遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思考與實(shí)踐論文
1引言
遺傳學(xué)是農(nóng)學(xué)、林學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)和生物技術(shù)等學(xué)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(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，學(xué)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(diǎn)，近年來(lái)，許多高等院校對(duì)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材進(jìn)行了及時(shí)的調(diào)整和改革，取得了良好的教學(xué)效果。目前，著重于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革正在進(jìn)一步深化，對(duì)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更高的要求。因此，如何在有限的課時(shí)中既讓學(xué)生掌握遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本理論和基本方法，又能了解掌握遺傳學(xué)學(xué)科發(fā)展中產(chǎn)生的新技術(shù)、新方法，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，是擺在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作者面前的重要課題。這需要我們加深對(duì)新形勢(shì)下實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念的理解并對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法做出新的改革嘗試。
2原實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系存在的問題
高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)是訓(xùn)練學(xué)生有較強(qiáng)的動(dòng)手操作能力，提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和分析解決實(shí)驗(yàn)問題的能力。當(dāng)前遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要存在以下問題：教學(xué)內(nèi)容陳舊，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，探究性實(shí)驗(yàn)少，不能滿足學(xué)生掌握新技術(shù)、新方法的要求；實(shí)驗(yàn)課和理論課脫節(jié)，教學(xué)評(píng)價(jià)體系不合理。實(shí)驗(yàn)課通常是教師先講解實(shí)驗(yàn)原理和步驟，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)按部就班地操作，最后得到統(tǒng)一的結(jié)論，這樣的實(shí)驗(yàn)課程不能適應(yīng)現(xiàn)代遺傳學(xué)快速發(fā)展需要，對(duì)于學(xué)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(biāo)，是適應(yīng)現(xiàn)代科技和經(jīng)濟(jì)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(lái)，各高校相繼開展了一些遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，并取得了一定的成果和效益。為了跟上現(xiàn)代遺傳學(xué)的快速發(fā)展，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才，必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容的改革。
3實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)
配合遺傳學(xué)經(jīng)典理論課程教學(xué)，精選基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證經(jīng)典遺傳理論為主，其內(nèi)容包括：①驗(yàn)證三大遺傳規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，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(dòng)物或微生物材料；②細(xì)胞遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，所訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)屬于常規(guī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，沒有反映出學(xué)科的新進(jìn)展。但這些實(shí)驗(yàn)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的遺傳分析能力是不可缺少的，因此必須保留。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課時(shí)可以進(jìn)行較大壓縮，教師可將一些在內(nèi)容上有關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目歸并，使學(xué)生在有限時(shí)間內(nèi)得到更多的訓(xùn)練。例如，可將植物細(xì)胞的有絲分裂和植物染色體組型分析實(shí)驗(yàn)歸并為一個(gè)實(shí)驗(yàn)完成，直接選取較好的壓片照相后進(jìn)行核型分析。
除了對(duì)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的歸并、壓縮外，還可以利用現(xiàn)代新技術(shù)對(duì)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行內(nèi)容的拓展，利用分子遺傳學(xué)手段進(jìn)行深入研究。如遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中的人類AO血型鑒定實(shí)驗(yàn)，由于其內(nèi)容少、操作簡(jiǎn)單，開設(shè)高校較少、一些高校干脆取消。如果設(shè)想，是否可以通過現(xiàn)代的分子遺傳學(xué)手段進(jìn)一步鑒定出每個(gè)學(xué)生的血液的基因型，最后統(tǒng)計(jì)全年級(jí)學(xué)生的血型，進(jìn)行周圍人群AO血型的群體平衡分析。這樣即可將一個(gè)簡(jiǎn)單的遺傳學(xué)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成綜合性實(shí)驗(yàn)。且其實(shí)驗(yàn)材料來(lái)自學(xué)生自身，學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性較高。
