基于科研實踐的作物育種學實驗教學的思考與探索

摘 要：作物育種學是農學專業的一門必修課程，而實驗教學是加強學生實踐的必修技能課程，培養學生綜合素質是該課程的重點。因此，將科研實踐融合到作物育種學實驗教學環節中，實現實驗內容與科學研究的有機結合，將有利于提高實驗教學效果和質量。

關鍵詞：作物育種科研實踐實驗教學質量

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（b）-0192-02

作物育種學課程是農學專業一門重要的必修專業課程，具有高度的抽象性、實踐性和系統綜合性，而且是一門理論知識與實際應用緊密聯系的專業課程。所以，掌握該課程實踐技能的熟練與否，對于學生靈活地將所學專業知識運用于生產實踐的能力十分重要。因此，合理構建學生的知識結構，推動學生緊跟現代農業科學的進展，為學生畢業后進入生產應用或科學研究打下牢固的基礎是作物育種學實驗教學的重點和難點。作物育種學實驗教學則是實現上述目標的重要環節，對培養學生科學素養、創新思維、創新意識、分析問題、解決問題和實際操作的能力有著重要的作用。

實驗教學和科學研究是高校教學工作不可分割的組成部分，兩者相輔相成。高校教師的科研成果獲得，需要經過長期的科學研究與農業生產實踐才得以積累，而經過科學研究與農業生產實踐，才可以豐富實踐經驗而推動實驗教學知識的更新與教學手段的不斷改進，由此增強高校教師的教學能力與水平[1]。在《作物育種學》的實驗教學中，把科學研究與實踐融入實驗教學中，運用現代的教學方法與手段，激勵學生的學習興趣，實現創新型教育。

1 以科研內容為前提，激發學生對農學專業的學習興趣

相對于填鴨式的課堂教學，啟發式教學的關鍵在于創設問題情景，而現代育種科研成果以及實踐正是創設問題的豐富材料。為此，在作物育種學的實驗教學過程中結合本學科教師的科學研究，針對實驗內容設計了不同的科研實踐內容，并再提出若干個小而具體的研究問題。根據這些若干小的研究問題展開發問，例如需要何種相關的專業知識才能解決這些具體的研究問題？這些專業知識該怎樣獲??？該研究問題的實驗設計方案能否在實際中實行？實際操作中應該采用怎樣的步驟進行？此外，其它的創新設想能否加入等。在對這些研究問題好奇與思考的同時，激發學生的創新思維能力以及求知欲和學習興趣。同時，也能增強學生對農學專業的學習興趣。

此外在作物育種學實驗課程內容中，“作物雜交方式”是教學內容的重中之重。因此，結合新品種選育的科學研究，將小麥雜交親本以及擬改良的優良性狀介紹給學生，讓學生自已思考并確定選擇父母本雜交組配的方案，并指導學生在課外時間查閱相關文獻資料，了解不同小麥親本材料的優良性狀及存在的缺陷等內容，嘗試性地自已根據小麥育種材料的特點及生產實踐需要選擇雜交親本和設計雜交組配計劃與方案。針對學生的設計計劃與方案，由教師進行初評。選擇設計計劃與方案比較合理的在實驗課堂上和大家一同分析，探討方案中的優缺點并對缺點進行改進。從而可以增強學生對作物不同雜交方式的理解，在理論知識與實踐操作相結合的基礎上避免以往只講授和操作如何去雄和授粉等枯燥內容；再如“誘變育種”是作物育種學實驗教學的難點之一，我們在進行實驗內容講解之后，可以以“選取適當誘變方式，提高突變效率”、“突變體的快速篩選與應用”等為研究問題，帶著這些問題讓學生親自設計解決問題的方案，并將其在實驗課上應用于實踐，這樣做極大地豐富了實驗課的教學內容。同時，還可以彌補理論教學的抽象與枯燥，提高了學生的學習興趣。

2 引入農業科學研究問題，豐富實驗教學內容

傳統作物育種學的實驗教科書上的知識內容往往落后于現代農作物育種技術手段的，所以教科書上的知識內容總是不能滿足現代人才培養的要求。然而，教師所進行的科學研究能夠不斷地汲取該學科領域最前沿的研究成果正好可以彌補這種要求，以最新的研究成果來豐富實驗教學內容。因此，我們所從事的科研工作正好彌補了單純的實驗教學的不足，達到“啟迪智慧、激發興趣、激勵創新”的作用[2]。

