馬蓮菊，卜 寧沈陽師范大學(xué)，遼寧 沈陽 110034

深化遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革加強(qiáng)大學(xué)生科研能力培養(yǎng)

馬蓮菊，卜 寧
沈陽師范大學(xué)，遼寧 沈陽 110034

遺傳學(xué)是生命科學(xué)發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域之一，是高等院校生命科學(xué)教育教學(xué)的一門重要的主干課程，是一門運(yùn)用嚴(yán)密的邏輯推理和大量的實(shí)驗(yàn)論證來揭示生命的遺傳奧秘的熱門學(xué)科。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是對本科生的科研意識(shí)的培養(yǎng)，包括文獻(xiàn)查閱整理能力，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析能力，解決問題的能力等，是實(shí)現(xiàn)教師由“帶著學(xué)生走”向“看著學(xué)生走”的轉(zhuǎn)變。

遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)；科研能力；教學(xué)質(zhì)量

一、引言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等院校教學(xué)的重要組成部分，它在培養(yǎng)學(xué)生科研能力和綜合素質(zhì)方面所起到的重要作用是其他教學(xué)形式無法替代的，是科學(xué)研究和教學(xué)的最佳結(jié)合點(diǎn)。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引導(dǎo)本科生盡快進(jìn)入科研領(lǐng)域，培養(yǎng)學(xué)生科研能力，對于提高民族創(chuàng)造力及在國際上的競爭力具有重要意義。

遺傳學(xué)是生物學(xué)科重要的分支學(xué)科，也是生物學(xué)科中最活躍的學(xué)科之一，近年來在基因組學(xué)、克隆技術(shù)、基因工程等領(lǐng)域中取得了令人矚目的成果，遺傳學(xué)已經(jīng)不僅是生物學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，而且有越來越多的學(xué)科與遺傳學(xué)攜手，創(chuàng)造了面向21世紀(jì)的生物學(xué)科的新成果。遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)作為整個(gè)學(xué)科教學(xué)體系中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在知識(shí)與實(shí)踐、實(shí)踐與創(chuàng)新的鏈接上發(fā)揮重要的橋梁作用。遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是為了驗(yàn)證遺傳學(xué)的基礎(chǔ)理論和掌握一些實(shí)驗(yàn)技術(shù)，更重要的是要提高學(xué)生的科學(xué)研究能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

我校《遺傳學(xué)》課程建設(shè)較早，承擔(dān)著生物技術(shù)、生物科學(xué)等學(xué)科的遺傳學(xué)教學(xué)任務(wù)，同時(shí)也受到校院兩級領(lǐng)導(dǎo)的高度重視和大力支持，并于2009年被評為校級精品課。在精品課建設(shè)中，我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采取了培養(yǎng)學(xué)生精細(xì)操作及開放實(shí)驗(yàn)室等方法，取得了一定的教學(xué)效果，但是在培養(yǎng)本科生科學(xué)研究能力方面，還存在一些問題亟待解決。如實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)對于培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能是必要的，但是不利于培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的創(chuàng)新意識(shí)；實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式主要以教師講解為主，學(xué)生缺乏主動(dòng)性；實(shí)驗(yàn)課的成績考核主要以實(shí)驗(yàn)報(bào)告來確定成績的方式，缺乏對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的評價(jià)，等等。因此，近年來我們對遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改革，旨在提高本科生科研能力，為其將來走向工作崗位奠定基礎(chǔ)。

