宋喜悅，張玲麗，胡 甘

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

《遺傳學(xué)》是農(nóng)林院校農(nóng)學(xué)院、林學(xué)院、園藝學(xué)院、葡萄酒學(xué)院、動物科技學(xué)院、生命科學(xué)學(xué)院和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)學(xué)院等專業(yè)的必修課程和主干課程，《遺傳學(xué)》基本原理是探討各種生命活動不可或缺的、共同的理論基礎(chǔ)?！哆z傳學(xué)》又是植物生產(chǎn)類學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，為后續(xù)的《植物育種學(xué)》《作物學(xué)》《園藝育種學(xué)》《草業(yè)育種學(xué)》《植物保護(hù)學(xué)》《分子遺傳學(xué)》《植物細(xì)胞工程》《基因工程》《種子工程》和《生物信息學(xué)》等課程打下基礎(chǔ)，對培養(yǎng)具有廣博的基礎(chǔ)知識和扎實(shí)的專業(yè)知識及科研創(chuàng)新能力的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中起著重要作用［1］。

1 《遺傳學(xué)》實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的必要性

《遺傳學(xué)》作為生命科學(xué)的基礎(chǔ)課程，已應(yīng)用于各研究領(lǐng)域，包括動物遺傳改良、植物新品種的培育和人類健康等各個方面，以達(dá)到改造自然、造福人類的目的。同時，它又是一門與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科。隨著生物技術(shù)的飛速發(fā)展，遺傳學(xué)課程的相關(guān)內(nèi)容也隨之發(fā)展迅速，教科書內(nèi)容擴(kuò)充明顯，使得遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容也隨之相應(yīng)變化。

1)遺傳學(xué)科相關(guān)課程的設(shè)置，要求遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容相應(yīng)的跟進(jìn)。如《分子遺傳學(xué)》《細(xì)胞遺傳學(xué)》《分子生物學(xué)》《細(xì)胞工程》和《基因工程》等課程的設(shè)置，其相對應(yīng)的課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的增加和內(nèi)容的豐富，必然要求作為基礎(chǔ)性學(xué)科的《遺傳學(xué)》在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上做出相應(yīng)的調(diào)整，以適應(yīng)學(xué)科設(shè)置的需要。

2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境的變化，迫使實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境的變化，主要體現(xiàn)為教學(xué)課時和教學(xué)對象的變化。為進(jìn)行本科課程體系優(yōu)化，在增加總的課程內(nèi)容的同時相應(yīng)壓縮了傳統(tǒng)課程的教學(xué)課時，實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)時數(shù)必然做出相應(yīng)調(diào)整，以適應(yīng)教學(xué)計(jì)劃指導(dǎo)下的遺傳學(xué)教學(xué)要求［2］。另外，隨著學(xué)生人數(shù)的增加帶來的單位教學(xué)任務(wù)加重，在實(shí)驗(yàn)學(xué)時和實(shí)驗(yàn)覆蓋面有限的情況下，如何調(diào)動學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的積極性和主動性，提高學(xué)生在有限的學(xué)時的創(chuàng)新能力是教師首先要解決的問題。

3)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和手段的豐富多樣化，為開展豐富、多樣的實(shí)驗(yàn)課提供了展示平臺，提高了授課的積極性和學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索實(shí)驗(yàn)的興趣。實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究成果的引入、實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念的更新、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的改進(jìn)，以及依托信息技術(shù)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段的進(jìn)一步完善，如啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。科研與教學(xué)的互動，科研成果及時轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。本科生參與科研活動，早進(jìn)課題、早進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、早進(jìn)團(tuán)隊(duì)等。教學(xué)手段，多媒體教學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)帶來了遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的革命性變革，使傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)難以呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容直觀、形象地呈現(xiàn)出來，給《遺傳學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來極大方便，減輕了實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的負(fù)擔(dān)。同時基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)也日趨重要。上述這些已然存在和未來尚不知的挑戰(zhàn)，要求《遺傳學(xué)》教師針對自身面臨的問題做出相應(yīng)的探索和創(chuàng)新。

2 《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革思路

培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才是實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)改革的最終目標(biāo)。本研究認(rèn)為，《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)的改革的基本點(diǎn)是:(1)系統(tǒng)化實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，掌握實(shí)驗(yàn)技巧;(2)系統(tǒng)構(gòu)建創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)模式，對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新精神與科研實(shí)踐的培養(yǎng);(3)形成完善的“線性”實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。

