生物遗传学知识范文

摘要：为培养学生的创新能力、激发学习兴趣，利用重演实验过程的视频教学方法，制作总时长为24分13秒的实验视频，详细介绍了植物基因组DNA提取；目的DNA的分离、纯化；DNA体外重组和阳性克隆检测及测序分析。通过课堂讨论与实验结果分析，引入最新研究技术，帮助学生理解和掌握遗传学中基因的概念和基因工程章节的基本理论，丰富学生的知识，拓展学生的思维，培养学生解决科学问题的研究技能，探索实验视频在农学类专业遗传学教学中的应用。

关键词：《遗传学》；实验视频；基因工程

建立研究型大学如今已经成为国内综合性大学的办学目标，这集中体现了高等教育中科研与教学相互依赖、相互促进的关系[1]。众所周知，培养研究型创新人才是研究型大学的教学目标之一，但对于《遗传学》这类教学内容复杂，专业性和实践性强的学科如何进行教学与科研的互动，并进一步培养学生的创新能力还处于探索阶段[1-6]。《遗传学》是实践性、应用性很强的学科，绝大部分知识点都是通过实验获得。同时，遗传学与生物化学、微生物学、细胞生物学、数学及计算机科学等学科相互交叉渗透，但可供理论教学的课时数有限，涉及概念多且相对抽象，缺乏感性认识，难以理解。近年来，随着生命科学研究领域的飞速发展，现代遗传学的教学重点已从经典遗传学逐渐转到基因的分子结构与功能分析以及基因组学[7]。因此，在将遗传学理论教学向教学科研结合转变的实践中，为了进一步启发学生的思维，提高学生对科学研究的兴趣，培养学生的实践动手能力，课程组结合教师的科研工作，因地制宜，以《遗传学》[8]课程中涉及《分子生物学》和《基因工程》的相关内容为出发点，制作了总时长为24分13秒的实验视频。视频涵盖了植物基因组DNA提取→目的DNA（基因）的分离、纯化→目的DNA和载体的连接及转化→阳性克隆检测及测序分析→质粒DNA提取和酶切→拟南芥遗传转化，共6个内容上相互关联但又相对独立的教学内容，视频引导学生在真实的情景中感受、体验对遗传物质及基因所做的相关研究，通过获取直接经验来加深对基本概念的认识和所学知识的理解与消化。结合学生实际观看视频的心得体会，文章对该教学视频的主要内容、特点及在教学实践中对学生的引导、启发进行了概述和总结，并通过视频播放的效果评价，探讨了重演实验过程的视频教学方法在农学专业《遗传学》及相关课程中的应用问题。

夜上海论坛 一、视频主要内容与特点简介

夜上海论坛 1.植物基因组DNA提取和检测。视频采用植物基因组DNA大量提取法，通过文字独白和实验展示的形式介绍了植物基因组DNA大量提取的过程和原理。在DNA提取中以近距离展示了50ml离心管中DNA在-20℃100%乙醇中析出时团起的场景，并将白色絮状的DNA用移液器枪头勾出，清晰地将遗传物质——DNA展示给学生。基因组总DNA的检测和浓度测定结果由琼脂糖凝胶电泳法和微量核酸蛋白测定仪共同完成。

2.目的DN段的获得和纯化。获得目的DNA是基因工程的第一步，常用的方法有聚合酶链式反应（Polymerasechainreaction，PCR）法、化学合成法、cD-NA文库法等。其中PCR法是DNA扩增技术的主要手段之一。扩增的目的DNA通过电泳分离后，可以进行片段回收和纯化。该视频以特异引物PCR为主，详细介绍了目的DN段获得的各个操作环节，将PCR技术的全过程展示给了学生。在目的DN段纯化中，对紫外灯照射下可以观察到的橘红色条带给予特写镜头，并将DNA纯化结果用琼脂糖凝胶电泳图片显示出来，使学生能身临其境地感受目的DNA条带的切割和后续使用试剂盒对切割条带进行纯化的全过程。

夜上海论坛 3.目的DNA和载体的连接及大肠杆菌的转化实验。纯化后的目的DN段，需要选择适当的克隆质粒载体，进行DN段与载体间的体外连接，获得重组DNA分子。经转化的重组DNA可以进入到相应的宿主菌中，用于对目的基因的扩增和表达，还可用于基因的序列分析和转基因等相关研究。视频对重组DNA分子的感受态细胞转化进行了重点拍摄。内容包括超净工作台的使用，固体LB培养基上菌液涂布实验及蓝白斑筛选。播放内容一气呵成，全面展示了重组DNA分子遗传转化的基本实验过程和相关细节，具有重要的演示和示范作用，通过实验过程的细致讲解及演示，帮助学生理解实际的基因操作技术和基因工程的核心理论。

