生物技术本科专业遗传学实验改革的探索

文义凯，司怀军，姜寒玉，王丽

摘要：本文主要对生命技术专业遗传学实验教学现状进行了分析，面对目前实验教学中存在的问题，从重组实验模块，更新实验内容，创新教学方法，加强教学与科研紧密相结合，完善考核制度等方面提出改革的探索方案，从而为提高实验教学质量，培养新世纪创新型人才奠定基础。

关键词：遗传学实验；教学改革；生物技术

中图分类号：G642.0 文献标志码：A文章编号：1674-9324（2012）12-0190-02

遗传学（Genetics）是生命科学领域的重点学科之一，遗传学教学实验作为遗传学课程的重要组成部分，不但可以加深培养学生对基本理论的认知和理解，还可以提高观察、分析和解决问题的能力，并影响学生的世界观和正确的思维方法[1]。而近年来高校教育改革的工作重点也不光是要求能够培养学生具有良好的理论知识基础，更重要的是要培养学生具备熟练的实验操作技能，从而提高学生的创新性思维能力和动手能力[2]。

一、实验教学模块和内容的改革

如今遗传学作为发展最迅速的学科之一，不但增加了大量的分子遗传学内容，而且经典遗传学、分子遗传学以及群体遗传学三者相互补充和穿插在一起，因此遗传学实验教学必须不断补充和改革实验教学内容，从而为创新性人才的培养提供有利的平台。遗传学实验教学模块庞大，而学时数有限，还要做到突出模块中的重点和特色，只有通过精选实验内容，综合考虑、合理规划实验模块的构成，才能在有限的教学时间内使学生较全面系统地掌握遗传学实验原理和操作技术。本教研室重新对遗传学实验教学模块进行了科学、合理的制定和分布，主要由基础、综合、创新型三大实验教学模块构成。基础型模块：主要包括了以前染色体操作及经典遗传三大遗传规律实验内容的验证。综合型模块：我们保留了植物多倍体的诱导与鉴定、染色体数目变异及结构变异分析。创新型模块：是分子遗传基础实验，如植物细胞DNA的提取、PCR扩增等。另外我们专门针对实验操作能力强的学生新增了植物遗传转化、质粒的提取等实验，作为平时的开放性综合实验。改革后，不仅保留了以前实验模块中的经典内容，学生还可以从综合型模块的实验中全程参与所有实验内容，让学生从宏观角度上对实验有一个全面的认识和学习。而通过创新模块，利用现代分子遗传学实验技术，不仅拓展了学生眼界，而且加强了学生操作能力和实验范围，最终达到培养创新性人才的实验教学目的。

二、实验教学手段和方法的改革

以前教师在上课前就已经准备好所需的实验材料、试剂、仪器设备，并按部就班地讲解实验目的、原理和方法步骤，然后学生提交一份验证已知的实验结果的实验报告。学生只是死板地为做实验而做实验，一般实验课平均3个学时，在规定时间内完成实验内容比较紧张，因此实验效率不高，如制片实验，在平均30个人的实验课中，只能达到50%的制片合格率，教学效果很不理想，在整个实验教学过程中缺乏主动性，难以激发学生对实验课的兴趣。因此，本教研组提出了以下几点改进措施。

1.要求学生通过查阅相关文献资料对实验目的和原理进行学习和了解，并熟悉基本实验步骤和过程，并交一份预习报告作为实验考核的一部分。这样才能让学生对整个实验有一个全面的了解，保证能达到一个较好的实验效果。

2.组织学生参与实验材料的准备工作。如有丝分裂实验，我们将种子分配给每组进行发根，实验中所需的药品也在教师的指导下让学生自行配置，对根尖的预处理、固定、解离都由各小组自行处理。这样能让学生对整个实验有一个全程的学习，还能提高学生实验动手能力。

3.随着科技迅速的发展，我们可以充分利用计算机网络化和多媒体等教学手段来提高教学效果。课前由教师将诱导和鉴别多倍体的过程完整地拍摄下来放在网上，让学生们在课前预习时观看。这样能大大增强实验效果，提高实验质量。

三、实验教学与科研相结合的改革

教学和科研相结合就在于将科研引入到教学中去，使教学科研化。而实验教学不光单单给学生们传授实验技能和巩固理论知识，更重要的是将理论和实践相结合，培养学生创新意识和提高实践能力[3]。因此我们要将科研渗透到实验教学的各个环节，渗透到学生培养的方方面面。如今大多数高校都有大学生科研项目训练计划（SRTP），而且很多教师自己的科研内容都与分子遗传学方向的研究有密切关系，可以让学生参与到自己的与遗传学相关的科研项目中来，拓展和深化学生所学的专业基础知识。为此，教研组专门针对分子遗传学实验进行了延伸和拓展，给学生一个大的实验方向，通过自己查阅相关文献资料后，提出实验设计，撰写开题报告，经学校专业教师团队审批后才能进行实验。而整个过程中，教师仅起指导和辅助作用，以后实验的各个环节均由学生亲自动手完成。如马铃薯的遗传转化，首先让学生进行马铃薯试管薯的诱导培养，然后将构建好的表达载体提供给学生，让其培养和活化，最后让学生采用农杆菌介导的马铃薯试管薯薄片转化法进行遗传转化。通过这种以科研项目来扩展遗传学实验教学内容的方式，不但可以丰富遗传学实验教学内容，深化学生所学的遗传学知识，而且能够提高学生实验操作技能和综合分析问题和解决问题的能力，为将来独立完成科学研究打下基础。

四、实验教学考核方法的改革

以前实验课程的成绩光以实验报告的质量来评定给分，导致部分学生出现抄袭实验报告、伪造实验结果的现象，而有些学生虽然能够认真完成实验，但由于字迹潦草等因素，未能取得好成绩，不能客观、公正地反映出学生的真实的实验水平和操作能力，其可信度大大降低，影响学生实验的积极性和主动性，不能树立学生严谨的科学态度。因此，我们首先要求学生对实验方法和步骤进行简要阐述，然后在实验过程中教师会对每个学生的实验操作水平和发现问题时的分析和解决能力进行综合评分，最后要求学生对实验结果进行科学的分析和解释，如果实验失败也要写出相应的原因，并分析失败的实验步骤和心得体会，同时，坚决杜绝学生修改实验结果、弄虚作假等行为。整个实验考核包括实验预习报告（30%）、实验操作能力（20%）、实验报告主体（20%）、实验结果分析（30%）。总之，制定科学合理的实验考核评价体系，兼顾实验课教学中的每一个环节，这样才能全面、客观地考核学生的实验操作能力、设计创新能力、综合分析能力以及实验报告的撰写质量。

如今专门针对生物技术专业的具有本专业特色的遗传学实验体系尚未成熟，因此为了提高学生的专业技能和培养具有专业特色的高素质人才，本教研室通过现有实验室资源，充分调动学生的主观能动性，对生物技术专业遗传学实验教学中存在的问题进行了探索，对原有的实验教学体系进行积极的改革，建立了新的实验教学体系，并取得了较好的教学效果。

参考文献：

[1]朱玉贤.现代分子生物学（第2版）[M].北京：农业出版社，2002.

[2]余诞年.遗传学的发展与遗传学教学改革诌议[J].遗传，2000，22（6）：413-415.

[3]李雅轩，赵昕，胡英考，等.遗传学实验教学改革的实践与探索[J].实验技术与管理，2006，23（4）：99-101.