2.1 《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)》改革思路

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)思路:(1)配合遺傳學(xué)的教學(xué)，通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生鞏固和加深對遺傳學(xué)基本概念和基本原理的理解和掌握;(2)適應(yīng)現(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展，讓學(xué)生掌握現(xiàn)代遺傳學(xué)研究所必需的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù);(3)開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，鼓勵學(xué)生自己設(shè)計(jì)、自己完成實(shí)驗(yàn)。

應(yīng)用實(shí)驗(yàn)思路:為配合《遺傳學(xué)》和相關(guān)課程的課堂教學(xué)，建議在《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)相應(yīng)滯后，在其他相關(guān)課程，如《分子遺傳學(xué)》《分子生物學(xué)》《細(xì)胞工程》《生物技術(shù)》《細(xì)胞遺傳學(xué)》和《基因工程》等開設(shè)的基礎(chǔ)上，以遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)為主線，其他相關(guān)課程為支線，根據(jù)學(xué)時、課程需要進(jìn)行適當(dāng)增加或減少，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，做到相互補(bǔ)充，進(jìn)而形成網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。通過系列性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生不僅掌握了現(xiàn)代生物學(xué)分析技術(shù)，也培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，更實(shí)現(xiàn)了理論類課程與實(shí)踐訓(xùn)練類課程的有序銜接，同時完善了學(xué)生從認(rèn)知實(shí)踐到科研實(shí)踐的創(chuàng)新精神培養(yǎng)體系。

2.2 《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程內(nèi)容優(yōu)化

隨著《遺傳學(xué)》的發(fā)展和學(xué)科建設(shè)的需要，必須對《遺傳學(xué)》現(xiàn)有的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行一系列相應(yīng)的改革。已有的實(shí)驗(yàn)方法是，將遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)分為經(jīng)典遺傳驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞遺傳實(shí)驗(yàn)綜合大實(shí)驗(yàn)，新增分子遺傳基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)［3］，或?qū)⑦z傳學(xué)實(shí)驗(yàn)分為經(jīng)典遺傳、細(xì)胞遺傳、分子遺傳等綜合實(shí)驗(yàn)必修模塊及群體遺傳實(shí)驗(yàn)選修模塊［4］。我們以往根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，在研究已有的實(shí)驗(yàn)改革方案的基礎(chǔ)上，設(shè)置實(shí)驗(yàn)?zāi)K:

1)經(jīng)典遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，5學(xué)時。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有:(1)1、2對因子的遺傳分析;(2)果蠅觀察與飼養(yǎng);(3)果蠅伴性遺傳分析。

2)細(xì)胞遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊，5學(xué)時。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有:(1)根類有絲分裂的制片技術(shù);(2)花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂的制片技術(shù);(3)果蠅唾腺染色體的制片技術(shù);(4)植物多倍體誘導(dǎo)技術(shù)。

3)分子生物學(xué)教學(xué)模塊，6學(xué)時。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有:(1)DNA簡易提取技術(shù);(2)PCR擴(kuò)增技術(shù);瓊脂糖電泳技術(shù)。

具體實(shí)驗(yàn)操作則采用由教師指定或者學(xué)生自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，然后教師課前概要講授，學(xué)生再具體實(shí)驗(yàn)這樣的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)置使得整個實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程學(xué)生是一種被動的、機(jī)械性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)當(dāng)中缺乏創(chuàng)新性，因此，也很難調(diào)動學(xué)生的積極性和主動參與性。為了改變現(xiàn)有的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課設(shè)置和教學(xué)模式，我們根據(jù)不同學(xué)院專業(yè)設(shè)置的特點(diǎn)，同相關(guān)專業(yè)的科研工作進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，依托三年級教學(xué)實(shí)習(xí)安排，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)授課在時間安排上適當(dāng)滯后，以方便與其他相關(guān)課程內(nèi)容銜接，形成一種設(shè)計(jì)性、探討性的實(shí)驗(yàn)如表1所示。該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)為主線，以相關(guān)學(xué)科為支線，對遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容做出了以下具體調(diào)整。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)學(xué)院、農(nóng)學(xué)院、園藝學(xué)院、動物科技學(xué)院等，根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合植物育種學(xué)知識，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)。例如:植物育性的遺傳分析，以此作為《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》的主線。具體為通過配制雜交組合(不育系//保持系/恢復(fù)系)，期間了解植物雄性不育的類型(孢子體不育或配子體不育);對花粉母細(xì)胞進(jìn)行制片觀察，了解植花粉母細(xì)胞的減數(shù)分裂形成與發(fā)育過程;通過對該組合的育性調(diào)查，了解孟德爾遺傳規(guī)律的實(shí)際應(yīng)用。通過DNA提取、PCR擴(kuò)增及瓊脂糖電泳的實(shí)際操作、基因的分子標(biāo)記的應(yīng)用等相關(guān)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充，進(jìn)一步完善和豐富遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

