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改革遺傳學(xué)實驗教學(xué)
改革遺傳學(xué)實驗教學(xué)1
通過建立綜合性、設(shè)計性、開放性的遺傳學(xué)實驗體系,開發(fā)設(shè)計遺傳學(xué)實驗顯微圖像采集與演示系統(tǒng),編制遺傳學(xué)實驗的計算機(jī)模擬軟件等方式改革了遺傳學(xué)實驗教學(xué),促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的.提高.
改革遺傳學(xué)實驗教學(xué)2
引言
遺傳學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域中一門十分重要的基礎(chǔ)性學(xué)科之一，也是高等農(nóng)業(yè)院校農(nóng)學(xué)類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)必修課之一。遺傳學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗教學(xué)在遺傳學(xué)課程教學(xué)中占有十分重要的地位。遺傳學(xué)實驗既是對遺傳學(xué)課堂知識的驗證和鞏固，又是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、提高學(xué)生分析問題和解決問題能力的重要手段，也是培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力的一個重要途徑。21世紀(jì)高校人才培養(yǎng)模式改革的重點是加強(qiáng)對學(xué)生的素質(zhì)教育，特別是創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)[2,3]。如何適應(yīng)新形勢下素質(zhì)教育的需要，結(jié)合學(xué)科發(fā)展趨勢和專業(yè)特點，加強(qiáng)遺傳學(xué)實驗教學(xué)改革，是農(nóng)學(xué)類學(xué)科建設(shè)的重要內(nèi)容，也是培養(yǎng)高級農(nóng)業(yè)科技人才和農(nóng)業(yè)科研工作者的重要保證。以往遺傳學(xué)的實驗教學(xué)依附于理論教學(xué)，實驗只是為了驗證理論，存在重理論輕實踐的誤區(qū)，難以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。為適應(yīng)教學(xué)改革的要求，培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)，寬口徑”復(fù)合型人才，筆者在分析甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專業(yè)和園藝專業(yè)本科生傳統(tǒng)遺傳學(xué)實驗教學(xué)中主要問題的基礎(chǔ)上，對遺傳學(xué)實驗教學(xué)改革進(jìn)行了初步探索，總結(jié)了從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核標(biāo)準(zhǔn)方面提高遺傳實驗學(xué)教學(xué)質(zhì)量、增強(qiáng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的措施。旨在為高校人才培養(yǎng)模式中實驗課教學(xué)的改革提供參考。
1.傳統(tǒng)遺傳學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題
受學(xué)時、實驗經(jīng)費等因素所限，傳統(tǒng)遺傳學(xué)實驗教學(xué)的主要問題如下。
1)對實驗教學(xué)的環(huán)節(jié)重視度不足。實驗教學(xué)的前期準(zhǔn)備工作（包括實驗過程的部分步驟，實驗材料的培養(yǎng)與處理，藥品試劑的配置及實驗儀器的調(diào)試）都是由教師完成，學(xué)生只是按照實驗指導(dǎo)進(jìn)行其中的部分步驟，整個實驗教學(xué)過程中學(xué)生處于被動地位，甚至對一些基本的實驗技能都沒有掌握，不利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
2)實驗內(nèi)容陳舊，缺少創(chuàng)新（見表1)，未能反映遺傳學(xué)的發(fā)展及遺傳規(guī)律的本質(zhì)。實驗內(nèi)容基本上是對課堂教學(xué)中遺傳規(guī)律和染色體理論的驗證，缺少分子遺傳學(xué)實驗以及綜合性和設(shè)計性實驗。盡管驗證性實驗?zāi)芗由顚W(xué)生對理論的理解和記憶，由于結(jié)果已知，不能調(diào)動學(xué)生的積極性和思維的創(chuàng)造性。
3)考核方法欠科學(xué)。實驗成績的評定完全依據(jù)上交的實驗報告，而不考慮學(xué)生的實驗操作能力以及實驗態(tài)度等。使部分學(xué)生養(yǎng)成實驗不認(rèn)真，抄襲應(yīng)付的不良現(xiàn)象，不能客觀地反映學(xué)生的真實水平和實驗操作能力。這種傳統(tǒng)遺傳學(xué)實驗教學(xué)模式既不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也不利于學(xué)生的創(chuàng)造性思維培養(yǎng)和發(fā)揮。
2.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，建立實驗教學(xué)新體系
為適應(yīng)新世紀(jì)人才培養(yǎng)的要求，筆者結(jié)合遺傳學(xué)科的發(fā)展趨勢和農(nóng)學(xué)類本科人才培養(yǎng)要求，遵循“厚基礎(chǔ)”的原則，以基本技能培養(yǎng)為主，通過實驗教學(xué)內(nèi)容的整合并優(yōu)化滿足“寬口徑”的'要求，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的科學(xué)思維方法及創(chuàng)造性的思維能力。即在保留部分驗證性實驗項目的基礎(chǔ)上，增開綜合性實驗和設(shè)計性實驗項目，形成驗證性實驗一綜合性實驗一設(shè)計性實驗的多層次教學(xué)體系。
2.1拓展基礎(chǔ)性實驗內(nèi)容，增設(shè)分子遺傳學(xué)基礎(chǔ)實驗
通過拓寬驗證性實驗內(nèi)容，組織學(xué)生參與實驗準(zhǔn)備工作，包括實驗材料的準(zhǔn)備、預(yù)處理、藥品試劑配置、儀器調(diào)試等，既能保證實驗的完整性和系統(tǒng)性，也能提高學(xué)生的動手操作能力和實驗興趣。例如，植物細(xì)胞有絲分裂實驗，大蒜的發(fā)根、剪根、預(yù)處理、固定和試劑的配置完全由學(xué)生參與完成，使學(xué)生掌握試劑的配置方法和實驗處理的關(guān)鍵技術(shù)。減數(shù)分裂的材料大蔥花序由學(xué)生自己采集，固定處理。讓學(xué)生參與到整個實驗中，不僅加深了學(xué)生對實驗的印象，也激發(fā)了學(xué)生對實驗課的興趣。由于染色體制片技術(shù)是遺傳學(xué)實驗的重要部分，也是基礎(chǔ)性內(nèi)容，“以學(xué)生為關(guān)注焦點，增加探索性”，調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性�！叭祟惣�(xì)胞中巴氏小體的制片與觀察”，從學(xué)生自己身上取樣進(jìn)行，實驗結(jié)果因人而異，具有探索性，激發(fā)了學(xué)生的興趣。另外，實驗項目的選擇上要滿足農(nóng)學(xué)類專業(yè)需求[4]，除了經(jīng)典遺傳學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)的內(nèi)容外，還應(yīng)融入和專業(yè)直接相關(guān)的分子遺傳學(xué)內(nèi)容，如植物DNA提取、檢測和PCR擴(kuò)增技術(shù)等簡單的分子遺傳學(xué)基礎(chǔ)實驗，使學(xué)生通過實驗理解遺傳本質(zhì)，培養(yǎng)適應(yīng)就業(yè)發(fā)展要求的專業(yè)性人才。
