地方高校遗传学教学改革的探索与实践

刘瑞祥，秦永燕，侯沁文

（长治学院 生化系，山西 长治 046011）

地方高校遗传学教学改革的探索与实践

刘瑞祥，秦永燕，侯沁文

（长治学院 生化系，山西 长治 046011）

遗传学是生物学中最富于综合性的中心学科之一，是高等院校生物科学专业的一门基础必修课。随着高校教育改革的深入，遗传学课程体系及教学内容的改革也在不断深化。文章围绕遗传学教学结合地方特色，从适当调整教学内容以及与学时安排之间的矛盾、改革教材内容、加强教学内容的实际应用，提高学生的创新意识和实践能力等方面，探讨了遗传学教学改革的一些新思路和具体实践。

遗传学；教学改革；应用；实践

遗传学是当今生命科学领域中一门十分重要的基础和前沿学科，在本科整个理论体系中属后续课程，是生物学科中综合性较强的中心学科。进入21世纪以来，随着《遗传学》教材改革的不断深化和《遗传学》国家精品课程建设，我国的遗传学教学步入了一个新的发展阶段，主要体现在教学内容更新、教学手段多元、学生自主学习、注重创新实践等方面。作为一所地方综合性本科院校，多年来，我们对遗传学教学结合地方特色进行了有益的探索和实践，本文从适当调整教学内容，合理解决教学内容与学时安排之间的矛盾，改革教材内容，加强教学内容的实际应用，提高学生的创新意识和实践能力等几方面进行探讨。

1 调整教学内容，合理分配学时

《遗传学》教材内容丰富、知识点多、信息量大，由于分子遗传学内容扩展，教学难度也明显增大，这使得教师在内容选择和教学时数的安排上矛盾日益凸显[1]。为了能够有效地进行遗传学教学，我们在认真分析《遗传学》课程体系和内容的基础上，将教学内容分为三大模块，并对模块内每一部分的知识结构建立了框架分解表。三大模块分别为：经典遗传学模块、分子遗传学模块、数量和群体遗传学模块。经典遗传学模块包括：孟德尔定律；染色体学说；概率与统计；性别决定、性连锁与系谱分析；真核生物连锁和遗传学图；原核生物和噬菌体连锁及遗传学图。分子遗传学模块包括：基因的化学本质；基因表达及其调控；克隆和序列分析；染色体畸变和基因突变；核外遗传。数量和群体遗传学模块包括：数量性状遗传；Hardy-Weinberg遗传平衡；进化理论；物种形成。知识框架结构包括知识群、知识亚群和若干知识点以及说明。现以“孟德尔定律”一章为例进行知识结构框架分解（见表1）。

小结：①基因是分离单位控制个体的性状；②孟德尔分离和自由组合定律的实质在于等位基因的分离及非等位基因间的自由组合；③显性是等位基因间的相互作用。同样，把非等位基因间的相互作用称为上位；④基因通过控制酶的作用从而决定特定的生化过程。

通过模块划分和知识结构框架的构建，既能对繁杂的知识体系加以分解，又可以对相关知识结构的整合，让学生在有效时间内既能理清遗传学脉络，在不同水平层次上掌握知识要点同时又对相关的背景知识有所了解。具体做法是在讲解每一章后，介绍本章内容的参考书目和相关文献，学生在课后自我完成，也可和教师共同完成。其意义在于一方面加强了学生自主学习的能力，另一方面也为课堂教学赢得了时间，可较好地解决教学内容安排和学时分配的矛盾。

