遗传学实验课教学方法的探讨
发布时间:2024-04-11 09:20  

  [摘要]遗传学实验的目的是使学生掌握遗传分析的基本原理和基本技术,并通过实验加深对遗传学基本规律的理解。遗传学实验课程对于遗传学的教学不可或缺,二者相辅相成。该文探讨了遗传学实验课的教学改革,从不同方面综合性予以探索,以期提高实验教学的效果,培养大学生的综合素质、创新能力以及科研能力。


  [关键词]遗传学实验;教学;改革


  [基金项目]上海大学2019年度课程思政专业课程建设项目


  [作者简介]周京晶(1982—),女,辽宁沈阳人,工学博士,上海大学生命科学学院实验师,研究方向为神经生物学;万嗣宝(1979—),男,


  山东济南人,工学博士,上海大学生命科学学院副教授,研究方向为分子生物学。


  [中图分类号]G642.423[文献标识码]A[文章编号]1674-9324(2020)30-0369-02[收稿日期]2020-01-11


  遗传学是高等学校生命科学类专业必修的基础课程,伴随着遗传学的快速发展,遗传学基础知识的地位日趋重要,与之配套的遗传学实验课程亦日益凸显其重要性[1]。遗传学实验课程对于遗传学的教学不可或缺,二者相辅相成,其教学目的是使学生掌握遗传分析的基本原理和基本技术,并通过实验加深对遗传学基本规律的理解。在实验的过程中,学生可以通过自己动手操作,从而加深对遗传学原理的掌握,培养学生的遗传学基本实验操作技能,使学生能够将理论与实践相结合。在传统的遗传学实验教学中,由于遗传学实验步骤固定、内容复杂,学生自由度低,主动性也不是很强,往往无法达到很好的教学效果,不利于人才的培养。现就遗传学实验课教学方法进行探讨。


  一、结合理论课程,合理安排实验顺序


  遗传学是一门知识内容广泛,实验方法多样的学科[2],通过对遗传学实验课程内容的设计,结合理论课的教学进度,使学生及时对所学遗传学理论知识进行复习巩固。目前遗传学实验课程内容主要包括①动物遗传分析技术(包括果蝇的饲养和生活史观察、果蝇的性别鉴定和性状观察、果蝇的杂交实验;果蝇唾液腺染色体标本的制备及观察;人类性染色质小体的制备与观察等);②植物遗传分析技术(包括植物基因组DNA的提取技术等);③数量性状的遗传分析-人类指纹的分析;人类性状的遗传分析;概率和统计原理在遗传研究中的应用。在安排实验顺序时,注意遗传学理论课程的教学进度,让学生在初步掌握遗传学基础知识的前提下进行相关配套实验,以加深对理论知识的理解。各个实验之间也要注意实验顺序,有关联的实验邻近安排,有难度的实验先易后难。比如,实验材料均为果蝇的相关实验,需邻近安排,但是要注意结合其生长周期,保证上课时实验材料的完备。而“果蝇唾液腺染色体标本的制备实验”主要的难点是取唾液腺,故后续染色过程最好熟练掌握,不要发生取出的唾液腺在后续染色过程中丢失或者损坏,所以将“人类性染色质小体的制备与观察实验”安排在此次实验的前一周,使得学生熟练掌握染色过程后再进行此次实验,增加实验操作成功率。另外由于此实验取唾液腺有一定难度,对于初次实验的学生可能需要多次尝试才能成功,故提前准备成品切片供学生观察,一方面可帮助学生确认自己所取组织是否正确,另一方面如果多次实验后仍然不成功,可以通过观察切片达到了解实验结果的目的。


  二、体现学生主体性,优化实验步骤


  学习兴趣是一个人倾向于认识、研究获得某种知识的心理特征,是一个人对学习的一种积极的认识倾向与情绪状态,是可以推动人们求知的一种内在力量。学生对某一学科有兴趣,就会持续地专心致志地钻研它,从而提高学习效果[3]。为了全面提高实验教学的质量,务必使学生对遗传学实验产生兴趣。在教学方法上,要改变一直以来先由教师讲解演示,再由学生动手操作的教学模式,避免学生机械化地按照实验指导或教师给定的实验步骤进行实验,导致学生对每一步实验操作的目的和原理理解不透彻,甚至实验结果不理想时不知道失败可能的原因,也不会分析、解决问题。经典遗传学中有许多验证性实验,可以对实验步骤进行优化,赋予一定的探索性。比如概率论实验,从简单重复的抛硬币几百次,变成让学生课前思考如何可以减少抛硬币的次数,如何才能“偷懒”,使得学生在课前已经对上课时的方式方法进行可行性研究,上课时,在教师讲解了实验的基本原理之后,由学生互相探讨、验证方式方法的可行性,教师进行启发式的引导,既增加了趣味性,又学到了知识。利用这种方式对实验步骤进行改革,可以使学生对实验产生更大兴趣。只有激发学生兴趣、把学生放于主体地位、发挥学生的主观能动性、使之参与到实验的设计中去、理解每一步操作背后的目的和原理,才是教学改革的重点,才能起到对学生基本能力的提升。


  三、开展创新性实验,辅助学生全面发展


  创新性实验是一种改变传统实验教学方式,实验从头至尾全部由学生完成[4]。这种实验教学方式可以有效的将学生放到课程的中心,改变以往由教师准备、学生按步骤操作的教学形式。在本遗传学实验中,学生可以利用课余时间,在实验条件允许的情况下,对自己在理论课程中遇到的感兴趣的内容和教师进行沟通,从给定的范围中选择或者根据自己的兴趣爱好自拟题目进行实验。①充分发挥每一位学生的兴趣与特长,调动学生的主动性与积极性,有利于学生对已掌握的知识灵活运用,促进学生自主探索能力。②对实验过程中出现的问题进行分析与讨论,寻找解决方法并加以实施,有利于学生提升自己提出问题、分析问题和解决问题的能力。③学生自由组队,自主选择喜欢的实验内容,以小组的形式共同研究探讨,锻炼团队协作能力。④提升课程内容的自由度,避免了实验内容固定陈旧的现象。⑤感受學术氛围,培养严谨的科学态度和科学的思维方法,以求真务实的态度对待自己所选择的实验内容,为后续进入实验室做科研课题奠定了坚实的基础。


  四、结语


  中共中央國务院在《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》中指出,“实行素质教育要以培养学生的创新精神和实践能力为重点”,“高等教育要重视培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神,普遍提高大学生的人文素养和科学素质”,要“加强课程的综合性和实践性,重视实验课教学,培养学生的实际操作能力”。实验课和理论课具有同样的重要性,重视实验课的教学质量可以有效推进素质教育和人才发展。在遗传学实验的教学中,要用多元化的方法提升遗传学实验课程的教学质量,培养具有创新精神和创新能力的高素质人才。


  在大学的教学中,教学内容具有高深性,教学过程是学习已知与探索未知的有机结合[5],要充分发挥教师的作用,加强与学生的互动与沟通,利用丰富的专业知识解决学生的问题。在生物技术高速发展的今天,重视学生基础技能的培养,是培养高素质人才的重要前提。在实验教学的过程中,要充分发挥学生的主动性,让学生主动参与到学习的过程中,这将有利于学生对知识的掌握、对创新精神和科研能力的培养。总之,遗传学实验教学的改革有利于提高学生对理论知识的掌握,有利于激发学生的自主性,更有利于大学生综合素质的提高。

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