以學生為主體的遺傳學實驗教學改革探索

曹芳

摘 要 學生的主體性教學是充分發揮學生創造性和主動性，促進學生主體性發展的一種教學模式。通過多年的教學總結，提出在遺傳學實驗教學中有助于提高學生主動性和創造性方式，即學生參與準備實驗，培養學生的實驗興趣；將科研思維引入實驗，保證開出實驗的成功率；建立課程成績評價體系；建立和諧的師生關系，落實學生的主體地位。

關鍵詞 遺傳學實驗；實驗教學；教學改革

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2015）19-0009-02

實驗課程是培養專業學生的動手能力、科研能力、自己解決問題能力的重要平臺，也是培養學生創新精神、科學素養、團隊合作等品質的重要途徑之一[1]。近些年，在指導本科生畢業論文時，筆者發現學生實驗基本技能較差，已開設的實驗項目涉及的基本技能沒掌握，不會自己獨立操作實驗，究其原因，這可能與傳統的實驗教學模式“教師教，學生驗證”有關，這種模式過程主要是教師準備實驗材料、儀器等，學生進實驗室等教師講解，教師一邊講，學生一邊按照課件將實驗目的、原理、步驟摘抄到實驗報告紙上，然后按照實驗步驟操作實驗，在實驗過程中，經常有學生問：“老師，下一步該干嘛？”由此可見，學生根本沒理解具體的實驗原理和實驗目的，只是機械地操作每一步實驗，所以任何實驗由此演變成驗證實驗。

有研究認為[2-3]，之所以導致這種局面是因為遺傳學實驗以驗證實驗為主，且實驗項目較為陳舊。這種觀點個人不太認同，好的實驗項目以提高學生的操作技能為基礎，傳統實驗項目對提高學生的實驗技能是很有幫助的，如果條件允許，實驗教學也應與時俱進，增加新的實驗項目。培養學生的實驗技能，急需實驗教學改革。如何促進學生的實驗興趣，增加學生實驗的成功率，增強學生自信心，成了遺傳學實驗教學改革的一項主要任務[4]。

學生的主體性教學是在現代教學觀念的指導下，充分發揮學生的創造性和主動性，促進學生主體性發展為目的的一種新型教學思想和教學方式[5]。在整個教學過程中，學生應是特定的認識主體和信息交換的主體。為此，在學習借鑒的基礎上，筆者根據多年遺傳學實驗教學經驗，以生物科學專業學生為例，與各位同行探討以學生為主體的遺傳學實驗教學模式。

1 要求學生參與準備實驗，培養學生的實驗興趣

由于遺傳學實驗的特殊性，實驗材料經常要求取特殊部位，而且實驗周期較長，如果整個實驗都在課內完成，課時不夠，所以以往很多實驗都由實驗老師做完實驗前期準備的絕大部分。如有絲分裂制片實驗，一般學生實驗從酶解開始，這樣實驗大致可以在2小時之內完成，但是學生不了解實驗的前因后果，覺得實驗太簡單，沒意思，還沒開始就產生排斥心理。為此從2011級學生開始，要求學生參與實驗全過程，所有實驗材料都由學生親自準備，并且要求學生做好實驗準備記錄，如有絲分裂制片用大蒜、洋蔥根尖培養，直接把大蒜、洋蔥分發到每個學生宿舍，要求學生按照實驗教材培養；減數分裂用蝗蟲由學生親手捕獲，每人交2～3只雄蝗蟲；果蠅生活周期及唾液腺染色體制備用野生果蠅也由學生自己想辦法抓捕。

要求學生參與準備實驗，學生告訴我，沒想到實驗這么有趣，學生還可以舊物改造，把礦泉水瓶改造成培養大蒜根尖的裝置，同時還可以發現許多問題，如：大蒜水培，有的大蒜不長根，學生會自己去找資料，查清楚不長根的原因；蝗蟲的雌雄怎么鑒別；等等。通過學生自己準備實驗，不僅可以提高學生實驗技能，也能夠提高學生自我解決問題的能力，同時增強學生的自信心。

2 將科研思維引入實驗，保證開出實驗的成功率

學生在自己準備實驗過程中，會遇到很多不清楚的問題。以有絲分裂染色體制備為例，第一步材料準備與取材，郭善利主編的《遺傳學實驗教程》[6]描述是：首先將大蒜瓣扒去皮，然后用細鐵絲串起在盛清水的培養皿內，使根部與清水接觸，在20～25 ℃光照條件下培養2～3 d。待根尖長到1～2 cm時，選擇健壯的根尖，自尖端約1 cm處剪下準備預處理。剪取根尖時間以上午10時左右為好。有的學生在培養過程中忽視了觀察，有的根尖已經長到3 cm才開始處理；有些學生錯過了預處理的時間點，所以導致學生在鏡檢時發現自己的分裂相比別人少甚至個別看不到分裂相。

