地方应用型本科院校遗传学实验教学改革探讨
韩伟 李均祥 陈瑞娇 陈珺霞
摘? 要 遗传学实验是生物类专业的一门基础实验课，对提高生物类专业学生的理论知识水平和实践技能发挥着重要的作用，是其他实验课不能替代的。如何提高遗传学实验的教学质量，是地方应用型本科院校实践教学改革一直探讨的问题。根据教学经验，从实验课程设置、考核方式、授课形式、实验准备、实验项目开设及加大实验室开放等方面进行探讨，为遗传学实验教学提供参考。
关键词 地方应用型本科院校;遗传学实验;教学改革;数码显微互动实验室;果蝇;实验室
中图分类号：G642.0? ? 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2020）14-0111-03
1 引言
遗传学是高等院校生命科学类专业的一门核心基础课，又是必修课程。遗传学实验是遗传学课程建设的重要部分。遗传学实验内容丰富，包含细胞遗传学实验、数量遗传学实验和分子遗传学实验等方面，既能丰富生物类专业学生的理论知识，又能提高实践技能。遗传学实验作为基础课程实验，在地方应用型本科院校，要通过提高遗传学实验教学质量，进而丰富学生的基础知识，提高实践能力及所学知识的应用能力，就应该探讨出一个合适的教学理念，建立一套行之有效的教学思想。探索对遗传学实验教学的改革显得尤其重要。本文根据实际教学经验，探讨地方高等院校提高遗传学实验教学的举措，为其他院校提供参考和借鉴。
2 重视实验教学，单独设课
韶关学院早在2011年就对遗传学实验单独设课，将遗传学实验和遗传学理论课分开，成为一门独立课程，32学时，1个学分。独立设课，重视遗传学实验教学，设置实验项目具有灵活性，可以根据课程需要、学科发展及人才培养的需要设置实验项目，充分提高学生的实践能力。
3 加强实验考核，采取多样化考核
遗传学实验与理论课考核分开，单独考核。实验课从出勤率占5%，参与实验的准备程度占5%，实验操作规范、认真和熟练程度占10%，平时实验报告书写是否规范占10%，实验考试占70%等多个方面进行考核。实验考试采取操作题、问答题或论文的形式（表1）。针对实验课程编制课程标准，安排合理的项目，制定单独的课程考核办法。
4 采用先进教学手段进行实验授课
早期实验授课方式采用板书进行实验教学，关键的实验细节和实验现象无法提供给学生，学生对实验结果和现象没有形象感，实验出现的问题不容易解释，接受能力较弱。如果蝇的唾腺，只能通过教师描述，不能形象地展现在学生面前。教学手段比较古板，教学设备落后。
1）采用现代教育技术手段进行教学。授课教师可以将学生预计要观察的实验结果，通常是往届学生做得比较好的实验结果提前给展示出来，使学生有一个很清晰的意向，能够根据提示，查找自己的实验出现的问题，及时纠正和解决，达到理想的实验结果。
2）利用现代教学设备观察实验结果。以往用普通的光学显微镜观察实验现象，没有拍照系统，学生的实验结果不能很好地保存。近几年利用数码显微互动实验室进行授课，提高了学生的观察能力。数码互动显微镜在遗传学实验教学中有较好的应用，已有不少的文献报道[1-3]。数码互动显微镜实验室有教学软件、拍照系统，上传实验结果及实验教师的同步观察，增加了师生之间的交流。特别是细胞遗传学实验，需用显微镜观察实验结果，明显地提高了实验的教学质量，如减数分裂、多倍体观察、唾腺染色体等实验教学效果良好。
3）利用网络资源，使学生自主学习和协作学习，如了解实验原理、设计实验方案、分析实验结果。利用微信群，开展实验教学效果监控、实验准备分工、实验问题解答。
5 重视实验准备，提高实验教学质量
以往实验课所有的实验材料和实验药品都是由实验教师提前准备好，上实验课时学生直接用。实验教师按部就班地讲解完实验细节后，学生按照实验步骤操作。实验课结束后，学生很快就会忘记实验细节，对于实验中存在的问题，很难进行结果分析，实验印象不深刻，同理论课学习一样容易忘记。经常发现学生临近毕业时不会配制试剂，教育实习时，做演示实验不会配制果蝇培养基、培养果蝇和区分雌雄。为了提高学生的动手能力，安排学生参与遗传学实验材料和药品的准备，主要是果蝇的培养和材料的处理。
实验材料需要提前采购? 如用于减数分裂实验的韭菜花，南方3—4月份需到菜市场购买，这时含苞未放的韭菜花可作为减数分裂实验合适的材料;或者采集大葱[4]、紫竹梅[5]、紫鸭跖草[6]、麦冬[7]等几种植物的花药。蝗虫可通过电商网平台购买，也可动员学生夏季或实习时捕抓。果蝇的采购，如春季开设遗传学实验，年前开始准备培养果蝇，放到培养箱里培养，年后才有足够的果蝇扩大繁殖。寒假期间更换培养基不方便，可把培养箱温度调低，温度调至16 ℃左右，可保持45天。温度设置为20～25 ℃，此环境下果蝇繁殖快，如不及时换培养基，果蝇繁殖太多，生存空间小，短时间内会导致果蝇存活率低。根尖多倍体的诱发，常用大蒜、洋葱或玉米的根尖作为材料。大蒜和洋葱很多地方为了便于存放，常促进其休眠，防止其长根和出芽，需要解决好不易生根的问题。
