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实验教学是培养学生动手能力、实践能力、创新能力和独立工作能力的主要手段之一，是大学人才培养的重要环节。遗传学是生命科学的前沿学科，同时又是以实验为基础的自然科学。传统遗传学实验教学中“依葫芦画瓢”和“传道、授业、解惑”的教学模式不能适应新时期创新人才培养的需要。在“培养学生基本技能为主”的前提下，培养他们的科学思考、勇于创新与独立探究的综合素质才是当今遗传学实验教学的目标所在。然而，挖掘与激发学生的创新潜能远比传播知识难得多，教师必须努力把创新理念渗透到实验教学的各个细微环节中，探究培养创新性人才的可行途径，使学生变被动为主动，顺利完成“掌握基本操作技能”一“独立完成实验”一“独立设计实验”三步曲的转变过程，提高遗传学实验教学的质量。近年来，在秉承传统的基础上，我们从教学内容和教学方法方面对课程进行了深入的改革，积极实施“创新型开放式”实验教学，取得了良好的教学效果。
一 整合实验内容，创设综合性、设计性微型实验
开设综合性、设计性实验是提高学生创新能力的重要途径。所谓综合性实验是实验内容涉及相关的综合知识或运用综合的实验方法、手段，体现了实验内容的综合性和实验方法的多元性。设计性实验是学生在教师的指导下，根据给定的实验目的和实验条件，自己设计实验方案、选择实验器材、自主实施并对结果进行分析处理的实验。综合性实验可带有设计性的特点，设计性实验也可带有同一类实验的综合成分，二者具有良好的相容性，都能够锻炼学生独立思维和创新意识，提高学生综合分析、解决问题的能力。为此，我们将遗传学实验内容整合为果蝇遗传学、细胞遗传学和分子遗传学实验三大模块，并将综合性、设计性的理念贯彻到实验过程的各个环节，把每一个实验都改造成一个微型的综合性或设计性实验。
1 果蝇遗传学实验
将果蝇形态生活史观察、单因子杂交、双因子杂交、伴性遗传、三点测交5个验证性实验整合为1个果蝇经典遗传设计性实验，要求学生能用1-2个杂交组合的实验结果验证基因的4大遗传规律——分离规律、自由组合规律、伴性遗传规律和连锁互换规律。让果蝇亲代扩繁、培养基配制、处女蝇的挑选、交配设计、转管培养、子一、二代观察与鉴定、实验结果统计分析等全部实验过程，均由学生自主独立完成，调动了学生的主观能动性，塑造了学生的创新精神。而且，在掌握相关实验技能、深入理解遗传学经典规律的同时，使学生又对昆虫学、生态学和生物统计学的相关知识有了一定的认知，有助于他们综合素养的提高。
2 细胞遗传学实验
以染色体技术为基础的细胞遗传学实验是遗传学实验的重要组成部分。我们以植物细胞有丝分裂和减数分裂染色体标本制片和行为观察实验为起点，把细胞遗传学的相关实验在教学周上连续安排，一方面使学生能够及时巩固并熟练掌握染色体制片技术，另一方面使学生对染色体行为的认识有逐步深入的过程，有利于学生对遗传的染色体理论和遗传变异现象的认知理解。在教学过程中让学生参与到实验准备的各个环节，包括材料的培养、预处理、解离、染色等过程，并引导学生进行自主实验设计，如不同的秋水仙素预处理浓度和时间、不同的解离时间和解离方法(酸解或酶解)、不同的染色方法(希夫试剂或醋酸洋红)等。不同的处理条件可能会得到不同的实验结果，增加了结果的不确定性，大大激发了学生的求知欲，使枯燥的制片过程变得生动起来。实验由被动变主动，学生通过主动探究最终确定各环节的最佳处理条件，深刻领悟各因素的作用原理，真正做到了“知其然并知其所以然”，培养了学生独立分析解决问题的综合能力，使创新思维逐渐成为学生的一种习惯。