夜上海论坛 4.重组DNA分子的筛选和测序。重组DNA分子可以在蛋白质水平和基因水平进行鉴定，蛋白质水平鉴定有插入失活双抗生素对照筛选和插入失活LacZ基因的蓝白斑筛选等；基因水平的鉴定有PCR鉴定、酶切鉴定、核酸杂交和基因序列分析等。视频四是在视频三蓝白斑筛选的基础上进行阳性克隆的PCR检测和基因序列分析，并将转化子的琼脂糖凝胶电泳检测和阳性克隆测序结果展示为图1。图中具体显示了转化子阳性克隆和假阳性的琼脂糖凝胶电泳检测结果，结合阳性克隆菌液的DNA测序结果，可进一步分析重组DNA分子的基因序列。视频四中介绍了目前基因及基因组学研究的前沿技术———DNA测序技术。该技术长期以来一直是基因分析相关研究中最常用的技术手段之一。测序技术在人类基因组计划、微生物基因组测序、转录组分析、单核苷酸多态性分析及基因组学中的广泛应用，不但使该技术自身得到了快速、深入的发展，也最大限度地促进了其他生物学领域的研究和发展。

1教学内容精选与优化。

遗传学因为是基础学科，所以有一部分内容是属于其他学科交叉内容，那么在这些内容的教学方面可以将其进行精选，挑重点讲述，而对于遗传学中较难理解的教学内容，则选择优化教学方法，在授课的表述方面进行改进。也要注意补充一些遗传学最新发展的内容，让同学们了解遗传学的发展动向，激发学生的学习兴趣。同学们将会对自己所学习的方向有一定的认识，为今后选择个人研究方向奠定基础。

2多种授课方式相结合。

夜上海论坛 2.1多媒体教学与传统板书教学相结合。目前很多课程都倾向于多媒体教学，多媒体教学有着形式灵活多变，直观形象的有点，但是展示信息时常常速度过快让学生很难抓住重点，复习也很困难。而传统的板书教学虽然展示的信息量小，但却具有条理性，学生容易抓住要点。所以我们必须将传统的板书教学与多媒体教学结合起来，让这两种方法互相弥补。

2.2适当的采用PBL教学方法。对于教师来说，在基础学科上使用PBL教学方法是有着一定的难度的。特别是具有大量推理计算工作的遗传学教学。但是对于某些章节来说还是可以尝试采用PBL教学方法。比如在讲解生物进化章节的时候，完全可以先给学生一个有关进化的例子，再让学生回顾前几章所学的知识来提出自己的想法。这样可以提高学生对于遗传学学习的兴趣，有能够培养他们用遗传学的思想来思考问题，进一步检验了学生的学习情况。

夜上海论坛 3加强实验教学的改革。

夜上海论坛 3.1增加综合性试验比例。目前高校所开展的学生实验基本上都是验证性实验，都是老师先做好了，再讲给学生听，学生根据老师所讲的再做，其结果是每个人的结论都相同。这些验证性的实验项目过多，实验结果在未做之前就已经知道，学生做与不做都已经知道了实验的结果，实验过程不能调动学生的积极性、创造性，不利于学生的思考和发现。因此，我们在保留经典的验证性实验的基础上，增开了设计性、综合性实验。由老师指定一个实验课题，由学生自己去设计实验方案，充分调动学生们自己的主观能动性，同时教师在某些环节上进行指导，这样可以提高学生兴趣，培养学生独立分析问题与解决问题的能力。

3.2与其他学科一起开设实验教学。遗传学实验除了经典遗传学实验项目和细胞学实验项目外还设计到分子生物学实验。由于分子生物学也是生物技术专业的必修科目，所以在设计实验方面可以综合设计。这样避免了开课的重复性，又能够让学生掌握技术，提高学生对科学研究的兴趣。

