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摘要：
針對社會對人才培養質量的要求，結合地方院校的實際，對遺傳學實驗教學改革進行了探索．通過優化實驗內容，豐富實驗材料，運用現代教育技術，開放遺傳學實驗室，建立實驗評價體系等途徑，培養學生的專業實踐技能和創新能力，提高學生的綜合素質．
關鍵詞：
地方院校；遺傳學實驗；教學改革
遺傳學實驗是高等學校生物類專業的必修課．通過遺傳學實驗教學，對于培養學生動手能力、遺傳研究能力，以及學生發現問題、分析問題和解決問題能力［1］，具有重要的作用．但是，現行的遺傳學實驗教學中，普遍存在以驗證遺傳的基本規律為主，缺乏綜合性、研究性實驗；多數遺傳學實驗經歷時間長，一次實驗課僅有約3學時，許多實驗操作不得不由教師代替完成，學生真正動手操作時間較少，很難對學生開放實驗室；教學手段上以一臺顯微鏡打天下，實驗內容多局限于細胞遺傳學范圍內；實驗成績評定上，不管實驗過程和結果，只要實驗報告寫得好，實驗成績就高．這些問題制約了學生發現問題、分析問題、解決問題能力和動手能力的培養［2－5］．面對這些困難和挑戰，必須改變實驗教學的傳統思想和觀念，開辟實驗教學新思路，構建適應新形勢的新型實驗教學模式．為此，我們針對社會對人才培養質量的要求，結合地方院校的實際，對遺傳學實驗教學改革進行了探索，取得了一些成效．
1優化實驗內容，構建合理的知識體系
遺傳學科的不斷發展和研究領域的不斷擴大，遺傳學實驗與生物專業中的很多學科的實驗相互滲透、相互聯系．在遺傳學實驗教學中，我們對實驗體系和教學內容做了如下改革．
1．1實驗教學體系的建立
遺傳學實驗教學既要符合人才培養的目標要求，又要盡可能反映本學科的特點．對遺傳學實驗的課程結構進行了調整，建立了“驗證性→綜合性→研究性”逐層遞進的實驗教學體系，從生物的個體水平、細胞水平、分子水平和群體水平等方面確立了5個教學模塊，有利于系統培養學生的遺傳研究技能，拓寬學生對遺傳學知識的理解，提高學生的動手能力、綜合實驗設計能力和創新能力［6－7］．
1．2實驗內容優化整合
將遺傳學實驗內容整合為以下5個教學模塊：經典遺傳學實驗模塊．以果蠅或玉米雜交實驗為基礎，在教師的指導下，學生完成從實驗方案的制定、雜交組合的選擇，到實驗操作、觀察和記錄、顯著性分析等全過程．目的在于驗證和分析遺傳的基本規律，學習雜交技術．該模塊實驗項目有果蠅雜交綜合性實驗，玉米雜交綜合性實驗．細胞遺傳學實驗模塊．以根尖、花蕾或骨髓等細胞制片技術為基礎，學習實驗材料的培養和處理方法，細胞制片技術，有絲分裂和減數分裂觀察，核型分析方法．該模塊實驗項目有植物核型分析，動物核型分析等綜合性實驗，花粉母細胞減數分裂的制片技術，果蠅唾腺染色體的制片技術和人類X染色質觀察等．分子遺傳學實驗模塊．通過動植物、細菌DNA的提取、純化、擴增和電泳，得到DNA標本，為進一步研究DNA的功能奠定基礎．該模塊實驗項目有DNA提取及純化，PCR擴增技術，DNA電泳技術等研究性實驗．遺傳毒理學實驗模塊．運用蠶豆根尖微核技術檢測環境中的有毒有害物質的遺傳毒性把對比試驗法、假說演繹法等科研方法運用于實驗中；人工誘發多倍體，為多倍體育中奠定基礎．該模塊實驗項目有誘變物質的微核檢測技術，植物多倍體誘導技術等設計性試驗等．群體遺傳學實驗模：通過人類ABO血型或PTC嘗味調查和分析，計算其基因頻率和基因型頻率，經假設性檢驗，判斷是否達到遺傳平衡．該模塊實驗項目有人類ABO血性分析，群體遺傳平衡分析（PTC嘗味）等．在上述5個教學模塊中，驗證性實驗占40％，綜合性和研究性實驗各占30％．要求學生以實驗小組為單位，在每個模塊中至少選1～2個實驗項目．這5個教學模塊的特點是：從不同層次、不同角度學習研究生物遺傳的方法；除個別實驗項目開成單獨實驗外，其余大部分實驗均開成綜合性或研究性實驗，把幾個內容上聯系緊密的實驗開成1個綜合性或研究性實驗．