基于應(yīng)用型轉(zhuǎn)型背景下遺傳學實驗教學改革探討

趙仕花 葉曉霞 蔣德旗

摘? 要：文章針對傳統(tǒng)遺傳學實驗課教學中存在的問題，結(jié)合玉林師范學院生物科學專業(yè)遺傳學實驗教學實際、生物科學領(lǐng)域的發(fā)展前景以及社會對生物科學專業(yè)學生的綜合素質(zhì)和解決實際問題的能力等要求，在地方院校應(yīng)用型轉(zhuǎn)型背景下，提出遺傳學實踐教學改革的基本思路和建議，為培養(yǎng)學生實際動手能力和社會適應(yīng)能力創(chuàng)造有利條件。

關(guān)鍵詞：遺傳學實驗;教學改革;開放式實驗

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）08-0125-03

Abstract： The article focuses on the problems existing in the teaching of traditional genetics experiment， combined with the practical teaching of genetics in the biological sciences of Yulin Normal University， the development prospects in the field of biological sciences， and the comprehensive quality of the students of the biological sciences and the ability to solve practical problems.Under the background of the application-oriented transformation of local colleges and universities， the basic ideas and suggestions for the reform of genetics practice teaching are put forward， which creates favorable conditions for cultivating students' practical ability and social adaptability.

Keywords： genetics experiment; teaching reform; open experiment

遺傳學是生物學的一個重要分支，是生物科學專業(yè)必修的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。遺傳學實驗在遺傳學教學中起著非常重要的作用，直接影響到學生學習理論知識效果和實踐動手能力。遺傳學實驗在實際操作過程中可以培養(yǎng)學生獨立發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力;也可以培養(yǎng)學生的實踐動手能力和創(chuàng)新思維能力[1]。因此，更新教育觀念，加大對本科生物科學專業(yè)遺傳學實驗教學的重視程度和支持力度，對培養(yǎng)適應(yīng)21世紀飛速發(fā)展的應(yīng)用型人才顯得至關(guān)重要。

一、遺傳學實驗教學現(xiàn)狀

（一）實驗內(nèi)容單調(diào)且不具有連貫性

受傳統(tǒng)應(yīng)試教育框架的束縛和實驗場地、資金和人力資源等條件的制約，目前玉林師范學院遺傳學實驗共設(shè)有10～11個項目，30～35個課時，內(nèi)容主要以驗證性實驗為主，而且實驗步驟固定化[2]，主要實驗包括：人類指紋分析、植物總DNA的提取與鑒定、植物染色體核型分析、人類性染色質(zhì)小體的制備與觀察、農(nóng)作物遺傳力的估算、果蠅的性別鑒定和性狀觀察、果蠅的飼養(yǎng)方法、果蠅唾腺染色體的制備和觀察、孟德爾分離和自由組合定律（II）、果蠅的伴性遺傳。而且這些實驗都是獨立單一的，每次實驗在三節(jié)課內(nèi)完成。

（二）實驗教學方法單一滯后

首先在傳統(tǒng)的遺傳學實驗教學中，實驗項目大多數(shù)為驗證性實驗，由上課老師負責講解，學生按照老師事先安排好的實驗方案，實驗內(nèi)容和實驗步驟一步步操作完成，最后得出實驗結(jié)果;其次教師在講解完基本理論知識和實驗操作步驟后，很少讓學生對本實驗一些有關(guān)應(yīng)用實踐問題進行深究，以至于學生的發(fā)散性思維沒有得到很好的培養(yǎng)[3-5]。這種實驗教學使學生缺少基本的實驗材料準備和處理環(huán)節(jié)，并且實驗課程都是在短暫的時間內(nèi)完成，阻礙了學生動手能力的提高，妨礙了學生的積極性。例如遺傳學實驗中孟德爾分離和自由組合定律（II）、果蠅的伴性遺傳等實驗，由于果蠅等材料生長發(fā)育世代周期的原因，三代最少需要50天，而這期間絕大部分的實驗操作是由實驗老師完成的;學生僅能在三節(jié)上課時間觀察一下實驗結(jié)果，操作一些簡單的實驗步驟，然后再對得到的實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。這樣一來，學生就養(yǎng)成了依賴老師的習慣，獨立操作能力得不到提高，自主完成實驗的能力弱，完全處于被動學習狀態(tài);此外，遺傳學實驗室利用率低，學生只在上課的三節(jié)課時間利用實驗室，其余時間實驗室處于閑置狀態(tài)，這樣導致沒有最大限度利用好實驗室資源;再則大部分學生認為只要學好理論課就好，思想上不重視實驗課，習慣背誦理論知識，能認真做實驗且得出理想實驗結(jié)果的學生很少，學生實踐動手能力不強，這與培養(yǎng)全方位適應(yīng)社會需要的創(chuàng)新思維和實踐能力強的應(yīng)用型人才目標相去甚遠[6]。