摘要:“翻转课堂”从2007年发展至今，已经引发了全球范围内的教学改革热潮，在很多学科中应用实践并且教学成果显著。遗传学作为生命科学专业中十分重要的一门理论学科，因其内容的系统性和严谨性，以及生命科学近年的快速发展，传统教学存在课时安排与教学内容冲突、学生学习积极性不高、考核评价方式单一等问题。引入翻转课堂，通过制作多媒体微视频、建立网络教学平台、课内小组汇报和随堂测验等环节，提高遗传学的教学质量。

关键词:翻转课堂;农学;遗传学

自20世纪末以来，在以互联网为代表的信息技术的推动下，人类社会日益进入信息时代。翻转课堂就是在此背景下应运产生的一种教学理念，起源于美国林地公园的两名化学教师利用录屏软件录制上课内容并上传至网络，帮学生补课。2009年可汗学院成立，它免费提供的优质教学资源极大地推动了翻转课堂的普及。2011年“MOOCs”(慕课)的井喷式发展，使翻转课堂课前的教学内容和教学形式都发生了很大的变化。MOOCs通过在课程视频中穿插提问、随堂测验和开展专题讨论等，增强了学习者的交流、互动和反馈，有着普通教学视频无法比拟的学习效果。其实，单向传授的教学视频并非翻转课堂的重点，教师与学生之间、学生与学生之间的交流和互动才是最应关注的地方，因为这些有利于发展学生的深层次认知能力［1］。遗传学是生命科学专业中一门十分重要的理论学科，主要探索生命起源和生物进化的机理。从纵向发展来看，遗传学不断向深层次发展，遗传学逐步从个体向细胞、细胞核、染色体、基因层层深入;从横向上来看，逐步向生物学的各个分支学科渗透，细胞生物学、生物化学、微生物学、分子生物学等几乎所有的生物学科都可与遗传学形成交叉和渗透［2］。作为高校一门开设历史较长的课程，其教学在长期的实践过程中积累了丰富的成果和经验。但随着教学内容、教学环境和形式的转变，传统的教学过程、教学方式和方法面临着严峻挑战，教学改革和创新成为必然［3］。然而迄今为止，翻转课堂教学在农学本科遗传学课程的教学实践方面未得到应用。结合遗传学多年的教学经验，笔者认为现阶段遗传学的教学方法应在传统教学的基础上开拓新思路，探索翻转课堂教学，实施最佳教学方案。

一、遗传学课程教学存在的问题

夜上海论坛 遗传学是农学类专业的基础课，在本科生教学计划中占有十分重要的地位。但是由于学科本身的严谨性及理论的系统性，再加上新知识点和新发现不断涌现，致使目前授课过程中，课时安排不合理、学生积极性不高等问题比较突出。

(一)课时安排与教学内容相冲突遗传学课程在实际教学过程中内容多、难度大、课时不足，尤其是随着分子遗传学的迅速发展，新的知识点和新发现不断涌现，教师需要花费大量时间讲解新知识和新热点，以实现教学与实践的结合，培养具有先进遗传学知识的人才，但是这样势必会增加授课压力，对一些需要精讲的部分也会感到时间紧张。遗传学教学内容多而杂，与细胞生物学、基因工程等学科交叉渗透［4］，所以教师应在有限的课时条件下，优化课程安排，梳理好该课程的侧重点，避免课程之间的相互重复。

夜上海论坛 (二)学生的学习积极性不高遗传学作为复杂抽象的学科之一，内容多且艰涩难懂，需要缜密推理才能够掌握，所以学生在学习之前很容易产生畏惧心理。由于班级人数众多和传统的教学形式，教师不可能及时疏通每一位学生的畏难情绪。困难和疑问的积累，导致学生失去学习的兴趣和积极性。再加上课时限制问题，教师为了完成教学内容，会增加授课讲述的时间，师生和学生之间的交流互动时间则随之减少，学生完全被动的接受知识，致使学习积极性不高。

夜上海论坛 (三)考核与评价方式单一在传统教育模式下，考核方式主要是试卷考题，由于其具有效率高、易于操作和相对公平等优势，至今仍是许多遗传学教育工作者所用的考核方式，用试题来检验学生的掌握水平。在这种考核评价模式下，学生通过死记硬背可以暂时应付考试，但是考后甚至连基本概念都记不起，对遗传学基本理论的理解和应用遗传学知识解释问题的能力更是无从谈起。所以传统的考核模式无法了解学生的真实情况，也会对学生的发展起到限制作用。

