徐根娣

[內(nèi)容摘要]遺傳學實驗是生物類專業(yè)重要的基礎課程，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力起著十分重要的作用。結合遺傳學實驗教學的現(xiàn)狀，改革教學內(nèi)容，改進教學策略和教學考核形式，有助于培養(yǎng)學生的動手操作、科學思考和創(chuàng)新能力，充分發(fā)揮實驗教學的特殊功能。

[關鍵詞]遺傳學實驗；教學改革；創(chuàng)新

遺傳學是研究生物體遺傳和變異規(guī)律的科學，是當今生物科學的基礎學科，也是一門實驗性很強的學科。實驗教學的改革和創(chuàng)新是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的迫切需要。針對實驗教學中存在的問題，我校也在不斷進行實驗教學改革，逐步從傳統(tǒng)的以教師為主體的封閉式實驗教學向以學生為主體的開放式實驗教學轉變，努力使學生在積極主動的實驗過程中學到知識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，為其以后的科研工作打下堅實的基礎。

近年來，社會對科研人才需求越來越偏向于基礎牢、素質高、能力強、具有創(chuàng)新精神的復合型高級人才[1]。我校也采取有效措施，培養(yǎng)學生的動手實驗能力、綜合實驗設計能力和創(chuàng)新能力，努力克服過去培養(yǎng)中專業(yè)劃分過細、畢業(yè)生知識面窄、適應性差等問題。遺傳學是生命科學中至關重要的基礎學科，在高等院校所有與生物相關專業(yè)的課程設置中具有不可替代的地位。遺傳學實驗內(nèi)容涵蓋經(jīng)典遺傳學、細胞遺傳學、微生物遺傳學及分子遺傳學等領域，主要是從個體、細胞、分子三個水平解釋遺傳學的基本現(xiàn)象與規(guī)律。如何完善這門實驗課，發(fā)揮它的真正價值呢？我校在多年遺傳學實驗教學的基礎上進行了教學改革，改進了教學方法，完善了教學體系，有效地培養(yǎng)了學生的綜合能力和創(chuàng)新思維。

一、實驗教學的現(xiàn)狀

現(xiàn)今各綜合性大學及?？圃盒＞_設了遺傳學實驗課程。遺傳學實驗是重要的專業(yè)基礎課實驗，也是鍛煉學生能力的重要實驗。大部分院校開設的實驗課以驗證性實驗為主，例如果蠅或玉米的雜交實驗、鏈孢霉的分離和交換實驗等，還有一部分是與染色體有關的操作技術實驗，如細胞有絲分裂、減數(shù)分裂、壓片法、植物的雜交、植物多倍體的誘導等[2]。學生做實驗的目的主要是驗證試驗結果，因而缺乏主動性且效果不佳，達不到培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的，也不能發(fā)揮遺傳學實驗的價值。要想跟上現(xiàn)代遺傳學的發(fā)展步伐，進一步提高實驗教學質量，就必須進行實驗教學體系和教學內(nèi)容的改革。

二、實驗教學的內(nèi)容

目前多數(shù)高校的遺傳學實驗教材中，主要是經(jīng)典遺傳學實驗，一般都是比較容易操作，而且涉及的技術含量不是很高，如有絲分裂制片、減數(shù)分裂制片、染色體組型分析以及利用玉米或果蠅進行的性狀遺傳分析等。而設計分子操作的實驗較少，如DNA和RNA的分離、DNA的凝膠電泳、PCR和核酸雜交、限制性內(nèi)切酶消化以及DNA分子標記、果蠅或細菌的突變體誘導與鑒定、大腸桿菌的轉化、噬菌體的基因重組、基因功能實驗等，大多沒有在本科遺傳學實驗教材中體現(xiàn)，或學校很少開展這些實驗。分子遺傳學實驗手段是全世界各個遺傳學研究單位和實驗室中使用最多的常規(guī)分析手段。隨著遺傳學的應用越來越廣泛，遺傳學實驗教學也應該增加分子遺傳學的實驗內(nèi)容，這樣學生才能全面掌握遺傳學實驗的基本實驗技能，提高實際操作能力。

