孟德尔规律重新发现的 1900 年是公认的遗传学元年。百余年来, 80 余位科学家因遗传学研究成果而荣获诺贝尔奖。遗传学领域所取得的每一项巨大成就, 都对人类的文明和进步起着核心驱动力的作用。在当今的生命科学领域, 遗传学占有举足轻重的地位, 已成为影响整个自然科学乃至人类社会的领头学科。遗传学具有如此重大的作用, 是因为其为生命的多样性及其过程的复杂性提供了统一框架, 并渗透到生物学的每一个领域, 如农学、医学、药学、生态学、环境科学、刑侦科学等。因此, 在素质教育的中学阶段, 遗传学是生物学教学的重要组成部分; 在高等教育的大学阶段, 遗传学是生命科学各专业的八大核心课之一, 是相关专业的重要基础课; 在研究生阶段, 遗传学是生命科学各专业的重要专业课。
教材是传授知识的主要载体, 大学遗传学教材的出版与生命科学人才培养的质量息息相关。自1976 年恢复高考以来, 我国高校遗传学教材的出版与使用状况尚未见详细报告。本文通过对国家图书馆馆藏信息的搜索、对全国 1145 所本科院校中的150 所院校的遗传学师生的问卷调查, 获得了较为客观的关于我国高校遗传学教材出版和使用的调查报告, 希望对大家编写与选用遗传学教材提供一定参考。
1 我国高校遗传学教材数据库的建立
中国国家图书馆是国家总书库、国家书目中心,其推出的“文津”搜索系统为读者提供高效、精准、专业的图书馆领域元数据统一式搜索服务。2013 年12 月 28 日, 本文利用“文津”搜索系统搜索“遗传学”图书, 发现国家图书馆现存有遗传学专着和工具书 1500 部。下载全部图书的登录信息, 剔除研究类、中小学教辅材料、大陆外出版物、无书号(ISBN 或 CN)的内部印刷品、书号重复的教材后, 发现我国大陆地区出版的高校遗传学教材(含教学参考资料)共计 895 部。采集教材的书名、作者、出版时间、出版社、书号等馆藏信息, 制作了“高校遗传学教材 Excel 数据库”。
从南开大学图书馆、图书电商网站随机抽选高校遗传学教材 54 部, 以检验建立的“高校遗传学教材 Excel 数据库”的完整性。发现除 3 部外, 51 部(南开大学图书馆 12/12、当当网 14/16、京东商城 13/13、亚马逊 12/13)均存在数据库中。3 部不在库的教材均出版于 2013 年, 可能因图书上架慢或馆藏信息更新滞后所造成。因此, 本文建立的“高校遗传学教材Excel 数据库”较完整, 反映了我国高校遗传学教材的出版状况。
2 我国高校遗传学教材数据库的分析
考虑到国家图书馆的权威性及同一书库数据的可比性, 本文不再将未入库的图书补充进已建立的“高校遗传学教材 Excel 数据库”。下面针对该数据库教材进行分析。
2.1 教材的分类
逐部分析数据库中教材的馆藏信息, 发现理论教材 588 部(65.7%)、实验教材 122 部(13.6%)、教学参考资料 185 部(20.7%)(表 1)。即理论教材出版热情最高、实验教材最低, 二者相差了 4.8 倍。实验教材为最大的出版短板, 可能与遗传学实验受严格的生态环境、办学特点的影响有关。
我国地域广阔、南北生态差异很大, 不同类型高校在办学特色、实验条件、教师水平、学生素质等方面都存在一定的差异, 因而实验课的内容、材料难以统一。各高校选用符合自身需求的自编讲义或实验教材作为学生实验用书也在情理之中。但未正式出版的讲义可能存在一些问题, 如实验不系统、选材不合适、内容不先进、印刷不精美等。忽略这些问题将严重影响本科教学的质量。
