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遗传学实验教学与创新人才培养初探


  【关键词】 遗传学;实验教学;创新人才
  文章编号:1003-1383(2007)06-0737-02中图分类号:R394-33文献标识码:B
  
  遗传学是一门发展迅速的生物学分支科学,它从基因水平研究生物的遗传规律,所研究对象涉及了动物、植物、微生物、人类等形形色色的生物,近年来,随着人类基因组计划的实施,在基因组研究,克隆技术,生物制药,基因诊断与治疗等领域中取得了令人瞩目的成果。由于受传统教育思想的影响,多年来实验教学都是以理论教学为中心,验证课堂上所讲的理论知识,学习有关的实验技术,忽略了能力的培养,这种教学方式限制了学生的创新思维和创新能力的培养。本文结合我校的遗传学实验教学改革进行初步探讨。
  
  遗传学实验主要表现
  
  实验教学是高等院校教学不可或缺的重要组成部分,它在培养学生综合素质和创新能力方面所起到的重要作用,是其他任何教学形式都无法替代的[1]。实验教学不光是为了证实课堂上所学的理论和仅仅掌握一些实验操作技术,而是为了在巩固理论知识的同时,提高学生的科学思维能力、研究能力,培养学生的探索精神、创新意识和创新能力。江泽民同志指出:“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力,一个没有创新能力的民族难以屹立于世界先进民族之林”。如何在实验教学中培养学生的创新意识、创新能力,造就创新型人才,是形式发展的需要。当前我校生物技术专业的遗传学实验主要表现在3个方面。
  1.经典遗传学实验内容多,现代遗传学实验内容少 遗传学实验主要包括两大内容:①细胞遗传学技术占33%,包括染色体核型及带型分析、染色体结构及数目变异鉴定等染色体操作技术;②经典遗传学验证性实验内容占50%,以三大遗传规律验证为主,忽视了遗传学实验,一是分子遗传实验内容为0,如DNA提取、酶切、连接、扩增与检测技术,基因突变RAPD分析等实验;这些实验技术已经成为现代分子遗传学或生物技术的基本内容,本科生不掌握难以跟上遗传学快速发展的步伐,也与目前遗传学理论教学不相适应。二是群体遗传学实验内容仅占17%,如基因数目估计,遗传率估算,群体基因结构分析及遗传疾病风险估算等实验技术,是群体及数量性状遗传研究的基本技术,但这些实验内容却很少。
  2.验证性实验多,综合性、设计性、创新性实验少 验证性实验50%,综合性30%、设计性20%、创新性实验几乎没有。采用传统的实验设计方法,整个教学过程中学生处于被动接受的地位,学生过分依赖教师的指导,不能独立操作、观察,习惯做完一步就问教师下一步做什么。学生没有机会去设计、去思维、去创新。这种教学模式不利于提高学生研究遗传学的实验技能,不利于提高学生的独立能力、观察能力、判断能力和解决问题的能力,影响学生对实验设计方法的深入理解,不利于学生创造性思维的科研素质培养。
  3.课外完成的实验多,课内完成的实验少 在所开设的10个实验中,需要课外完成的实验有6个,占60%,如人类染色体标本制备,整个过程需要经历采血、培养、加秋水仙素、制片等过程,培养时间需72小时,课堂计划4学时内学生不可能完成,必须由老师或学生事先做,计划内的4学时仅是学生的制片。而一般的遗传学实验,一次课仅有3~4学时,许多实验操作在有限的时间内不可能完成,学生无法参与实验的全程,一旦离开老师的协作仍然无法独立开展类似实验。
  
  遗传学实验教学改革形式
  
  1.重组实验内容 将原来的10个遗传学实验重组、整合为经典遗传学实验、细胞遗传学实验、分子遗传学实验和群体遗传学实验4个模块。在经典遗传学实验中果蝇杂交实验作为设计性实验;群体遗传学实验的人类正常遗传性状的调查,作为设计性实验;细胞遗传学的人类染色体的制作为综合性实验, 其实验课时比重分别为4∶3∶2∶1。
  2.增加分子遗传学实验技术 我校生物技术专业的课程设置了《分子生物学》,其课程已经开设了分子生物学的基本实验,学生掌握了分子生物学的基本实验技能,在《遗传学》实验中,则重点突出人工诱发基因突变的方法设计、各诱发突变处理材料与未诱变材料RAPD指纹差异分析,以及结合医学院校的特点,对广西特有的遗传病,如地中海贫血的检测,避免与生物化学、分子生物学等实验内容重复。
  3.增设创新性实验 4个实验模块做为《遗传学》实验必做的基本实验,此外为培养学生的创新能力,造就创新型人才,教师给学生一些方向性的选题,如结合广西特有的动、植物,进行的染色体分析技术;环境中致畸、致癌、致突变(三致)物质的检测等,由学生组成课题组按申报课题的方式写出标书,专业教师审核其可行性,配指导教师进行创新性实验1个,学生边设计、边实验、边研究。
  4.实施全天性开放实验教学 为配合综合性、设计性、创新性实验,实验室实施全天性开放实验教学,让学生不受实验室、实验学时和实验项目的限制,实验室三开放:时间开放、实验项目开放、试剂和仪器设备开放。学生可以通过自行查阅文献、自行设计实验、独立完成实验,教师只是起引导作用。 实验室安排教师值班、并负责指导学生,学生自我调节、合理安排实验时间,同时可提高高档仪器设备的使用效率。通过问卷调查,95%的学生认为开放实验室对动脑与动手能力的培养是封闭式教学所无法替代的,对重视学生个性的培养,确立以学生为中心和主体地位大有裨益,是符合教育规律和人才成长规律的培养模式的[2,3]。
  5.考核方式的改革 实验教学实行学分制,一般不进行书面考试,着重学生设计思路、实验技能与实际操作水平的考核,方式可以口试、操作、实验报告、论文报告、答辩或研讨等方式进行考核,实验设计、实验操作、创新性实验按(4∶4∶2)的比例,对学生进行综合考核评价。
  通过对2000~2003级生物技术专业的学生实行实验教学的改革,认为遗传学实验有助于学生独立思考能力,动手能力,分析问题、解决问题的能力,逻辑推理能力等的培养,有助于对经典遗传学的理解,达到融会贯通、事半功倍的效果。从《遗传学》实验课问卷调查可看出,03级生物技术有97.7%的同学赞成开放性实验,有近90%的同学认为对培养实践能力有较大的帮助,此外90%的同学希望能增加更多的开放性实验内容以供同学选择。在2004级的同学中我们正在开展创新性实验,由学生自行确定选题,设计实验方案,在经费许可条件下,购买试剂,完成实验,目前正在进行中。通过实验教学的改革力求将培养目标由知识技能型转变成能力培养型,实验教学以学生的实验动手能力、综合分析能力和创新能力的培养为目的,以适应创新型人才培养的要求。
  
  参考文献
  
  [1]许征程,安静霞. 高校实验教学改革与创新人才培养的关系[J].河北师范大学学报(教育科学版),2005,7(1):92-94.
  [2]陆审龙. 开放教学实验室,提高学生创造能力[J].实验室研究与探索,1999,6(8):10.
  [3]刘风泰. 关于实验教学改革的问题[J].实验技术与管理,2000,17(4):6.
  (收稿日期:2007-09-14 修回日期:2007-11-15)
  (编辑:崔群飞)
  

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