遗传学实验教学多方位改革范文

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遗传学实验是全国综合性大学、师范、医学或农科大学中生物科学、生物技术、农学、医学类等专业一门重要的专业基础课实验［1］。遗传学本身是一门实验性很强的学科，现代分子遗传学的迅速发展使得遗传学课程的相关内容也随之发展迅速，教科书内容更新扩充明显，给遗传学实验的教学带来了很大的挑战，对实验内容的设置、教学方法及形式等也提出了更高的要求，因此，遗传学实验课的教学改革势在必行。不少教师与时俱进，在遗传学实验教学中进行了大量的改革研究，取得了较好的研究成果。在此结合我校的实际情况，探讨多方位遗传学实验教学改革的措施。

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6～9学时(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9学时的综合性实验(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

遗传学实验教学的多方位改革，体现在灵活运用多种资源、多条途径、多种方法，做到课内与课外相结合，教学与科研相结合，充分调动学生学习的兴趣，积极培养学生的动手能力、创新能力，以及发现—分析—解决问题的能力，培养出高素质的人才。多方位改革遗传学实验教学是适应遗传学快速发展的必然，这是一项长期而艰巨的任务，需要科教工作者坚持不懈的努力。

作者：李贺 孙晓东 王莉 阮成江 单位：大连民族大学 环境与资源学院