深化遗传学实验教学改革加强大学生科研能力培养

马莲菊，卜 宁沈阳师范大学，辽宁 沈阳 110034

深化遗传学实验教学改革加强大学生科研能力培养

马莲菊，卜 宁
沈阳师范大学，辽宁 沈阳 110034

遗传学是生命科学发展最为活跃的领域之一，是高等院校生命科学教育教学的一门重要的主干课程，是一门运用严密的逻辑推理和大量的实验论证来揭示生命的遗传奥秘的热门学科。综合设计性实验是对本科生的科研意识的培养，包括文献查阅整理能力，统计数据分析能力，解决问题的能力等，是实现教师由“带着学生走”向“看着学生走”的转变。

遗传学实验；科研能力；教学质量

一、引言

实验教学是高等院校教学的重要组成部分，它在培养学生科研能力和综合素质方面所起到的重要作用是其他教学形式无法替代的，是科学研究和教学的最佳结合点。通过实验教学，引导本科生尽快进入科研领域，培养学生科研能力，对于提高民族创造力及在国际上的竞争力具有重要意义。

遗传学是生物学科重要的分支学科，也是生物学科中最活跃的学科之一，近年来在基因组学、克隆技术、基因工程等领域中取得了令人瞩目的成果，遗传学已经不仅是生物学的基础学科，而且有越来越多的学科与遗传学携手，创造了面向21世纪的生物学科的新成果。遗传学实验作为整个学科教学体系中的一个重要环节，在知识与实践、实践与创新的链接上发挥重要的桥梁作用。遗传学实验教学不仅是为了验证遗传学的基础理论和掌握一些实验技术，更重要的是要提高学生的科学研究能力，培养学生的探索精神、创新意识和创新能力。

我校《遗传学》课程建设较早，承担着生物技术、生物科学等学科的遗传学教学任务，同时也受到校院两级领导的高度重视和大力支持，并于2009年被评为校级精品课。在精品课建设中，我们在实验教学中采取了培养学生精细操作及开放实验室等方法，取得了一定的教学效果，但是在培养本科生科学研究能力方面，还存在一些问题亟待解决。如实验课的内容多以验证性实验为主，验证性实验对于培养学生的基本实验技能是必要的，但是不利于培养学生进行科学研究的创新意识；实验课的教学模式主要以教师讲解为主，学生缺乏主动性；实验课的成绩考核主要以实验报告来确定成绩的方式，缺乏对学生学习过程的评价，等等。因此，近年来我们对遗传学实验进行了改革，旨在提高本科生科研能力，为其将来走向工作岗位奠定基础。

二、建立合理的教学内容体系

在综合考虑遗传学实验知识技能的完整系统性以及遗传学学科知识重难点、教学时数、教学条件和设备及与其他学科交叉重叠等情况下，以“减少验证性内容，增加综合性、创新性、设计性、应用性内容”为基本思路，整合充实实验教学内容，更新实验选题，保留经典实验的合理内核，删减重复、陈旧的实验，压缩验证性实验的课时比例。将实验教学分为基础型、提高型、研究创新型，以分别对应验证性必修实验、综合性选修实验和设计性自选实验，这种呈阶梯状的三个层次体现的是由“带着学生走”到“看着学生走”再到“学生自己走”的过程。由于实验设备的欠缺，分子遗传学实验曾是我校的弱项，但2014年我校拨款25万元，用于添置分子遗传学实验设备，为此我们增加了分子遗传学的有关实验，如”细菌总DNA提取与鉴定““质粒DNA提取与鉴定”“大肠杆菌目的基因PCR扩增及产物检测”等。同学们在这些分子实验中学会了PCR仪，凝胶成像系统等基本分子遗传实验仪器的使用，加深了对分子遗传学理论内容的理解，为将来参加科研工作奠定了良好的实验理论基础。

