張漢堯 劉小珍 何承忠 周 軍 許玉蘭 辛培堯 王大瑋
(西南林業大學林學院,云南 昆明650224)
《遺傳育種學》是農業院校林學相關專業學生的一門必修課程,學好這門課程可為林學相關專業學生奠定了很好的理論和實踐基礎。傳統的遺傳育種教學中存在許多不利于創新型人才成長的弊病。例如,忽略了培養學生創新知識的能力,忽略了學生的興趣和好奇心等。這些弊病的存在,在一定程度上遏制了學生創新能力的發展。近年來,我們針對林學相關專業的專業基礎課程——《林木遺傳學》、《林木育種學》、《實驗和實習》等進行了教學改革的探索,從多方面入手,注重學生基本操作技能的訓練和創新能力的培養,取得了一定的成效。
優秀的教師隊伍是完成教學工作的基本保證,也是促進教學改革,提升教育教學質量的支撐點。為培養高素質的師資隊叢,近年來,我們選派了部分青年教師到國內知名大學進行業務技能培訓,并鼓勵專業骨干教師繼續深造,同時還從西北農林科技大學等院校引進優秀博士畢業生。先后選派多名青年教師到南京農業大學、北京林業大學、海南大學、甘肅農業大學、新西蘭奧克蘭大學等單位進行專業學習;原有的教師經過繼續深造,目前除了一人在讀外,其余人均已獲得博士學位。經過幾年的努力,目前正高級職稱的教師占教師總數的50%,副高級職稱教師占教師總數的33%;成員平均年齡38歲;己初步形成一支具有學源結構合理、學歷層次高、以中青年教師為主的師資隊伍。
教材建設工作是高等林業院校的一項基本建設工作。根據林業院校的特點,我們編寫了南方版的《林木遺傳育種學》及《林木遺傳育種學實驗實習教學大綱》和《林木遺傳育種學實驗指導》教學大綱;編寫了適用于林學、經濟林、林學雙外語、農學、園林、園藝等專業的遺傳學實驗教材——《遺傳學實驗指導》;編寫了適合林學專業的《林木育種學實驗指導》。在教材中充分體現新世紀本科生素質教育對實踐教學的各項要求。近30年來,分子遺傳學的發展和基因工程的崛起,給林業科研帶來了新的機遇。將分子育種相關內容納入遺傳育種教學有利于增強課程的先進性,使學生及時了解科學發展的最新動態。
根據原來的教學計劃,我們對經濟林專業本科生教學計劃和教學內容進行了調整,除了設《林木遺傳學實驗》外,還專門設了30個學時的實習。并更新了實驗課的教學內容,將綜合性、研究性實驗項目納入到本科實驗課中,加強了學生動于能力和創新能力的訓練。
經過多年的努力,包括《遺傳育種學》、《林木遺傳育種》在內的等課程于2007、2013年先后被評為校級、省級兩個層次的精品課程,目前我們正積極推進林木遺傳育種的雙語教學。
為提高課堂教學效果,我們主要采取以下幾方面的措施:
學生創新能力的培養是教學改革的重點和難點,也是檢驗高校教學質量的重要指標之一[1]。美國教育家認為,教學改革成功,關鍵是轉變教師的觀念[2]。在教學中,每個章節的理論課我們均以“問題”為開始而展開,如“恐龍為何走向滅絕,其遺傳學機制是什么”、“男人的平均壽命一般比女人的平均壽命短3-5年,其遺傳機制是什么”、“為什么賽馬和臧獒純種的比較好,而許多林木是雜種比較好”等諸如此類的問題,教師在課堂上盡可能引導學生去思考,以培養學生主動學習的習慣。都說“興趣是最好的老師”,教師盡量用遺傳學、育種學的視角去分析將一些社會熱點,以引起學生的興趣,如“用細胞質遺傳的基本原理分析河南安陽曹操墓的真偽”、“用遺傳育種的視角探討跨國婚姻熱潮”等。
實驗開始前教師的講解重點以圍繞實驗的基本原理和不同方法展開,引導學生不僅知道每個步驟怎樣做,還要知道為什么這樣做,有沒有其他更好的方法等。如進行植物細胞有絲分裂實驗的取材后,要進行細胞同步化處理。什么是細胞同步化?同步化的目的(必用性)是什么?用哪些方法可實現同步化?對什么材料在什么情況下哪種方法最好?