遗传毒理学是用遗传学方法研究环境因素对遗传物质的损害及其毒理效应的遗传学分支学科，应用价值巨大。因此，我们增设了“植物的微核检测技术”实验，要求学生设计出实验方案，用实验室现有的诱变试剂或日常生活用品或不同环境中的水，对材料进行处理，分析不同检测试剂对植物遗传物质的损伤程度。不仅使学生加深了对染色体结构变异的认识，同时使学生掌握了环境因子遗传毒性检测的一般方法，深刻理解了遗传学与生产及生活实践的密切关系。
结合本实验室细胞遗传学研究优势，利用丰富的小麦资源开设综合性实验——小麦的有性杂交。教师给学生既定的一些小麦品种，并向学生简单介绍各品种的来源、遗传背景，之后学生首先要查阅相关文献详细了解小麦的特征与习性(如雌雄蕊的形态构造、穗的发育特点、开花习性等)，然后自主设计杂交亲本组合，并按设计方案实施田间杂交，包括选穗、整穗、去雄、授粉的全过程，一周后统计杂交结实率，30天后收获杂交种子并进行染色体制片，观察杂交后代染色体的行为和变异情况，分析实验结果。该实验以前面的细胞学染色体制片技术为基础，融合了遗传学、育种学、统计学的相关知识，极大拓宽了学生的知识面，磨练了学生的意志，激发了学生的科研动能。
3 分子遗传学实验
为使学生适应现代遗传学的发展，在遗传学实验中纳入分子遗传的相关实验是非常有必要的。因此，我们增设了包括植物DNA的提取、DNA琼脂糖凝胶电泳、质粒DNA的提取、PCR扩增等分子遗传学基本实验技术内容。实验采用多种植物材料、DNA提取试剂方法等，比如材料用石英砂或液氮研磨、酚，氯仿抽提的次数、70％乙醇清洗沉淀与否、质粒提取时冰浴与否等对DNA提取质量和浓度有否影响、不同浓度的琼脂糖凝胶对DNA迁移速率有否影响、PCR扩增时反应缓冲液中dNTP、Mg2+浓度对扩增结果有否影响等，使学生通过纵向比较自主总结出不同试剂、方法作用的原理和适用的范围，并掌握操作要领。微观世界变得可视化，极大激发了学生的探究欲望。
二 创新教学方法
综合性、设计性微型实验的创设使学生积极参与到实验过程各个环节，这种开放式教学模式给了学生更多自由发挥的空间，使学生由对知识的被动接受逐渐转变为主动探究，然而对学生创造性思维能力的培养还需要从教学过程的其他环节深入展开。
1 运用启发式教学法
