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【摘要】遗传学实验是遗传学科学研究的重要基础，本文通过整合与拓宽现有实验内容，改进实验教学方法与实验教学管理方法，探索实验教学改革的新途径，以期提高学生的实验操作能力、科学研究和创新能力，促进学生综合能力的全面提高，为新世纪创新型人才培养奠定基础。
【关键词】遗传学实验 实验教学 创新人才
【基金项目】国家基础科学人才培养基金（J1103507）；南京师范大学2012年实验教学改革项目（1812200009）。
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）10-0255-02
遗传学是高校生物类专业基础课之一，遗传学实验是以帮助学生加深对遗传学基本知识和理论的认知和理解，培养学生进行遗传学等相关学科研究工作的能力的具体学科。在实验教学中，不仅需教导学生实验设计的原理、怎么做实验，更应该教导学生如何根据需要合理安排实验，提高学生解决实际问题的能力及自主创新能力。因此，实验教学的开展情况直接关系到学生在相关领域创新能力的成败。遗传学实验教学体系，在很大程度上会影响到实验教学的效果。而现有的遗传学实验受学时数所限，综合性实验仍然偏少，无法满足协助学生全面、系统地掌握实验知识与技能的需要。在目前遗传学实验教学体系中受学时数所限，学生仍主要按照教师安排的实验材料和步骤进行实验操作，学生在大部分实验除了简单的模拟操作之外，动手能力、实验设计和创新意识未得到充分培养。现有遗传学实验教学体系的弊端日益突显，突破传统的实验教学体系，使学生较全面系统地掌握实验知识与技能是改革所面临的主要问题。为此，本文尝试对遗传学实验教学体系进行改革以适应培养高素质人才的需要，在有限的时间内，探索与构建实验教学改革的新途径，从而培养学生的科学精神和实验能力。
一、实验内容优化整合
参照遗传学学科发展特点，对遗传学实验内容进行调整并作分类规划，同时增加现代遗传学实验内容，从而构建遗传学实验教学新体系。在实验内容选择时既要注重实验的基础性，以使学生通过实验加深对遗传学基础理论的理解，掌握基本实验技能，又要注重实验的综合性，以充分体现创新能力培养的目标。对此，在保留遗传学基础性实验的前提下，注重激发学生学习的积极性和创造性思维，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力，对实验内容进行整合和拓宽。将一些在内容上有相关性或在步骤上有连续性的实验项目整合，既保留过去的部分常规实验的内容，又增加了许多新的实验内容，使学生在有限的时间内能得到全面的训练。
依据教学大纲要求和学科发展特点，对实验内容进行模块化整合与拓展，按实验类别将遗传学实验分为“7+1”个实验模块，每个模块再编排一系列实验内容，通过这些实验内容的学习，掌握相应的遗传学知识，掌握相关遗传学实验技术，提高学生对实验动手能力和分析能力[1]：1.第一模块为经典遗传学实验模块：由7个实验组成。主要包括果蝇和粗糙链孢霉杂交实验。2.第二模块为细胞遗传学实验模块：由9个实验组成。主要包括细胞染色体行为观察、动植物染色体制备技术及显带技术。3.第三模块为分子遗传学实验模块：由9个实验组成。主要包括动植物核酸提取技术、核酸检测技术、PCR技术、限制性酶切技术、DNA物理图谱构建方法及原核生物基因调控分析。4.第四模块为基因工程实验模块：由9个实验组成。主要包括DNA片段回收技术、重组质粒载体构建技术、感受态细胞制备与转化技术、质粒载体提取技术、外源基因诱导表达及其表达产物检测技术。5.第五模块为遗传毒理学实验模块：由7个实验组成。主要包括环境因素对生物个体的生活史、细胞及染色体行为影响分析；对细胞染色体数目与结构的影响分析；对细胞姊妹染色单体影响分析；对细胞DNA损伤影响分析。6.第六模块为数量遗传学实验模块：由7个实验组成。主要包括广义与狭义遗传率的分析、遗传学相关数据指标聚类分析及其计算方法。7.第七模块为群体遗传学实验模块：由7个实验组成。主要包括哈迪—温伯格定律分析、群体遗传分化相关参数、基因流等参数的分析、计算与运用。8.第八模块为遗传学实验分析模块：由8个实验分析手段组成，基本涵盖了遗传学实验结果分析的方法，便于学生根据实验结果得出较为正确的结论。
