西北師范大學(xué)教學(xué)研究項目

PAGE3西北師范大學(xué)教學(xué)研究項目申請書項目名稱加強遺傳學(xué)實驗教學(xué)改革提高學(xué)生實驗綜合技能負(fù)責(zé)人陳紋所在學(xué)院（蓋章）生命科學(xué)學(xué)院聯(lián)系電子信箱skychw@填表日期2010.12.20西北師范大學(xué)教務(wù)處

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

一、簡表項目簡況項目名稱加強遺傳學(xué)實驗教學(xué)改革提高學(xué)生實驗綜合技能申請經(jīng)費10000配套經(jīng)費學(xué)院5000起止年月2011.3-2013.3其他項目負(fù)責(zé)人姓名陳紋性別女民族漢族出生年月1978.7專業(yè)技術(shù)職務(wù)/行政職務(wù)實驗師最終學(xué)位/授予國家理學(xué)碩士所在學(xué)院學(xué)院名稱生命科學(xué)學(xué)院聯(lián)系電話09317971414E_mailsky@主要教學(xué)工作簡歷時間課程名稱授課對象學(xué)時所在單位2004.7-今遺傳學(xué)實驗全日制本科生36生命科學(xué)學(xué)院主要教學(xué)改革和科學(xué)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(jié)構(gòu)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)研究甘肅省高校科技成果二等獎2010.8沙棘等資源植物的繁殖生物學(xué)、遺傳多樣性和抗逆性初步研究甘肅省高校科技進步二等獎?wù)n題組成員⌒不含負(fù)責(zé)人）總?cè)藬?shù)高級中級初級博士后博士碩士參加學(xué)院數(shù)211111姓名性別出生年月專業(yè)技術(shù)職務(wù)工作單位學(xué)位學(xué)歷項目中的分工簽字馮漢青男1978.12副教授生命科學(xué)學(xué)院理學(xué)博士實驗內(nèi)容的改革杜捷男1971.1講師生命科學(xué)學(xué)院理學(xué)碩士實驗內(nèi)容及手段改革-1-

二、立項依據(jù)項目的研究意義、現(xiàn)狀分析遺傳學(xué)是生命科學(xué)學(xué)院生物科學(xué)專業(yè)和生物技術(shù)專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程主要包含課堂教學(xué)及實驗教學(xué)兩大內(nèi)容。遺傳學(xué)的主要任務(wù)是全面系統(tǒng)地講授遺傳學(xué)的基本原理、基本方法和基本實驗操作技術(shù)，并介紹現(xiàn)代遺傳學(xué)發(fā)展的理論前沿。同時，遺傳學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科,內(nèi)容博大，涉及的知識面廣,尤其是近年來分子生物學(xué)的快速發(fā)展，使遺傳學(xué)從廣度和深度等層面極大地豐富和拓展了經(jīng)典遺傳學(xué)的內(nèi)容。遺傳學(xué)實驗是為了配合遺傳學(xué)的教學(xué)而開設(shè)的一門實驗課，該實驗課的任務(wù)是從個體、細(xì)胞、分子三個水平揭示遺傳學(xué)的基本現(xiàn)象與規(guī)律，其目的在于驗證經(jīng)典遺傳學(xué)基礎(chǔ)理論的遺傳規(guī)律,掌握遺傳學(xué)實驗技術(shù)及分析遺傳學(xué)試驗結(jié)果，并初步掌握現(xiàn)代遺傳學(xué)實驗操作技能，同時要求學(xué)生初步具備進行遺傳學(xué)創(chuàng)新性研究的基本能力與素質(zhì)，并為有關(guān)的后續(xù)課程和將來從事的專業(yè)工作奠定堅實的基礎(chǔ)。目前，遺傳學(xué)實驗課程安排了12個實驗，共36學(xué)時?，F(xiàn)行的遺傳學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀是：（1）實驗內(nèi)容設(shè)置不合理，大部分實驗內(nèi)容仍為經(jīng)典遺傳學(xué)實驗，對于新興發(fā)展起來的遺傳學(xué)內(nèi)容涉及較少；（2）多數(shù)實驗仍為驗證性實驗，不利于學(xué)生科研創(chuàng)新能力的提高；（3）重視學(xué)生對理論知識的理解，輕視對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)；（4）多數(shù)實驗所需時間長，課堂教學(xué)時數(shù)不夠，實驗材料的準(zhǔn)備、試劑的配置等均由教師完成，學(xué)生在課堂時間只能完成小部分實驗操作，限制了學(xué)生實驗技能的培養(yǎng)；（5）實驗教學(xué)手段單一，增加了學(xué)生理解實驗內(nèi)容的難度；（6）教學(xué)和考核方式刻板，學(xué)生的實驗報告是單一的模仿，限制了學(xué)生自由發(fā)揮的空間，不利于學(xué)生分析問題、解決問題能力的提高。鑒于現(xiàn)行遺傳學(xué)實驗存在的種種問題，為了適應(yīng)專業(yè)發(fā)展和教學(xué)改革的需要，在課時數(shù)有限的情況下，必須對《遺傳學(xué)實驗》的當(dāng)前實驗教學(xué)體系和教學(xué)手段進行改革。