3。1設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力的有力工具。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以在應(yīng)用性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)中選取。例如，當(dāng)前許多高校都開設(shè)了微核實(shí)驗(yàn)，而微核實(shí)驗(yàn)是用于檢測(cè)環(huán)境污染程度的的一種快速、簡(jiǎn)便的方法。微核是真核生物細(xì)胞經(jīng)輻射和化學(xué)誘變產(chǎn)生的，在細(xì)胞分裂期間游離于主核之外的一種異常機(jī)構(gòu)。講清楚這些原理后，教師可以要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)某一特定環(huán)境的污染程度，所用植物材料種類、實(shí)驗(yàn)方案由學(xué)生自行選擇設(shè)計(jì)，比較不同植物材料用于微核檢測(cè)的效率、比較不同化學(xué)藥物的誘變效率等。實(shí)驗(yàn)的每個(gè)環(huán)節(jié)，如試劑配制、實(shí)驗(yàn)儀器的調(diào)整維護(hù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集和分析整理等都由學(xué)生自己完成。這樣就給了學(xué)生充足的創(chuàng)新空間，増強(qiáng)了學(xué)生查閱資料、分析問題和解決問題的能力，為學(xué)生今后獨(dú)立開展工作奠定基礎(chǔ)。
3。2綜合性實(shí)驗(yàn)
開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)是當(dāng)前教學(xué)改革的重要內(nèi)容。綜合性實(shí)驗(yàn)并不是簡(jiǎn)單的將多個(gè)內(nèi)容相近、相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目湊合在一起，而是指學(xué)科間或?qū)W科內(nèi)知識(shí)的綜合，還可以指實(shí)驗(yàn)形式的綜合。綜合性實(shí)驗(yàn)的選取要適應(yīng)學(xué)科發(fā)展的要求。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及在子遺傳學(xué)水平。因此，遺傳學(xué)的綜合性實(shí)驗(yàn)必須増?jiān)O(shè)分子遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。
可以安排這樣2個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)：①SSR分子標(biāo)記遺傳分析1M1，在教學(xué)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(shí)驗(yàn)材料，利用微衛(wèi)星（smpeSequenceRepeasSSR）分子標(biāo)記技術(shù)指導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)SR分子標(biāo)記的原理和方法，應(yīng)用SR指紋圖譜進(jìn)行親緣關(guān)系鑒定；還可以利用生物信息學(xué)技術(shù)進(jìn)行分子標(biāo)記遺傳連鎖圖構(gòu)建。這個(gè)實(shí)驗(yàn)綜合了多項(xiàng)研究?jī)?nèi)容及分子遺傳學(xué)中的多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，如DNA提取與純化、PC反應(yīng)、DNA電泳、生物信息學(xué)等。這些技術(shù)的熟練掌握將為學(xué)生走上工作崗位奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；②熒光原位雜交實(shí)驗(yàn)|101。熒光原位雜交是一項(xiàng)嶄新的分子細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)主要包括染色體玻片標(biāo)本的制作、探針的標(biāo)記、雜交、洗脫等步驟。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的綜合性更強(qiáng)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的全面實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ鞘钟幸娴摹?/p>
3。3實(shí)驗(yàn)材料的拓展
通常在不同專業(yè)的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多受專業(yè)的限制，如農(nóng)學(xué)、林學(xué)、草業(yè)等專業(yè)多側(cè)重以植物材料進(jìn)行遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，而畜牧獸醫(yī)等專業(yè)則多注重以動(dòng)物為材料的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。雖然這種側(cè)重?zé)o可厚非，但從純粹遺傳學(xué)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(dòng)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(shì)和局限性，對(duì)簡(jiǎn)單生物或模式生物的遺傳分析有助于對(duì)復(fù)雜生物的研究。另一方面，現(xiàn)代遺傳學(xué)分析方法己經(jīng)打破了動(dòng)物、植物和微生物之間的界限，可以直接對(duì)親緣關(guān)系遠(yuǎn)近不同的生物種類進(jìn)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(xué)的遺傳分析方法。
4實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式和方法的多樣化
在教學(xué)形式和方法的創(chuàng)新中，如何激發(fā)并維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和用什么手段來(lái)達(dá)到較好的教學(xué)效果是必須解決的2個(gè)重點(diǎn)問題。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中必須改變傳統(tǒng)的教師先講解、學(xué)生完全按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書操作的單一模式，而應(yīng)改用靈活多樣、雙向的教學(xué)形式。
