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摘要：地方高职院校生物教育专业培养适合担任小学科学教师、城镇中学生物教师的师范生。笔者通过多年《遗传学实验》教学实践，对实验教学体系进行改革，对教学内容和教学操作流程、管理方法进行探索创新，开展综合性、探究性实验，增设分子遗传学实验模块，适应了高职院校师范生的人才培养要求，取得了良好的教学效果。
关键词：高职；教学改革；分子遗传学
中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1005-1422（2013）11-0113-03
地方高职院校生物教育专业（师范类）主要是培养适合担任小学科学教师、城镇中学生物教师的师范生。根据人才培养方案的要求，应培养具有正确的价值观、世界观及人生观，同时专业理论基础扎实、专业实践技能娴熟、教育教学能力较强的师范生。遗传学既是一门重要主干课程，又是21世纪以来发展最为迅速、最为活跃的前沿学科之一，在整个生命科学的教育传播中起着举足轻重的作用。
多年的《遗传学实验》教学实践和研究工作中，笔者发现，按照传统的实验教学模式，每次实验课只有3-4个学时，无法充分调动学生的学习兴趣和使学生真正掌握遗传学的基本实验技能。因此，我们采用开放式的教学模式，开展综合性实验，如验证遗传学基本定律的果蝇杂交实验，学生可与实验老师预约时间，自行安排进入实验室进行实验，打破了传统的实验学时的限制，取得了良好的教学效果。在此基础上，近三年来我们又在高职院校生物教育专业中开设分子遗传学综合实验，适应学科发展的需要，同时又激发学生积极探索生命科学的热情和信心，教学效果反映较好。
一、教学改革的必要性和内容设计
《遗传学实验》教材一直采用高等教育出版社《遗传学实验》（刘祖洞），根据教学大纲和当地实际教学条件情况，过去开设的基本实验项目如表1所示。实验材料结合当地实际情况进行优化，如《减数分裂》中采用玉米作为了解植物生殖细胞形成过程的材料，在学校苗圃实训基地播种玉米、采集花蕾。又如《植物染色体压片法》实验材料采用的是大蒜根尖，提高了教学效果。
随着《遗传学》学科的迅猛发展，分子遗传学实验技术已成为生命科学研究的基本技术，没有掌握分子遗传学实验技术尤其是基因操作的基本技术，将无法开展生命科学的前沿研究。为适应人才培养的要求，有必要对《遗传学实验》教学体系进行改革和优化，改革后实验内容如表2所示，保留遗传学的基本实验技术如减数分裂、植物染色体压片法，验证遗传学基本规律的果蝇的单因子遗传和伴性遗传实验，重点增设了分子遗传学模块的综合性、探究性实验。
表1遗传学基本实验
实验1项目名称实验一1减数分裂实验二1果蝇的单因子实验实验三1果蝇的伴性遗传实验三1植物染色体压片法实验四1人工诱发多倍体植物实验五1植物有性杂交技术实验六1人类x染色质小体的检测
在综合实验中，学生发挥主体作用，参与了实验的设计和实验材料的前期准备，遗传学实验室实行开放式管理。果蝇的杂交实验的具体教学操作流程参照《高校遗传学实验课程改革——N X模式尝试》中的“x实验”的方法。而在分子遗传学模块的综合实验中，重组质粒的构建、转化和蓝白筛选是整个基因工程的中心环节，通过这个实验，能使学生了解和掌握基因工程的基本过程和核心技术。
表2遗传学实验体系改革
1实验项目1教学目的基本实验一1减数分裂1了解植物生殖细胞的形成过程、掌握制片方法基本实验二1植物染色体压片法1掌握植物染色体压片技术，观察植物染色体基本实验三1人工诱发多倍体植物1了解人工诱发多倍体植物的原理、方法及其在植物育种上的意义。观察多倍体植物，鉴别植物染色体数目的变化及引起植物其它器官的变异综合实验一1果蝇的杂交实验1掌握果蝇的杂交技术，验证遗传的分离规律、自由组合规律和连锁遗传规律，加深对遗传基本定律的认识和了解综合实验二1重组质粒的构建、转化和蓝白筛选1掌握DNA连接技术、感受态细胞制备技术、细胞转化技术，加深对蓝白斑筛选原理的理解
高职院校生物教育专业《遗传学实验》的教学实践及改革探索
二、分子遗传学模块实验教学过程的设计
分子遗传学模块综合实验的实验流程如下：PCR获得目的基因片段→质粒的双酶切和目的基因片段的回收→DNA的连接→感受态细胞的制备→热激转化及蓝白筛选。