表1 遺傳學(xué)線性實(shí)驗(yàn)教學(xué)

植物保護(hù)學(xué)院，根據(jù)學(xué)生所學(xué)的病理知識，配制相應(yīng)的雜交組合，(抗病品種/感病品種)F2，對植物的抗病性進(jìn)行遺傳分析，學(xué)生無論在田間還是進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室都獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)整個過程，將模塊化的教學(xué)內(nèi)容分散在遺傳學(xué)主線內(nèi)。這樣有效地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)遺傳學(xué)基本知識的積極性和對開展科學(xué)研究的熱情。

2.3 《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)方法和教學(xué)手段改革

眾所周知，教學(xué)活動是由教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”兩部分構(gòu)成的，教師是否能順利地將知識傳授給學(xué)生，讓學(xué)生掌握所要學(xué)習(xí)的知識，這是教學(xué)的關(guān)鍵。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動中，針對實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，使用相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法也顯得十分重要［4］。目前，在傳統(tǒng)教學(xué)方法的基礎(chǔ)上，引用不同的教學(xué)方法和手段，如，多媒體技術(shù)的使用、建構(gòu)主義教學(xué)法的實(shí)施［5］等，均獲得積極的效果。對本科遺傳學(xué)的教學(xué)水平教學(xué)進(jìn)一步提升。

1)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式由傳統(tǒng)講授改為學(xué)生獨(dú)立完成模式。采用研究生的自主培養(yǎng)模式，即學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺下載相關(guān)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，理解和熟知實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理及操作步驟，依托三年級教學(xué)實(shí)習(xí)，掌握相應(yīng)的專業(yè)知識。根據(jù)不同學(xué)院不同專業(yè)，如植物保護(hù)學(xué)院，學(xué)生根據(jù)所學(xué)的病理知識，配制相應(yīng)的雜交組合，對植物的抗病性進(jìn)行遺傳分析，學(xué)生無論在田間還是進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室都獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)整個過程，學(xué)生轉(zhuǎn)變角色成為主體，教師為輔。實(shí)驗(yàn)過程中分別從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與親代擴(kuò)繁，中期實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論與交流。教師協(xié)調(diào)、督促和指導(dǎo)，以確保學(xué)生實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行［6］。通過開設(shè)本實(shí)驗(yàn)，不僅加深對理論知識的理解，真正了解遺傳物質(zhì)的本質(zhì);而且可以掌握最基本的操作技術(shù)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的積極性。

2)加強(qiáng)《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)，更新和充實(shí)《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程多媒體教學(xué)課件，為學(xué)生課下自學(xué)提供了豐富的資料。學(xué)生可以根據(jù)需要下載相關(guān)課件，加深對實(shí)踐中教學(xué)內(nèi)容的理解，同時在網(wǎng)上看到實(shí)驗(yàn)相關(guān)的Flash動畫，網(wǎng)絡(luò)課程平臺的知識彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時少，學(xué)生難理解知識的不足。

3 結(jié)束語

當(dāng)前高等學(xué)校教育的基本原則是厚基礎(chǔ)、寬口徑、多方向、強(qiáng)能力，也就是要加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí)和基本實(shí)踐能力的訓(xùn)練，夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)素質(zhì)平臺，提升學(xué)生的發(fā)展后勁。通過《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程的設(shè)置，希望學(xué)生能夠牢固掌握遺傳學(xué)的基本知識和技能，拓寬知識面，跟上現(xiàn)代生命科學(xué)發(fā)展的腳步。

經(jīng)過長期遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索和實(shí)踐，通過進(jìn)一步對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，引導(dǎo)學(xué)生在已有知識的基礎(chǔ)上構(gòu)建深層的知識體系，達(dá)到全面培養(yǎng)的目的;在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，通過學(xué)生全過程、全方位的線性化實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步提高了學(xué)生的自主創(chuàng)新能力;同時充分利用網(wǎng)絡(luò)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，為師生之間的教學(xué)互動提供了一個良好的互動平臺。教師可以隨時進(jìn)行教學(xué)檢查及時了解學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的理解和實(shí)驗(yàn)進(jìn)程狀況，并對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)進(jìn)度進(jìn)行適度地調(diào)整，起到優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的作用。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的創(chuàng)新，使《遺傳學(xué)》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程由簡單的知識傳授教學(xué)方式轉(zhuǎn)化為指導(dǎo)探索性教學(xué)過程，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性;相應(yīng)地提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，全面提升本科《遺傳學(xué)》教學(xué)水平。

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