遺傳學(xué)實驗教學(xué)多方位改革范文

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遺傳學(xué)實驗是全國綜合性大學(xué)、師范、醫(yī)學(xué)或農(nóng)科大學(xué)中生物科學(xué)、生物技術(shù)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)類等專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課實驗［1］。遺傳學(xué)本身是一門實驗性很強的學(xué)科，現(xiàn)代分子遺傳學(xué)的迅速發(fā)展使得遺傳學(xué)課程的相關(guān)內(nèi)容也隨之發(fā)展迅速，教科書內(nèi)容更新擴充明顯，給遺傳學(xué)實驗的教學(xué)帶來了很大的挑戰(zhàn)，對實驗內(nèi)容的設(shè)置、教學(xué)方法及形式等也提出了更高的要求，因此，遺傳學(xué)實驗課的教學(xué)改革勢在必行。不少教師與時俱進，在遺傳學(xué)實驗教學(xué)中進行了大量的改革研究，取得了較好的研究成果。在此結(jié)合我校的實際情況，探討多方位遺傳學(xué)實驗教學(xué)改革的措施。

1在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問題

遺傳學(xué)實驗是我校生物技術(shù)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，是遺傳學(xué)理論教學(xué)的延伸和重要補充，是理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)過程，擔(dān)負著培養(yǎng)學(xué)生實驗技能的任務(wù)［8］。在長期的教學(xué)和與同行的交流中發(fā)現(xiàn)，在我國長期的高等教育模式下，遺傳學(xué)實驗課教學(xué)存在諸多弊端，極不適應(yīng)學(xué)科本身的發(fā)展需要。具體表現(xiàn)在:

1．1實驗教學(xué)對理論教學(xué)的比重偏小長期以來，遺傳學(xué)實驗課的內(nèi)容、進度都要服從理論課的教學(xué)進展，實驗教學(xué)視為課堂教學(xué)內(nèi)容的驗證和加深，忽視了實驗課是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)—分析—解決問題能力的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。近年來，隨著遺傳學(xué)的迅速發(fā)展，教材內(nèi)容越來越豐富，信息量越來越大，而總課時數(shù)卻沒有增長甚至處于壓縮狀態(tài)，使得教學(xué)內(nèi)容和時間上存在較大矛盾，為了完成教材內(nèi)容的完整講授，教師不得不減少實驗課的課時數(shù)，目前遺傳學(xué)的總課時量多為72—80學(xué)時，理論教學(xué)的課時量多為48學(xué)時，實驗課的課時量一般為24—32學(xué)時。

1．2實驗內(nèi)容陳舊，驗證性實驗比重過大由于教學(xué)理念的滯后和長期對實驗教學(xué)的重視不夠等原因，所開設(shè)的遺傳學(xué)實驗內(nèi)容不合理。染色體操作為代表的經(jīng)典遺傳實驗內(nèi)容與分子及群體遺傳實驗脫節(jié)。有關(guān)有絲分裂、減數(shù)分裂、孟德爾遺傳規(guī)律、伴性遺傳規(guī)律等經(jīng)典實驗比重過大。內(nèi)容單一具體的驗證性實驗多，綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗少，缺乏創(chuàng)造性，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。另外，遺傳學(xué)實驗中分子遺傳學(xué)方面的實驗內(nèi)容過少，與遺傳學(xué)的發(fā)展嚴重脫節(jié)。

1．3受課時限制，學(xué)生無法完成實驗周期長的實驗一些實驗由于實驗周期長，只能由實驗員和學(xué)生共同完成，經(jīng)常發(fā)生學(xué)生對于實驗內(nèi)容一知半解的現(xiàn)象。例如植物有絲分裂過程中染色體行為的觀察，材料的預(yù)處理、固定和解離需要一上午的時間，由于課時限制，這部分實驗往往由實驗員老師完成，學(xué)生則從切取分生組織薄片開始進行染色、壓片和顯微鏡觀察。學(xué)生往往對材料的處理理解不深刻，在分析實驗結(jié)果時對預(yù)處理、固定和解離的影響分析不足。

1．4教學(xué)手段和考評形式單一遺傳學(xué)實驗課的教學(xué)仍然沿用教師先講解、學(xué)生按實驗指導(dǎo)書操作的模式，考評則主要以實驗報告的成績?yōu)橐罁?jù)，而實驗報告的抄襲情況日益嚴重，不足以衡量學(xué)生實驗完成的水平。