2.2減少驗證性實驗項目，適當(dāng)增開綜合性實驗項目
將一些相關(guān)聯(lián)的驗證性實驗進(jìn)行綜合，有機(jī)結(jié)合在一起，使實驗教學(xué)成為一個完整的體系，使學(xué)生能夠系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，并把所學(xué)知識條理化。如有絲分裂與減數(shù)分裂兩個實驗雖然實驗材料不同，但實驗方法基本相同，將兩個合并在一起，作為植物細(xì)胞分裂綜合實驗。將實驗材料提前處理準(zhǔn)備好，在學(xué)生掌握染色體制片技術(shù)的基礎(chǔ)上，同時觀察染色體并繪圖，可對兩種分裂方式中不同時期染色體的動態(tài)變化進(jìn)行對比。原單獨做這兩個實驗需要6學(xué)時，合并后只需4學(xué)時，不僅提高了實驗的效率，又增強(qiáng)了實驗的綜合性，有助于學(xué)生綜合分析能力的提高。果蠅遺傳學(xué)系列實驗包括：果蠅生活史觀察和果蠅唾腺染色體制片等實驗。整合后將果蠅的飼養(yǎng)、生活史、遺傳性狀觀察和唾腺染色體制片等內(nèi)容一次性進(jìn)行，把驗證性實驗與探索性實驗相結(jié)合，極大地提高了實驗效率，也提高了學(xué)生綜合運用知識的能力。
2.3實驗教學(xué)與科研相結(jié)合，增開設(shè)計性實驗
在遺傳學(xué)實驗教學(xué)過程中，可以依托教師的科研項目，讓學(xué)生參與到與遺傳學(xué)相關(guān)的項目中，使學(xué)生接觸到本學(xué)科前沿，深化所學(xué)知識。指導(dǎo)老師提供實驗題目，學(xué)生自主查閱文獻(xiàn)資料，設(shè)計實驗方案，教師審查后進(jìn)行實驗實施，自主完成實驗過程，提交實驗結(jié)果和分析報告。如植物多倍體的誘導(dǎo)及鑒定實驗，要求學(xué)生自己查閱資料和設(shè)計方案，培養(yǎng)材料（如葡萄、馬鈴薯試管苗的繼代繁殖等)，通過設(shè)置不同濃度的秋水仙素進(jìn)行誘導(dǎo)處理。在觀察鑒定過程中要用到染色體制片方法，植物形態(tài)的觀察分析以及電鏡觀察等遺傳學(xué)、植物學(xué)方面的重點技術(shù)。這種以科研項目推動遺傳學(xué)實驗教學(xué)的方式，提高學(xué)生“學(xué)有所用”的認(rèn)識，使學(xué)生不斷提高實驗技能，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識分析和解決問題能力，為將來進(jìn)行科學(xué)研究奠定良好基礎(chǔ)。通過對實驗教學(xué)內(nèi)容的整合優(yōu)化，將驗證性實驗減為2個，增開綜合性實驗2個，設(shè)計性實驗1個（見表1)，基本涵蓋理論教學(xué)內(nèi)容。
3.改進(jìn)實驗教學(xué)方法，重視學(xué)生素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)
通過啟發(fā)式教學(xué)、鼓勵學(xué)生進(jìn)行實驗方案設(shè)計以及結(jié)合多媒體輔助教學(xué)方法改進(jìn)教學(xué)方法，將學(xué)生創(chuàng)新能力和科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)貫穿于所有的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中。
3.1以啟發(fā)式教學(xué)為主，變“被動”實驗為“主動”實驗
教師根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容的不同，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行獨立思考和操作。堅持以“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)模式，推進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性氣實驗前注重預(yù)習(xí)，實驗過程教師指導(dǎo)并示范關(guān)鍵性操作，要求每個學(xué)生必須親自動手獨立完成實驗，針對具體操作過程中出現(xiàn)的問題，引導(dǎo)學(xué)生分析原因，改進(jìn)實驗方法。啟發(fā)式教學(xué)方法使學(xué)生掌握基本實驗技能，形成獨立分析解決問題的能力。
3.2鼓勵學(xué)生自主進(jìn)行實驗方案設(shè)計
在實驗教學(xué)中后期，結(jié)合遺傳學(xué)課堂教學(xué)，選擇一些實踐性較強(qiáng)的課題。在教師指導(dǎo)下，讓學(xué)生以小組為單位查閱相關(guān)資料、設(shè)計實驗方案，自主完成實驗過程，記錄實驗數(shù)據(jù)并分析實驗結(jié)果，撰寫實驗報告。實驗期間，教師做好督導(dǎo)工作，及時糾正出現(xiàn)的問題，在實驗結(jié)束前完成實驗論文。老師根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)打分，最后作為一項考核指標(biāo)列入實驗總成績中（表2)。設(shè)計性實驗在研究結(jié)果上的不可預(yù)見性和適當(dāng)難度，不僅能激發(fā)學(xué)生的興趣和積極性，同時培養(yǎng)了學(xué)生綜合運用知識能力及創(chuàng)新意識。
3.3多媒體輔助實驗教學(xué)，提高教學(xué)效果
運用多媒體直觀動態(tài)地演示遺傳學(xué)實驗過程，幫助學(xué)生加深對實驗過程和結(jié)果的感性認(rèn)識，增強(qiáng)實驗?zāi)康男�，�?guī)范操作，從而提高實驗課效率[6]。特別是對于一些較復(fù)雜無法完成的分子實驗，如質(zhì)粒的提取、酶切及連接系列試驗、核酸探針的分子標(biāo)記與分子雜交等，通過借助多媒體演示操作過程，既保證了實驗教學(xué)的系統(tǒng)性，又加深了學(xué)生對分子遺傳理論知識的理解，為專業(yè)實驗課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。
4.重新構(gòu)建實驗教學(xué)考核體系，充分調(diào)動學(xué)生的積極性
在考核方面，重新構(gòu)建了以強(qiáng)化學(xué)生的動手能力，堅持實驗操作與實驗結(jié)果并重的考核體系，主要依據(jù)學(xué)生實驗操作的規(guī)范性，實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性、以及實驗紀(jì)律態(tài)度和實驗報告作為考評依據(jù)(見表2)。并將實驗總成績以所占比例20%納入遺傳學(xué)課程考核體系中。較全面、客觀地考核學(xué)生的實驗技能、創(chuàng)新能力、綜合分析能力以及實驗報告的質(zhì)量，提高了學(xué)生對實驗的重視程度和興趣。
5.遺傳學(xué)實驗教學(xué)改革的效果
1)提高了大學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。改變了以往學(xué)生被動學(xué)習(xí)的局面，大大地激發(fā)了學(xué)生對遺傳課的學(xué)習(xí)興趣、責(zé)任心以及參與實驗的積極性。由原來的“過程性學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤疤剿餍浴睂W(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了基本的遺傳學(xué)實驗技能，并能積極主動和教師探討實驗以及課堂理論課學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題，教學(xué)效果良好。