为进一步了解现有高校遗传学教材的特点, 本文又根据遗传学分支对数据库中的教材进行了细分。遗传学分支众多, 按研究对象, 可分为动物、植物、人类、医学、微生物遗传学; 按研究水平, 可分为群体、细胞、分子遗传学; 按研究内容, 可分为免疫、发育、体细胞、行为、药物、毒理、数量遗传学。若按各分支逐一分类, 将出现很多分支无教材的窘况, 也不符合不少教材涉及多个遗传学分支的特点。因此, 本文根据遗传学各分支的关联性, 将人类、免疫、行为、药物、毒理遗传学教材合并成“医学遗传学”, 将介绍遗传学基本规律(包括群体、细胞、分子、发育、体细胞、数量等)的教材合并成“普通遗传学”, 动植物、微生物遗传学特点明显, 分别单独统计。表 1 显示, 理论教材中, 医学遗传学(38.6%)最多, 其次是普通遗传学(32.1%), 然后是植物遗传学(16.3%)和动物遗传学(9.2%), 最低的是微生物遗传学(3.7%)。反映医学遗传学的理论教材是我国遗传学教材出版的主力军, 而对微生物遗传学的重视不够。
实验教材中, 普通遗传学占 49.2%, 医学占36.9%, 动物占 4.1%, 植物占 5.7%, 微生物占 4.1%。即, 医学实验教材仍很多, 但排名已不是第一了,而普通遗传学跃居第一, 表明医学类高校有使用普通遗传学实验教材的倾向。表 1 也显示, 动植物和微生物实验教材的出版热情仍不高, 望引起相关部门的重视。【表1】
2.2 教材的名称、作者及出版机构
分析数据库教材的书名、第一编(着)者、出版机构, 排名前七的见表 2。冠名为“医学遗传学”的教材最多, 共 91 部, 占全部教材的 10.2%, 其次是“遗传学”, 51 部, 占 5.7%, 前七名累计 226 部, 占 25.3%,表明教材同名问题相当严重。编写遗传学教材数量最多的“第一编(着)者”是左汲教授(9 部), 其次是李璞教授(8 部)。刘祖洞教授、傅松滨教授、杨保胜教授各 7 部, 并列第三。【表2】
蔡绍京教授和赵寿元教授(含 1 部译着), 各 6 部, 并列第六。左汲教授是复旦大学医学院教授, 我国医学遗传学领域的中青年学者, 热爱医学遗传学教学,其负责的《医学遗传学》课程于 2004 年入选“国家精品课程”。他主编的教材中, 既有理论课教材(医学遗传学, 1998, 上海医科大学出版社; 2004, 2008,2013, 人民卫生出版社), 又有实验教材(医学遗传学实验指导, 2004, 2008, 人民卫生出版社)和教学参考资料(医学遗传学学习指导, 2004, 人民卫生出版社;医学遗传学学习指导与习题集, 2008, 2013, 人民卫生出版社), 真正“实现了教材的全配套、多媒介的立体化建设目标”。
李璞教授、刘祖洞教授和赵寿元教授是我国着名的遗传学家。李璞教授任职于哈尔滨医科大学、刘祖洞教授和赵寿元教授任职于复旦大学, 目前活跃在我国遗传学领域的中青年学者均受益过他们的着作。
出版教材数量前 7 位的机构共计出版遗传学教材 407 部, 占全部遗传学教材的 45.5%, 显示出版机构的高度集中。数量最多(179 部)的是科学出版社,比排名第二位的中国农业出版社(67 部)、第三的人民卫生出版社(55 部)、第四的高等教育出版社(54 部)三家机构的总和还要多 3 部。由此看出, 科学出版社是我国遗传学教材出版的绝对主力, 占全部遗传学教材的 1/5。
2.3 教材的出版时间
2.3.1 逐年的出版状况
图 1 是我国高校遗传学教材的年出版曲线。可以看出, 高考恢复的头 3 年(1976~1978)每年仅出版理论教材 2 部, 且多为遗传育种学或译着, 反映这一时期我国遗传学人才的极度匮乏。期间出版的 6部教材分别是：分子遗传学浅释(盛祖嘉, 1976, 科学出版社)、植物遗传育种学(华北农业大学等, 1976,科学出版社)、统计遗传学(吴仲贤, 1977, 科学出版社)、家畜改良遗传学(拉斯里着, 山西农学院编译,1977, 科学出版社)、普通遗传学(方宗熙, 1978, 科学出版社)和分子遗传学原理(斯坦特着, 中国科学1979~1999 年是我国高校遗传学教材出版的第一个高峰, 平均每年 17.7 部, 其中理论教材 13.1 部,实验教材 1.3 部, 教学参考资料 3.2 部, 远多于高考恢复初期。而且, 这些教材多由我国学者主编(非译作), 体现出我国遗传学人才数量的增长和出版热情的高涨。【图1】
