園藝植物生物技術課程教學改革與實踐

李征 陳儒鋼 黃煒

摘要 在原來教學改革思想的基礎上，根據園藝植物生物技術教學任務和教學內容的調整，針對教學過程中新出現的教師學生專業化差別，學生教學參與感不強，優秀學生“吃不飽”，以及實驗教學量增加的問題，通過推行模塊化教學，情景化教學，推行有條件的全英文教學，以及完善整體化實驗教學，進一步構建和優化該課程教學的內容體系和教學模式。

關鍵詞 園藝植物生物技術；教學改革；模塊化；情景化

中圖分類號 S-01 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）18-0237-02

Abstract Based on the original thinking of teaching reform，and followed by the new adjustment of teaching tasks and contents of Biotechnology of Horticultural Plants，there are some new problems existing in these years.The major challenges are following：the professional backgrounds between teachers and students are different，the sense of participation in students is still not strong，teaching contents cant meet the excellent students，and the experimental contents increase.In this study，the teaching methods are updated，which include modular and situational teaching，conditional native English teaching，and integral experimental teaching，all of which are used to improve and optimize the teaching content and mode.

Key words Biotechnology of Horticultural Plants；Teaching reform；Modularization；Contextualization

生物技術是現代生命科學發展的前沿學科。生物技術在農業領域的應用已經成為廣泛關注的研究領域[1]。園藝植物生物技術以園藝植物為研究對象，主要領域包括蔬菜、果樹、花卉和茶學。目前，國內多所農業院校園藝專業都先后開設了園藝植物生物技術課程[2-6]，其中華中農業大學開設的園藝植物生物技術國家精品課程比較具有借鑒價值[7]。通過多年比較研究和教學實踐，筆者在實踐原有教學改革方式方法的過程中不斷發現新問題[8]，進一步總結教學經驗，以期為今后的教學工作提供參考和借鑒。

1 課程簡介與特色

西北農林科技大學園藝學院開設園藝植物生物技術課程較早，是園藝學專業的基礎選修課，同時也是設施農業工程專業的專業選修課。筆者所在教學團隊領銜開展的園藝植物生物技術課程具有比較突出的特點，包括擁有自主編寫的規劃教材，學校公共資源擁有豐富的課外學習資料，具有優良的實踐教學平臺和知識、年齡結構搭配合理的師資隊伍，以及擁有良好的網絡教學環境等[8]。這些條件保證了園藝植物生物技術課程教學的順利進行。

近年來，經過不斷優化本科教學培養方案，現已將筆者所在教學團隊納入園藝學院基礎教研課程組，將園藝植物生物技術歸類于園藝專業的通識性教學課程。該課程的設課時間已由原來的本科第7學期[8]調整為本科第5學期，是直接承接西北農林科技大學公共基礎課生物化學和遺傳學的后續專業課程。為了進一步加強現代生命科學基本理論的培養，學院同時在原第7學期設置園藝植物分子生物學課程，對園藝專業的學生進行深入教學。這種教學順序和教學對象的調整勢必帶來一些全新的教學問題。

2 目前存在的問題

2.1 課程設置早于專業分配，出現教師分專業授課而學生無差別聽課現象 按照課程設置計劃，學院在本科教學階段共設置園藝學和設施園藝學2個專業方向，在園藝學方向下又設置蔬菜學、果樹學、茶學和觀賞園藝學4個模塊，園藝學方向的學生可以根據自己的興趣喜好，結合綜合考核成績，在第5學期中期進行專業選擇。另一方面，園藝植物生物技術課程設置于第5學期之初，這也就意味著學生選課時還沒有選定專業方向。因此，學院在設置該課程時無法考慮專業選擇，即只能實行無差別教學方式。在具體教學中，仍然以自然班為教學單元進行教學。在教師安排時，授課的課程組來自蔬菜學系和果樹學系，具有不同的研究背景。由于生命科學的發展非常迅猛，體現在生物技術領域的高速發展尤為突出，新技術、新方法的涌現速度非常快，使得專業教師不可能及時更新所有領域的新興研究成果，僅可能專注于自己的研究方向。這一特點在教學活動中就會表現出教學的側重點不一致，在進行實例教學時不能夠協調統一。例如，果樹學科的教師比較重視植物組織培養方向的內容，而蔬菜學科的教師對于分子標記方向的講解比較多。在講解基因克隆方法時，果樹學方向的教師會在同源克隆方向上列舉較多實例，而蔬菜學方向的教師則在圖位克隆方向上有較多的展開空間。這種教學方向，甚至教學內容的差異，對于園藝植物生物技術課程教學的統一很不利。在具體教學活動中，還表現出考試試題、成績評定標準不一致的現象，這一點對于不同班級學生爭取綜合測評成績排名，進而爭取研究生報送名額的矛盾尤為突出。

