“動(dòng)物遺傳學(xué)”課程多層次性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐探索

張瑞娜,余道倫,黃 林,黃仁術(shù),佘德勇,陳乃富

(皖西學(xué)院 生物與制藥工程學(xué)院,安徽 六安 237012)

“動(dòng)物遺傳學(xué)”是動(dòng)物科學(xué)專業(yè)一門理論性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,在動(dòng)物遺傳育種與繁殖學(xué)科領(lǐng)域有著舉足輕重的位置[1]。該課程內(nèi)容從微觀、宏觀和現(xiàn)代遺傳學(xué)技術(shù)應(yīng)用等多個(gè)層面,系統(tǒng)講述了動(dòng)物細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、功能調(diào)控、世代傳遞規(guī)律和其重要的育種應(yīng)用價(jià)值等,這些內(nèi)容豐富且應(yīng)用廣泛的遺傳學(xué)知識(shí),已成為現(xiàn)代畜牧科技工作者必備的重要專業(yè)技能之一。因此,“動(dòng)物遺傳學(xué)”在地方應(yīng)用型本科高校的動(dòng)物科學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)方案中被列為核心課程,充分顯示該課程在動(dòng)物科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)中的重要地位,而設(shè)置與“動(dòng)物遺傳學(xué)”理論教學(xué)內(nèi)容契合度高的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是鞏固和提高教學(xué)效果的必要措施。

“動(dòng)物遺傳學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程的項(xiàng)目設(shè)置主要圍繞理論教學(xué)內(nèi)容開(kāi)展,通過(guò)多種形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué),不僅可以加深學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)基本理論知識(shí)的理解,也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性以及探索遺傳學(xué)規(guī)律的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)又能夠培養(yǎng)學(xué)生觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。所以,“動(dòng)物遺傳學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程的項(xiàng)目設(shè)置既要有助于加深學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)理論知識(shí)的理解及掌握,還要注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作、探索創(chuàng)新和知識(shí)總結(jié)能力。為了使學(xué)生能夠全面理解和掌握抽象的遺傳學(xué)知識(shí)和技能,實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo),動(dòng)物遺傳學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)基于近幾年的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),對(duì)整體實(shí)驗(yàn)課程的項(xiàng)目設(shè)置、教學(xué)實(shí)施方案及教學(xué)效果評(píng)估等方面進(jìn)行深入思考和研究,通過(guò)實(shí)施分層次性項(xiàng)目設(shè)置-示范性教學(xué)互動(dòng)-操作過(guò)程考核-分析總結(jié)實(shí)驗(yàn)報(bào)告等多層次性的教學(xué)模式,為應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供了有效途徑。

1 “動(dòng)物遺傳學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

動(dòng)物遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程以分子遺傳學(xué)理論為技術(shù)基礎(chǔ),主要包括動(dòng)物組織基因組DNA提取、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴(kuò)增和瓊脂糖凝膠電泳成像等基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)。這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置雖然有助于學(xué)生強(qiáng)化理論知識(shí),但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中仍存在一些問(wèn)題和不足。

1.1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目間缺乏連貫性,創(chuàng)新應(yīng)用性不強(qiáng)

各實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立,缺乏連貫性,導(dǎo)致學(xué)生應(yīng)用分子遺傳學(xué)的方法和技術(shù)解決遺傳學(xué)領(lǐng)域相關(guān)問(wèn)題的能力較弱,難以實(shí)現(xiàn)提升學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和綜合能力的教學(xué)目的。

1.2 教學(xué)實(shí)施模式單一,學(xué)生積極性不高

在授課形式上,動(dòng)物遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程主要由教師講解實(shí)驗(yàn)原理及示范關(guān)鍵操作步驟,學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種“填鴨化”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式難以培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和獨(dú)立思考能力,學(xué)生不能對(duì)差異性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行正確分析,難以達(dá)到驗(yàn)證和鞏固理論教學(xué)的效果。

1.3 教學(xué)資源有限,實(shí)驗(yàn)課時(shí)較長(zhǎng)

