西北師范大學教學研究項目

PAGE3西北師范大學教學研究項目申請書項目名稱加強遺傳學實驗教學改革提高學生實驗綜合技能負責人陳紋所在學院（蓋章）生命科學學院聯系電子信箱skychw@填表日期2010.12.20西北師范大學教務處

填報說明一、申請書的各項內容，要實事求是，逐條認真填寫。表達要明確、嚴謹。二、申請書為A4幅面，于左側裝訂，一式兩份，由所在學院審查和簽署意見后報送教務處教學研究與質量管理科。三、在“學院審查意見”一欄中，應明確該項目對學院學科專業(yè)發(fā)展的貢獻以及學院在人員、時間、條件、政策等方面的保證措施和對配套經費的意見。

一、簡表項目簡況項目名稱加強遺傳學實驗教學改革提高學生實驗綜合技能申請經費10000配套經費學院5000起止年月2011.3-2013.3其他項目負責人姓名陳紋性別女民族漢族出生年月1978.7專業(yè)技術職務/行政職務實驗師最終學位/授予國家理學碩士所在學院學院名稱生命科學學院聯系電話09317971414E_mailsky@主要教學工作簡歷時間課程名稱授課對象學時所在單位2004.7-今遺傳學實驗全日制本科生36生命科學學院主要教學改革和科學研究工作簡歷時間項目名稱獲獎情況2004-2005沙棘屬植物的系統(tǒng)發(fā)育和物種形成2005-2007特有種臥龍沙棘的遺傳多樣性研究2006-2008沙棘屬植物自然雜交帶的遺傳結構和進化動態(tài)2009-今沙棘屬自然雜交帶雜種的相對適合度和雜交帶的維持機制2006.7極端環(huán)境下植物生理生態(tài)研究甘肅省高?？萍汲晒泉?010.8沙棘等資源植物的繁殖生物學、遺傳多樣性和抗逆性初步研究甘肅省高?？萍歼M步二等獎課題組成員⌒不含負責人）總人數高級中級初級博士后博士碩士參加學院數211111姓名性別出生年月專業(yè)技術職務工作單位學位學歷項目中的分工簽字馮漢青男1978.12副教授生命科學學院理學博士實驗內容的改革杜捷男1971.1講師生命科學學院理學碩士實驗內容及手段改革-1-

二、立項依據項目的研究意義、現狀分析遺傳學是生命科學學院生物科學專業(yè)和生物技術專業(yè)必修的專業(yè)基礎課程，該課程主要包含課堂教學及實驗教學兩大內容。遺傳學的主要任務是全面系統(tǒng)地講授遺傳學的基本原理、基本方法和基本實驗操作技術，并介紹現代遺傳學發(fā)展的理論前沿。同時，遺傳學是一門實踐性很強的學科,內容博大，涉及的知識面廣,尤其是近年來分子生物學的快速發(fā)展，使遺傳學從廣度和深度等層面極大地豐富和拓展了經典遺傳學的內容。遺傳學實驗是為了配合遺傳學的教學而開設的一門實驗課，該實驗課的任務是從個體、細胞、分子三個水平揭示遺傳學的基本現象與規(guī)律，其目的在于驗證經典遺傳學基礎理論的遺傳規(guī)律,掌握遺傳學實驗技術及分析遺傳學試驗結果，并初步掌握現代遺傳學實驗操作技能，同時要求學生初步具備進行遺傳學創(chuàng)新性研究的基本能力與素質，并為有關的后續(xù)課程和將來從事的專業(yè)工作奠定堅實的基礎。目前，遺傳學實驗課程安排了12個實驗，共36學時?，F行的遺傳學實驗教學現狀是：（1）實驗內容設置不合理，大部分實驗內容仍為經典遺傳學實驗，對于新興發(fā)展起來的遺傳學內容涉及較少；（2）多數實驗仍為驗證性實驗，不利于學生科研創(chuàng)新能力的提高；（3）重視學生對理論知識的理解，輕視對學生動手能力的培養(yǎng)；（4）多數實驗所需時間長，課堂教學時數不夠，實驗材料的準備、試劑的配置等均由教師完成，學生在課堂時間只能完成小部分實驗操作，限制了學生實驗技能的培養(yǎng)；（5）實驗教學手段單一，增加了學生理解實驗內容的難度；（6）教學和考核方式刻板，學生的實驗報告是單一的模仿，限制了學生自由發(fā)揮的空間，不利于學生分析問題、解決問題能力的提高。