果蠅實驗對“發現式”實驗教學改革的推動作用

鄒玉蘭

【摘 要】 在開展遺傳學的有關實驗教學中，果蠅是較為經典且常見的實驗材料。現階段我國諸多高校通過將果蠅作為實驗材料的遺傳學實驗，仍然以較為經典的驗證式教學為主，無法吸引學生實驗興趣，無法提升教學質量。由此本次研究針對果蠅實驗對“發現式”實驗教學改革的作用展開研究，對實驗教學內容進行調整，實現了“驗證式”實驗教學至“發現式”實驗教學的轉變，從而有效提高實驗學習成效。

【關鍵詞】 果蠅實驗；“發現式”；實驗教學

[Abstract] Fruit flies are relatively classic and common experimental materials in carrying out experimental teaching of genetics. Many colleges and universities in our country at present stage by flies as experimental material of genetics experiment， verified with a more classic type teaching is given priority to， still unable to attract the students' experiment interest， unable to improve the teaching quality. Thus the research on fruit flies experiment on the "discovery" study of the role of experiment teaching reform， adjust the experiment teaching content， implement the "authentication type" experimental teaching to "discover" the transformation of the experimental teaching， thereby effectively improve the learning effect.

[Key words] fruit fly experiment； "discovery"； the experimental teaching

在近百年的遺傳學教學變革中，始終作為經典模式生物被廣泛多次應用于生物學、基因功能研究以及藥物研發等多種領域[1]。遺傳學教學在變革中，不僅應當重視培養學生的理論知識，同時還應當訓練學生的思維創新，加強實際操作能力。近些年來我國的遺傳學教學中，學生普遍存在興趣不足，無法獨立觀察、獨立操作、獨立發現問題的被動地位[2]。為了對這一問題加以解決，通過重視培養學生的實驗能力及探索創新能力，將果蠅實驗應用于“發現式”實驗教學變革。以期本次研究能夠為高校開展遺傳學果蠅實驗教學，提供可參考依據。

1 果蠅實驗在實驗教學現狀概述

果蠅實驗首次于上世紀初出現，經Morgan學者在實驗研究中將黑腹果蠅作為實驗材料至今，果蠅實驗就成為了遺傳學實驗中的經典實驗教學材料，對生物遺傳學的研究學習有著尤為重要的意義[3]。隨著社會的發展，果蠅實驗也仍然被廣泛運用至生物學、分子學及神經科學等諸多領域。現階段諸多高校都開設了果蠅實驗遺傳學實驗課程，但是在實驗課程開展中，普遍存在驗證式實驗。并未以學生的視角開展多視角實驗教學，缺乏新型的實驗教學手段及必要的實驗探索。因此學生在整體的實驗課程開展中，缺乏探索興趣及主動性，無法有效提升整體的實驗教學質量。

2 遺傳學“發現式”實驗教學變革舉措

通過了解現階段果蠅實驗教學的具體狀況，通過借助Gal4/UAS系統及虛擬仿真實驗平臺，實現果蠅遺傳綜合實驗，將其引入之生物遺傳學果蠅實驗教學中[4]。針對實驗教學內容、方法、性質統一做出如下變革：

2.1 引入新內容

為了順應當前社會發展進程，通過針對實驗教學內容做出一定的教學變革，是開展實驗教學的核心。在《華中農業大學生物學虛擬仿真實驗教學中心》（2015年）獲批湖北省首個自然科學類省級虛擬仿真中心，其中《果蠅綜合大實驗虛擬仿真》實驗是中心的建設項目之一，為培養學生的動手能力及激發學生對果蠅實驗的熱情。我們將《果蠅綜合大學實驗》分成四個模塊，本著虛擬仿真實驗在本科實驗教學中的終止，能實不虛，虛實結合。實現了整個實驗劃分為五個部分，分別為實驗目的、實驗原理、實驗操作、教師與學生互動、在線測試，虛擬實驗操作過程中不斷地有干擾數據出現。在果蠅實驗課開展之前，學生必須持有效身份（學號）進入虛擬平臺預習，獲取一定學分使得學生轉換傳統實驗教學的被動性，帶著問題去學習、探索、發現。我們通過針對“果蠅雜交實驗”中，對傳統的實驗內容加以重新設計，將新型的果蠅品系引入實驗課程中，有效整合了原本單獨設立存在的果蠅實驗課程（雜交實驗、雙因子雜交實驗、伴性遺傳實驗），針對性設計一個關聯且綜合的“果蠅雜交實驗”[5]。

通過將果蠅唾腺染色體制片能夠配合于觀察實驗，在課程開展中劃分少量課時，指導學生完成鑒別果蠅雌雄及雜交操作、觀察突變體的形狀及染色體等課程內容，讓學生對果蠅實驗的課程了解，不再僅僅局限于傳統果蠅實驗和遺傳學分析法內容中[6]。并且在此基礎之上，通過增加設立了“果蠅基因表達模式的監測”及Gal4/UAS系統，這兩個增設的拓展實驗項目，對果蠅實驗在國際間的最新研究進展加以介紹，從而對學生起到引導和鼓勵作用，讓他們能夠在課余時間實現對果蠅實驗的進一步研究、探索。

