“遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革思考與探索

孫霞　秦笙　王學(xué)楊　李木旺

[摘 要] 遺傳學(xué)是生物類、農(nóng)學(xué)類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)是讓這些專業(yè)學(xué)生更好掌握和理解遺傳學(xué)基本理論的重要實(shí)驗(yàn)課程。本文總結(jié)了在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)這一既傳統(tǒng)經(jīng)典又發(fā)展迅速的實(shí)驗(yàn)課程與蠶學(xué)專業(yè)相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段，讓學(xué)生不僅能夠加深對(duì)遺傳學(xué)基本理論知識(shí)的理解，更能讓學(xué)生在養(yǎng)蠶基地這一開(kāi)放的教學(xué)課堂中學(xué)到更多的與本專業(yè)相關(guān)的實(shí)踐知識(shí)，最終達(dá)成預(yù)期的教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞] 遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn);蠶學(xué)專業(yè);教學(xué)方式;創(chuàng)新能力

[中圖分類號(hào)] G642? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 1008-2549（2019） 08-0102-02

遺傳學(xué)既是生命科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，又是發(fā)展迅速的前沿帶頭學(xué)科。它在生命科學(xué)中涵蓋面廣，理論性強(qiáng)，又與實(shí)際應(yīng)用緊密聯(lián)系[1]。近年來(lái)，遺傳學(xué)的研究成果以及研究遺傳學(xué)的新技術(shù)突飛猛進(jìn)，與日俱增。遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅能夠讓學(xué)生更好地理解遺傳學(xué)基本理論知識(shí)，也是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的重要方面，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，這就要求遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂不僅僅是對(duì)遺傳學(xué)理論的驗(yàn)證，更要求在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新并朝有專業(yè)特色的方向發(fā)展，從而推動(dòng)遺傳學(xué)理論的發(fā)展[2]。

一 蠶學(xué)專業(yè)的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)現(xiàn)狀

1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容偏經(jīng)典基礎(chǔ)，未安排專業(yè)特色及現(xiàn)代分子遺傳學(xué)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)

與遺傳學(xué)三大基本規(guī)律，即分離規(guī)律、自由組合規(guī)律和連鎖互換規(guī)律，緊密相關(guān)的經(jīng)典內(nèi)容是果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)、觀察和統(tǒng)計(jì)后代的表型和分離比，計(jì)算得出相應(yīng)的連鎖圖。作為遺傳學(xué)研究的經(jīng)典材料，果蠅因具有多種培養(yǎng)和生長(zhǎng)優(yōu)點(diǎn)，一直是遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中固定材料，由此可以看出遺傳學(xué)經(jīng)典三大定律驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)材料偏單一化[3]，沒(méi)有和專業(yè)有機(jī)結(jié)合。

因課時(shí)有限，個(gè)別實(shí)驗(yàn)“植物染色體制片技術(shù)及細(xì)胞有絲分裂的觀察”，由授課教師提前處理好樣品，學(xué)生僅在課堂上對(duì)已處理的樣品進(jìn)行染色及觀察，沒(méi)有參與前期實(shí)驗(yàn)樣品處理過(guò)程。

目前根據(jù)遺傳學(xué)理論知識(shí)的側(cè)重點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)安排上基本固定，包括實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方法。這些編排忽略了專業(yè)特色的內(nèi)容。家蠶作為鱗翅目昆蟲(chóng)重要的模式生物，其突變表型資源豐富，完全可以被用作遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)三大定律驗(yàn)證的材料。

隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，遺傳學(xué)已由經(jīng)典遺傳學(xué)發(fā)展到了現(xiàn)代分子遺傳學(xué)[4]。然而，本校遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程并未跟上該快速發(fā)展的步伐，未安排與分子遺傳學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如真核細(xì)胞DNA的提取與檢測(cè)技術(shù)、分子遺傳連鎖圖的構(gòu)建等。

2 教學(xué)方式單一，靈活和創(chuàng)新不夠

目前遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式固定，主要采用學(xué)生模仿教師的演示或者按照老師列出的步驟進(jìn)行操作。學(xué)生對(duì)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)分析，以實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式結(jié)束。這種模式雖有利于學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)步驟，容易獲得預(yù)期的結(jié)果，驗(yàn)證遺傳規(guī)律，教師易于教學(xué)和管理，但是也存在較大的缺點(diǎn)[5]。主要包括以下幾點(diǎn)：（1）學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)興趣不高。因大部分實(shí)驗(yàn)都是學(xué)生按照老師給出的步驟進(jìn)行操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果已知，沒(méi)有挑戰(zhàn)性，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣不高;（2）學(xué)生并未完全參與到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中。因?qū)嶒?yàn)課時(shí)有限，多數(shù)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作都由老師課前安排完成，學(xué)生利用課堂時(shí)間完成關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行觀察和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，盡管課堂上老師會(huì)講授樣品處理過(guò)程，但學(xué)生未對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有完整的實(shí)踐過(guò)程;（3）缺乏創(chuàng)新性。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備、操作過(guò)程和結(jié)果分析都基本是按照老師指定操作進(jìn)行，缺乏創(chuàng)新性。