作物育種學從傳統育種（優選法）、常規育種（雜交及雜種優勢利用）到現代生物技術育種（基因工程、分子育種），其育種方法和技術手段都取得了長足發展。例如，在進行玉米光敏感周期基因QTL精細定位的科研中對玉米光敏感周期基因進行了大量的研究，在“分子設計育種”這部分內容中可以玉米光敏感周期基因的QTL效應大小及分子標記的設計與開發結合起來，將這些新知識貫穿到“分子設計育種”內容當中，并引導生在課余時間了解和學習“MapQTL”或“Primer Premier”等生物學軟件，從而大大豐富作物育種學實驗教學內容，激發學生科學研究的興趣或靈感，有利于教學質量的提高。

3 在科研實踐中引入學生實驗，培養創新型人才

實驗教學只能培養一般人才，只有與科研結合才能培養出創新型人才。因此，目前培養創新型人才的關鍵是指引學生真正參與科學研究。學生科研的核心是“問題”，即學生在發現問題以后去尋求解決問題的策略。真正參與科研實踐能夠培養學生敏銳的發現問題的洞察力與解決問題的動手能力。

譬如，“農桿菌介導的外源基因遺傳轉化”作為作物育種學實驗課程的重點和難點，僅靠實驗課堂講述與操作往往很難讓學生真正理解并吸收遺傳轉化的全部知識，我們將“SNAC1基因在棉花上的應用”的研究內容分成一些內容相對較小的研究方向，例如“選擇篩選轉化子的最適卡拉霉素濃度，提高陽性克隆的篩選效率”、“不同種類的培養基對棉花分化與再生的影響”、“選擇不同篩選劑對棉花體細胞分化與再生的影響”等，讓學生自己動手完成實驗設計，并在課余時間按照自己的實驗方案進行試驗，并對結果進行分析與評價。由此，很好地增強學生理解和掌握以農桿菌介導的棉花遺傳轉化（包括農桿菌介導的遺傳轉化、棉花體細胞胚胎發生、轉基因棉花植株的再生、轉基因植株的檢測等）的全部知識要點與難點。學生自己從實驗方案的設計、實驗用品的準備到實驗結果的分析，使其實驗內容融入教師的科研實踐，每次較好地完成一個目標，就給予一定的評分，使他們在實驗操作中都獲得主觀上的科研成功與失敗感。通過學生自己親身動手操作，能夠很直觀地了解所學知識，加強其對現代農業科技的理解，特別是對利用基因工程手段改良作物品種的認識，消除對轉基因作物的誤解。因此，實驗內容融入科研實踐的模式可以全面培養學生對基礎理論、實驗技能、科學精神、協作共事等體驗與理解，提高其批判性思維、創造性思維能力[3]。

4 將科研實踐引入實驗課堂，緊跟現代作物育種技術

隨著多媒體課件、網絡課件已在教學中的普及應用，如果在作物育種學實驗教學中充分地利用現代教學技術與手段，將科研實踐引入實驗教學過程中，會收到很好的效果。然而，在作物育種學驗教學過程中需要大量的技術與過程需要演示操作。例如利用報告基因gfp進行篩選實驗、轉基因植株的DNA提取以及體細胞融合等進行錄相做成多媒體課件，可以在實驗課堂上實時再現科研操作過程，很大程度上可以增強了學生的注意力和理解能力。而且，最新的科研技術與成果也會對學生產生巨大的誘惑和挑戰，從而激發學生從事科學研究的興趣。

綜上所述，在實驗教學中教師不僅傳授給學生科學知識和操作技能，而且還要能夠培養學生從事科學研究的性格品質與興趣。因此，在講授相關實驗內容時，任課教師應該將學生帶進與此相關的實驗室或者實驗地，結合教師開展的科學研究，給學生講解儀器設備的操作技術與應用。同時，將學生引領到科研工作的實踐當中能夠讓學生親身感受到科學研究的緊張有序、嚴謹進取的工作氛圍，潛移默化地影響著學生，激勵學生學習和探知未知領域的主動性和積極性，對塑造學生的性格以及培養學生的科學素養來說，所獲得的效果是其它形式的教學手段都難以達到的。

近年來，我院為順應農業科學研究與作物育種學實驗教學新形勢的要求，對該實驗課程的內容與體系進行了改革，優化實驗內容與科學實踐的比例。在作物育種學教學中通過將實驗內容與科學研究相結合的新模式，開拓學生的知識視野，激發學生的學習樂趣與科研興趣，挖掘學生創新與創造的潛力，培育學生良好的科學素養，這對學生今后的工作于就業以及從事科學研究都將帶來巨大的影響。

參考文獻

[1] 曲曉波.以科研促進教學，提高人才培養質量[J].長春中醫藥大學學報，2007，23（2）：93.

[2] 段德君，付軍，金安江.學院大學生科技創新能力培養體系構建初探[J].高等農業教育，2010（11）：80-81.

[3] 謝衛紅.科研促進教學的途徑[J].中國冶金教育，2007，2：81-82.