遺傳學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考及實(shí)踐的論文
遺傳學(xué)既是一門歷史悠久的學(xué)科，又是一門發(fā)展迅速、實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，研究范圍正在不斷拓寬和深化，新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)。根據(jù)這一特點(diǎn)，在世紀(jì)之初我們對遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)教程進(jìn)行了及時(shí)的調(diào)整，取得了一定的效果。目前，著重于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生創(chuàng)新意識的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革正在進(jìn)一步深化，對遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更高的要求。因此，如何在有限的課時(shí)中既讓學(xué)生掌握遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本理論和基本方法，又能了解掌握遺傳學(xué)學(xué)科發(fā)展中產(chǎn)生的新技術(shù)、新方法，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，是擺在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作者面前的重要課題。這需要我們加深對新形勢下實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念的理解，并對實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法做出新的改革嘗試。
1遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念的發(fā)展
遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在我國已有半個(gè)多世紀(jì)的歷史。不過在20世紀(jì)90年代以前，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理念基本上是定位在"驗(yàn)證遺傳學(xué)基礎(chǔ)理論，練習(xí)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和分析遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而加深理解和掌握遺傳學(xué)的內(nèi)容",導(dǎo)致開設(shè)的實(shí)驗(yàn)主要以驗(yàn)證性內(nèi)容為主。在實(shí)驗(yàn)教材上的反映就是從實(shí)驗(yàn)課題、實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、�?shí)驗(yàn)原理、注意事項(xiàng)，到儀器、器材和操作步驟等，都一一羅列得清清楚楚，連記錄表格以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式也都準(zhǔn)備得非常齊全,實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆浅蝊。學(xué)生做起實(shí)驗(yàn)來只需依樣畫葫蘆，就可以掌握該實(shí)驗(yàn)的基本技術(shù)和方法。這樣的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)雖能在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的有限"動手能力”但其創(chuàng)新內(nèi)容少，客觀上壓抑了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課程的興趣，束縛了學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，無法激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，直接影響了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
當(dāng)我國提出要進(jìn)入創(chuàng)新型國家的行列后，高等教育教學(xué)理念有了很大的發(fā)展，具體表現(xiàn)在對學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力有了更高的要求。因此必須把提高教學(xué)質(zhì)量放在更加突出的位置，更好更快地培養(yǎng)大批拔尖創(chuàng)新人才。而要培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的高素質(zhì)人才，就需要改革過去傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和教學(xué)方法，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，逐漸提高發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力，增強(qiáng)對困難和失敗的承受力和培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作能力。這種新理念導(dǎo)致的直接結(jié)果就是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中倡導(dǎo)開設(shè)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，教育部已經(jīng)將綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)設(shè)為實(shí)踐教學(xué)部分的主要觀測點(diǎn)，并且規(guī)定實(shí)驗(yàn)教學(xué)評估成績達(dá)到"優(yōu)秀"的標(biāo)準(zhǔn)是"有綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的課程占有實(shí)驗(yàn)課程總數(shù)的比例>80%,效果好"，直接推動了各高校把開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)作為課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重中之重。
