果蠅實驗對“發(fā)現(xiàn)式”實驗教學(xué)改革的推動作用

鄒玉蘭

【摘 要】 在開展遺傳學(xué)的有關(guān)實驗教學(xué)中，果蠅是較為經(jīng)典且常見的實驗材料?，F(xiàn)階段我國諸多高校通過將果蠅作為實驗材料的遺傳學(xué)實驗，仍然以較為經(jīng)典的驗證式教學(xué)為主，無法吸引學(xué)生實驗興趣，無法提升教學(xué)質(zhì)量。由此本次研究針對果蠅實驗對“發(fā)現(xiàn)式”實驗教學(xué)改革的作用展開研究，對實驗教學(xué)內(nèi)容進行調(diào)整，實現(xiàn)了“驗證式”實驗教學(xué)至“發(fā)現(xiàn)式”實驗教學(xué)的轉(zhuǎn)變，從而有效提高實驗學(xué)習(xí)成效。

【關(guān)鍵詞】 果蠅實驗；“發(fā)現(xiàn)式”；實驗教學(xué)

[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(xué)教學(xué)變革中，始終作為經(jīng)典模式生物被廣泛多次應(yīng)用于生物學(xué)、基因功能研究以及藥物研發(fā)等多種領(lǐng)域[1]。遺傳學(xué)教學(xué)在變革中，不僅應(yīng)當(dāng)重視培養(yǎng)學(xué)生的理論知識，同時還應(yīng)當(dāng)訓(xùn)練學(xué)生的思維創(chuàng)新，加強實際操作能力。近些年來我國的遺傳學(xué)教學(xué)中，學(xué)生普遍存在興趣不足，無法獨立觀察、獨立操作、獨立發(fā)現(xiàn)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(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰疤剿鲃?chuàng)新能力，將果蠅實驗應(yīng)用于“發(fā)現(xiàn)式”實驗教學(xué)變革。以期本次研究能夠為高校開展遺傳學(xué)果蠅實驗教學(xué)，提供可參考依據(jù)。

1 果蠅實驗在實驗教學(xué)現(xiàn)狀概述

果蠅實驗首次于上世紀初出現(xiàn)，經(jīng)Morgan學(xué)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(xué)實驗中的經(jīng)典實驗教學(xué)材料，對生物遺傳學(xué)的研究學(xué)習(xí)有著尤為重要的意義[3]。隨著社會的發(fā)展，果蠅實驗也仍然被廣泛運用至生物學(xué)、分子學(xué)及神經(jīng)科學(xué)等諸多領(lǐng)域。現(xiàn)階段諸多高校都開設(shè)了果蠅實驗遺傳學(xué)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(xué)生的視角開展多視角實驗教學(xué)，缺乏新型的實驗教學(xué)手段及必要的實驗探索。因此學(xué)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(xué)質(zhì)量。

2 遺傳學(xué)“發(fā)現(xiàn)式”實驗教學(xué)變革舉措

通過了解現(xiàn)階段果蠅實驗教學(xué)的具體狀況，通過借助Gal4/UAS系統(tǒng)及虛擬仿真實驗平臺，實現(xiàn)果蠅遺傳綜合實驗，將其引入之生物遺傳學(xué)果蠅實驗教學(xué)中[4]。針對實驗教學(xué)內(nèi)容、方法、性質(zhì)統(tǒng)一做出如下變革：

2.1 引入新內(nèi)容

為了順應(yīng)當(dāng)前社會發(fā)展進程，通過針對實驗教學(xué)內(nèi)容做出一定的教學(xué)變革，是開展實驗教學(xué)的核心。在《華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)中心》（2015年）獲批湖北省首個自然科學(xué)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(shè)項目之一，為培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及激發(fā)學(xué)生對果蠅實驗的熱情。我們將《果蠅綜合大學(xué)實驗》分成四個模塊，本著虛擬仿真實驗在本科實驗教學(xué)中的終止，能實不虛，虛實結(jié)合。實現(xiàn)了整個實驗劃分為五個部分，分別為實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗操作、教師與學(xué)生互動、在線測試，虛擬實驗操作過程中不斷地有干擾數(shù)據(jù)出現(xiàn)。在果蠅實驗課開展之前，學(xué)生必須持有效身份（學(xué)號）進入虛擬平臺預(yù)習(xí)，獲取一定學(xué)分使得學(xué)生轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)實驗教學(xué)的被動性，帶著問題去學(xué)習(xí)、探索、發(fā)現(xiàn)。我們通過針對“果蠅雜交實驗”中，對傳統(tǒng)的實驗內(nèi)容加以重新設(shè)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(shè)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(shè)計一個關(guān)聯(lián)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(dǎo)學(xué)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(nèi)容，讓學(xué)生對果蠅實驗的課程了解，不再僅僅局限于傳統(tǒng)果蠅實驗和遺傳學(xué)分析法內(nèi)容中[6]。并且在此基礎(chǔ)之上，通過增加設(shè)立了“果蠅基因表達模式的監(jiān)測”及Gal4/UAS系統(tǒng)，這兩個增設(shè)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(xué)生起到引導(dǎo)和鼓勵作用，讓他們能夠在課余時間實現(xiàn)對果蠅實驗的進一步研究、探索。

