遺傳學實驗教學改革的思考與實踐論文
1引言
遺傳學是農(nóng)學、林學、醫(yī)學、生物學和生物技術(shù)等學科領(lǐng)域的一門極其重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，又是一門發(fā)展迅速、實踐性很強的學科，學科研究范圍正在不斷拓寬和深化，新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)。根據(jù)這一特點，近年來，許多高等院校對遺傳學實驗內(nèi)容、實驗項目和實驗指導教材進行了及時的調(diào)整和改革，取得了良好的教學效果。目前，著重于培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，提高學生創(chuàng)新意識的實驗教學改革正在進一步深化，對遺傳學實驗教學提出了更高的要求。因此，如何在有限的課時中既讓學生掌握遺傳學實驗的基本理論和基本方法，又能了解掌握遺傳學學科發(fā)展中產(chǎn)生的新技術(shù)、新方法，提高學生的創(chuàng)新能力，是擺在遺傳學實驗教學工作者面前的重要課題。這需要我們加深對新形勢下實驗教學理念的理解并對實驗教學方法做出新的改革嘗試。
2原實驗教學體系存在的問題
高校實驗教學的目標是訓練學生有較強的動手操作能力，提高設計實驗和分析解決實驗問題的能力。當前遺傳學實驗教學主要存在以下問題：教學內(nèi)容陳舊，驗證性實驗多，探究性實驗少，不能滿足學生掌握新技術(shù)、新方法的要求；實驗課和理論課脫節(jié)，教學評價體系不合理。實驗課通常是教師先講解實驗原理和步驟，學生按照實驗指導按部就班地操作，最后得到統(tǒng)一的結(jié)論，這樣的實驗課程不能適應現(xiàn)代遺傳學快速發(fā)展需要，對于學生的創(chuàng)新能力起不到提升作用。
創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是現(xiàn)代科技教育的核心目標，是適應現(xiàn)代科技和經(jīng)濟快速發(fā)展的必然要求，而創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是創(chuàng)新人才出現(xiàn)的基本途徑。近年來，各高校相繼開展了一些遺傳學實驗教學改革，并取得了一定的成果和效益。為了跟上現(xiàn)代遺傳學的快速發(fā)展，進一步提高實驗教學質(zhì)量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才，必須進行實驗教學體系和教學內(nèi)容的改革。
3實驗教學內(nèi)容的調(diào)整基礎(chǔ)性實驗
配合遺傳學經(jīng)典理論課程教學，精選基礎(chǔ)性、驗證性實驗的內(nèi)容。驗證性實驗以驗證經(jīng)典遺傳理論為主，其內(nèi)容包括：①驗證三大遺傳規(guī)律的實驗，所用材料可以是水稻、玉米等植物材料，也可以是果蠅、粗糙鏈孢霉等動物或微生物材料；②細胞遺傳學實驗，所訓練的實驗技術(shù)主要是染色體制片技術(shù)，包括有絲分裂和減數(shù)分裂的觀察、核型分析、染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異等實驗。驗證性實驗屬于常規(guī)實驗內(nèi)容，沒有反映出學科的新進展。但這些實驗對于培養(yǎng)學生的遺傳分析能力是不可缺少的，因此必須保留。驗證性實驗課時可以進行較大壓縮，教師可將一些在內(nèi)容上有關(guān)聯(lián)的實驗項目歸并，使學生在有限時間內(nèi)得到更多的訓練。例如，可將植物細胞的有絲分裂和植物染色體組型分析實驗歸并為一個實驗完成，直接選取較好的壓片照相后進行核型分析。