由于動(dòng)物遺傳學(xué)所用實(shí)驗(yàn)試劑和儀器比較昂貴,且每年學(xué)校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的資金投入有限,教學(xué)中的一些儀器設(shè)備不能同時(shí)滿足多組學(xué)生操作,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)且降低學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與度。

2 “動(dòng)物遺傳學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革措施

結(jié)合該實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn),通過(guò)創(chuàng)新開(kāi)發(fā)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、統(tǒng)籌安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源及建立過(guò)程性實(shí)驗(yàn)考核方案等措施,構(gòu)建動(dòng)物遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)新體系,在幫助學(xué)生理解和鞏固課堂理論知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí),也有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和分析解決問(wèn)題的能力,提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)。

2.1 緊扣課程理論內(nèi)容特點(diǎn),創(chuàng)新開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

生物學(xué)理論與技術(shù)的飛速發(fā)展,致使“動(dòng)物遺傳學(xué)”課程在動(dòng)物科學(xué)專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的中心地位越來(lái)越明顯,尤其是該課程中涉及的群體、細(xì)胞及分子遺傳學(xué)的基本理論和技術(shù),在畜禽種質(zhì)資源保存、利用及新品種培育等方面具有重大的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值[2]。首先在學(xué)科地位方面,動(dòng)物遺傳學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)理論與其他學(xué)科知識(shí)相互交叉滲透,是學(xué)習(xí)動(dòng)物育種學(xué)、細(xì)胞與分子生物學(xué)、動(dòng)物繁殖學(xué)等專業(yè)課的先導(dǎo)課程[3]。其次從課程內(nèi)容來(lái)看,該課程從微觀到宏觀,其教學(xué)內(nèi)容囊括了遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及功能調(diào)控、基本傳遞規(guī)律及群體和數(shù)量遺傳學(xué)等,且隨著科學(xué)家對(duì)遺傳物質(zhì)特性研究的不斷深入和完善,一些前沿性的研究成果也整合到了遺傳學(xué)的教學(xué)內(nèi)容中,如基因組學(xué)及表觀遺傳學(xué)等,這使得該課程的專業(yè)知識(shí)量不斷更新且內(nèi)容迅猛增加,再加上遺傳學(xué)課程本身具有理論性強(qiáng)及內(nèi)容抽象等特點(diǎn),從而給該課程的理論教學(xué)及調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性增加了挑戰(zhàn)。面對(duì)動(dòng)物遺傳學(xué)中龐大且復(fù)雜的理論知識(shí)體系及對(duì)口升學(xué)學(xué)生基礎(chǔ)薄弱的問(wèn)題,設(shè)置及開(kāi)展綜合系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目無(wú)疑是提高課堂理論教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。所以,新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置從宏觀、微觀及技術(shù)應(yīng)用的不同層面,分層次性地體現(xiàn)出多級(jí)理論知識(shí)點(diǎn)之間的銜接性,以培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)性的邏輯思維能力。

基于以上課程特點(diǎn),教學(xué)團(tuán)隊(duì)本著使學(xué)生“看到-拿到-用到動(dòng)物細(xì)胞中遺傳物質(zhì)”的教學(xué)思路,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中將抽象化的遺傳物質(zhì)相關(guān)的理論知識(shí)轉(zhuǎn)變成具體化的可操作對(duì)象,從而鞏固和加深了學(xué)生對(duì)動(dòng)物遺傳學(xué)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用。在動(dòng)物遺傳學(xué)的理論教學(xué)中,細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能調(diào)控及相關(guān)前沿技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用等,無(wú)疑是集理論性、系統(tǒng)性、廣泛性及抽象性強(qiáng)為一體的難點(diǎn)和重點(diǎn)內(nèi)容。想把抽象的理論知識(shí)講解明白僅靠課堂理論教學(xué)還無(wú)法滿足學(xué)生們的學(xué)習(xí)需求。基于這一教學(xué)現(xiàn)狀,創(chuàng)新開(kāi)發(fā)出針對(duì)重要理論知識(shí)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目已顯得尤為必要。所以,新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以分層次性的設(shè)計(jì)方式,逐層級(jí)地使學(xué)生在實(shí)踐操作中全面理解和掌握動(dòng)物細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的具體形態(tài)、分離鑒定方法及技術(shù)應(yīng)用價(jià)值,體現(xiàn)出使學(xué)生“看到、拿到及用到遺傳物質(zhì)”的學(xué)習(xí)思路。從這一思路出發(fā),遺傳學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)先后安排了3個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,如表1所示。

