吳俊 劉志斌 童英

摘要：為響應(yīng)教育部“停課不停教，停課不停學(xué)”的要求，全國(guó)高校開(kāi)展了大規(guī)模的線上教學(xué)活動(dòng)。不同于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何保障學(xué)生在線學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作，成為線上教學(xué)的難點(diǎn)。本文以遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，總結(jié)了課程在線教學(xué)的方法，包括選擇簡(jiǎn)單有效的線上教學(xué)平臺(tái)，充分利用多種教學(xué)資源，設(shè)計(jì)家庭版的實(shí)驗(yàn)課程，教學(xué)管理及時(shí)跟進(jìn)線上教學(xué)等，以期通過(guò)上述方法的探索與實(shí)踐，保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行，也為其他實(shí)驗(yàn)課的線上教學(xué)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：疫情防控；線上教學(xué)；遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-7164（2021）03-0077-02

2020年2月，教育部發(fā)布《應(yīng)對(duì)新型冠狀病毒感染肺炎疫情工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》[1]，各級(jí)學(xué)校積極落實(shí)文件要求，“停課不停教，停課不停學(xué)”，紛紛開(kāi)展線上教學(xué)實(shí)踐。

對(duì)實(shí)驗(yàn)課而言，疫情防控下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨前所未有的挑戰(zhàn)[2]。實(shí)驗(yàn)課程中涉及的理論知識(shí)是比較容易轉(zhuǎn)換為線上教學(xué)內(nèi)容的，但是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)是促進(jìn)學(xué)生理論知識(shí)與實(shí)踐的融合，主要目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力和創(chuàng)新研究意識(shí)[3]。疫情防控下的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，離開(kāi)了實(shí)驗(yàn)室，就難以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。如何指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，成了線上實(shí)驗(yàn)課程安排的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

四川大學(xué)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程組（以下簡(jiǎn)稱課程組）經(jīng)過(guò)充分的調(diào)查和探討，形成了有特色的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，率先開(kāi)展了學(xué)院實(shí)驗(yàn)課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，在學(xué)生中獲得較高評(píng)價(jià)，成為實(shí)驗(yàn)課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的良好案例。

根據(jù)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)要求，課程組設(shè)定該課的線上教學(xué)主要完成兩項(xiàng)內(nèi)容，一是要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)相關(guān)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解，二是最大限度地滿足學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的需要。課程組在線上教學(xué)平臺(tái)、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)方法等方面進(jìn)行了調(diào)整、改進(jìn)，形成有特色的線上教學(xué)模式。同時(shí)，教師還特別設(shè)計(jì)了家庭版實(shí)驗(yàn)，方便學(xué)生從身邊的材料著手掌握實(shí)驗(yàn)的精髓。在此基礎(chǔ)上，教學(xué)管理人員積極配合一線教師，參與線上教學(xué)的管理，使教學(xué)更細(xì)致深入，助力線上教學(xué)有序開(kāi)展。

一、網(wǎng)絡(luò)資源和教學(xué)平臺(tái)的綜合利用

線上教學(xué)有多種平臺(tái)，可選平臺(tái)有超星學(xué)習(xí)通、愛(ài)課堂、雨課堂、Zoom，騰訊會(huì)議，QQ群等，經(jīng)過(guò)前期調(diào)試各種軟件的使用細(xì)節(jié)之后，本著方便簡(jiǎn)潔的原則，課程組最后決定采用QQ群進(jìn)行教學(xué)。課程以群課堂（早期以群視頻）的方式直播，輔以語(yǔ)音通話和文字留言等形式。在課程中教師與學(xué)生，進(jìn)行實(shí)時(shí)討論、答疑、問(wèn)卷等互動(dòng)活動(dòng)。課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資料也可以長(zhǎng)期存放于群文件中，方便學(xué)生查取。

線上教學(xué)過(guò)程中，教師還注意充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。疫情期間，國(guó)家開(kāi)放了許多網(wǎng)絡(luò)課程資源，課程組引入了與課程密切相關(guān)的內(nèi)容，包括中國(guó)大學(xué)MOOC（慕課）中的課程遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)（北京大學(xué)）和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)（北京師范大學(xué)）[4-5]。同時(shí)，教師還推薦了四川大學(xué)和北京師范大學(xué)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)虛擬學(xué)習(xí)熟悉實(shí)驗(yàn)的流程和操作細(xì)節(jié)，加深動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的感官認(rèn)識(shí)。這些網(wǎng)絡(luò)資源的利用，豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，拓寬了學(xué)生的視野。