鑒于現行遺傳學實驗存在的種種問題，為了適應專業(yè)發(fā)展和教學改革的需要，在課時數有限的情況下，必須對《遺傳學實驗》的當前實驗教學體系和教學手段進行改革。通過改革使遺傳學實驗課不僅僅停留在教會學生一些基本的實驗操作技術，更應緊密結合專業(yè)發(fā)展的方向和動態(tài)，設計出一些新的融合先進技術的綜合型實驗，讓學生對遺傳學實驗內容方面的知識有綜合理解與掌握，能夠更加深入地了解和把握分子遺傳學的最新發(fā)展趨勢，進一步培養(yǎng)學生的綜合應用知識能力。同時，將綜合性實驗和設計性實驗與本科生學年論文、畢業(yè)論文、挑戰(zhàn)杯、大學生科技創(chuàng)新等相結合，拓展學生思路，培養(yǎng)學生的動手能力和獨立分析問題、解決問題的能力。此外，在運用傳統(tǒng)教學法的同時，教師能夠結合教學互動平臺，增強教學的直觀性和易理解性；變換實驗課堂教學形式，活躍課堂氣氛，提高學生的積極性，增強學習的生動性；合理融合相關實驗，讓學生從培養(yǎng)材料到分析數據全程進行操作，提高學生的實驗操作能力。-2-三、項目實施方案及實施計劃1、具體改革內容、改革目標和擬解決的關鍵問題；2、實施方案、實施辦法、具體實施計劃（含年度進展情況）及可行性分析；3、項目預期的成果和效果（包括成果形式、完成時間、實施范圍、受益學生數）；4、本項目的特色和創(chuàng)新之處。1.具體改革內容（1）更新和完善實驗教學內容從提高學生的創(chuàng)新能力方面出發(fā)，我們將對遺傳學實驗內容做出調整，將實驗內容分成兩個階段、四大模塊。兩個階段指：第一階段為單項實驗課教學，學生必須熟悉基本實驗儀器使用情況，掌握必要的實驗技能和科學實驗的基本方法。第二階段為綜合性、設計性實驗，即在第一階段的基礎上，由實驗室提供儀器設備，由學生獨立完成實驗的操作。如在“植物多倍體人工誘導”實驗中，要求學生獨立完成試劑的配制、植物材料的培養(yǎng)、取材、固定、解離、染色、壓片、顯微鏡檢查等操作，最后教師根據學生制作的玻片進行檢驗。四大模塊包括：①以果蠅為材料的經典遺傳學綜合實驗模塊。將果蠅培養(yǎng)基的制備、性狀的觀察及單因子雜交、二對因子的自由組合、伴性遺傳、三點試驗四個雜交實驗整合為一個果蠅經典遺傳學實驗。要求學生通過1-2個雜交組合的實驗結果驗證4個遺傳規(guī)律。從果蠅培養(yǎng)基制備、親代擴增、處女蠅收集、交配設計、轉管培養(yǎng)、F1代及F2代觀察與鑒定到實驗結果的統(tǒng)計分析全實驗過程均由學生獨立完成。該模塊計劃課時為12學時，4次課堂實驗。從實驗開始，實驗室實行全天開放，每天8:00-22:00允許學生自由進入實驗室，利用課余時間自覺主動地完成各項實驗操作，教師敦促指導。②細胞遺傳學綜合實驗模塊。將植物染色體壓片及核型分析、人類染色體核心分析及唾腺染色體標本制備整合為細胞遺傳學綜合實驗。從材料的培養(yǎng)、取材及預處理、制片、染色、顯微照相、染色體基數確定、染色體形態(tài)、結構及類型分析等實驗全過程均由學生自己動手，教師通過數碼互動顯微實驗室教學平臺集中指導。該模塊計劃課時為9學時，3次課堂實驗。③群體遺傳學綜合實驗模塊。將人類耳垂、酒窩等單基因控制的性狀的調查與基因頻率及基因型頻率的分析、人類指紋基因數目估計及群體基因結構調查與分析整合為群體遺傳學實驗模塊。從調查內容與方法、調查對象到結果分析均由學生獨立完成，教師集中指導。該模塊設計為6學時，兩次課堂實驗。④分子遺傳學綜合設計實驗模塊。