程羅根　朱媛媛　周洲　顧曙余

摘要：遺傳學(xué)是一門發(fā)展速度很快的生物學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科，也是一門實驗性和應(yīng)用性很強的學(xué)科。在遺傳學(xué)實驗課的教學(xué)過程中，如何在驗證遺傳規(guī)律的同時，結(jié)合遺傳學(xué)科的特點，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性和創(chuàng)造性是提高遺傳學(xué)實驗課程教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵目標之一。

關(guān)鍵詞：遺傳實驗；創(chuàng)新；教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號：G642.423 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）08-0101-02

遺傳實驗課程歷史悠久，隨著科技的進步和科學(xué)的發(fā)展，實驗內(nèi)容在不斷地擴充、更新與深化，從早期的細胞遺傳學(xué)實驗、微生物遺傳學(xué)實驗發(fā)展到現(xiàn)代的分子遺傳學(xué)實驗。但是，在遺傳史上的一些經(jīng)典實驗仍需要保留，因為這些實驗的原理和設(shè)計精髓對現(xiàn)代生物學(xué)研究仍然有著不可替代的科學(xué)意義。當(dāng)然，保留這些傳統(tǒng)實驗不是要幾十年甚至幾百年機械地簡單重復(fù)，這樣做不僅不能培養(yǎng)學(xué)生的求知欲與創(chuàng)新意識，反而會使學(xué)生產(chǎn)生厭倦情緒。如何在傳統(tǒng)實驗中引入創(chuàng)新設(shè)計和創(chuàng)新思想，這是遺傳學(xué)實驗課程改革的一項重要課題。

一、精選經(jīng)典實驗，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

遺傳學(xué)實驗是生物、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，在開設(shè)遺傳實驗課的高校中，大多數(shù)高校（包括南京師范大學(xué)）都保留了“果蠅的性狀、生活史觀察及飼養(yǎng)”、“果蠅雜交”、“果蠅的伴性遺傳”和“果蠅唾腺染色體標本的制備與觀察”等傳統(tǒng)實驗內(nèi)容。大家仍然選擇果蠅的實驗內(nèi)容，主要是因為果蠅具有材料易得、有多種突變類型、容易培養(yǎng)、繁殖速度快、性狀易于觀察等許多優(yōu)點，在較短的時間內(nèi)能夠完成分離規(guī)律、自由組合規(guī)律和連鎖互換規(guī)律的驗證以及伴性遺傳、絞花遺傳現(xiàn)象分析和染色體分析等研究內(nèi)容。但是這些實驗往往都是在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)實驗教材的步驟一步步地去操作、去驗證，學(xué)生能夠發(fā)揮創(chuàng)造性的機會很小，導(dǎo)致學(xué)生做實驗的熱情不夠高。為了克服這個缺點，我們只提供給學(xué)生黑體小翅焦剛毛白眼和灰體長翅直剛毛紅眼兩種果蠅品系，在果蠅的這四對性狀中，控制眼睛顏色、翅的形狀和剛毛類型的基因位于X染色體，控制身體顏色的基因位于常染色體，然后讓學(xué)生自己去設(shè)計雜交實驗驗證三大遺傳規(guī)律并觀察伴性遺傳和絞花遺傳現(xiàn)象，最后將實驗結(jié)果形成一個綜合報告。經(jīng)過幾屆學(xué)生的實踐，我們發(fā)現(xiàn)效果非常好，學(xué)生可以選擇不同的雜交方式、選擇不同的基因去進行分析，既驗證了相關(guān)的遺傳理論，又發(fā)揮了自己的創(chuàng)造性。

二、注重綜合性實驗，強化操作能力

綜合性實驗教學(xué)是指實驗內(nèi)容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關(guān)的其他課程多個知識點的實驗，是使學(xué)生綜合已學(xué)的知識來設(shè)計和操作實驗，對學(xué)生實驗技能和實驗方法進行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合型實驗。其主要特點是實驗技能的綜合性，主要是培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、實驗動手能力、數(shù)據(jù)處理能力、查閱資料能力以及運用多學(xué)科知識解決問題的能力，學(xué)會應(yīng)用不同的方法和技術(shù)來完成預(yù)定的實驗內(nèi)容。在綜合能力和創(chuàng)造性思維鍛煉方面我們也進行了有益的探索。我們設(shè)計了“人類基因組DNA的檢測與分析”實驗，讓學(xué)生提取自己的基因組DNA，然后進行瓊脂糖凝膠電泳和圖像分析。推薦指甲和毛囊作為提取基因組DNA的材料，讓學(xué)生通過實驗進行比較和評價，然后進行瓊脂糖凝膠電泳和拍照，應(yīng)用圖像分析軟件對照片上的圖形進行測量，構(gòu)建DNA片段大小回歸方程，并且根據(jù)回歸方程計算出各未知DNA的相對含量。因為是對自己的DNA進行分析，所以學(xué)生對實驗的熱情都很高。