二、建立合理的教學(xué)內(nèi)容體系

在綜合考慮遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)技能的完整系統(tǒng)性以及遺傳學(xué)學(xué)科知識(shí)重難點(diǎn)、教學(xué)時(shí)數(shù)、教學(xué)條件和設(shè)備及與其他學(xué)科交叉重疊等情況下，以“減少驗(yàn)證性內(nèi)容，增加綜合性、創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性、應(yīng)用性內(nèi)容”為基本思路，整合充實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，更新實(shí)驗(yàn)選題，保留經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的合理內(nèi)核，刪減重復(fù)、陳舊的實(shí)驗(yàn)，壓縮驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的課時(shí)比例。將實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為基礎(chǔ)型、提高型、研究創(chuàng)新型，以分別對應(yīng)驗(yàn)證性必修實(shí)驗(yàn)、綜合性選修實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性自選實(shí)驗(yàn)，這種呈階梯狀的三個(gè)層次體現(xiàn)的是由“帶著學(xué)生走”到“看著學(xué)生走”再到“學(xué)生自己走”的過程。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的欠缺，分子遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)曾是我校的弱項(xiàng)，但2014年我校撥款25萬元，用于添置分子遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，為此我們增加了分子遺傳學(xué)的有關(guān)實(shí)驗(yàn)，如”細(xì)菌總DNA提取與鑒定““質(zhì)粒DNA提取與鑒定”“大腸桿菌目的基因PCR擴(kuò)增及產(chǎn)物檢測”等。同學(xué)們在這些分子實(shí)驗(yàn)中學(xué)會(huì)了PCR儀，凝膠成像系統(tǒng)等基本分子遺傳實(shí)驗(yàn)儀器的使用，加深了對分子遺傳學(xué)理論內(nèi)容的理解，為將來參加科研工作奠定了良好的實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)。

三、建立合理的教學(xué)方法體系

在教學(xué)方法和手段的改革中，應(yīng)更多地把現(xiàn)代教育技術(shù)引進(jìn)課堂，運(yùn)用多媒體影像將文、圖、聲、像等各種信息組合在一起，直觀、形象、生動(dòng)展示實(shí)驗(yàn)的情況和結(jié)果，而且針對不同類型的實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)采取不同的教學(xué)方法，以提高實(shí)驗(yàn)效率和教學(xué)效果。

（一）對于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要培養(yǎng)本科生的科研知識(shí)和技能，以及科研態(tài)度。教師采取“重點(diǎn)講解和示范”的方法來指導(dǎo)，使學(xué)生能夠系統(tǒng)地掌握遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本思路、操作方法、實(shí)驗(yàn)技巧和研究方法，實(shí)現(xiàn)教師“帶著學(xué)生走”。如在“植物細(xì)胞有絲分裂的制片和觀察”這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，教師先介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理，在講解完實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)，重點(diǎn)是指導(dǎo)學(xué)生如何做好加蓋玻片技術(shù)、壓片技術(shù)以及染色技術(shù)。這些基本技術(shù)是研究染色體核型、染色體分帶和姊妹染色單體交換等實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。加蓋玻片技術(shù)要求載玻片和蓋玻片之間的液體要適量，這樣才能保證載玻片和蓋玻片之間沒有氣泡；壓片技術(shù)要保證植物細(xì)胞足夠分散，形成薄層；染色技術(shù)則是保證能夠清晰地分清染色體，而細(xì)胞質(zhì)不被染色或只有很淡的顏色。基本技術(shù)的掌握是大學(xué)生做好科學(xué)研究的關(guān)鍵一步。同時(shí)從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)開始，學(xué)生分組參與到實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備過程。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行簡單分析，等等。通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，既完成了對理論知識(shí)的驗(yàn)證，同時(shí)又為大學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究打好技術(shù)基礎(chǔ)。

（二）對于綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是對本科生的科研意識(shí)的培養(yǎng)，包括文獻(xiàn)查閱整理能力，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析能力，解決問題的能力等，是實(shí)現(xiàn)教師由“帶著學(xué)生走”向“看著學(xué)生走”的轉(zhuǎn)變。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生去如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，為下一步的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。如在“誘發(fā)植物多倍體及細(xì)胞學(xué)鑒定”中，除了課堂上所使用的材料外，我們鼓勵(lì)學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過材料的選擇，可以使學(xué)生憑借實(shí)驗(yàn)結(jié)果找出材料的優(yōu)缺點(diǎn)。在“植物微核誘發(fā)及檢測技術(shù)”實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生設(shè)計(jì)誘發(fā)因素，包括田間污染的土壤，排水系統(tǒng)中的污水、洗衣粉或洗滌劑等不同處理，讓學(xué)生自己選擇誘發(fā)因素、設(shè)計(jì)處理、染色方法等，研究植物微核誘發(fā)與檢測技術(shù)如何應(yīng)用于環(huán)境中大氣、土壤、水體等污染的監(jiān)測。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫除了基礎(chǔ)要求外，還對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行重點(diǎn)分析，寫出實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，詳細(xì)闡述實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出相應(yīng)結(jié)論。