將化學誘變劑誘發(fā)基因突變及運用RAPD等分子手段檢測突變的實驗整合為分子遺傳學綜合設計實驗。教師為學生提供2-3種化學誘變劑，如甲基磺酸乙酯、5嗅尿嘧啶等，要求學生用最少的實驗處理組合設計好實驗方案。誘變方法設計、DNA提取、擴增與檢測到結果分析均由學生動手完成?？捎?-4名學生為一個小組，設計同一方案，并按該方案實施獲得實驗結果。該模塊計劃課時為9學時，3次課堂實驗。（2）教學手段改革①應用現代教學手段,提高教學效果數碼互動顯微實驗室是IT技術、數碼攝像及圖像處理技術和傳統(tǒng)顯微鏡技術的不斷發(fā)展和有機結合的產物，為教育現代化提供了全方位的優(yōu)質技術支持，使教育教學手段產生了深刻的變革，教師可針對反映在屏幕上的真實圖像進行講解，講授效果客觀、形象，便于學生掌握。我院已建成數碼互動顯微實驗室，并可用于遺傳學實驗的教學，這將顯著提高實驗教學質量。如在“果蠅唾液腺染色體標本的制備與觀察”實驗中，要求學生通過標本的制備，觀察果蠅唾腺染色體的染色中心、染色體臂和橫紋以及可能有的疏松區(qū)、裴氏環(huán)，或因易位而形成的十字形圖像和因倒位而形成的倒位環(huán)等各種結構。但以往的教學手段難以使學生對各類微觀結構有直觀的、感性的認識，學生通過自己制作的標本無法正確辨別各種結構，教師也無法指導每位同學進行顯微觀察，導致實驗效果較差，影響了學生的學習效果。而在數碼互動顯微實驗室中，教師可通過該系統(tǒng)將自己顯微鏡下的或者某位同學在自己顯微鏡下發(fā)現的果蠅唾液腺染色體圖像公放并進行講解，增加了學生的感性認識，提高了學生的學習積極性與主動性，也更加真實地反映了學生的學習效果。②利用多媒體技術提高教學效果利用多媒體教學能使教學內容更加生動、直觀，尤其是通過播放幻燈、視頻短片等方法使實驗操作更加清晰、具體，學生更易掌握。如在“果蠅的性狀觀察”實驗中，可播放幻燈讓學生很快掌握各突變型果蠅及野生型果蠅的特殊性狀，對雌雄性果蠅腹部橫紋的數量、生殖器結構和腹部末端特征及附肢的結構特征也可快速理解，便于觀察。③引入開放式教學,培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新能力遺傳學實驗進行中實行開放實驗室模式，讓學生不受課堂教學時數的限制，充分利用課余時間，盡量自己動手，獨立完成實驗內容。這樣不僅解決了以往教學時數不夠，學生只能進行小部分實驗操作的問題，更加強了學生的實驗操作技能，有利于他們對實驗全過程的理解和掌握。同時，將綜合性實驗和設計性實驗與本科生學年論文、畢業(yè)論文、挑戰(zhàn)杯、大學生科技創(chuàng)新等相結合，拓展學生思路，培養(yǎng)學生的動手能力和獨立分析問題、解決問題的能力，充分調動學生的學習積極性，使他們既有扎實的專業(yè)基礎，又可掌握遺傳學技術手段和進行相關研究的思路，并在此基礎上與研究生教育相接軌。（3）改善實驗條件,完善實驗室管理體制2.實施方案、實施辦法、具體實施計劃（含年度進展情況）及可行性分析；（1）實施方案及實施辦法計劃在兩年的時間內改進實驗教學環(huán)節(jié)，積極參與教學研究活動，開展多種形式的教學活動，改進教學方法。①教師通過預實驗篩選適宜的學生實驗，對實驗中所涉及具體操作環(huán)節(jié)進行優(yōu)化整合。②收集并制作實驗相關圖片、實驗操作等視頻短片，實驗教學中通過展示圖片，播放視頻短片等多媒體教學手段提高教學效率、優(yōu)化教學質量。③細胞遺傳學綜合實驗可在數碼互動顯微實驗室進行，數碼互動顯微實驗室平臺可使教學更直觀、指導更具體，內容更細致，直接提高教學質量。④引入開放式教學模式,培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新能力。