学生参与实验准备
1）实验活体材料的准备。
①果蝇培养基的准备。以往教师把果蝇培养基配制好，杂交实验时学生直接把果蝇放进培养基里就完成任务了。现在杂交实验所用的培养基由学生配制，学生自行分组，选出一个组长，实验教师对组长培训配制果蝇培养基和转接果蝇，然后组长教会每个组员，并安排好人员及时配制培养基。果蝇培养基采用麦麸、玉米粉培养基[8]。这样就使学生从被动做实验转为主動做实验。
②果蝇的培养。在每个果蝇杂交实验前三周将果蝇品系分给每个组，组长安排好每组配制培养基，扩大繁殖果蝇。大量繁殖果蝇需选择较大的容器，选用240 ml玻璃组培瓶，用棉塞塞住瓶口。
③雌雄蝇的鉴别。果蝇的生活史观察及雌雄蝇的鉴别实验，提前教会每个学生雌雄蝇的鉴别方法。各组取雌雄蝇用作杂交实验材料之前，实验教师召集组长讲解取雌雄蝇需要注意的问题，特别强调要在12 h之内分取，由组长安排好取雌雄蝇的人员及时间。
④实验材料的预处理。在实验人员指导下，按照实验项目的要求，查找资料，设计实验方案，主要包括细胞遗传学实验的实验材料、实验药品和实验步骤。经实验人员审核后，在实验人员的指导下独立完成实验材料的前期准备，然后在实验课堂上完成实验过程，观察和统计结果，写出实验报告（图1）。对于实验的要求，不再是简单地在课堂上做个实验得出个结果，重要的是学生参与了整个实验过程，学生对整个实验过程的实验方法熟练掌握，让学生自己在准备实验中发现问题和分析问题，寻求解决问题的方法和技术，培养学生的实践动手能力和解决问题的综合能力。如根尖诱导多倍体可以利用低温或秋水仙素处理的时间和浓度，让学生设计实验进行探讨。同时，实验教师也准备部分材料以备待用。
2）实验药品的准备。提前配制合适的试剂。遗传学实验所用的试剂相对较少，但个别试剂需要提前配制。如改良苯酚品红染色液，实验当中此染色液使用较多，一般配制好至少需要放置两周时间，效果方可达到。因此，一般在上学期末指导学生提前配制。
6 调整实验项目，实行模块化教学
实验类别相同的项目放到一起，进行模块化实验教学，使实验内容由单一的实验项目变为具有连贯性和系统性的实验项目。实验时间的安排上，争取一段时间里完成一个系统实验（表2）。如果蝇的生活史和形态性别观察，与果蝇的四个经典杂交实验放到一起进行教学。学生每准备和完成一个模块实验项目，对实验结果、不同的实验材料、不同的方法进行对比，能够系统地掌握这方面的实验内容，印象比较深刻，达到训练和提高实践技能的目的，从而达到提高实验教学质量。
7 做好实验室开放，满足学生准备实验的需要
遗传学实验所需的材料是鲜活材料，都需要提前准备。实验材料的准备前后持续时间较长，尤其是果蝇的传代培养、雌雄蝇的获取、三龄幼虫的获得、大蒜根尖和花药材料等，因此需要开放实验室完成。在实验教学期间，为了学生进出实验室方便，也是为了提高学生的实践动手能力和探索能力，遗传学实验室进行全天候开放，满足学生做实验的需要。此外，对实验中心的其他实验室采取预约开放的形式，为学生提供充分的条件和平台，完成实验教学的需要。■
参考文献
[1]赵丹.数码显微互动系统在遗传学实验教学中的应用：以人工诱发染色体畸变的观察为例[J].现代农村科技，
2019（2）：88-89.
[2]黄体冉，郭蓓，吕鹤书，等.数码显微互动系统在遗传学实验教学中的应用：以果蝇唾液腺染色体的制片技术和观察为例[J/OL].高校生物学教学研究（电子版），
2018（4）：50-54.
[3]陈红英，陈笑霞，黄燕.数码显微互动系统在遗传学实验教学中的应用[J/OL].高校生物学教学研究（电子版），
2018（2）：52-54.
[4]黄婷婷.“观察大葱花药减数分裂”的实验设计与实施[J].生物学通报，2019（1）：26-27，64.
[5]龚慧明.观察植物减数分裂的好材料：紫竹梅[J].生物学通报，2005（3）：51.
[6]周伯春，邓丽萍.减数分裂的好材料：紫鸭跖草[J].广州师院学报（自然科学版），2000（5）：89-91.
[7]潘新法.介绍一种观察植物细胞减数分裂材料：麦冬[J].生物学通报，1995（1）：34.
[8]王金發，戚康标，何炎明.遗传学综合实验教程[M].北京：科学出版社，2012：17.
