生物科學和生物技術本科生遺傳學實驗課程教學改革研究

劉振蘭 李靜 易繼財 沈榮鑫 陳超 周海

摘要 本文針對生物科學和生物技術專業(yè)本科生遺傳學實驗課程在課堂學時、教學內(nèi)容、教學資源、交流平臺、考核形式和開放性創(chuàng)新性實驗等方面的教學現(xiàn)狀進行分析，并提出相應的教學改革思路和措施。具體包括整合優(yōu)化課程內(nèi)容，開發(fā)新的實驗內(nèi)容；改革教學方法，搭建在線學習交流平臺；更新教學資源和教學設備；改進考核方式；改進開放性實驗運行方式，防范安全隱患；提升授課教師的專業(yè)素養(yǎng)。同時，對課程教學改革實踐效果進行分析。本研究可為其他本科生實驗類課程的教學改革提供參考。

關鍵詞 遺傳學實驗；生物科學；生物技術；農(nóng)學人才培養(yǎng)

中圖分類號 G642.3；S3-3? ?文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2024）10-0121-07

Teaching reform of Genetics experiment course for undergraduate students in

biological science and biotechnology majors

LIU Zhenlan? ? LI Jing? ? YI Jicai? ? SHEN Rongxin? ? CHEN Chao? ? ZHOU Hai

（College of Life Sciences， South China Agricultural University， Guangzhou 510642， China）

Abstract The current teaching situation of Genetics experimental courses for undergraduate students in biological science and biotechnology majors were analyzed in terms of classroom hours， teaching content， teaching resources， communication platforms， assessment forms， and open and innovative experiments， and proposes corresponding teaching reform ideas and measures. Specifically， it includes integrating and optimizing course content， developing new experimental content; reforming teaching methods and building an online learning and communication platform; updating teaching resources and equipment; improving assessment methods; improving the operation model of open experiments and preventing security risks; enhaning the professional competence of the teaching staff. At the same time， the practical effects of curriculum teaching reform were analyzed. This study could provide reference for the teaching reform of experimental courses for other undergraduate students.

Keywords Genetics experiments; biological science; biotechnology; cultivation of agricultural talents

遺傳學是一門研究生物遺傳和變異規(guī)律的學科，是生命科學的核心基礎理論學科之一，也是一門實踐性和應用性較強的學科[1]。遺傳學的發(fā)展以實驗發(fā)現(xiàn)為基礎，因此實驗教學是遺傳學課程教學的重要組成部分。通過實驗操作，可以培養(yǎng)學生的動手能力，對實驗結果進行分析可以使學生更好地理解和掌握遺傳學的理論知識，綜合性、開放性實驗可以全面提升學生分析問題和解決問題的能力。遺傳學作為高等院校生命科學及相關的農(nóng)林和醫(yī)學專業(yè)的主干課程之一，與生物化學、細胞生物學、分子生物學和基因工程等課程密切相關。因此，遺傳學實驗課程教學質(zhì)量對學生專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)和科研能力的訓練非常重要[1]。

為了滿足社會對復合型人才的需求，將生命科學學院與其他農(nóng)科專業(yè)區(qū)別開來，遺傳學理論和實驗課程由生命科學學院的教師講授，而實驗課則在基礎實驗與實踐訓練中心的遺傳學實驗室進行。該實驗室由原農(nóng)學院的師資力量建設而成，依托于遺傳學精品課程，可以滿足遺傳學多種實驗課教學需求[2]。自遺傳學課程開設以來，逐漸形成了專業(yè)的教學團隊，并在教學改革方面進行實踐：部分教師參編遺傳學實驗教材[3]，發(fā)表遺傳學理論教學教改論文[4]；根據(jù)細胞生物學實驗和基因工程實驗技術的課程內(nèi)容，將分子遺傳學實驗“大腸桿菌乳糖操縱子基因的表達調(diào)控”改為“果蠅唾腺染色體制備與觀察”實驗。在多年的遺傳學實驗課程教學實踐中，尚存部分需要改進的地方，其對教學質(zhì)量和教學效果產(chǎn)生了一定的影響，影響學生對遺傳學課程的學習興趣和調(diào)動其學習積極性、主動性。為提高本科生培養(yǎng)質(zhì)量，體現(xiàn)以學生為中心的教學理念，實施分類培養(yǎng)，以及滿足培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需要，對遺傳學實驗課程進行教學改革與優(yōu)化十分必要。