二、家庭版實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，開(kāi)放和豐富多彩的資源給了學(xué)生更多的選擇和自主學(xué)習(xí)的空間。然而，過(guò)多的選擇難免讓人眼花繚亂，容易產(chǎn)生迷惘的情緒。對(duì)于如何提升學(xué)生的興趣，簡(jiǎn)易的家庭版動(dòng)手實(shí)驗(yàn)是一個(gè)很好的方式。結(jié)合遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)大綱，課程組對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方法進(jìn)行了改版，開(kāi)發(fā)出家庭版的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生利用身邊的材料進(jìn)行簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)。

遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的線上教學(xué)，課程組設(shè)計(jì)了三項(xiàng)家庭版實(shí)驗(yàn)：多基因遺傳性狀分析-指紋的遺傳分析、基因組DNA的提取和野外果蠅的采集和觀察。

遺傳學(xué)進(jìn)入分子水平后，以基因?yàn)閷?duì)象研究遺傳規(guī)律已成為現(xiàn)代遺傳學(xué)研究的重要方法，基因組DNA的提取也成為一項(xiàng)基礎(chǔ)的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，因此課程組重點(diǎn)設(shè)計(jì)了家庭版的基因組DNA提取。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、方法和流程的深入思考，課程組將實(shí)驗(yàn)室版實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改版、簡(jiǎn)化和擴(kuò)充，形成了開(kāi)放式的家庭版實(shí)驗(yàn)。

（一）家庭版實(shí)驗(yàn)試劑的選用

家庭洗滌用品中常常含有一定濃度的SDS或其它去垢劑，因此設(shè)計(jì)用洗潔精取代SDS進(jìn)行細(xì)胞破碎。

疫情期間，75%乙醇成了家庭必須品，不少家庭還有存留，但如果用于實(shí)驗(yàn)，存在潛在的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。因此，課程組建議用白酒替代乙醇，并且實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地不能設(shè)置在廚房，不能在有明火的地方進(jìn)行，要求學(xué)生在有安全保障的情況下開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。

純化DNA的苯酚和氯仿難以找到替代試劑，因此，課程組簡(jiǎn)化流程，省略DNA純化步驟，讓學(xué)生保存粗提的基因組DNA，有條件時(shí)可在返校后進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。

（二）家庭版實(shí)驗(yàn)材料的選擇

家庭版實(shí)驗(yàn)還需考慮實(shí)驗(yàn)材料的選擇。線下課程中，實(shí)驗(yàn)以果蠅為提取對(duì)象，學(xué)生通過(guò)練習(xí)果蠅基因組的提取熟悉基本的實(shí)驗(yàn)操作。家庭實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生身處各地，疫情下快遞果蠅具有一定難度。將實(shí)驗(yàn)品種快遞到各地，若保管不善，可能會(huì)對(duì)各地野外種群造成一定影響。

遺傳學(xué)研究的對(duì)象并不局限于果蠅。因此，課程組將實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行擴(kuò)展，鼓勵(lì)學(xué)生尋找身邊的材料，例如桌上的水果、廚房的蔬菜、冰箱的肉類等，動(dòng)物、植物、昆蟲(chóng)皆可嘗試。

（三）家庭版實(shí)驗(yàn)過(guò)程的改進(jìn)

家庭版實(shí)驗(yàn)中，教師鼓勵(lì)學(xué)生選擇不同的材料和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并比較不同材料DNA提取的方法和收率，加深學(xué)生對(duì)基因組DNA提取原理的理解，并掌握提取技巧。教師可以設(shè)計(jì)一系列問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)的具體步驟：不同材料中提取的DNA含量為什么會(huì)有差別？從植物和動(dòng)物中提取DNA有什么區(qū)別？草莓和獼猴桃中哪個(gè)可能提取出更多的DNA？甜味橘子和酸橘子提取出的DNA量會(huì)有差別嗎？不同品牌的洗潔精提取DNA的收率一樣嗎？怎樣用簡(jiǎn)單的方法估計(jì)提取物中DNA和蛋白質(zhì)的含量？這些問(wèn)題的設(shè)置，讓學(xué)生理解了DNA抽提所需的條件，了解了提取過(guò)程的注意點(diǎn)，并養(yǎng)成對(duì)比和思考的習(xí)慣。