二、新教学体系的建立
依据实验内容的模块化整合，将基础性实验技术与综合性实验方法运用至实验教学中，以培养学生综合实验的能力、解决实际问题的能力。通过由浅入深、由易到难、由简单到综合的实验内容学习，逐步培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。在实验教学过程中，做到大小兼顾，统筹安排，合理设计，尽可能提供所有实验项目所需材料与设备，让学生进行一定范围内的选择，每个学生从至少4个模块中选择36学时的实验，在每一模块中选择自己感兴趣的实验内容，在教师的指导下设计并完成实验。在每一模块中学生可根据自己感兴趣的实验内容、理论问题、自己认为应该特别加强训练的实验技能和总学时数的要求选择实验项目，保证在每一个模块中选择那些自己最感兴趣及最迫切需要学习和掌握的实验来做，这样有利于提供学生的学习积极性。然后，在教师的指导下根据需要选择其他模块的实验项目，设计并完成实验。这一新体系的实施，有利于提高实验课的教学质量，培养学生的自主学习和创新能力。
三、新教学体系的管理
在实验开始时，教师对材料的准备、试剂的配制、实验原理、实验步骤、仪器操作、预期实验结果、注意事项进行一定的讲解。在实验进行过程中，教师对实验中遇到的问题，可根据学生的需求适当地给予指导，引导学生通过思考提出解决方法，提倡学生就实验过程中出现的疑点和难点互相交流，教师只在学生协作学习过程中加以引导和控制，组织学生相互交流彼此的感受，达到共同学习，取长补短的目的。实验结束后，学生需上台讲解自己的实验过程及实验中遇到的问题及其解决途径，对自己提出的问题进行研究和实验，并要求及时、完整、正确和整洁的记录实验过程，记录的内容包括实验项目、实验材料、实验方法、实验日期、实验结果与数据等。如果结果存在一定的偏差，要认真分析，寻找问题症结，再提出解决方法或分析失败原因，最终书写实验报告或撰写论文。实验结束召开学术交流会，轮流在会上交流汇报，而后其他同学和教师可对每个汇报者进行提问，同时根据实验方案的科学性、实验结果的准确性、实验报告或论文写作水平等几方面进行评估，最后由教师分类评价学生所提交的实验报告。
四、新教学体系的特点
1.基础性：以遗传发展史为线索，涵盖了经典遗传学实验、细胞遗传学实验、分子遗传学实验，反映出遗传学的基本原理和技术。2.应用性：重视实验技能基础训练，学生通过实验可正确、熟练按要求使用仪器；能仔细观察，认真操作，整理与分析实验数据，对实验结果做出解释，从而得出实验结论。3.全面性：新的教学体系下既涉及基础性实验，又涉及了群体遗传学、数量遗传学理论性较强的实验内容，同时还涉及遗传毒理学实验、基因工程实验应用性较强的实验内容，使得实验内容更加全面。4.系统性：在实验教学过程中，从实验的设计与规划，实验材料的取材、处理，实验结果的检测及分析都由学生独立完成，使学生对相关实验有一个系统性的把握。5.综合性：体现在实验内容整体的安排上，如每个模块中得实验项目尽可能串联起来，前一个实验项目的结束可作为下一个实验项目的开始，从而形成一个较大的综合性实验。6.设计性：根据不同模块所学知识，可将不同模块的实验进行合并，从而设计新的大实验，提高学生的创新实验能力。使学生能将学到的知识与科研实践相结合，提高学生的实验素质，培养学生研究性学习和创造性能力。
五、结语
在新的教学体系下，学生从模块化实验教学体系中主动获取知识的能力、动手能力、思考问题和解决问题的能力均得到不同程度的提高。在实验过程中，学生学习主动性增强、兴趣增强，有效地发挥了学生的主体性，对所学知识的理解不断提升，实践能力、分析和解决问题的能力、创新思维能力也得到不同程度的提升。这样的实验教学体系，有利于培养基础理论知识深厚、实验操作技能扎实、创新思维能力积极的的综合人才。由于遗传学实验教学改革是一项长期的系统工程，因此仍需要广大教师进行不斷的探索、改进与努力，逐步完善实验教学体系，以提高学生的综合素质。
参考文献：
[1]周洲， 程罗根. 遗传学实验[M]. 科学出版社， 2013.
