单的相关系数法或方差分析法。随着统计学的发展,研究者不仅可以得到更可靠的遗传度估计值,还可将各种影响因素进一步分解,并且进一步探讨遗传度的年龄性别差异。另外,许多研究者还将双生子研究与其他类型研究结合起来,以获取更多的有用信息。如与收养研究结合起来,可以将环境因素进一步分解。近年来,结合新的分子遗传学技术后,双生子研究方法变得更加富有价值[19,20]。
行为遗传学在分子和环境水平的迅速发展使我们不再局限于研究遗传因素在多大程度上影响人类行为。研究人员现在可以进一步去探寻基因和环境如何影响行为的变化,探讨其中的连续、共变和异质问题,阐述先天与后天交互发展的问题。这些新发展对基因和环境在遗传、表型及环境中交互作用方面的研究提供了有利条件。
2.2国内外双生子库的发展状况
双生子库已经在北欧国家系统地建立起来,其他工业化国家(如,英国,美国,澳大利亚,意大利,荷兰等国)正在积极地开展相关工作[4]。丹麦于1950年建立了世界上最早的双生子库[21]。瑞典有世界上最大的双生子样本库,该库有近14万对双生子[22]。行为遗传学研究专家Robert Plomin教授在英国建立了世界上最有影响的双生子追踪研究样本库。美国有多个区域性的双生子库,明尼苏达双生子家庭研究项目(Minnesota Twin Family Project ,MTFS)是其中最著名的之一。在亚洲,目前见诸报道的有影响的双生子库是斯里兰卡双生子库[23]。国内近年来也开始开展相关工作。例如,近年青岛疾控中心在青岛地区建立了双生子发展促进协会,登记了青岛地区双生子并在一部分成人中开展了与疾病有关的研究[24]。
国外研究情况显示双生子库为解决一些边缘学科问题提供了非常有力的研究方法,成果产出非常显著。如,仅芬兰双生子库的相关研究已经发表了近400篇科研报告[25]。而在《中国期刊全文数据库》以“双生子”、“孪生子”、“双胞胎”为关键词检索到我国1979~2006年2月发表的中文报告累计163篇。从研究内容上看,国内双生子研究主要以生理发育和躯体疾病为主[26],缺乏心理发展和精神健康方面的追踪性研究。这和我国的人口水平和科研需要很不相符合。此外,我国大陆人口已达13亿,研究统计显示我国绝大部分地区双生子的出生率在0.5%~0.9%[27],我国的双生子资源非常丰富。因此,充分利用我国的人口优势结合我国独特的社会文化环境背景,建立一个基于人口学特点的双生子样本追踪数据库将对促进我国的人类行为遗传学研究发挥重要意义。
2.3我国青少年双生子研究的意义及中国科学院心理研究所青少年双生子库的建设
随着国际上行为遗传学的迅速发展,随着我国对心理健康问题的日益关注,建立我国行为遗传学研究的样本库,并深入开展心理健康的遗传与环境交互作用的研究已势在必行。
国际上,分子行为遗传学总体上还处于起步阶段,国内的相关研究基本处于空白状态。有关环境-基因交互作用的研究结果具有很高的价值,但相关的报道尚不充分。关于THP基因、5HT1、5HT2、5-HTT、MAO-A等候选基因与人类行为、环境之间相互作用的研究还有待进一步探究。而且现有的基因研究大多以欧美白种人为样本,其结果有待于在其他人种和社会文化环境中进一步证实。因此,建立中国的双生子样本库,并以此为基础,研究抑郁、焦虑和偏差行为的问题,不仅可以为国内相关社会问题的解决提供科研基础,而且为国际行为遗传学领域提供了基于黄种人和东方文化社会的宝贵资料。
青少年期是心理发展的关键阶段之一。以往研究发现青春期时个体的生理、认知和社会情绪会发生显著的变化,行为问题大量涌现[28]。以抑郁为例,青少年期是抑郁的性别差异产生的主要阶段,也是抑郁水平的曲线发展的重要阶段[29,30],因此对探明抑郁的发生机制十分重要。现在研究发现青春期发动是有更多遗传基础的,它的出现将伴随着生理、内分泌及脑的共同变化。因此,这一时期为研究人类行为、认知和情绪的变化性与连续性提供了理想的契机。
值得指出的是,国外对青少年心理和行为的重要研究都采用了追踪研究方法。事实上,青少年的心理和行为随年龄不断发展变化并受生活变迁的影响,如果不进行多年的追踪考察不可能获得有价值的发现。然而,我国目前非常欠缺对青少年心理健康的追踪研究。由于文化社会背景的巨大差异,我们无法确定我国青少年心理健康发展的现象和机制与国外的研究结果是否相符。因此,有必要开展对青少年心理健康的追踪研究,探明一些重要问题,例如:我国青少年的抑郁随年龄是否也是曲线发展,拐点在什么年龄?我国抑郁的性别差异状况如何,在何时产生,主要机制如何?青少年行为的发展的环境和遗传交互作用如何体现?这些问题都有赖于我国本土的追踪研究,无法由其它研究替代回答。