2)培養(yǎng)了大學(xué)生各方面的綜合素質(zhì)和能力。通過開設(shè)綜合性實驗和設(shè)計性實驗，學(xué)生的動手能力明顯提高，并能對實驗過程中的問題進(jìn)行獨立分析和解決，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新思維能力、論文寫作能力及科研協(xié)作能力等科研素質(zhì)。畢業(yè)實習(xí)期間從事遺傳學(xué)相關(guān)實驗的本科生，實習(xí)實驗難度和工作量都明顯增加，本科畢業(yè)論文質(zhì)量有很大提高。
3)提高了教師的專業(yè)素質(zhì)及課堂教學(xué)質(zhì)量。在遺傳學(xué)課堂教學(xué)、實驗教學(xué)、科學(xué)研究實踐等一系列教學(xué)環(huán)節(jié)改革的實施過程中，要求教師必須及時熟悉理論知識的發(fā)展前沿，提升自己的專業(yè)素質(zhì)和綜合能力。在實驗教學(xué)改革中不但使學(xué)生掌握了扎實的遺傳學(xué)基礎(chǔ)知識及較強(qiáng)的實驗操作技能，而且充實了教師的專業(yè)知識，使理論知識與實踐技能相結(jié)合，提高了遺傳學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量。
6.結(jié)束語
實驗教學(xué)是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的重要環(huán)節(jié)，是提高大學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要手段。遺傳學(xué)實驗教學(xué)的改革探索對加強(qiáng)理論知識與實踐技能相結(jié)合，充分發(fā)揮大學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力起了重要作用。由于受多方面條件所限，實驗教學(xué)改革較理論教學(xué)改革的難度更大。因此，遺傳學(xué)實驗教學(xué)改革要因地制亙，按照專業(yè)及實驗技能培養(yǎng)的層次，根據(jù)學(xué)生的興趣需求進(jìn)行培養(yǎng)和引導(dǎo)，提高大學(xué)生的實驗技能和創(chuàng)新思維能力。本著以培養(yǎng)懂理論能實踐具有創(chuàng)新能力的高級農(nóng)業(yè)科技人才為目標(biāo)，我校農(nóng)學(xué)類專業(yè)遺傳學(xué)實驗教學(xué)模式的改革探索，既訓(xùn)練了學(xué)生的基本實驗技能，又培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生自主實驗?zāi)芰�，�?chuàng)新思維能力和綜合分析問題的能力，在學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動性、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)方面收到良好的效果�？傊�，隨著遺傳學(xué)學(xué)科及實驗技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一步改進(jìn)和完善遺傳學(xué)實驗教學(xué)方法仍然是一項長期而艱巨的任務(wù)，還有待于在教學(xué)實踐中不斷地去研究和探索。
改革遺傳學(xué)實驗教學(xué)3
遺傳學(xué)實驗是遺傳學(xué)課程教學(xué)的必要組成部分。該研究從改變傳統(tǒng)遺傳學(xué)實驗的單一教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，對實驗內(nèi)容進(jìn)行拓展、延伸，并通過實驗、實踐的實例激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)遺傳學(xué)知識的興趣和動力;以及通過查閱、探討本領(lǐng)域最新國際研究進(jìn)展，捕捉大學(xué)生在實驗項目基礎(chǔ)上迸發(fā)出來的科學(xué)微火花，積極獲取高校各類大學(xué)生科研項目的資助等方面進(jìn)行探究，旨在通過該類教學(xué)改革逐漸培養(yǎng)大學(xué)生的基本科研素質(zhì)。
遺傳學(xué)是高等學(xué)校相關(guān)學(xué)科(基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)，生物學(xué)，作物學(xué)，畜牧學(xué)，獸醫(yī)學(xué)等)本科生和研究生的一門重要的專業(yè)核心課程[1]。遺傳學(xué)涉及的許多理論都是通過嚴(yán)密的邏輯推理[2]和統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析而得出的，內(nèi)容比較枯燥、晦澀難懂。因此，許多高校都開設(shè)了遺傳學(xué)實驗這門課程來加深學(xué)生對遺傳學(xué)知識的理解[3]。
筆者以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生實驗動手能力，開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維等基本的科研素質(zhì)為目標(biāo)，進(jìn)行了一系列遺傳學(xué)實驗的教學(xué)改革與創(chuàng)新實踐探索活動。旨在以遺傳學(xué)實驗教學(xué)為基點， 開啟培養(yǎng)具有遺傳學(xué)學(xué)科乃至生命科學(xué)前沿領(lǐng)域有創(chuàng)造力、競爭力的基本科研素質(zhì)儲備人才的嘗試。具體包含以下幾個方面：
1以課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)空間為平臺，激發(fā)學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的興趣和科研動力
現(xiàn)代遺傳學(xué)的理論知識非常豐富，而一般高校設(shè)置遺傳學(xué)課程的授課學(xué)時一般都在60～75課時，最多也不會超過90個課時。在如此有限的時間里把大量難懂、晦澀、枯燥的遺傳學(xué)理論知識講述清楚，讓學(xué)生能基本理解、弄懂，本身就是一件不太容易的事情，授課方式也是“填鴨式”的方式。 在這種教學(xué)任務(wù)的壓力下，教師基本上無暇顧及學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力。
筆者發(fā)現(xiàn)，這種課堂教學(xué)的缺憾可以借助遺傳學(xué)實驗課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺來彌補。教師可以通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)空間平臺上傳大量生動的實驗或?qū)嵺`實例，諸如不孕不育癥(患者染色體畸變的檢測分析)、唐氏綜合征檢測分析(患者染色體核型分析)、色盲家族遺傳與交通事故(伴性遺傳理論推理分析)等實例。并把這些實例進(jìn)一步制作成視頻，以動畫、圖片的方式展現(xiàn)出來。通過這些與自身密切相關(guān)的生動實例，使學(xué)生認(rèn)識到遺傳學(xué)知識與日常生活的緊密聯(lián)系，進(jìn)而產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)探索這門知識的渴望，同時，激發(fā)起他們學(xué)習(xí)遺傳學(xué)知識的熱情和動力。
