提升園藝植物生物技術教學質量的思考與實踐

李好　張顏　張顯

摘要針對園藝植物生物技術課程理論性和應用性強、內容抽象難懂、信息量大等特點，分析了目前課程教學中存在的問題，結合自身的教學實踐，提出理論與實踐教學的提升對策，強調調整教學內容、優化教學課件、改革教學方法，以及進行綜合實驗教學、實驗教學互動。最后提出了改革考核方式，綜合評定學生的學習成績。就如何提升園藝植物生物技術的教學質量進行了思考，為今后的課程教學提供借鑒。

關鍵詞園藝植物生物技術；教學質量；思考與實踐

中圖分類號S-01；G420文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）20-0237-02

AbstractIn view of the characteristics of horticultural plant biotechnology course， such as the theory and application are strong， the content is abstract and difficult to understand， and the quantity of information is large. The problems existing in the course teaching at present were analyzed， combing with teaching practice， it put forward the countermeasures to improve the theory and practice teaching， emphasized the adjustment of the teaching content， the optimization of teaching courseware， the reform of teaching methods， and the interaction between comprehensive experimental teaching and experimental teaching. At last， the author puts forward a reform method to evaluate students academic achievement. This paper discussed how to improve the teaching quality of horticultural plant biotechnology to provide reference for the future course teaching.

Key wordsHorticultural plant biotechnology；Teaching quality；Thinking and practice

生物技術是以現代生命科學為基礎，結合其他基礎學科的科學原理與先進技術手段，改造生物體或加工生物原料，生產人類所需產品或達到某種目的的綜合性學科。生物技術已廣泛應用于農林牧漁、醫藥食品等領域科學研究與產業發展，是21世紀最重要、最活躍、最有生命力的一項高新技術。園藝植物生物技術是以園藝植物為主要研究對象，利用生物技術，創造或改良種質或生產生物制品的一門技術，它是園藝學和生物技術的交叉技術學科，其主要內容包括園藝植物組織培養、園藝植物細胞工程、園藝植物染色體工程、園藝植物基因工程、園藝植物分子標記等[1]。為了更好地適應現代園藝學科研究與產業的發展，各農業院校園藝專業都先后開設了與植物生物技術有關的課程[2]。鑒于園藝植物生物技術課程的重要性，筆者現以西北農林科技大學園藝學院開設的園藝植物生物技術為例，分析該課程在教學中存在的問題，并就如何提升該課程的教學質量進行了思考和初步實踐，以期為以后的教學提供參考和借鑒。

1存在的問題

1.1理論教學

教學內容方面，園藝植物生物技術涉及的知識點多，信息量大，且更新速度日新月異。而一般該課程設置的課時為32學時，在規定的學時內完成廣泛和綜合的教學內容具有一定難度，導致學生很難全面掌握一些重要的知識點。在實際教學過程中，很多教師仍是基于教材上的知識，即使引入一些新的技術或研究成果，也是一帶而過，而非詳細講解，導致學生掌握的知識與技能與實際應用脫節。

我國高等教育學會課題的一項對121所各類學校的調查表明，63.3%的調查者認為教學方法是影響教學質量的關鍵因素，排第一位。園藝植物生物技術的很多內容比較抽象，采用傳統教學手段難以描述和達到理想的教學效果[3]。授課教師在課堂上注重知識的傳遞和灌輸，師生之間缺乏有效的互動，導致課堂教學沉悶、單調、效率不高。學生只是簡單地接受，缺乏積極主動的思考，教師缺少對學生高級思維模式，如分析、綜合、判斷和運用能力的培養。

