生物技術本科專業遺傳學實驗改革的探索

文義凱，司懷軍，姜寒玉，王麗

摘要：本文主要對生命技術專業遺傳學實驗教學現狀進行了分析，面對目前實驗教學中存在的問題，從重組實驗模塊，更新實驗內容，創新教學方法，加強教學與科研緊密相結合，完善考核制度等方面提出改革的探索方案，從而為提高實驗教學質量，培養新世紀創新型人才奠定基礎。

關鍵詞：遺傳學實驗；教學改革；生物技術

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A文章編號：1674-9324（2012）12-0190-02

遺傳學（Genetics）是生命科學領域的重點學科之一，遺傳學教學實驗作為遺傳學課程的重要組成部分，不但可以加深培養學生對基本理論的認知和理解，還可以提高觀察、分析和解決問題的能力，并影響學生的世界觀和正確的思維方法[1]。而近年來高校教育改革的工作重點也不光是要求能夠培養學生具有良好的理論知識基礎，更重要的是要培養學生具備熟練的實驗操作技能，從而提高學生的創新性思維能力和動手能力[2]。

一、實驗教學模塊和內容的改革

如今遺傳學作為發展最迅速的學科之一，不但增加了大量的分子遺傳學內容，而且經典遺傳學、分子遺傳學以及群體遺傳學三者相互補充和穿插在一起，因此遺傳學實驗教學必須不斷補充和改革實驗教學內容，從而為創新性人才的培養提供有利的平臺。遺傳學實驗教學模塊龐大，而學時數有限，還要做到突出模塊中的重點和特色，只有通過精選實驗內容，綜合考慮、合理規劃實驗模塊的構成，才能在有限的教學時間內使學生較全面系統地掌握遺傳學實驗原理和操作技術。本教研室重新對遺傳學實驗教學模塊進行了科學、合理的制定和分布，主要由基礎、綜合、創新型三大實驗教學模塊構成?；A型模塊：主要包括了以前染色體操作及經典遺傳三大遺傳規律實驗內容的驗證。綜合型模塊：我們保留了植物多倍體的誘導與鑒定、染色體數目變異及結構變異分析。創新型模塊：是分子遺傳基礎實驗，如植物細胞DNA的提取、PCR擴增等。另外我們專門針對實驗操作能力強的學生新增了植物遺傳轉化、質粒的提取等實驗，作為平時的開放性綜合實驗。改革后，不僅保留了以前實驗模塊中的經典內容，學生還可以從綜合型模塊的實驗中全程參與所有實驗內容，讓學生從宏觀角度上對實驗有一個全面的認識和學習。而通過創新模塊，利用現代分子遺傳學實驗技術，不僅拓展了學生眼界，而且加強了學生操作能力和實驗范圍，最終達到培養創新性人才的實驗教學目的。

二、實驗教學手段和方法的改革

以前教師在上課前就已經準備好所需的實驗材料、試劑、儀器設備，并按部就班地講解實驗目的、原理和方法步驟，然后學生提交一份驗證已知的實驗結果的實驗報告。學生只是死板地為做實驗而做實驗，一般實驗課平均3個學時，在規定時間內完成實驗內容比較緊張，因此實驗效率不高，如制片實驗，在平均30個人的實驗課中，只能達到50%的制片合格率，教學效果很不理想，在整個實驗教學過程中缺乏主動性，難以激發學生對實驗課的興趣。因此，本教研組提出了以下幾點改進措施。

1.要求學生通過查閱相關文獻資料對實驗目的和原理進行學習和了解，并熟悉基本實驗步驟和過程，并交一份預習報告作為實驗考核的一部分。這樣才能讓學生對整個實驗有一個全面的了解，保證能達到一個較好的實驗效果。

2.組織學生參與實驗材料的準備工作。如有絲分裂實驗，我們將種子分配給每組進行發根，實驗中所需的藥品也在教師的指導下讓學生自行配置，對根尖的預處理、固定、解離都由各小組自行處理。這樣能讓學生對整個實驗有一個全程的學習，還能提高學生實驗動手能力。