如把根尖制片技術、有絲分裂觀察、核性分析3個實驗綜合為植物的核型研究．綜合性或研究性實驗要求學生完成從選題、收集和分析資料、設計實驗方案，到動手操作到結果分析和論文撰寫全過程．在實驗結束后，學生匯報實驗成果，請有關老師參加實驗成果匯報答辯，對實驗進行總結，提出建議［8－9］．最后，根據實驗報告、答辯情況綜合評出實驗成績．實踐結果表明，綜合性或研究性實驗不僅可以加深學生對基本知識的理解，而且還可以掌握更多的實驗操作技術，鍛煉學生的實踐動手能力，提高學生的學習興趣，還能培養學生的科學分析方法、獨立操作和解決實際問題的能力，極大地激勵了學生的積極性［10－12］．
2豐富實驗材料，提高實驗教學的創新性
傳統的遺傳學實驗，由于實驗材料的局限性，常常選擇操作方便、容易得到實驗結果的果蠅或洋蔥做實驗材料．選擇單一的實驗材料，不僅影響學生對遺傳規律的普遍性的全面理解，而且也不利于創新精神的培養．因此，在實驗中，要求每次實驗至少準備3～5種不同的材料供學生選擇，學生也可以自己采集實驗材料．有了豐富的實驗材料，要求學生分組觀察不同的材料，甚至有的學生另外選擇材料進行觀察．如核型分析實驗，實驗室提供的材料是植物材料如蠶豆、大蒜、洋蔥、黑麥，動物材料小鼠、牛蛙，有3組同學還分別選擇了鐵皮石斛、川貝、寬體沙鰍等經濟價值很高的材料做核型分析．豐富的實驗材料，不僅能完成實驗任務，達到實驗目的，而且能拓寬學生視野，培養學生發現問題、主動探索新知的創造能力［13］．
3運用現代教育技術，提高實驗教學效果
遺傳學實驗從材料準備到實驗結果，時間長，有的幾天，有的幾十天，學生很難通過講解理解實驗的全過程．有些實驗現象、儀器操作等用講解的方式教學，不直觀、不形象，學生難以理解．現代教育技術能圖文聲像并茂，動靜結合，使教學內容直觀形象，很容易使學生理解．因此，在遺傳學實驗教學中，充分應用現代教育技術，能使復雜問題簡單化，抽象問題具體化，幫助學生加深理解，提高實驗效果．
3．1錄像技術在遺傳學實驗教學中的應用
采用數碼攝像機或稍好一點的手機等記錄整個實驗過程，再對實驗全過程進行編輯處理，制成視頻報告．學生提交的視頻報告，既能反映實驗全過程，突出重要的實驗現象，又不失實驗的真實性．例如，蠶豆根尖微核技術實驗，從蠶豆發根，染毒處理和對照處理，恢復培養，根尖固定、解離、制片，以及實驗結果，都讓學生定期拍攝實驗過程和實驗現象，制成視頻資料提交．視頻資料不僅記錄了從學生自己親自動手準備實驗，到觀察到實驗結果的全過程，而且實驗結果客觀真實，還能發現一些容易被忽略的問題，有利于提高教學效果［14］．
3．2多媒體技術在遺傳學實驗教學中的應用
在觀察動植物細胞有絲分裂、減數分裂實驗中，學生難以觀察到各時期的分裂細胞，對細胞分裂的動態過程缺乏整體認識．充分利用計算機強大的計算及數據處理功能，將文本、圖像、聲音、動畫及視頻等多媒體信息結合在一起，將細胞分裂的各時期圖像按先后順序制成Flash動畫，連續播放全過程，增強了學生對染色體動態變化的理解，為學生創造了全方位的學習途徑［15－16］．通過應用多媒體技術，可以充分調動學生的學習興趣，更有利于學生理解有絲分裂、減數分裂過程，掌握有絲分裂、減數分裂各時期的特點，使他們在較短的時間內全面、系統地掌握實驗原理和實驗過程［14］．
3．3數碼顯微互動系統在遺傳學實驗教學中的應用
數碼顯微互動系統由數碼顯微鏡、局域網、投影儀實物展示平臺等組成，不僅能展示每個學生顯微鏡下觀察到的內容，進行及時的顯微攝影，記錄實驗結果，將實驗效果好的展示在投影屏幕上，讓全體同學都能觀察到．而且還能進行師生交流，及時解決學生的問題．例如用數碼顯微系統做多線染色體觀察實驗，實驗難點是不易辨認立體顯微鏡下的唾液腺，將顯微鏡下的果蠅唾液腺和唾液腺染色體圖像及時投影在大屏幕上，讓學生看到實在的唾液腺和唾液腺染色體，增加感性認識，互相學習，大大提高實驗的成功率．