中国科学院正建设行为遗传学研究平台,集中心理学家、神经生物学家、遗传学家、生物化学家、生理学家和药理学家的综合优势,对意识与思维的本质以及对神经系统疾病机理进行全面深入的研究。中国科学院心理研究所通过国际学术合作的方式组建了一支研究队伍,采用双生子研究方法开展有关青少年认知、情绪及偏差行为发展的行为遗传学研究,探索遗传和环境影响人类行为的机制。该项目葛小佳教授对青少年的情绪和行为问题进行了大量研究[28,30~38],特别是青春期过渡对行为的和情绪问题的影响及其基因与环境互动[32]。该项目成员对儿童与青少年情绪特点与发展[39]、情绪与认知的关系[40~42]、情绪问题的心理测量[43]等方面也进行了一定研究。在此基础上形成一支研究队伍,致力于研究影响人类行为的遗传和环境因素。
目前,该项目已初步建立青少年双生子信息登记系统,已在北京地区登记400多对双胞胎,并确立了表型和基因型数据的收集方法。表型数据的收集主要采用心理测验。通过比较焦虑、抑郁和偏差行为及有关因素的多种测量工具,继而在中学进行试测,确定了一套适用于青少年的多角度的心理测验。为了建立最优的口腔细胞收集方案和DNA提取方案,开展了以DNA产率、DNA完整性和储存时间等作为衡量指标的预实验,比较了文献中介绍的几种常用方法,并结合该项目的实际情况加以改进,确定了一套行之有效的科学收集方法和技术。
该项目旨在建立我国青少年双生子库,结合心理学研究设计与分子行为遗传技术研究遗传和环境影响人类行为的机制。通过纵向研究,收集大规模双生子代表性样本的表型和基因型数据,分析遗传和环境资源的变化性和连续性,系统探讨焦虑、抑郁和偏差行为的环境影响和遗传作用,研究抑郁、焦虑和偏差行为的发展机制。为进一步理解人类情感、认知和行为的形成和发展机制提供重要的科研依据。
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The Advance of Behavioral Genetics Studies on Adolescent Anxiety, Depression and Deviant Behaviors
Chen Zhiyan1, Li Xinying 1, Yang Xiaodong 1, Ge Xiaojia1,2
(1 Adolescent Twin Study Group, Institute of Psychology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China)
(2 Department of Human and Community Development, UC Davis,USA)
Abstract:Behavioral genetics researches on adolescent emotional and behavioral problems have shown that both genetic and enviormental influences on depression, anxiety and deviant behaviors. For the last two decades, the new advances of behavioral genetics methods have provided researchers better opportunities to elucidate the mechanisms of gene and enviornment interactions. It is also a opportune time for psychologists to be involved in the investiagtion of the effect of gene and enviornment interaction on psychological development. We reviewed the current status of related researches and discussed the significance of developing Chinese twin registry for carrying out behavioral genetics research on adolescent emotional and behavioral problems.