（三）實驗成績考核方式不合理

遺傳學實驗考核方式主要分為兩部分：一是平時成績，二是期末成績。平時成績主要是考勤和實驗報告，期末考試有些老師考學生的操作，有些老師進行實驗理論考試。但不管是進行實驗操作還是實驗理論考試，效果都不是很理想。例如實驗操作考試也僅為某一次實驗內(nèi)容，無法了解學生對整個遺傳學實驗的掌握程度;實驗理論考試只要學生死記硬背，把上課的所有內(nèi)容背下來，一般都會考得高分。

二、教學改革初探

（一）教學內(nèi)容按層次整合設(shè)計

為了充分發(fā)揮學生的積極性，我們把所上的實驗進行分類，一類是課上完成的驗證性實驗，也是基礎(chǔ)性實驗，這部分實驗主要為了使學生掌握遺傳學基本的實驗理論知識和基礎(chǔ)操作技術(shù)：比如人類指紋分析、植物總DNA的提取與鑒定、植物染色體核型分析、果蠅的性別鑒定和性質(zhì)觀察、果蠅的飼養(yǎng)方法、果蠅唾腺染色體的制備和觀察;一類是綜合性開放式實驗：比如孟德爾分離和自由組合定律（II）和果蠅的伴性遺傳，這類實驗持續(xù)時間長，涉及的遺傳學知識面比較廣，所以我們要求學生在上課之前必須預習，并上交預習報告，上課時會抽取一部分學生講解這次課的主要任務(wù)以及無法理解的實驗步驟，然后老師再根據(jù)學生的問題進行解答并講解整個實驗操作的重點和難點，以及實驗注意事項，后面的操作都由學生自主完成，老師不定期進行抽查;還增加了一類自主設(shè)計性實驗，比如：調(diào)查人群中一種或幾種性狀、環(huán)境對果蠅發(fā)生量的影響，實驗以4-5人為1組，學生根據(jù)選題范圍自行確定題目、查閱相關(guān)文獻，靈活運用所學理論知識和實驗技能設(shè)計實驗，教師負責提出實驗注意事項和安全操作要求，負責介紹實驗室所具備的實驗條件，指導學生選題，讓學生有足夠的獨立思考和解決問題的時間和空間。通過這種循序漸進的實驗項目的設(shè)計與實施，可以使學生先掌握遺傳學實驗的基礎(chǔ)知識和基本的實驗操作，在掌握這些內(nèi)容的基礎(chǔ)上，再對幾個大實驗進行設(shè)計和完成，避免了基礎(chǔ)知識和基本操作不牢固，而無從下手的局面，也鍛煉了學生自主學習和勤于動腦、動手的能力，也培養(yǎng)了學生獨立解決問題以及團隊合作的精神。

（二）開放式教學方法

開放實驗是實行教學內(nèi)容、時間和手段開放的一種實驗教學方式，其以培養(yǎng)學生實驗動手操作能力為出發(fā)點，通過傳授專業(yè)知識和技能，引導學生理論聯(lián)系實際，發(fā)現(xiàn)與分析問題，進而逐步養(yǎng)成實事求是的科學思維方法和嚴謹?shù)目茖W工作作風[7]。相比傳統(tǒng)的實驗教學方法，開放實驗要求大學生更多主動學習，并為大學生從事科研活動提供基礎(chǔ)平臺。此外，開放實驗平臺的建立有利于提高儀器設(shè)備使用效率，充分實現(xiàn)實驗資源的有效共享[6]。開放實驗是以學生自主實驗為主的新型實驗教學形式，能夠起到培養(yǎng)實驗動手能力、激發(fā)創(chuàng)新思維和提高專業(yè)綜合素質(zhì)的實驗教學效果[8]。

我們根據(jù)玉林師范學院目前遺傳學實驗教學過程中存在的問題，在不改變教學目標和教學內(nèi)容的情況下，對以下幾個實驗的教學時間和教學方式進行了調(diào)整，如：孟德爾分離和自由組合定律（II）、果蠅的伴性遺傳、調(diào)查人群中一種或幾種性狀和環(huán)境對果蠅發(fā)生量的影響，把這幾個實驗采取對學生開放的形式進行教學。

孟德爾分離和自由組合定律（II）和果蠅的伴性遺傳這兩個實驗是綜合性實驗，也是驗證性實驗，所持續(xù)時間大概要50天左右。所以我們在上課之前先準備好不同種類的果蠅（野生型、白眼、三隱性、殘翅），和所需要的培養(yǎng)基各成分以及培養(yǎng)瓶等飼養(yǎng)果蠅所用的材料。讓同學們分組進行討論，設(shè)計實驗方案和實施方法，以及預期的實驗結(jié)果等。討論好后上交實驗方案，待上課老師查看無誤后，同學們就可以根據(jù)自己小組的情況進行實驗，同時實驗室也是對學生開放的，每個學生進入實驗室進行實驗只需做好實驗登記和儀器使用登記即可，學生可以靈活安排時間。