笔者所在的学校每个年级生物教育专业约有50人，分为两个大组。再以4名学生为一小组，各小组自行设计和整理实验流程，在教师的指导下列出实验过程中所需要的仪器和试剂，完成目的基因引物的设计，同时提出实验过程中应注意的事项。各小组的实验设计方案交与实验指导教师，由教师核对和指正，各小组集中汇报讨论后，方可开展实验。
三、开放实验过程的操作流程和管理方式
1.学生必须严格遵守学校《实验室开放管理制度》，开放的遗传学实验室一天24小时开放，学生只要跟实验管理老师预约，可以在预约的时间内自行安排实验。对于实验失败的学生，可以再次预约时间重复实验。
2.实验指导教师和实验室管理人员在实验教学期间实行坐班制。学生在实验期间遇到任何问题都可以向指导老师提问，实验仪器及耗材使用方面遇到任何困难也能及时地向实验室管理人员取得帮助。
3.综合实验以先进的仪器设备做为支撑，在分子遗传学实验这一模块，我们所使用的仪器有PCR扩增仪、高速冷冻离心机、琼脂糖凝胶电泳装置、紫外分析仪、成像系统等。学生通过实验能熟练掌握这些先进的仪器的使用方法和注意事项。在指导教师演示或小组汇报时采用多媒体教学演示系统，不但可以帮助教师讲解时更加清晰地展示实验难点，学生更加容易理解。同时，在小组汇报时更可以促进同学们之间的交流与总结。
4.药品和试剂管理方面，实验室中所用到的药品，在保证实验效果的前提下，尽量采用无毒低毒的药品，如果蝇杂交实验中的乙醚用乙醇代替，基因操作中的EB（溴化乙锭）用biotum的GelRed代替，以保证安全。药品所使用的量，由实验指导教师和实验室管理人员严格核实和控制，节约使用。实验室管理人员不定时检查药品使用情况。 5.实验教学考核方式不再是传统的只考察出勤率和实验报告。综合实验以实验方案的设计占10%、实验过程（考勤、安全、实验态度、操作规范、清洁卫生等）占40%、汇报和小论文占50%的形式进行考核。基本实验的考核是实验过程（考勤、安全、实验态度、操作规范、清洁卫生等）占50%、实验报告（结果分析）占60%。
四、教学效果分析
1.分子遗传学实验能够促进学生探索生命微观世界的热情，掌握与我们的生活越来越息息想关的基因工程知识。生物教育专业高职学生（师范生）大多数表现出对这个综合实验的热忱和强烈的兴趣。通过此实验能够促进学生们对理论知识的理解和巩固。基因工程、DNA重组技术、转基因这些技术离我们不再遥远。
2.综合实验的教学方式，学生不再是简单地、被动地掌握某一实验技能，而是通过自行设计实验方案与步骤，能够更加明确实验目的和原理，实验操作过程通过综合性的连贯的实验，操作技能得到反复锻炼，真正熟悉和掌握实验技能。3.在综合实验开出之前，指导老师就《实验室安全制度》《开放实验室管理制度》等相关制度和规范对学生进行安全教育，在整个实验过程，学生必须本着高度负责的态度，在确保安全的提前下开展实验，学生的安全意识和责任心得到了教育和体现，对于学生毕业后从事生命科学相关工作有很大的帮助。
4.综合实验带动了综合能力的培养，学生的查找资料、组织能力、团队合作能力、统筹规划能力等，以及发现问题、分析问题、解决问题的能力得到锻炼。同时对于师范生来说，在综合实验过程必须汇报实验方案、实验结果、结果分析等，有助于进一步培养教师的职业能力。
五、展望与结论
综合性、探究性实验是各大高校《遗传学》实验教学改革的方向和趋势。结合地方高职师范生人才培养的要求，我们对实验教学体系进行改革，培养学生的专业技能，提高学生的综合素质，符合高职教育应注重学生关键能力的培养。随着学科的发展，我们的遗传学教学团队开展的教学改革仍需进一步深化，今后的方向可加强与其他学科之间的渗透与融合，如与《植物组织培养》实验课程的结合，整合成跨学科综合大实验，从而激发学生的学习兴趣，培养出更加优秀、更加适应时代发展需求的高素质生物专业师范生。
参考文献：
[1]刘祖洞，江绍慧.遗传学实验[M].北京：高等教育出版社，2010.
[2]郑燕丹.大蒜根尖在植物染色体压片法实验教学中的应用[J].实验教学与仪器，2008（3）：31-32.
[3]李雅轩，赵昕.遗传学综合实验[M].北京：科学出版社，2006.
[4]王剑锋.高校遗传学实验课程改革——N X模式尝试[J].沈阳教育学院学报，2011（4）：51-53.
[5]程罗根，朱媛媛等.遗传学实验课程改革的实践与探索[J].教育教学论坛，2013（8）：101-102.