除了通過建設(shè)遺傳學(xué)實驗網(wǎng)絡(luò)空間教學(xué)平臺，還可以利用網(wǎng)絡(luò)QQ群進(jìn)一步以動態(tài)補充的方式將遺傳學(xué)的理論與最新實踐應(yīng)用的需求相結(jié)合。學(xué)生認(rèn)識到了遺傳學(xué)的廣泛用途及其與工作、生活的聯(lián)系，就會引起關(guān)注和興趣。以前學(xué)過遺傳學(xué)課程并從事相關(guān)專業(yè)研究或者工作的畢業(yè)生，或者從事遺傳學(xué)教學(xué)的教師可以把他們在工作或者研究中遇到的一些有趣的例子或新的工作、科研感想動態(tài)發(fā)表在QQ空間中與正在學(xué)習(xí)的大學(xué)生進(jìn)行分享。而正在學(xué)習(xí)遺傳學(xué)相關(guān)知識的大學(xué)生可以將其在學(xué)習(xí)中遇到的問題隨時向教師或?qū)W長進(jìn)行請教，這樣可以形成一個良性互動、知識動態(tài)更新的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，更大程度地激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)遺傳學(xué)知識和研究遺傳學(xué)問題的興趣。
2以遺傳學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生科研動手能力
隨著現(xiàn)代遺傳學(xué)研究的迅猛發(fā)展，遺傳學(xué)的理論知識得到了極大的豐富。同時，基于提升科研地位的要求，大部分高校都已建成或正在發(fā)展研究型大學(xué)的辦校模式。這要求大學(xué)生不但會學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的理論知識，而且要具有很強(qiáng)的動手能力和創(chuàng)新思維[4]。因此，大力開展遺傳學(xué)實驗及其他相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)改革，使學(xué)生以教學(xué)實驗為出發(fā)點，提高動手能力，解決在遺傳學(xué)課堂學(xué)習(xí)及實驗項目中所涉及的難點，對培養(yǎng)大學(xué)生的基本科研素質(zhì)非常重要。
在遺傳學(xué)實驗教學(xué)中，鼓勵大學(xué)生在圍繞基本的實驗項目為中心的基礎(chǔ)上，選擇一個本人或本小組最感興趣的實驗項目進(jìn)行拓展性實驗。首先，讓學(xué)生先查閱國內(nèi)、外最新文獻(xiàn)資料，然后整合這些資料，融入自己的思想并和本小組的同學(xué)及教師進(jìn)行討論，形成一個具有一定挑戰(zhàn)性的擴(kuò)展性實驗項目方案。同時，這個實驗方案可以申請高校針對大學(xué)生的科研立項和創(chuàng)新項目的支持。項目立項后，在授課教師的指導(dǎo)下，學(xué)生可以從準(zhǔn)備實驗材料到實驗的步驟實施、從實驗數(shù)據(jù)的收集到后期的實驗數(shù)據(jù)整理、從實驗結(jié)果整理分析到科研論文的撰寫逐漸進(jìn)入一個小的科研項目實施過程。這一過程不但延伸、擴(kuò)展了學(xué)生對實驗內(nèi)容的理解，而且進(jìn)一步訓(xùn)練了他們的科研動手能力、思考能力、寫作能力，培養(yǎng)了他們的基本科研素質(zhì)。
3以探討遺傳學(xué)最新研究進(jìn)展為契機(jī)，訓(xùn)練學(xué)生科研創(chuàng)新思維
良好的科研素質(zhì)不但包括較強(qiáng)的科研動手能力，而且需要學(xué)生有活躍的科研創(chuàng)新思維。如果學(xué)生循規(guī)蹈距地按教師制定好的實驗規(guī)程和實驗方法進(jìn)行操作，那么學(xué)生在做完遺傳學(xué)實驗規(guī)定的各個項目后，就已經(jīng)完成了這門課程的學(xué)習(xí)任務(wù)。但是，在這種機(jī)械地教學(xué)方法和教學(xué)模式的訓(xùn)練下，學(xué)生很難有自己的想法，更談不上創(chuàng)新思維。
筆者認(rèn)為，在激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)遺傳學(xué)相關(guān)知識的興趣、提高學(xué)生科研動手能力之后，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維必須建立在多聽、多看、多研討的基礎(chǔ)上。
“多聽” 主要是建議那些對遺傳學(xué)實驗?zāi)硞�實驗項目相關(guān)科研內(nèi)容感興趣的學(xué)生，多多參加一些相關(guān)的最新國內(nèi)、外專家的學(xué)術(shù)報告。目前，許多高校很重視學(xué)術(shù)交流，經(jīng)常會邀請國內(nèi)、外同行專家交流最新研究成果。學(xué)生通過參予這樣的學(xué)術(shù)活動和學(xué)術(shù)討論，可以強(qiáng)化科研好奇心。有了強(qiáng)烈的科研好奇心，就會進(jìn)一步去詢問：為什么別人會這樣做?怎么樣才能做出滿意的科研成果?如果我去做的話，我會怎么做?經(jīng)過反復(fù)的積累逐漸形成自己的科研思維。
“多看”主要是指通過讓學(xué)生大量查閱其感興趣的某個遺傳學(xué)實驗項目相關(guān)的國、內(nèi)外最新文獻(xiàn)，了解到課堂講授的.該實驗項目相關(guān)的世界各國的科研工作者的最新科研動態(tài)。在“看”的同時，要把不同實驗室的研究結(jié)果進(jìn)行分析，得出該實驗內(nèi)容研究方向的最新研究成果。最后，還要鼓勵學(xué)生對這些研究思路、研究方法、研究內(nèi)容大膽地說出自己的想法或者疑問。
“多討論”就是在“多聽”、“多看”的基礎(chǔ)上，抓住學(xué)生迸發(fā)出來的一個微小的科研想法，鼓勵他們多和授課教師或者本專業(yè)畢業(yè)后從事生產(chǎn)、科研工作的學(xué)長進(jìn)行討論的過程。將科學(xué)微想法通過討論、論證形成一個實驗思路正確、實驗方法合理、實驗?zāi)繕?biāo)明確的科研小課題，并進(jìn)行記錄，就是一個很好的科研小課題。這個過程可以潛移默化地影響學(xué)生形成思考和解決新問題的能力，這些就是形成創(chuàng)新科研思維的基礎(chǔ)。
4結(jié)語
利用遺傳學(xué)實驗作為一個基點，先激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力;再以具體的某個遺傳學(xué)實驗項目為基礎(chǔ)，在學(xué)生做好基本實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進(jìn)行拓展、延伸。從查閱與實驗項目相關(guān)的科研論文到學(xué)生提出自己的想法;然后再延伸到申請高校大學(xué)生科研資助;最后深入實施實驗，并在實驗中進(jìn)一步驗證或者發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)問題。這種循序漸進(jìn)的過程非常有利于培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新思維和科研動手能力。
該研究僅以遺傳學(xué)實驗課程探討一些教學(xué)改革的方法，探索如何才能提高大學(xué)生的基本科研素質(zhì)。實際上，在不同高校、不同的學(xué)科、不同專業(yè)、不同課程中，教師都可以嘗試把課堂實驗教學(xué)或者課程實踐教學(xué)進(jìn)行延伸、擴(kuò)展，充分發(fā)揮大學(xué)生的想象力和主觀能動性，深入挖掘大學(xué)生的科研潛力，并進(jìn)行培養(yǎng)、訓(xùn)練，最終使其具有最基本的科研素質(zhì)。為其以后進(jìn)一步深造或者從事專業(yè)相關(guān)的技術(shù)崗位工作奠定良好的基礎(chǔ)。
改革遺傳學(xué)實驗教學(xué)4