2 改革教材内容，加强教学内容的实际应用

遗传学作为自然科学的一门基础学科，一开始就与生产实践紧密结合。理论上从孟德尔杂交试验到摩尔根的性别决定与伴性遗传；从DNA双螺旋到中心法则；从遗传密码的破译到基因的克隆；从基因组计划到解读蛋白质等无论在各个发展阶段还是在研究的各个层次和水平都与实际应用密切相关。实践上农业方面的杂交育种、品种改良；工业方面的菌种筛选、能源开发；医药方面的疾病诊断、基因治疗；环境方面的污染治理、监测评价等无不与遗传学密不可分。遗传学知识还渗入到了社会人文科学领域和人们的日常生活当中。例如“DNA指纹”是亲子鉴定和识别罪犯的有力证据；DNA包含的个人遗传信息的隐私权，同商业、法律、婚姻等息息相关；生殖细胞的基因治疗、由哺乳动物体细胞克隆联想到人的克隆、胚胎干细胞的研究与应用等，更是引发了伦理学的争议。

遗传学教材中的确有不少实际应用的例子，但在实际教学中存在以下问题：一是由于地域所限，大多数学生对材料缺乏感性认识，理解上有一定困难；二是单纯讲解，生搬硬套，缺乏趣味性。学生普遍反映“即使掌握了理论知识，大多用不上，而有趣实用的内容又没有实际操作，所以课程一结束还是什么也不会”。针对以上情况，我们在教学中采取了“保、精、砍、增”的原则。保：保证学生能够掌握遗传学的基本规律、基本理论、基本概念和基本研究方法；精：精简或调整前面已开相关课程的重复内容以及实际应用价值不大的内容；砍：砍掉与培养目标相距甚远的内容；增：增加遗传学、特别是基因工程和基因组学方面的新进展和新动态，始终把学生的遗传分析能力放在首位，此外，还结合教学内容增加一些取材方便、具有可操作性并且能锻炼学生实际应用能力的内容。如“伴性遗传”一节，在讲解人的伴性遗传特点后，发动学生在一定的人群范围内开展色盲患者的家系调查，通过分析调查结果使学生能够充分认识X-连锁隐性遗传病的遗传特点。又如“细胞分裂”一节，有关机理已在细胞生物学中掌握，没有必要重复，重要的是利用其机理进行遗传现象的解释和分析。植物中的分根、扦插、嫁接等是无性繁殖，不进行减数分裂，所以没有分离，后代的基因型完全一样，遗传特性也非常一致。因此我们就知道了，有了减数分裂，才有分离现象，减数分裂不仅是不同对的染色体彼此独立分离，而且同源染色体间又可相互部分交换，这就形成多种配子，因而造成多种合子，这是生物变异的主要原因之一，也为生物进化或培养新品种提供了丰富的素材[2]。在《群体遗传学》一章，采用适当的皮纹印取方法开展人手指纹与血型的相关性调查研究[3]，统计各种血型的指纹频率、各种血型男女指纹型频率、各种血型各手指纹型频率等，这样的课堂教学不仅充分体现了教与学的双边教学活动，而且极大地增强了学生的学习兴趣。

3 改革实验教学内容，突出地方特色，为当地经济建设服务

随着遗传学课程建设和教学改革的不断深入，遗传学实验教学的改革力度也逐步加大[4，5]。我们对现有的遗传学配套实验教材在内容上也作了较大幅度的调整，总体上可归纳为：减少纯粹的验证性实验项目，归并类同性实验项目，增加设计性、综合性、应用性等较为先进的实验项目。

应用性实验是对学生综合运用所学知识解决实际问题的具体实践。实验需由学生自己查阅资料，拟定具体的实验方案。近年来，我们在和地方单位横向合作的前提下开辟了一部分应用性实验，取得了初步成效。以微核实验为例来说明。

实验目的：应用植物微核技术监测水质污染。

实验原理：水环境中的致突变物可诱发植物细胞微核，以微核出现的频率计算污染指数，测定水环境的污染状况。

表1 孟德尔定律知识结构框架分解表Table 1 Knowledge structure's frame decomposition ofMendelian law