本文針對生物科學和生物技術專業(yè)本科生遺傳學實驗課程在課堂學時、教學內(nèi)容、教學資源、交流平臺、考核形式和開放性創(chuàng)新性實驗等方面的教學現(xiàn)狀進行分析，并提出相應的教學改革思路和措施。具體包括整合優(yōu)化課程內(nèi)容，開發(fā)新的實驗內(nèi)容；改革教學方法，搭建在線學習交流平臺；更新教學資源和教學設備；改進考核方式；改進開放性實驗運行方式，防范安全隱患；提升授課教師的專業(yè)素養(yǎng)。同時，對課程教學改革實踐效果進行分析。本研究可以為其他本科生實驗類課程的教學改革提供參考。

1 遺傳學實驗課程教學現(xiàn)狀分析

1.1 課堂學時方面

生命科學發(fā)展迅速，各學科門類越來越多，劃分越來越細。目前，高校生物科學和生物技術本科專業(yè)4年修讀的專業(yè)基礎課、專業(yè)必修課和專業(yè)選修課的門數(shù)有增加的趨勢，在學生培養(yǎng)計劃總學時有限的情況下，部分專業(yè)核心課程的學時可能存在不同程度的減少[1，5]。遺傳學課程作為生物科學和生物技術兩個本科專業(yè)的核心課程之一，目前包括48學時理論課和32學時實驗課，開設在大三第一學期，其中，實驗課每次4學時，通常整個課程安排8個實驗；在大三第二學期開設基因工程實驗技術課程。因此，目前遺傳學實驗課程暫未安排分子遺傳學方面的實驗內(nèi)容。與理論課內(nèi)容相對應，結合學校的實際情況，遺傳學實驗課程設置8個實驗，主要涉及遺傳學基礎實驗和遺傳規(guī)律驗證的內(nèi)容，包括洋蔥根尖細胞有絲分裂觀察、玉米花粉母細胞減數(shù)分裂觀察、果蠅的性狀觀察與飼養(yǎng)、果蠅唾腺染色體的制備與觀察、洋蔥根尖細胞染色體結構變異的觀察、水稻多倍體的觀察、玉米有性雜交和果蠅有性雜交。其中，前6個實驗均由教師準備實驗材料，學生在課堂獨立操作完成。玉米有性雜交和果蠅有性雜交為綜合性和開放性實驗，學生分成4～6人的小組，根據(jù)教師提供的具有性狀差異的玉米品種和果蠅品系設計實驗方案，按照實驗要求和實驗室提供的材料自行安排雜交組合，并在課外時間進行實驗；每個實驗大約需要45 d。實驗完成后，小組成員討論實驗結果，并進行實驗總結、分析，提交小組實驗報告。總體來看，基于對8次實驗課完成實驗內(nèi)容的要求，受課堂時間限制，且不同學生在課堂完成相同實驗的進度可能存在差異，在學生可能未充分進行預習的情況下，教師較難在課堂上展開更多的實驗內(nèi)容補充和討論分析。

1.2 教學內(nèi)容方面

目前，生命科學學院生物科學專業(yè)除普通班外，還包括國家理科基地班和都柏林中愛國際班，加上生物技術專業(yè)，每年遺傳學實驗課程教學大約有9個班，共約280人。多年來，各班級的教學大綱為相同實驗內(nèi)容，不同教師的授課要求和內(nèi)容稍有差異，而總體實驗內(nèi)容區(qū)別不大。考慮到玉米和果蠅兩個遺傳雜交實驗工作量大和持續(xù)時間長，很多學生在大三便已經(jīng)進入實驗室進行畢業(yè)論文準備，或者參加大學生競賽項目，課業(yè)和其他活動也會占用部分時間。因此，遺傳學實驗中的其他6個實驗均由教師提前準備好實驗材料，是學生在課堂進行制備和觀察的驗證性實驗。這些驗證性實驗的前期準備過程缺少學生的參與，導致其所學實驗內(nèi)容的全面性和系統(tǒng)性有待進一步增強。觀察染色體的細胞遺傳學實驗占比較大，暫未安排數(shù)量遺傳學和群體遺傳學相關的實驗內(nèi)容，其中，有絲分裂實驗與實驗中心細胞生物學實驗開設的核型分析大實驗存在部分相似之處。此外，4種不同班級實驗內(nèi)容差別不大，分類培養(yǎng)有待進一步落實。因此，需要對實驗內(nèi)容進行調(diào)整和優(yōu)化。