但是，由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)和實(shí)驗(yàn)室條件的限制，開設(shè)大量的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)存在著較大的難度。為了更好地協(xié)調(diào)兩者之間的矛盾，我們的選擇是改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，在實(shí)驗(yàn)中積極引入科學(xué)探究的成分,將原來的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改造成微型的綜合性實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，或者統(tǒng)一稱為微型探究性實(shí)驗(yàn)(以下簡稱探究性實(shí)驗(yàn))。
2探究性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵和意義
綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)具有良好的相容性，綜合性實(shí)驗(yàn)中可以有設(shè)計(jì)性的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)也可以帶有同一類實(shí)驗(yàn)的綜合成分。區(qū)別于以"驗(yàn)證"為主的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，綜合性實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)是"科學(xué)探究"，學(xué)生在探究過程中可以培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。因此，將綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)合稱為探究性實(shí)驗(yàn)，具有重要的實(shí)際意義。在探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程中要以問題為核心，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中思考問題、解決問題，提高創(chuàng)新實(shí)踐能力。在實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法上，教師不能通過一種線形和單一的教學(xué)過程把不容置疑的實(shí)驗(yàn)知識和結(jié)論直截了當(dāng)?shù)毓噍斀o學(xué)生；而是應(yīng)當(dāng)先發(fā)現(xiàn)和提出問題，通過一定的探究過程讓學(xué)生自己得到問題的正確答案。在實(shí)驗(yàn)過程中，所設(shè)計(jì)的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅要使學(xué)生能夠更深入地理解所獲得的知識和結(jié)論,而且要有利于激發(fā)學(xué)生的求知欲、培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維習(xí)慣和能力。通過教師的引導(dǎo)和巧妙安排，大多技能訓(xùn)練型實(shí)驗(yàn)或驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)都可以轉(zhuǎn)化為探究型實(shí)驗(yàn)。比如，在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中，觀察植物細(xì)胞的有絲分裂時(shí)首先要軟化和分解細(xì)胞壁，通常的做法是將細(xì)胞材料放入1mol/L鹽酸在60°C水浴中處理10min,學(xué)生只要照著做就一定能得到較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，似乎整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中不存在什么問題；但實(shí)際上仍可以提出許多問題：如用0.5mol/L鹽酸在60°C水浴中處理20min是不是可以獲得同樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果？用2mol/L鹽酸在60°C水浴中處理5min效果會不會更好？等等。圍繞這些問題，學(xué)生可以分組進(jìn)行對比試驗(yàn)，最終得出正確的答案。而這些對比試驗(yàn)完全可以在正常實(shí)驗(yàn)課時(shí)內(nèi)完成。這樣就可以把一個(gè)原來純粹的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)通過教學(xué)方法的改變而轉(zhuǎn)變成一個(gè)微型且具有多重設(shè)計(jì)的探究性實(shí)驗(yàn)。
3遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)的實(shí)踐
當(dāng)然，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究性教學(xué)不能僅憑某一環(huán)節(jié)的問題式教學(xué)，而要將探究性貫徹到實(shí)驗(yàn)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括實(shí)驗(yàn)背景的講解(0.5~1節(jié)課)、實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)計(jì)和實(shí)施(2~3節(jié)課)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)(0.5~1節(jié)課)、實(shí)驗(yàn)理論的考核(期末2h)等，將實(shí)驗(yàn)課轉(zhuǎn)變成全方位培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的舞臺。浙江大學(xué)大農(nóng)類專業(yè)的植物類遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有著悠久的歷史，通過近年來遺傳學(xué)國家精品課程的建設(shè)以及多輪實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，已經(jīng)積累了較為豐富的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)并取得了較好的教學(xué)效果。