三、建立合理的教学方法体系

在教学方法和手段的改革中，应更多地把现代教育技术引进课堂，运用多媒体影像将文、图、声、像等各种信息组合在一起，直观、形象、生动展示实验的情况和结果，而且针对不同类型的实验，教师应采取不同的教学方法，以提高实验效率和教学效果。

（一）对于验证性实验的教学

验证性实验教学主要培养本科生的科研知识和技能，以及科研态度。教师采取“重点讲解和示范”的方法来指导，使学生能够系统地掌握遗传学实验的基本思路、操作方法、实验技巧和研究方法，实现教师“带着学生走”。如在“植物细胞有丝分裂的制片和观察”这个实验中，教师先介绍实验目的和实验原理，在讲解完实验步骤时，重点是指导学生如何做好加盖玻片技术、压片技术以及染色技术。这些基本技术是研究染色体核型、染色体分带和姊妹染色单体交换等实验的基础。加盖玻片技术要求载玻片和盖玻片之间的液体要适量，这样才能保证载玻片和盖玻片之间没有气泡；压片技术要保证植物细胞足够分散，形成薄层；染色技术则是保证能够清晰地分清染色体，而细胞质不被染色或只有很淡的颜色。基本技术的掌握是大学生做好科学研究的关键一步。同时从验证性实验开始，学生分组参与到实验的准备过程。实验报告的撰写，包括实验目的、实验原理、实验步骤和实验结果与分析，对实验结果进行简单分析，等等。通过验证性实验，既完成了对理论知识的验证，同时又为大学生独立进行科学研究打好技术基础。

（二）对于综合设计性实验

综合设计性实验是对本科生的科研意识的培养，包括文献查阅整理能力，统计数据分析能力，解决问题的能力等，是实现教师由“带着学生走”向“看着学生走”的转变。在验证性实验的基础上，引导学生去如何设计实验，为下一步的设计性实验奠定基础。如在“诱发植物多倍体及细胞学鉴定”中，除了课堂上所使用的材料外，我们鼓励学生自己选择实验材料进行实验。通过材料的选择，可以使学生凭借实验结果找出材料的优缺点。在“植物微核诱发及检测技术”实验中，让学生设计诱发因素，包括田间污染的土壤，排水系统中的污水、洗衣粉或洗涤剂等不同处理，让学生自己选择诱发因素、设计处理、染色方法等，研究植物微核诱发与检测技术如何应用于环境中大气、土壤、水体等污染的监测。实验报告的撰写除了基础要求外，还对实验现象进行重点分析，写出实验注意事项，详细阐述实验结果并得出相应结论。

（三）对于设计性实验

设计性实验是实现由教师“看着学生走”到“学生自己走”的转变，是对本科生科研独立性，创新性的培养。在验证性实验和综合性实验的基础上，教师首先指导学生查阅相关文献，然后学生可以根据自己的兴趣与爱好，自由选择感兴趣的研究项目或结合生产实际，解决生产中的一些实际问题；自由组织团队，独立设计研究方案和研究路线，进行论证和优化；经指导教师审阅后，学生开始独立进行实验研究，包括实验材料的准备、处理，试剂的配制等；在实验过程中，要求学生做好记录，遇到问题及时找出原因并解决，深入分析实验结果，并写成实验报告（或科研小论文），格式按照科研论文的格式要求，如摘要、关键词、引言、实验方法、统计分析，结果与讨论、参考文献等。经过设计性实验的训练，学生形成了独立科研的思维，对选题思路、设计方案、应用前景等有了切身体会，更有效地调动了学生的实验主动性。

（四）将授课教师的科研内容和经验引入实验教学中

授课教师将自己的科研内容、积累的科研经验及科研新方法引入实验教学中，在科研工作中所获得的新的信息及时补充到课堂中，让学生参与一个科研项目的实施，真正将科研引入遗传学实验。这样既丰富遗传学实验内容，又实现了教师的科学研究与学生的研究性实验学习的有机融合，从而激发学生的研究性实验学习兴趣，增强学生对研究性实验学习的积极性，提高学生的创新能力和科研素质。