1.3 教學資源方面

遺傳學實驗室隸屬于學校基礎實驗與實踐訓練中心，該中心最初由各學院不同課程實驗室組建而成，因此課程設置和原學院專業(yè)特色有很大聯(lián)系。遺傳學實驗室由農(nóng)學院的遺傳學實驗室組建而成，因此早先在實驗項目設置上植物內(nèi)容偏多。如今已開設以動物、植物和微生物為實驗材料的多種實驗，除遺傳學實驗外，數(shù)量遺傳學和分子遺傳學的部分基礎實驗也能開展?？傮w來講，實驗內(nèi)容暫未有明顯改變，這一定程度上和遺傳學實驗室儀器設備更新速度有關。近年來，實驗室更新了部分常用實驗儀器，如顯微鏡、恒溫培養(yǎng)箱和電子天平等，而暫未添置大型儀器設備。遺傳學實驗室和基礎實驗與實踐訓練中心的其他相關實驗室，如植物學、生物化學和植物生理學等，因?qū)嶒瀮?nèi)容存在較大差異，幾乎沒有可以共享的儀器設備。中心所在實驗大樓暫無科研實驗室，也沒有公共實驗平臺，因此，暫時無法滿足多樣化遺傳學實驗的需求，也較難開展其他需要儀器設備的開放性和綜合性實驗[6]。

遺傳學實驗的教學要求是學生提前預習，進行課堂操作，課后分析實驗結果，以及提交實驗報告；綜合性實驗的教學要求是提交小組實驗報告、實驗過程的詳細記錄及學生的心得體會等。在教學方法上，教師先在課堂上采用課件、圖片和錄像等多媒體方式進行教學，之后由學生進行實驗操作，教師提供一定指導。不同學生的完成情況不同，課堂上一般沒有足夠的時間做實驗總結，也可能缺少讓學生展示自己實驗結果和進行討論答疑的機會，互動式教學、討論式授課、案例式學習的教學模式有待進一步落實[4]。遺傳學實驗室使用較多的顯微鏡設備，可以實現(xiàn)學生每人一臺，而圖片拍攝則需要通過手機進行，教師通過線下觀察等方式了解學生的實驗進展并提供一定的指導，這可能導致教師無法全方位了解學生的鏡檢情況。因此，建立顯微互動數(shù)碼系統(tǒng)顯得尤為必要[6]。

1.4 交流平臺方面

由于遺傳學實驗課程網(wǎng)絡平臺尚待建立，遺傳學實驗課程均為授課教師提前發(fā)放實驗指導和課件等相關資料，通過公共郵箱或?qū)W習委員進行傳遞，傳輸效率有待進一步提升。部分教師可能是與學習委員單向聯(lián)系，對班級其余學生在課堂外的學習情況有待進一步跟進了解，如是否進行預習等；學生在開放性實驗和整理實驗報告的過程中若遇到問題，可能得不到教師及時有效的指導，導致實驗可能出現(xiàn)問題或提交的實驗報告存在錯誤。因此，構建方便課程管理和學生學習，以及教師和學生溝通交流的網(wǎng)絡課程平臺非常重要[7]。