2理清思路，多方位教學(xué)改革

2．1整合、優(yōu)化和拓展實驗內(nèi)容

2．1．1整合經(jīng)典遺傳學(xué)實驗內(nèi)容、適度增加分子遺傳學(xué)實驗內(nèi)容我們贊同前人將以往多個內(nèi)容比較單一、具體的遺傳學(xué)驗證性實驗劃分成4個實驗?zāi)K:果蠅經(jīng)典遺傳、細胞遺傳、分子遺傳綜合實驗等3個必修實驗?zāi)K及群體遺傳綜合實驗選修模塊［9］。將單因子的遺傳分析、果蠅觀察與飼養(yǎng)、果蠅伴性遺傳分析整合成一個6～9學(xué)時(2～3次實驗)的綜合性實驗作為經(jīng)典遺傳學(xué)模塊;將根尖有絲分裂的制片技術(shù)、花粉母細胞減數(shù)分裂的制片技術(shù)、果蠅唾腺染色體的制片技術(shù)、植物多倍體誘導(dǎo)技術(shù)整合成9學(xué)時的綜合性實驗(3次實驗)作為細胞遺傳學(xué)模塊;分子遺傳學(xué)模塊的綜合實驗拓展為DNA的提取、瓊脂糖電泳技術(shù)、PCR擴增技術(shù)、DNA指紋的遺傳分析、生物性別決定的遺傳分析等。

2．1．2實驗材料多樣化在生物學(xué)實驗中，材料的選擇非常關(guān)鍵，因為其好壞直接影響實驗結(jié)果。教材中所選用的材料多是作者總結(jié)得出，但在實際操作中，常常由于地域氣候和材料種質(zhì)的差異造成不便和誤差。因此，我們可以嘗試用易得的常見材料來做實驗，實現(xiàn)材料的多樣化，在課程中讓學(xué)生對材料進行選擇，并通過實驗結(jié)果分析材料的優(yōu)缺點。例如，在植物染色體核型分析時，可向?qū)W生提供材料如大豆、小麥、大麥、玉米、綠豆、大蒜等根尖，讓學(xué)生自行選擇至少2種材料進行實驗，并通過對自己所做實驗結(jié)果的比較，找出植物染色體核型分析的最佳材料和簡便的實驗方法，培養(yǎng)他們實驗分析和總結(jié)能力。事實上，在多年的實驗中我們發(fā)現(xiàn)簡單易得的大蒜根尖用于核型觀察效果非常好。

2．1．3增加綜合性、設(shè)計性實驗教學(xué)內(nèi)容教育部“關(guān)于加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作，提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見6”中要求高校開出一批新的綜合性、設(shè)計性的實驗，創(chuàng)造條件使學(xué)生較早的參與科學(xué)研究和創(chuàng)新活動。以此為指導(dǎo)思想，我校在遺傳學(xué)實驗中加大綜合性、設(shè)計性實驗的比例。如在分子遺傳學(xué)模塊中，DNA提取—瓊脂糖電泳技術(shù)—PCR擴增“三部曲”即是一個典型的綜合性分子生物學(xué)實驗，基于此的植物分子標記技術(shù)(ISSR標記)和鳥類(雞)的性別判定等綜合性實驗效果都非常好。學(xué)生們普遍對親緣關(guān)系的遺傳分析比較感興趣，DNA指紋的遺傳分析就是一個很好的設(shè)計性實驗，可以引導(dǎo)學(xué)生收集感興趣的植物、動物、人的DNA樣本進行遺傳分析，深入了解遺傳標記的應(yīng)用。

2．1．4將教師的科研項目轉(zhuǎn)化成綜合性實驗項目隨著高?？蒲泄ぷ鞯娜找姘l(fā)展，不少教師都承擔(dān)著一定的科研項目，其中一些研究內(nèi)容可適當(dāng)轉(zhuǎn)化成教學(xué)實驗內(nèi)容，不僅可以讓學(xué)生了解到學(xué)科發(fā)展的前沿，還可以提高學(xué)生的科研興趣。作者將所承擔(dān)科研項目中的部分內(nèi)容“沙棘種質(zhì)遺傳多樣性的分子標記分析”以綜合性實驗方式引入到遺傳學(xué)實驗教學(xué)中，取得了良好的效果。

2．2實驗室建設(shè)方面

2．2．1儀器設(shè)備的更新及添置近幾年，隨著“中央級普通高校改善基本辦學(xué)條件專項資金”的資助，我校本科教學(xué)實驗室的儀器設(shè)備等條件得到一定的改善，如生物顯微鏡得到進一步更新(新添進口Olympus顯微鏡)，PCR儀、微量移液器、低溫冷凍離心機等儀器已經(jīng)能夠滿足遺傳學(xué)實驗的要求，并且已經(jīng)開始申報顯微鏡成像系統(tǒng)、凝膠成像系統(tǒng)、梯度PCR儀等高端的儀器進入學(xué)生實驗室，相信不久的將來學(xué)生不需要用手機對顯微鏡下的觀察結(jié)果進行拍照，用于瓊脂糖凝膠電泳觀察的紫外分析儀則被凝膠成像系統(tǒng)取代。