3.1啟發(fā)式、問題式的實(shí)驗(yàn)講解
背景知識對學(xué)生深入理解與掌握一個(gè)實(shí)驗(yàn)是必要的。學(xué)生有了較多的相關(guān)背景知識，在實(shí)驗(yàn)中才會有深入觀察的要求、判斷推理的基礎(chǔ)、準(zhǔn)確解釋結(jié)果的可能。因此，我們在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)開始前都會安排10min左右的開卷測驗(yàn)和20min左右的背景知識講解。這樣做的好處主要是可以為下面的實(shí)驗(yàn)講解做一個(gè)鋪墊，引起學(xué)生對講解內(nèi)容的興趣。測驗(yàn)時(shí)多選用一些書本中沒有、對理解實(shí)驗(yàn)原理很有幫助的簡單題目，學(xué)生在做測驗(yàn)題時(shí)多數(shù)會有挫折感，因而會產(chǎn)生希望得到真正結(jié)果的期望。背景知識的講解就圍繞測驗(yàn)中的問題采用啟發(fā)式講解方式展開,必要時(shí)可以以邏輯關(guān)系依次對學(xué)生進(jìn)行提問，讓學(xué)生的思維跟著解決問題的思路走，以最大限度地啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維。下面列舉這方面的`兩個(gè)例子。
在做"植物細(xì)胞有絲分裂觀察"實(shí)驗(yàn)時(shí)，會讓學(xué)生在測驗(yàn)中說說為什么根尖要用秋水仙素處理，而且處理的時(shí)間一般都定在常溫下4h。對前一個(gè)問題，學(xué)生一般能籠統(tǒng)地回答；但對后一個(gè)問題，學(xué)生就只能用"實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明這是最佳時(shí)間"來回答，而幾乎沒有學(xué)生能從細(xì)胞周期的角度去分析。因此，教師在實(shí)驗(yàn)背景知識講解中就用多媒體著重講解細(xì)胞周期的概念，并收集大量植物的細(xì)胞周期資料來給學(xué)生分析，引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)出多數(shù)植物的細(xì)胞周期在十幾至幾十小時(shí)之間，而G2期和分裂前期維持的時(shí)間一般在數(shù)小時(shí)左右，用秋水仙堿處理4h,理論上可讓G2期和分裂前期的細(xì)胞都進(jìn)入中期并停留在中期，從而達(dá)到增加中期分裂相之目的；并建議學(xué)生進(jìn)一步嘗試在秋水仙堿的處理時(shí)間更多的情況下，有絲分裂的中期細(xì)胞相數(shù)目是否還會有所增加？因?yàn)閺睦碚撋现v，G1和S期的細(xì)胞也可能進(jìn)入中期并停留在中期而使中期細(xì)胞數(shù)量進(jìn)一步增加。通過講解，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理有了更深刻的了解，對許多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都能從本質(zhì)上進(jìn)行解釋，達(dá)到"知其然知其所以然"之目的。比如，有的學(xué)生總是質(zhì)疑為什么在染色體壓片中中期分裂相總是那么少呢？通過本實(shí)驗(yàn)的操作和進(jìn)行結(jié)果分析，他們就知道了原來多數(shù)植物細(xì)胞的分裂中期持續(xù)時(shí)間僅占整個(gè)分裂期的1/10左右，而整個(gè)分裂期的持續(xù)時(shí)間僅占整個(gè)細(xì)胞周期的1/10左右，因而壓片中中期相細(xì)胞數(shù)目就只占全部細(xì)胞數(shù)目的1/100左右，要在壓片中找到正中期的、分散良好的細(xì)胞相本來就不是一件容易的事，實(shí)驗(yàn)和研究均需要付出辛勤的勞動。
在做"果蠅的伴性遺傳和三點(diǎn)測驗(yàn)"綜合實(shí)驗(yàn)時(shí)，會先給學(xué)生們介紹染色體遺傳學(xué)說建立過程的傳奇故事1%以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，增強(qiáng)學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的興趣，提高學(xué)生的智力水平。通常都認(rèn)為連鎖交換規(guī)律是摩爾根(Morgan)發(fā)現(xiàn)的，但真正的實(shí)驗(yàn)背景學(xué)生了解得并不多。實(shí)際上，摩爾根的學(xué)生斯特蒂文特(Sturtevant)在連鎖交換規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程中發(fā)揮了重要作用。斯特蒂文特當(dāng)年還是一名哥倫比亞大學(xué)的大學(xué)生，接受摩爾根的指導(dǎo)。1911年末在同摩爾根的一次交談中，他突然認(rèn)識到，已被摩爾根歸因于基因空間間隔差異的連鎖緊密程度的不同，提供了在染色體上確定基因線性順序的可能性。他回家后用了大半夜的時(shí)間(不做他的大學(xué)生家庭作業(yè))制造出第一張染色體圖。他在1913年的一篇論文中第一次提出了"雙交換"的概念，并用三重雜合子與三隱性突變體回交，證明了"雙交換"的存在，這就是有名的"三點(diǎn)測驗(yàn)"。把這樣一個(gè)本科生創(chuàng)造發(fā)明的背景故事放到實(shí)驗(yàn)前的講解中，學(xué)生會有耳目一新的感覺，它會使學(xué)生認(rèn)識到只要在實(shí)驗(yàn)中肯動腦筋、盡情發(fā)揮自己的主觀能動性，即使是一個(gè)處于學(xué)習(xí)階段的學(xué)生，也可以有所發(fā)現(xiàn)、有所發(fā)明，從而促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的自覺性和主動性。