1.5 考核形式方面

早期的遺傳學實驗和理論同為一門課程，實驗課內(nèi)容占期末閉卷考試的10%左右，學生對實驗部分的重視程度較高。后來遺傳學實驗單獨列為一門必修課考察，而閉卷考試和期末實驗操作考核暫未設置，一定程度上導致學生對實驗課程的重視程度有待進一步提升。目前，遺傳學期末成績評定由3個部分組成，分別是考勤+平時成績（上課表現(xiàn)和實驗報告按時提交）+期末成績（8次實驗報告的綜合評分），分別占期末總成績的15%、15%和70%。信息化時代，學生可以將觀察到的內(nèi)容用手機拍照記錄，實驗結果的整理不再需要畫出在顯微鏡中觀察到的圖像，而是將拍攝的結果整理打印后提交。個人實驗報告通常要求學生用實驗報告紙手寫，并附上打印的實驗結果。實驗報告分數(shù)評定的標準是寫作規(guī)范、內(nèi)容完整而準確、實驗結果展示和分析準確等。這種考核方式導致學生更重視對實驗報告的撰寫，可能忽視課程本身對知識掌握和實驗技能培養(yǎng)的要求。學生提交實驗報告后，教師可能無法全面了解學生對實驗技能和相關知識的掌握程度[8]。因此，學生學習成績評定體系有待進一步完善和優(yōu)化，以使實驗課成績能更客觀、全面、有效地反映學生的整體學習情況。

1.6 開放性創(chuàng)新性實驗方面

大學生創(chuàng)新性實驗計劃作為高等學校本科教學質(zhì)量與教學改革工程的重要組成部分，倡導以本科生為主體的創(chuàng)新性實驗改革，以調(diào)動學生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，提高學生的動手能力。創(chuàng)新性實驗的訓練多在實驗室完成，實驗課程中的開放性實驗給學生提供了鍛煉機會[9-10]。

在遺傳學實驗教學中，果蠅雜交和玉米雜交是由學生以小組形式在課堂時間以外完成的兩個綜合性開放性實驗，其中一個在實驗室進行，另一個在學校農(nóng)場實驗田進行。開放性實驗開始前，教師先在課堂或者田間對實驗內(nèi)容和要求進行講解和示范，由學生小組自行安排時間進行后續(xù)實驗。發(fā)布果蠅雜交實驗任務后，遺傳學實驗室對學生全天候開放，學生通過網(wǎng)絡系統(tǒng)預約獲得進入實驗室的權限，可以自由安排實驗時間，也鍛煉了其自主安排實驗和獨立科研的能力[11]。學生對開放性實驗的認可度較高，認為開放性實驗大大提高了其學習效果和實驗過程中的自我管理能力。對2018級生物科學基地專業(yè)和生物技術專業(yè)共83位學生進行問卷調(diào)查，讓其在8個實驗內(nèi)容中選擇自己喜歡的1～2個實驗。調(diào)查結果（圖1）顯示，玉米有性雜交和果蠅有性雜交是學生較為喜歡的兩個實驗，這表明大部分學生更愿意進行開放性和自主性實驗。

實踐中，與開放性創(chuàng)新性實驗相關的實驗室安全逐漸成為焦點話題之一，安全事故問責制能從制度上落實實驗室安全管理，也可能會影響實驗室的開放程度。部分學生選擇在中午、晚上或周末等空余時間進行實驗，保障非工作時間段的實驗室安全成為一個難點。如在果蠅開放性實驗中，可能存在部分安全隱患。部分學生可能未嚴格遵守實驗室規(guī)則，導致出現(xiàn)水電安全隱患；學生在實驗中使用有毒試劑乙醚時可能未注意通風，引起身體不適等。因此，確保開放實驗室的管理和安全是面臨的一個考驗。實驗室開放需要學校尤其是實驗室管理人員和授課教師付出更多的時間和精力，而在實驗室配置、管理和使用等方面保證實驗室和學生安全是一個系統(tǒng)工程[12]。

2 遺傳學實驗課程改革思路和措施分析

遺傳學是生命科學的核心學科之一，該門課程的學習對生物科學和生物技術專業(yè)學生的專業(yè)知識、實驗技能及創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)尤為重要[1]。目前，遺傳學實驗課程存在一些待改進之處。為提高學生對遺傳學的學習興趣，調(diào)動學生探究遺傳學問題的主動性，培養(yǎng)符合社會需求的創(chuàng)新型人才，有必要進一步推動遺傳學實驗課程教學改革，提高教學質(zhì)量。針對遺傳學實驗課程中存在的問題，從以下幾個方面提出課程改革的具體思路和措施。

