数码显微互动系统在遗传学实验教学中的应用<br/>—— 以人工诱发染色体畸变的观察为例

数码显微互动系统在遗传学实验教学中的应用
—— 以人工诱发染色体畸变的观察为例

2019-01-06赵丹

现代农村科技 2019年2期

赵丹

（衡水学院生命科学系河北衡水 053000）

1 引言

遗传学是研究生物遗传和变异的学科，是生命科学领域中一门非常重要的专业基础课程，它兴起较晚，但是发展极为迅速。它的分支扩展到生物学的大部分领域，成为生命科学的中心。遗传学基本理论是从不断实验中建立起来的，并且实验课程配合理论教学，因此，实验课程在培养学生实验操作技能、提高学生实践能力以及综合素质发挥重大作用。由于遗传学、分子生物学的迅猛发展，新理论、新技术层出不穷，传统的教学方法和教学手段已不能满足科学的发展，对遗传学实验课程改革尤为迫切。

2 当前遗传学实验课程教学中存在的问题

目前，全国各大院校均有开设遗传学实验课程，但是大多数院校的遗传学实验教学发展处于瓶颈时期。传统的教学方法和手段存在大量的弊端：学生缺少创新能力和自主学习的能力；实验教学模式单一，很难激发学生学习的积极性和主动性。目前的实验教学都是教师课前准备好实验材料和实验仪器，课上通过讲解，让学生按照实验步骤机械的去完成，学生对实验原理理解不透彻；实验项目大部分需要显微镜观察，传统教学中教师在考核学生的实验结果时，要逐个地去观察每个学生的显微镜，浪费了大量的课堂时间。

3 显微互动多媒体系统应用的必要性

由于目前传统教学方式和手段存在大量弊端，为了提高教学效果，激发学生学习的积极性和主动性，衡水学院生命科学系建立了显微互动实验室，引进了显微互动多媒体系统。教师可以监控学生显微镜下的图像，也可将典型图像传送到学生电脑端，起到示范作用，还可以根据每个学生的实时图像进行打分，使教学过程更加科学合理，实现互动式教学。

4 显微互动多媒体系统在人工诱发染色体畸变实验中的应用

4.1 人工诱发染色体畸变的实验教学组织。通过多媒体投影系统复习染色体畸变的实验原理，介绍能够引起染色体畸变的因素，以及发生畸变后染色体分裂相的结构特征。利用投影将染色体畸变的制片向学生展示，让学生了解染色体桥、断片以及微核的出现时期和特征。通过显微互动系统将图片传送给每个学生，让其对染色体畸变有整体的了解。强调实验过程中解离时间不要过长，解离完之后要用蒸馏水冲洗2～3次。压片过程中要适力下压，避免盖玻片移动，造成细胞变形。实验操作完成后，要求学生通过显微互动系统提交制好的染色体畸变图片3～4张，要包括染色体桥、断片以及微核的图片。

4.2 人工诱发染色体畸变实验制片过程

4.2.1 材料准备。将蚕豆根尖放入超声波清洗器中处理30 min。

4.2.2 材料固定。洗净后迅速用固定液固定2 h。70%乙醇保存。

4.2.3 材料解离。将材料放入小烧杯中，用蒸馏水清洗2～3次，加入解离液处理10～15 min，用胶头滴管吸出解离液，用蒸馏水清洗根尖2～3次。最后将根尖存放于蒸馏水中。

4.2.4 染色，压片。将根尖放在载玻片上，用吸水纸吸取多余水分，用刀片切取分生区，加1～2滴染液，染色10 min。同时用解剖器捣碎根尖。加盖玻片，注意不要产生气泡。上加一张吸水纸，用拇指适力下压，将多余染液吸出。

4.2.5 镜检。先在低倍镜下观察，找到畸变相，再转入高倍镜下仔细观察。在显微镜下找出染色体桥、断片以及微核。

4.3 显微互动系统在人工诱发染色体畸变实验中的应用效果。在传统教学过程中，学生使用显微镜观察图像时，对于每个学生观察的内容、学生是否能够准确的使用显微镜找到畸变相，甚至学生是否在认真观察，教师并不能及时监控，显微互动系统的应用使教师只需要一台计算机，就可以看到课堂上每个学生所观察到的显微镜画面，及时发现实验中存在的问题并指导学生改正，使师生间的沟通更直观、更有效。如果有违纪学生，教师也能及时处理，给予警告。显微互动系统最重要的功能就是教师可以将镜下图像投射到大屏幕上进行讲解，将典型图像进行展示，给全班学生讲解，大大提高了课堂效率。通过显微互动系统的使用，实现实验制片观察一对一指导。实验结束后，每个学生通过电脑端将图片传送给教师，教师能够科学打分，并将典型图片进行保存，方便对下届学生进行展示。

5 数码显微互动系统在实验教学中的应用成效

在以往的传统教学过程中，学生使用普通显微镜进行观察，部分学生在观察一段时间后，如果没找到准确的畸变相，就会失去信心，不再继续观察。使用显微互动系统后，要求学生必须找出染色体桥、断片和微核，并采集图片，传送给老师，以作为实验操作成绩。好多学生并不能在一个制片上找到这三种畸变相，就会积极主动的多做几张片子，争取全部找出，充分调动了学生实验操作的积极性和主动性，端正了学习态度，练习了制片技术。