1.2實驗教學

園藝植物生物技術是一門應用性很強的課程，其實驗內容涉及園藝植物基因工程、組織培養、細胞工程、分子標記等幾個模塊，而每個模塊又涉及較多的基本實驗技能[4]。如最重要的基因工程模塊包括基因克隆、核酸提取、PCR擴增、酶切、載體構建、遺傳轉化、轉基因植物鑒定等內容。該課程普遍存在實驗學時數少的問題（一般為16學時），不足以系統地完成園藝植物生物技術的任何一個實驗模塊。以西北農林科技大學園藝植物生物技術課程為例，實驗教學只有16學時，實驗內容主要包括植物DNA 的提取、質粒DNA 的提取與酶切檢測、PCR 技術擴增目的片段與酶切檢測、PCR 片段與質粒DNA 的連接及大腸桿菌遺傳轉化等。上述實驗只能讓學生簡單地接觸相關實驗內容，很難在幾個實驗之間建立起聯系，無法系統地了解和掌握園藝植物生物技術。到實驗結束，很多學生都不明白做這些實驗的目的。此外，上述實驗大多數是一些基礎性、驗證性實驗。教師確定了實驗原理與目的、實驗步驟，學生不需要過多地思考和分析，只是機械地重復教師講授的實驗操作。這種教學方式無法激起學生的動手操作興趣，更使學生得不到應有的能力訓練，不適應現代高素質、應用型人才的培養目標。

2提升教學質量的思考與實踐

2.1理論教學

2.1.1調整教學內容。鑒于教學課時少與教學內容多的矛盾，通過深入專研、比較多本教材，結合近年來植物生物學發展的熱點和主要應用，把握新、專、系統、實用的原則，確定課程的教學重點是植物組織培養、基因工程、生物信息學等[5-6]。在實際教學過程中，及時引入具有重要意義的新技術，如CRISPR基因敲除技術，詳細講解其原理及在園藝植物上的應用；適當減少園藝植物細胞工程、染色體工程等內容以及一些陳舊知識和技術。同時通過布置課后作業等多種方式，促使學生課后充分利用學校的數據庫等網絡資源，主動關注生物技術相關的科研前沿和熱點，提高學生的自主學習能力，拓展其思維和知識面。

2.1.2

優化教學課件。多媒體教學是該門課程的主要教學手段。許多教師的教學課件仍是以文字為主，單調、枯燥、乏味，不利于學生記憶和理解，更難有效調動學生的學習興趣。大部分教師所在院校開展科學研究會用到許多生物技術，如PCR、Western blot、園藝植物遺傳轉化、基因沉默或敲除等。授課教師平時應注重素材庫的建設，收集或制作相關的圖片、視頻等，并合理加入到課件中。引入新的研究成果或技術時，主要收集網絡資源和素材。此時，應盡量避免展示發表論文中的原始數據和圖表，而應進行加工，化繁為簡，以通俗易懂的方式進行展示和講解。

2.1.3改革教學方法。該課程涉及的實驗技術非常多，由于實驗課時的限制，許多重要的技術無法進行實驗操作。因此，課堂上講解某項關鍵技術時，應注重案例的應用。例如VIGS（病毒誘導的基因沉默技術）是目前研究基因功能的重要技術，具有準確、高效、周期短的優點。其原理較抽象，理解困難，具體的操作過程較為繁瑣。以往教學中，講完這些內容后大部分學生依舊感到困惑。其后進行案例教學，比如將番茄植株中的油菜素內酯合成相關基因（DWARF）沉默。將操作過程拍成圖片或視頻進行展示，并將基因沉默后植株與對照植株進行比較。這樣一方面極大地吸引了學生的興趣，另一方面通過結果比較讓學生直觀地感受到該技術的作用。案例講解后學生表示，原來基因沉默技術并沒有想象中那么神秘與復雜。

