遺傳學實驗教學與創(chuàng)新人才培養(yǎng)初探

【關鍵詞】 遺傳學；實驗教學；創(chuàng)新人才

文章編號：1003-1383(2007)06-0737-02中圖分類號：R394-33文獻標識碼：B

遺傳學是一門發(fā)展迅速的生物學分支科學，它從基因水平研究生物的遺傳規(guī)律，所研究對象涉及了動物、植物、微生物、人類等形形色色的生物，近年來，隨著人類基因組計劃的實施，在基因組研究，克隆技術，生物制藥，基因診斷與治療等領域中取得了令人矚目的成果。由于受傳統(tǒng)教育思想的影響，多年來實驗教學都是以理論教學為中心，驗證課堂上所講的理論知識，學習有關的實驗技術，忽略了能力的培養(yǎng)，這種教學方式限制了學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。本文結(jié)合我校的遺傳學實驗教學改革進行初步探討。

遺傳學實驗主要表現(xiàn)

實驗教學是高等院校教學不可或缺的重要組成部分，它在培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面所起到的重要作用，是其他任何教學形式都無法替代的［1］。實驗教學不光是為了證實課堂上所學的理論和僅僅掌握一些實驗操作技術，而是為了在鞏固理論知識的同時，提高學生的科學思維能力、研究能力，培養(yǎng)學生的探索精神、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。江澤民同志指出：“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動力，一個沒有創(chuàng)新能力的民族難以屹立于世界先進民族之林”。如何在實驗教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力，造就創(chuàng)新型人才，是形式發(fā)展的需要。當前我校生物技術專業(yè)的遺傳學實驗主要表現(xiàn)在3個方面。

1.經(jīng)典遺傳學實驗內(nèi)容多，現(xiàn)代遺傳學實驗內(nèi)容少 遺傳學實驗主要包括兩大內(nèi)容：①細胞遺傳學技術占33%，包括染色體核型及帶型分析、染色體結(jié)構(gòu)及數(shù)目變異鑒定等染色體操作技術；②經(jīng)典遺傳學驗證性實驗內(nèi)容占50%，以三大遺傳規(guī)律驗證為主，忽視了遺傳學實驗，一是分子遺傳實驗內(nèi)容為0，如DNA提取、酶切、連接、擴增與檢測技術，基因突變RAPD分析等實驗；這些實驗技術已經(jīng)成為現(xiàn)代分子遺傳學或生物技術的基本內(nèi)容，本科生不掌握難以跟上遺傳學快速發(fā)展的步伐，也與目前遺傳學理論教學不相適應。二是群體遺傳學實驗內(nèi)容僅占17%，如基因數(shù)目估計，遺傳率估算，群體基因結(jié)構(gòu)分析及遺傳疾病風險估算等實驗技術，是群體及數(shù)量性狀遺傳研究的基本技術，但這些實驗內(nèi)容卻很少。

2.驗證性實驗多，綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗少 驗證性實驗50%，綜合性30%、設計性20%、創(chuàng)新性實驗幾乎沒有。采用傳統(tǒng)的實驗設計方法，整個教學過程中學生處于被動接受的地位，學生過分依賴教師的指導，不能獨立操作、觀察，習慣做完一步就問教師下一步做什么。學生沒有機會去設計、去思維、去創(chuàng)新。這種教學模式不利于提高學生研究遺傳學的實驗技能，不利于提高學生的獨立能力、觀察能力、判斷能力和解決問題的能力，影響學生對實驗設計方法的深入理解，不利于學生創(chuàng)造性思維的科研素質(zhì)培養(yǎng)。

3.課外完成的實驗多，課內(nèi)完成的實驗少 在所開設的10個實驗中，需要課外完成的實驗有6個，占60%，如人類染色體標本制備，整個過程需要經(jīng)歷采血、培養(yǎng)、加秋水仙素、制片等過程，培養(yǎng)時間需72小時，課堂計劃4學時內(nèi)學生不可能完成，必須由老師或?qū)W生事先做，計劃內(nèi)的4學時僅是學生的制片。而一般的遺傳學實驗，一次課僅有3～4學時，許多實驗操作在有限的時間內(nèi)不可能完成，學生無法參與實驗的全程，一旦離開老師的協(xié)作仍然無法獨立開展類似實驗。