【关键词】遗传学实验 实验教学 创新人才
【基金项目】国家基础科学人才培养基金（J1103507）；南京师范大学2012年实验教学改革项目（1812200009）。
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）10-0255-02
遗传学是高校生物类专业基础课之一，遗传学实验是以帮助学生加深对遗传学基本知识和理论的认知和理解，培养学生进行遗传学等相关学科研究工作的能力的具体学科。在实验教学中，不仅需教导学生实验设计的原理、怎么做实验，更应该教导学生如何根据需要合理安排实验，提高学生解决实际问题的能力及自主创新能力。因此，实验教学的开展情况直接关系到学生在相关领域创新能力的成败。遗传学实验教学体系，在很大程度上会影响到实验教学的效果。而现有的遗传学实验受学时数所限，综合性实验仍然偏少，无法满足协助学生全面、系统地掌握实验知识与技能的需要。在目前遗传学实验教学体系中受学时数所限，学生仍主要按照教师安排的实验材料和步骤进行实验操作，学生在大部分实验除了简单的模拟操作之外，动手能力、实验设计和创新意识未得到充分培养。现有遗传学实验教学体系的弊端日益突显，突破传统的实验教学体系，使学生较全面系统地掌握实验知识与技能是改革所面临的主要问题。为此，本文尝试对遗传学实验教学体系进行改革以适应培养高素质人才的需要，在有限的时间内，探索与构建实验教学改革的新途径，从而培养学生的科学精神和实验能力。
一、实验内容优化整合
参照遗传学学科发展特点，对遗传学实验内容进行调整并作分类规划，同时增加现代遗传学实验内容，从而构建遗传学实验教学新体系。在实验内容选择时既要注重实验的基础性，以使学生通过实验加深对遗传学基础理论的理解，掌握基本实验技能，又要注重实验的综合性，以充分体现创新能力培养的目标。对此，在保留遗传学基础性实验的前提下，注重激发学生学习的积极性和创造性思维，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力，对实验内容进行整合和拓宽。将一些在内容上有相关性或在步骤上有连续性的实验项目整合，既保留过去的部分常规实验的内容，又增加了许多新的实验内容，使学生在有限的时间内能得到全面的训练。
依据教学大纲要求和学科发展特点，对实验内容进行模块化整合与拓展，按实验类别将遗传学实验分为“7+1”个实验模块，每个模块再编排一系列实验内容，通过这些实验内容的学习，掌握相应的遗传学知识，掌握相关遗传学实验技术，提高学生对实验动手能力和分析能力[1]：1.第一模块为经典遗传学实验模块：由7个实验组成。主要包括果蝇和粗糙链孢霉杂交实验。2.第二模块为细胞遗传学实验模块：由9个实验组成。主要包括细胞染色体行为观察、动植物染色体制备技术及显带技术。3.第三模块为分子遗传学实验模块：由9个实验组成。主要包括动植物核酸提取技术、核酸检测技术、PCR技术、限制性酶切技术、DNA物理图谱构建方法及原核生物基因调控分析。4.第四模块为基因工程实验模块：由9个实验组成。主要包括DNA片段回收技术、重组质粒载体构建技术、感受态细胞制备与转化技术、质粒载体提取技术、外源基因诱导表达及其表达产物检测技术。5.第五模块为遗传毒理学实验模块：由7个实验组成。主要包括环境因素对生物个体的生活史、细胞及染色体行为影响分析；对细胞染色体数目与结构的影响分析；对细胞姊妹染色单体影响分析；对细胞DNA损伤影响分析。6.第六模块为数量遗传学实验模块：由7个实验组成。主要包括广义与狭义遗传率的分析、遗传学相关数据指标聚类分析及其计算方法。7.第七模块为群体遗传学实验模块：由7个实验组成。主要包括哈迪—温伯格定律分析、群体遗传分化相关参数、基因流等参数的分析、计算与运用。8.第八模块为遗传学实验分析模块：由8个实验分析手段组成，基本涵盖了遗传学实验结果分析的方法，便于学生根据实验结果得出较为正确的结论。
二、新教学体系的建立