3.2探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施
探究性實(shí)驗(yàn)需以問題為核心。課程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就是要學(xué)生通過一系列的置疑、判斷、比較、選擇以及相應(yīng)的分析、綜合、概括等多樣化的過程，由發(fā)散到收斂，由求異到求同;通過自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、自主完成實(shí)驗(yàn)、自主管理實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，讓學(xué)生逐漸掌握思考問題、解決問題的方法、提高其創(chuàng)新實(shí)踐能力。因此，探究性實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)并不是讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中去攀登科技高峰、產(chǎn)出具有高水平應(yīng)用價(jià)值的實(shí)驗(yàn)成果，而是讓學(xué)生通過主動學(xué)習(xí)去掌握科學(xué)研究的方法、培養(yǎng)創(chuàng)新的意識和提高創(chuàng)新能力。這也就決定了課程實(shí)驗(yàn)并不需要設(shè)計(jì)高深的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，而只需要在教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施方法上適當(dāng)做一些改進(jìn)和創(chuàng)造。
例如，"植物細(xì)胞有絲分裂觀察"是一個(gè)典型的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。過去一般用洋蔥根尖為材料，一個(gè)球莖放在盛水的燒杯上幾天后就可得到幾十條根尖,操作簡單；固定和解離的方法和時(shí)間都是預(yù)先設(shè)定好的，結(jié)果很容易得到。但通常細(xì)胞壁沒有解離，學(xué)生只能區(qū)分有絲分裂各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞相，但很難看到正中期染色體的完整結(jié)構(gòu)，做核型分析則更難。近年來我們對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，采用不同的材料(田間植株獲取的根尖和種子發(fā)芽獲取的根尖等),針對關(guān)鍵環(huán)節(jié)由學(xué)生自己設(shè)計(jì)和試驗(yàn)得出最佳的處理方法。主要做法是抓住"解離時(shí)間"這一關(guān)鍵問題，讓學(xué)生自行分組使用不同解離處理的時(shí)間。如試驗(yàn)分為6個(gè)小組，解離時(shí)間可分別設(shè)為5min、10min、15min、20min、25min、30min等。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后小組間比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出不同材料的最佳處理時(shí)間。這樣做的好處是：①讓學(xué)生分組設(shè)計(jì)，各個(gè)組必須協(xié)調(diào)一致才能得出最佳的結(jié)果，有利于培養(yǎng)學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，并增進(jìn)協(xié)調(diào)能力和團(tuán)隊(duì)精神；②學(xué)生通過探究可以得出不同材料所需的實(shí)驗(yàn)條件大不相同的結(jié)果，有利于促進(jìn)學(xué)生科研素質(zhì)的提高；③所用材料可使學(xué)生看到正中期染色體的完整結(jié)構(gòu)，增加學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。
又如，"植物染色體的加倍技術(shù)"是一個(gè)經(jīng)典的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)。過去一般挑選做起來比較方便的材料(如洋蔥根尖)，由教師做好所有前期實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，學(xué)生只要上課時(shí)看一下形態(tài)、做一下根尖細(xì)胞學(xué)鑒定就可以了，實(shí)驗(yàn)一般能在3個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)完成。而在我們目前的教學(xué)中，則以學(xué)生感興趣的西瓜為實(shí)驗(yàn)材料，具體做法是：以5人為一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，每小組發(fā)20粒二倍體西瓜種子，去殼后在適當(dāng)溫度下生根發(fā)芽，2d后移栽到裝有營養(yǎng)土的一次性紙杯中，經(jīng)過48h再用秋水仙堿溶液進(jìn)行染色體加倍試驗(yàn)，各小組可嘗試不同的加倍方法；等長出3片以上真葉(約過20d)時(shí)移栽到大田，在開花前(約過40d)取植株頂端幼嫩葉片用細(xì)胞流線儀鑒定植株染色體倍數(shù);各小組比較實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果，評選出最佳實(shí)驗(yàn)結(jié)果,最后上交完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法有著許多優(yōu)點(diǎn)：①實(shí)驗(yàn)綜合性強(qiáng)：實(shí)驗(yàn)將種子學(xué)(發(fā)芽技術(shù)和播種)、遺傳學(xué)(染色體加倍、減數(shù)分裂觀察)、育種學(xué)(移栽)等有關(guān)知識串成了一線，大部分操作需在課外進(jìn)行，時(shí)間跨度大，從3月份開始一直持續(xù)到6月底；②學(xué)生自主探究：每個(gè)小組的秋水仙堿加倍方法都可以不同，如有的小組直接將西瓜種子放在不同濃度的秋水仙堿溶液中發(fā)芽；大多數(shù)小組采用在莖尖處滴加秋水仙堿溶液的方法，但采用的處理濃度和處理時(shí)間的組合不同，甚至滴加的方法都不同，如有的組嘗試用掛鹽水的方法給莖尖加液，使莖尖始終保持在秋水仙堿溶液的作用之下，取得了很好的加倍效果；③鑒定技術(shù)性強(qiáng)：除了可用植株外觀、葉片氣孔大小結(jié)合染色體壓片技術(shù)鑒定西瓜的染色體倍數(shù)之外，本試驗(yàn)主要采用細(xì)胞流線儀進(jìn)行倍性鑒定,結(jié)果既快又好，可讓學(xué)生體驗(yàn)尖端儀器和技術(shù)的魅力，增進(jìn)創(chuàng)新意識的培養(yǎng)；④知識與產(chǎn)品雙豐收:實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)可收獲不少西瓜，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性很高。