2000~2013 年是我国高校遗传学教材出版的第二个高峰, 平均每年 37.0 部, 是第一个高峰期的 2.1倍, 反映出教材的出版热情上升到一个新台阶。尤为可喜的是, 很多编(着)者均是高考恢复后成长起来的中青年遗传学工作者。其中理论教材 21.9 部(是第一个高峰的 1.6 倍), 实验教材 6.7 部(5.0 倍), 教学参考资料 8.4 部(2.6 倍)。实验教材出版热情虽然上涨最大, 但数量仍然偏低。
2.3.2 每 5 年的出版状况
逐年分析虽能反映教材出版概貌, 但一部教材从构思、撰写、出版、到上架, 往往需要好几年时间。为了更准确地反映遗传学教材的出版状态, 本文以 5 年为单位对各类别或分支的遗传学教材进行了分析。从中可以看出, 随时间推移, 理论教材所占比例明显减少, 实验教材则明显增长, 教学参考资料虽略有增加, 但不明显(图 2)。随时间推移, 医学遗传学所占比例明显增长, 动植物遗传学却明显减少, 微生物遗传学虽很稳定, 但占比明显偏低(图 3)。【图2-3】
3 我国高校遗传学教材使用现状的调查
对出版教材数据的分析虽然在一定程度上能反映教材的使用状况。但由于教材的印次和印数各不相同, 多印次教材的印刷总量往往又不公开。因此,本文通过问卷方式调查了各高校使用遗传学教材的现状。问卷内容包括：授课对象(专业)、理论课课时、指定教材、推荐参考书目、实验教材。调查对象包括两个群体：一是全国遗传学教师, 通过电子邮件方式发出调查 236 封, 收回 98 封; 二是南开大学在读研究生(仅限于第一学位为非南开大学的研究生),现场咨询了 120 人。两个群体中若出现相同学校和专业, 仅保留教师的问卷, 最后获得有效问卷 150份(表 3)。院校涉及综合类(含理工类)、医学类、师范类、农学类等类别。根据教育部网站, 我国 2013年共有本科院校 1145 所, 考虑到文科类、财经类、机械类等院校不开设生命科学相关专业, 因此调查院校的占比大于 13.1%, 能大致反映遗传学教材的使用状况。【表3】
为量化教材使用状况, 若某教材在某高校为“指定教材”, 其值计为 1, 是“推荐参考书目”, 其值计为 0.2, 然后计算该教材在各类别高校中的总值,某类别高校总值最高者定其在该类别高校的影响力为 1。其他教材的总值与之相比所得的值, 为其在该类别高校的影响力。4 类高校的影响力之和, 最高者定为 1, 其他教材与之比值, 为其总影响力。总影响力为 1 的是戴灼华主编的《遗传学》(第二版), 这可能与其是“国内外 21 版本遗传学教材中内容最为全面的”有关, 适合各类院校使用, 即“内容留有余地”的教材更受欢迎。刘祖洞《遗传学》(第二版)的总影响力为 0.75, 位居第二。朱军《遗传学》(第三版)的总影响力为 0.40, 排名第三。贺竹梅《现代遗传学教程》的总影响力为 0.31, 排名第四。王培林、刘庆昌、赵寿元、徐晋麟分别排第五至第八。表 3 还显示, 综合类、师范类院校影响力为 1 的是戴灼华主编的《遗传学》(第二版), 医学类院校影响力为 1 的是王培林等主编的《医学遗传学》(第 2 版), 农学类院校影响力为 1 的是朱军编着的《遗传学》(第三版)。刘祖洞主编的《遗传学》第三版已于 2013 年出版。戴灼华主编的《遗传学》第三版据说已经成稿。