此外，實際教學中，教師缺乏與學生互動，即使有互動，也基本處于“四無”狀態：無設計、無預謀、無深度、無質疑。因此，授課教師應轉變教學理念，改變“灌輸式”教學的單一模式，嘗試引入“研究型教學”“課題式教學”“翻轉課堂”等新的教學模式。課堂教學中由以教師為主體轉變為以學生為主體，以學生發展為本，以教師為主導，增加課堂互動，充分調動學生的學習興趣和積極主動性。例如，教師給出關于某項新技術及其應用的題目，布置課后作業，促使學生課后自己查找資料和文獻，歸納總結相關知識并制作PPT，下次上課抽出部分時間讓學生上臺講解，教師進行點評和補充。這樣不僅調動學生的積極主動性，活躍課堂氛圍，而且能有效提高學生學習和掌握新知識的能力。

2.2實驗教學

2.2.1綜合實驗教學。筆者認為應通過調整實驗內容，在有限的實驗課時內讓學生完成一個有目的的、完整的實驗。例如園藝植物的遺傳轉化或某基因的沉默或敲除，這些技術包括了基因的提取、克隆、擴增、酶切、載體構建、外植體侵染、轉基因或基因沉默植株篩選等一系列關鍵技術。通過這樣的實驗教學，學生能完整掌握一門技術，并能做到舉一反三，知識網絡更加清晰，興趣更高。要完成這些實驗教學，需要對實驗課進行精心安排與布局，并且由于時間有限，許多不重要的環節，如藥品配制、外植體準備等可由實驗員提前準備好，或者讓小組內不同學生分工，同一時間內完成多個實驗。

2.2.2實驗教學互動。由于生物技術實驗的特點，有時會有許多空余時間，例如跑PCR需要等待1.5 h左右。授課教師應充分利用這部分時間，與學生進行互動。在實際教學中，嘗試讓學生以小組為單位準備PPT，輪流進行匯報。匯報內容主要包括上次實驗的原理及主要步驟、實驗中遇到的問題及分析、組間/組內配合情況、分享新知識、對教師及其他學生的意見或建議等。教師和其他學生進行評分，取平均分計入課程總成績。這種教學方式的改革取得了良好的效果，不僅促使學生復習鞏固舊知識，主動學習新知識，而且活躍了實驗氛圍，調動了學生的學習興趣，提高了小組成員之間的配合度。對于教師而言，收獲了很多好的建議，利于在后面的實驗教學中不斷改進。

2.3改革考核方式，綜合評定學習成績教學考核的目的是為了促進學生掌握所學知識和技能，同時也是檢驗教學效果的手段之一。在傳統的園藝植物生物技術教學中，考核方式以期末成績和實驗報告為主。這樣不利于調動學生平時的學習興趣和積極性，并且容易造成學生靠死記硬背和考前突擊應付課程學習的現象。為了充分調動學生平時學習的主動性和積極性，加大對學生的平時考核，全面客觀地反映學生學習成績，提高學生綜合素質和創新能力，筆試卷面成績的比例降到40%；實驗成績占總成績的30%，包括實驗出勤、操作表現、PPT匯報、實驗報告等；平時考核成績占該課程總成績的30%，其中上課出勤占10%，課堂表現占10%（包括回答問題、小組PPT制作和講解等），課后作業占10%。通過這樣的考核，鼓勵大家平時打好基礎，同時也可以緩解期末考試壓力。

3結語

園藝植物生物技術是一門理論性和應用性均很強的學科，且該課程涉及的生物技術發展迅速。授課教師要時刻關注相關科研最前沿，緊緊跟隨生物技術的迅猛發展并將之引入教學，不斷改變、調整教學模式和方法，基于課堂教學合理安排實驗教學，實現課堂教學與實驗教學的相互促進，提升課程教學質量，為培養高素質創新型、應用型人才的目標添磚加瓦。

參考文獻

[1] 鞏振輝. 園藝植物生物技術[M]. 北京：科學出版社，2008.

[2] 張金智，劉繼紅，胡春根. 《園藝植物生物技術》課程的發展與教學改革探索[J].安徽農業科學，2012，40（1）： 537-538，540.

[3] 王俊寧，豐鋒，李洪波. 園藝植物生物技術課程教學改革探索[J]. 安徽農業科學，2016，44（12）： 296-298.