3.隨著科技迅速的發展，我們可以充分利用計算機網絡化和多媒體等教學手段來提高教學效果。課前由教師將誘導和鑒別多倍體的過程完整地拍攝下來放在網上，讓學生們在課前預習時觀看。這樣能大大增強實驗效果，提高實驗質量。

三、實驗教學與科研相結合的改革

教學和科研相結合就在于將科研引入到教學中去，使教學科研化。而實驗教學不光單單給學生們傳授實驗技能和鞏固理論知識，更重要的是將理論和實踐相結合，培養學生創新意識和提高實踐能力[3]。因此我們要將科研滲透到實驗教學的各個環節，滲透到學生培養的方方面面。如今大多數高校都有大學生科研項目訓練計劃（SRTP），而且很多教師自己的科研內容都與分子遺傳學方向的研究有密切關系，可以讓學生參與到自己的與遺傳學相關的科研項目中來，拓展和深化學生所學的專業基礎知識。為此，教研組專門針對分子遺傳學實驗進行了延伸和拓展，給學生一個大的實驗方向，通過自己查閱相關文獻資料后，提出實驗設計，撰寫開題報告，經學校專業教師團隊審批后才能進行實驗。而整個過程中，教師僅起指導和輔助作用，以后實驗的各個環節均由學生親自動手完成。如馬鈴薯的遺傳轉化，首先讓學生進行馬鈴薯試管薯的誘導培養，然后將構建好的表達載體提供給學生，讓其培養和活化，最后讓學生采用農桿菌介導的馬鈴薯試管薯薄片轉化法進行遺傳轉化。通過這種以科研項目來擴展遺傳學實驗教學內容的方式，不但可以豐富遺傳學實驗教學內容，深化學生所學的遺傳學知識，而且能夠提高學生實驗操作技能和綜合分析問題和解決問題的能力，為將來獨立完成科學研究打下基礎。

四、實驗教學考核方法的改革

以前實驗課程的成績光以實驗報告的質量來評定給分，導致部分學生出現抄襲實驗報告、偽造實驗結果的現象，而有些學生雖然能夠認真完成實驗，但由于字跡潦草等因素，未能取得好成績，不能客觀、公正地反映出學生的真實的實驗水平和操作能力，其可信度大大降低，影響學生實驗的積極性和主動性，不能樹立學生嚴謹的科學態度。因此，我們首先要求學生對實驗方法和步驟進行簡要闡述，然后在實驗過程中教師會對每個學生的實驗操作水平和發現問題時的分析和解決能力進行綜合評分，最后要求學生對實驗結果進行科學的分析和解釋，如果實驗失敗也要寫出相應的原因，并分析失敗的實驗步驟和心得體會，同時，堅決杜絕學生修改實驗結果、弄虛作假等行為。整個實驗考核包括實驗預習報告（30%）、實驗操作能力（20%）、實驗報告主體（20%）、實驗結果分析（30%）?？傊?，制定科學合理的實驗考核評價體系，兼顧實驗課教學中的每一個環節，這樣才能全面、客觀地考核學生的實驗操作能力、設計創新能力、綜合分析能力以及實驗報告的撰寫質量。

如今專門針對生物技術專業的具有本專業特色的遺傳學實驗體系尚未成熟，因此為了提高學生的專業技能和培養具有專業特色的高素質人才，本教研室通過現有實驗室資源，充分調動學生的主觀能動性，對生物技術專業遺傳學實驗教學中存在的問題進行了探索，對原有的實驗教學體系進行積極的改革，建立了新的實驗教學體系，并取得了較好的教學效果。

參考文獻：

[1]朱玉賢.現代分子生物學（第2版）[M].北京：農業出版社，2002.

[2]余誕年.遺傳學的發展與遺傳學教學改革謅議[J].遺傳，2000，22（6）：413-415.

[3]李雅軒，趙昕，胡英考，等.遺傳學實驗教學改革的實踐與探索[J].實驗技術與管理，2006，23（4）：99-101.