《遺傳學實驗》教學的改進和優化

劉星，姬可平，王燕，張青峰

摘要：以往本院《遺傳學實驗》教學內容主要以驗證性實驗為主，學生對實驗興趣不高，動手能力、科研能力未得到充分的提高。通過調整和優化實驗內容，增設開放式、設計性、綜合性實驗，并改進考核方式等，有效解決了實驗教學存在的問題，提高了學生的科研能力、創新能力、綜合素質，并進一步提高了實驗教學質量，改善了實驗教學效果。

關鍵詞：遺傳學實驗；實驗教學；綜合素質

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）13-0061-02

遺傳學（Genetics）是研究生物遺傳與變異的科學，是生命科學領域的重點學科，也是發展最快的學科之一。實驗教學作為遺傳學課程重要的組成部分，影響著課程整體水平的提高。通過實驗可加深學生對理論知識的理解，提高學生發現、分析、解決問題的能力。近年來，高等院校教學改革的工作重點不僅是要求學生充分掌握理論知識，更注重學生的動手操作能力、科研思維能力、實踐創新能力的培養。筆者在近幾年的《遺傳學實驗》教學實踐中，針對以往教學中學生對實驗興趣不高，動手能力、科研能力未得到充分的提高等問題，對《遺傳學實驗》內容進行了調整和優化，增設開放式、設計性、綜合性實驗等，并改進實驗考核方式，旨在培養學生基本實驗技能的同時，注重激發學生學習興趣和積極性，提高學生的綜合素質，為培養創新型人才打下堅實的基礎。

一、《遺傳學實驗》原有內容的不足及教學中存在的問題

1.原有實驗內容。本院校目前只有生物工程專業學生開設《遺傳學實驗》課程，實驗課時僅20學時，要在短時間內有效的完成系統的實驗難度頗大。因此，只開設了動物減數分裂染色體的制備與分析；果蠅的飼養；果蠅的單因子、伴性遺傳、雙因子等設計性實驗；果蠅唾腺染色體的制備；PTC嘗味能力，X染色質的制備一共5次實驗，其中驗證性實驗占60%左以上，而設計性、開放式、綜合性實驗所占比例較少。

2.以往教學中存在的問題。①遺傳學是一門較抽象，有一定難度的專業基礎課，《遺傳學實驗》的教學效果將直接影響到學生對理論知識的深入理解。傳統的實驗教學大多通過實驗教師講解實驗目的、原理、具體操作步驟、注意事項等。學生以聽為主，待教師講解后才動手實際操作，大多數同學對已經明確實驗結果的驗證性實驗不太感興趣，整個實驗過程中氣氛較沉悶，影響實驗教學質量和教學效果。②以往教學中，大多數同學可順利完成果蠅的飼養及生活史觀察，在招引和飼養果蠅時，由學生自行購買水果作為培養基，因未添加防霉劑需經常更換培養基，給學生帶來不便。在單因子、雙因子、伴性遺傳等設計性實驗中，因自然條件下基因突變具有低頻性使得果蠅突變體缺乏，從而影響實驗的正常運行。在果蠅唾腺染色體制備的實驗中，大部分學生由于難以辨認唾腺而取錯實驗材料，最終導致實驗失敗。另外，學生也很難在短時間內精準剝取果蠅唾腺，并掌握壓片技巧，導致無法在鏡下觀察到理想的果蠅唾腺染色體，從而打擊了學生的積極性和主動性。③《遺傳學實驗》課程的考核以往主要是通過課堂實驗操作和課后學生書寫實驗報告進行考核，因實驗操作步驟較為煩瑣，個別實驗結果不太理想，因此很難公平公正的予以評價。實驗報告的書寫也不能很好的體現出學生實驗技能掌握情況，且存在互相抄襲的現象，不利于學生興趣和積極性的提高。實驗考核方式較單一，且存在不客觀、不公正等因素是實驗教學中普遍存在的問題。

二、邊調整，邊實踐，不斷優化課程內容及改進考核方式

1.實驗內容的調整和優化。①增設了人類常見單基因性狀的鑒定與群體遺傳學分析、人類皮膚紋理分析實驗，通過互相觀察拇指端關節外展度、雙手扣握方式、達爾文結節、耳垂特點、發旋與發式、卷舌與翻舌、蒙古褶、手指中段毛發、指紋、掌紋特點等，了解遺傳性狀的遺傳方式和控制某性狀基因的性質，并經計算后判斷該群體是否達到遺傳平衡。②針對果蠅培養基發霉和突變體缺乏的難題，筆者提出由學生自行配制玉米粉培養基，有效的解決了培養基發霉的問題。在果蠅飼養的同時人工加入誘變劑對果蠅進行誘變以獲得較多突變體。學生每5個人一組，自行查閱文獻資料，經組員商討確定一種誘變方法，并將具體的實驗路線、可行性分析等提交給實驗教師。經審核通過后，學生自行完成果蠅誘變的實驗，成功解決了果蠅突變體缺乏的難題。在果蠅飼養和誘變過程中，當獲得足夠的優質三齡幼蟲時到實驗室制作果蠅唾腺染色體標本，這樣學生有充分的時間多次練習剝取果蠅唾腺和壓片，經多次實踐操作掌握壓片技巧。