3.3舉一反三的實(shí)驗(yàn)總結(jié)和討論
實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在多重性：有的是符合預(yù)期目標(biāo)的,有的是部分符合預(yù)期目標(biāo)的，有的是與預(yù)期相差較遠(yuǎn)的。但探究性實(shí)驗(yàn)在形成關(guān)于某一問題的結(jié)論后,學(xué)生還需要與他人進(jìn)行相互交流、總結(jié)和討論，以達(dá)到求同之目的。通過交流、討論和總結(jié)，學(xué)生可以獲得多種可能的解釋，有助于將實(shí)驗(yàn)證據(jù)、科學(xué)知識和結(jié)果解釋這三者更緊密地聯(lián)系起來，最終找到實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異的原因，并獲得同一的科學(xué)結(jié)論,取得畫龍點(diǎn)睛、舉一反三的效果。
實(shí)踐中需要非常重視實(shí)驗(yàn)后的總結(jié)和討論，這是訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新思維的重要一環(huán)，學(xué)生也很感興趣。如上述提到的"植物細(xì)胞有絲分裂觀察"實(shí)驗(yàn),分組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果很不一樣，解離時(shí)間少于5min或多于10min的，細(xì)胞染色較淺或不染色，而解離時(shí)間在7~10min的，細(xì)胞染色的效果就很好。為什么會出現(xiàn)這種情況呢？我們就引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入的分析。首先，解離的目的是什么？是軟化和分解細(xì)胞壁。其次，解離時(shí)間的長短為什么會產(chǎn)生完全不同的結(jié)果？原來是因?yàn)闀r(shí)間短了，軟化和分解不徹底,細(xì)胞的分散性就不好，染色劑就不能進(jìn)入細(xì)胞核中與染色體結(jié)合，染色效果就不好；但如果時(shí)間太長,鹽酸就會破壞染色體的結(jié)構(gòu)，使染色體不能與染色劑的基團(tuán)結(jié)合，使染色體不能著色。通過分析和討論，學(xué)生既明白了產(chǎn)生所有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因，又掌握了染色劑的染色機(jī)理，還對細(xì)胞、染色體和染色劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)有了一定的了解。
更典型的是"果蠅的伴性遺傳和三點(diǎn)測驗(yàn)"綜合實(shí)驗(yàn)。要測定果蠅上三個(gè)連鎖基因間的距離，需要用三隱性母本與野生雄蠅做一次雜交，雌蠅再與三隱性雄蠅做一次測交，然后統(tǒng)計(jì)測交后代8種表現(xiàn)型的數(shù)量。由于每個(gè)小組的測交群體不可能很大，難免有的小組中8種表現(xiàn)型的分布不符合理論分布，或者各個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)較大的偏差。因此，這類實(shí)驗(yàn)的總結(jié)就顯得尤為重要。我們現(xiàn)在的做法是將每組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總在黑板上，然后將每組的數(shù)據(jù)相加后得出一個(gè)三點(diǎn)測驗(yàn)的結(jié)果,并把這個(gè)結(jié)果與歷年的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較。這樣全班學(xué)生就可以看到小群體(小組)與大群體(全班)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異，對統(tǒng)計(jì)分析的本質(zhì)有一個(gè)直觀的了解。另外，在每次實(shí)驗(yàn)后還需要學(xué)生討論一個(gè)問題:每本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上都寫著要用三隱性母本與野生雄蠅雜交來做三點(diǎn)測驗(yàn)，如果我們倒一倒，用野生母本與三隱性雄蠅來做組合行不行？對這個(gè)問題，開始時(shí)課堂上幾乎所有學(xué)生都不置可否。這時(shí)我們就讓學(xué)生到黑板上來演示實(shí)驗(yàn)過程，在教師的引導(dǎo)下漸漸明白原來用野生母本與三隱性雄蠅來做組合也是可以的，但在F:必須取處女蠅用于測交；而用三隱性母本與野生雄蠅雜交來做三點(diǎn)測驗(yàn)就不用在F:取處女蠅了，可以節(jié)省大量的實(shí)驗(yàn)工作量，所以一般的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中都提倡用三隱性果蠅做母本。通過這樣的分析、演示和討論，學(xué)生經(jīng)歷了一次較全面的遺傳分析的洗禮，對遺傳學(xué)的基本原理有了更深刻的理解，同時(shí)學(xué)生的創(chuàng)新思維也得到了一次很好的訓(xùn)練，獲益匪淺。
3.4全面靈活的實(shí)驗(yàn)理論考核