作者：张宝华单位：山西大同大学朔州师范分校

夜上海论坛 渗透生物前沿知识，充实学生的科学知识。

在课堂上，适时介绍一些生物学的新成果、新进展，不仅能够吸引和激发学生学习生物学的热情，而且有助于加强学生对现代生物知识的了解、丰富学生的科技知识。例如，1990年一位患有“先天性重症联合免疫缺陷综合征”的4岁小女孩，在美国接受了世界上第一例临床基因治疗，科学家从其体内取出白细胞转入正常基因，再重新输入体内，经2年的持续治疗，她最终恢复了健康。之后，基因治疗作为一项全新的疾病治疗手段迅速发展，然而，失败也接踵而至。目前，绝大多数基因疗法的效果并不尽如人意，基因治疗无论从技术上还是伦理学上，都面临许多问题和挑战，还有待进一步发展和完善。由此，学生对基因治疗就有更深入、科学的了解。另外，简单介绍“国际人类蛋白质组计划”、“组装细胞”和“干细胞研究”等课题的研究，将进一步加深学生对这门课程的主观认识。

重视生物科学史教育

新版生物课本中增加了许多资料分析、科学前沿、科学家的故事等版块，在这些版块中，不仅记载了一些生物知识的形成过程，而且体现出科学家认真、实事求是、坚持不懈的科学态度和灵活多样的科学方法，是十分宝贵的教育资源，尤其是对学生进行生物科学素养教育的良好素材。例如，孟德尔对生物的遗传现象有浓厚兴趣，他选取豌豆做实验材料进行8年的杂交实验，并应用统计学方法对实验结果进行分析，提出假说并反复论证，最终成功揭示了遗传学的分离定律和自由组合定律。通过这些介绍，教育学生不畏艰难、坚持不懈、反复论证的科学态度。

夜上海论坛 再如，遗传学奠基人摩尔根用果蝇作实验材料做了大量实验，一次偶然，在众多红眼果蝇中发现一只白眼果蝇，认真、严谨的钻研习惯，使他没有轻易放过这件小事，而是继续研究，最终发现了遗传学的第三定律，并证明基因在染色体上呈线性排列，为现代遗传学奠定了细胞学基础。由此，可让学生学习他们细致观察、大胆假设、严格求证的科学方法。

另外，教材中“DNA是遗传物质的实验”、“酶的发现”、“生长素的发现”等史例，通过对一些经典实验和逻辑分析的再现，还原了这些生物学概念、原理的来龙去脉，从而帮助学生准确、牢固地掌握新知识，并从中学习科学家的创造性思维方式。而1990年正式启动的人类基因组计划由美国、英国、德国、日本、法国和中国共同承担完成，这是科学界合作的典范，科学无国界，将深刻启发学生发扬合作精神，逐步形成科学的世界观。

夜上海论坛 提高实验动手能力，注重理论联系实际

《遗传杂志》2015年第十二期

摘要:

夜上海论坛 遗传漂变是《遗传学》教学的难点之一，因其涉及随机性和概率，特别容易引起误解。定义中的抽样误差常被误解为遗传漂变是由于“抽样”这一研究方法干扰才导致基因频率的随机变化。本文首先对国内外《遗传学》教材中的遗传漂变定义进行了分析比较，发现“抽样误差”的定义最为各教材普遍采用，但只有少数教材对“抽样误差”概念进行了正确的解释，多数未作进一步的说明。文章介绍了遗传漂变的研究历史，亦即Wright、Fisher和Kimura等学者对遗传漂变研究的贡献。进而，特别介绍了近年来国外关于本科生遗传漂变教学的两篇代表性教学研究论文，指出本科生在学习过程中容易出现错误理解是难以避免的现象，对此也提供了初步的解决办法。作者最后结合自己的教学实践，提出本科生教学中遗传漂变仍然采用含有抽样误差概念的定义，只是需要对抽样误差做进一步的解释，指出抽样误差是等位基因世代传递过程中存在的、配子间的随机结合,“相当于”对整个参与交配的配子库中的配子进行的一次随机抽样，而与一般遗传学研究中的人为抽样行为无关。相信本文会对遗传学教学有所帮助。

关键词:

遗传漂变;抽样误差;群体；等位基因频率

随着我国高等教育的发展，本科生教学受到越来越多的重视。遗传学教学内容和方法的进展报道不断涌现[1~3]，一些在更深层次上对基本概念的解析也持续受到关注[4]，呈现出蓬勃的发展势头。这其中，释疑解惑这一教师的基本职责一直激励着同行学者对教学提高的执着。笔者在《遗传学》教学中发现，教材中的遗传漂变概念常令学生费解。以戴灼华、王亚馥和粟翼玟主编的遗传学教材为例，关于遗传漂变的定义是这样描述的：由于抽样的随机误差所造成的基因频率在小群体中的随机波动，称为随机的遗传漂变(Randomgeneticdrift)[5]。随机的遗传漂变简称遗传漂变。该定义中的“抽样的随机误差”在其他版本的教材中也有出现，有的冠以“取样误差”，有的则以“随机抽样”、“抽样误差”和“遗传抽样”等形式出现（表1）。多数教材关于定义中提及的“抽样”概念并没有进行深入的解释和分析，因此很容易给初学者造成“遗传漂变现象是由于抽样导致的”印象。而抽样的概念给人的直接印象就是对研究样本进行随机抽取选择的过程，是生物学研究的具体方法。“难道基因频率的随机波动是由于研究工作者的研究行为（抽样）干扰所致？”，这是最容易引发的疑问。笔者比较了国内外、不同类型高等院校使用的几种不同版本的遗传学教材，发现普遍存在这一问题。故撰写此文，试图对此做一探讨。

1国内外教材对遗传漂变概念的定义

表1列举了国内外广泛选用的12种《遗传学》教材，其中选取了国内高等教育出版社、人民卫生出版社和科学出版社出版的9种中文教材，还选取了分属W.H.Freeman、McGraw-Hill和JohnWiley&Sons这3个国外出版社的3种英文教材。其中的中文教材又分属于普通高校[5~7]、医学院校[8~10]、师范院校[11]和农林院校[12,13]类教材。由表1可见，在12本中外教材中，抽样的概念在定义中出现了7次。可见，定义中涉及抽样概念的现象具有相当的普遍性,但是大部分教材均未对抽样概念作进一步的解释，给充分和正确理解遗传漂变概念制造了不必要的障碍。表1中只有1次对抽样的概念进行了进一步的描述，即徐钢标主编的《植物群体遗传学》，编者对抽样是这样描述的：现实植物群体可看成是来自某个理想群体的一个随机样本。如果不考虑选择、迁移和突变等进化因子影响，群体中等位基因从一个世代传递到下一个世代，类似于从亲本群体形成的潜在无限大配子库中一次随机抽样，这个过程称为遗传抽样[13]。书中特别强调群体等位基因的传递是“类似于”对配子库的“随机抽样”，这样也就诠释了抽样这一概念在此处是“类似于”而非一般理解的概念。从该教材可以推知，其他几种教材中提及的抽样概念，也应该是指等位基因代间传递过程中存在的、配子间的随机结合，“相当于”对整个参与交配的配子库中的配子进行的一次随机抽样，而与一般的遗传学研究中的人为抽样行为无关。除表1所列本科教材外，一些教学辅导书和研究专著对此问题也有论及。比如，由科学出版社出版的生命科学辅导丛书、名师点拨系列的《遗传学》（梁前进主编）分册对此概念是这样描述的：个体数有限的群体在世代遗传过程中，其等位基因仅仅受机会的原因而向后代传递，则群体中等位基因的频率将随机波动增减，这一现象叫遗传漂变。遗传漂变的结果，最终可使某些等位基因在群体中消失，或取代其他等位基因而固定下来[17]。该辅导书对遗传漂变的解释就没有涉及抽样的概念。而另一本群体遗传和进化方面的专著，《群体遗传学、进化与熵》则对遗传漂变所涉及的抽样概念有较为深入的论述[18]。作者袁志发写道：生物的有性繁殖过程，本质上是配偶或配子的抽样过程。因而，有限群体中的基因频率，在传代过程中会受抽样误差影响而发生随机变化，其变化方向是不可预测的，在群体遗传学中称为随机遗传漂变，是一种离散作用（Dispersiveprocess）。研究随机遗传漂变的数学模型是1931年SewallWright提出的Wright模型[19]。因此，遗传漂变也叫莱特效应（Wrighteffect）。这是一个分析有限群体中基因频率随世代随机变化的数学模型，这个模型所描述的随机遗传漂变过程或离散过程可以看作一个抽样过程。可见，抽样误差这个概念引入遗传漂变概念中，是源于其数学模型的描述，因此在保留和使用上要格外注意，以免引起误解。那么，为什么有的教材在定义中提及了抽样的概念，而有些教材却没有涉及呢？这就需要从遗传漂变概念的缘头去探寻。