表1 分層次性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容設(shè)置

實(shí)驗(yàn)一能讓學(xué)生從宏觀層面看到動(dòng)物骨髓細(xì)胞有絲分裂中期的遺傳物質(zhì),并使用顯微鏡觀察細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的形態(tài)、大小和數(shù)量等指標(biāo)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)一使學(xué)生掌握基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法、理解遺傳學(xué)的物質(zhì)理論基礎(chǔ)及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作技能。實(shí)驗(yàn)二能讓學(xué)生從微觀層面分離得到動(dòng)物肌肉組織中的遺傳物質(zhì),并使用核酸測(cè)定儀和電泳儀檢測(cè)所得到的遺傳物質(zhì)的質(zhì)量,初步了解遺傳物質(zhì)DNA在動(dòng)物遺傳學(xué)表型性狀檢測(cè)中的重大應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)實(shí)驗(yàn)二使學(xué)生了解獲取動(dòng)物組織細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的方法及原理,為后續(xù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)三能讓學(xué)生從技術(shù)應(yīng)用層面利用所獲取的動(dòng)物遺傳物質(zhì)進(jìn)行動(dòng)物性別性狀的檢測(cè),使學(xué)生更加深入理解遺傳物質(zhì)在動(dòng)物表型產(chǎn)生及育種性狀選擇中的重大應(yīng)用價(jià)值。整體的項(xiàng)目設(shè)計(jì)涵蓋了細(xì)胞及分子遺傳學(xué)相關(guān)的經(jīng)典理論知識(shí)。

2.2 統(tǒng)籌安排時(shí)間及教學(xué)資源,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與感

實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)過(guò)程主要包括課前準(zhǔn)備及預(yù)習(xí)、課中提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)原理講解、操作細(xì)節(jié)演示及總結(jié)分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告等過(guò)程,多層次性地充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與度,來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和探索欲。根據(jù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容及教學(xué)目標(biāo)的設(shè)置,課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行集體討論及分工后,編寫(xiě)相應(yīng)的教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。根據(jù)學(xué)生人數(shù)進(jìn)行分組,分組模式為“25人/批-5人/組”,每組委派2名學(xué)生為組長(zhǎng),負(fù)責(zé)協(xié)助老師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備及教學(xué)中的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)工作。本著“教師少講,學(xué)生多做,引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中發(fā)現(xiàn)、思考及分析解決具體問(wèn)題”的教學(xué)原則,為了盡量少占用學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間,在上課之前提前通知小組組長(zhǎng)將所需實(shí)驗(yàn)試劑及動(dòng)物準(zhǔn)備好,課堂上花費(fèi)約10～15分鐘挑選學(xué)生回答實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的預(yù)習(xí)思考題,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)性的積極思考及討論,教師在學(xué)生回答問(wèn)題的過(guò)程中穿插解釋實(shí)驗(yàn)原理及所對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)點(diǎn),之后再對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程的重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行簡(jiǎn)單講解并演示。另外,對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的細(xì)節(jié)問(wèn)題暫不多做講解,而是在隨堂指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的不同階段引導(dǎo)學(xué)生思考“怎么做及為什么”等問(wèn)題,并對(duì)每一步的操作細(xì)節(jié)進(jìn)行說(shuō)明和強(qiáng)調(diào)。這種“邊做邊講”互動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,既能使學(xué)生由易到難地逐漸理解和掌握多個(gè)理論知識(shí)點(diǎn),又能盡量填補(bǔ)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的等待時(shí)間,維持了整個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作的連續(xù)性,同時(shí)也提高了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性(圖1)。

