摘要：為了全方位培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，從優(yōu)化實驗組合到知識準(zhǔn)備、實驗準(zhǔn)備和開放式實驗幾個方面，在遺傳學(xué)實驗教學(xué)中進(jìn)行了初步探索。

關(guān)鍵詞：遺傳學(xué)實驗；創(chuàng)新能力；培養(yǎng)

中圖分類號：Q331 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）09-0274-02

遺傳學(xué)是一門歷史悠久的基礎(chǔ)學(xué)科和發(fā)展迅速的前沿學(xué)科，在生命科學(xué)領(lǐng)域中占有十分重要的位置。同時，遺傳學(xué)還是一門實踐性很強(qiáng)的學(xué)科，學(xué)生通過遺傳學(xué)實驗的學(xué)習(xí)，既能夠掌握基本的經(jīng)典遺傳學(xué)技術(shù)，還能夠了解和學(xué)習(xí)一些新的遺傳學(xué)實驗方法，因此實驗教學(xué)對學(xué)生動手能力、綜合分析能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是十分必要和有益的。

一、創(chuàng)新能力是遺傳學(xué)實驗教學(xué)的基本要求之一

國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》（國辦發(fā)〔2015〕36號）指出，各高校要根據(jù)人才培養(yǎng)定位和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育目標(biāo)要求促進(jìn)專業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育有機(jī)融合，調(diào)整專業(yè)課程設(shè)置，挖掘和充實各類專業(yè)課程的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育資源，在傳授專業(yè)知識的過程中加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育[1]。

我校遺傳學(xué)實驗大綱中對學(xué)生能力培養(yǎng)提出了四大基本要求，即獨立實驗的能力、分析與研究的能力、理論聯(lián)系實際的能力和創(chuàng)新能力。其中，創(chuàng)新能力由創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法、創(chuàng)新環(huán)境和創(chuàng)新意志五部分組成[2]。而在遺傳學(xué)實驗教學(xué)中，要求學(xué)生在專業(yè)知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)W習(xí)、吸收前人的思想和方法，嘗試做前人沒有做過的實驗，初步完成具有研究性或創(chuàng)意性內(nèi)容的實驗。

二、精心安排實驗內(nèi)容，設(shè)計優(yōu)化實驗組合

綜合性、設(shè)計性實驗是培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生掌握科學(xué)思維方法、實事求是的科學(xué)態(tài)度與獨立的科研動手能力的重要環(huán)節(jié)和手段，也是提高學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑[3-7]。

在遺傳學(xué)實驗中，一項綜合性實驗可能會涉及多個知識領(lǐng)域或者綜合應(yīng)用多種實驗手段與技術(shù)[8]。綜合性實驗要求學(xué)生對所學(xué)的專業(yè)知識及實驗方法、技能能夠綜合運(yùn)用，并綜合分析實驗結(jié)果。而設(shè)計性實驗主要是對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的初步訓(xùn)練，要求學(xué)生在基礎(chǔ)性和綜合性實驗的基礎(chǔ)上，對所學(xué)知識進(jìn)行拓展性、探究性以及創(chuàng)新性實驗研究[9]，并撰寫出研究報告。設(shè)計性實驗的題目和方案由教師擬定，或是教師和學(xué)生共同商議后擬定，還可以由學(xué)生自擬。題目和方案確定后，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下獨立完成實驗的全過程。因此，我校根據(jù)課程特點和現(xiàn)行的實驗條件，將實驗內(nèi)容分類整合后，分為基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗三大類。其中綜合性實驗又分為三類：（1）細(xì)胞遺傳綜合實驗，以染色體的制片技術(shù)為核心內(nèi)容，觀察動植物及人類細(xì)胞中的染色體，包括有絲分裂、減數(shù)分裂、多倍體的人工誘發(fā)、蟾蜍骨髓細(xì)胞及人體外周血淋巴細(xì)胞的培養(yǎng)與觀察等。（2）果蠅遺傳綜合實驗，以果蠅為主要研究對象，學(xué)習(xí)遺傳學(xué)中的一些經(jīng)典的實驗方法，包括果蠅的生活史及唾腺染色體的觀察、果蠅的雜交實驗等。（3）人類遺傳綜合實驗以人類自身作為研究對象，包括組型分析、皮膚紋理分析、PTC味盲基因頻率的分析以及X染色質(zhì)的觀察等。而設(shè)計性實驗的內(nèi)容項目主要包括本地常見動植物染色體的組型分析、兩棲動物血細(xì)胞培養(yǎng)的染色體觀察、環(huán)境致突變因子對生物遺傳物質(zhì)的損傷、人類若干遺傳性狀的調(diào)查與分析、核酸的提取及性質(zhì)鑒定等。