传统实验课堂教学以教师为主体的、知识传递呈单项性的较为刻板的教学方式使学生完全处于被动接受状态，不利于学生综合能力和创新意识的培养。为改变这一现状，我们做了以下尝试：提前告诉学生实验项目，让学生预习，写出预习实验报告，让学生带着问题听课、做实验。学生成为教学的主体，而教师成为教学辅助因素，主要向学生讲清楚实验的相关背景知识、实验流程和操作要点，实验原理及所涉及的一系列试剂的作用和用途则以问题的形式向学生提问，由学生在预习和实验操作及观察中总结出答案，培养学生分析和解决问题的能力。如在有丝分裂染色体制片实验中，切、敲、烤、压四个关键环节中烤片的作用是什么在实验中不讲，让学生通过观察烤与不烤的制片分裂相多少的比较寻找答案。又如实 验过程中有意识配错药品或改变药品的浓度，使反应结果异常，让学生寻找原因等。
2 利用多媒体等现代化教学手段
遗传学实验的特点是材料小，可视性差，分子遗传学实验更加微观，教师很难向所有的同学演示整个实验过程，因此我们通过多媒体课件、视频录像、示教显微镜、实物展台等多媒体教学手段开展实验教学。如“果蝇唾腺染色体观察”实验，关键是唾腺的剥离和识别，而许多学生拉出唾腺后不认识，常常把肠管当成了唾腺，导致实验结果不理想。为此，我们自制了果蝇唾腺染色体观察的视频录像，通过投影仪投在大屏幕上，使学生对唾腺剥离的操作要领和唾腺的特征一目了然，提高了实验的成功率。我们还自制了植物有丝分裂染色体制片、植物有性杂交的视频，同时从网络上搜集了大量分子遗传学实验的影像资料，使学生对材料研磨、移液器的使用、电泳加样等有清楚地了解，学生操作更加规范。在实验间歇给学生播放如Southemblot、Northemblot、ELISA、细胞培养、芯片制备等实验设置中没有涉及的分子遗传学经典和前沿技术视频，开阔了学生的视野。在实验过程中好的图像和好的实验结果通过示教显微镜与投影设备相连而直观地展现给全班学生，使学生找出不足并加以改进，利于激发学生的实验积极性，提高学生的实验技能。然后将其存储起来，在不同时间或不同实验重现，充分实现资源交流与共享。
三 结语
通过对遗传学实验教学内容和教学方法的改革，激发了学生的学习兴趣，使实验课既充分发挥了理论教学必要补充的特殊功能，又变成了学生施展才能和发挥创造思维的场所。但也存在许多问题尚待解决，如综合性、设计性实验内容的深度和广度有待加强，每个模块内各实验项目的内在联系应进一步强化，实验内容的先进性和实用性应进一步提高。教学实施过程中出现的种种矛盾有待解决，如学生方案的多样性与仪器设备的限制、宽松开放的实验环境与仪器设备的规范管理、器材的大量损耗与实验室的有限经费、实验室开放与教师的工作量等。遗传学实验教学要与时俱进必须适时地加大资金投入，加强硬件建设和人才培训，使遗传学实验充分发挥培养创新性人才的作用。
参考文献
[1]也钊，邱挺.将科研与专业实验教学嫁接提高教学质量
[1]_实验室研究与探索，2007，26(1)：81-83.
[2]闰秋洁，李俊刚，姜立春从优化实验项目探索生物科学专业遗传学实验教学改革[J].高校实验室工作研究，2009，102(4)：28.
[3]皮妍，林娟，郭滨等.改革遗传学实验教学方法培养新型创新人才.实验室研究与探索，2008，27(10)：86-88，
[4]吴瑞娟.遗传学综合性、设计性实验课程的开设与研究[J].华东理工大学学报，2008，27(1)：84-86.
[5]胡冬梅，张金凤，沈一岚.创新性遗传学大实验对提高大学生综合能力的研究[J].中国林业教育，2008(6)：5-7.