实验材料：蚕豆根尖；紫露草花蕾。

实验设计：查阅文献→拟定实验方案→水样采集→处理、对照实验→参数统计及分析→结论及建议。

实际应用：长治市浊漳河水质污染监测[6]；合成氨工业废水毒性检测[7]。

拓展应用：药品、食品添加剂、农药、化妆品、洗涤剂、环境污染物等遗传毒性检测[8]。

通过植物微核实验，可将实验教材中有丝分裂、减数分裂、Feulgen染色法、染色体组型分析等相关实验综合在一起。实验过程本身也不再是一个单纯的验证性实验，而是一个较为完整的创新性实验[9]。紧密结合当地实际，取样方便、方法简单、可操作性强、实验周期短、效果明显、应用广泛，所以又是一个值得推广的应用性实验。此类实验也属于开放性实验，需要室内实验和室外实验相结合，通过实验探究不仅加深了学生对理论知识的认识，而且提高了其分析、综合和抽象概括的能力，更为重要的是拓展了学生视野，增强了学生的创新意识和解决实际问题的能力。

综上所述，遗传学教学不能千篇一律，但最终目的是最大限度地激发学生学习遗传学的兴趣，充分调动学生学习遗传学的积极性和主动性。因此，我校对《遗传学》教学经过多年的探索，根据办学定位和人才培养目标，结合当地实际情况，适当调整教学内容，合理安排学时，加强教学内容的实际应用，突出地方特色，注重学生的创新精神和实践能力，努力培养出“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的本科实用型人才。

［1］石春海，吴建国，马秋兰，肖建富，洪彩霞.《遗传学》课程的建设与优化［J］.遗传，2005，27（6）：980-983.

［2］刘祖洞.遗传学（第二版）［M］.北京：高等教育出版社，1991.

［3］申永福，刘瑞祥.380例汉族人手指纹与血型的相关性研究［J］.晋东南师范专科学校学报，2001，18（3）：9-11.

［4］熊大胜，席在星.本科生遗传学实验教学的改革探讨［J］.遗传，2005，27（5）：811-814.

［5］李宗芸，潘沈元，朱必才，高建国，王秀琴，屈艾.改革遗传学实验教学［J］.实验室研究与探索，2005，24（12）：64-66.

［6］刘瑞祥，常惠丽.用蚕豆根尖细胞微核技术监测浊漳河水污染［J］.山西大学学报（自然科学版），2002，25（3）：260-262.

［7］刘瑞祥，齐永平，吕敏.蚕豆根尖细胞微核技术检测合成氨工业水的遗传毒性［J］.生物技术，2007，17（1）：58-60.

［8］曹佳.微核试验在中国的应用、发展与展望［J］.遗传，2003，25（1）：73-76.

［9］刘瑞祥，李云玲，秦永燕，任嘉红.植物微核实验的教学改革与实践［J］.实验技术与管理，2009，26（8）：146-148.

Abstract：Genetics is considered as a key group for synthetic course in Biology，and a basic compulsory course in Biological sciences of high colleges.Along with education reforMof high colleges，the reforMin Genetic course systeMand teaching contents is the further deepening.In order tomeet the requirements of talent cultivation the text focuses on reasonable adjusting of teaching contents，dealing with contradiction between teachingmaterials and the schedule of class hours rationally，reforming in teaching contents，intensifying actual application of the teaching contents，enhancing the creative and practical ability of university students，mainly around Genetics teaching and local features and propose to discussing on some latest thoughts and the concrete practice aboutgenetics teaching reform.

Keywords：genetics；teaching reform；application；practice

（责任编辑 王璟琳）

Practices and Exp loration on Genetics Teaching ReforMof Local Colleges

LIU Rui-Xiang，QIN Yong-Yan and HOU Qin-Wen
（Department of Biology and Chemistry，ChangzhiUniversity，Changzhi Shanxi 046011）

Q3

A< class="emphasis_bold">文章编号：1

1673-2014（2010）02-0060-03

2008—12—23

山西省教育科学“十一五”规划课题（GH-09067）；山西省普通本科高等教育教学改革研究项目资助

刘瑞祥（1964— ），男，副教授，主要从事遗传毒理学研究。