2.1 整合優(yōu)化課程內(nèi)容，開發(fā)新的實驗內(nèi)容

遺傳學發(fā)展日新月異，新理論和新方法層出不窮，在兼顧經(jīng)典遺傳學實驗的基礎上，更新和完善實驗教學內(nèi)容，提高開放性實驗的比例，使其更適應新時代學科發(fā)展和培養(yǎng)高水平創(chuàng)新型本科人才的要求顯得尤為重要[13]。根據(jù)遺傳學實驗教學團隊多年的教學實踐和經(jīng)驗總結，可以從以下幾個方面對實驗內(nèi)容整合和優(yōu)化。

2.1.1 合并開放性實驗? 將洋蔥根尖細胞有絲分裂觀察和染色體結構變異觀察合并為一個開放性實驗，即植物染色體結構變異的誘發(fā)和觀察。材料獲得、發(fā)芽生根、藥物處理、取材和固定等實驗流程均由學生自行完成。學生通過觀察比較正常處理和藥物處理下洋蔥根尖細胞的有絲分裂過程，了解實驗中設置對照實驗的必要性，加深對染色體結構變異的直觀認識；同時，參與實驗準備，提高對實驗的全面認知和學習效果[14]。

2.1.2 增加群體遺傳學實驗? 增加人類體表性狀調(diào)查和遺傳分析的群體遺傳學實驗。教學實踐表明，增加與日常生活相關的實驗內(nèi)容，將課程理論知識和生活實踐相聯(lián)系，可以激發(fā)學生的學習興趣[15]。人類體表遺傳性狀，如卷舌、眼瞼和耳垂等質(zhì)量性狀易于觀察，且具有典型的顯隱性關系。學生分組設計方案，調(diào)查一定人群中相關性狀的表型數(shù)據(jù)，分析其在特定人群中的群體遺傳結構，有利于深入理解群體遺傳學中基因頻率和基因型頻率的關系。教師在課堂講解實驗原理和實驗內(nèi)容，學生利用課下時間自主完成實驗。

2.1.3 增加數(shù)量遺傳學實驗? 在生物科學國家理科基地班增加數(shù)量遺傳學實驗教學內(nèi)容。生物科學國家理科基地班學生的入學成績較高，多年來按照高質(zhì)量研究型人才方案進行培養(yǎng)，學生進入實驗室的時間較早，專業(yè)課均為小班教學，配備的師資力量較強，大部分學生畢業(yè)后進入研究生階段的學習。數(shù)量遺傳學是目前遺傳學研究領域的一大熱點，作物的產(chǎn)量性狀和人類的很多復雜疾病，如高血壓、糖尿病等均為多基因控制的數(shù)量性狀。數(shù)量性狀的分析與質(zhì)量性狀差異較大，學生不但需要應用數(shù)理統(tǒng)計學知識，還需要構建不同的遺傳群體來進行研究。數(shù)量遺傳學中的遺傳力是一個重要概念，但學生普遍感覺比較抽象。利用教學團隊在水稻功能基因組研究和種質(zhì)資源方面的優(yōu)勢，以水稻為材料，選擇種子（籽粒）長度存在統(tǒng)計學差異的兩個水稻品種進行雜交獲得F1，種植F1自交獲得F2種子。將兩個親本（P1和P2）、F1和F2共4個群體同時同地塊種植并收獲種子。學生在課間測量4個群體不同單株的粒長數(shù)據(jù)（每株30粒，取平均值），通過計算群體均值和方差計算水稻粒長的廣義遺傳力，理解數(shù)量性狀的特點及其遺傳分析模型。為給學生實驗提供便利，水稻親本種植和雜交可以在學院樓頂網(wǎng)室進行，學生分組進行雜交收獲F1種子，為下一年遺傳學實驗課的學生提供F1親本；其余材料種植可由實驗室協(xié)助完成。

經(jīng)過上述調(diào)整，遺傳學實驗課學時安排比較緊張，涵蓋了遺傳學理論課程的大部分章節(jié)，便于學生理論聯(lián)系實際，更好地理解和掌握所學內(nèi)容。