圖1 “邊做邊講”互動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施過(guò)程

獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果后,要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)理論知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并結(jié)合實(shí)踐操作過(guò)程撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。針對(duì)具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,其組織及實(shí)施過(guò)程遵循“統(tǒng)籌資源,保證實(shí)驗(yàn)連續(xù)性和充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)”的原則,根據(jù)時(shí)間及現(xiàn)有教學(xué)資源進(jìn)行靈活調(diào)整(圖2)。

圖2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)施原則及結(jié)果

實(shí)驗(yàn)1的目的在于使學(xué)生能夠在宏觀層面看到動(dòng)物細(xì)胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì),并通過(guò)觀察染色體的形態(tài)及數(shù)量使學(xué)生對(duì)遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直觀的認(rèn)識(shí)和理解。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前,小組組長(zhǎng)協(xié)助指導(dǎo)老師完成動(dòng)物飼養(yǎng)、秋水仙素注射及骨髓細(xì)胞分離等部分工作。因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)中涉及的骨髓細(xì)胞分離中要進(jìn)行多次重復(fù)性的離心操作,所以為了減少學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的等待時(shí)間,保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程的連續(xù)性及每個(gè)學(xué)生的參與度,實(shí)驗(yàn)中每小組內(nèi)再分成2個(gè)小組,分別進(jìn)行小鼠股骨部位骨髓細(xì)胞的分離及染色體標(biāo)本制備的工作。在骨髓細(xì)胞分離及染色體標(biāo)本制備的等待過(guò)程中,教師對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、過(guò)程及操作細(xì)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)性的解釋。要求每組制備2～3張染色體標(biāo)本進(jìn)行染色,并使用顯微鏡觀察染色體的具體形態(tài)及結(jié)構(gòu)。要求每個(gè)學(xué)生必須成功看到細(xì)胞中的染色體,并在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中粘貼結(jié)果圖片。對(duì)于那些圖片效果不典型的染色體,實(shí)驗(yàn)報(bào)告中要求學(xué)生根據(jù)課堂強(qiáng)調(diào)的實(shí)驗(yàn)操作原理及細(xì)節(jié)對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和討論。

實(shí)驗(yàn)2的目的在于使學(xué)生能夠在微觀層面分離并獲取到細(xì)胞核染色體上的遺傳物質(zhì)DNA,并了解如何通過(guò)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備來(lái)判斷所提取DNA的質(zhì)量,也為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目3的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。由于DNA提取過(guò)程所用設(shè)備簡(jiǎn)單但過(guò)程煩瑣,因而動(dòng)物組織裂解環(huán)節(jié)以小組為單位完成,而之后DNA的分離純化則要求每位學(xué)生必須獨(dú)立完成,并最終成功獲得動(dòng)物基因組DNA,這能夠完全滿足學(xué)生們的實(shí)踐操作需求。另外,在利用瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA質(zhì)量的環(huán)節(jié),則以小組為單位進(jìn)行制膠和點(diǎn)樣操作。為了鞏固學(xué)生們的專業(yè)知識(shí)及培養(yǎng)專業(yè)素養(yǎng),教師在對(duì)結(jié)果分析時(shí),僅選取一個(gè)小組的DNA樣品質(zhì)量進(jìn)行講解和分析,其余小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果解讀由小組代表承擔(dān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要求每位學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中粘貼結(jié)果圖片,并在圖片中標(biāo)出所做樣品的位置,要對(duì)所提取的DNA質(zhì)量做出判斷和分析。

