李紅強(qiáng)　郭振清　林小虎　董洪平

摘 要： 遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅是遺傳學(xué)理論教學(xué)不可或缺的部分，還擔(dān)負(fù)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度的任務(wù)。文章針對(duì)目前遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在的較為普遍的問(wèn)題，結(jié)合我校實(shí)際，在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)方法、評(píng)定方法等方面進(jìn)行探索，旨在建立一門(mén)符合學(xué)生自身?xiàng)l件的實(shí)驗(yàn)課程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和探索研究科學(xué)問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞： 遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn) 教學(xué)改革 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

遺傳學(xué)是生物科學(xué)中最基本的、發(fā)展最迅速的，并與其他分支學(xué)科都有密切聯(lián)系的基礎(chǔ)學(xué)科，是一門(mén)主要研究各種生物的遺傳信息傳遞及遺傳信息如何決定各種生物學(xué)性狀發(fā)育的學(xué)科[1]。經(jīng)過(guò)一百多年科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展和幾代科學(xué)家的艱苦努力，遺傳學(xué)已從個(gè)體水平向細(xì)胞、細(xì)胞核、染色體和基因?qū)哟慰v深發(fā)展，向家族的、群體的、進(jìn)化的橫向水平進(jìn)行研究[2]。它的每一步發(fā)展都以實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)，在仔細(xì)觀察原有的生物現(xiàn)象條件下，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象中存在的問(wèn)題，結(jié)合當(dāng)時(shí)生物學(xué)知識(shí)大膽提出引起該現(xiàn)象的新理論，科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論，認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證理論是否成立。遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)顯得十分重要。目前，各高校所開(kāi)設(shè)的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課，不僅能使學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)的基本理論和基本概念有更深刻的認(rèn)識(shí)，還能使學(xué)生初步掌握遺傳學(xué)研究的基本方法和手段，更重要的是能培養(yǎng)學(xué)生觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和理解問(wèn)題的能力，提高實(shí)際操作水平[3]-[4]。本文分析了遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課存在的問(wèn)題，結(jié)合我校實(shí)際，改革遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程。

1.遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程普遍存在的問(wèn)題

1.1輕視實(shí)驗(yàn)課。

根據(jù)我國(guó)長(zhǎng)期的傳統(tǒng)教學(xué)模式和思維，形成重視理論教育，輕視實(shí)驗(yàn)程教育的現(xiàn)象。結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)一些教學(xué)工作者把實(shí)驗(yàn)課僅僅視為驗(yàn)證和加深理解課堂講授的理論，沒(méi)有把實(shí)驗(yàn)課當(dāng)做培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的環(huán)節(jié)。實(shí)際上，實(shí)驗(yàn)課是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)[5]。隨著現(xiàn)代遺傳學(xué)的飛速發(fā)展，新的遺傳學(xué)現(xiàn)象和理論不斷增加，新的遺傳學(xué)研究方法和手段不斷涌現(xiàn)。為了多給理論課時(shí)間，許多高校不斷修改實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)課時(shí)，大大違背了實(shí)驗(yàn)設(shè)立的初衷。

1.2硬件設(shè)備較落后。

由于重理論，輕實(shí)驗(yàn)的思想和經(jīng)費(fèi)不足等諸多原因，導(dǎo)致遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)備老化，數(shù)量不足。隨著新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和研究手段不斷涌現(xiàn)，更使遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的硬件設(shè)施顯得落后。在很多高校，由于儀器設(shè)備的限制，只能開(kāi)展一些相對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。

1.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不利于學(xué)生發(fā)展。

受傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響，一些高校設(shè)置的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不符合遺傳學(xué)發(fā)展要求。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的總體情況可總結(jié)為三多三少[6]：一是經(jīng)典遺傳實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多，分子遺傳實(shí)驗(yàn)內(nèi)容少；二是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)少；三是課外補(bǔ)助的實(shí)驗(yàn)多，課堂計(jì)劃學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)少。

1.4教學(xué)方式較為單一化。

受傳統(tǒng)的教學(xué)模式和硬件設(shè)備等各方面因素的影響，教師將實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方式設(shè)置得較為單一，一般模式為，老師在上課前把實(shí)驗(yàn)試劑、實(shí)驗(yàn)材料等事先一應(yīng)俱全地準(zhǔn)備好，然后講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)、結(jié)果的預(yù)測(cè)等，學(xué)生按照步驟往下做。這樣的教學(xué)方式，學(xué)生幾乎是機(jī)械、被動(dòng)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不能發(fā)揮主觀能動(dòng)性，實(shí)驗(yàn)做完后腦中一片空白，收獲甚微。