[6]曹娜.高职教育培养模式构建初探[J].广东教育·职教，2010（4）：18-19.
责任编辑何丽华
关键词：高职；教学改革；分子遗传学
中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1005-1422（2013）11-0113-03
地方高职院校生物教育专业（师范类）主要是培养适合担任小学科学教师、城镇中学生物教师的师范生。根据人才培养方案的要求，应培养具有正确的价值观、世界观及人生观，同时专业理论基础扎实、专业实践技能娴熟、教育教学能力较强的师范生。遗传学既是一门重要主干课程，又是21世纪以来发展最为迅速、最为活跃的前沿学科之一，在整个生命科学的教育传播中起着举足轻重的作用。
多年的《遗传学实验》教学实践和研究工作中，笔者发现，按照传统的实验教学模式，每次实验课只有3-4个学时，无法充分调动学生的学习兴趣和使学生真正掌握遗传学的基本实验技能。因此，我们采用开放式的教学模式，开展综合性实验，如验证遗传学基本定律的果蝇杂交实验，学生可与实验老师预约时间，自行安排进入实验室进行实验，打破了传统的实验学时的限制，取得了良好的教学效果。在此基础上，近三年来我们又在高职院校生物教育专业中开设分子遗传学综合实验，适应学科发展的需要，同时又激发学生积极探索生命科学的热情和信心，教学效果反映较好。
一、教学改革的必要性和内容设计
《遗传学实验》教材一直采用高等教育出版社《遗传学实验》（刘祖洞），根据教学大纲和当地实际教学条件情况，过去开设的基本实验项目如表1所示。实验材料结合当地实际情况进行优化，如《减数分裂》中采用玉米作为了解植物生殖细胞形成过程的材料，在学校苗圃实训基地播种玉米、采集花蕾。又如《植物染色体压片法》实验材料采用的是大蒜根尖，提高了教学效果。
随着《遗传学》学科的迅猛发展，分子遗传学实验技术已成为生命科学研究的基本技术，没有掌握分子遗传学实验技术尤其是基因操作的基本技术，将无法开展生命科学的前沿研究。为适应人才培养的要求，有必要对《遗传学实验》教学体系进行改革和优化，改革后实验内容如表2所示，保留遗传学的基本实验技术如减数分裂、植物染色体压片法，验证遗传学基本规律的果蝇的单因子遗传和伴性遗传实验，重点增设了分子遗传学模块的综合性、探究性实验。
表1遗传学基本实验
实验1项目名称实验一1减数分裂实验二1果蝇的单因子实验实验三1果蝇的伴性遗传实验三1植物染色体压片法实验四1人工诱发多倍体植物实验五1植物有性杂交技术实验六1人类x染色质小体的检测
在综合实验中，学生发挥主体作用，参与了实验的设计和实验材料的前期准备，遗传学实验室实行开放式管理。果蝇的杂交实验的具体教学操作流程参照《高校遗传学实验课程改革——N X模式尝试》中的“x实验”的方法。而在分子遗传学模块的综合实验中，重组质粒的构建、转化和蓝白筛选是整个基因工程的中心环节，通过这个实验，能使学生了解和掌握基因工程的基本过程和核心技术。
表2遗传学实验体系改革
1实验项目1教学目的基本实验一1减数分裂1了解植物生殖细胞的形成过程、掌握制片方法基本实验二1植物染色体压片法1掌握植物染色体压片技术，观察植物染色体基本实验三1人工诱发多倍体植物1了解人工诱发多倍体植物的原理、方法及其在植物育种上的意义。观察多倍体植物，鉴别植物染色体数目的变化及引起植物其它器官的变异综合实验一1果蝇的杂交实验1掌握果蝇的杂交技术，验证遗传的分离规律、自由组合规律和连锁遗传规律，加深对遗传基本定律的认识和了解综合实验二1重组质粒的构建、转化和蓝白筛选1掌握DNA连接技术、感受态细胞制备技术、细胞转化技术，加深对蓝白斑筛选原理的理解
高职院校生物教育专业《遗传学实验》的教学实践及改革探索
二、分子遗传学模块实验教学过程的设计
分子遗传学模块综合实验的实验流程如下：PCR获得目的基因片段→质粒的双酶切和目的基因片段的回收→DNA的连接→感受态细胞的制备→热激转化及蓝白筛选。
笔者所在的学校每个年级生物教育专业约有50人，分为两个大组。再以4名学生为一小组，各小组自行设计和整理实验流程，在教师的指导下列出实验过程中所需要的仪器和试剂，完成目的基因引物的设计，同时提出实验过程中应注意的事项。各小组的实验设计方案交与实验指导教师，由教师核对和指正，各小组集中汇报讨论后，方可开展实验。
