遺傳學綜合性實驗課教學改革初探

摘要：分子生物學和分子遺傳學等學科的迅速發展，使遺傳學的內容不斷擴展和深化，因此在遺傳學實驗教學過程中，必須緊密結合本學科國內外最新的科研發展動態與研究成果，及時對遺傳學實驗教學內容進行修改與更新，以使遺傳學實驗課程在研究內容和研究的方法與手段上與時俱進，緊跟學科的發展趨勢，使學生及時接觸和領略學科發展的前沿知識，不斷推進和深化學科的改革與發展。所以，我們認為必須有一定比例的綜合性實驗或課程設計，才能把理論與實踐有機地結合起來，提高學生分析問題和解決問題的能力。

關鍵詞：遺傳學；綜合性實驗課；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A?搖 文章編號：1674-9324（2013）33-0047-02

遺傳學是研究生物遺傳和變異的規律、探索生命的起源和本質的學科，是動物、植物和微生物及相關課程的理論基礎，也是生物類本科專業的必修課。遺傳學實驗是遺傳學課程的核心部分，也是生物學實驗中最重要和綜合性最強的實驗課。它的內容涉及各個學科，滲透性很強，涉及的知識面廣，加上遺傳學學科發展很快，因此實驗課的開設富有挑戰性[1]。在綜合類院校存在兩大問題，一是目前所開設的遺傳學實驗課程，由于實驗教材等因素的限制，其教學實驗內容和實驗技術的傳授存在較大的缺欠。一是染色體操作及經典遺傳學實驗內容多，分子遺傳、群體遺傳及現代遺傳學實驗內容少；二是內容單一、具體的驗證性實驗多，具有綜合性、設計性、創新性的實驗少；三是課堂計劃學時內進行的實驗多，課外學生自主實驗的內容少。從另外一個角度看，遺傳學實驗幾乎多為傳統的驗證性實驗，已有的所謂綜合性實驗也主要是幾個相關的基礎實驗技術的拼合，創新性實驗幾乎沒有，這些現象不利于培養創新人才；二是遺傳學實驗教學歷來存在缺少資金，實驗室面積不足等諸多問題[2]。如何利用現有條件加強實驗教學，特別是新開設的遺傳學綜合性實驗，幫助學生理解和掌握課堂所學理論，進一步培養他們的實驗技能，培養他們獨立思考、獨立操作、理論聯系實際，分析問題，解決問題的能力，適應素質教育改革的需要，這是一個普遍存在的問題。

傳統的遺傳學實驗方法，一次實驗課，實驗內容只有一個，老師先講實驗原理、實驗步驟、實驗注意事項，然后全班學生才能進行實驗。這種實驗方法的特點：一是全班學生做一個實驗內容，由于實驗面積、實驗用儀器的限制，往往幾個學生同做一組實驗，在實驗過程中，很難讓每個學生都能獨立做一遍，沒有機會對實驗現象進行仔細地觀察；二是實驗在老師統一輔導之下進行，學生對課前實驗預習重視不夠，在實驗中很難獨立完成實驗，大都是按部就班地進行操作。三是一個實驗室不可能永遠只有一個遺傳學實驗內容，更換實驗內容，就需要更換儀器。實驗儀器的經常搬動，勢必無法造成不必要的儀器損壞，因此更換實驗內容，實驗前就需要對每一臺儀器進行檢查、校對，耗費人力大。一個實驗室用同一型號的實驗儀器，占用資金多，儀器的利用率低，不利于實驗設備的更新換代，不適應教學改革的需要。針對上述問題，我們“遺傳學精品課程”課題組提出了循環式的遺傳實驗方法。就是把所需開設的十幾種實驗內容分兩個模塊，一個模塊是遺傳實驗，實驗內容包括12個實驗：果蠅生活史及形態觀察；果蠅的單因子雜交；果蠅的伴性遺傳；果蠅唾腺染色體的觀察；植物有絲分裂染色體壓片技術；植物多倍體的人工誘導；植物細胞微核檢測技術；小白鼠骨髓細胞染色體制標本的制備；精巢減數分裂標本的制備及觀察；染色體分帶技術；人類細胞中Barr小體的觀察；人類幾種常見遺傳性狀的調查。另一個模塊是綜合性實驗，也就是高年級專業系列實驗。綜合性實驗是對學生綜合運用所學知識解決實際問題的具體實踐[3，4]。實驗須由學生自己動手查閱資料擬定具體實驗方案或對關鍵的實驗步驟、劑量等對實驗結果有顯著影響的因素進行分析探討，提倡學生多思多問詳細觀察實驗現象，在實驗結束后對實驗內容和方法提出建議和改進意見。

目前現行的綜合性遺傳實驗包括四個實驗：（1）果蠅野外采集及飼養管理；（2）果蠅單因子和伴性因子雜交；（3）有絲分裂根尖不同方法處理與染色體觀察；（4）微生物的野外采集、分類純化及分子鑒定。果蠅野外采集及飼養管理包括在野外野生型果蠅的采集、識別與鑒定、果蠅的培養、觀察果蠅生活史和形態特征等實驗；果蠅單因子和伴性因子雜交包括果蠅單因子和伴性因子的雜交、第一代、第二代個體的觀察統計以及Ⅹ2檢驗等分析實驗；有絲分裂根尖不同方法處理與染色體觀察包括植物染色體的制備、核型和C帶、G帶以及微核監測等分析實驗；微生物的野外采集、分類純化及分子鑒定包括樣品野外采集、細菌的分離純化、16s rDNA的測序及進化分析以及物種鑒定等實驗。在綜合性實驗過程中，學生是主體，教師的任務是發放實驗任務書并在方案設計、查閱資料等環節上予以指導，在師生共同研究確定可行性方案后，方可做實驗。學生完成實驗后，要寫出有結論、有分析、有體會的實驗報告，這樣做可以充分調動學生的積極性，有利于培養創新性人才，更有利于培養有較強的實際動手能力的應用型人才。由于綜合性實驗方法的合理，管理嚴格，學生對此類實驗教學給予很高的評價，一致反映由于綜合性遺傳實驗是學生獨立預習，獨立操作獨立完成，實驗中遇到的問題是自己分析，加以解決，所以課前所有準備工作都很積極認真，在實驗中對遺傳問題的觀察也很仔細。通過綜合性遺傳實驗，真正提高獨力進行實驗操作技能，培養理論聯系實際，大大促進學生的動手能力，獨立分析問題、解決問題的能力。

綜合性實驗教學以學生為本，學生在實驗教學中占主體地位，教師起引導作用，是以能力培養為核心，變傳統的被動學習為主動學習”，全面提高學生素質的一種教學體系。綜合性實驗教學有效地利用實驗室資源，一方面充分發揮學生的創造性思維，培養全方位、高技術、高素質的專業人才；另一方面提高師資隊伍的能力與素質，對實驗起到很好的促進作用。

參考文獻：

[1]劉金文，孟凡剛，劉昕旸，等.遺傳學教學模式的探索[J].黑龍江生態工程職業學院學報，2006，19（5）：68-70.

[2]劉進平，鄭成木，莊南生.遺傳學教學中需要兩個注重[J].生物學雜志，2003，20（4）：48-49.

[3]蔣盛巖，任光云，趙良忠，等.遺傳學教學改革與實踐[J].中國科教創新導刊，2008，（23）：120-122.

[4]趙志華.遺傳學教學改革探析[J].高等教育研究，2007，24（4）：43-45.

基金項目：獲新疆大學“遺傳學精品課程”建設項目資助

作者簡介：多力坤·買買提玉素甫，教授，碩導，研究方向：人類分子遺傳學。