1.5成績(jī)?cè)u(píng)定需多樣化。

實(shí)驗(yàn)課成績(jī)是評(píng)定學(xué)生實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的直接體現(xiàn)，也是檢驗(yàn)所設(shè)立遺傳學(xué)成功與否的直接方式。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)考核方式過(guò)于單一，僅憑書(shū)面實(shí)驗(yàn)報(bào)告和預(yù)習(xí)報(bào)告作為評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)的依據(jù)，沒(méi)有突出實(shí)驗(yàn)操作，不能全面真實(shí)地反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平和教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

2.遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革的探索

針對(duì)當(dāng)今遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程存在的普遍問(wèn)題，結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我對(duì)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程提出以下改革措施，由教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，教學(xué)質(zhì)量大大提高，取得了較好的成績(jī)。

2.1提高實(shí)驗(yàn)地位，改善實(shí)驗(yàn)條件。

針對(duì)當(dāng)前遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課依附于理論課，課時(shí)數(shù)較少且科研經(jīng)費(fèi)、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)匱乏的情況，我們采取以下改革措施：首先，修改了本科生培養(yǎng)方案。根據(jù)調(diào)增后的培養(yǎng)方案，遺傳學(xué)一共72學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課20學(xué)時(shí)，增加了實(shí)驗(yàn)課的比重和課時(shí)數(shù)，能夠較好地滿足要求。其次，高水平的實(shí)驗(yàn)室不僅是科學(xué)研究的基地，而且起著提升辦學(xué)水平和加強(qiáng)人才培養(yǎng)的重要作用。過(guò)去我校遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備極其簡(jiǎn)陋，場(chǎng)地極其有限，很多想開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)都無(wú)法進(jìn)行。經(jīng)過(guò)多年努力，并與其他實(shí)驗(yàn)室相結(jié)合，現(xiàn)在情況得到較大改善。一些分子遺傳學(xué)的實(shí)驗(yàn)相繼開(kāi)展，比如，PCR擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)、RNA提取，等等。

2.2改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生能力。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是育人理念的直接反映，我們本著適應(yīng)學(xué)科發(fā)展，結(jié)合自身實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生能力的態(tài)度和思想，逐漸建立了逐層遞進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，即基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)——綜合性實(shí)驗(yàn)——研究型實(shí)驗(yàn)。

2.2.1基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)

主要目的是使學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)室常用儀器設(shè)備，并正確規(guī)范使用，熟悉遺傳學(xué)常用的實(shí)驗(yàn)方法，等等。該階段主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排方面要與理論課相協(xié)調(diào)。實(shí)驗(yàn)課前要讓學(xué)生預(yù)習(xí)，上課初檢查學(xué)生預(yù)習(xí)情況，只有很好地熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，才能做好實(shí)驗(yàn)。在上課過(guò)程中，著重強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)和注意事項(xiàng)，及時(shí)糾正錯(cuò)誤和不規(guī)范的操作。課后認(rèn)真批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告，檢查實(shí)驗(yàn)效果。

在很多實(shí)驗(yàn)改革意見(jiàn)文獻(xiàn)中，認(rèn)為該部分對(duì)提高學(xué)生能力沒(méi)有太大作用。實(shí)際上，學(xué)生們掌握好基本的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)，在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中就能得心應(yīng)手，較順利進(jìn)行。比如顯微鏡的使用，很多學(xué)生不知道顯微鏡實(shí)驗(yàn)結(jié)束后哪個(gè)目鏡對(duì)著通光孔。又如，很多學(xué)生在使用移液管時(shí)，不知道哪個(gè)手指進(jìn)行調(diào)節(jié)，等等。為了避免上述情況出現(xiàn)，這一模塊，老師更應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待。

2.2.2綜合性實(shí)驗(yàn)

設(shè)立綜合性實(shí)驗(yàn)的目的是結(jié)合遺傳學(xué)理論課程的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)和本專業(yè)相關(guān)課程，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練。該模塊旨在培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、數(shù)據(jù)處理能力、查閱資料能力和運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題的能力[7]。我們?cè)O(shè)計(jì)了果蠅遺傳學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)，涉及果蠅的野外采集，培養(yǎng)和生活史觀察，果蠅唾腺染色體的觀察，以及果蠅同工酶的分析實(shí)驗(yàn)。通過(guò)該綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生較詳細(xì)地掌握了果蠅遺傳學(xué)方面的知識(shí)[8]-[9]。

2.2.3研究型實(shí)驗(yàn)

