“遗传学实验”教学改革思考与探索*——以蚕学专业为例

孙霞 秦笙 王学杨 李木旺

（1 江苏科技大学生物技术学院；2 中国农业科学院蚕业研究所）

遗传学既是生命科学的基础学科，又是发展迅速的前沿带头学科。它在生命科学中涵盖面广，理论性强，又与实际应用紧密联系[1]。近年来，遗传学的研究成果以及研究遗传学的新技术突飞猛进，与日俱增。遗传学实验不仅能够让学生更好地理解遗传学基本理论知识，也是培养学生综合素质的重要方面，让学生在实验中将理论知识应用于实践，培养学生实践能力和创新思维，这就要求遗传学实验课堂不仅仅是对遗传学理论的验证，更要求在此基础上有所创新并朝有专业特色的方向发展，从而推动遗传学理论的发展[2]。

一 蚕学专业的遗传学实验课程教学现状

1 实验内容偏经典基础，未安排专业特色及现代分子遗传学技术的实验

与遗传学三大基本规律，即分离规律、自由组合规律和连锁互换规律，紧密相关的经典内容是果蝇的杂交实验、观察和统计后代的表型和分离比，计算得出相应的连锁图。作为遗传学研究的经典材料，果蝇因具有多种培养和生长优点，一直是遗传学实验课程中固定材料，由此可以看出遗传学经典三大定律验证实验材料偏单一化[3]，没有和专业有机结合。

因课时有限，个别实验“植物染色体制片技术及细胞有丝分裂的观察”，由授课教师提前处理好样品，学生仅在课堂上对已处理的样品进行染色及观察，没有参与前期实验样品处理过程。

目前根据遗传学理论知识的侧重点，在实验安排上基本固定，包括实验材料、实验内容及实验方法。这些编排忽略了专业特色的内容。家蚕作为鳞翅目昆虫重要的模式生物，其突变表型资源丰富，完全可以被用作遗传学实验三大定律验证的材料。

随着现代分子生物学技术的迅速发展和广泛应用，遗传学已由经典遗传学发展到了现代分子遗传学[4]。然而，本校遗传学实验课程并未跟上该快速发展的步伐，未安排与分子遗传学相关的实验内容，如真核细胞DNA 的提取与检测技术、分子遗传连锁图的构建等。

2 教学方式单一，灵活和创新不够

目前遗传学实验课程教学模式固定，主要采用学生模仿教师的演示或者按照老师列出的步骤进行操作。学生对得到的实验结果进行总结分析，以实验报告形式结束。这种模式虽有利于学生掌握实验步骤，容易获得预期的结果，验证遗传规律，教师易于教学和管理，但是也存在较大的缺点[5]。主要包括以下几点：（1）学生对实验兴趣不高。因大部分实验都是学生按照老师给出的步骤进行操作，实验结果已知，没有挑战性，因此对实验的兴趣不高；（2）学生并未完全参与到整个实验过程中。因实验课时有限，多数实验的准备工作都由老师课前安排完成，学生利用课堂时间完成关键的实验步骤进行观察和统计数据，尽管课堂上老师会讲授样品处理过程，但学生未对实验内容有完整的实践过程；（3）缺乏创新性。学生对实验前准备、操作过程和结果分析都基本是按照老师指定操作进行，缺乏创新性。

二 蚕学专业的遗传学实验课程教学改革

1 优化实验课程内容，突出蚕桑特色和优势

在遗传学实验内容编排上，在保留经典果蝇遗传模式生物作为实验材料的基础上，增加家蚕这一遗传性状丰富的鳞翅目模式昆虫为实验对象，开设家蚕遗传特征相关的实验内容。例如家蚕的性状遗传与连锁群，包括卵、幼虫、茧和蛹蛾的形态性状；家蚕的28 个连锁群及其典型特征；性别和数量性状遗传等，这些都可作为蚕学专业的遗传学实验的丰富资源[6]。充分利用中国农业科学院蚕业研究所丰富的品种资源库，使学生更好地将课本知识与实际应用联系和结合在一起，达到更好的教学效果。

2 以家蚕为研究对象，将现代遗传学技术融合于实验教学

将现代分子遗传学技术与中国农业科学院蚕业研究所丰富的蚕桑品种资源库结合，让学生更好了解快速发展的分子遗传学技术在家蚕优良性状选育、品种保存及蚕桑生产中的应用，例如利用家蚕对浓核病的感染性是单基因控制和聚合酶链式反应（PCR）这一现代分子生物学技术对家蚕感染浓核病品种进行检测实验。该实验过程中，首先要求学生对家蚕感染浓核病症状有所了解，能够对其进行辨别；其次抽提样品的基因组DNA或者RNA，利用PCR 技术进行特定片段的扩增；最后对结果进行分析，鉴定感病品种。此类实验的开设使学生对课堂理论知识有了更直观的认识和理解，也对其在专业实践中的应用有了深入的理解[7]。

3 采用开放式实验授课，创新教学方法和手段

为了提高学生对科研实验的兴趣和热爱，采用实验地点、时间开放式课堂教学模式，解决课堂时间受限这一因素，鼓励学生在研究性实验中选择感兴趣的内容，例如以蚕桑为实验对象，增强对蚕学专业与理论知识结合的理解[8]。先分小组讨论自行设计实验内容及方案，然后让每组同学走上讲台进行讲解，最后通过班内讨论环节确定本次开放实验内容。开放式实验授课要求每位学生参与到实验设计的整个过程，包括前期实验材料准备与饲养、实验步骤查阅和实验结果分析[9]。通过鼓励学生设计、操作和实践来培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，并同时增强学生协作和创新精神[10]。

4 改革实验考核和评价方式，完善实验教学体系

引导学生积极探索实验原理，鼓励学生自行设计实验方案，以培养学生的独立思考和创新能力。本课程以蚕桑专业特色和优势为出发点，从优化、创新实验项目、加强实验课程考核三方面来完善实验教学体系[11]。开设创新型实验项目可以使学生选择感兴趣的内容、亲自设计实验方案、开展具体实验，在潜移默化中掌握知识、提高实验技能及创新实践能力。将实验考核方式分为设计、操作技能、数据分析三部分，注重动手、分析与总结能力的考核，最终实现多方面综合考查学生学习和实验能力的目的[12][13]。

三 结语

通过优化和调整遗传学实验的教学内容，在经典遗传学实验基础上，增加具有专业特色和优势的实验内容，让学生能从课堂操作到基地实践，使学生切身体会到基础理论知识与专业实践应用的结合，具有重大的实践意义。随着社会科技的迅速发展，大学生需要牢固掌握所学专业的基础理论知识，同时还要熟练掌握专业技术、技能，如何有效地将理论知识与实践应用相结合，这是对大学实验教学提出的更高要求。充分利用中国农业科学院蚕业研究所丰富的遗传资源平台，同时结合不断完善的学校各种实验设施，让学生学到并掌握传统和前沿的专业知识和技能。在今后的实验教学中，在教学改革这条艰巨的道路上我们仍然在不断探索，我们将继续不断探索以蚕学专业为特色和优势的遗传学实验课程的教学改革，期望这些思考与探索也可作为其它教学实验提供借鉴和参考。