實(shí)驗(yàn)3的目的在于使學(xué)生在技術(shù)應(yīng)用層面論證遺傳物質(zhì)DNA復(fù)制的基本過(guò)程,了解利用PCR技術(shù)體外擴(kuò)增特定基因片段的理論原理,及其在動(dòng)物表型性狀鑒定和傳染性疾病診斷中的應(yīng)用價(jià)值。隨著分子生物學(xué)理論及技術(shù)的不斷發(fā)展更新,PCR技術(shù)已成為測(cè)定動(dòng)物性狀及疾病的重要手段,而利用此技術(shù)進(jìn)行畜禽性別鑒定是體現(xiàn)動(dòng)物遺傳物質(zhì)應(yīng)用及檢測(cè)價(jià)值的最直觀方法[4]。由于本實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)試劑種類較多且添加微量,教師會(huì)根據(jù)每組用量的多少將所用試劑進(jìn)行分裝和分配。每小組分配1套試劑和耗材,根據(jù)所需試劑的用量,先由小組組長(zhǎng)負(fù)責(zé)將所用PCR試劑進(jìn)行混合并分裝給每個(gè)組員,其他學(xué)生任意選取某個(gè)DNA樣品加入混合液管中,做好標(biāo)記后放入PCR儀進(jìn)行基因擴(kuò)增。為了統(tǒng)籌規(guī)劃好時(shí)間及保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程的連續(xù)性,在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前要求學(xué)生先完成PCR反應(yīng)的加樣工作,在PCR擴(kuò)增過(guò)程中,教師再對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、過(guò)程及操作細(xì)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)性解釋,并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳環(huán)節(jié)的準(zhǔn)備工作。在之后的利用瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)基因擴(kuò)增效率時(shí),則以小組為單位進(jìn)行制膠和點(diǎn)樣操作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析過(guò)程同實(shí)驗(yàn)2相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要求每位學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中粘貼結(jié)果圖片,并在圖片中標(biāo)出所做樣品的位置及基因片段大小,對(duì)所鑒定動(dòng)物的性別做出判斷。

2.3 強(qiáng)化過(guò)程考核,注重實(shí)踐操作及知識(shí)總結(jié)能力的培養(yǎng)

從以上“動(dòng)物遺傳學(xué)”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目總體設(shè)置及實(shí)施來(lái)看,其同樣具有所涉及的理論知識(shí)點(diǎn)多且系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求學(xué)生對(duì)關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)步驟的操作過(guò)程及原理進(jìn)行思考總結(jié),使其把被動(dòng)學(xué)習(xí)完全轉(zhuǎn)化為興趣學(xué)習(xí),在培養(yǎng)并提升實(shí)踐操作能力的同時(shí),也加深了對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用。另外,為了使學(xué)生充分了解相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值及發(fā)展前景,教師會(huì)將該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相關(guān)的理論原理、技術(shù)發(fā)展淵源及最新應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行系統(tǒng)講解,使學(xué)生能夠?qū)υ搶W(xué)科相關(guān)的前沿知識(shí)、發(fā)展概況和關(guān)鍵技術(shù)有充足的認(rèn)識(shí),對(duì)培養(yǎng)良好的專業(yè)素養(yǎng)起到了積極的推動(dòng)作用。這種多層次且系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式非常有利于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中進(jìn)行創(chuàng)新性的實(shí)踐和探索[4,5]。

為了督促學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解及掌握程度,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果考核方面,主要以能體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與度和知識(shí)總結(jié)能力的實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況進(jìn)行過(guò)程性考核。實(shí)驗(yàn)報(bào)告總分為100分,其中報(bào)告完整度占60分,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與度占15分,知識(shí)匯總能力占15分,邏輯思維能力占10分。具體判斷標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 過(guò)程性考核方式的打分標(biāo)準(zhǔn)

3 “動(dòng)物遺傳學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革效果

3.1 強(qiáng)化和鞏固專業(yè)學(xué)習(xí)

從強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)效果的角度出發(fā),在“動(dòng)物遺傳學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)結(jié)束后圍繞實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱、所用重要儀器試劑及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目滿意度等內(nèi)容,采用問(wèn)卷調(diào)查的方式檢驗(yàn)教學(xué)效果。本課程的調(diào)查問(wèn)卷數(shù)據(jù)收集是在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的2個(gè)月和6個(gè)月后進(jìn)行,調(diào)查結(jié)果顯示84.5%和82.5%的學(xué)生依然記得開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱,93.5%和67.76%的學(xué)生能夠正確回答出實(shí)驗(yàn)中用過(guò)的一些重要的儀器和試劑,90.3%和86.3%的學(xué)生認(rèn)為所開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與理論教學(xué)內(nèi)容的契合程度很高,且有助于理解和鞏固這些理論知識(shí)點(diǎn)。在收集相關(guān)意見(jiàn)的關(guān)鍵詞中,“好”分別占7/12(58.3%)和7/15(46.67%),“滿意”占2/12(16.7%)和4/15(26.67%),“其他”占3/12(25%)和4/15(26.67%)(圖3)。這些調(diào)查問(wèn)卷的結(jié)果說(shuō)明多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案可有助于強(qiáng)化和鞏固相應(yīng)的理論知識(shí)點(diǎn)。

