教学过程采用线上虚拟仿真与线下讲解相结合的方式进行。
首先,老师向同学们讲授基本知识、原理,讲解仿真实验操作过程及注意事项,并通过LED显示器演示虚拟仿真实验过程。然后,学生通过网络进行仿真练习,熟悉整个仿真软件的使用方法及步骤。整个实验内容包含实验目的,实验原理的介绍,此外还有一些相关知识卡片以及拓展阅读文献推荐。学生可以通过网络平台进行相应的操作仿真练习,还可进行Flash动画等资源的查看学习。
虚拟实验课程:实验操作“干”“湿”结合,共包含五个模块,(1)目的基因的选择和序列的查询分析;(2)sgRNA的设计;(3)sgRNA的合成;(4)果蝇胚胎的显微注射;(5)果蝇突变体的筛选。其中(1)和(2)模块为“干实验”,(3)-(5)模块为“湿实验”。每个模块都有“学习模式”和“考核模式”。学生通过“学习模式”经过一段时间的自主学习后,在“考核模式”下通过互动式仿真模拟软件自己进行一些参数的设置、仪器的选择操作、最终获取实验数据。
考核评价方式:线上由老师进行课程管理、资源管理、考核管理等。最后可通过实习报告和操作评分系统对每组学生对仿真实验的掌握程度进行打分。
仿真的教学既可采用学生个人独立完成实验的方式,又可采用班组合作的方式,还可根据教学需求和学生的培养目标灵活调整学习内容,选择不同的模块开展学习和考核,达到训练学生独立思考问题、解决问题和动手的能力。
虚拟仿真实验延伸了教学的时间,拓展了教学的空间。本项目通过网络进行远程学习,不受场地、人员、时间的限制,可通过反复学习深刻认识和理解基因和基因型,与性状和表现型之间的关系,熟悉和掌握CRISPR-Ca9基因编辑技术中特定sgRNA的设计方法以及通过生物体内敲除特定基因,研究基因功能的操作方法与流程,达到综合实验训练的目的和提高学生专业兴趣和理论联系实际的能力。