開放實驗室讓學生不受課堂教學時數的限制，可充分利用課余時間獨立完成實驗內容，培養(yǎng)了學生的自主創(chuàng)新能力。（2）可行性分析目前，遺傳學實驗室長期培養(yǎng)野生型果蠅及5種突變型果蠅，并獨立開設各果蠅相關實驗，改革后，應能夠順利開展果蠅經典遺傳學綜合實驗，擬對果蠅經典遺傳學綜合實驗模塊進行試開放教學一學期，其間總結經驗，后期改進。其次，遺傳學實驗室現有投影儀一臺，可以進行多媒體教學。本實驗室還擁有電腦成像體式顯微鏡，可在該體式顯微鏡下拉出果蠅三齡幼蟲的唾腺染色體并拍攝成教學短片，為“果蠅的唾腺染色體”實驗提供教學資料。同時，我院已建成數碼互動顯微實驗室平臺，細胞遺傳學綜合實驗可在數碼互動顯微實驗室開設，不僅可使學生看到以往顯微鏡下無法細致觀察的結構，還使教師的指導更詳盡、具體，達到直接提高教學質量的效果。（3）具體實施計劃一階段：2011.3-2011.9收集教改所需資料，設定優(yōu)化整合內容及新增實驗內容；二階段：2011.9-2012.1進行預實驗；準備教學圖片及教學短片，完善教學內容；三階段：2012.3-2012.9對學生開設教改后實驗內容，并總結經驗，進行改進；四階段：2012.9-2013.3總結改革經驗，完成遺傳學實驗教學改革相關論文3.項目預期的成果和效果

（1）截止2013年3月，完成遺傳學實驗教學的優(yōu)化改革，通過整合并優(yōu)化遺傳學實驗教學內容及使用靈活多樣的教學方法提高學生的學習興趣、增強學生對教學內容的理解、達到提高學生實驗綜合技能的目的，使生物科學專業(yè)級生物技術專業(yè)本科生—每年約180人從中受益。（2）發(fā)表遺傳學實驗教學改革相關論文一篇。4.本項目的特色和創(chuàng)新之處通過改革，對原有實驗進行了整合及優(yōu)化，并在原有實驗基礎上增加了設計性實驗和綜合性實驗，使實驗教學體系更加完整，內容更加豐富，對學生全面開放實驗室，讓學生真正做到獨立完成實驗，注重學生綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。同時利用現代化教學手段，增加了學生的感性認識，提高了學生的學習積極性與主動性。-3-

四、教學改革基礎1、與本項目相關的教學改革工作積累和已經取得的教學改革工作成績；2、學院已具有的教學改革基礎和環(huán)境，項目對學院學科專業(yè)發(fā)展的貢獻，學院對項目的支持情況（含有關政策、經費及其管理機制、保障條件等，可附有關文件或說明），尚缺少的條件和擬解決的途徑；3、申請者和課題組成員所承擔的教學改革和科研項目情況。遺傳學實驗室教師與實驗人員長期從事遺傳學相關領域的基礎理論及開發(fā)利用研究。在教學實踐中克服困難，積極研究與探索，不斷提高改進實驗內容。遺傳學實驗室現擁有30臺Olympus雙目顯微鏡、1臺電腦成像體式顯微鏡及小型冷凍離心機、PCR儀、超凈工作臺等儀器設備，還具有完備規(guī)范的植物組織培養(yǎng)室。此外，學院已建成數碼互動顯微實驗室，具備開設綜合設計型實驗的條件。遺傳學實驗的教學改革整合優(yōu)化了傳統(tǒng)的經典遺傳學實驗，加入了分子遺傳學的實驗內容，并增加了綜合性設計性實驗比例，使實驗教學內容更加完整，更加合理。同時，開放實驗室模式加強了學生的實驗操作技能。綜合性實驗和設計性實驗與本科生學年論文、畢業(yè)論文、挑戰(zhàn)杯、大學生科技創(chuàng)新等相結合，拓展學生思路，培養(yǎng)了學生的動手能力和獨立分析問題、解決問題的能力。這從根本上提高了本科生的教學質量，從而為我校學生后續(xù)課