三、優(yōu)選研究型（設(shè)計型）實驗，激發(fā)科研興趣

研究型（或設(shè)計性）實驗是結(jié)合課程教學(xué)或獨立于課程教學(xué)而進行的一種探索性實驗。其主要特點是實驗過程的研究性，整個實驗由學(xué)生獨立設(shè)計、獨立操作、獨立創(chuàng)新。研究型實驗屬個性化培養(yǎng)范疇，主要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和從事科學(xué)研究的熱情，要求學(xué)生綜合多門學(xué)科的知識和多種實驗原理來設(shè)計實驗方案，并充分運用已學(xué)到的遺傳學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能發(fā)現(xiàn)新問題、分析新問題和解決新問題。根據(jù)研究型實驗的要求，我們布置了一個“人體身高遺傳度調(diào)查與分析”的實驗，要求學(xué)生調(diào)查自己家庭的身高情況、自己周圍家庭的身高情況和全班同學(xué)的身高情況，讓學(xué)生從查閱相關(guān)資料開始，設(shè)計實驗方案，試、分析數(shù)據(jù)，構(gòu)建回歸方程，估算人體身高的遺傳力，并寫出小論文式的實驗報告。通過這個研究型實驗，學(xué)生們熟悉了查閱資料，獲取、整理和分析數(shù)據(jù)，總結(jié)問題和解決問題等科學(xué)研究的基本過程，為將來完成本科階段的畢業(yè)論文（或設(shè)計）的工作打下了良好的基礎(chǔ)。

四、加強實驗指導(dǎo)，提升實驗教學(xué)要求

遺傳學(xué)實驗是遺傳學(xué)課程的重要內(nèi)容和重要環(huán)節(jié)，為了凸顯遺傳學(xué)實驗課程的重要性，我們將遺傳學(xué)實驗作為一門獨立的必修課程，放在與遺傳學(xué)理論課程同樣重要的位置，而且要求理論課程教學(xué)的老師必須上實驗課，與專門從事實驗教學(xué)的老師一起確定實驗課程內(nèi)容、制訂授課計劃、準備實驗材料和進行預(yù)實驗，很好地實現(xiàn)了理論課與實驗課的銜接。除任課老師外，每個實驗組還配備2～3名從事教育實習(xí)的研究生，協(xié)助老師在學(xué)生實驗過程中對每一段操作和實驗設(shè)計都進行觀察和指導(dǎo)，大大地提高了實驗課程的教學(xué)質(zhì)量。

五、完善評價方法，提高學(xué)習(xí)自覺性

合理的考核評價方法對學(xué)生的學(xué)習(xí)能起到積極的督促作用。所謂合理主要有兩層含義，一是指考核的內(nèi)容應(yīng)該能夠比較公正合理地評價學(xué)生的能力。實驗課不僅反映學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，還反映學(xué)生的思維能力、操作能力、分析問題和解決問題等多方面的能力。但是，有相當(dāng)一部分的學(xué)生對實驗技能不夠重視，他們在實驗中不認真操作，基本技能掌握不好，但卻可以寫出很好的實驗報告來。因此，考核指標不能單一。為了克服這種不良傾向，我們采用綜合評分（平時成績與期末考試成績）的方法來評定學(xué)生的遺傳學(xué)實驗成績。平時成績中包括出勤、實驗態(tài)度、動手能力、實驗結(jié)果和實驗報告的質(zhì)量等要素，期末考試采取筆試或?qū)嶋H操作考試等形式，各種考核的內(nèi)容按照一定的比例計入總分。二是考核形式要能夠客觀公正地評價學(xué)生的情況。由于考核的指標比較多，在這些指標中有的是硬性指標，有的是彈性指標，為了盡可能地客觀公正，我們規(guī)定期末考試成績比例不能低于50%。在期末考試中，我們著重考察學(xué)生的基本實驗技能和分析、解決實驗基本問題的能力，通過考核基本可以看出學(xué)生掌握遺傳學(xué)實驗技能的程度，明顯調(diào)動了學(xué)生動手的積極性，對于少數(shù)不重視技能訓(xùn)練的學(xué)生效果尤為顯著。

總而言之，本科階段的遺傳學(xué)實驗課程，如何達到驗證遺傳規(guī)律、理解遺傳現(xiàn)象、鞏固理論知識的目的，實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、鍛煉分析問題和解決問題的目標，這是遺傳學(xué)實驗課程教學(xué)改革的重要任務(wù)，需要全體教師和主管部門的共同努力。

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基金項目：國家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基金（J1103507）項目、《遺傳學(xué)》精品課程建設(shè)研究與實踐（南京師范大學(xué)重點項目）和南京師范大學(xué)（遺傳學(xué)）研究性教學(xué)示范課程

作者簡介：程羅根（1963-），男，漢族，安徽安慶人，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，南京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，主要從事遺傳學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)和研究工作。