地方應(yīng)用型本科院校遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

韓偉 李均祥 陳瑞嬌 陳珺霞

摘? 要 遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物類專業(yè)的一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，對(duì)提高生物類專業(yè)學(xué)生的理論知識(shí)水平和實(shí)踐技能發(fā)揮著重要的作用，是其他實(shí)驗(yàn)課不能替代的。如何提高遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量，是地方應(yīng)用型本科院校實(shí)踐教學(xué)改革一直探討的問(wèn)題。根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置、考核方式、授課形式、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)設(shè)及加大實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放等方面進(jìn)行探討，為遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞 地方應(yīng)用型本科院校;遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革;數(shù)碼顯微互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室;果蠅;實(shí)驗(yàn)室

中圖分類號(hào)：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2020）14-0111-03

1 引言

遺傳學(xué)是高等院校生命科學(xué)類專業(yè)的一門核心基礎(chǔ)課，又是必修課程。遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)是遺傳學(xué)課程建設(shè)的重要部分。遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，包含細(xì)胞遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)、數(shù)量遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)和分子遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)等方面，既能豐富生物類專業(yè)學(xué)生的理論知識(shí)，又能提高實(shí)踐技能。遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)，在地方應(yīng)用型本科院校，要通過(guò)提高遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)而豐富學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，提高實(shí)踐能力及所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力，就應(yīng)該探討出一個(gè)合適的教學(xué)理念，建立一套行之有效的教學(xué)思想。探索對(duì)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革顯得尤其重要。本文根據(jù)實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，探討地方高等院校提高遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的舉措，為其他院校提供參考和借鑒。

2 重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，單獨(dú)設(shè)課

韶關(guān)學(xué)院早在2011年就對(duì)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課，將遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)和遺傳學(xué)理論課分開(kāi)，成為一門獨(dú)立課程，32學(xué)時(shí)，1個(gè)學(xué)分。獨(dú)立設(shè)課，重視遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目具有靈活性，可以根據(jù)課程需要、學(xué)科發(fā)展及人才培養(yǎng)的需要設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，充分提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

3 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)考核，采取多樣化考核

遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)與理論課考核分開(kāi)，單獨(dú)考核。實(shí)驗(yàn)課從出勤率占5%，參與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備程度占5%，實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、認(rèn)真和熟練程度占10%，平時(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫是否規(guī)范占10%，實(shí)驗(yàn)考試占70%等多個(gè)方面進(jìn)行考核。實(shí)驗(yàn)考試采取操作題、問(wèn)答題或論文的形式（表1）。針對(duì)實(shí)驗(yàn)課程編制課程標(biāo)準(zhǔn)，安排合理的項(xiàng)目，制定單獨(dú)的課程考核辦法。

4 采用先進(jìn)教學(xué)手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)授課

早期實(shí)驗(yàn)授課方式采用板書進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無(wú)法提供給學(xué)生，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象沒(méi)有形象感，實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的問(wèn)題不容易解釋，接受能力較弱。如果蠅的唾腺，只能通過(guò)教師描述，不能形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前。教學(xué)手段比較古板，教學(xué)設(shè)備落后。

1）采用現(xiàn)代教育技術(shù)手段進(jìn)行教學(xué)。授課教師可以將學(xué)生預(yù)計(jì)要觀察的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通常是往屆學(xué)生做得比較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提前給展示出來(lái)，使學(xué)生有一個(gè)很清晰的意向，能夠根據(jù)提示，查找自己的實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)糾正和解決，達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2）利用現(xiàn)代教學(xué)設(shè)備觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。以往用普通的光學(xué)顯微鏡觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，沒(méi)有拍照系統(tǒng)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能很好地保存。近幾年利用數(shù)碼顯微互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行授課，提高了學(xué)生的觀察能力。數(shù)碼互動(dòng)顯微鏡在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有較好的應(yīng)用，已有不少的文獻(xiàn)報(bào)道[1-3]。數(shù)碼互動(dòng)顯微鏡實(shí)驗(yàn)室有教學(xué)軟件、拍照系統(tǒng)，上傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果及實(shí)驗(yàn)教師的同步觀察，增加了師生之間的交流。特別是細(xì)胞遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，需用顯微鏡觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，明顯地提高了實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量，如減數(shù)分裂、多倍體觀察、唾腺染色體等實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果良好。

