生物技术专业遗传学实验教学研究

生物技术专业遗传学实验教学研究

李卫东

淄博职业学院 255314

摘要：

生物技术专业遗传学实验教学研究是探索如何有效地教授和培养生物技术专业学生在遗传学领域进行实验的方法和策略。遗传学实验教学是生物技术专业中重要的一部分，它旨在帮助学生理解和应用遗传学原理、技术和技能。

关键词：

生物技术、 遗传学、 实验教学、 教学方法、 实验设计、 教学评估、 创新教育

实验教学是高等学校人才培养体系的重要组成部分，在引导学生理论联系实际、培养学生的创新精神与实践能力方面有着不可替代的作用。通过遗传学实验教学可以让学生掌握遗传学试验技术，学会分析遗传学试验结果、验证遗传学的基本规律，从而加深对遗传学知识的理解，同时可以培养学生的创新精神、实践能力和团队合作意识。现在遗传学实验课课时较少，但对教学的要求却进一步提高，这大大增加了教学的难度。在此情况下要想达到较好的教学效果，需要遗传学任课教师付出更多努力。本团队有着多年从事遗传学及遗传学实验教学的经验，现根据实际教学经验谈几点心得体会。

一、如何面对课时少和实验条件有限的问题

1）正确面对存在的实验课时少的问题

实验课时少是现在遗传学实验课授课存在的问题之一，想在有限的两节课内完成一个实验的全部流程并达到理想效果非常困难。为了节省时间，教师往往自己提前做好了实验的各项准备工作并做好预实验。在正式上课时对实验操作的每个步骤进行详细的讲解，并示范操作步骤，生怕学生不能顺利完成实验。他们基本不用主动思考，只要按照步骤重复操作即可顺利完成实验。因此，学生不能全程参与每一个实验的全部过程。另外这样就给学生造成实验并不难的假象，体会不到科研过程的艰辛和科研成果来之不易。同时使他们养成了不主动思考而对老师过分依赖的坏习惯。为解决这个问题，我们采取尽可能多的让学生参与到实验课的准备和预实验过程去的方法。在准备实验的过程中可以让学生配置试剂，锻炼他们的配制试剂的基本功;让学生以小组的形式商讨并确定试剂配制的方案，对于每个实验可以让部分感兴趣的学生利用课余时间参与实验准备和预实验过程，可以让他们通过自己的努力不断摸索取得较好实验效果的各种条件让他们体会科研的氛围。无论预实验结果怎样，都让他们总结出已掌握知识点和存在的问题。老师将在上课时间对学生存在的问题进行解析。这样既可以节省上课时间，又可以提高教学效率。对学生而言，参与实验准备工作可以体会到筹备实验的辛苦和进行科学研究的艰辛，从而愈加珍惜来之不易的动手机会，同时大大提高了学生做好实验的积极性和学习热情。

2）努力协调现有资源，降低实验条件限制的影响

有时单独一个遗传学教学实验室的条件不具备我们所有实验项目所需的全部仪器，有些大型仪器是全学院共享的。如果这样的话，可以与其他教师提前协商好，充分利用全部的相关仪器，最大限度的为遗传学实验教学服务。另外，可以利用学院的开放实验室和大学创业平台以及校内的教学实验基地等为该实验课程的教学服务。如果有教师的科研课题与实验课教学相关，也可以将实验课教学同教师的科研结合起来，更好的为遗传学实验教学服务。

二、合理安排教学实验内容

1）精选教学内容，提高学生的兴趣和实际应用性

对于遗传学实验课程可选择的实验项目有很多，我们教师可以根据不同的授课对象和本单位现有的条件，从调动学生学习的积极性和提高实验项目的实际应用性出发，在教学过程中合理选择教学内容。大胆剔除陈旧的内容，增加新的比较前沿的实验项目，比如，基因组DNA提取实验，就是一个比较好的实验项目，学生对基因组DNA本身非常好奇，对自己亲自提取出动植物的基因组DNA非常期待，因此对这一实验项目非常感兴趣，在做实验的整个过程中都非常认真仔细。另外，基因组DNA的提取也是现代遗传学和分子生物学研究的基础工作，高质量的DNA对于分子标记等的进一步研究实验具有重要的意义，因此在遗传学实验课中开设此项目，可以为学生以后的科研工作奠定基础。开展类似的实验项目，既使学生体会到生命微观世界的奇妙之处，又认识到遗传学实验的重要性和实用性。

