在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中開(kāi)放式、研究性教學(xué)的探索與實(shí)踐

譚娟　劉良科　佘朝文　趙麗娟

摘要：以人類遺傳性狀調(diào)查實(shí)驗(yàn)為例，結(jié)合我校地方特色以及教師科學(xué)研究方向，開(kāi)展以不同民族的遺傳性狀為研究?jī)?nèi)容，通過(guò)自主選題、獨(dú)立查閱文獻(xiàn)、撰寫方案、開(kāi)放預(yù)實(shí)驗(yàn)、集中實(shí)踐、集中匯報(bào)等一系列措施形成不同程度開(kāi)放的新型教學(xué)模式，并取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn) 開(kāi)放式 研究性 實(shí)施與效果

實(shí)驗(yàn)是理論的來(lái)源。實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)的是人才的較高層次的能力。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，眼、手、腦并用，培養(yǎng)運(yùn)用知識(shí)的能力、分析與綜合能力以及創(chuàng)造性思維的能力。根據(jù)2014年教育部專業(yè)培養(yǎng)要求，遺傳學(xué)為生物科學(xué)專業(yè)核心課程，但其理論是通過(guò)嚴(yán)密的邏輯推理和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析得出，內(nèi)容相對(duì)枯燥、晦澀難懂。遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生對(duì)其理論知識(shí)理解透徹并靈活應(yīng)用。但是，目前許多地方院校由于師資、設(shè)備等多種原因開(kāi)設(shè)的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如有絲分裂、減數(shù)分裂的觀察等，學(xué)生普遍缺乏主動(dòng)思考及創(chuàng)新。

人類遺傳性狀調(diào)查作為一個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容通常只對(duì)1～3個(gè)單基因遺傳性狀進(jìn)行調(diào)查，傳統(tǒng)教學(xué)模式即在實(shí)驗(yàn)室以班上同學(xué)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，參照教材步驟，按部就班，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，再分析討論。實(shí)驗(yàn)效果可想而知，由于群體數(shù)量有限，相對(duì)性狀簡(jiǎn)單，學(xué)生缺乏思考、缺乏創(chuàng)新，只是純粹完成任務(wù)，沒(méi)有達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生能力的效果。因此，為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，結(jié)合院系實(shí)際情況，我們改革課堂教學(xué)模式，采用研究性開(kāi)放式教學(xué)，經(jīng)過(guò)4屆學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較和反饋，我們?cè)凇叭祟愡z傳性狀調(diào)查實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目中，收到了良好的教學(xué)效果，具體做法如下：

1實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程

1.1明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模笇?dǎo)學(xué)生選題

為了提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，獲得比較多的樣本數(shù)，我們將此項(xiàng)目的取樣對(duì)象擴(kuò)大到全校師生，由于懷化是一個(gè)多民族地區(qū)，懷化學(xué)院的學(xué)生也有很多是少數(shù)民族，而且學(xué)校也有多位老師長(zhǎng)期從事少數(shù)民族群體遺傳學(xué)的相關(guān)研究，因此我們可以結(jié)合地方特色，開(kāi)展少數(shù)民族群體遺傳性狀的調(diào)查研究。故本項(xiàng)目是通過(guò)學(xué)生帶有研究性質(zhì)的目的相對(duì)獨(dú)立開(kāi)展一系列調(diào)查活動(dòng)，從調(diào)查研究中分析理解此基因的遺傳平衡規(guī)律。選題前先公布部分選題內(nèi)容，如ABO血型及Rh陰陽(yáng)性鑒定、面部或頭部手部遺傳性狀、味覺(jué)或嗅覺(jué)敏感性等，學(xué)生也可另選自己感興趣的內(nèi)容。學(xué)生自由分組（4～6人），老師根據(jù)選題情況進(jìn)行協(xié)調(diào)，確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