2.2 改革教學方法，搭建在線學習交流平臺

在遺傳學實驗課學時緊張的情況下，教師在32學時內(nèi)很難對課程所有內(nèi)容進行拓展和詳細講解，而學生也很難利用上課時間掌握遺傳學實驗課內(nèi)容。因此，建立網(wǎng)絡課程教學平臺，探索互動式、線上線下混合教學模式十分必要[7]。隨著互聯(lián)網(wǎng)和智能手機的廣泛使用，在線教育平臺在教學中發(fā)揮的作用越來越大。教師把相關課件和補充資料（如知識背景、實驗相關視頻等）提前上傳到在線教育平臺，發(fā)布通知要求學生在規(guī)定時間內(nèi)完成學習；還可以進行課堂外的教學活動，如課后答疑、布置和批改作業(yè)。在線教育平臺會記錄學生登錄和下載課程資源的情況，并記錄其學習時間，以便教師及時了解學生在線學習的總體情況。學生在電腦端或手機端利用碎片化時間進行課程學習，實現(xiàn)移動學習。

在線課堂較為方便，但有限的課堂時間使得教師和學生間的交流可能無法完全滿足學生學習的需要。因此，建立更加方便直接的師生交流渠道尤為必要，例如，建立課程QQ群和微信群，對在線教育進行有益補充等[14]。學生若遇到實驗方面的問題，可以在群里留言或私聊教師，教師也可以快速方便地聯(lián)系到學生。尤其是在開放性實驗期間，實驗期間學生需要注意的事項和遇到的具體問題較多，師生間及時有效的信息溝通對實驗的順利進行非常重要。

2.3 更新教學資源和教學設備

多年來，遺傳學實驗課程團隊部分教師參加了一些遺傳學課程的研討會，而實踐中暫未組織教師到相關院校進行針對性的遺傳學實驗課程現(xiàn)場調(diào)研和實地學習，僅從網(wǎng)站無法全面了解該課程開展的實際情況。為了拓展教學資源，教師應當積極開展專業(yè)調(diào)研工作，學習和借鑒其他高校遺傳學實驗課程的內(nèi)容和經(jīng)驗，結合學校的特點、資源和實際情況，調(diào)整和完善課程內(nèi)容，以滿足學科發(fā)展要求和社會對人才培養(yǎng)的需要[15]。

先進的實驗教學設施和條件是提高遺傳學實驗教學質(zhì)量的重要保障[6]。在本課程設置的8個遺傳學實驗中，7個實驗需要用到普通光學顯微鏡或解剖鏡。在當前實驗室條件下，教師需要逐個查看學生的鏡檢情況，師生互動效率有待進一步提高，影響了課堂教學效果的進一步提高。因此，有必要建立數(shù)碼顯微互動實驗室，以大大提高實驗課教學效率和學生學習的效果，教師可以通過電腦觀察學生的鏡檢情況，方便及時指導學生解決在實驗過程中遇到的普遍性問題，也可以實時給學生分享相關鏡檢結果。

隨著遺傳學快速發(fā)展，其科研創(chuàng)新往往離不開儀器設備的支撐。學生在完成畢業(yè)論文的科研實驗室可以使用很多先進儀器，而部分學生所在實驗室科研條件有限，一定程度上可能缺少足夠的鍛煉機會。在學校“雙一流”建設期間，教學實驗室可以根據(jù)需求購進一些先進的大型高端儀器，建立實驗公共平臺，供學生開展創(chuàng)新性實驗，也可開放給全校師生預約使用。近年來，生命科學學院建立了院級實驗中心公共實驗室，購進了如定量PCR儀、流式細胞儀和熒光顯微鏡等多種儀器設備，學生可以申請在實驗中心開展相關實驗，這大大提高了學生的學習興趣，培養(yǎng)其探索精神。

2.4 改進考核方式

課程考核，即對學生的學業(yè)進行評價是教學活動中非常重要的環(huán)節(jié)之一，對學生實驗課成績建立多維度的綜合性評價體系，重視對實驗的全過程評價尤為重要[8]。為改進遺傳學實驗課程考核方式，全面反映學生學習情況，可以從以下方面進行改進。首先，科研成果通過圖版形式進行展示，要求學生按照科研論文的形式將實驗結果在PPT里整理成圖版，打印后粘貼到實驗報告中；同時，要求學生在期末提交包含自己所有實驗結果圖版的PPT文檔，作為平時考核的一部分。其次，結合實驗內(nèi)容布置調(diào)研作業(yè)，如調(diào)查市場上的甜糯玉米并分析其遺傳本質(zhì)，調(diào)查并分析遺傳學實驗室中所用的果蠅殘翅突變體和小翅突變體的基因互作類型等。這既可以調(diào)動學生的學習興趣，又能優(yōu)化平時成績考核指標。最后，建立遺傳學實驗課試題庫，以實驗小組為單位，考核學生在實驗過程中對知識點的掌握程度和操作熟練度，增強學生學習的積極性和主動性。