摘要：醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)實驗是本科生的必修課程，帶有實踐性較強(qiáng)的醫(yī)學(xué)特色，因而可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。我們對醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)實驗教學(xué)中初步進(jìn)行改革，加入新的環(huán)節(jié)使得激發(fā)學(xué)生的遺傳學(xué)興趣和查找文獻(xiàn)的能力，以此提高人才培養(yǎng)模式。
關(guān)鍵詞：遺傳學(xué)；實驗課教學(xué)
一、進(jìn)行初步改革
實驗課教學(xué)的主要指導(dǎo)思想是培養(yǎng)學(xué)生動手能力，實踐能力和創(chuàng)新能力[1]。目前的高等院校尚有一些“重理論輕實驗，重原理輕操作，重實驗報告輕實驗過程”的問題存在。面對新時代的高材生應(yīng)當(dāng)實驗課教學(xué)中進(jìn)行環(huán)節(jié)的改革，應(yīng)貫徹實踐性，啟發(fā)性，探索性，自主性，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展和獨立思考，小組合作能力和團(tuán)隊精神。
醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)實驗主要是通過實驗手段來證明已知的理論知識，是學(xué)生從感官上進(jìn)一步理解理侖[2]。在一些傳統(tǒng)的驗證性內(nèi)容上增加啟發(fā)性強(qiáng)的內(nèi)容來豐富學(xué)生的知識面。
實驗教學(xué)中應(yīng)側(cè)重于有關(guān)染色體的操作實驗，對培養(yǎng)學(xué)生的熟練操作技能，以此達(dá)到充分理解理論課的知識內(nèi)容。因此，我們改進(jìn)的環(huán)節(jié)為加入系譜分析的實驗內(nèi)容。
二、系譜分析的實驗內(nèi)容
在理論課上傳授有關(guān)單基因遺傳的疾病時，首先囑咐學(xué)生專心聽講，下課后自己在網(wǎng)上查找有關(guān)系譜分析的一些案例。按照班級人數(shù)來決定4-6個人形成一組，已找到案例制作課件，上實驗課時拍個代表來講解其有關(guān)疾病的臨床特征，描述或繪出系譜圖，做一些有關(guān)的分析題。因為講授單基因遺傳病的課時較多，需要6個學(xué)時來講完本章內(nèi)容。所以學(xué)生應(yīng)有充分地查找文獻(xiàn)，制作課件的時間。若4人為一組，這樣每個人都要上網(wǎng)查找疾病案例，為了講好此內(nèi)容提前做好病分析有關(guān)計算題。從而提高學(xué)生的查找文獻(xiàn)能力和培養(yǎng)小組合作的能力。另一方面也可以及其對遺傳學(xué)這門課的深度理解。
三、改進(jìn)實驗課教學(xué)模式
喬伊斯和韋爾認(rèn)為“教學(xué)模式是構(gòu)成課程的作業(yè)，選擇教材，提高教師活動的一種范型和計劃”[3]。多年來“以教師為中心，以課堂為中心，以教材為中心”傳統(tǒng)的本科教育模式為我國社會主義建設(shè)培養(yǎng)了大量的有用之才[4]，但隨著科學(xué)的發(fā)展，數(shù)字化時代的更新，現(xiàn)在的學(xué)生對電腦知識的需求和認(rèn)識度的提高，我們應(yīng)選擇有積極性，創(chuàng)造性，靈活性，獨立性的教學(xué)環(huán)節(jié)來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)。
當(dāng)然我們要規(guī)范教學(xué)過程，加強(qiáng)課前預(yù)習(xí)。每一個實驗都是針對某個遺傳原理設(shè)計的，學(xué)生只有充分理解這些理論知識，才能展開實驗。實驗中的一些技術(shù)原理也是學(xué)生學(xué)生必須了解清楚的。實驗前，教師應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，并要求學(xué)生理解該實驗的理論知識，明確實驗?zāi)康牡牟襟E，還要核實試驗中遇到的技術(shù)環(huán)節(jié)問題。實驗結(jié)果的誤差是科學(xué)實驗的`正常現(xiàn)象，對于醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)實驗，識別染色體病把染色體配對排列在報告冊時，要求學(xué)生細(xì)心和耐心的找出配對染色體。而不是照抄實驗書上的染色體配對。要求學(xué)生詳細(xì)記錄實驗過程，這樣即可總結(jié)正確的操作，也可做出實驗誤差的合理解釋。
只有通過嚴(yán)格化和規(guī)范化，才能培養(yǎng)合格的醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)人才。有利于將來走上崗位，能在獨立的創(chuàng)興在一線上。
四、采用多媒體教學(xué)
雖然傳統(tǒng)的教學(xué)模式目的明確，思路清晰，便于記憶和總結(jié)[5]。采用多媒體演示實驗內(nèi)容對與學(xué)生理解實驗操作內(nèi)容更加有利。由于多媒體技術(shù)可以圖文講述結(jié)合，營造一個直觀的，豐富多彩的，生動的教學(xué)環(huán)境，使教學(xué)內(nèi)容具有很強(qiáng)的真實感和表現(xiàn)力[6]。
五、對于實驗考核進(jìn)行改革
每次實驗課后教師給予學(xué)生評分后，總結(jié)性的給學(xué)生講解實驗課中所出現(xiàn)的共同問題。以免再次發(fā)生類似錯誤或問題。在我們進(jìn)行改革的系譜分析實驗環(huán)節(jié)就是一個有力的測試學(xué)生對本門課的態(tài)度和學(xué)習(xí)熱度，從他們設(shè)計和制作的課件中可以觀察到學(xué)生對于系譜分析的理解能力和分析問題的思考能力。當(dāng)然從中還可觀察到小組團(tuán)隊精神發(fā)揮的如何。從這寫細(xì)節(jié)我們可以本本次實驗作為一次小測驗。系譜分析是驗證性實驗，但是從中可以提高學(xué)生的全面素質(zhì)和潛在的能力。也是一次很好的復(fù)習(xí)本章內(nèi)容關(guān)鍵的知識內(nèi)容的好機(jī)會。
最后，教師以總結(jié)性的方式把每個小組的優(yōu)點和分析問題中所遇見的問題講解，可以達(dá)到加深理解。整個課堂也可以營造一種民主，寬松的，靈活的氛圍，讓學(xué)生保持敏捷而活躍的思維，以極大的熱情投入實驗課的學(xué)習(xí)和實踐中。
總之，醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)實驗課教學(xué)是生命科學(xué)本科專業(yè)學(xué)生實驗技能的重要手段。通過教學(xué)內(nèi)容的改革，教學(xué)目的更加明確，教學(xué)的實用性加強(qiáng)，調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，提高學(xué)生的實驗操作技能和全面素質(zhì)教育。
改革遺傳學(xué)實驗教學(xué)5
1.前言
遺傳學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)學(xué)科之一，是生命科學(xué)領(lǐng)域各專業(yè)學(xué)生所必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。遺傳學(xué)已從孟德爾、摩爾根時代的細(xì)胞學(xué)水平深入發(fā)展到現(xiàn)代的分子水平�，F(xiàn)代的遺傳學(xué)已有三十多個分支，而細(xì)胞遺傳學(xué)作為生物科學(xué)中最活躍和最有生命力的學(xué)科之一，是農(nóng)業(yè)院校研究生專業(yè)基礎(chǔ)課的重要組成部分。其實驗內(nèi)容設(shè)置水平和建設(shè)規(guī)模是農(nóng)業(yè)院校校研究生能力培養(yǎng)的重要標(biāo)志和條件支撐，是農(nóng)業(yè)院研究生教學(xué)和學(xué)科建設(shè)重要的、不可替代的部分。