除了對經(jīng)典實驗的歸并、壓縮外，還可以利用現(xiàn)代新技術(shù)對簡單的驗證性實驗進行內(nèi)容的拓展，利用分子遺傳學手段進行深入研究。如遺傳學實驗中的人類AO血型鑒定實驗，由于其內(nèi)容少、操作簡單，開設高校較少、一些高校干脆取消。如果設想，是否可以通過現(xiàn)代的分子遺傳學手段進一步鑒定出每個學生的血液的基因型，最后統(tǒng)計全年級學生的血型，進行周圍人群AO血型的群體平衡分析。這樣即可將一個簡單的遺傳學驗證性實驗轉(zhuǎn)變成綜合性實驗。且其實驗材料來自學生自身，學生實驗積極性較高。
3。1設計性實驗
設計性實驗是開發(fā)學生創(chuàng)新能力的有力工具。設計性實驗可以在應用性較強的實驗中選取。例如，當前許多高校都開設了微核實驗，而微核實驗是用于檢測環(huán)境污染程度的的一種快速、簡便的方法。微核是真核生物細胞經(jīng)輻射和化學誘變產(chǎn)生的，在細胞分裂期間游離于主核之外的一種異常機構(gòu)。講清楚這些原理后，教師可以要求學生設計實驗檢測某一特定環(huán)境的污染程度，所用植物材料種類、實驗方案由學生自行選擇設計，比較不同植物材料用于微核檢測的效率、比較不同化學藥物的誘變效率等。實驗的每個環(huán)節(jié)，如試劑配制、實驗儀器的調(diào)整維護、實驗數(shù)據(jù)的收集和分析整理等都由學生自己完成。這樣就給了學生充足的創(chuàng)新空間，増強了學生查閱資料、分析問題和解決問題的能力，為學生今后獨立開展工作奠定基礎(chǔ)。
3。2綜合性實驗
開設綜合性實驗是當前教學改革的重要內(nèi)容。綜合性實驗并不是簡單的將多個內(nèi)容相近、相關(guān)的實驗項目湊合在一起，而是指學科間或?qū)W科內(nèi)知識的綜合，還可以指實驗形式的綜合。綜合性實驗的選取要適應學科發(fā)展的要求。隨著分子生物學技術(shù)的發(fā)展以及在子遺傳學水平。因此，遺傳學的綜合性實驗必須増設分子遺傳學實驗的內(nèi)容。
可以安排這樣2個綜合性實驗：①SSR分子標記遺傳分析1M1，在教學中利用己經(jīng)構(gòu)建水稻、玉米等植物的遺傳分離群體作為實驗材料，利用微衛(wèi)星（smpeSequenceRepeasSSR）分子標記技術(shù)指導學生通過實驗學習SR分子標記的原理和方法，應用SR指紋圖譜進行親緣關(guān)系鑒定；還可以利用生物信息學技術(shù)進行分子標記遺傳連鎖圖構(gòu)建。這個實驗綜合了多項研究內(nèi)容及分子遺傳學中的多項實驗技術(shù)，如DNA提取與純化、PC反應、DNA電泳、生物信息學等。這些技術(shù)的熟練掌握將為學生走上工作崗位奠定堅實的基礎(chǔ)；②熒光原位雜交實驗|101。熒光原位雜交是一項嶄新的分子細胞遺傳學技術(shù)實驗主要包括染色體玻片標本的制作、探針的標記、雜交、洗脫等步驟。這個實驗的綜合性更強，對于培養(yǎng)學生的全面實驗能力是十分有益的。
3。3實驗材料的拓展
通常在不同專業(yè)的遺傳學實驗教學中，實驗材料和實驗內(nèi)容多受專業(yè)的限制，如農(nóng)學、林學、草業(yè)等專業(yè)多側(cè)重以植物材料進行遺傳學實驗，而畜牧獸醫(yī)等專業(yè)則多注重以動物為材料的實驗教學。雖然這種側(cè)重無可厚非，但從純粹遺傳學研究的角度講，不同類型的生物材料（如微生物中的大腸桿菌、鏈孢霉、噬菌體，高等動物中的果蠅和人類，高等植物中的玉米、水稻和擬南芥等）在遺傳分析中各有其優(yōu)勢和局限性，對簡單生物或模式生物的遺傳分析有助于對復雜生物的研究。另一方面，現(xiàn)代遺傳學分析方法己經(jīng)打破了動物、植物和微生物之間的界限，可以直接對親緣關(guān)系遠近不同的生物種類進行遺傳比較和分析，還可通過突變和遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)，改變了以往從性狀到基因的分析方法，而是從基因到性狀的逆向遺傳學的遺傳分析方法。