1.2撰寫實(shí)驗(yàn)方案，老師逐一審核

選題確定后，各小組組員分工合作，通過(guò)廣泛查閱資料，撰寫實(shí)驗(yàn)方案，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)，研究意義，實(shí)驗(yàn)耗材及藥品，實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表，小組成員分工等等。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)后，由指導(dǎo)老師審核，主要審核包括以下內(nèi)容：（1）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是否可行，如有些同學(xué)設(shè)計(jì)一套遺傳病的調(diào)查，比如紅綠色盲，這本屬于個(gè)人隱私不容侵犯，同時(shí)紅綠色盲也可能是其它遺傳病的早期癥狀，不是單一基因控制，實(shí)際操作不可行；（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是否系統(tǒng)、全面，如實(shí)驗(yàn)對(duì)象基本資料填寫時(shí)未考慮到父母親的民族，調(diào)查頭發(fā)卷直時(shí)未考慮到后天人工卷發(fā)的問(wèn)題等等；（3）實(shí)驗(yàn)步驟是否正確，如血型鑒定時(shí)如何對(duì)指尖進(jìn)行消毒，指紋如何分類，每種類型如何測(cè)量等；（4）各小組實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是否沖突，如有重復(fù)，老師與組長(zhǎng)協(xié)商進(jìn)行微調(diào)；（5）藥品耗材考慮是否周全，是否符合實(shí)際用量等諸多問(wèn)題。若實(shí)驗(yàn)方案不合理或考慮不周全，則返修，直至合理可行。

1.3學(xué)生分組充分準(zhǔn)備，老師指導(dǎo)關(guān)鍵步驟

實(shí)驗(yàn)方案審核通過(guò)后，學(xué)生即可著手準(zhǔn)備。準(zhǔn)備包括兩方面內(nèi)容，一是相關(guān)藥品及所需耗材，二是掌握相關(guān)的專業(yè)知識(shí)和技能，要求每個(gè)組員不僅要理解相應(yīng)的遺傳學(xué)理論，更要求能用淺顯的語(yǔ)言解釋給非生物專業(yè)的同學(xué)，使他們覺(jué)得此實(shí)驗(yàn)很有意思、有意義，從而調(diào)動(dòng)他們參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái)。準(zhǔn)備過(guò)程中學(xué)生如有實(shí)在無(wú)法解決的難題可以向老師咨詢，需要物品報(bào)告給實(shí)驗(yàn)老師準(zhǔn)備。同時(shí)，指導(dǎo)老師也須對(duì)各小組準(zhǔn)備的情況進(jìn)行檢查，包括對(duì)業(yè)務(wù)知識(shí)進(jìn)行考核，對(duì)關(guān)鍵步驟進(jìn)行操作考核，以及對(duì)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果審核。比如ABO血型鑒定，學(xué)生必須確保結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤，而且操作要熟練，同時(shí)還要做好消毒工作。

1.4擴(kuò)大影響，提升興趣，集中完成調(diào)查報(bào)告

實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)做好宣傳工作，集中調(diào)查研究，擴(kuò)大人類遺傳性狀調(diào)查的影響，使廣大師生都了解這個(gè)項(xiàng)目的意義，積極參與。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生充滿自信并耐心地給參與者講解。指導(dǎo)老師現(xiàn)場(chǎng)查看，觀察并對(duì)突發(fā)狀況進(jìn)行指導(dǎo)，比如有同學(xué)出現(xiàn)暈血現(xiàn)象等等，老師要指導(dǎo)學(xué)生妥善處理。要求每個(gè)小組至少采集200份數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)采集后，分類統(tǒng)計(jì)，計(jì)算基因頻率，檢驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際狀況分析原因，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

1.5集中匯報(bào)，交流經(jīng)驗(yàn)，老師總結(jié)