我校細(xì)胞遺傳學(xué)實驗室承擔(dān)著全校農(nóng)科類各專業(yè)農(nóng)學(xué)、植保、園藝、生命科學(xué)與技術(shù)、葡萄酒、動物科學(xué)等6個學(xué)院的細(xì)胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)任務(wù)。近年來，隨著研究生招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對細(xì)胞遺傳學(xué)實驗室儀器設(shè)備、實驗室條件以及實驗技術(shù)人員的要求也越來越高。特別是分子細(xì)胞遺傳學(xué)日新月異的發(fā)展，傳統(tǒng)的細(xì)胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)體系已遠(yuǎn)不能滿足研究生科學(xué)研究的要求，必須與現(xiàn)代分子遺傳學(xué)實驗技術(shù)和最新的科研成果相結(jié)合，建立適合農(nóng)業(yè)院校的細(xì)胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)模式，才能真正地提高研究生的實驗技能，為科學(xué)研究打好基礎(chǔ)。本實驗室在長期的實驗教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)研究生細(xì)胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題，并結(jié)合農(nóng)業(yè)學(xué)院的專業(yè)特點以及細(xì)胞遺傳學(xué)實驗最基本的目標(biāo)和功能，通過實驗教學(xué)改革，建立了結(jié)合本專業(yè)實際的細(xì)胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)體系，完善了與之相應(yīng)的研究生細(xì)胞遺傳學(xué)實驗室配置和實驗材料的建設(shè)。
2.建立結(jié)合專業(yè)實際的細(xì)胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)體系
2.1保持細(xì)胞遺傳學(xué)最基本的實驗教學(xué)內(nèi)容
由于研究生生源專業(yè)背景的差異性，尤其是跨專業(yè)考取的研究生與本專業(yè)考取的研究生相比較，實驗技能相差很多。為了幫助專業(yè)基礎(chǔ)薄弱的研究生盡快掌握遺傳學(xué)的基本技能，使他們少走彎路，實驗室保持了原有的一部分基礎(chǔ)實驗項目，即植物染色體制片技術(shù)、植物染色體結(jié)構(gòu)變異觀察、非整倍體觀察和鑒定、減數(shù)分裂中期I染色體構(gòu)型觀察等實驗。特別是染色體制片技術(shù)實驗，有絲分裂和減數(shù)分裂制片都采用黑麥為實驗材料，既掌握了植物染色體制片技術(shù)同時比較了有絲分裂和減數(shù)分裂染色體形態(tài)的差異，又使植物染色體組型分析、植物中的超數(shù)染色體觀察實驗穿插其中，使一個實驗項目包含了四項實驗內(nèi)容。植物染色體結(jié)構(gòu)變異觀察采用目前生產(chǎn)上廣泛使用的1B/1R小麥易位系品種為實驗材料，利用隨體染色體數(shù)目的變化來鑒定易位系，既了解了小麥染色體組的組成，又對隨體染色體的形態(tài)進(jìn)行了觀察。減數(shù)分裂中期I染色體構(gòu)型觀察利用各種非整倍體為實驗材料，如小麥單體系列、缺體系列、缺四體系列、重雙端體系列以及各種遠(yuǎn)緣雜交后代材料，既觀察了各種染色體形態(tài)，又用它們作親本與VE161小麥的雜交后代為材料，觀察和鑒定了減數(shù)分裂中期I各種多價體染色體構(gòu)型。
2.2優(yōu)化細(xì)胞遺傳學(xué)實驗的核心技術(shù)
植物染色體分帶技術(shù)和植物染色體原位雜交技術(shù)既是細(xì)胞遺傳學(xué)實驗的核心技術(shù)同時由于實驗過程長，程序復(fù)雜，實驗條件要求嚴(yán)格，也是比較難做的實驗。為了提高實驗質(zhì)量，使研究生都能掌握這兩個實驗技術(shù)本實驗室對其實驗步驟進(jìn)行了優(yōu)化。植物染色體分帶技術(shù)采用BSG流程，在45%冰乙酸、5%氫氧化鋇和2XSSC溶液中處理溫度都采用45°Q既簡化了實驗流程，又收到了很好的實驗效果。植物染色體原位雜交技術(shù)采用黑麥代換系、易位系為實驗材料，基因組DNA作為探針，利用地高辛標(biāo)記檢測系統(tǒng)，建立了本實驗室的原位雜交實驗體系。
2.3外源染色體檢測的分子標(biāo)記實驗技術(shù)的應(yīng)用
近年來，隨著分子遺傳學(xué)的發(fā)展，分子標(biāo)記可直接在DNA分子水平上更加準(zhǔn)確、可靠地檢測染色體組成，已被廣泛用來檢測作物外源染色體及染色體片段。隨著研究工作的發(fā)展，會有越來越多的RFLP、RAPD、SCAR、SSR標(biāo)記被開發(fā)出來，已在外源染色體鑒定和分子標(biāo)記輔助育種方面發(fā)揮巨大作用。所以，本實驗室在細(xì)胞遺傳學(xué)實驗中開設(shè)了外源染色體檢測的分子標(biāo)記實驗技術(shù)，包括小麥近緣植物基因組特異性PCR標(biāo)記創(chuàng)建、利用SSR標(biāo)記鑒定外源染色體、利用DNA分子雜交鑒定外源染色體等實驗項目，把最新的實驗技術(shù)和科研成果應(yīng)用到細(xì)胞遺傳學(xué)實驗內(nèi)容體系中，為研究生的科研工作打下了良好的基礎(chǔ)。
2.4利用蛋白質(zhì)電泳檢測外源染色體的實驗技術(shù)
同工酶在同一部分同源群內(nèi)的不同染色體之間具有相似性和多態(tài)性，他們所攜帶的多種同工酶基因在染色體上的排列具有一定的次序。在小麥中，利用非整倍體系列（尤其是利用端體和缺體一四體補償體)和附加系、代換系已經(jīng)將許多同工酶基因定位于相應(yīng)的染色體和染色體臂上，并繪制出同工酶基因的染色體圖。因此，可以利用同工酶分析檢測導(dǎo)入受體中的外源染色體和染色體片段，利用多個生化標(biāo)記，可進(jìn)一步確定易位片段的大小和位置。利用種子貯藏蛋白進(jìn)行外源染色體鑒定是生化標(biāo)記鑒定的一種有效方法。谷類作物胚乳貯藏蛋白及其亞基在染色體上的分布具有與同工酶相類似的特征，因此也可以用蛋白質(zhì)譜帶特征作標(biāo)記來鑒定附加系。為此，本實驗室設(shè)立了同工酶技術(shù)在鑒定小麥外源染色體中的應(yīng)用、利用酸性聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)鑒定外源醇溶蛋白基因、利用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)鑒定外源HWG基因三個實驗項目，從而，建立了完善的細(xì)胞學(xué)（包括染色體計數(shù)、核型分析和染色體分帶等）、生化標(biāo)記(同工酶和蛋白質(zhì)）、原位雜交和分子標(biāo)記鑒定外源染色體的細(xì)胞遺傳學(xué)實驗體系。
3.新的細(xì)胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)體系下的實驗室配置
3.1染色體制片儀器設(shè)備配置
顯微鏡被廣泛應(yīng)用于各科學(xué)研究領(lǐng)域?qū)ξ⒂^世界的探索具有極其重要的作用。特別是細(xì)胞遺傳學(xué)實驗，大部分實驗項目都需要顯微鏡來觀察，所以各類顯微鏡對細(xì)胞遺傳學(xué)實驗室都是必需的。除了每人一臺普通生物顯微鏡以外，還需要幾種研究用顯微鏡，常用的研究用顯微鏡主要有：相襯(差）顯微鏡、倒置顯微鏡、熒光顯微鏡等。
3.1.1相襯（差）顯微鏡
相襯顯微鏡（phasecontrastmicroscope)是依靠裝在物鏡內(nèi)的相位板，使照射物體點的直射光與衍射光發(fā)生干涉，將相位差轉(zhuǎn)換成振幅差（明暗差別)，從而使人們在顯微鏡下可以觀察無色透明的標(biāo)本。相襯顯微鏡在細(xì)胞遺傳學(xué)實驗室主要用于無染色的染色體標(biāo)本制作。