三、开放实验过程的操作流程和管理方式
1.学生必须严格遵守学校《实验室开放管理制度》，开放的遗传学实验室一天24小时开放，学生只要跟实验管理老师预约，可以在预约的时间内自行安排实验。对于实验失败的学生，可以再次预约时间重复实验。
2.实验指导教师和实验室管理人员在实验教学期间实行坐班制。学生在实验期间遇到任何问题都可以向指导老师提问，实验仪器及耗材使用方面遇到任何困难也能及时地向实验室管理人员取得帮助。
3.综合实验以先进的仪器设备做为支撑，在分子遗传学实验这一模块，我们所使用的仪器有PCR扩增仪、高速冷冻离心机、琼脂糖凝胶电泳装置、紫外分析仪、成像系统等。学生通过实验能熟练掌握这些先进的仪器的使用方法和注意事项。在指导教师演示或小组汇报时采用多媒体教学演示系统，不但可以帮助教师讲解时更加清晰地展示实验难点，学生更加容易理解。同时，在小组汇报时更可以促进同学们之间的交流与总结。
4.药品和试剂管理方面，实验室中所用到的药品，在保证实验效果的前提下，尽量采用无毒低毒的药品，如果蝇杂交实验中的乙醚用乙醇代替，基因操作中的EB（溴化乙锭）用biotum的GelRed代替，以保证安全。药品所使用的量，由实验指导教师和实验室管理人员严格核实和控制，节约使用。实验室管理人员不定时检查药品使用情况。 5.实验教学考核方式不再是传统的只考察出勤率和实验报告。综合实验以实验方案的设计占10%、实验过程（考勤、安全、实验态度、操作规范、清洁卫生等）占40%、汇报和小论文占50%的形式进行考核。基本实验的考核是实验过程（考勤、安全、实验态度、操作规范、清洁卫生等）占50%、实验报告（结果分析）占60%。
四、教学效果分析
1.分子遗传学实验能够促进学生探索生命微观世界的热情，掌握与我们的生活越来越息息想关的基因工程知识。生物教育专业高职学生（师范生）大多数表现出对这个综合实验的热忱和强烈的兴趣。通过此实验能够促进学生们对理论知识的理解和巩固。基因工程、DNA重组技术、转基因这些技术离我们不再遥远。
2.综合实验的教学方式，学生不再是简单地、被动地掌握某一实验技能，而是通过自行设计实验方案与步骤，能够更加明确实验目的和原理，实验操作过程通过综合性的连贯的实验，操作技能得到反复锻炼，真正熟悉和掌握实验技能。3.在综合实验开出之前，指导老师就《实验室安全制度》《开放实验室管理制度》等相关制度和规范对学生进行安全教育，在整个实验过程，学生必须本着高度负责的态度，在确保安全的提前下开展实验，学生的安全意识和责任心得到了教育和体现，对于学生毕业后从事生命科学相关工作有很大的帮助。
4.综合实验带动了综合能力的培养，学生的查找资料、组织能力、团队合作能力、统筹规划能力等，以及发现问题、分析问题、解决问题的能力得到锻炼。同时对于师范生来说，在综合实验过程必须汇报实验方案、实验结果、结果分析等，有助于进一步培养教师的职业能力。
五、展望与结论
综合性、探究性实验是各大高校《遗传学》实验教学改革的方向和趋势。结合地方高职师范生人才培养的要求，我们对实验教学体系进行改革，培养学生的专业技能，提高学生的综合素质，符合高职教育应注重学生关键能力的培养。随着学科的发展，我们的遗传学教学团队开展的教学改革仍需进一步深化，今后的方向可加强与其他学科之间的渗透与融合，如与《植物组织培养》实验课程的结合，整合成跨学科综合大实验，从而激发学生的学习兴趣，培养出更加优秀、更加适应时代发展需求的高素质生物专业师范生。
参考文献：
[1]刘祖洞，江绍慧.遗传学实验[M].北京：高等教育出版社，2010.
[2]郑燕丹.大蒜根尖在植物染色体压片法实验教学中的应用[J].实验教学与仪器，2008（3）：31-32.
[3]李雅轩，赵昕.遗传学综合实验[M].北京：科学出版社，2006.
[4]王剑锋.高校遗传学实验课程改革——N X模式尝试[J].沈阳教育学院学报，2011（4）：51-53.
[5]程罗根，朱媛媛等.遗传学实验课程改革的实践与探索[J].教育教学论坛，2013（8）：101-102.
[6]曹娜.高职教育培养模式构建初探[J].广东教育·职教，2010（4）：18-19.
责任编辑何丽华