3）利用網(wǎng)絡(luò)資源，使學(xué)生自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)，如了解實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。利用微信群，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果監(jiān)控、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備分工、實(shí)驗(yàn)問(wèn)題解答。

5 重視實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量

以往實(shí)驗(yàn)課所有的實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)藥品都是由實(shí)驗(yàn)教師提前準(zhǔn)備好，上實(shí)驗(yàn)課時(shí)學(xué)生直接用。實(shí)驗(yàn)教師按部就班地講解完實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)后，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟操作。實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，學(xué)生很快就會(huì)忘記實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題，很難進(jìn)行結(jié)果分析，實(shí)驗(yàn)印象不深刻，同理論課學(xué)習(xí)一樣容易忘記。經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生臨近畢業(yè)時(shí)不會(huì)配制試劑，教育實(shí)習(xí)時(shí)，做演示實(shí)驗(yàn)不會(huì)配制果蠅培養(yǎng)基、培養(yǎng)果蠅和區(qū)分雌雄。為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力，安排學(xué)生參與遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)材料和藥品的準(zhǔn)備，主要是果蠅的培養(yǎng)和材料的處理。

實(shí)驗(yàn)材料需要提前采購(gòu)? 如用于減數(shù)分裂實(shí)驗(yàn)的韭菜花，南方3—4月份需到菜市場(chǎng)購(gòu)買，這時(shí)含苞未放的韭菜花可作為減數(shù)分裂實(shí)驗(yàn)合適的材料;或者采集大蔥[4]、紫竹梅[5]、紫鴨跖草[6]、麥冬[7]等幾種植物的花藥?；认x(chóng)可通過(guò)電商網(wǎng)平臺(tái)購(gòu)買，也可動(dòng)員學(xué)生夏季或?qū)嵙?xí)時(shí)捕抓。果蠅的采購(gòu)，如春季開(kāi)設(shè)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，年前開(kāi)始準(zhǔn)備培養(yǎng)果蠅，放到培養(yǎng)箱里培養(yǎng)，年后才有足夠的果蠅擴(kuò)大繁殖。寒假期間更換培養(yǎng)基不方便，可把培養(yǎng)箱溫度調(diào)低，溫度調(diào)至16 ℃左右，可保持45天。溫度設(shè)置為20～25 ℃，此環(huán)境下果蠅繁殖快，如不及時(shí)換培養(yǎng)基，果蠅繁殖太多，生存空間小，短時(shí)間內(nèi)會(huì)導(dǎo)致果蠅存活率低。根尖多倍體的誘發(fā)，常用大蒜、洋蔥或玉米的根尖作為材料。大蒜和洋蔥很多地方為了便于存放，常促進(jìn)其休眠，防止其長(zhǎng)根和出芽，需要解決好不易生根的問(wèn)題。

學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

1）實(shí)驗(yàn)活體材料的準(zhǔn)備。

①果蠅培養(yǎng)基的準(zhǔn)備。以往教師把果蠅培養(yǎng)基配制好，雜交實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生直接把果蠅放進(jìn)培養(yǎng)基里就完成任務(wù)了。現(xiàn)在雜交實(shí)驗(yàn)所用的培養(yǎng)基由學(xué)生配制，學(xué)生自行分組，選出一個(gè)組長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)教師對(duì)組長(zhǎng)培訓(xùn)配制果蠅培養(yǎng)基和轉(zhuǎn)接果蠅，然后組長(zhǎng)教會(huì)每個(gè)組員，并安排好人員及時(shí)配制培養(yǎng)基。果蠅培養(yǎng)基采用麥麩、玉米粉培養(yǎng)基[8]。這樣就使學(xué)生從被動(dòng)做實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)為主動(dòng)做實(shí)驗(yàn)。