實(shí)驗(yàn)材料選擇的多樣性和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的比較，拓展了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的思路，使家庭版實(shí)驗(yàn)有別于一般的科普實(shí)驗(yàn)，并讓學(xué)生在自主創(chuàng)新的角度對(duì)實(shí)驗(yàn)形成多方向的探索，從簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)中發(fā)掘深刻而豐富的實(shí)驗(yàn)原理。隨后的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生們摸索了各種材料的提取條件，包括草莓、火龍果、橘子、芒果、蘆薈、香蕉、蒜、豌豆，蝦和豬肉等，總結(jié)了各具特色的提取方法，形成了豐富多彩的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

三、線下動(dòng)手實(shí)驗(yàn)充實(shí)線上教學(xué)

2020年5月，疫情防控形勢(shì)逐漸明朗，按照學(xué)校的部署，部分學(xué)生陸續(xù)申請(qǐng)返校。為滿足學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的需求，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程組開(kāi)放了實(shí)驗(yàn)室，在保證防疫安全的情況下，允許學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。課程組先期統(tǒng)計(jì)了返校參與課程的學(xué)生人數(shù)，并根據(jù)學(xué)生返校情況，適度調(diào)整了課程內(nèi)容。例如，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中鼓勵(lì)學(xué)生在各自家鄉(xiāng)采集的果蠅品種，可以帶入實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行觀察和基因組DNA的提取。這樣線上和線下內(nèi)容就能夠有機(jī)整合，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣也更濃厚。以往實(shí)驗(yàn)課程都是在成都某地進(jìn)行野外果蠅的采集，這種線上線下實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，給予了這次課程遠(yuǎn)超以往的豐富內(nèi)容。同時(shí)，在滿足疫情防控要求的前提下，部分學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室完成部分實(shí)驗(yàn)操作，從紙上談兵進(jìn)入實(shí)際操作，讓學(xué)生對(duì)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)有了真正的感覺(jué)和體會(huì)，彌補(bǔ)了線上教學(xué)的不足。

四、教學(xué)管理人員與教師通力協(xié)作，助力線上教學(xué)

教學(xué)管理人員協(xié)助任課教師選擇線上教學(xué)平臺(tái)，并組織線上教學(xué)平臺(tái)使用的培訓(xùn)、交流，讓教師快速掌握方便的線上教學(xué)手段。教師建立QQ群、微信群等線上教學(xué)平臺(tái)后，教學(xué)管理人員將平臺(tái)信息及時(shí)傳達(dá)給學(xué)生，并督促該門課程的全體學(xué)生及時(shí)加入；對(duì)未及時(shí)加入學(xué)習(xí)平臺(tái)學(xué)生，則單獨(dú)再次通知，直至其順利加入。

五、結(jié)語(yǔ)

2020年是不平凡的一年，教師開(kāi)展線上教學(xué)，學(xué)生主動(dòng)自主學(xué)習(xí)，教學(xué)管理部門細(xì)致進(jìn)行線上管理，保障了本科教學(xué)的有序進(jìn)行。

遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)線上教學(xué)的設(shè)計(jì)，抓住了課程特點(diǎn)，讓學(xué)生利用手邊的材料創(chuàng)造條件，進(jìn)行替代實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的家庭版實(shí)驗(yàn)，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)相關(guān)理論進(jìn)行討論，鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，全方位地從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、問(wèn)題的提出和解決以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程等多方面養(yǎng)成學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣。從課堂反饋來(lái)看，通過(guò)家庭版實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法的實(shí)踐，學(xué)生對(duì)課程表現(xiàn)出了濃厚的興趣，不僅在課堂上積極發(fā)言討論，而且開(kāi)發(fā)了更多的實(shí)驗(yàn)流程并獲得了豐富的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。新冠肺炎疫情下遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)線上教學(xué)的探索和改革，是一種大膽的嘗試，其設(shè)計(jì)思路和方法為其他實(shí)驗(yàn)課開(kāi)展線上教學(xué)提供了參考與借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：鄒宇銘）