2.2 “發(fā)現(xiàn)式”轉(zhuǎn)型

“果蠅雜交實驗”是絕大多數(shù)高校遺傳學(xué)實驗課程開展中，教師實現(xiàn)基本教學(xué)實驗的關(guān)鍵項目及主要教學(xué)內(nèi)容之一。通常情況下果蠅實驗都是在教師的教學(xué)指導(dǎo)之下，通過提前設(shè)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(jié)進行指導(dǎo)講解。同時由于課堂的課時存在一定局限性，由此絕大多數(shù)實驗開展都是由實驗指導(dǎo)老師所指導(dǎo)完成。學(xué)生只需要按照具體的實驗要求即可完成。此種教學(xué)導(dǎo)致學(xué)生的整體學(xué)習(xí)狀態(tài)都是過于被動，學(xué)習(xí)的整體積極性及主動性較低。

實驗教學(xué)方法決定了學(xué)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(xiàn)了果蠅雜交實驗變革，同樣能夠也需要對實驗教學(xué)方法做出相應(yīng)調(diào)整。在實驗開始之前，教師只需要根據(jù)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(yǎng)果蠅中的有關(guān)注意事項。然后有學(xué)生對有關(guān)資料進行查找，主動設(shè)計相應(yīng)的實驗方案，并且提出針對性實驗數(shù)據(jù)，對其實驗結(jié)果加以分析。此種教學(xué)方法，就保證了學(xué)生能夠掌握果蠅的基本實驗操作，同時又能夠?qū)墝嶒灥木唧w過程加以深刻了解。

通過實現(xiàn)果蠅實驗教學(xué)項目的增設(shè)，可以引領(lǐng)學(xué)生思考一些無從得知的問題，進而引導(dǎo)學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)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(yīng)當(dāng)予以學(xué)生針對性的可參考建議，并且整個實驗操作都應(yīng)當(dāng)確保學(xué)生的“獨立設(shè)計、獨立操作、獨立創(chuàng)新”，保證學(xué)生能夠運用已掌握知識，對實驗中的問題發(fā)現(xiàn)、分析和解決。由此有效的轉(zhuǎn)變了學(xué)生在傳統(tǒng)果蠅實驗課程中的被動地位。實驗的性質(zhì)也由傳統(tǒng)的“驗證式”逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤把芯渴教剿鳌?，教師所采用的教學(xué)方法也由傳統(tǒng)的手把手，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自主發(fā)展探索。

2.3 “開放式”轉(zhuǎn)型

在傳統(tǒng)的果蠅實驗教學(xué)中，實驗室基本在課外均處于封閉狀態(tài)，學(xué)生只是在實驗課情況下，才在計劃規(guī)定中被動式的進入實驗室開展實驗，平時絕大多數(shù)時間都無法進入實驗室。因此學(xué)生無法自主性的發(fā)揮自身的學(xué)習(xí)潛能，更無法提高整體的素質(zhì)創(chuàng)新能力。通過實現(xiàn)實驗教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變，也必然帶動了教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變。為了對傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端問題加以改變，通過轉(zhuǎn)變原本“封閉式”實驗?zāi)Ｊ睫D(zhuǎn)變?yōu)椤伴_放式”實驗?zāi)Ｊ?。具體的實驗課程開展過程，也是由“課內(nèi)完成——課內(nèi)+課時完成——課外獨立完成”的教學(xué)過程。該教學(xué)過程是一個層層遞進的教學(xué)體系，能夠在教學(xué)開展中，培養(yǎng)學(xué)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(xué)生及教師的整體教、學(xué)熱情。

3 教學(xué)成效

通過將此種果蠅實驗“發(fā)現(xiàn)式”實驗教學(xué)變革應(yīng)用于實際教學(xué)中，經(jīng)過此番教學(xué)變革，學(xué)生能夠由傳統(tǒng)的被動化接受課堂知識，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃踊瘜W(xué)習(xí)知識，提升了學(xué)生的整體學(xué)習(xí)興趣。每一屆學(xué)生都能夠?qū)墝嶒灝a(chǎn)生較好的趣味性，并且鍛煉了學(xué)生的獨立思考、思維創(chuàng)新及科研實踐能力。

4 結(jié)語

實驗課程教學(xué)開展，是培養(yǎng)學(xué)生在理論知識學(xué)習(xí)之外，科研創(chuàng)新思維及實踐操作能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。要想達到配合理論知識課程，開展教學(xué)內(nèi)容之外的教學(xué)目的，就需要重視培養(yǎng)學(xué)生提出問題及解決問題的能力。由此通過實現(xiàn)果蠅實驗的“發(fā)現(xiàn)式”實驗教學(xué)，能夠提高學(xué)生對果蠅遺傳學(xué)實驗的有關(guān)理論知識掌握度，同時還能夠培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作技能。通過本次果蠅實驗教學(xué)變革，充分認識到改革實驗教學(xué)變革，更是一個主動探索的過程，只有不斷實施科學(xué)合理性變革，才能提升整體實驗教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻：

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