（三）對于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是實(shí)現(xiàn)由教師“看著學(xué)生走”到“學(xué)生自己走”的轉(zhuǎn)變，是對本科生科研獨(dú)立性，創(chuàng)新性的培養(yǎng)。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，教師首先指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)，然后學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣與愛好，自由選擇感興趣的研究項(xiàng)目或結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，解決生產(chǎn)中的一些實(shí)際問題；自由組織團(tuán)隊(duì)，獨(dú)立設(shè)計(jì)研究方案和研究路線，進(jìn)行論證和優(yōu)化；經(jīng)指導(dǎo)教師審閱后，學(xué)生開始獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，包括實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備、處理，試劑的配制等；在實(shí)驗(yàn)過程中，要求學(xué)生做好記錄，遇到問題及時(shí)找出原因并解決，深入分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并寫成實(shí)驗(yàn)報(bào)告（或科研小論文），格式按照科研論文的格式要求，如摘要、關(guān)鍵詞、引言、實(shí)驗(yàn)方法、統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果與討論、參考文獻(xiàn)等。經(jīng)過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，學(xué)生形成了獨(dú)立科研的思維，對選題思路、設(shè)計(jì)方案、應(yīng)用前景等有了切身體會(huì)，更有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)主動(dòng)性。

（四）將授課教師的科研內(nèi)容和經(jīng)驗(yàn)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中

授課教師將自己的科研內(nèi)容、積累的科研經(jīng)驗(yàn)及科研新方法引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，在科研工作中所獲得的新的信息及時(shí)補(bǔ)充到課堂中，讓學(xué)生參與一個(gè)科研項(xiàng)目的實(shí)施，真正將科研引入遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)。這樣既豐富遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，又實(shí)現(xiàn)了教師的科學(xué)研究與學(xué)生的研究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的有機(jī)融合，從而激發(fā)學(xué)生的研究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生對研究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研素質(zhì)。

（五）引導(dǎo)本科學(xué)生積極參加學(xué)校的科研和創(chuàng)新活動(dòng)

與課堂內(nèi)提高性的綜合實(shí)驗(yàn)和研究創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，我們積極鼓勵(lì)和支持學(xué)生申報(bào)學(xué)校的各種大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目。近年來，同學(xué)們踴躍申報(bào)我校教務(wù)處舉辦的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目和科研處舉辦的大學(xué)生科學(xué)研究基金項(xiàng)目。項(xiàng)目來源，一是由教師提出選題給學(xué)生，學(xué)生根據(jù)自己的興趣進(jìn)行選擇；二是學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)，提出自己的設(shè)想，然后由教師指導(dǎo)學(xué)生開展設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)。目前已經(jīng)取得了很好的教學(xué)效果，如已有多名學(xué)生在省級以上刊物發(fā)表論文等。通過主持和參加這些科研項(xiàng)目，學(xué)生學(xué)到了許多新的知識(shí)，不僅鞏固了原有的基礎(chǔ)知識(shí)和技能，而且增加了本學(xué)科前沿知識(shí)以及各學(xué)科相關(guān)知識(shí)的融合，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度，同時(shí)創(chuàng)新能力和合作意識(shí)也得到了顯著的提高。

四、建立完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核體系

建立規(guī)范的實(shí)驗(yàn)課成績評定模式，讓實(shí)驗(yàn)成績真實(shí)、合理、客觀、公正，要強(qiáng)調(diào)對實(shí)驗(yàn)操作過程的考核和評價(jià)，重視對學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)及創(chuàng)新能力的考核和評價(jià)，力求使成績能夠全面反映每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和實(shí)驗(yàn)技能掌握程度，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