遗传学实验是全国综合性大学、师范、医学或农科大学中生物科学、生物技术、农学、医学类等专业一门重要的专业基础课实验［1］。遗传学本身是一门实验性很强的学科，现代分子遗传学的迅速发展使得遗传学课程的相关内容也随之发展迅速，教科书内容更新扩充明显，给遗传学实验的教学带来了很大的挑战，对实验内容的设置、教学方法及形式等也提出了更高的要求，因此，遗传学实验课的教学改革势在必行。不少教师与时俱进，在遗传学实验教学中进行了大量的改革研究，取得了较好的研究成果。在此结合我校的实际情况，探讨多方位遗传学实验教学改革的措施。

1在教学中发现的问题

遗传学实验是我校生物技术专业的重要基础课，是遗传学理论教学的延伸和重要补充，是理论与实践相结合的教学过程，担负着培养学生实验技能的任务［8］。在长期的教学和与同行的交流中发现，在我国长期的高等教育模式下，遗传学实验课教学存在诸多弊端，极不适应学科本身的发展需要。具体表现在:

1．1实验教学对理论教学的比重偏小长期以来，遗传学实验课的内容、进度都要服从理论课的教学进展，实验教学视为课堂教学内容的验证和加深，忽视了实验课是培养学生发现—分析—解决问题能力的重要环节，是培养学生创新能力的重要环节。近年来，随着遗传学的迅速发展，教材内容越来越丰富，信息量越来越大，而总课时数却没有增长甚至处于压缩状态，使得教学内容和时间上存在较大矛盾，为了完成教材内容的完整讲授，教师不得不减少实验课的课时数，目前遗传学的总课时量多为72—80学时，理论教学的课时量多为48学时，实验课的课时量一般为24—32学时。

1．2实验内容陈旧，验证性实验比重过大由于教学理念的滞后和长期对实验教学的重视不够等原因，所开设的遗传学实验内容不合理。染色体操作为代表的经典遗传实验内容与分子及群体遗传实验脱节。有关有丝分裂、减数分裂、孟德尔遗传规律、伴性遗传规律等经典实验比重过大。内容单一具体的验证性实验多，综合性、设计性和创新性实验少，缺乏创造性，不利于学生创新能力的培养。另外，遗传学实验中分子遗传学方面的实验内容过少，与遗传学的发展严重脱节。

1．3受课时限制，学生无法完成实验周期长的实验一些实验由于实验周期长，只能由实验员和学生共同完成，经常发生学生对于实验内容一知半解的现象。例如植物有丝分裂过程中染色体行为的观察，材料的预处理、固定和解离需要一上午的时间，由于课时限制，这部分实验往往由实验员老师完成，学生则从切取分生组织薄片开始进行染色、压片和显微镜观察。学生往往对材料的处理理解不深刻，在分析实验结果时对预处理、固定和解离的影响分析不足。

1．4教学手段和考评形式单一遗传学实验课的教学仍然沿用教师先讲解、学生按实验指导书操作的模式，考评则主要以实验报告的成绩为依据，而实验报告的抄袭情况日益严重，不足以衡量学生实验完成的水平。

夜上海论坛 2理清思路，多方位教学改革

夜上海论坛摘要：本文分析了医学院校细胞生物学与遗传学实验教学中存在的不足，并从实验准备视角提出开放实验准备教学、优化实验教学内容、提高实验技术人员素质三方面的改革措施。实践证明，实验教学改革能调动学生参与科学研究的积极性，增强学生的动手能力，提升学生的科研素质和创新精神。

关键词：实验准备；细胞生物学；遗传学；教学改革

一、引言

细胞生物学和遗传学是现代生命科学的前沿学科，也是医学院校重要的专业基础课程。细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，而遗传学则从细胞分子水平揭示遗传与变异的本质，两者都是实践性很强的学科，其实验技术的掌握是医学生必备的基本技能。生物技术学院根据实际情况，开设了医学细胞生物学和遗传学实验两部分内容。笔者就“十三五”期间我院紧紧围绕培养高素质应用型生物技术骨干人才的培养目标定位，以社会需求为导向，以素质教育为基础，以能力培养为核心，深化教育教学改革，创新人才培养模式，认真分析了细胞生物学与遗传学实验教学的现状和特点，从实验准备视角提出几点体会，对原有的实验教学体系进行改进，做出有益的探索和尝试，以期培养出高素质专业型医学人才。