依据实验内容的模块化整合，将基础性实验技术与综合性实验方法运用至实验教学中，以培养学生综合实验的能力、解决实际问题的能力。通过由浅入深、由易到难、由简单到综合的实验内容学习，逐步培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。在实验教学过程中，做到大小兼顾，统筹安排，合理设计，尽可能提供所有实验项目所需材料与设备，让学生进行一定范围内的选择，每个学生从至少4个模块中选择36学时的实验，在每一模块中选择自己感兴趣的实验内容，在教师的指导下设计并完成实验。在每一模块中学生可根据自己感兴趣的实验内容、理论问题、自己认为应该特别加强训练的实验技能和总学时数的要求选择实验项目，保证在每一个模块中选择那些自己最感兴趣及最迫切需要学习和掌握的实验来做，这样有利于提供学生的学习积极性。然后，在教师的指导下根据需要选择其他模块的实验项目，设计并完成实验。这一新体系的实施，有利于提高实验课的教学质量，培养学生的自主学习和创新能力。
三、新教学体系的管理
在实验开始时，教师对材料的准备、试剂的配制、实验原理、实验步骤、仪器操作、预期实验结果、注意事项进行一定的讲解。在实验进行过程中，教师对实验中遇到的问题，可根据学生的需求适当地给予指导，引导学生通过思考提出解决方法，提倡学生就实验过程中出现的疑点和难点互相交流，教师只在学生协作学习过程中加以引导和控制，组织学生相互交流彼此的感受，达到共同学习，取长补短的目的。实验结束后，学生需上台讲解自己的实验过程及实验中遇到的问题及其解决途径，对自己提出的问题进行研究和实验，并要求及时、完整、正确和整洁的记录实验过程，记录的内容包括实验项目、实验材料、实验方法、实验日期、实验结果与数据等。如果结果存在一定的偏差，要认真分析，寻找问题症结，再提出解决方法或分析失败原因，最终书写实验报告或撰写论文。实验结束召开学术交流会，轮流在会上交流汇报，而后其他同学和教师可对每个汇报者进行提问，同时根据实验方案的科学性、实验结果的准确性、实验报告或论文写作水平等几方面进行评估，最后由教师分类评价学生所提交的实验报告。
四、新教学体系的特点
1.基础性：以遗传发展史为线索，涵盖了经典遗传学实验、细胞遗传学实验、分子遗传学实验，反映出遗传学的基本原理和技术。2.应用性：重视实验技能基础训练，学生通过实验可正确、熟练按要求使用仪器；能仔细观察，认真操作，整理与分析实验数据，对实验结果做出解释，从而得出实验结论。3.全面性：新的教学体系下既涉及基础性实验，又涉及了群体遗传学、数量遗传学理论性较强的实验内容，同时还涉及遗传毒理学实验、基因工程实验应用性较强的实验内容，使得实验内容更加全面。4.系统性：在实验教学过程中，从实验的设计与规划，实验材料的取材、处理，实验结果的检测及分析都由学生独立完成，使学生对相关实验有一个系统性的把握。5.综合性：体现在实验内容整体的安排上，如每个模块中得实验项目尽可能串联起来，前一个实验项目的结束可作为下一个实验项目的开始，从而形成一个较大的综合性实验。6.设计性：根据不同模块所学知识，可将不同模块的实验进行合并，从而设计新的大实验，提高学生的创新实验能力。使学生能将学到的知识与科研实践相结合，提高学生的实验素质，培养学生研究性学习和创造性能力。
五、结语
在新的教学体系下，学生从模块化实验教学体系中主动获取知识的能力、动手能力、思考问题和解决问题的能力均得到不同程度的提高。在实验过程中，学生学习主动性增强、兴趣增强，有效地发挥了学生的主体性，对所学知识的理解不断提升，实践能力、分析和解决问题的能力、创新思维能力也得到不同程度的提升。这样的实验教学体系，有利于培养基础理论知识深厚、实验操作技能扎实、创新思维能力积极的的综合人才。由于遗传学实验教学改革是一项长期的系统工程，因此仍需要广大教师进行不斷的探索、改进与努力，逐步完善实验教学体系，以提高学生的综合素质。
参考文献：
[1]周洲， 程罗根. 遗传学实验[M]. 科学出版社， 2013.