2.5 改進開放性實驗運行方式，防范安全隱患

自主選題、自主實驗和自主創(chuàng)新的“三自”教學模式的遺傳學綜合性開放性實驗已在部分學校的教學中有所實踐，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和提高其科學素養(yǎng)的行之有效的方式之一；加大實驗課程中開放性、綜合性實驗的比例，也是實驗教學發(fā)展的方向之一[9]。需要注意的是，加大開放性實驗課程比例需要在保證實驗室和學生安全的前提下進行，如進行染色體加倍或者染色體結構變異誘發(fā)等實驗時需要用到劇毒藥物秋水仙素，需要教師現(xiàn)場監(jiān)督，以免出現(xiàn)安全隱患。

根據(jù)果蠅生長周期，在多方調(diào)研的基礎上，遺傳學實驗室摸索出一套簡單有效的針對果蠅雜交開放性實驗的流程安排。任課教師一般為兩個班實驗課授課，單雙周排課且在每周同一時間上課，因此要求學生在實驗期間若無特殊情況則盡量在任課教師上課期間進行實驗，以便遇到問題時可以當面解決；同時，為提高實驗成功率，可以加大實驗樣本數(shù)量。在固定時間段進行開放性實驗，可以為學生提供實驗物質(zhì)保障和切實有效的指導，并有效避免在同一時間內(nèi)多名學生進行實驗而造成實驗室擁堵，提高了學生的學習時間利用效率和實驗成功率。實驗室這一開放方式既保留了開放性實驗的特點，又能切實保證實驗室和學生安全。實踐中，部分大三學生的課業(yè)比較繁重，實驗室開放時間和學生自由支配時間可能會存在一定沖突，這就需要教輔老師協(xié)調(diào)其他時間開放實驗室，并給予相應的指導。

2.6 提升授課教師的專業(yè)知識素養(yǎng)

教師的素質(zhì)和專業(yè)水平是影響課程建設質(zhì)量的重要因素。遺傳學自建立以來，發(fā)展非常迅速，尤其是隨著現(xiàn)代分子生物學和基因工程的發(fā)展，其所涵蓋的內(nèi)容越來越廣泛，并已產(chǎn)生了許多遺傳學分支學科[5]。因此，教師不僅需要及時追蹤最新的遺傳學重大發(fā)現(xiàn)和新方法、新技術，還要根據(jù)課程建設和人才培養(yǎng)需求，到相關高水平院校進修學習，積極參加遺傳學課程研討和建設等相關會議，不斷優(yōu)化知識結構，為提高教學質(zhì)量做好準備。

3 遺傳學實驗課程教學改革實踐效果分析

經(jīng)過3年課程改革實踐，遺傳學實驗課程的教學內(nèi)容更加合理，與課程培養(yǎng)目標更加契合。自課程改革實施以來，多位任課教師積極參加全國性遺傳學教學教研活動，不但提高了自身教學水平，而且將優(yōu)秀的教學方法和經(jīng)驗引入日常教學活動中，提高了遺傳學實驗課程的整體教學水平。其間，在某農(nóng)業(yè)大學在線教育平臺申請并建立了遺傳學實驗在線課程，實現(xiàn)了線上線下混合式教學模式；同時，遺傳學實驗室建立了一個Motic數(shù)碼顯微互動實驗室，大大提高了課堂師生互動的有效性和實驗效率。通過遺傳學實驗課程的學習，學生學習主動性、積極性、參與性和責任感均有所增強，遺傳分析能力和解決問題的能力也得到了有效提高。近3年來，學生實驗課成績優(yōu)秀的人數(shù)比例從82%上升到92%，這表明學生學習積極性和認真程度得到明顯提高，遺傳學實驗課教學改革成效明顯。

