遗传学实验教学改革的思考与实践

　　引言

　　遗传学是农学、林学、医学、生物学和生物技术等学科领域的一门极其重要的专业基础课程，又是一门发展迅速、实践性很强的学科，学科研究范围正在不断拓宽和深化，新技术、新方法不断涌现。根据这一特点，近年来，许多高等院校对遗传学实验内容、实验项目和实验指导教材进行了及时的调整和改革，取得了良好的教学效果。目前，着重于培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生创新意识的实验教学改革正在进一步深化，对遗传学实验教学提出了更高的要求。因此，如何在有限的课时中既让学生掌握遗传学实验的基本理论和基本方法，又能了解掌握遗传学学科发展中产生的新技术、新方法，提高学生的创新能力，是摆在遗传学实验教学工作者面前的重要课题。这需要我们加深对新形势下实验教学理念的理解并对实验教学方法做出新的改革尝试。

　　2原实验教学体系存在的问题

　　高校实验教学的目标是训练学生有较强的动手操作能力，提高设计实验和分析解决实验问题的能力。当前遗传学实验教学主要存在以下问题:教学内容陈旧，验证性实验多，探究性实验少，不能满足学生掌握新技术、新方法的要求;实验课和理论课脱节，教学评价体系不合理。实验课通常是教师先讲解实验原理和步骤，学生按照实验指导按部就班地操作，最后得到统一的结论，这样的实验课程不能适应现代遗传学快速发展需要，对于学生的创新能力起不到提升作用。

　　创新人才的培养是现代科技教育的核心目标，是适应现代科技和经济快速发展的必然要求，而创新能力的培养是创新人才出现的基本途径。近年来，各高校相继开展了一些遗传学实验教学改革，并取得了一定的成果和效益。为了跟上现代遗传学的快速发展，进一步提高实验教学质量，培养具有创新精神和实践能力的人才，必须进行实验教学体系和教学内容的改革。

　　3实验教学内容的调整基础性实验

　　配合遗传学经典理论课程教学，精选基础性、验证性实验的内容。验证性实验以验证经典遗传理论为主，其内容包括:①验证三大遗传规律的实验，所用材料可以是水稻、玉米等植物材料，也可以是果蝇、粗糙链孢霉等动物或微生物材料;②细胞遗传学实验，所训练的实验技术主要是染色体制片技术，包括有丝分裂和减数分裂的观察、核型分析、染色体结构和数目的变异等实验。验证性实验属于常规实验内容，没有反映出学科的新进展。但这些实验对于培养学生的遗传分析能力是不可缺少的，因此必须保留。验证性实验课时可以进行较大压缩，教师可将一些在内容上有关联的实验项目归并，使学生在有限时间内得到更多的训练。例如，可将植物细胞的有丝分裂和植物染色体组型分析实验归并为一个实验完成，直接选取较好的压片照相后进行核型分析。

　　除了对经典实验的归并、压缩外，还可以利用现代新技术对简单的验证性实验进行内容的拓展，利用分子遗传学手段进行深入研究。如遗传学实验中的人类AO血型鉴定实验，由于其内容少、操作简单，开设高校较少、一些高校干脆取消。如果设想，是否可以通过现代的分子遗传学手段进一步鉴定出每个学生的血液的基因型，最后统计全年级学生的血型，进行周围人群AO血型的群体平衡分析。这样即可将一个简单的遗传学验证性实验转变成综合性实验。且其实验材料来自学生自身，学生实验积极性较高。

　　32设计性实验

　　设计性实验是开发学生创新能力的有力工具。设计性实验可以在应用性较强的实验中选取。例如，当前许多高校都开设了微核实验，而微核实验是用于检测环境污染程度的的一种快速、简便的方法。微核是真核生物细胞经辐射和化学诱变产生的，在细胞分裂期间游离于主核之外的一种异常机构。讲清楚这些原理后，教师可以要求学生设计实验检测某一特定环境的污染程度，所用植物材料种类、实验方案由学生自行选择设计，比较不同植物材料用于微核检测的效率、比较不同化学药物的诱变效率等。实验的每个环节，如试剂配制、实验仪器的调整维护、实验数据的收集和分析整理等都由学生自己完成。这样就给了学生充足的创新空间，増强了学生查阅资料、分析问题和解决问题的能力，为学生今后独立开展工作奠定基础。

　　33综合性实验

　　开设综合性实验是当前教学改革的重要内容。综合性实验并不是简单的将多个内容相近、相关的实验项目凑合在一起，而是指学科间或学科内知识的综合，还可以指实验形式的综合。综合性实验的选取要适应学科发展的要求。随着分子生物学技术的发展以及在子遗传学水平。因此，遗传学的综合性实验必须増设分子遗传学实验的内容。