通過改革使遺傳學(xué)實驗課不僅僅停留在教會學(xué)生一些基本的實驗操作技術(shù)，更應(yīng)緊密結(jié)合專業(yè)發(fā)展的方向和動態(tài)，設(shè)計出一些新的融合先進技術(shù)的綜合型實驗，讓學(xué)生對遺傳學(xué)實驗內(nèi)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(xué)的最新發(fā)展趨勢，進一步培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用知識能力。同時，將綜合性實驗和設(shè)計性實驗與本科生學(xué)年論文、畢業(yè)論文、挑戰(zhàn)杯、大學(xué)生科技創(chuàng)新等相結(jié)合，拓展學(xué)生思路，培養(yǎng)學(xué)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(xué)法的同時，教師能夠結(jié)合教學(xué)互動平臺，增強教學(xué)的直觀性和易理解性；變換實驗課堂教學(xué)形式，活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的積極性，增強學(xué)習(xí)的生動性；合理融合相關(guān)實驗，讓學(xué)生從培養(yǎng)材料到分析數(shù)據(jù)全程進行操作，提高學(xué)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(nèi)容、改革目標(biāo)和擬解決的關(guān)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(yù)期的成果和效果（包括成果形式、完成時間、實施范圍、受益學(xué)生數(shù)）；4、本項目的特色和創(chuàng)新之處。1.具體改革內(nèi)容（1）更新和完善實驗教學(xué)內(nèi)容從提高學(xué)生的創(chuàng)新能力方面出發(fā)，我們將對遺傳學(xué)實驗內(nèi)容做出調(diào)整，將實驗內(nèi)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(xué)，學(xué)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(xué)實驗的基本方法。第二階段為綜合性、設(shè)計性實驗，即在第一階段的基礎(chǔ)上，由實驗室提供儀器設(shè)備，由學(xué)生獨立完成實驗的操作。如在“植物多倍體人工誘導(dǎo)”實驗中，要求學(xué)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(jù)學(xué)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(jīng)典遺傳學(xué)綜合實驗?zāi)K。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(jīng)典遺傳學(xué)實驗。要求學(xué)生通過1-2個雜交組合的實驗結(jié)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(shè)計、轉(zhuǎn)管培養(yǎng)、F1代及F2代觀察與鑒定到實驗結(jié)果的統(tǒng)計分析全實驗過程均由學(xué)生獨立完成。該模塊計劃課時為12學(xué)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(xué)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(dǎo)。②細(xì)胞遺傳學(xué)綜合實驗?zāi)K。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(biāo)本制備整合為細(xì)胞遺傳學(xué)綜合實驗。從材料的培養(yǎng)、取材及預(yù)處理、制片、染色、顯微照相、染色體基數(shù)確定、染色體形態(tài)、結(jié)構(gòu)及類型分析等實驗全過程均由學(xué)生自己動手，教師通過數(shù)碼互動顯微實驗室教學(xué)平臺集中指導(dǎo)。該模塊計劃課時為9學(xué)時，3次課堂實驗。③群體遺傳學(xué)綜合實驗?zāi)K。將人類耳垂、酒窩等單基因控制的性狀的調(diào)查與基因頻率及基因型頻率的分析、人類指紋基因數(shù)目估計及群體基因結(jié)構(gòu)調(diào)查與分析整合為群體遺傳學(xué)實驗?zāi)K。從調(diào)查內(nèi)容與方法、調(diào)查對象到結(jié)果分析均由學(xué)生獨立完成，教師集中指導(dǎo)。該模塊設(shè)計為6學(xué)時，兩次課堂實驗。④分子遺傳學(xué)綜合設(shè)計實驗?zāi)K。將化學(xué)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(xué)綜合設(shè)計實驗。教師為學(xué)生提供2-3種化學(xué)誘變劑，如甲基磺酸乙酯、5嗅尿嘧啶等，要求學(xué)生用最少的實驗處理組合設(shè)計好實驗方案。