圖3 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)束2和6個(gè)月后的調(diào)查問(wèn)卷結(jié)果

3.2 提升教師教學(xué)水平和學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)

在提高教師教學(xué)水平方面,該實(shí)驗(yàn)課程指導(dǎo)教師所教授的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目3“PCR技術(shù)擴(kuò)增小鼠性別決定基因Sry”在皖西學(xué)院“第十八屆青年教師課堂教學(xué)評(píng)優(yōu)賽”中取得實(shí)踐組一等獎(jiǎng)。這一獲得學(xué)生和同行認(rèn)可的教學(xué)成果,表明在該課程開(kāi)展多層次性實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)提升教學(xué)效果方面是切實(shí)有效的。

在提高學(xué)生綜合專業(yè)素養(yǎng)和知識(shí)應(yīng)用層面,指導(dǎo)教師利用該實(shí)驗(yàn)課程中系統(tǒng)性的分子遺傳學(xué)理論知識(shí)和技術(shù),指導(dǎo)學(xué)生完成1項(xiàng)國(guó)家級(jí)大創(chuàng)項(xiàng)目的研究工作,培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和科研創(chuàng)新能力。

3.3 學(xué)生自信心及自主學(xué)習(xí)能力有待提升

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生們的熱情很高,各組間的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程不太一致,對(duì)于一些實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié),指導(dǎo)教師需要先后講解好多遍。建議教師可在正式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)始之前,每組挑選1～2名學(xué)生進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)的操作,使其提前熟悉實(shí)驗(yàn)過(guò)程,以便在課堂中協(xié)助老師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)管理和監(jiān)督,同時(shí)也能鍛煉和培養(yǎng)該學(xué)生的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)能力。

學(xué)生的主觀能動(dòng)性及知識(shí)總結(jié)能力尚有待培養(yǎng)和提高。實(shí)驗(yàn)中學(xué)生對(duì)于動(dòng)手操作的需求很強(qiáng)烈,能夠完成實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程并獲取實(shí)驗(yàn)結(jié)果,但每一步實(shí)驗(yàn)都需要指導(dǎo)老師提前提醒,主觀能動(dòng)性較差,且缺乏勇于自主探索的學(xué)習(xí)精神。另外,在撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告方面,不能對(duì)自己所做過(guò)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行回顧、歸納及總結(jié),大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在照搬實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)或相互抄襲的現(xiàn)象。針對(duì)這一問(wèn)題,教師在實(shí)驗(yàn)講解環(huán)節(jié),可通過(guò)反復(fù)向?qū)W生強(qiáng)調(diào)那些與理論知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的重點(diǎn)內(nèi)容,來(lái)有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)及邏輯思維能力,但關(guān)鍵還是要通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作及不怕試錯(cuò)的方式,來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心。

4 結(jié)論

在“動(dòng)物遺傳學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)項(xiàng)目設(shè)置及實(shí)施中,采用看到、拿到和用到的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,開(kāi)展多層次性的實(shí)驗(yàn)教學(xué),從宏觀、微觀及技術(shù)應(yīng)用層次使學(xué)生全面系統(tǒng)地掌握遺傳學(xué)中抽象且復(fù)雜的理論知識(shí),鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、并培養(yǎng)了學(xué)生的思維創(chuàng)新和知識(shí)總結(jié)驗(yàn)證等方面的綜合素質(zhì),該教學(xué)模式符合地方本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的需求。