集中匯報(bào)包括實(shí)驗(yàn)結(jié)果的匯報(bào)和心得體會(huì)匯報(bào)。每組以PPT形式匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，內(nèi)容包括目的、原理、創(chuàng)新點(diǎn)、方法、步驟、結(jié)果及分析討論，匯報(bào)后由老師和同學(xué)進(jìn)行提問(wèn)。心得體會(huì)匯報(bào)前要求每位同學(xué)提交一篇500字左右的心得體會(huì)，內(nèi)容不限，可以是實(shí)驗(yàn)感想，或是知識(shí)總結(jié)、技能總結(jié)，也可以是優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)等等。組長(zhǎng)對(duì)每小組心得體會(huì)整理總結(jié)，歸納后匯報(bào)交流。兩項(xiàng)內(nèi)容匯報(bào)完畢后，老師依次點(diǎn)評(píng)，并對(duì)涉及的主要理論知識(shí)點(diǎn)——遺傳平衡規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)闡述，使學(xué)生結(jié)合實(shí)踐對(duì)這一規(guī)律加深理解。

1.6成績(jī)?cè)u(píng)定

以往該項(xiàng)目的成績(jī)都根據(jù)上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分而來(lái)，作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績(jī)應(yīng)更加注重實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，而開(kāi)放性教學(xué)模式由于老師可能無(wú)法全面了解每個(gè)學(xué)生的實(shí)際操作情況，因此采取“分散比重，多方考查”模式評(píng)分。最終成績(jī)及各部分比例如下：總分=實(shí)驗(yàn)方案（25%）+實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作抽查（15%）+調(diào)查研究過(guò)程表現(xiàn)（25%）+實(shí)驗(yàn)報(bào)告（20%）+心得體會(huì)（15%）+另外加分（匯報(bào)、組長(zhǎng)等）。

2教學(xué)效果

自2011年開(kāi)始將人類遺傳性狀調(diào)查實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革為開(kāi)放性教學(xué)模式，每年有60人左右參與開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)有30人左右采用傳統(tǒng)教學(xué)模式。3年來(lái)，通過(guò)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，學(xué)生寫出了40多份研究報(bào)告，近百份心得體會(huì)，近百人登上講臺(tái)匯報(bào)，取得了良好的教學(xué)效果。

在人類遺傳性狀調(diào)查開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，因研究?jī)?nèi)容由學(xué)生自主選題，學(xué)生有機(jī)會(huì)就自己感興趣的內(nèi)容進(jìn)行探索，同時(shí)項(xiàng)目調(diào)查內(nèi)容貼近實(shí)際，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象可見(jiàn)、可觸、可感、可嗅或可嘗，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣大大提高。同時(shí)，學(xué)生通過(guò)獨(dú)立查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，了解了科學(xué)研究的過(guò)程，學(xué)會(huì)了嚴(yán)謹(jǐn)、全面地考慮并解決一個(gè)個(gè)科研問(wèn)題，并在語(yǔ)言表達(dá)能力及寫作能力方面都得到了顯著提高。另外，由于是一次集體大型活動(dòng)，各小組之間以及組員之間資源共享，相互討論，互相幫助，互相監(jiān)督，緊密合作，在規(guī)定時(shí)間完成各項(xiàng)任務(wù)，集中匯報(bào)，學(xué)生在團(tuán)結(jié)協(xié)作、人際交往等各方面都得到了鍛煉和提高，也大大加強(qiáng)了同學(xué)之間的情感交流。

3總結(jié)

研究性開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在培養(yǎng)創(chuàng)新型、實(shí)踐型人才中起著舉足輕重的作用，能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能力性，培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題、解決問(wèn)題等各種能力，值得廣大遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作者不斷改革和探索。但不同高校辦學(xué)條件不同，研究?jī)?nèi)容以及開(kāi)放模式不能照搬照抄。各個(gè)學(xué)校要結(jié)合本校實(shí)際情況和優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展適當(dāng)內(nèi)容的研究項(xiàng)目，采用有效合理的開(kāi)放模式，最大限度發(fā)掘?qū)W生的潛力，培養(yǎng)出復(fù)合型高素質(zhì)人才。

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基金項(xiàng)目：懷化學(xué)院教改課題：“基礎(chǔ)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)放式教學(xué)與學(xué)生能力培養(yǎng)的探索”（項(xiàng)目編號(hào)：201228）。