2.2 學生的教學參與感以及課程興趣不足 園藝植物生物技術課程的知識特點就是過于抽象，特別依賴于生物化學、分子生物學的理論知識，很多知識內容屬于“不可見”科學，更多的時候需要學生通過想象進行理解和推演。因此，有一部分學生會選擇直接跳過理解和思考的過程，回歸傳統的死記硬背的學習方法。有部分學生對于教學內容、概念、方法還多停留在背誦的層面上，缺乏主動理解，對課程的學習仍以應付考試為主，真正能夠通過學習對科學研究產生興趣的學生人數還比較有限。

2.3 部分優秀學生的知識訴求未得到滿足 近年來，筆者在教學中發現部分學生存在求知欲望較強，而常規課堂教學不能滿足其需求的現象，而且這種類型的學生數量近年來增加很快。西北農林科技大學由于特殊的地理、歷史和政策條件的原因，每年有大量學生有出國深造的需求和機會。根據現階段學科的發展特點，這部分學生中的絕大多數將會直接使用生物技術的相關知識，并且對于該學科的相關英文知識也有要求。針對這部分學生和部分早期規劃考研深造的學生，學院從2015級學生開始成立實驗班，進行更加專業化的輔導。根據學院的教學計劃，需要對園藝植物生物技術課程進行精細教學改革，嘗試進行全英文教學。

2.4 實驗教學內容仍需擴展 針對園藝植物生物技術課程長期存在的教學內容繁雜、實驗課程設置不足的問題，學院于2017年開設園藝植物分子生物學與該課程進行互補教學，前者重點強調實驗教學，計劃再設置32課時實驗教學內容。因此，如何整合2個課程的實驗內容，需要進一步探究。

3 教學改革的方向

3.1 進一步整合教學內容，推行模塊化教學方式

針對授課教師專業化問題，經學院教學辦公室、教研室研究，并報請學校教務處批準，計劃整合所有教學內容，打破原有教研室限制，成立園藝植物生物技術教學課程組，將原隸屬于果樹學、蔬菜學的教師重新組合，以教學內容為指導，分配教學任務，形成不同的教學內容模塊。同時，學生不再分班級教學，而是整合成一個課程班級（視選課學生人數情況，再劃分為平行的教學班次），接受所有課程組教師的授課。這樣可以真正做到教師“講有所長”，而學生可以充分學習到較為全面的專業知識。

這種集體教學的方法以往多用于研究生教學中的研究進展討論類課程，在本科教學中并不常見。針對園藝植物生物技術這門內容發展非常迅猛的技術型課程的教學，在多年研究教學方法的基礎上，逐漸摸索嘗試新的教學方式，可以嘗試類似于進展討論課式的模塊化教學。在具體實施過程中，預先設定課程組長，由常年從事第一線教學、經驗豐富的教授專家擔任。課程組長負責召集具有不同專業背景的授課教師，按照教學大綱集體編制教學內容，分解形成不同的教學模塊。這些模塊包括園藝植物生物技術的背景與發展歷史、分子生物學基礎知識、基因文庫基本知識、分子標記基本知識、基因克隆基本方法、載體基本知識、植物遺傳轉化基本知識、基因修飾植物基本知識等若干模塊。課程組長協調授課教師領取各自的教學模塊，授課教師編制具體教案和教學課件初稿。所有模塊的教案和課件初稿編制完成后，課程組集體討論各教學課件之間的銜接與過渡內容，形成最終的定稿。按照設計，課程組長不進行具體的授課工作，僅負責召集、協調各專業教師的教學內容以及各教學模塊之間的銜接工作，組織安排教學進度，并有目的地進行聽課考核和教學監督。作為組織者，教學組長具有明顯的行政化特點，而非傳統意義上的主講教師。