4 結語

隨著遺傳學實驗室教學設施和教學條件的進一步完善和教師專業(yè)水平的不斷提升，通過優(yōu)化教學內(nèi)容、探索更加有效的教學方法，可以在有限的課時內(nèi)充分調(diào)動學生的學習積極性；提高自主性、設計性和開放性實驗課的比例，可以培養(yǎng)學生的科研探索精神和團隊協(xié)作精神。線上課堂資源分享、線下課堂講授和個人獨立操作、實驗調(diào)研、師生及時互動交流、小組開放性實驗和期末課程考核相結合的教學方式，可以使學生更加重視對遺傳學實驗課的學習，既鍛煉了其實驗技能和動手能力，也提高了其運用遺傳學知識解決實際問題的能力，同時提升了其專業(yè)素養(yǎng)。

綜上，本文針對生物科學和生物技術專業(yè)本科生遺傳學實驗課程在課堂學時、教學內(nèi)容、教學資源、交流平臺、考核形式和開放性創(chuàng)新性實驗等方面的教學現(xiàn)狀進行分析，并提出相應的教學改革思路和措施。具體包括整合優(yōu)化課程內(nèi)容，開發(fā)新的實驗內(nèi)容；改革教學方法，搭建在線學習交流平臺；更新教學資源和教學設備；改進考核方式；改進開放性實驗運行方式，防范安全隱患；提升授課教師的專業(yè)素養(yǎng)。同時，對課程教學改革實踐效果進行分析。本研究可以為其他本科生實驗類課程的教學改革提供參考。以上教學改革提高了遺傳學實驗課教學的總體水平，滿足了本科專業(yè)人才高質(zhì)量培養(yǎng)和建設的新要求。

參考文獻

[1] 張飛雄，李紹武. 高等院校遺傳學教學改革探索[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2011.

[2] 李亞娟，郭海濱，劉向東. 遺傳學實驗教學改革試驗初探[J]. 實驗室研究與探索，2009，28（6）：255-257，278.

[3] 劉向東，李亞娟. 普通遺傳學綜合性實驗[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2011.

[4] 陳遠玲，莊楚雄，李靜，等. 研究性、開放性教學與團隊學習[J]. 高等農(nóng)業(yè)教育，2006（11）：37-39.

[5] 陳德富，盧大儒，張飛雄，等. 中國遺傳學教學40年發(fā)展及展望[J]. 遺傳，2018，40（10）：916-932.

[6] 肖建富，吳建國，石春海. 改進實驗教學設施和開放水平，提升遺傳學實驗教學質(zhì)量[J]. 遺傳，2011，33（12）：1409-1413.

[7] 王楠楠，勞軍. 基于網(wǎng)絡教學平臺的遺傳學實驗課程教學改革[J]. 山西青年，2022（14）：44-46.

[8] 李麗萍，楊艷瓊，唐然，等. 遺傳學實驗成績的影響因素分析及教學改革建議[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學學報（社會科學），2018，12（6）：100-103.

[9] 何風華，黎杰強，朱碧巖，等. “三自”教學模式提高遺傳學綜合性實驗的教學效果[J]. 遺傳，2015，37（4）：396-401.

[10] 陳建珍，蔡威威，陳卉. 提升大學生綜合實踐能力的“遺傳學” 實驗教學改革[J]. 黑龍江教育（理論與實踐），2022（1）：77-78.

[11] 王麗，吉士東，韓雪梅. 基于大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的遺傳學實驗教學改革研究[J]. 教育觀察，2020，9（14）：102-104.

[12] 劉梅，王玉海，盛積貴. 開放式遺傳學實驗教學改革探析[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2020（4）：261，266.

[13] 朱蔚云，李佩瓊，申本昌. 兼顧傳統(tǒng)強化創(chuàng)新的遺傳學實驗教學改革探討[J]. 實驗室科學，2021，24（6）：67-69，74.

[14] 胡婷婷，李雪蓮，馬海林，等. 實驗準備視角下醫(yī)學細胞生物學和遺傳學實驗教學改革探索[J]. 教育教學論壇，2019（16）：276-278.

[15] 劉穎，薛迎斌，楊少瑕，等. 植物營養(yǎng)學研究進展課程教學改革研究：以農(nóng)藝與種業(yè)領域碩士研究生課程為例[J]. 安徽農(nóng)學通報，2022，28（2）：164-167.

（責編：楊 歡）