二 蠶學(xué)專業(yè)的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革

1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，突出蠶桑特色和優(yōu)勢(shì)

在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編排上，在保留經(jīng)典果蠅遺傳模式生物作為實(shí)驗(yàn)材料的基礎(chǔ)上，增加家蠶這一遺傳性狀豐富的鱗翅目模式昆蟲(chóng)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，開(kāi)設(shè)家蠶遺傳特征相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如家蠶的性狀遺傳與連鎖群，包括卵、幼蟲(chóng)、繭和蛹蛾的形態(tài)性狀;家蠶的28個(gè)連鎖群及其典型特征;性別和數(shù)量性狀遺傳等，這些都可作為蠶學(xué)專業(yè)的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的豐富資源[6]。充分利用中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)研究所豐富的品種資源庫(kù)，使學(xué)生更好地將課本知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系和結(jié)合在一起，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

2 以家蠶為研究對(duì)象，將現(xiàn)代遺傳學(xué)技術(shù)融合于實(shí)驗(yàn)教學(xué)

將現(xiàn)代分子遺傳學(xué)技術(shù)與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)研究所豐富的蠶桑品種資源庫(kù)結(jié)合，讓學(xué)生更好了解快速發(fā)展的分子遺傳學(xué)技術(shù)在家蠶優(yōu)良性狀選育、品種保存及蠶桑生產(chǎn)中的應(yīng)用，例如利用家蠶對(duì)濃核病的感染性是單基因控制和聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）這一現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)對(duì)家蠶感染濃核病品種進(jìn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先要求學(xué)生對(duì)家蠶感染濃核病癥狀有所了解，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行辨別;其次抽提樣品的基因組DNA或者RNA，利用PCR技術(shù)進(jìn)行特定片段的擴(kuò)增;最后對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，鑒定感病品種。此類實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)使學(xué)生對(duì)課堂理論知識(shí)有了更直觀的認(rèn)識(shí)和理解，也對(duì)其在專業(yè)實(shí)踐中的應(yīng)用有了深入的理解[7]。

3 采用開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)授課，創(chuàng)新教學(xué)方法和手段

為了提高學(xué)生對(duì)科研實(shí)驗(yàn)的興趣和熱愛(ài)，采用實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、時(shí)間開(kāi)放式課堂教學(xué)模式，解決課堂時(shí)間受限這一因素，鼓勵(lì)學(xué)生在研究性實(shí)驗(yàn)中選擇感興趣的內(nèi)容，例如以蠶桑為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，增強(qiáng)對(duì)蠶學(xué)專業(yè)與理論知識(shí)結(jié)合的理解[8]。先分小組討論自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方案，然后讓每組同學(xué)走上講臺(tái)進(jìn)行講解，最后通過(guò)班內(nèi)討論環(huán)節(jié)確定本次開(kāi)放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)授課要求每位學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，包括前期實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備與飼養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)步驟查閱和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析[9]。通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)、操作和實(shí)踐來(lái)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，并同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生協(xié)作和創(chuàng)新精神[10]。

4 改革實(shí)驗(yàn)考核和評(píng)價(jià)方式，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

引導(dǎo)學(xué)生積極探索實(shí)驗(yàn)原理，鼓勵(lì)學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力。本課程以蠶桑專業(yè)特色和優(yōu)勢(shì)為出發(fā)點(diǎn)，從優(yōu)化、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程考核三方面來(lái)完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系[11]。開(kāi)設(shè)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以使學(xué)生選擇感興趣的內(nèi)容、親自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、開(kāi)展具體實(shí)驗(yàn)，在潛移默化中掌握知識(shí)、提高實(shí)驗(yàn)技能及創(chuàng)新實(shí)踐能力。將實(shí)驗(yàn)考核方式分為設(shè)計(jì)、操作技能、數(shù)據(jù)分析三部分，注重動(dòng)手、分析與總結(jié)能力的考核，最終實(shí)現(xiàn)多方面綜合考查學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ哪康腫12][13]。

三 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)優(yōu)化和調(diào)整遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，在經(jīng)典遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，增加具有專業(yè)特色和優(yōu)勢(shì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生能從課堂操作到基地實(shí)踐，使學(xué)生切身體會(huì)到基礎(chǔ)理論知識(shí)與專業(yè)實(shí)踐應(yīng)用的結(jié)合，具有重大的實(shí)踐意義。隨著社會(huì)科技的迅速發(fā)展，大學(xué)生需要牢固掌握所學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，同時(shí)還要熟練掌握專業(yè)技術(shù)、技能，如何有效地將理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，這是對(duì)大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出的更高要求。充分利用中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)研究所豐富的遺傳資源平臺(tái)，同時(shí)結(jié)合不斷完善的學(xué)校各種實(shí)驗(yàn)設(shè)施，讓學(xué)生學(xué)到并掌握傳統(tǒng)和前沿的專業(yè)知識(shí)和技能。在今后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，在教學(xué)改革這條艱巨的道路上我們?nèi)匀辉诓粩嗵剿?，我們將繼續(xù)不斷探索以蠶學(xué)專業(yè)為特色和優(yōu)勢(shì)的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革，期望這些思考與探索也可作為其它教學(xué)實(shí)驗(yàn)提供借鑒和參考。

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