一 整合实验内容，创设综合性、设计性微型实验
开设综合性、设计性实验是提高学生创新能力的重要途径。所谓综合性实验是实验内容涉及相关的综合知识或运用综合的实验方法、手段，体现了实验内容的综合性和实验方法的多元性。设计性实验是学生在教师的指导下，根据给定的实验目的和实验条件，自己设计实验方案、选择实验器材、自主实施并对结果进行分析处理的实验。综合性实验可带有设计性的特点，设计性实验也可带有同一类实验的综合成分，二者具有良好的相容性，都能够锻炼学生独立思维和创新意识，提高学生综合分析、解决问题的能力。为此，我们将遗传学实验内容整合为果蝇遗传学、细胞遗传学和分子遗传学实验三大模块，并将综合性、设计性的理念贯彻到实验过程的各个环节，把每一个实验都改造成一个微型的综合性或设计性实验。
1 果蝇遗传学实验
将果蝇形态生活史观察、单因子杂交、双因子杂交、伴性遗传、三点测交5个验证性实验整合为1个果蝇经典遗传设计性实验，要求学生能用1-2个杂交组合的实验结果验证基因的4大遗传规律——分离规律、自由组合规律、伴性遗传规律和连锁互换规律。让果蝇亲代扩繁、培养基配制、处女蝇的挑选、交配设计、转管培养、子一、二代观察与鉴定、实验结果统计分析等全部实验过程，均由学生自主独立完成，调动了学生的主观能动性，塑造了学生的创新精神。而且，在掌握相关实验技能、深入理解遗传学经典规律的同时，使学生又对昆虫学、生态学和生物统计学的相关知识有了一定的认知，有助于他们综合素养的提高。
2 细胞遗传学实验
以染色体技术为基础的细胞遗传学实验是遗传学实验的重要组成部分。我们以植物细胞有丝分裂和减数分裂染色体标本制片和行为观察实验为起点，把细胞遗传学的相关实验在教学周上连续安排，一方面使学生能够及时巩固并熟练掌握染色体制片技术，另一方面使学生对染色体行为的认识有逐步深入的过程，有利于学生对遗传的染色体理论和遗传变异现象的认知理解。在教学过程中让学生参与到实验准备的各个环节，包括材料的培养、预处理、解离、染色等过程，并引导学生进行自主实验设计，如不同的秋水仙素预处理浓度和时间、不同的解离时间和解离方法(酸解或酶解)、不同的染色方法(希夫试剂或醋酸洋红)等。不同的处理条件可能会得到不同的实验结果，增加了结果的不确定性，大大激发了学生的求知欲，使枯燥的制片过程变得生动起来。实验由被动变主动，学生通过主动探究最终确定各环节的最佳处理条件，深刻领悟各因素的作用原理，真正做到了“知其然并知其所以然”，培养了学生独立分析解决问题的综合能力，使创新思维逐渐成为学生的一种习惯。
遗传毒理学是用遗传学方法研究环境因素对遗传物质的损害及其毒理效应的遗传学分支学科，应用价值巨大。因此，我们增设了“植物的微核检测技术”实验，要求学生设计出实验方案，用实验室现有的诱变试剂或日常生活用品或不同环境中的水，对材料进行处理，分析不同检测试剂对植物遗传物质的损伤程度。不仅使学生加深了对染色体结构变异的认识，同时使学生掌握了环境因子遗传毒性检测的一般方法，深刻理解了遗传学与生产及生活实践的密切关系。
结合本实验室细胞遗传学研究优势，利用丰富的小麦资源开设综合性实验——小麦的有性杂交。教师给学生既定的一些小麦品种，并向学生简单介绍各品种的来源、遗传背景，之后学生首先要查阅相关文献详细了解小麦的特征与习性(如雌雄蕊的形态构造、穗的发育特点、开花习性等)，然后自主设计杂交亲本组合，并按设计方案实施田间杂交，包括选穗、整穗、去雄、授粉的全过程，一周后统计杂交结实率，30天后收获杂交种子并进行染色体制片，观察杂交后代染色体的行为和变异情况，分析实验结果。该实验以前面的细胞学染色体制片技术为基础，融合了遗传学、育种学、统计学的相关知识，极大拓宽了学生的知识面，磨练了学生的意志，激发了学生的科研动能。
3 分子遗传学实验