�。�1）堅(jiān)持以學(xué)生為主體的教育觀。培養(yǎng)學(xué)生思維的新穎性、獨(dú)特性、發(fā)展學(xué)生的思維風(fēng)格。改單向接受式的教學(xué)為雙向互動(dòng)式的教學(xué)模式，在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)以遺傳分析為主線，鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的全過程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作的團(tuán)隊(duì)精神。在實(shí)驗(yàn)課上教師只講解重點(diǎn)和難點(diǎn)，將大遺傳學(xué)教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，經(jīng)典遺傳學(xué)己步入現(xiàn)代分部分時(shí)間留給學(xué)生。自己分析、i寸論、發(fā)言。教師隨時(shí)糾正學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的不規(guī)范做法，以提高課時(shí)的利用效率；同時(shí)要求學(xué)生在課外活動(dòng)中訓(xùn)練基本的實(shí)驗(yàn)技能。
（2）規(guī)范實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。要求學(xué)生課前認(rèn)真預(yù)習(xí)，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中寫出實(shí)驗(yàn)的收獲與體會(huì)，針對(duì)具體問題進(jìn)行改進(jìn)，在不斷摸索中提高實(shí)驗(yàn)技能。對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn)，要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告采取科研論文式報(bào)告形式，鍛煉學(xué)生的論文寫作能力。如實(shí)驗(yàn)失敗，具體分析實(shí)驗(yàn)失敗原因。
�。�3）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(shí)驗(yàn)課，以營(yíng)造輕松和諧的課堂氛圍。對(duì)一些費(fèi)時(shí)且需較多設(shè)備的實(shí)驗(yàn)，可制作錄像在學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作前示范，如制作熒光原位雜交實(shí)驗(yàn)的教學(xué)錄像。這既彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)課的不足，又拓寬了學(xué)生的知識(shí)面。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是課堂教學(xué)的補(bǔ)充和延伸，將一些較煩瑣的實(shí)驗(yàn)做成演示課件放在網(wǎng)上可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的共享。教師還可以通過電子郵件與學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)上交流，通過網(wǎng)上信息反饋不斷提高教學(xué)質(zhì)量。
�。�4）考核是督促學(xué)生學(xué)習(xí)的重要手段。要使學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，就必須提高實(shí)驗(yàn)課的地位，將實(shí)驗(yàn)課作為單獨(dú)的一門課程進(jìn)行考核�？己瞬皇呛�(jiǎn)單地給出分?jǐn)?shù)，而必須對(duì)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)進(jìn)行全面評(píng)價(jià)�？己吮仨氊灤┰诮虒W(xué)的全過程中。首先，在實(shí)驗(yàn)過程中考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的熟練程度，其次，檢查實(shí)驗(yàn)報(bào)告的寫作水平和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，要著重考查學(xué)生分析和解決問題的能力�？己耸且粋�(gè)綜合評(píng)定過程，要從上述幾個(gè)方面建立操作性很強(qiáng)的考核指標(biāo)體系，最好根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的重要環(huán)節(jié)給出評(píng)分點(diǎn)，特別注意増加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的權(quán)重，考核中要注重發(fā)揮獎(jiǎng)勵(lì)的激勵(lì)作用，對(duì)實(shí)驗(yàn)中有創(chuàng)新表現(xiàn)的學(xué)生給予分?jǐn)?shù)上的獎(jiǎng)勵(lì)。
5結(jié)語(yǔ)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革必須有一定的措施來(lái)保證：①必須面向?qū)W生開放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生自由安排時(shí)間，多進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，多做、勤思考；②加大設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的的強(qiáng)度，要求學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的全過程，學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備、開展，直至拿出一個(gè)滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以保證實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性和完整性；③教師要做好學(xué)生實(shí)驗(yàn)的后勤工作，在實(shí)驗(yàn)中給學(xué)生提供必需的藥品和器材，并給予必要的理論知識(shí)指導(dǎo)和幫助。總之，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革需要多方的共同努力來(lái)完成。
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