二、从实验准备视角提出实验教学改革措施

夜上海论坛 （一）开展开放式实验准备教学中山大学国家级生物实验教学示范中心提出“细胞生物学与遗传学实验”创建的“开放式、研究性”实验教学理念与模式，对本科生能力的培养具有重要的作用[1]。笔者就开展开放式实验准备教学进行探索。实验员的人力和能力资源增长幅度相对较小，这就造成实验准备工作量大和实验员资源不足之间的矛盾[2]。开放实验准备环节既解决了实验室人力资源不足的问题，培养学生的实验素质，又与学生教学相长，提高实验室的使用效率和实验员业务水平。随着学校招生规模的扩大，在校高职生、本科生、研究生、留学生的数量增幅很大，受实验教学学时限制，实验前的准备工作，如实验材料的准备、玻璃器皿的清洗、试剂的配制、预实验等都是由实验员来做，学生实际做的只是实验内容的一部分。学生上课只需要简单的操作和观察，看到的仅仅是实验结果，难以学到完整的“实验”，无法对实验结果的成败原因进行分析讨论，更无法对整个实验过程和内容做出全面掌握。在实验员的监督指导下开放实验准备教学，让学生参与实验准备内容，很有必要。医学细胞生物学的大部分实验需要在显微镜下观察细胞的形态、结构，并配制好各种试剂，如擦镜液、固定液、秋水仙素溶液、环磷酰胺溶液等。这些试剂对人体有一定的毒害，在此过程中可教给学生如何做好防护措施；染液如吉姆萨染液、甲基绿-派洛宁混合染液、改良苯酚品红染液等的配制质量，直接关系到细胞染色的效果。学生可在参与实验准备过程中，不断摸索最佳配制条件和环境。而且，细胞生物学会用到各种实验动物操作技术，如鸡的静脉采血、兔子的心脏取血、小白鼠的注射等，学生通过自己动手能掌握这些操作技巧。遗传学实验如人类染色体制备实验，学生参与正式实验前期的采血、细胞无菌培养及终止培养前的秋水仙素处理，能形成较强的无菌观念和高精确度配制试剂浓度的科学态度；人类染色体的制备、DNA指纹的遗传分析和生物性别决定的遗传分析等实验，从前期的试剂配制、材料培养及预处理等准备工作大约需要一周时间，让学生全程参与可以学到完整的“实验”；果蝇的保种和传代需要长年累月的坚持，开展开放式实验准备教学，让学生自主、有组织、有步骤地参与配制培养基、恒温培养、传代等过程，更多地了解果蝇的生活习性和生长特性，从而对其杂交实验起到很好的铺垫作用，也有助于培养学生吃苦耐劳的素质、一丝不苟的认真态度和敬业精神。严格要求学生做好实验准备工作，能强化其专业技能，保证实验的成功率。本着自愿原则组织学生参与实验准备，比以往只按照实验教材进行部分实验操作，更有助于促进师生的沟通与交流，提高学生实验的积极性和主动性，提高实验教学质量和水平。通过改革，学生的创新能力和竞争力有所提高，为毕业后从事教育教学及科研工作奠定坚实基础。

（二）优化《医学细胞生物学和遗传学》实验课内容细胞生物学、细胞遗传学与细胞工程实验有交叉和重复，对实验课内容进行重组和优化，删除或更新过时的项目，合并简单且步骤相似的验证性实验内容。例如，《医学细胞生物学》删除了“细胞的原代培养”、“传代细胞的培养和观察”，增加了设计性实验“细胞凋亡的诱导及形态学检测”、“应用细胞融合技术制备染色体提前凝集标本”，从验证性向探索性发展，激发学生的研究兴趣和主动性，提升学生的创新思维和分析解决问题的能力。近年来，我校《遗传学》改革向着综合性大实验和学生独立操作的方向推进。综合设计性实验如果蝇杂交试验，在教师的指导下根据学生设计的实验方案，以小组为单位，以果蝇作为模式生物，结合大学生创新实验进行。实验结果要求按照生物技术本科毕业论文的格式撰写；增加综合性实验“微核制片技术及其应用”、“DNA指纹的遗传分析”，在“植物细胞有丝分裂及染色体行为的观察”实验的基础上开设“植物多倍体的诱发和鉴定”这一综合性实验，把学生分成若干实验小组，提前10天将实验材料发给各小组进行诱发实验，由学生自行准备，设置变量，实验课上进行制片、观察、分析。学生能够学到经典杂交、细胞遗传学和分子遗传学三个层次的基本操作，将综合性、设计性的理念贯穿到试验的各个环节，独立安排实验进程，配置试剂溶液，操作实验过程。教师和实验员只负责答疑和对实验结果的把关，有效地培养学生的科研素质和实践创新能力。