在遺傳學實驗中,我們安排了6個專題的實驗內容:細胞的有絲分裂、細胞的減數分裂、染色體的核型分析、玉米一對兩對相對性狀遺傳規律的驗證、花粉生命力測定、遺傳力的估算等。這些實驗內容包括基礎性實驗、綜合性實驗和創新性實驗等。過去的遺傳學實驗大多為驗證性實驗,因此一般采用最易出結果的材料來做實驗。改進后的實驗用學生自己準備的材料,如校園內采到的各種樹木或花卉的花粉,在學生自己采用一定的方法(需有實驗設計)貯存一定時間后,再驗證其生活力,以找到影響某一樹種或花卉花粉生活力的主要因子。學生可以選擇不同植物作為實驗材料,雖然教師的工作量和實驗難度有所增加,但學生的學習興趣更加濃厚了,教學效果更好了。
此外,我們開設了一些設計性和綜合性的實驗項目如“花粉生活力測定”和“多倍體誘導與鑒定”,學生可根據自己的愛好選擇感興趣的實驗項目。這些措施,活躍了課堂氣氛,使學生變被動為主動,還使學生的科研能力和創新意識均得以加強,可為日后從事相關工作奠定堅實的基礎。
書寫實驗報告是培養學生獨立分析問題和解決問題的重要環節[3]。我們鼓勵學生提出不同的觀點和看法,鼓勵學生勤奮查閱資料,自己組織討論,提出不同的觀點。并改變實驗報告的評價模式,把是否有創新觀點列入評價指標中,這樣不僅激發了學生自主學習的積極性,還增強了學生的學習興趣。
近年,我們與相關企業相互合作,積極建立校外遺傳育種實習點。楚雄紫溪山實驗基地和西南林業大學后山實驗基地有著豐富的林木資源,多年來雄厚的科研積累為遺傳育種學野外實習奠定了堅實的基礎。此外,我們對野外實習的教學方法也進行了改革,在保證實習計劃系統性、完整性的前提下,我們將學生分組,每個小組根據自己掌握的林木遺傳學知識和林木育種知識自行選擇樹種,在指導教師的監督指導下,每個小組的學生獨立完成多倍體誘導及鑒定、扦插、選優和引種效果調查等實習內容,指導教師全過程監控,并要求完成之后不同的小組做PPT并匯報交流。由于不同小組的實習內容雖相似但研究或調查對象卻不相同,完成實習后的交流可擴展學生的知識面,且分組實習每個人都能親自動手,印象深,效果好。從總的來看,野外實習可有效地鍛煉學生的動手能力和駕馭知識的能力。
本科畢業論文實驗研究是本科教學的重要組成部分。通過本科畢業實驗研究,廣大學生在本科階段得到科學研究的訓練,可改變目前高等教育培養過程中實踐教學環節薄弱的現狀,改變灌輸式的教學方法。筆者帶的6名2013屆本科畢業生中,有2名分別在《山東林業科技》和《貴州林業科技》上發表了學術論文各1篇,4名在畢業前找到了合適的工作,1名考上了中國科學院西雙版納熱帶植物園的研究生。筆者認為,以研究性學習和個性化培養的為主的本科畢業實驗研究,可有效提高教學質量。
通過以上幾方面的探索和嘗試,教學己經收到了明顯的成效,學生整體反映較好。遺傳學、林木遺傳學、林木遺傳育種、林木遺傳育種學實驗、林木遺傳學實習和林木育種學實習是重要的專業基礎課程,在林學專業人才培養中發揮了重要作用。我們的探索為進一步深化教學改革、鞏固教學改革成果、提高教學質量、造就高素質人才,打下了良好的基礎。
[1]張金鳳,張志毅.適應時代發展需要提高學生動手能力[J].中國林業教育,2003(1):51-52.
[2]陳光倩,劉甘泉.生理學實驗教學策略[J].衛生職業與教育,2007(17):103-104.
[3]何顯教,趙善民,王映.重視實驗報告的書寫提高學生的科研寫作能力[J].右江民族醫學院學報,2008(6):1095-1096.