二位均是我国遗传学界的老前辈, 对遗传学教学的贡献有目共睹。尤其是刘先生主编的《遗传学》影响了几代人, 在相当长的一段时间内为国内各高校的主选教材。刘先生的第三版保持了其“一贯的科学严谨、平实朴素的写作风格, 通过横向拓展和纵向深入容纳了更多的知识内容和科学问题, 增强了其学术前沿性、知识系统性、观点科学性和视角广阔性”。我们相信他的第三版将会有更大的影响力。朱军教授是浙江大学作物遗传育种、数量遗传学和生物信息学方面的专家, 其编着的《遗传学》取得农学类影响力第一、总影响力第三的佳绩, 表明其教材编得较好, 尤其适合农学类院校。贺竹梅教授是我国恢复高考后自主培养的中青年遗传学家, 是首届“谈家桢遗传教育奖”获得者, 他主编的《现代遗传学教程》在综合类、师范类院校均取得较好成绩, 是我国高校遗传学教材界的新希望。
问卷调查还发现, 影响力排前四名的理论教材均为表 2 中的“普通遗传学”, 而占比第一的《医学遗传学》被挤出四甲, 反映医学遗传学教材的使用比较分散, 这可能与我国医学专业较多、较细不无关系。排名前四的遗传学教材均出自高等教育出版社或中国农业出版社, 并无“遗传学教材出版绝对主力”的科学出版社的教材, 反映科学出版社的教材推广有待加强。
调查也发现, 各高校很少使用一致的实验教材,多为自编讲义或教材, 因此实验教材的影响力均很低。反映出目前实验教材处于“群龙无首”的状态, 这与文津高校遗传学教材数据库分析的结论一致, 也体现出全国“统一”遗传学实验教材的必要性和艰巨性。
4 我国高校遗传学教材中存在的主要问题及对教材建设的建议
教材是传授知识的主要载体, 其质量和水平的高低必将影响到教学的质量。在欣喜地看到我国遗传学教材成就的同时, 也不能忽略其存在的问题。目前已有不少这方面的总结, 如：“内容更新慢,教材结构不够合理”、“虽经多次印刷, 仍存在诸多问题”、“教材和专着不分”、“制定编写大纲和具体编写过程中缺乏必要的、应有的集体研究、集体讨论和集体审定的‘拼盘’教材”、“仍旧是教师讲义的‘延伸’, 其更适合教师用来讲, 并不适合学生自主阅读”。本文针对其中一些共性问题进行强调和补充。
4.1 更新周期长
我国高校遗传学教材建设中普遍重视教材的重印, 忽略教材内容的更新。如表 3 总影响力排名第一的戴灼华先生的教材, 第一版于 1999 年出版, 第二版于 2008 年出版, 与第一版间隔 9 年, 第三版至今尚未出版。排第二的刘祖洞先生的教材, 第一版于1979年出版, 第二版分别于1990年(上册)和1991年(下册)出版, 与第一版间隔 11.5 年, 第三版于2013 年出版, 与第二版间隔 22.5 年。显然, 我国遗传学教材的更新周期远长于国外教材的 3 年, 这与遗传学的快速发展极不协调。
除了更新周期长外, 个别教材还存在内容变动不大的问题。“经典遗传学内容几乎一仍其旧”,更谈不上对高速发展的分子遗传学内容的更新了。如表观遗传、功能基因组等内容在很多教材中几乎未涉及。
遗传学教材更新周期长, 虽然主要与教材编写者更新不及时有关。但究其深层次的原因, 可能与我国教师评价体系密切相关。目前, 我国科教系统已经形成了重 SCI 论文、轻专着的考核评价体系, 这严重挫伤了教材编写者的热情。因此, 若想彻底改变这一状态, 只有通过政府管理部门积极改革并完善评价体系来实现。
4.2 配套落后