2.2 “發現式”轉型

“果蠅雜交實驗”是絕大多數高校遺傳學實驗課程開展中，教師實現基本教學實驗的關鍵項目及主要教學內容之一。通常情況下果蠅實驗都是在教師的教學指導之下，通過提前設計具體的實驗方案，對實驗條件進行測定，針對每一個實驗細節進行指導講解。同時由于課堂的課時存在一定局限性，由此絕大多數實驗開展都是由實驗指導老師所指導完成。學生只需要按照具體的實驗要求即可完成。此種教學導致學生的整體學習狀態都是過于被動，學習的整體積極性及主動性較低。

實驗教學方法決定了學生在果蠅雜交實驗中，是被動接受者還是主動接受者。由此通過實現了果蠅雜交實驗變革，同樣能夠也需要對實驗教學方法做出相應調整。在實驗開始之前，教師只需要根據實驗選擇針對性性狀，以及各個性狀果蠅的外形特征，注意在飼養果蠅中的有關注意事項。然后有學生對有關資料進行查找，主動設計相應的實驗方案，并且提出針對性實驗數據，對其實驗結果加以分析。此種教學方法，就保證了學生能夠掌握果蠅的基本實驗操作，同時又能夠對果蠅實驗的具體過程加以深刻了解。

通過實現果蠅實驗教學項目的增設，可以引領學生思考一些無從得知的問題，進而引導學生能夠發現問題、提出問題、分析問題及最終解決問題。在實驗的過程中，教師應當予以學生針對性的可參考建議，并且整個實驗操作都應當確保學生的“獨立設計、獨立操作、獨立創新”，保證學生能夠運用已掌握知識，對實驗中的問題發現、分析和解決。由此有效的轉變了學生在傳統果蠅實驗課程中的被動地位。實驗的性質也由傳統的“驗證式”逐步轉變為“研究式探索”，教師所采用的教學方法也由傳統的手把手，轉變為學生自主發展探索。

2.3 “開放式”轉型

在傳統的果蠅實驗教學中，實驗室基本在課外均處于封閉狀態，學生只是在實驗課情況下，才在計劃規定中被動式的進入實驗室開展實驗，平時絕大多數時間都無法進入實驗室。因此學生無法自主性的發揮自身的學習潛能，更無法提高整體的素質創新能力。通過實現實驗教學方法的轉變，也必然帶動了教學模式的轉變。為了對傳統教學模式的弊端問題加以改變，通過轉變原本“封閉式”實驗模式轉變為“開放式”實驗模式。具體的實驗課程開展過程，也是由“課內完成——課內+課時完成——課外獨立完成”的教學過程。該教學過程是一個層層遞進的教學體系，能夠在教學開展中，培養學生自主探索能動性的同時，還可以減少實驗教師的課程工作量，促進學生及教師的整體教、學熱情。

3 教學成效

通過將此種果蠅實驗“發現式”實驗教學變革應用于實際教學中，經過此番教學變革，學生能夠由傳統的被動化接受課堂知識，逐步轉變為主動化學習知識，提升了學生的整體學習興趣。每一屆學生都能夠對果蠅實驗產生較好的趣味性，并且鍛煉了學生的獨立思考、思維創新及科研實踐能力。

4 結語

實驗課程教學開展，是培養學生在理論知識學習之外，科研創新思維及實踐操作能力的關鍵環節。要想達到配合理論知識課程，開展教學內容之外的教學目的，就需要重視培養學生提出問題及解決問題的能力。由此通過實現果蠅實驗的“發現式”實驗教學，能夠提高學生對果蠅遺傳學實驗的有關理論知識掌握度，同時還能夠培養學生的實驗操作技能。通過本次果蠅實驗教學變革，充分認識到改革實驗教學變革，更是一個主動探索的過程，只有不斷實施科學合理性變革，才能提升整體實驗教學質量。

參考文獻：

[1] 劉艷，孟令軍，逯家輝，等.低溫麻醉技術在果蠅遺傳學實 驗教學中的應用[J].生命的化學，2016，（1）：126-128.

[2] 齊璐璐，姜先榮，周亞彬，等.遺傳學實驗教學中果蠅雜交 實驗整合的探索[J].合肥師范學院學報，2015，33，（3）： 114-117.

[3] 章軍，朱斌琳，宋思揚. 果蠅誘變開放實驗激發了學生對 遺傳實驗的興趣[C]//全國高等院校遺傳學教學改革研討 會. 2010.

[4] 李永華.如何提高探究教學的有效性——關于摩爾根的 果蠅雜交實驗的探究[J].魅力中國，2010，02.

[5] 王藝瑾，溫省云，龔海韻，等.果蠅產卵行為的偏好和可塑 性實驗模型[J].生物化學與生物物理進展， 2012，（9）： 910-918.

[6] 朱雄.關于摩爾根提出“果蠅眼色基因位于X染色體上”的 導學[J].中學生物教學，2013，（3）：50.