②果蠅的培養(yǎng)。在每個(gè)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)前三周將果蠅品系分給每個(gè)組，組長(zhǎng)安排好每組配制培養(yǎng)基，擴(kuò)大繁殖果蠅。大量繁殖果蠅需選擇較大的容器，選用240 ml玻璃組培瓶，用棉塞塞住瓶口。

③雌雄蠅的鑒別。果蠅的生活史觀察及雌雄蠅的鑒別實(shí)驗(yàn)，提前教會(huì)每個(gè)學(xué)生雌雄蠅的鑒別方法。各組取雌雄蠅用作雜交實(shí)驗(yàn)材料之前，實(shí)驗(yàn)教師召集組長(zhǎng)講解取雌雄蠅需要注意的問(wèn)題，特別強(qiáng)調(diào)要在12 h之內(nèi)分取，由組長(zhǎng)安排好取雌雄蠅的人員及時(shí)間。

④實(shí)驗(yàn)材料的預(yù)處理。在實(shí)驗(yàn)人員指導(dǎo)下，按照實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的要求，查找資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，主要包括細(xì)胞遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)步驟。經(jīng)實(shí)驗(yàn)人員審核后，在實(shí)驗(yàn)人員的指導(dǎo)下獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)材料的前期準(zhǔn)備，然后在實(shí)驗(yàn)課堂上完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程，觀察和統(tǒng)計(jì)結(jié)果，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告（圖1）。對(duì)于實(shí)驗(yàn)的要求，不再是簡(jiǎn)單地在課堂上做個(gè)實(shí)驗(yàn)得出個(gè)結(jié)果，重要的是學(xué)生參與了整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的實(shí)驗(yàn)方法熟練掌握，讓學(xué)生自己在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和分析問(wèn)題，尋求解決問(wèn)題的方法和技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的綜合能力。如根尖誘導(dǎo)多倍體可以利用低溫或秋水仙素處理的時(shí)間和濃度，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探討。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)教師也準(zhǔn)備部分材料以備待用。

2）實(shí)驗(yàn)藥品的準(zhǔn)備。提前配制合適的試劑。遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)所用的試劑相對(duì)較少，但個(gè)別試劑需要提前配制。如改良苯酚品紅染色液，實(shí)驗(yàn)當(dāng)中此染色液使用較多，一般配制好至少需要放置兩周時(shí)間，效果方可達(dá)到。因此，一般在上學(xué)期末指導(dǎo)學(xué)生提前配制。

6 調(diào)整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)行模塊化教學(xué)

實(shí)驗(yàn)類別相同的項(xiàng)目放到一起，進(jìn)行模塊化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由單一的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目變?yōu)榫哂羞B貫性和系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)時(shí)間的安排上，爭(zhēng)取一段時(shí)間里完成一個(gè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（表2）。如果蠅的生活史和形態(tài)性別觀察，與果蠅的四個(gè)經(jīng)典雜交實(shí)驗(yàn)放到一起進(jìn)行教學(xué)。學(xué)生每準(zhǔn)備和完成一個(gè)模塊實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、不同的實(shí)驗(yàn)材料、不同的方法進(jìn)行對(duì)比，能夠系統(tǒng)地掌握這方面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，印象比較深刻，達(dá)到訓(xùn)練和提高實(shí)踐技能的目的，從而達(dá)到提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

7 做好實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放，滿足學(xué)生準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的需要

遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的材料是鮮活材料，都需要提前準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備前后持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，尤其是果蠅的傳代培養(yǎng)、雌雄蠅的獲取、三齡幼蟲(chóng)的獲得、大蒜根尖和花藥材料等，因此需要開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室完成。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)期間，為了學(xué)生進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室方便，也是為了提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和探索能力，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行全天候開(kāi)放，滿足學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的需要。此外，對(duì)實(shí)驗(yàn)中心的其他實(shí)驗(yàn)室采取預(yù)約開(kāi)放的形式，為學(xué)生提供充分的條件和平臺(tái)，完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要?！?/p>

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