三、全方位、多途徑培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

在遺傳學(xué)實驗教學(xué)過程中，為了全方位培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，我們主要從以下幾個方面進(jìn)行了一些探索性工作。

1.知識準(zhǔn)備。實驗前，要求學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，并對相關(guān)的知識進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，將資料收集后可以進(jìn)行相互交流，在提交的預(yù)習(xí)報告中每人至少提出2—3個問題并進(jìn)行解答。例如，在“人類染色體組型分析”實驗中，相關(guān)的理論知識，如：人類染色體的數(shù)目、人類染色體結(jié)構(gòu)的異態(tài)性、人類染色體的命名法、性染色質(zhì)和萊昂假說、染色體病、染色體畸變和腫瘤、產(chǎn)前診斷、人類基因定位、人類基因組計劃等，都可以作為問題提出，并自行解答，其目的是為學(xué)生今后的科技活動和畢業(yè)論文打下基礎(chǔ)。

2.實驗準(zhǔn)備。有了知識儲備后，下一步就是進(jìn)行實驗準(zhǔn)備。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和獨立實驗的能力，使學(xué)生逐步掌握科學(xué)思想和科學(xué)方法，對于設(shè)計性實驗，準(zhǔn)備工作要求包括以下幾步：明確目的—確定選題—實驗設(shè)計—預(yù)備實驗。以“環(huán)境致突變因子對生物遺傳物質(zhì)的損傷”這一實驗題目為例，該實驗廣泛應(yīng)用于輻射損傷、輻射防護(hù)、化學(xué)誘變劑、新藥試驗、染色體遺傳疾病、癌癥前期診斷及環(huán)境監(jiān)測等方面?！碍h(huán)境致突變因子”可以選擇的范圍很廣，包括：各種理化因素、輕化工產(chǎn)品、食品添加劑以及不同飲食習(xí)慣（如吸煙、腌制食品等）、保健品、藥品、農(nóng)用產(chǎn)品、氣體、水體等，這些因素廣泛存在于人們的生產(chǎn)與生活中，可以激發(fā)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的興趣[10]。實驗前，使學(xué)生在充分理解實驗原理的基礎(chǔ)上，讓其自行發(fā)現(xiàn)并選取自己最感興趣的問題確定選題，要求學(xué)生設(shè)計出教師認(rèn)可的實驗方案，學(xué)習(xí)并掌握環(huán)境因子遺傳毒性檢測的一般方法，用檢測試劑對動物或植物進(jìn)行處理，并分析所用檢測試劑對動物或植物遺傳物質(zhì)的損傷程度[11]。與此同時，開放實驗儀器，對于相關(guān)的試驗器材、試劑的配制等，要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下準(zhǔn)備妥當(dāng)。

3.開放式實驗。遺傳學(xué)實驗課是理論聯(lián)系實踐，培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)思維能力和獨立動手能力的重要環(huán)節(jié)和手段，在教學(xué)方法上，主要采用開放式、研究性實驗教學(xué)，特別是在進(jìn)行設(shè)計性實驗時，我們?nèi)旌蜷_放（包括時間、場地和內(nèi)容的開放）實驗室。例如，“減數(shù)分裂”這一實驗，其結(jié)果與取材的關(guān)系密切相關(guān)，取材時間不合適或者材料固定不好都無法觀察到顯著的減數(shù)分裂過程。在常規(guī)的實驗教學(xué)中常常選擇蠶豆花作為材料，為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，我們要求學(xué)生自行確定幾種正在花期的校園植物作為實驗對象，通過切片或壓片觀察，探索出不同植物減數(shù)分裂的有效取材方法和材料固定處理方法。一般的遺傳學(xué)要求就是取材、前處理、固定、解離、壓片制片觀察，而開放性實驗的本意是不限制方案，若學(xué)生提出觀察其中的基因表達(dá)譜的差異，似乎也應(yīng)該允許?？傊?，步驟取決于學(xué)生設(shè)定的方案。

四、結(jié)語

根據(jù)國家對人才培養(yǎng)定位和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育目標(biāo)要求的需要，遺傳學(xué)實驗教學(xué)使學(xué)生掌握了基本的實驗技能，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探索精神和創(chuàng)新能力。在教學(xué)實踐中，開設(shè)設(shè)計性及創(chuàng)新性實驗，改進(jìn)實驗教學(xué)方法，有利于大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

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