（三）加强实验技术人员队伍综合素质建设过去，实验技术人员从事的是简单地进行管理以及学生实验前简单的体力劳动和重复准备工作，是培养学生实验素质的“局外人”。随着高校教育改革的不断深入，教师、学生科研能力的不断提高及实验室不断向学生开放等，对实验技术人员的综合素质提出更高的要求。

摘要

夜上海论坛 遗传学是一门重要的专业基础课程，相应的理论性较强，应用范围比较广，因此提高遗传学课堂教学效果具有十分重要的现实意义，不仅能够提高遗传学课堂教学效果，还能够培养学生综合素质。本文将就有效提高遗传学课堂教学效果的策略进行探究，针对目前遗传学课堂教学中存在的问题进行分析，并针对这些问题提出相应的策略，以期能够实现调动学生学习积极性的目的，最终实现教学效果和教学质量齐提高。

关键词

夜上海论坛 提高；遗传学；教学效果；策略

1提高遗传学教学效果的意义

1.1激发学生学习兴趣，提高注意力激发学生学习的兴趣是促进学生学习的内部动力，教师的教学过程与学生的学习过程是否顺利都取决于学生学习的积极性和兴趣。而“遗传学”作为专业基础课程，在教材中各章节的内容也往往侧重于理论知识的研究，教师在讲授过程中又缺乏相应的教学手段势必会令学生感到乏味、枯燥，进而产生厌学情绪。因此提高遗传学课堂教学效果，在课堂之中结合遗传学历史故事，将这些抽象的理论以故事的形式呈现，能够激发学生的学习兴趣，进而提高他们在课堂之中的注意力，而且也活跃了课堂气氛。其次在进行遗传学教学时可以联系学生的实际，利用贴近他们生活的例子去激发学习热情，如讲孟德尔遗传时就可以使用故事的方式介绍其生平及历史背景，激发学生学习兴趣的同时，还能够激发他们的学习热情，为进一步的学习打下坚实的基础。

夜上海论坛 1.2激发学生主动观察，培养发现问题能力同样的问题对于不同人而言也具有不同的表征，因为人与人之间存在着差异，而遗传学的教材内容往往是注重提出问题，然后阐述问题，进而使学生得出结论，这种教学内容在一定程度上也阻碍了学生的观察能力。而提高遗传学教学效果能够激发学生进行主动观察，对遗传学中的现象和规律进行充分挖掘，为教师正确引导学生完成主动观察、主动寻找问题奠定坚实的基础，学生通过观察问题也提高了他们的主动性和积极性，进而能够培养学生发现问题的能力和专业素质。如讲解常染色体隐性遗传病时，利用多媒体课件播放案例，病例全身皮肤粉白色，毛发白色，瞳孔红色，虹膜呈透明色，对光敏感，进而引发学生主动观察病例，并能够通过观察发现问题，再结合教师的讲解掌握染色体缺失类型、形成等，最终实现调动课堂气氛的目的，使学生由被动学习向主动参与和探索转变，进而产生满足对知识求知欲。

1.3调动学生自主思考，培养创造性思维力创造性思维在一定程度上体现了学生对于知识的理解程度，同时还将对学生今后的学习起到非常重要的促进作用。提高遗传学课堂教学效果能够调动学生自主思考，在既有知识概念的基础上，进行创造性思考，形成自己独有的意识形态，这对于学生的发展至关重要。如介绍“海豹肢婴儿事件”时，传统的课堂教学中只是将其作为表型模写现象的案例进行介绍，这样给学生留下的印象既不深刻也不形象。如果利用多媒体技术就可以很好地完成教学目标，配以当时的图片、新闻报道等，不仅能够给学生以最直观的感官刺激，还能够加深印象，使他们明确知识不仅仅是课本上死记硬背的内容，也可以是活生生的知识，进而能够自主思考问题，提升他们的创造性思维力，进而提高教学质量和效果。