2）提高探究性实验的比例

传统的遗传学实验，实验内容相对孤立，往往以一个单一实验为单元，实验方案和方法一般是教师和教材所讲解和设计的，实验结果常常是验证性的。这是一种按部就班、拿来主义的实验教学模式，学生自己设计和创新的机会很少[5]。肖建国等人将综合性实验和设计性实验合称为探究性实验，提高探究性实验的比例，也是现在遗传学实验教学改革的要求之一。如何达到这一教学目标，我们认为要以科研的思维来进行学生的实验课教学。通过教师的引导和巧妙安排，多数技能训练型实验或验证性实验都可以转化为探究型实验。比如前面提到的基因组DNA提取的实验，如果教师将摸索好的条件直接告诉学生，学生按部就班的依照步骤完成，那么这实验就可以叫做验证性实验，但如果老师引导学生自己查询DNA提取的各种方法，对不同的材料采用不同的提取方法并比较分析各自结果，总结归纳出哪种方法更适合自己的样品，那么这个实验就成了探究性实验。所以，可以根据实验室的条件，合理的设计调整所开设的实验项目教授方式，提高实验课教学项目中探究性实验的比例。

3）提高实验内容的系统性和连续性

在实验课程的教学过程中，如果各项目间没有一定的连贯性，这样所做的每个实验有不同的内容，各部分内容都不能得到深入的实践训练。因此，教师可以通过实验间的巧妙安排，上一个实验的结果可以作为下-个实验的材料，以加强实验间的系统性和综合性，如此就可以改变传统实验教学的内容前后脱节的状况。比如，在基因组DNA的提取实验中，如果将DNA提取实验中由不同方法提取出得到的DNA，用分光光度法来检测其浓度并与琼脂糖凝胶电泳方法来检测DNA的完整性实验结合在一起，这个实验将成为一个系统性和连续性比较好的实验项目。再如“植物染色体标本制备”实验后接着进行“核型分析”的实验，使学生明白制备染色体后可以进一步进行核型分析。通过这样的安排，使学生非常容易理解各实验目的和意义。而且学生在前面掌握到的实验技能也会在后续的实验操作中得到不断强化，使学生对相关实验知识有一个系统的掌握。

4）与其他课程的实验教学进行衔接

在实验教学过程中会用到前面实验课程学习到的实验方法，同时，又会为后面的实验课程打基础。因此，学生对某一课程的理解和掌握不仅会直接影响到后续相关课程的学习，而目会给学生对生命科学知识的认知产生重要的影响。因此与其他课程进行很好的衔接是十分必要的。在实验课的教学过程中要对前面学习过的实验技术进行简单复习，而对新接触到的实验技术，要进行仔细讲解，并加强训练，让学生切实掌握，以期为后续的课程的顺利开展打下良好的基础。

三、采用多种形式实施教学

多媒体教学改变了传统教学中粉笔加黑板的单一的表现形式，能将抽象、生涩、陌生的知识直观化、形象化，激发学生学习兴趣，调动其学习积极性，同时提高了学生学习的效率。用图像代替文字，学生看图学习，既形象又直观，还能留出空间让学生进行思考，运用流程图或表格使繁杂的操作步骤变得简洁明了，便于学生进行动手操作。在实验课中我们也可以将图片、动画等运用到实验课的讲授中去。这样可以把枯燥抽象的实验内容变得生动有趣易懂。

在遗传学实验教学过程中还有很多方面值得探索，努力使遗传学实验与生产和生活实际相结合，拓宽思路，发挥才智设计出更多、更好的遗传学探究性实验项目。以提高学生的动手操作能力、分析问题能力和设计创新能力，培养他们的创新精神。将遗传学实验教学作为提高学生综合素质的另一平台。

参考文献：

1. Kellogg DL, Darnell DK, Turelli M, Brookfield JFY. Gene Mutation: Conventional and Chemical Mutagenesis. Methods Mol Biol. 2017;1498:1–22.

2. Pray L. Discovering DNA: Friedrich Miescher and the early years of nucleic acid research. Endeavour. 2008;32(4):109–15.

3. Smith GP. Filamentous Fusion Phage: Novel Expression Vectors that Display Cloned Antigens on the Virion Surface. Science. 1985;228(4705):1315–7.

4. Stachowiak JC, Irvine DJ. Inverse opal hydrogel-collagen composite scaffolds as a supportive microenvironment for immune cell migration. J Biomed Mater Res Part A. 2007;80A(1):1–8.

5. Peng L, Zhong X, Wei G, Ying Y, Tsai RYL. An Inkjet-Printed Stretchable Strain Sensor for Human-Machine Interfaces. Adv Mater. 2011;23(34):4035–40.

6. Ienopoli DW, Shupe TD, McPherson RJ. A Plant-Based Introductory Biology Course for Nonmajors. CBE Life Sci Educ. 2005;4(1):65–71.

7. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. Molecular Biology of the Cell. 6th edition. New York: Garland Science; 2014.

8. Nelson DL, Cox MM. Lehninger Principles of Biochemistry. 7th edition. New York: W.H. Freeman; 2017.