　　可以安排这样2个综合性实验:①SSR分子标记遗传分析1M1，在教学中利用己经构建水稻、玉米等植物的遗传分离群体作为实验材料，利用微卫星（smpeSequenceRepeasSSR)分子标记技术指导学生通过实验学习SR分子标记的原理和方法，应用SR指纹图谱进行亲缘关系鉴定;还可以利用生物信息学技术进行分子标记遗传连锁图构建。这个实验综合了多项研究内容及分子遗传学中的多项实验技术，如DNA提取与纯化、PC反应、DNA电泳、生物信息学等。这些技术的熟练掌握将为学生走上工作岗位奠定坚实的基础;②荧光原位杂交实验|101。荧光原位杂交是一项崭新的分子细胞遗传学技术实验主要包括染色体玻片标本的制作、探针的标记、杂交、洗脱等步骤。这个实验的综合性更强，对于培养学生的全面实验能力是十分有益的。

　　34实验材料的拓展

　　通常在不同专业的遗传学实验教学中，实验材料和实验内容多受专业的限制，如农学、林学、草业等专业多侧重以植物材料进行遗传学实验，而畜牧兽医等专业则多注重以动物为材料的实验教学。虽然这种侧重无可厚非，但从纯粹遗传学研究的角度讲，不同类型的生物材料（如微生物中的大肠杆菌、链孢霉、噬菌体，高等动物中的果蝇和人类，高等植物中的玉米、水稻和拟南芥等）在遗传分析中各有其优势和局限性，对简单生物或模式生物的遗传分析有助于对复杂生物的研究。另一方面，现代遗传学分析方法己经打破了动物、植物和微生物之间的界限，可以直接对亲缘关系远近不同的生物种类进行遗传比较和分析，还可通过突变和遗传转化技术，改变了以往从性状到基因的分析方法，而是从基因到性状的逆向遗传学的遗传分析方法。

　　4实验教学形式和方法的多样化

　　在教学形式和方法的创新中，如何激发并维持学生的学习兴趣和用什么手段来达到较好的教学效果是必须解决的2个重点问题。实验教学改革中必须改变传统的教师先讲解、学生完全按实验指导书操作的单一模式，而应改用灵活多样、双向的教学形式。

　　(1)坚持以学生为主体的教育观。培养学生思维的新颖性、独特性、发展学生的思维风格。改单向接受式的教学为双向互动式的教学模式，在遗传学实验中应以遗传分析为主线，鼓励学生参与实验的全过程，培养学生创造性思维的能力，同时培养学生团结合作的团队精神。在实验课上教师只讲解重点和难点，将大遗传学教学中的广泛应用，经典遗传学己步入现代分部分时间留给学生.自己分析、i寸论、发言。教师随时纠正学生在实验中的不规范做法，以提高课时的利用效率；同时要求学生在课外活动中训练基本的实验技能。

　　(2)规范实验教学的各个环节。要求学生课前认真预习，在实验报告中写出实验的收获与体会，针对具体问题进行改进，在不断摸索中提高实验技能。对于综合性实验，要求实验报告采取科研论文式报告形式，锻炼学生的论文写作能力。如实验失败，具体分析实验失败原因。

　　(3)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。对一些费时且需较多设备的实验，可制作录像在学生实验操作前示范，如制作荧光原位杂交实验的教学录像。这既弥补了实验课的不足，又拓宽了学生的知识面。网络教学是课堂教学的补充和延伸，将一些较烦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。教师还可以通过电子邮件与学生进行网上交流，通过网上信息反馈不断提高教学质量。

　　(4)考核是督促学生学习的重要手段。要使学生重视实验课的学习，就必须提高实验课的地位，将实验课作为单独的一门课程进行考核。考核不是简单地给出分数，而必须对学生的知识、能力和素质进行全面评价。考核必须贯穿在教学的全过程中。首先，在实验过程中考查学生实验操作的熟练程度，其次，检查实验报告的写作水平和实验结果的准确性，对综合性实验和设计性实验，要着重考查学生分析和解决问题的能力。考核是一个综合评定过程，要从上述几个方面建立操作性很强的考核指标体系，最好根据实验中的重要环节给出评分点，特别注意増加设计性实验和综合性实验的权重，考核中要注重发挥奖励的激励作用，对实验中有创新表现的学生给予分数上的奖励。

　　5结语

　　实验教学的改革必须有一定的措施来保证:①必须面向学生开放实验室，鼓励学生自由安排时间，多进实验室，多做、勤思考;②加大设计性实验的的强度，要求学生参与实验的全过程，学生从实验的设计、准备、开展，直至拿出一个满意的实验结果，以保证实验的系统性和完整性;③教师要做好学生实验的后勤工作，在实验中给学生提供必需的药品和器材，并给予必要的理论知识指导和帮助。总之，遗传学实验的教学改革需要多方的共同努力来完成。

　                        　闰绍鹏，王秋玉，王晶英

　　                   （东北林业大学生命科学学院，黑龙江哈尔滨150040)