調(diào)查人群中一種或幾種性狀和環(huán)境對果蠅發(fā)生量的影響這兩個設(shè)計性實驗，我們讓學生在之前實驗的基礎(chǔ)上根據(jù)所給題目的范圍自己設(shè)計實驗，包括實驗題目、實驗方案、實驗方法以及實驗所涉及的材料等，整個過程老師只負責指導和監(jiān)督，以及學生在執(zhí)行的過程中出現(xiàn)問題沒法解決時給予幫助，學生通過自己所做的實驗寫一篇小論文。通過遺傳學開放式實驗教學我們發(fā)現(xiàn)：開放大實驗具有內(nèi)容綜合連貫、自主設(shè)計實驗環(huán)節(jié)并獨立自由完成實驗，使學生動手操作的鍛煉機會就多，這讓他們能夠更好地掌握實驗技能和靈活應(yīng)用知識解決問題的能力，也學會了團隊合作的精神和重要性，綜合能力得到了明顯的提高。

（三）實驗成績考核

實驗成績考核是驗證學生對本門課程的全面掌握程度，考核方式就顯得尤為重要。因此教師制定科學的、開放性的評價策略，注重學生評價的多元性和多向性、綜合性、全面性，可以把學生日常的課堂表現(xiàn)都納入到評價范圍之內(nèi)，把學生日常作業(yè)的完成情況、實踐活動的開展情況、學生與其他同學的合作學習開展情況、學生的創(chuàng)新理念與創(chuàng)新能力水平等方面都進行綜合的考量，可以在更大程度上促進學生的全面發(fā)展，為學生綜合素養(yǎng)的提升提供更加強勁的動力，實現(xiàn)中職生物教學中開放式教學模式的有效應(yīng)用[9-11]。目前玉林師范學院遺傳學實驗考核一般都是關(guān)注實驗報告和某一部分實驗操作，或者是把實驗操作以理論的形式進行考核。就是20%的平時成績考核按照實驗報告的形式給分，80%的成績按照某一次操作或者是期末以理論形式給分。這樣的考核方式比較片面，操作考試只能考察學生對某一次實驗的掌握程度，不能代表整個遺傳學實驗的動手能力;以理論的形式進行的實驗考核，很多的內(nèi)容跟理論考核是重復的，而且大部分同學也許理論知識掌握得不錯，但實際操作能力確很差。實驗課程教學目標不僅要讓學生鞏固理論知識，更是要讓學生培養(yǎng)獨立動手操作能力和獨立思考和解決問題的能力。為了順應(yīng)應(yīng)用型辦學轉(zhuǎn)型形式，我們學校對實驗考核成績的比分也進行了調(diào)整，由原來平時成績20%增加到了40%。我們也在此基礎(chǔ)上對遺傳學實驗考核方式做了一些改革，我們把平時成績40%的分值分為兩部分，一部分是實驗報告和出勤情況占20%，一部分是課堂操作情況占20%，期末以理論的形式考試占60%，這個理論部分包括一些基礎(chǔ)知識，基本理論，基本操作和實驗設(shè)計等，這樣就比較全面的檢查了學生對所學知識的掌握程度。

三、結(jié)束語

遺傳學課程的實踐教學對于全面提高學生綜合能力起著非常重要的作用。在玉林師范學院整體應(yīng)用型轉(zhuǎn)型發(fā)展背景下，遺傳學實踐教學為培養(yǎng)學生學習的積極性和主動性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和團隊合作精神提供了良好的環(huán)境，也培養(yǎng)出一批又一批學習成績好，動手能力強，綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型人才。但是，我們的實踐教學改革和其他重點大學相比還是遠遠不夠的，目前遺傳學實踐教學開放式教學項目以及項目參與式教學所占比例還是不夠，學生真正單獨完成的項目相對還是比較少，這也是我們以后教學改革需要努力的方向和目標。

參考文獻：

[1]楊友偉，席在星，王興平，等.地方本科院校遺傳學實驗教學改革的探索[J].山東化工，2017，46.

[2]洪鍵，石云.生物科學（師范類）專業(yè)遺傳學實驗教學改革的探索與實踐[J].高師理科學刊，2018，38（9）.

[3]楊鵬鳴，陳學進.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的遺傳學實踐教學改革[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2018（13）.

[4]牛炳韜，孫英莉，李曉峰，等.遺傳學實驗教學改革的探索與實踐[J].實驗教學與改革，2017（04）.

[5]鄒玉蘭.遺傳學實驗課教學的改革方向[J].當代畜禽養(yǎng)殖業(yè)，2018（07）.

[6]張金鳳，胡冬梅，趙健.本科生物學類開放大實驗的改革與創(chuàng)新——以“遺傳學”實驗課教學為例[J].中國林業(yè)教育，2017，35（增刊1）：47-50.

[7]秦曉靜.開放實驗教學培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J].實驗技術(shù)與管理，2005，22（7）：87-89.

[8]李威娜，鐘鳴，黃勛和，等.地方高校生物類開放實驗教學模式改革的初步探討[J].嘉應(yīng)學院學報（自然科學），2017，35（11）：62-65.

[9]高偉.開放式教學模式在中職生物教學中的應(yīng)用分析[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2018（16）：222.

[10]余志華，王永濤，趙娟，等.建設(shè)開放實驗教學體系建設(shè)的探索與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2011，28（11）：141-143.

[11]潘麗娜.遺傳學實驗課程教學與考核方式改革探索[J].實驗室科學，2018，21（2）.