考評成績由平時(shí)實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作、期末考試四部分組成，包括實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)行為、科學(xué)作風(fēng)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等多個(gè)方面。經(jīng)過這樣的改革，突出對學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神及知識(shí)綜合運(yùn)用能力的考核，培養(yǎng)學(xué)生的求實(shí)意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生技能訓(xùn)練的熱情，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)風(fēng)，切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和科研素質(zhì)。

五、建立遺傳實(shí)驗(yàn)室科學(xué)開放的管理體系

建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)開放的管理體系。學(xué)生自行安排計(jì)劃，課余時(shí)間可以隨時(shí)到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室實(shí)行非教學(xué)工作時(shí)間的全天候開放；學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況，選擇不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，經(jīng)教師審查批準(zhǔn)后，進(jìn)行開放實(shí)驗(yàn)。即學(xué)生可以在完成一些基礎(chǔ)性和綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，根據(jù)自己對實(shí)驗(yàn)基本技能和基本操作的情況在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，不受固定的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)限制；經(jīng)允許，學(xué)生可以在任意時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，運(yùn)用已掌握的基本知識(shí)和基本技能，獨(dú)立自主地對自己感興趣的研究型自選實(shí)驗(yàn)課題進(jìn)行研究。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是對本科生的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，又是對本科生的科研素質(zhì)和方法的培養(yǎng)。在今后的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們將進(jìn)一步發(fā)展和完善遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正變成一個(gè)充滿生機(jī)活力的教科研舞臺(tái)，以期培養(yǎng)出更多的具有科學(xué)探索精神和創(chuàng)新能力的大學(xué)生。

[1]劉長宏,張恒慶,王剛.大學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的研究與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 2006(5).

[2]李賀,阮成江.把科研引入遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)踐—以沙棘種質(zhì)遺傳多樣性的分子標(biāo)記分析實(shí)驗(yàn)為例[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究, 2012(4).

[3]王利,鐘金城,郭春華,等.本科生科研能力在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理, 2013(5).

[4]陳洪淵.實(shí)驗(yàn)室是造就創(chuàng)新型人才的搖籃[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2005(8).

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[6]王金發(fā),何炎明,戚康標(biāo),等.“開放式、研究性”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的創(chuàng)立與實(shí)踐[J].高等理科教育, 2007(6).

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[10]王麗娟,劉林德,張麗.淺談遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中科學(xué)精神和能力培養(yǎng)策略[J].中國成人教育, 2009（2）.

（責(zé)任編輯：寧沈生）

How to Deepen the Teaching Reform of Genetics Experiment and Strengthen the Cultivation of College Students’Scientific Research Ability

MA Lianju，BU Ning
College of Chemistry and Life Science,Shenyang Normal University,Shenyang 110034,China

Genetics is one of the most active fields of life science,also is an important backbone course of life science education in universities,and is a major subject to reveal the genetic secrets of life by using rigorous logic and a large number of experiments demonstration.According to the requirements of social development for talent of novel knowledge structure and ability quality high,we implement project of the"deepening the reform of genetics experimental teaching strengthening train of college students'scientific research ability".Experimental teaching content reform is the breakthrough point;experiment teaching method reform is means;And the specification experiment result evaluation mechanism is orientation.We strengthen learning and training about the basic knowledge and basic skills and the cultivation of comprehensive quality,innovation ability and improve.Reform of genetics experimental teaching is implemented by a planned way,all-round,multi-angle to cultivation of college students'scientific research ability,to improve the teaching quality and to have a qualitative leap in talent quality.

genetics experiment;scientific research ability;teaching quality.

馬蓮菊（1969－），女，遼寧省莊河人，沈陽師范大學(xué)副教授，博士，碩士研究生導(dǎo)師。

本文系遼寧省普通高等學(xué)校本科教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：UPRP20140659）。

2015-03-13

G424.1

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