誘變方法設(shè)計、DNA提取、擴增與檢測到結(jié)果分析均由學(xué)生動手完成。可由3-4名學(xué)生為一個小組，設(shè)計同一方案，并按該方案實施獲得實驗結(jié)果。該模塊計劃課時為9學(xué)時，3次課堂實驗。（2）教學(xué)手段改革①應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)手段,提高教學(xué)效果數(shù)碼互動顯微實驗室是IT技術(shù)、數(shù)碼攝像及圖像處理技術(shù)和傳統(tǒng)顯微鏡技術(shù)的不斷發(fā)展和有機結(jié)合的產(chǎn)物，為教育現(xiàn)代化提供了全方位的優(yōu)質(zhì)技術(shù)支持，使教育教學(xué)手段產(chǎn)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(xué)生掌握。我院已建成數(shù)碼互動顯微實驗室，并可用于遺傳學(xué)實驗的教學(xué)，這將顯著提高實驗教學(xué)質(zhì)量。如在“果蠅唾液腺染色體標(biāo)本的制備與觀察”實驗中，要求學(xué)生通過標(biāo)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(jié)構(gòu)。但以往的教學(xué)手段難以使學(xué)生對各類微觀結(jié)構(gòu)有直觀的、感性的認(rèn)識，學(xué)生通過自己制作的標(biāo)本無法正確辨別各種結(jié)構(gòu)，教師也無法指導(dǎo)每位同學(xué)進行顯微觀察，導(dǎo)致實驗效果較差，影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。而在數(shù)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(xué)在自己顯微鏡下發(fā)現(xiàn)的果蠅唾液腺染色體圖像公放并進行講解，增加了學(xué)生的感性認(rèn)識，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動性，也更加真實地反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。②利用多媒體技術(shù)提高教學(xué)效果利用多媒體教學(xué)能使教學(xué)內(nèi)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(xué)生更易掌握。如在“果蠅的性狀觀察”實驗中，可播放幻燈讓學(xué)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(shù)量、生殖器結(jié)構(gòu)和腹部末端特征及附肢的結(jié)構(gòu)特征也可快速理解，便于觀察。③引入開放式教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力遺傳學(xué)實驗進行中實行開放實驗室模式，讓學(xué)生不受課堂教學(xué)時數(shù)的限制，充分利用課余時間，盡量自己動手，獨立完成實驗內(nèi)容。這樣不僅解決了以往教學(xué)時數(shù)不夠，學(xué)生只能進行小部分實驗操作的問題，更加強了學(xué)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(shè)計性實驗與本科生學(xué)年論文、畢業(yè)論文、挑戰(zhàn)杯、大學(xué)生科技創(chuàng)新等相結(jié)合，拓展學(xué)生思路，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和獨立分析問題、解決問題的能力，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使他們既有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，又可掌握遺傳學(xué)技術(shù)手段和進行相關(guān)研究的思路，并在此基礎(chǔ)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(nèi)改進實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，積極參與教學(xué)研究活動，開展多種形式的教學(xué)活動，改進教學(xué)方法。①教師通過預(yù)實驗篩選適宜的學(xué)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(guān)圖片、實驗操作等視頻短片，實驗教學(xué)中通過展示圖片，播放視頻短片等多媒體教學(xué)手段提高教學(xué)效率、優(yōu)化教學(xué)質(zhì)量。③細(xì)胞遺傳學(xué)綜合實驗可在數(shù)碼互動顯微實驗室進行，數(shù)碼互動顯微實驗室平臺可使教學(xué)更直觀、指導(dǎo)更具體，內(nèi)容更細(xì)致，直接提高教學(xué)質(zhì)量。④引入開放式教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力。