2．2．2設(shè)立開放實驗室，制定開放實驗室的管理細則，提高其使用率解決實驗流程長與實驗課時有限之間矛盾的有效方法就是設(shè)立開放實驗室。根據(jù)專業(yè)特點，開設(shè)生物技術(shù)綜合性開放實驗，并制訂開放實驗室管理細則，委派專門的教師和學(xué)生管理儀器、衛(wèi)生等，學(xué)生自我管理為主，教師監(jiān)督為輔。實施開放實驗室后，一些周期長的實驗(例如:植物有絲分裂過程中染色體行為的觀察)學(xué)生能夠全程完成，打破老師代做的常規(guī)。設(shè)立開放實驗室后，在合理安排的前提下，學(xué)生對實驗的興趣和主動性明顯增強，在儀器的使用和動手能力等方面進步很快。一些重要儀器的使用率明顯提高，例如冷凍離心機、PCR儀等。

2．3以學(xué)生課外活動為載體，延伸課堂教學(xué)近幾年，我國越來越重視對大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，每年國家級、省級和校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目的申報就是一個例證。越來越多的大學(xué)生以團隊的方式在專業(yè)教師的指導(dǎo)下申報、完成創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。遺傳學(xué)相關(guān)的課題學(xué)生們一直很感興趣，努力將課堂上所學(xué)的知識和技能拓展為更深入的學(xué)術(shù)研究。另外，結(jié)合專業(yè)性競賽延伸課堂教學(xué)，例如一年一度的專業(yè)性競賽“遼寧省大學(xué)生動植物標本制作大賽”就是我校生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生很喜歡的一個競賽，筆者指導(dǎo)學(xué)生的作品“異色瓢蟲鞘翅的色斑遺傳”曾于2011年獲得該項競賽三等獎。

2．4授課手段與考核方式

2．4．1充分應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)將現(xiàn)代化的電教手段引入實驗課，以營造輕松和諧的課堂氛圍。教學(xué)中，教師需要做演示實驗時，為了確保每個同學(xué)都能看到，往往要穿梭于學(xué)生中進行演示，有了現(xiàn)代化的電教手段，可制作相關(guān)視頻來示范，既提高了課堂效率，又方便教師進行更多的指導(dǎo)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是課堂教學(xué)的補充和延伸，將一些操作步驟繁瑣的實驗做成演示課件放在網(wǎng)上可以實現(xiàn)教學(xué)資源的共享。

2．4．2考評方式多樣化，提高學(xué)生實驗的主動性和積極性考核方式需多樣化和細節(jié)量化。撰寫實驗報告既是學(xué)生科學(xué)思維能力和文字表達能力的綜合體現(xiàn)，也是大學(xué)本科生所應(yīng)具備的基本科學(xué)素養(yǎng)。因此，對于實驗報告，尤其是綜合性或者設(shè)計性實驗報告，我們要求學(xué)生按照科研論文的形式寫出材料和方法、結(jié)果分析和討論，要求學(xué)生對于原理、方法、步驟和結(jié)果撰寫必須簡潔準確，對實驗所采用方法的優(yōu)缺點分析后提出改進意見。另外，增強實驗過程中的考察與評價。教師可事先制訂每個實驗要考核的項目詳細列表，把實驗每一個小項都列入考察范圍，包括實驗操作的熟練程度、規(guī)范狀況和實驗結(jié)果，在考核中依據(jù)項目來評分，保證客觀公正。例如，在植物染色體制片中，從取材部位的準確，材料的染色適當(dāng)，染色體的分散狀況三個方面衡量實驗結(jié)果。這樣不僅提高了學(xué)生對實驗操作的重視程度，而且促使他們養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣。

3結(jié)語

遺傳學(xué)實驗教學(xué)的多方位改革，體現(xiàn)在靈活運用多種資源、多條途徑、多種方法，做到課內(nèi)與課外相結(jié)合，教學(xué)與科研相結(jié)合，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，積極培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力，以及發(fā)現(xiàn)—分析—解決問題的能力，培養(yǎng)出高素質(zhì)的人才。多方位改革遺傳學(xué)實驗教學(xué)是適應(yīng)遺傳學(xué)快速發(fā)展的必然，這是一項長期而艱巨的任務(wù)，需要科教工作者堅持不懈的努力。

作者：李賀 孫曉東 王莉 阮成江 單位：大連民族大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院