這時筆者要求學生重新從準備實驗開始，并引導學生將統計學思想納入到準備實驗中，學生可以多組合作，設立對照實驗、將單因素方差分析、多重比較、正交實驗設計應用到準備實驗中，讓學生分析如果要獲得較高的分裂指數，與哪些因素有關，如根尖最佳長度、剪取根尖的最佳時間、預處理的最佳效果和解離最佳方法。學生把這些都做好了，這個最基礎的經典實驗不亞于一個大的創新設計實驗的教學效果。最后會要求學生取預處理效果最佳的根尖，再做一次驗證實驗，證明優選實驗方案的可行性，讓學生知道，原來自己動手也能做出非常漂亮精美的裝片，提高學生的自信心。

3 完善課程成績評價體系

由于實驗考核方式多數只停留在實驗報告成績的評定上，缺乏較全面和較科學的量化考核標準，從而影響學生的實驗積極性。因此，如何建立公平公正、更好的提高學生實驗技能、科研技能及創新意識的考核機制，顯得尤為重要。鑒于此本教研組將實驗成績分為幾塊：實驗室制度規范、學生參與實驗情況和實驗報告。具體評價方法參見表1。

實驗室制度規范 本項目采用組長負責制，小組長負責給組員檢查打分，小組長由學習委員檢查打分，實驗老師只要檢查學習委員一人。有了監督機制，大部分學生都非常自覺，極個別同學經組長和學習委員的提醒，都會養成很好的實驗習慣。

學生參與實驗評價 學生參與準備實驗納入到課程考核中，本實驗課程要求每個學生至少完成一次完整的實驗準備和預實驗工作。

預習情況的考查：主要考查學生對實驗目的、原理、操作過程及對實驗結果的理解。

學生實驗操作規范，以染色體標本制片觀察為例，實驗操作主要考查學生顯微鏡操作和臨時裝片制作是否規范。顯微鏡操作規范包括鏡檢是否從低倍鏡到高倍鏡、轉換鏡頭是否通過旋轉鏡頭轉換器（很多學生習慣直接轉換物鏡）、是否會正確使用聚光器等；臨時裝片制作規范主要檢查學生的切片，切片不成功主要表現在細胞重疊、氣泡多、染料太多。還有很多學生對實驗結果不會辨析，不會將理論知識和實驗結果聯系在一起，有時候甚至不知道怎么識別有絲分裂過程中的前、中、后、末期甚至間期細胞，不能用動態觀點看待細胞分裂。

為了讓學生了解自己實驗缺陷，每次實驗完成后，當場評分，說明緣由，讓學生知道實驗過程中的優缺點，有利于學生養成正確的實驗操作規范，養成嚴謹的科研精神。

實驗報告書寫 考查學生對實驗原理理解是否正確，繪圖是否客觀、正確，結果分析是否正確，討論是否符合邏輯，通過實驗報告的書寫考查學生的邏輯思維和自己解決問題的能力，規范學生科技論文的書寫，提高學生科研論文的寫作能力，為畢業論文的順利書寫打下基礎。

4 建立和諧的師生關系，落實學生的主體地位

師生關系是教師和學生日常交往和教學等合作過程中結成的一種關系。和諧的師生關系是在民主的氛圍中形成的，是教師和學生建立在相互了解的基礎上形成的一種相互尊重、相互認可的民主關系[7]。

高校“重科研、輕教學”的評價機制[8]，是導致教師與學生關系疏遠的原因之一。實驗課堂與理論課相比，相對交流時間較多，教師可以利用實驗等待時間和學生多溝通，“以生為本”把學生當成自己孩子，認真傾聽學生提出的問題，理解和尊重學生意見，在民主和和諧的氣氛中與學生交流，能幫助學生鍛煉思維、開拓思路、激發學生的實驗熱情和動手能力。

5 總結

遺傳學實驗作為生物科學的專業基礎課之一，內容多，涉及的知識面廣。現代分子遺傳學、表觀遺傳學等的迅速發展，要求學生掌握的實驗技能越來越多。實施以學生為主體的遺傳學教學改革，有利于激發學生的學習熱情，培養學生的動手能力、觀察能力和創新思維，同時為學生順利的完成畢業論文打下堅實的基礎。

參考文獻

[1]王利，鐘金城，郭春華，等.本科生科研能力在遺傳學實驗教學中的培養[J].實驗技術與管理，2013，30（5）：107-110.

[2]秦永燕，劉瑞祥，李云玲，等.遺傳學實驗內容的整體優化與探索[J].教育教學論壇，2014（51）：257-258.

[3]多力坤·買買提玉素甫，艾爾肯·熱合曼，等.遺傳學綜合性實驗課教學改革初探[J].教育教學論壇，2013（33）：47-48.

[4]馬云，等.地方院校“遺傳學實驗”教學改革與創新型人才培養[J].新鄉學院學報：自然科學版，2012，29（4）：378.

[5]馮海，等.在生物化學實驗教學中發揮學生主體性的教學策略[J].湖北師范學院學報：自然科學版，2013，33（3）：94-97.

[6]郭善利，劉林德.遺傳學實驗教程[M].北京：科學出版社，2005.

[7]邱秀芳.高校和諧師生關系的構建策略[J].教育探索，

2012（1）：126-128.

[8]鄭潔，陳瑩.我國高校青年教師勝任力發展的困境與提升路徑[J].現代教育管理，2013（6）：82-86.