为使学生适应现代遗传学的发展，在遗传学实验中纳入分子遗传的相关实验是非常有必要的。因此，我们增设了包括植物DNA的提取、DNA琼脂糖凝胶电泳、质粒DNA的提取、PCR扩增等分子遗传学基本实验技术内容。实验采用多种植物材料、DNA提取试剂方法等，比如材料用石英砂或液氮研磨、酚，氯仿抽提的次数、70％乙醇清洗沉淀与否、质粒提取时冰浴与否等对DNA提取质量和浓度有否影响、不同浓度的琼脂糖凝胶对DNA迁移速率有否影响、PCR扩增时反应缓冲液中dNTP、Mg2+浓度对扩增结果有否影响等，使学生通过纵向比较自主总结出不同试剂、方法作用的原理和适用的范围，并掌握操作要领。微观世界变得可视化，极大激发了学生的探究欲望。
二 创新教学方法
综合性、设计性微型实验的创设使学生积极参与到实验过程各个环节，这种开放式教学模式给了学生更多自由发挥的空间，使学生由对知识的被动接受逐渐转变为主动探究，然而对学生创造性思维能力的培养还需要从教学过程的其他环节深入展开。
1 运用启发式教学法
传统实验课堂教学以教师为主体的、知识传递呈单项性的较为刻板的教学方式使学生完全处于被动接受状态，不利于学生综合能力和创新意识的培养。为改变这一现状，我们做了以下尝试：提前告诉学生实验项目，让学生预习，写出预习实验报告，让学生带着问题听课、做实验。学生成为教学的主体，而教师成为教学辅助因素，主要向学生讲清楚实验的相关背景知识、实验流程和操作要点，实验原理及所涉及的一系列试剂的作用和用途则以问题的形式向学生提问，由学生在预习和实验操作及观察中总结出答案，培养学生分析和解决问题的能力。如在有丝分裂染色体制片实验中，切、敲、烤、压四个关键环节中烤片的作用是什么在实验中不讲，让学生通过观察烤与不烤的制片分裂相多少的比较寻找答案。又如实 验过程中有意识配错药品或改变药品的浓度，使反应结果异常，让学生寻找原因等。
2 利用多媒体等现代化教学手段
遗传学实验的特点是材料小，可视性差，分子遗传学实验更加微观，教师很难向所有的同学演示整个实验过程，因此我们通过多媒体课件、视频录像、示教显微镜、实物展台等多媒体教学手段开展实验教学。如“果蝇唾腺染色体观察”实验，关键是唾腺的剥离和识别，而许多学生拉出唾腺后不认识，常常把肠管当成了唾腺，导致实验结果不理想。为此，我们自制了果蝇唾腺染色体观察的视频录像，通过投影仪投在大屏幕上，使学生对唾腺剥离的操作要领和唾腺的特征一目了然，提高了实验的成功率。我们还自制了植物有丝分裂染色体制片、植物有性杂交的视频，同时从网络上搜集了大量分子遗传学实验的影像资料，使学生对材料研磨、移液器的使用、电泳加样等有清楚地了解，学生操作更加规范。在实验间歇给学生播放如Southemblot、Northemblot、ELISA、细胞培养、芯片制备等实验设置中没有涉及的分子遗传学经典和前沿技术视频，开阔了学生的视野。在实验过程中好的图像和好的实验结果通过示教显微镜与投影设备相连而直观地展现给全班学生，使学生找出不足并加以改进，利于激发学生的实验积极性，提高学生的实验技能。然后将其存储起来，在不同时间或不同实验重现，充分实现资源交流与共享。
三 结语
通过对遗传学实验教学内容和教学方法的改革，激发了学生的学习兴趣，使实验课既充分发挥了理论教学必要补充的特殊功能，又变成了学生施展才能和发挥创造思维的场所。但也存在许多问题尚待解决，如综合性、设计性实验内容的深度和广度有待加强，每个模块内各实验项目的内在联系应进一步强化，实验内容的先进性和实用性应进一步提高。教学实施过程中出现的种种矛盾有待解决，如学生方案的多样性与仪器设备的限制、宽松开放的实验环境与仪器设备的规范管理、器材的大量损耗与实验室的有限经费、实验室开放与教师的工作量等。遗传学实验教学要与时俱进必须适时地加大资金投入，加强硬件建设和人才培训，使遗传学实验充分发挥培养创新性人才的作用。
参考文献
[1]也钊，邱挺.将科研与专业实验教学嫁接提高教学质量
[1]_实验室研究与探索，2007，26(1)：81-83.
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