“遺傳學實驗”教學改革思考與探索

孫霞　秦笙　王學楊　李木旺

[摘 要] 遺傳學是生物類、農學類專業(yè)的重要專業(yè)基礎課程，遺傳學實驗是讓這些專業(yè)學生更好掌握和理解遺傳學基本理論的重要實驗課程。本文總結了在遺傳學實驗這一既傳統經典又發(fā)展迅速的實驗課程與蠶學專業(yè)相結合的教學內容、教學方法和教學手段，讓學生不僅能夠加深對遺傳學基本理論知識的理解，更能讓學生在養(yǎng)蠶基地這一開放的教學課堂中學到更多的與本專業(yè)相關的實踐知識，最終達成預期的教學效果。

[關鍵詞] 遺傳學實驗;蠶學專業(yè);教學方式;創(chuàng)新能力

[中圖分類號] G642? [文獻標志碼] A [文章編號] 1008-2549（2019） 08-0102-02

遺傳學既是生命科學的基礎學科，又是發(fā)展迅速的前沿帶頭學科。它在生命科學中涵蓋面廣，理論性強，又與實際應用緊密聯系[1]。近年來，遺傳學的研究成果以及研究遺傳學的新技術突飛猛進，與日俱增。遺傳學實驗不僅能夠讓學生更好地理解遺傳學基本理論知識，也是培養(yǎng)學生綜合素質的重要方面，讓學生在實驗中將理論知識應用于實踐，培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新思維，這就要求遺傳學實驗課堂不僅僅是對遺傳學理論的驗證，更要求在此基礎上有所創(chuàng)新并朝有專業(yè)特色的方向發(fā)展，從而推動遺傳學理論的發(fā)展[2]。

一 蠶學專業(yè)的遺傳學實驗課程教學現狀

1 實驗內容偏經典基礎，未安排專業(yè)特色及現代分子遺傳學技術的實驗

與遺傳學三大基本規(guī)律，即分離規(guī)律、自由組合規(guī)律和連鎖互換規(guī)律，緊密相關的經典內容是果蠅的雜交實驗、觀察和統計后代的表型和分離比，計算得出相應的連鎖圖。作為遺傳學研究的經典材料，果蠅因具有多種培養(yǎng)和生長優(yōu)點，一直是遺傳學實驗課程中固定材料，由此可以看出遺傳學經典三大定律驗證實驗材料偏單一化[3]，沒有和專業(yè)有機結合。

因課時有限，個別實驗“植物染色體制片技術及細胞有絲分裂的觀察”，由授課教師提前處理好樣品，學生僅在課堂上對已處理的樣品進行染色及觀察，沒有參與前期實驗樣品處理過程。

目前根據遺傳學理論知識的側重點，在實驗安排上基本固定，包括實驗材料、實驗內容及實驗方法。這些編排忽略了專業(yè)特色的內容。家蠶作為鱗翅目昆蟲重要的模式生物，其突變表型資源豐富，完全可以被用作遺傳學實驗三大定律驗證的材料。

隨著現代分子生物學技術的迅速發(fā)展和廣泛應用，遺傳學已由經典遺傳學發(fā)展到了現代分子遺傳學[4]。然而，本校遺傳學實驗課程并未跟上該快速發(fā)展的步伐，未安排與分子遺傳學相關的實驗內容，如真核細胞DNA的提取與檢測技術、分子遺傳連鎖圖的構建等。

2 教學方式單一，靈活和創(chuàng)新不夠

目前遺傳學實驗課程教學模式固定，主要采用學生模仿教師的演示或者按照老師列出的步驟進行操作。學生對得到的實驗結果進行總結分析，以實驗報告形式結束。這種模式雖有利于學生掌握實驗步驟，容易獲得預期的結果，驗證遺傳規(guī)律，教師易于教學和管理，但是也存在較大的缺點[5]。主要包括以下幾點：（1）學生對實驗興趣不高。因大部分實驗都是學生按照老師給出的步驟進行操作，實驗結果已知，沒有挑戰(zhàn)性，因此對實驗的興趣不高;（2）學生并未完全參與到整個實驗過程中。因實驗課時有限，多數實驗的準備工作都由老師課前安排完成，學生利用課堂時間完成關鍵的實驗步驟進行觀察和統計數據，盡管課堂上老師會講授樣品處理過程，但學生未對實驗內容有完整的實踐過程;（3）缺乏創(chuàng)新性。學生對實驗前準備、操作過程和結果分析都基本是按照老師指定操作進行，缺乏創(chuàng)新性。