目前的實驗教學中，通常是教師先講解實驗，然后學生再動手做實驗。學生在聽完講解后對每一個實驗環(huán)節(jié)并不一定很清楚，所以教師要將每個實驗環(huán)節(jié)講清楚，并使其形象化。如在開始分子實驗之前，必須非常詳細地講解每一個步驟的原理以及可能遇到的問題，講解實驗中的許多關鍵步驟或試劑的作用，然后再由學生來完成整個實驗。在實驗過程中，先請學生來分析出現(xiàn)相關問題可能存在的原因，然后再由教師來分析。教師應在學生操作過程中再具體講解，不僅要教學生怎樣做，還要講明原理，避免出現(xiàn)學生只知道怎么操作，卻不知道為什么這樣操作的問題[3]。教師要遵循邊實踐邊講解的原則，當實驗中遇到問題時，應讓學生獨立思考原因，而后再與學生一塊探討，更好地調(diào)動學生思維的積極性。

三、實驗教學的策略

（一）劃分實驗層次

我們將整個實驗內(nèi)容分為兩個模塊：基礎性實驗和探究性實驗?；A性實驗即常規(guī)的實驗，不需學生自己設計，只需按實驗步驟操作即可。探究性實驗則要求學生以課題組的形式，自由組合，一起探討，一起設計，共同完成實驗。每個課題組探究性實驗終結后，應以論文的形式上交指導教師。學生可以選擇導師已定的探究性實驗的題目，也可以自行設計，但是學生必須預先寫出實驗設計方案及可行性報告，經(jīng)導師審核后方可進行，對一些好的想法要推薦申報學校的實驗室開放基金和團委學生課外學術科技活動基金項目，以調(diào)動學生參與創(chuàng)新課題研究的積極性。

（二）驗證性實驗與設計性實驗相結合

學生只有掌握了基礎性實驗，才能了解設計實驗的思路。因此，一些最基本、最能代表學科特點的實驗需要學生熟練掌握。若驗證性實驗過多，會影響學生創(chuàng)新能力的發(fā)展，所以應加大綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗的比例。大二時應讓學生接觸一些典型的遺傳學實驗，如有絲分裂制片、減數(shù)分裂制片、染色體組型分析以及利用玉米或果蠅進行的性狀遺傳分析等，通過掌握這些相對簡單的驗證性實驗使學生對如何開展科學實驗、如何解決科研問題有一個略為清晰的認識，為學生獨立設計、組織、實施實驗奠定基礎[4]。之后再逐步展開大型的技術含量高的實驗，如DNA和RNA的分離、DNA的凝膠電泳、PCR和核酸雜交、限制性內(nèi)切酶消化以及DNA分子標記、果蠅或細菌的突變體誘導與鑒定、大腸桿菌的轉化等。接觸并掌握這些實驗，有助于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

（三）建立開放式實驗教學模式

為了培養(yǎng)學生獨立思考、動手操作、科研創(chuàng)新的能力，學?？梢砸猿闪⒄n外活動小組、科研小組等形式向學生開放實驗室[5]。對于學生在學習中提出的問題，能用實驗來解決的，教師應指導學生通過親自實驗來獲取答案。具體做法是：先讓學生查閱大量的文獻資料，然后建立科研小組，設計實驗思路，再向學校提出申請，經(jīng)學校審查批準后給學生開放實驗室，提供實驗儀器等條件，最后由學生自己動手進行操作。在實驗過程中學生如果遇到問題，教師要給予適當指導，但教師在實驗過程中的作用僅是輔助和指導，實驗操作所有環(huán)節(jié)都應由學生獨立完成。

（四）讓學生參與實驗準備工作

傳統(tǒng)的實驗教學中學生一般不參與實驗的準備工作，都是由教師預先把實驗材料、儀器用具及試劑等準備好。上課時，教師先將實驗目的、原理、操作步驟、注意事項和預期結果講解清楚，再讓學生按照教師的示范和要求重復一遍，然后學生的主要任務就是按部就班地驗證實驗結果。學生實驗的成功與否要看結果與預期結果是否一致[6]，教師也要把實驗結果作為考核學生成績的一個指標。這樣的實驗，無法培養(yǎng)學生的實驗技能，脫離了實驗課的初衷，只會導致學生產(chǎn)生思考的惰性，為追求實驗結果而不注重實驗過程，甚至是為了結果而做實驗。準備工作是實驗很重要的組成部分，應讓學生積極地參與其中。例如，果蠅實驗可以讓學生親自配培養(yǎng)基，培養(yǎng)果蠅，挑選雌果蠅和雄果蠅，完成果蠅唾液腺的分離、染色體的制備觀察、顯微攝影等操作，讓學生在實驗準備過程中感受到樂趣。