4開放遺傳學實驗室，培養學生的實際工作能力
開放式實驗教學是培養學生實驗操作技能、創新意識、綜合分析問題和解決問題能力的重要途徑．根據遺傳學實驗室的開放對象：綜合性、設計性實驗，大學生科研，畢業論文等實驗項目．開放程序：學生根據教學和科研要求，自己查閱資料，設計實驗方案，提出實驗申請，經指導教師和實驗員同意，實驗室主任批準后方可進入開放性實驗室．在教師的指導下，從實驗材料的培養和準備，藥品的配置，方案的實施，到最后寫出實驗報告等全過程均由學生獨立完成．在整個過程中，充分體現以教師為主導，學生為主體．在核型分析、果蠅雜交和蠶豆根尖微核技術實驗中，實驗周期較長，過去由教師準備實驗材料，學生實驗只是進行結論的驗證和練習操作技術，很難完成整個實驗過程．在植物細胞核型分析的開放式實驗教學中，從資料查閱，方案的制定，根尖的培養、固定、解離、制片、觀察、攝影，染色體圖片分析等操作過程，都讓學生自己去處理，教師只起指導作用．又如果蠅的雜交實驗中，學生參與培養基的配制、果蠅的飼養、果蠅的分瓶及果蠅形態的初步觀察，雜交組合的設計，處女蠅的收集，觀察記錄，數據處理等過程都由學生自主完成［14，17］．實踐證明，在遺傳學實驗教學中，開放實驗室，積極開設綜合性和研究性實驗，教師做好學生學習的引導者［13］．學生通過自主選擇喜歡的實驗內容，自己查閱資料，設計實驗方案，以科技論文的格式提交實驗報告，既增強了學生的科研能力、自主學習能力和合作共事能力，為今后畢業論文和獨立開展科學研究奠定了良好的基礎．
5以量化考核為重點，建立實驗評價體系
遺傳學實驗效果評價是否客觀、科學，直接影響著學生的學習動力、學習態度、學習效果和教學效果．目標是評價的依據，又是評價所致力于達到的終極結果．通過多年的實踐，根據教學目標將遺傳學實驗效果評價分為形成性評價和終結性評價．
5．1形成性評價
評價的內容包括實驗預習、實驗過程、實驗結果、實驗報告與考勤等環節進行評價．每一次實驗滿分100分，實驗預習占10％，實驗設計方案占20％，實驗材料、儀器、藥品的準備占10％，實驗檢測、觀察、記錄等實驗過程占20％，實驗結果及分析占20％，實驗報告占20％．實驗預習要求學生在實驗報告上寫出實驗目的、原理、操作步驟和注意事項等，實驗前抽查．實驗過程包括材料準備、藥品配置、儀器使用和操作程序等．實驗結果是交玻片標本、圖片或數據及處理等．實驗報告要求工整、規范，內容包括實驗預習內容、操作步驟修正部分、實驗結果照片或繪圖、實驗數據及其處理、分析與討論、心得與建議．考勤上，每次實驗進行中按桌點名，不參加實驗者無實驗成績，必須補做實驗后才有成績．一期內實驗缺3次者，不得參加期末考試．研究性實驗要進行報告和答辯的實驗，報告和答辯各占20％，其余環節占60％．
5．2終結性評價
遺傳學實驗作為一門獨立課程單獨考核，實行滿分百分制，形成性評價占50％，其中基礎實驗占20％，綜合性實驗和研究性實驗各占15％；期末考試占50％，二者合起來作為這門課的終結性評價．這種評價體系不僅強調過程，突出動手能力，結果真實，而且能促使學生主動參與，培養學生科研素質、創新能力．在遺傳學實驗教學中，加大考核力度，對培養學生的綜合能力和科學方法具有重要作用［5，18－19］．期末考核試題內容涉及實驗目的、原理，藥品配置，材料培養和處理，操作程序，儀器使用方法，實驗設計，實驗操作（實驗室獨立完成）等方面．在遺傳學實驗教學中，應以學生的創新能力培養為目標，改革遺傳學實驗教學內容，開放式的遺傳學實驗教學，多樣化的考核方式，這對培養生命科學領域中的創新人才具有重要意義．
作者：唐正義 李興霞 單位：內江師范學院生命科學學院
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