3.1.2倒置顯微鏡
倒置顯微鏡（invertedmicroscope)是為了適應(yīng)植物組織培養(yǎng)、細(xì)胞離體培養(yǎng)等顯微觀察和研究需要而設(shè)計的顯微鏡。由于被檢物體均放置在培養(yǎng)皿(或培養(yǎng)瓶）中，就要求倒置顯微鏡的物鏡和聚光鏡的工作距離較長，以便可以透過較厚的玻璃壁，對培養(yǎng)皿內(nèi)的被檢物體進(jìn)行顯微觀察和研究。因此，與一般明場顯微鏡相比，倒置顯微鏡的物鏡、聚光鏡和光源均是顛倒的。
3.1.3焚光顯微鏡
勞光顯微鏡（fluoiescencemicmscope)是利用短波光照射標(biāo)本，對標(biāo)本的固有熒光、熒光染色后的二次熒光或免疫熒光進(jìn)行觀察的研究用顯微鏡。熒光顯微鏡除具有普通明場顯微鏡的光學(xué)部件外(其中物鏡應(yīng)為專用的熒光物鏡)，還應(yīng)配置有熒光裝置。熒光裝置的主要部件包括：高壓汞燈、激發(fā)濾光片、分光鏡、吸收激發(fā)光濾光片等。熒光顯微鏡的激發(fā)范圍主要有：紫外激發(fā)、紫色激發(fā)、藍(lán)光激發(fā)和綠光激發(fā)。通過特異的熒光或免疫熒光標(biāo)記，使特定的染色體或者蛋白質(zhì)等分子帶上特異的熒光素，結(jié)合熒光顯微鏡觀察，可以對細(xì)胞內(nèi)特定的分子進(jìn)行研究，分析它們的`分布、動態(tài)變化及相互關(guān)系。這種觀察是其他研究用顯微鏡很難實現(xiàn)的，也是分子細(xì)胞遺傳學(xué)研究的重要內(nèi)容。
3.2外源染色體的分子標(biāo)記及蛋白質(zhì)標(biāo)記儀器設(shè)備配置
3.2.1植物總DNA提取設(shè)備配置
植物總DNA提取的必備的設(shè)備有：研缽、液氮罐、電熱恒溫水浴鍋、小容量離心機(jī)、大容量離心機(jī)、冰箱、制冰機(jī)、紫外透射儀、紫外可見分光光度計等。研缽用于研磨植物體的組織以提取植物的DNA或RNA,必須有30套以上。液氮罐用于裝運提取DNA磨樣時所需的液氮。磨樣加提取液后需在65°07水浴溫育30分鐘左右，同時在配藥品時也有不同溫度的水浴要求，所以2個室溫至100°C水浴鍋是必不可少的。當(dāng)提取少量的DNA時，小容量的離心機(jī)是必備的。為提取大量的DNA需一臺大容量離心機(jī)，一般最大轉(zhuǎn)速均應(yīng)大于12000mp冰箱和制冰機(jī)在這里主要用于DNA提取的冰浴、預(yù)冷一些沉淀DNA的溶液及存放DNA必需能滿足4C和-20C兩個溫度要求。另外，由于植物總DNA提取多采用幼苗，所以還需要1臺生化培養(yǎng)箱或人工氣候箱。
3.2.2PCR反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備配置
一個實驗室要能進(jìn)行PCR反應(yīng)實驗，一般要具備以下實驗設(shè)備：超凈操作臺、旋渦振蕩器、小容量離心機(jī)和PCR儀。超凈操作臺還是分子實驗室必備的儀器，有不少實驗是必須在超凈操作臺上進(jìn)行的。在配置PCR混合液及其他溶液時，需用旋渦振蕩器進(jìn)行振蕩以便溶液中的各成份充分混勻。PCR儀乃是整個實驗室的核心儀器，其種類繁多，性能也有差異，教學(xué)實驗室應(yīng)根據(jù)自己承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)選購3臺以上。
3.2.3凝膠電泳及顯色系統(tǒng)設(shè)備配置
實驗室應(yīng)具備瓊脂糖和聚丙烯酰胺兩種凝膠電泳的能力。凝膠電泳系統(tǒng)的主要功能是檢測提取的總DNA質(zhì)量及PCR擴(kuò)增產(chǎn)物以及蛋白質(zhì)。整個過程的完成需電泳儀、電泳槽、微波爐、脫色搖床、染膠盆、膠片觀察燈、紫外凝膠成像儀和一些常規(guī)的小件工具。要檢測PCR的擴(kuò)增產(chǎn)物，需對其進(jìn)行凝膠電泳及顯色反應(yīng)。因而，電泳儀一般要配備多臺，要能滿足不同的電泳電壓。電泳槽則是電泳儀的配套設(shè)備，要根據(jù)電泳儀性能和教學(xué)實驗室承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)各選購10套以上。微波爐主要用來熔化瓊脂糖制膠或培養(yǎng)基配制。脫色搖床和染膠盆是硝酸銀染色過程中必備的。膠片觀察燈箱有助于觀察顯色后的膠片以便能更清楚地記錄帶型，主要觀察銀染的聚丙烯酰胺膠。瓊脂糖膠一般采用溴化乙錠染色，需通過紫外燈觀察，所以需要一套凝膠成像系統(tǒng)。要進(jìn)行Souhem雜交，還得配備雜交箱、恒溫培養(yǎng)箱、恒溫?fù)u床、凝膠干燥儀等。為了避免同位素污染，應(yīng)選用生物素標(biāo)記檢測系統(tǒng)、地高辛標(biāo)記檢測系統(tǒng)等。
3.2.4凝膠成像及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)備配置
這一系統(tǒng)主要包括凝膠成像系統(tǒng)（包括暗箱、紫外換燈箱、燈外燈、數(shù)碼相機(jī)及配套的分析軟件等）、掃描儀及各類生物應(yīng)用軟件。圖像記錄著實驗的過程，這也是實驗的證據(jù)，獲得圖像這項任務(wù)可由凝膠成像系統(tǒng)、掃描儀及配套的軟件來完成。實驗數(shù)據(jù)可直接從膠片上讀取，也可從已掃描的圖像上獲得，然后保存在計算機(jī)內(nèi)。常用的分析軟件有凝膠成像系統(tǒng)的配套軟件、生物統(tǒng)計軟件、構(gòu)建遺傳圖譜及QTL定位軟件、引物設(shè)計軟件等。生物統(tǒng)計軟件目前國際上最為流行的是SAS遺傳圖譜的構(gòu)建及QTL分析用得較多的是Mapmaker/Exp30和MapmakeriQTLU設(shè)計引物的軟件主要有DNAmanOPS.Primer等。
3.2.5其他的常規(guī)設(shè)備
大部分實驗用水都要求是超純水，所以需要一臺高質(zhì)量的純水器。其次是無菌環(huán)境。離心管、Tip頭、一些配溶液的器皿以及不少溶液都必需滅菌消毒，因而高壓滅菌爐和烘干箱也是分子實驗室必不可少的。再者，高精度的電子天平和pH計是配藥時必備的儀器，而磁力加熱攪拌器則是配藥的一個好幫手。教學(xué)實驗室應(yīng)有以下幾種取樣范圍的移液器：1000-5000^l100-100020-200Ml10-100Ml2-20Ml0.5-10Ml0.1-2.5M實驗室的許多藥品都需在低溫下保存，需要有良好的冷藏系統(tǒng)，要配備4°C、-20°0的冰箱兩臺，最好能配有-80°0的超低溫冰箱。要有足夠的易耗品，如一次性手套，各種Tip頭和Tip頭盒，離心管及離心管架（這些離心管必須與實驗室的離心機(jī)和PCR儀相匹配，離心管架要與離心管配套)，玻璃板、梳子、膠條和夾子。
4.新的細(xì)胞遺傳學(xué)實驗教學(xué)體系下的實驗材料建設(shè)
細(xì)胞遺傳學(xué)實驗還有一個特殊之處，就是必須有一系列的實驗材料作為支撐。本實驗室在對實驗教學(xué)內(nèi)容改革的同時，擴(kuò)大了實驗材料標(biāo)本的建設(shè)，在保持原有小麥中國春單體系列、缺體系列、缺四體系列、重雙端體系列以及各種遠(yuǎn)緣雜交后代材料的基礎(chǔ)上，充分與本領(lǐng)域科研相結(jié)合，收集了一大批小麥近緣植物如簇毛麥、濱麥、華山新麥草、大麥、黑麥等的附加系、代換系和易位系材料，為實驗的順利進(jìn)行提供了保障。
改革遺傳學(xué)實驗教學(xué)6