開放實驗室讓學(xué)生不受課堂教學(xué)時數(shù)的限制，可充分利用課余時間獨立完成實驗內(nèi)容，培養(yǎng)了學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。（2）可行性分析目前，遺傳學(xué)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(shè)各果蠅相關(guān)實驗，改革后，應(yīng)能夠順利開展果蠅經(jīng)典遺傳學(xué)綜合實驗，擬對果蠅經(jīng)典遺傳學(xué)綜合實驗?zāi)K進行試開放教學(xué)一學(xué)期，其間總結(jié)經(jīng)驗，后期改進。其次，遺傳學(xué)實驗室現(xiàn)有投影儀一臺，可以進行多媒體教學(xué)。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(xué)短片，為“果蠅的唾腺染色體”實驗提供教學(xué)資料。同時，我院已建成數(shù)碼互動顯微實驗室平臺，細(xì)胞遺傳學(xué)綜合實驗可在數(shù)碼互動顯微實驗室開設(shè)，不僅可使學(xué)生看到以往顯微鏡下無法細(xì)致觀察的結(jié)構(gòu)，還使教師的指導(dǎo)更詳盡、具體，達到直接提高教學(xué)質(zhì)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(shè)定優(yōu)化整合內(nèi)容及新增實驗內(nèi)容；二階段：2011.9-2012.1進行預(yù)實驗；準(zhǔn)備教學(xué)圖片及教學(xué)短片，完善教學(xué)內(nèi)容；三階段：2012.3-2012.9對學(xué)生開設(shè)教改后實驗內(nèi)容，并總結(jié)經(jīng)驗，進行改進；四階段：2012.9-2013.3總結(jié)改革經(jīng)驗，完成遺傳學(xué)實驗教學(xué)改革相關(guān)論文3.項目預(yù)期的成果和效果

（1）截止2013年3月，完成遺傳學(xué)實驗教學(xué)的優(yōu)化改革，通過整合并優(yōu)化遺傳學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容及使用靈活多樣的教學(xué)方法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解、達到提高學(xué)生實驗綜合技能的目的，使生物科學(xué)專業(yè)級生物技術(shù)專業(yè)本科生—每年約180人從中受益。（2）發(fā)表遺傳學(xué)實驗教學(xué)改革相關(guān)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(chǔ)上增加了設(shè)計性實驗和綜合性實驗，使實驗教學(xué)體系更加完整，內(nèi)容更加豐富，對學(xué)生全面開放實驗室，讓學(xué)生真正做到獨立完成實驗，注重學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。同時利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，增加了學(xué)生的感性認(rèn)識，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動性。-3-

四、教學(xué)改革基礎(chǔ)1、與本項目相關(guān)的教學(xué)改革工作積累和已經(jīng)取得的教學(xué)改革工作成績；2、學(xué)院已具有的教學(xué)改革基礎(chǔ)和環(huán)境，項目對學(xué)院學(xué)科專業(yè)發(fā)展的貢獻，學(xué)院對項目的支持情況（含有關(guān)政策、經(jīng)費及其管理機制、保障條件等，可附有關(guān)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(dān)的教學(xué)改革和科研項目情況。遺傳學(xué)實驗室教師與實驗人員長期從事遺傳學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論及開發(fā)利用研究。在教學(xué)實踐中克服困難，積極研究與探索，不斷提高改進實驗內(nèi)容。遺傳學(xué)實驗室現(xiàn)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(shè)備，還具有完備規(guī)范的植物組織培養(yǎng)室。此外，學(xué)院已建成數(shù)碼互動顯微實驗室，具備開設(shè)綜合設(shè)計型實驗的條件。遺傳學(xué)實驗的教學(xué)改革整合優(yōu)化了傳統(tǒng)的經(jīng)典遺傳學(xué)實驗，加入了分子遺傳學(xué)的實驗內(nèi)容，并增加了綜合性設(shè)計性實驗比例，使實驗教學(xué)內(nèi)容更加完整，更加合理。同時，開放實驗室模式加強了學(xué)生的實驗操作技能。綜合性實驗和設(shè)計性實驗與本科生學(xué)年論文、畢業(yè)論文、挑戰(zhàn)杯、大學(xué)生科技創(chuàng)新等相結(jié)合，拓展學(xué)生思路，培養(yǎng)了學(xué)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(xué)質(zhì)量，從而為我校學(xué)生后續(xù)課