結(jié)合課程教學(xué)或獨(dú)立于課程教學(xué)而進(jìn)行的一種探索性實(shí)驗(yàn)，主要特點(diǎn)是整個(gè)實(shí)驗(yàn)由學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)、獨(dú)立操作、獨(dú)立創(chuàng)新。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師制定幾個(gè)指導(dǎo)性研究題目（方向），讓學(xué)生自己選擇題目（方向），自己完成實(shí)驗(yàn)材料的選擇和準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)流程、影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素等）、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，并撰寫(xiě)研究論文（報(bào)告）。

我們結(jié)合自身實(shí)際和學(xué)生感興趣的話題，對(duì)人體手部皮紋進(jìn)行遺傳學(xué)分析。指紋的遺傳特征十分突出，被用作個(gè)人身份調(diào)查取證的重要線索，根據(jù)個(gè)體差異分析，產(chǎn)生了“DNA指紋”。通過(guò)常見(jiàn)染色體患者皮膚紋理的分析，學(xué)生展開(kāi)了充分討論，進(jìn)一步理解了遺傳的復(fù)雜性。如此，不僅加深了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的印象，拓寬了知識(shí)面，而且增強(qiáng)了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

2.3改變教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

傳統(tǒng)的授課模式，不利于學(xué)生興趣的激發(fā)和能力的培養(yǎng)。針對(duì)這種情況，我們分模塊進(jìn)行教學(xué)改革，對(duì)于基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，任課老師利用多媒體，先讓學(xué)生觀看有關(guān)實(shí)驗(yàn)的錄像片，對(duì)實(shí)驗(yàn)形成生動(dòng)而清晰的直觀認(rèn)識(shí)。課堂上教師負(fù)責(zé)解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和糾正不規(guī)范操作。對(duì)于綜合實(shí)驗(yàn)課程，老師多用啟發(fā)式授課方式，多問(wèn)學(xué)生為什么，引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)疑難，提出問(wèn)題，積極思維，尋求答案。另外，采取開(kāi)放式教學(xué)模式，學(xué)生設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案，在老師的監(jiān)督下，把實(shí)驗(yàn)室交給學(xué)生，讓學(xué)生自行配置實(shí)驗(yàn)試劑，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，等等，使其真正參與科研中。對(duì)于研究型實(shí)驗(yàn)課程，我們結(jié)合我院大豆育種科研項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)，積極組織學(xué)生參與課題，培養(yǎng)學(xué)生能力。

2.4完善評(píng)定形式，提高教學(xué)質(zhì)量。

以往，實(shí)驗(yàn)考核方式過(guò)于單一，僅憑書(shū)面實(shí)驗(yàn)報(bào)告和預(yù)習(xí)報(bào)告作為評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)的依據(jù)，沒(méi)有突出實(shí)驗(yàn)操作，不能全面真實(shí)反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平和教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。因此，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程考試成績(jī)應(yīng)由以下幾部分組成：首先，學(xué)生課前的預(yù)習(xí)情況，通過(guò)課前預(yù)習(xí)報(bào)告和老師上課前的提問(wèn)給分。其次，看學(xué)生的課堂表現(xiàn)，由于人數(shù)比較多，多數(shù)情況老師不能一一打分，針對(duì)這種情況，我們?cè)O(shè)立操作考核和平時(shí)考勤記錄，真實(shí)反映學(xué)生的掌握水平。再次，通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告給學(xué)生打分，要求學(xué)生用確切簡(jiǎn)明的形式，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果完整、真實(shí)地表達(dá)出來(lái)。對(duì)實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告，要求文字通順、簡(jiǎn)明扼要、字跡端正、圖表清晰、分析合理、結(jié)論正確。

3.結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)課程不僅是加深理論課的知識(shí)點(diǎn)，更是學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的重要途徑，是培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)的必經(jīng)之路。高校老師應(yīng)充分重視實(shí)驗(yàn)課程。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊業(yè)華.普通遺傳學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2000.

[2]張飛雄.普通遺傳學(xué)（第二版）[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

[3]陳曉蕓，林鴻生，林燕文.加強(qiáng)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)綜合技能[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢，2006，26（6）：27-29.

[4]李雅軒，趙昕，胡英考，等.遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2006，23（4）：99-101.

[5]Xuanwei Zhou，Juan Lin，Yizhou Yin，et al，Participation in Research Program：A Novel Course in Undergraduate Education of Life Science[J].Biochemistry and Molecular Biology Education，2007，35（5）：322-3271.

[6]林娟，郭濱，蔡新中，等.綜合性大學(xué)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革[J].高等理科教育2008，80（4）：88-91.

[7]肖愛(ài)萍.綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)淺談[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢，2006，26（7）：229-2311.

[8]楊大翔.遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.9.

[9]李雅軒，趙昕.遺傳學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)[M].北京：科學(xué)出版社，2006.

項(xiàng)目資助：河北省遺傳學(xué)精品課項(xiàng)目