2 0 1 2 年 高 调 兴 起 的 “ 大 规 模 开 放 在 线 课程”(Massive Open Online Course, MOOCs)是新形势下教育界出现的新情况, 对传统教育正在或即将产生巨大冲击。冲击最大的当属传统的教学模式及纸质出版物。目前遗传学理论教材、实验教材、教学辅助材料为 65.7∶13.6∶20.7(表 1)。实验教材、教学辅助材料一般能帮助学生理解和消化理论知识,为理论教材的配套教材, 三者不协调, 反映出教材配套明显落后。“立体化教材建设”(即纸版教材、网络教材和多媒体教案的“三位一体”)是新形势下化解 MOOCs 对教材的冲击开出的一剂良药。既然教材配套极度落后, 就理应优先发展配套教材的“立体化建设”。由于遗传学实验受生态和专业影响较大, 建议国家层面尽快组建南北不同类型高校的编写强队, 以克服自编讲义不先进的时弊, 为我国遗传学人才培养提供先进的教材。其实, 遗传学教材配套建设最适合于“立体化”思路, 如遗传学史、遗传学故事、专业相关度低的遗传学理论、遗传学新进展、思考题与参考答案、遗传学设备的介绍、遗传学实验原理、电子模拟实验等, 均可通过网络来实现。这样做既能降低教学成本、节省课时, 还大大丰富了理论教学的内容、增强学生的学习热情。
4.3 同名严重
表 2 中 7 个书名的着作多达 210 部, 占全部遗传学教材的 24.6%, 其中《医学遗传学》就有 91 部,反映教材重名非常严重, 很难仅从书名区分教材,更谈不上反映专业特色了。在对南开大学在读硕士研究生调查“你母校使用什么遗传学教材”时, 不同专业学生的回答多是“遗传学”, 再问是哪一部时,就不记得了。调查只得靠描述、推测、样书比对等步骤来完成。目前遗传学教学的授课对象有数十个专业, 不同专业有不同的要求, 课时差异也很大(表3)。因此, 应针对不同高校、不同专业选择不同的遗传学教材。戴先生教材的影响力较高, 一方面反映其教材编写质量高, 但也间接反映出不同专业的教师在教材选择上忽略了其自身专业特征和要求。
在教材名称使用上, 国外教材做得比我们好,值得借鉴。如 Klug WS 编着的遗传学教材取名为“Essentials of Genetics”, Snustad DP 编着的教材名称为“Principles of Genetics”; 同是“Genetics”时, 他们增加副标题来区别, 如 Brooker R 加上“Analysis andPrinciples”, Hartwell L 加上 “From Genes to Ge-nomes”。国内教材不仅名称相同, 书中所举例子也大同小异, 导致学生很难将遗传学某个知识点与自己专业联系起来, 必定影响到日后的专业应用。如分离比用豌豆杂交试验, 数量性状分析用小麦株高,在植物类专业院校的遗传学教材中是可以的。若面向医学类专业的学生, 这样的例子还是少用或不用为好。因为医学类专业是帮人治病的, 与植物关系不大, 学生学习时可能认为这个知识点与自己专业无关, 进而失去学习的兴趣。
建议教材编着者应根据自身专业特点遴选合适的教学内容, 然后从专业出发, 寻找与专业密切相关的遗传学实例, 成书后冠以反映专业特色的书名,以适合特定专业人才培养的需要。
4.4 遗传学故事写得太少
遗传学是实验性极强的科学。截止 2013 年, 已有 80 多位遗传学家的成就荣获诺贝尔奖。这些研究成果, 加上其他重量级科学家(如孟德尔)的实验, 构成了现在的遗传学体系。但目前的教材多写理论,很少说科学家的故事, 使得理论深奥难懂、语言枯燥乏味, 拿起教材不睡觉才怪。如果将遗传学家的科学思想、实验设计、实验过程中遇到的“运气”或发生的“糗事”写进教材, 教材传授给学生的不仅仅是知识, 还包括了科学家的科学思想和独特的研究方法。通俗化、平民化的教材一定会让学生爱不释手的, 终究故事每个人都爱看、也都看得懂。