4實驗教學形式和方法的多樣化
在教學形式和方法的創(chuàng)新中，如何激發(fā)并維持學生的學習興趣和用什么手段來達到較好的教學效果是必須解決的2個重點問題。實驗教學改革中必須改變傳統(tǒng)的教師先講解、學生完全按實驗指導書操作的單一模式，而應改用靈活多樣、雙向的教學形式。
�。�1）堅持以學生為主體的教育觀。培養(yǎng)學生思維的新穎性、獨特性、發(fā)展學生的思維風格。改單向接受式的教學為雙向互動式的教學模式，在遺傳學實驗中應以遺傳分析為主線，鼓勵學生參與實驗的全過程，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的能力，同時培養(yǎng)學生團結(jié)合作的團隊精神。在實驗課上教師只講解重點和難點，將大遺傳學教學中的廣泛應用，經(jīng)典遺傳學己步入現(xiàn)代分部分時間留給學生。自己分析、i寸論、發(fā)言。教師隨時糾正學生在實驗中的不規(guī)范做法，以提高課時的利用效率；同時要求學生在課外活動中訓練基本的實驗技能。
（2）規(guī)范實驗教學的各個環(huán)節(jié)。要求學生課前認真預習，在實驗報告中寫出實驗的收獲與體會，針對具體問題進行改進，在不斷摸索中提高實驗技能。對于綜合性實驗，要求實驗報告采取科研論文式報告形式，鍛煉學生的論文寫作能力。如實驗失敗，具體分析實驗失敗原因。
（3）充分應用現(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。對一些費時且需較多設備的實驗，可制作錄像在學生實驗操作前示范，如制作熒光原位雜交實驗的教學錄像。這既彌補了實驗課的不足，又拓寬了學生的知識面。網(wǎng)絡教學是課堂教學的補充和延伸，將一些較煩瑣的實驗做成演示課件放在網(wǎng)上可以實現(xiàn)教學資源的共享。教師還可以通過電子郵件與學生進行網(wǎng)上交流，通過網(wǎng)上信息反饋不斷提高教學質(zhì)量。
（4）考核是督促學生學習的重要手段。要使學生重視實驗課的學習，就必須提高實驗課的地位，將實驗課作為單獨的一門課程進行考核�？己瞬皇呛唵蔚亟o出分數(shù)，而必須對學生的知識、能力和素質(zhì)進行全面評價�？己吮仨氊灤┰诮虒W的全過程中。首先，在實驗過程中考查學生實驗操作的熟練程度，其次，檢查實驗報告的寫作水平和實驗結(jié)果的準確性，對綜合性實驗和設計性實驗，要著重考查學生分析和解決問題的能力�？己耸且粋�綜合評定過程，要從上述幾個方面建立操作性很強的考核指標體系，最好根據(jù)實驗中的重要環(huán)節(jié)給出評分點，特別注意増加設計性實驗和綜合性實驗的權(quán)重，考核中要注重發(fā)揮獎勵的激勵作用，對實驗中有創(chuàng)新表現(xiàn)的學生給予分數(shù)上的獎勵。
5結(jié)語
實驗教學的改革必須有一定的措施來保證：①必須面向?qū)W生開放實驗室，鼓勵學生自由安排時間，多進實驗室，多做、勤思考；②加大設計性實驗的的強度，要求學生參與實驗的全過程，學生從實驗的設計、準備、開展，直至拿出一個滿意的實驗結(jié)果，以保證實驗的系統(tǒng)性和完整性；③教師要做好學生實驗的后勤工作，在實驗中給學生提供必需的藥品和器材，并給予必要的理論知識指導和幫助�？傊z傳學實驗的教學改革需要多方的共同努力來完成。
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