2.教學方法的改進。①要求學生提前預習，充分熟悉實驗目的，原理，步驟等，并書寫預習報告，其中實驗步驟要求用流程圖表示，同時對預期實驗結果做一個簡單的描述，并針對實驗的原理、步驟等提出自己的問題。②實驗教師充分利用多媒體技術盡可能全面、清晰的講解到每個實驗細節，特別針對學生容易出現錯誤的步驟應再三強調，并予以正確演示。還可提前準備好視頻、圖片播放給學生看，有效避免了學生取錯實驗材料。教師可拍攝理想的染色體照片，分別把低倍和高倍鏡下的特點通過圖片的形式放映給學生看，從而使學生在短時間內掌握染色體在鏡下的特點，更快速、準確的找到分散好、形態清晰的中期染色體。實驗教師應精心準備好每次實驗課的PPT課件，做到目的明確，原理清晰，步驟一目了然，便于學生理解和掌握。

3.考核方式的改進。實驗考核方式細化了考核標準，如出勤、紀律、衛生，實驗過程中實際動手操作情況等均列入考核范圍，并對每個指標給予具體的分值。實驗報告以PPT形式提交，如果蠅的飼養，誘變，單因子、雙因子、伴性遺傳等設計性實驗，唾腺染色體標本的制備實驗綜合制作一套PPT。要求提交的PPT中包括每個實驗具體的操作流程，實驗結果的照片，遇到的問題以及解決辦法等。

三、目前取得的成效

1.通過對常見遺傳性狀觀察，激發了學生對遺傳學產生濃厚的興趣，對實驗充滿好奇心，增強了學生的探索欲，達到了充分調動學生積極性，活躍課堂氛圍的目的。將原本單一、分散的實驗組合在一起，實現了基礎性、綜合性、設計性、開放式實驗的有機結合，有利于培養學生的學習興趣，提高了學生的創新能力、綜合分析能力、解決問題的能力，同時，有效的強化了學生的團隊合作意識和集體榮譽感等。

2.通過書寫預習報告有利于學生提前熟悉整個實驗流程，有效地避免了學生在實驗操作過程中不知所措，混淆實驗步驟，實驗操作過程中能夠做到一氣呵成，從而獲得了更佳的實驗效果，提高了實驗操作效率。實驗教師制作的具體、直觀、形象的視頻、圖片資料有益于加深學生對實驗的理解以及對遺傳現象和遺傳規律的理解，從而幫助學生更順利完成實驗操作，并獲得理想的實驗結果，提高了實驗教學質量。

3.考核標準多樣化、具體化后，實驗成績更為客觀，較傳統的考核方式更為公平公正。學生在實驗過程中不管是紀律衛生還是實際動手操作，都能做到認真細致、一絲不茍，有效的提高了學生實驗成績。通過制作PPT，學生熟練掌握了PPT的制作技巧，其發現問題、分析問題、解決問題的能力也得到了提高。通過實驗教學，學生更深入的理解了遺傳定律、遺傳性狀等理論知識。

《遺傳學實驗》教學目的是使學生理論聯系實際，將遺傳學理論應用到實踐中，培養學生動手能力和觀察、分析、解決問題的能力等，通過實驗教學加深對理論知識的鞏固和理解。在實驗教學改革中應注重學生科研能力、創新能力、獨立思考能力、綜合素質的提高，充分調動學生的主觀能動性，激發學生的探索欲和好奇心，增強學生的實驗興趣，從而達到提高教學質量，改善教學效果的目的。總而言之，遺傳學是一門不斷發展的學科，實驗教學改革是不斷探索、發展的過程。作為教師應不斷學習，了解最新的前沿知識，通過改進教學方法，以求更高的教學質量和教學效果。

參考文獻：

[1]林凌，闞顯照，汪鳴，等.高校遺傳學實驗教學的反思與改革[Z].中國安徽蕪湖，20107.

[2]石春海，肖建富，吳建國.構建優質教學體系，促進《遺傳學》精品教育[J].遺傳，2013，（01）：101-106.

[3]文義凱，司懷軍，姜寒玉，等.生物技術本科專業遺傳學實驗改革的探索[J].教育教學論壇，2012，（35）：190-191.

[4]張文慧，杜吉到，高樹仁，等.遺傳學實驗教學改革探討[J].黑龍江農業科學，2013，（4）：141-143.

[5]魏俊杰.高等院校遺傳學實驗教學改革初探[J].安徽農學通報，2012，18（2）：120-121.

[6]姚嘉宜，黃辰，宋土生.醫學研究生遺傳學實驗改革實踐[J].西北醫學教育，2011，19（5）：945-946.

[7]黃鎮，熊金蘋，徐愛遐，等.高等農業院校遺傳學教學改革淺議[J].人力資源管理，2011，（10）：147-148.

通訊作者：張青峰。