在“高校生命科学课程教学系列报告会(2013)”上, 高校生物科学类专业教指委主任委员、清华大学施一公院士做的《探寻科学史, 培养生命科学的逻辑与思维》引起了全场 500 多名与会代表的一致共鸣, 就是很好的例子。不仅与会教师对故事能产生共鸣, 学生们也非常喜欢。施一公院士在清华大学主讲的《生命科学的逻辑与思维》(限选 60 人)常常“爆棚”, 甚至北京大学的学生也常去“蹭课”。
科学故事可以在课堂讲, 为什么就不能写进教材里呢？建议遗传学教材编写者深挖遗传学故事,将故事、遗传学家的思想与遗传学知识有机结合起来, 使枯燥乏味的理论简单化、通俗化, 这样的遗传学教材一定会“有利于学生创新能力的培养和科学方法论的学习, 有利于激发学生的学习兴趣、提高教学效率, 有利于培养勇于存疑、敢于探索、实事求是和不迷信权威的科学精神”。
4.5 特色插图凤毛麟角
“国外教材最大的特点就是图文并茂, 插入了许多生动的、具有吸引力的彩色图片和照片, 使内容更加充实”。笔者闲暇时经常翻看 Gonick L 和Wheelis M 合编的《漫画玩转遗传学》(陈浩莺译,2010, 中国人口出版社 ), 常常对某个插图陷入沉思。如果我们的教材也能这样, 一定会引起学生学习兴趣的。当然指望全这样也是不现实的, 因为这种形式将有损教材的严肃性及学术性。但穿插到教材合适地方, 是完全可行的, 能增加读者的学习兴趣, 帮助学生理解并记忆其中的深奥道理。米景九等指出, 美国遗传学教材都“精心设计了大量的图解和插图, 为了醒目还采用了彩色套版印刷”。可惜的是, 目前我国遗传学教材的插图偏少(尤其是彩图), 能让读者记住的特色插图更是凤毛麟角, 反映我们热衷于“编”(移植于国外文献)、疏于“思”(构思于自己), 建议遗传学教学编写团队增加既懂遗传学又擅长电脑绘图的年轻人。
4.6 印刷页字数过满
我国大学教材普遍注重文字。为了降低成本,出版社又往往用小号字体排版, 使得印刷页字数过满, 看着就犯困。作者在编写《现代分子生物学实验原理与技术》(科学出版社, 2006)时, 注意到了这个问题。为此, 采用了“Tips”、“Questions”艺术风格,增加了字体种类、分割线、行间距的“奢华”排版处理, 读者反映良好。类似的排版小技巧很多, 建议遗传学教材编着者、出版社编辑加以考虑, 增加教材阅读的轻松感。这样做, 可能会浪费一些版面, 但与激发学生学习兴趣相比, 这种浪费是值得的。
总之, 自高考恢复以来, 我国在遗传学教材建设方面取得了一系列卓有成效的成绩。但在看到成绩的同时, 也应该正视存在的问题。本文不揣冒昧提出上述问题, 权在抛砖引玉, 以求编(着)者能够精益求精, 为我国高校遗传学教学迈上新台阶编写出更加优秀的教材。
参考文献
[1] 周耿娣, 韩海平, 杨绕宝. 抓好 21 世纪标志性教材建设的实践与思考. 高等农业教育, 2002, (1): 59–60.
[2] 傅松滨, 李钰主编. 辛勤耕耘 桃李芳菲: 记我国着名医学遗传学家李璞教授. 哈尔滨: 黑龙江科学技术出版社, 1998.
[3] 乔守怡. 纪念刘祖洞教授. 遗传, 2010, 32(4): 287–288.
[4] 李书粉, 陈晓龙, 王利花, 邓传良, 卢龙斗, 高武军. 基于内容相似度分析的遗传学教材比较研究. 高校生物学教学研究(电子版), 2013, 3(3): 60–64.
[5] 周凤娟. 高职高专院校《医学遗传学》教材建设研究与实践. 中国优生与遗传杂志, 2013, 21(7): 143–144.
[6] 戴灼华, 王亚馥, 粟翼玟. 遗传学(第二版). 北京: 高等教育出版社, 2008.
[7] 刘祖洞. 遗传学(第二版)-上册, 下册. 北京: 高等教育出版社, 1990, 1991.
[8] 朱军. 遗传学(第三版). 北京: 中国农业出版社, 2002.
[9] 贺竹梅. 现代遗传学教程. 北京: 高等教育出版社, 2011.