實驗教學(xué)是教學(xué)環(huán)節(jié)中不可或缺的重要組成部分，在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)、實踐能力和創(chuàng)新能力等方面發(fā)揮著重要的作用。實驗教學(xué)是對學(xué)生動手能力的一種很好的培養(yǎng)手段，通過親自參與，可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加深印象，鍛煉其操作能力。醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)由于具有系統(tǒng)的理論知識和極強(qiáng)的實踐性，已成為高等醫(yī)學(xué)院校的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，因此在教學(xué)過程中不單單要加強(qiáng)理論教學(xué)，更要注重實驗教學(xué)，只有把二者很好的結(jié)合起來，才能更好地激發(fā)學(xué)生的實驗興趣、優(yōu)化實驗效果，培養(yǎng)其動手能力。貴州醫(yī)科大學(xué)針對大學(xué)二年級春季學(xué)期的臨床專業(yè)和護(hù)理專業(yè)開設(shè)本課程，共設(shè)9次實驗，每次2學(xué)時。在本課程多年的實驗教學(xué)過程中，作者總結(jié)了如下經(jīng)驗來進(jìn)行教學(xué)改革，以期達(dá)到更好的教學(xué)效果。
1、優(yōu)化實驗內(nèi)容
內(nèi)容滯后的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)實驗已不再適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育的要求，因此，實驗課程內(nèi)容的改革就顯得尤為迫切。經(jīng)過充分調(diào)查研究后，我校該門課程共安排了9個實驗，包括人類外周血淋巴細(xì)胞培養(yǎng)及染色體標(biāo)本的制備技術(shù)、正常人非顯帶染色體的核型分析、人類染色體G顯帶標(biāo)本的核型分析、人類異常核型的觀察和分析、骨髓細(xì)胞染色體的制備和核型觀察、性染色體標(biāo)本的制作與觀察、人類皮膚紋理分析、人類性狀的遺傳學(xué)分析和遺傳病的系譜分析。實驗教學(xué)是理論教學(xué)的實踐，將新的理論與檢測實驗技術(shù)引入實驗教學(xué)，并補充前沿知識，有利于優(yōu)化實驗內(nèi)容，加強(qiáng)實驗效果。
2、多種教學(xué)方法相結(jié)合
2、1PBL教學(xué)法在實驗教學(xué)中的應(yīng)用
PBL（problem—basedlearning，簡稱PBL）教學(xué)法的核心是以問題為導(dǎo)向，是基于現(xiàn)實世界并以學(xué)生為中心的教育方式，已廣泛應(yīng)用于理論教學(xué)00，在實驗教學(xué)中也有應(yīng)用02，我們在實際教學(xué)中也貫徹該種方法。如進(jìn)行遺傳病的系譜分析這節(jié)實驗課的講授時，我們采取的方法是將課堂還給學(xué)生，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，每個班級分成5組，每組同學(xué)在課前分配1個系譜圖，同學(xué)之間分工協(xié)作，上課時請每組推選一位代表進(jìn)行講解，講解結(jié)束之后，其他組學(xué)生可以提問，同學(xué)之間可以開展有益的討論，最后由教師進(jìn)行點評、小結(jié)。這種教學(xué)法具有很多優(yōu)點：首先，學(xué)生在課前就會對課程的內(nèi)容有較深入的了解，由于需要弄清楚很多概念、相關(guān)問題，學(xué)生除了看指定的參考教材之外，還會參考其他書目和查閱相關(guān)文獻(xiàn)，這對學(xué)生的分析、綜合能力以及同學(xué)之間相互協(xié)作的能力都有較大提高；其次，在課堂上由學(xué)生進(jìn)行講解，會引起其他同學(xué)的興趣，對講授的學(xué)生來說，也是一次不可多得的鍛煉機(jī)會；最后，教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的主導(dǎo)，其恰到好處的點評對學(xué)生來說意義顯著，由于有了之前同學(xué)的講授，加之老師專業(yè)的點評，兩者之間的對比會使學(xué)生產(chǎn)生深刻的印象，取得較好的教學(xué)效果。
2、2虛擬實驗室的利用
虛擬實驗室在教學(xué)中具有自由度大、節(jié)省投入、安全系數(shù)高、教學(xué)效果好、可延續(xù)性等優(yōu)勢H，本次實驗課程我們選擇性的使用了我校的虛擬仿真實驗教學(xué)中心的虛擬實驗室，如骨髓細(xì)胞染色體的制備和核型觀察這個實驗，在虛擬的實驗環(huán)境下，學(xué)生獲得了身臨其境的實驗體驗，在有限的時間領(lǐng)會和掌握課程設(shè)計的知識，有更多動腦、動手的時間。實驗進(jìn)行直觀的演示，很好地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果非常明顯。
3、融入科研理念
教學(xué)過程中，我們還充分融入了科研理念來拓展學(xué)生思路，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。如在性染色質(zhì)標(biāo)本的制作與觀察這一實驗中，人類正常女性個體的體細(xì)胞的2條X染色體，其中一條在分裂間期失去活性，形成X小體，染色后顯微鏡下可見，而正常男性由于只有1條X染色體，故無法形成X小體。我們要求同學(xué)們對男性、女性都要做玻片，之后交換觀察，這樣可行形成鮮明的對照，形成了科學(xué)的思維，加強(qiáng)了印象。
鼓勵學(xué)生運用所學(xué)理論知識分析實驗現(xiàn)象、過程和結(jié)果，鼓勵學(xué)生提出不同的意見和觀點，以期通過實驗，端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，逐步融入科研理念，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
4、創(chuàng)新改革評價體系
以實驗報告作為單一的評價標(biāo)準(zhǔn)無法全面的.評價學(xué)生的實驗?zāi)芰蛯W(xué)習(xí)效果。這種傳統(tǒng)的評價模式使得學(xué)生在課堂上過于關(guān)注實驗報告，以至于利用大量的時間進(jìn)行實驗報告的撰寫和繪圖工作，有的同學(xué)甚至直接參照教科書或?qū)嶒炛笇?dǎo)上的插圖進(jìn)行繪圖，不利于對其科學(xué)思維能力的鍛煉、實事求是精神的培養(yǎng)。因此我們對評價體系進(jìn)行了改革，應(yīng)用多種評價方法對學(xué)生進(jìn)行有效的考核評價。這就要求教師在課堂上仔細(xì)全面地觀察每位學(xué)生的實驗操作，包括他們的動手能力、實驗效果、協(xié)作能力等，同時認(rèn)真批改學(xué)生的實驗報告，綜合評價學(xué)習(xí)效果，對于學(xué)有余力或感興趣的同學(xué)，也可指導(dǎo)他們進(jìn)行文獻(xiàn)閱讀及論文的寫作。通過多種評價模式，使學(xué)生真正地掌握相關(guān)知識，得到思維、能力的全方位提升，進(jìn)而完成實驗教學(xué)大綱的基本要求。
5、小結(jié)
醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)以人類疾病為研究對象，絕大多數(shù)疾病的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸都是遺傳和環(huán)境共同作用的結(jié)果，醫(yī)務(wù)工作者將遇到越來越多的遺傳問題。實驗教學(xué)是醫(yī)學(xué)教學(xué)的重要組成部分，可有效地培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)造能力。我們積極探索與大膽實踐醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)實驗課教學(xué)改革，通過實驗教學(xué)，改變學(xué)生在實驗課上被動學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，從而有效提高了他們的實際操作本領(lǐng)和臨床工作勝任力。
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