遺傳學實驗教學改革形式

1.重組實驗內(nèi)容 將原來的10個遺傳學實驗重組、整合為經(jīng)典遺傳學實驗、細胞遺傳學實驗、分子遺傳學實驗和群體遺傳學實驗4個模塊。在經(jīng)典遺傳學實驗中果蠅雜交實驗作為設計性實驗；群體遺傳學實驗的人類正常遺傳性狀的調(diào)查，作為設計性實驗；細胞遺傳學的人類染色體的制作為綜合性實驗， 其實驗課時比重分別為4∶3∶2∶1。

2.增加分子遺傳學實驗技術 我校生物技術專業(yè)的課程設置了《分子生物學》，其課程已經(jīng)開設了分子生物學的基本實驗，學生掌握了分子生物學的基本實驗技能，在《遺傳學》實驗中，則重點突出人工誘發(fā)基因突變的方法設計、各誘發(fā)突變處理材料與未誘變材料RAPD指紋差異分析，以及結(jié)合醫(yī)學院校的特點，對廣西特有的遺傳病，如地中海貧血的檢測，避免與生物化學、分子生物學等實驗內(nèi)容重復。

3.增設創(chuàng)新性實驗 4個實驗模塊做為《遺傳學》實驗必做的基本實驗，此外為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，造就創(chuàng)新型人才，教師給學生一些方向性的選題，如結(jié)合廣西特有的動、植物，進行的染色體分析技術；環(huán)境中致畸、致癌、致突變（三致）物質(zhì)的檢測等，由學生組成課題組按申報課題的方式寫出標書，專業(yè)教師審核其可行性，配指導教師進行創(chuàng)新性實驗1個，學生邊設計、邊實驗、邊研究。

4.實施全天性開放實驗教學 為配合綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗，實驗室實施全天性開放實驗教學，讓學生不受實驗室、實驗學時和實驗項目的限制，實驗室三開放：時間開放、實驗項目開放、試劑和儀器設備開放。學生可以通過自行查閱文獻、自行設計實驗、獨立完成實驗，教師只是起引導作用。 實驗室安排教師值班、并負責指導學生，學生自我調(diào)節(jié)、合理安排實驗時間，同時可提高高檔儀器設備的使用效率。通過問卷調(diào)查，95%的學生認為開放實驗室對動腦與動手能力的培養(yǎng)是封閉式教學所無法替代的，對重視學生個性的培養(yǎng)，確立以學生為中心和主體地位大有裨益，是符合教育規(guī)律和人才成長規(guī)律的培養(yǎng)模式的［2，3］。

5.考核方式的改革 實驗教學實行學分制，一般不進行書面考試，著重學生設計思路、實驗技能與實際操作水平的考核，方式可以口試、操作、實驗報告、論文報告、答辯或研討等方式進行考核，實驗設計、實驗操作、創(chuàng)新性實驗按（4∶4∶2）的比例，對學生進行綜合考核評價。

通過對2000~2003級生物技術專業(yè)的學生實行實驗教學的改革，認為遺傳學實驗有助于學生獨立思考能力，動手能力，分析問題、解決問題的能力，邏輯推理能力等的培養(yǎng)，有助于對經(jīng)典遺傳學的理解，達到融會貫通、事半功倍的效果。從《遺傳學》實驗課問卷調(diào)查可看出，03級生物技術有97.7%的同學贊成開放性實驗，有近90%的同學認為對培養(yǎng)實踐能力有較大的幫助，此外90%的同學希望能增加更多的開放性實驗內(nèi)容以供同學選擇。在2004級的同學中我們正在開展創(chuàng)新性實驗，由學生自行確定選題，設計實驗方案，在經(jīng)費許可條件下，購買試劑，完成實驗，目前正在進行中。通過實驗教學的改革力求將培養(yǎng)目標由知識技能型轉(zhuǎn)變成能力培養(yǎng)型，實驗教學以學生的實驗動手能力、綜合分析能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為目的，以適應創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。

參考文獻

［1］許征程，安靜霞. 高校實驗教學改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關系［J］.河北師范大學學報（教育科學版），2005，7（1）：92-94.

［2］陸審龍. 開放教學實驗室，提高學生創(chuàng)造能力［J］.實驗室研究與探索，1999，6（8）：10.

［3］劉風泰. 關于實驗教學改革的問題［J］.實驗技術與管理，2000，17（4）：6.

(收稿日期：2007-09-14 修回日期：2007-11-15)

(編輯：崔群飛)