3.2 進一步推行情景化的教學方法

推行情景化教學方法是筆者所在教學團隊于2012年提出的針對園藝植物生物技術課程特點的教學嘗試。其主要思路是，針對某一特定技術和知識點，帶領學生回到實現這些創新的時代，說明當時的技術背景，提出發明人的技術思路，展示最初的實驗結果，推導新產生的理論。這種帶入式教學可以激發學生對于所學習的知識，特別是對于科學研究的興趣，使學生能夠在當時的技術條件和知識背景下，獨立推導出所要講授的內容，同時讓學生切實感受到科學研究工作并不遙遠，自己通過努力也可以做到。

幾年的教學嘗試表明，這種教學方法效果很好，很容易抓住學生的注意力，開發興趣點，提高學習熱情。更有甚者，有的學生會提出個性化的見解，引發更深層次的思考。在下一步教學改革研究中，將增加情景化教學的范例，系統分析具體教學內容的關聯性，將每一項相關的技術內容串聯起來，利用情景化將其講述成為一個連續的科學研究故事，以激發學生的興趣。這方面的一個實例是：DNA結構的發現與證明，半保留復制與核酸雜交，Southern技術與RFLP分子標記等幾個內容可以通過連續的研究故事加以講解。

3.3 嘗試推行有條件的全英文教學模式

針對學院組建的實驗班和部分有出國深造意愿的學生，計劃開設全英文的園藝植物生物技術課程。全英文教學使用小班授課形式，使用英文原版教材，全英文PPT演示和英語講授。課程教學內容與正常園藝植物生物技術教學大綱要求相同，重點加強課程預習、自學內容。課堂授課兼顧講解和答疑，講解內容適當壓縮，以闡述知識要點為主，進行適當的內容拓展，鼓勵學生課堂提問和討論。

這種教學模式的目的是為了與國外高水平大學的研究生教育相銜接，盡力縮小國內外關于生物技術知識教學方式的差異，使學生提前適應未來的學習方式。另一方面，生物技術的最新研究成果往往以英文作為科技語言進行發表，讓學生盡早接觸專業科技英語，也可以培養他們的科研閱讀、交流、寫作能力，更容易對科學研究產生興趣。

3.4 完善整體化實驗教育思想

隨著學院不斷加強生物科學實驗課程教學，加大經費支持力度，增加實驗教學課時，目前的園藝植物生物技術實驗課程內容與指導已經不能夠滿足今后的需求。基于此，組織所有課程組的教師共同編寫了《園藝植物生物技術實驗指導》（試用本，以下簡稱為《實驗指導》）。在編寫過程中，全面貫徹整體性實驗教學原則，以連續性實驗為設計目標。目前《實驗指導》已完成DNA相關實驗內容的編制，主要圍繞植物DNA的提取、檢測、克隆、載體構建、分子標記等系列實驗展開。實驗之間互為順承關系，前一個實驗的結果（產物）是下一個實驗的前體（供試材料），使所有實驗設計以一個整體的形式呈現給學生。該實驗指導已在2016年秋季學期發放給學生試用，學生反映情況良好。

4 結語

生物技術是迅猛發展的現代科學，其與植物科學、農業科學的結合創造出大量新知識、新技術和新研究領域。關注于生物技術的課程教學也必須與時俱進，不斷調整教學方式方法，以培養緊跟科學技術發展的專業本科畢業生。通過近幾年對于園藝植物生物技術課程教學改革的思考、研究、探索與實踐，不斷總結經驗，在原有教學改革思想的基礎上，針對目前教學要求和教學內容的調整擬定了新的教學改革方向。核心思想是提高學生對于課程知識的興趣，激發學生對于探索現代生命科學知識的研究熱情，培養學生的動手能力。通過個性化和差別化教育，為專業化深造教育輸送人才。總之，園藝植物生物技術的教學改革是必要的，同時也需要不斷關注、調整，以適應不斷發展的對高素質、全面性、創新型農業人才的需求。

參考文獻

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