“遺傳學實驗”教學改革思考與探索*
——以蠶學專業為例

孫霞 秦笙 王學楊 李木旺

（1 江蘇科技大學生物技術學院；2 中國農業科學院蠶業研究所）

遺傳學既是生命科學的基礎學科，又是發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，培養學生實踐能力和創新思維，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新并朝有專業特色的方向發展，從而推動遺傳學理論的發展[2]。

一 蠶學專業的遺傳學實驗課程教學現狀

1 實驗內容偏經典基礎，未安排專業特色及現代分子遺傳學技術的實驗

與遺傳學三大基本規律，即分離規律、自由組合規律和連鎖互換規律，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和生長優點，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展和廣泛應用，遺傳學已由經典遺傳學發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，缺乏創新性。

二 蠶學專業的遺傳學實驗課程教學改革

1 優化實驗課程內容，突出蠶桑特色和優勢

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的遺傳學實驗的豐富資源[6]。充分利用中國農業科學院蠶業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科學院蠶業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展的分子遺傳學技術在家蠶優良性狀選育、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節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、實驗步驟查閱和實驗結果分析[9]。通過鼓勵學生設計、操作和實踐來培養學生發現問題、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，以培養學生的獨立思考和創新能力。本課程以蠶桑專業特色和優勢為出發點，從優化、創新實驗項目、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，增加具有專業特色和優勢的實驗內容，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展，大學生需要牢固掌握所學專業的基礎理論知識，同時還要熟練掌握專業技術、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。充分利用中國農業科學院蠶業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，我們將繼續不斷探索以蠶學專業為特色和優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。