二 蠶學專業(yè)的遺傳學實驗課程教學改革

1 優(yōu)化實驗課程內容，突出蠶桑特色和優(yōu)勢

在遺傳學實驗內容編排上，在保留經典果蠅遺傳模式生物作為實驗材料的基礎上，增加家蠶這一遺傳性狀豐富的鱗翅目模式昆蟲為實驗對象，開設家蠶遺傳特征相關的實驗內容。例如家蠶的性狀遺傳與連鎖群，包括卵、幼蟲、繭和蛹蛾的形態(tài)性狀;家蠶的28個連鎖群及其典型特征;性別和數量性狀遺傳等，這些都可作為蠶學專業(yè)的遺傳學實驗的豐富資源[6]。充分利用中國農業(yè)科學院蠶業(yè)研究所豐富的品種資源庫，使學生更好地將課本知識與實際應用聯系和結合在一起，達到更好的教學效果。

2 以家蠶為研究對象，將現代遺傳學技術融合于實驗教學

將現代分子遺傳學技術與中國農業(yè)科學院蠶業(yè)研究所豐富的蠶桑品種資源庫結合，讓學生更好了解快速發(fā)展的分子遺傳學技術在家蠶優(yōu)良性狀選育、品種保存及蠶桑生產中的應用，例如利用家蠶對濃核病的感染性是單基因控制和聚合酶鏈式反應（PCR）這一現代分子生物學技術對家蠶感染濃核病品種進行檢測實驗。該實驗過程中，首先要求學生對家蠶感染濃核病癥狀有所了解，能夠對其進行辨別;其次抽提樣品的基因組DNA或者RNA，利用PCR技術進行特定片段的擴增;最后對結果進行分析，鑒定感病品種。此類實驗的開設使學生對課堂理論知識有了更直觀的認識和理解，也對其在專業(yè)實踐中的應用有了深入的理解[7]。

3 采用開放式實驗授課，創(chuàng)新教學方法和手段

為了提高學生對科研實驗的興趣和熱愛，采用實驗地點、時間開放式課堂教學模式，解決課堂時間受限這一因素，鼓勵學生在研究性實驗中選擇感興趣的內容，例如以蠶桑為實驗對象，增強對蠶學專業(yè)與理論知識結合的理解[8]。先分小組討論自行設計實驗內容及方案，然后讓每組同學走上講臺進行講解，最后通過班內討論環(huán)節(jié)確定本次開放實驗內容。開放式實驗授課要求每位學生參與到實驗設計的整個過程，包括前期實驗材料準備與飼養(yǎng)、實驗步驟查閱和實驗結果分析[9]。通過鼓勵學生設計、操作和實踐來培養(yǎng)學生發(fā)現問題、分析問題和解決問題的能力，并同時增強學生協作和創(chuàng)新精神[10]。

4 改革實驗考核和評價方式，完善實驗教學體系

引導學生積極探索實驗原理，鼓勵學生自行設計實驗方案，以培養(yǎng)學生的獨立思考和創(chuàng)新能力。本課程以蠶桑專業(yè)特色和優(yōu)勢為出發(fā)點，從優(yōu)化、創(chuàng)新實驗項目、加強實驗課程考核三方面來完善實驗教學體系[11]。開設創(chuàng)新型實驗項目可以使學生選擇感興趣的內容、親自設計實驗方案、開展具體實驗，在潛移默化中掌握知識、提高實驗技能及創(chuàng)新實踐能力。將實驗考核方式分為設計、操作技能、數據分析三部分，注重動手、分析與總結能力的考核，最終實現多方面綜合考查學生學習和實驗能力的目的[12][13]。

三 結語

通過優(yōu)化和調整遺傳學實驗的教學內容，在經典遺傳學實驗基礎上，增加具有專業(yè)特色和優(yōu)勢的實驗內容，讓學生能從課堂操作到基地實踐，使學生切身體會到基礎理論知識與專業(yè)實踐應用的結合，具有重大的實踐意義。隨著社會科技的迅速發(fā)展，大學生需要牢固掌握所學專業(yè)的基礎理論知識，同時還要熟練掌握專業(yè)技術、技能，如何有效地將理論知識與實踐應用相結合，這是對大學實驗教學提出的更高要求。充分利用中國農業(yè)科學院蠶業(yè)研究所豐富的遺傳資源平臺，同時結合不斷完善的學校各種實驗設施，讓學生學到并掌握傳統和前沿的專業(yè)知識和技能。在今后的實驗教學中，在教學改革這條艱巨的道路上我們仍然在不斷探索，我們將繼續(xù)不斷探索以蠶學專業(yè)為特色和優(yōu)勢的遺傳學實驗課程的教學改革，期望這些思考與探索也可作為其它教學實驗提供借鑒和參考。

參考文獻：

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