單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)理論考核是近年來我們在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)上的一項(xiàng)重要舉措。因?yàn)槿魏我豁?xiàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)及其原理都有其產(chǎn)生和發(fā)展的過程，學(xué)生只有在了解技術(shù)及其原理的發(fā)展過程的基礎(chǔ)上,才有可能在今后的研究中對技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完善。因此，我們在實(shí)驗(yàn)背景講解中一般都要闡述實(shí)驗(yàn)技術(shù)及其原理發(fā)展的脈絡(luò)。但單純的實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告并不能完全反映學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)和原理的全貌及探究能力的好壞，而通過閉卷考試可以有效地探知這方面的教學(xué)效果。
閉卷考試主要考核學(xué)生已做實(shí)驗(yàn)所涉及的原理、基本概念和技術(shù)方法，以及學(xué)生分析問題、解決問題的能力，在實(shí)驗(yàn)總成績中占有30%的份額�？荚囶}型主要有是非題、簡答題和分析設(shè)計(jì)題，其分值比重分別為20%:50%:30%。為了防止學(xué)生死記硬背而不求甚解，考題一般都出得比較靈活，主要是要求學(xué)生根據(jù)自己掌握的實(shí)驗(yàn)原理去分析實(shí)驗(yàn)中遇到的一些現(xiàn)象和得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在教材或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)書中一般都找不到現(xiàn)成的答案。如在簡答題中,有一題是關(guān)于10幅有關(guān)減數(shù)分裂、有絲分裂和分子電泳的圖片，在沒有任何提示的情況下，要求寫出這些圖片所包含的遺傳學(xué)信息，學(xué)生如果光死記原理而不注意在實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行仔細(xì)的觀察和思考，寫出正確的答案就有一定難度。這樣的考試無形中增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課時(shí)的提問量明顯增多，對于培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量起到了較大的推動作用。
3.5綜合完善的實(shí)驗(yàn)成績評價(jià)
一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)體系是激勵(lì)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的重要保證。近年來本著"客觀反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、客觀評價(jià)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技能的程度和實(shí)驗(yàn)素質(zhì)、客觀反映學(xué)生的認(rèn)知能力和創(chuàng)新能力”的指導(dǎo)思想,我們建立了遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)成績綜合考評體系,考核內(nèi)容包括：預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)報(bào)告以及平時(shí)和期末的每一個(gè)環(huán)節(jié)，形式多樣,面試、筆試和實(shí)驗(yàn)操作等相結(jié)合。其最大的亮點(diǎn)是從平時(shí)的小測驗(yàn)、提問、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程中的動手能力、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等各種實(shí)驗(yàn)活動中去發(fā)現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新意識，并及時(shí)記錄，在最終評價(jià)中予以體現(xiàn)。如在下列情況下，實(shí)驗(yàn)成績都可以給予不同程度的加分：學(xué)生做測驗(yàn)時(shí)，答案正確，而且能夠進(jìn)行詳細(xì)的遺傳分析；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)能夠別出心裁，提出不同于教材但基本合理的實(shí)驗(yàn)方法；實(shí)驗(yàn)獲得特別好的結(jié)果，其結(jié)果可以作為教學(xué)的標(biāo)本或素材;討論時(shí)能提出獨(dú)到見解或?qū)?shí)驗(yàn)問題能做出精辟分析等。在這些激勵(lì)措施引導(dǎo)下，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性和主動性有很大提高，許多學(xué)生能在課前鉆研實(shí)驗(yàn)原理和方法，通過各種途徑認(rèn)真査尋資料，做出自己獨(dú)樹一幟的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。我們目前在課堂上采用的許多實(shí)驗(yàn)方法，如永久制片的二步脫水法、西瓜染色體加倍的"吊針"法等，都是前幾屆學(xué)生創(chuàng)新的結(jié)晶。
4結(jié)語
當(dāng)然，探究性實(shí)驗(yàn)的形式是多種多樣的，針對不同實(shí)驗(yàn)，人們所經(jīng)歷的探究過程、采取的探究方式都有所不同，不會存在一種絕對的、固定化的模式或統(tǒng)一化的模式。探究性實(shí)驗(yàn)的宗旨是讓學(xué)生更好地發(fā)揮學(xué)習(xí)自主性，通過探究的過程，掌握科學(xué)研究的方法并培養(yǎng)他們創(chuàng)新思維的習(xí)慣和能力。隨著實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的進(jìn)一步深入，一定會涌現(xiàn)出更多更新更好的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，進(jìn)一步促進(jìn)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的提高。
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