（五）引导本科学生积极参加学校的科研和创新活动

与课堂内提高性的综合实验和研究创新性的设计实验相结合，我们积极鼓励和支持学生申报学校的各种大学生创新性实验计划项目。近年来，同学们踊跃申报我校教务处举办的大学生创新创业训练计划项目和科研处举办的大学生科学研究基金项目。项目来源，一是由教师提出选题给学生，学生根据自己的兴趣进行选择；二是学生根据已有的知识，提出自己的设想，然后由教师指导学生开展设计与实验。目前已经取得了很好的教学效果，如已有多名学生在省级以上刊物发表论文等。通过主持和参加这些科研项目，学生学到了许多新的知识，不仅巩固了原有的基础知识和技能，而且增加了本学科前沿知识以及各学科相关知识的融合，培养了学生的学习兴趣和严谨治学的学习态度，同时创新能力和合作意识也得到了显著的提高。

四、建立完善的实验教学考核体系

建立规范的实验课成绩评定模式，让实验成绩真实、合理、客观、公正，要强调对实验操作过程的考核和评价，重视对学生综合运用知识及创新能力的考核和评价，力求使成绩能够全面反映每个学生的学习情况和实验技能掌握程度，充分调动学生的学习积极性。

考评成绩由平时实验过程、实验报告、实验设计与操作、期末考试四部分组成，包括实验课前预习、学习态度、实验行为、科学作风、实验结果等多个方面。经过这样的改革，突出对学生实践能力、创新精神及知识综合运用能力的考核，培养学生的求实意识和严谨治学态度，激发学生技能训练的热情，有利于培养学生良好的学风，切实提高学生的实验技能和科研素质。

五、建立遗传实验室科学开放的管理体系

建立实验教学开放的管理体系。学生自行安排计划，课余时间可以随时到实验室做实验，实验室实行非教学工作时间的全天候开放；学生可以根据自己的实际情况，选择不同的实验内容，经教师审查批准后，进行开放实验。即学生可以在完成一些基础性和综合性实验内容时，根据自己对实验基本技能和基本操作的情况在实验室进行预习、复习和实验技能训练，不受固定的实验学时限制；经允许，学生可以在任意时间进入实验室，运用已掌握的基本知识和基本技能，独立自主地对自己感兴趣的研究型自选实验课题进行研究。

实验教学既是对本科生的实验技能训练，又是对本科生的科研素质和方法的培养。在今后的遗传学实验教学中，我们将进一步发展和完善遗传学实验教学体系，提高实验教学水平，使实验教学真正变成一个充满生机活力的教科研舞台，以期培养出更多的具有科学探索精神和创新能力的大学生。

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（责任编辑：宁沈生）

How to Deepen the Teaching Reform of Genetics Experiment and Strengthen the Cultivation of College Students’Scientific Research Ability

MA Lianju，BU Ning
College of Chemistry and Life Science,Shenyang Normal University,Shenyang 110034,China

Genetics is one of the most active fields of life science,also is an important backbone course of life science education in universities,and is a major subject to reveal the genetic secrets of life by using rigorous logic and a large number of experiments demonstration.According to the requirements of social development for talent of novel knowledge structure and ability quality high,we implement project of the"deepening the reform of genetics experimental teaching strengthening train of college students'scientific research ability".Experimental teaching content reform is the breakthrough point;experiment teaching method reform is means;And the specification experiment result evaluation mechanism is orientation.We strengthen learning and training about the basic knowledge and basic skills and the cultivation of comprehensive quality,innovation ability and improve.Reform of genetics experimental teaching is implemented by a planned way,all-round,multi-angle to cultivation of college students'scientific research ability,to improve the teaching quality and to have a qualitative leap in talent quality.

genetics experiment;scientific research ability;teaching quality.

马莲菊（1969－），女，辽宁省庄河人，沈阳师范大学副教授，博士，硕士研究生导师。

本文系辽宁省普通高等学校本科教育教学改革研究项目（项目编号：UPRP20140659）。

2015-03-13

G424.1

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