植保專業(yè)“分子植物病理學(xué)”課程教學(xué)的改革

安夢楠，薛春生，吳元華

摘要：“分子植物病理學(xué)”課程是沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)植保專業(yè)于本科三年級春季學(xué)期開設(shè)的專業(yè)必修課。分子植物病理學(xué)科近年發(fā)展十分迅速，知識不斷在更新，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和方式已經(jīng)不能適應(yīng)時代要求。本文對我校植物保護(hù)專業(yè)主干課“分子植物病理學(xué)”在教學(xué)大綱、內(nèi)容及教學(xué)方法和手段上進(jìn)行了改革，以培養(yǎng)合格的植物病理學(xué)方面的專業(yè)人才，適應(yīng)時代的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：分子植物病理學(xué)；課程教學(xué)改革；寄主-病原物互作

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）47-0108-02

“分子植物病理學(xué)”是沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)植保專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)主干課，該課程已被評為校級一類課。目前該學(xué)科發(fā)展迅速，大量相關(guān)文獻(xiàn)不斷報道，每年在國內(nèi)以及國際都會召開多次相關(guān)的會議。這不僅對植物病理學(xué)科的發(fā)展具有巨大的推動作用，而且對相關(guān)學(xué)科如基因工程等學(xué)科的發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響。

沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院薛春生教授編寫的《分子植物病理學(xué)》為本課程的教學(xué)用書。該教材從寄主、病原物兩個方面闡述了與病原物致病性和寄主抗病性有關(guān)的遺傳背景及有關(guān)的分子生物學(xué)機(jī)理；寄主—病原物互作的分子信號和信號傳遞；分子植物病理學(xué)與生命科學(xué)的發(fā)展以及分子植物病理學(xué)在防病實踐中的應(yīng)用。本課程將分子生物學(xué)、植物病理學(xué)、遺傳學(xué)、植物免疫學(xué)以及生化學(xué)的基本理論應(yīng)用其中，分子植物病理學(xué)相關(guān)的研究技術(shù)以及知識更新速度極快，所以本課程也需要實時進(jìn)行更新，使學(xué)生們了解最前沿的研究進(jìn)展。

一、舊課程“分子植物病理學(xué)”在教學(xué)中存在的問題

隨著生命科學(xué)的發(fā)展，國內(nèi)外分子植物病理學(xué)領(lǐng)域研究成果日新月異，目前采用的教學(xué)大綱和內(nèi)容已不能滿足培養(yǎng)學(xué)生理論基礎(chǔ)、開闊視野的需要，因此需要增加近十年來新興的學(xué)科相關(guān)內(nèi)容的講授。

本課程選用薛春生教授編著的校內(nèi)教材《分子植物病理學(xué)》作為教材，其中多以傳統(tǒng)的分子生物學(xué)理論以及植物病理學(xué)理論和技術(shù)為主，缺乏前沿的研究理論和技術(shù)方面的內(nèi)容。“分子植物病理學(xué)”教學(xué)十分需要與時俱進(jìn)，與國際前沿的科學(xué)接軌，充分體現(xiàn)理論教學(xué)與科研實踐的相結(jié)合，以適應(yīng)未來發(fā)展需求。以往教學(xué)中學(xué)生對學(xué)習(xí)的目的性顯得缺乏，對科研上需求的結(jié)合性也有欠缺，因此，對知識學(xué)習(xí)和理解的主觀能動性較差。同時，學(xué)生們對于分子植物病理學(xué)相關(guān)的英文專有詞匯了解太少，只能參看中文文獻(xiàn)，不具備能力閱讀更為前沿的英文相關(guān)文獻(xiàn)。課程考核方式比較單一，本課程的成績中平時出勤、課堂表現(xiàn)占期末總成績的30%，課程論文占總成績的70%。

二、新課程在教學(xué)大綱以及教學(xué)內(nèi)容方面的改革

教學(xué)改革前的“分子植物病理學(xué)”的教學(xué)大綱加入以下幾方面的內(nèi)容講述：（1）加入分子互作研究技術(shù)方面的講解。病原物與寄主互作方面現(xiàn)今在分子植物病理學(xué)中仍是研究熱點，本課程在舊課程基礎(chǔ)上擴(kuò)充了核酸檢測Northern blot以及蛋白免疫印跡Western blot的技術(shù)原理和應(yīng)用方面的內(nèi)容，加入了酵母雙雜交（Y2H）、雙分子熒光互補(bǔ)法（BiFC）以及免疫共沉淀（Co-IP）等研究蛋白質(zhì)間互作的主流分子研究技術(shù)。（2）對PCR的理論以及應(yīng)用方面內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)充，對反轉(zhuǎn)錄PCR（RT-PCR）原理進(jìn)行詳細(xì)講述，同時加入實時熒光定量PCR（qPCR）、重組PCR以及巣式PCR在分子植物病理學(xué)的應(yīng)用方面的講解。（3）加入高通量測序相關(guān)內(nèi)容的講解。隨著轉(zhuǎn)錄組測序、小RNA測序、蛋白組測序以及降解組測序等技術(shù)的普及，基因組學(xué)以及蛋白組學(xué)在分子植物病理學(xué)中的應(yīng)用越來越廣泛。（4）加入小干擾RNA（siRNA以及miRNA）的生成機(jī)制以及其在分子植物病理學(xué)中的重要研究進(jìn)展以及主要研究方法。RNA干擾自1998年發(fā)現(xiàn)以來，近20年來相關(guān)的研究進(jìn)展突飛猛進(jìn)，在病原物與寄主植物互作中RNA干擾起到重要作用。（5）加入精確基因編輯技術(shù)（CRISPR/Cas9）的原理講解。CRISPR/Cas9技術(shù)自2012年開發(fā)出以來備受關(guān)注，現(xiàn)在該技術(shù)已可以對大部分的模式動物以及模式植物進(jìn)行精確的基因敲出或敲入。

三、新課程在教學(xué)手段和考核方式方面的改革

1.教學(xué)手段的改革：PPT授課一直是本課程的課堂教學(xué)的主要手段，對舊課程PPT課件進(jìn)行了大量的修改和更新。針對理論概念方面的描述精簡至三行以內(nèi)，這樣重點突出，便于學(xué)生記憶。同時，在下一頁附上模式圖（教師自己制圖或從權(quán)威的綜述SCI論文中下載）。在第三頁加入該概念的英文解釋，以便學(xué)生們在閱讀SCI文獻(xiàn)時有印象，便于理解外文文獻(xiàn)。在研究技術(shù)的講授方面同樣刪去冗長的文字講解，換成模式圖和flash動畫等，讓學(xué)生更為直觀地理解主要技術(shù)相關(guān)原理，不提倡死記硬背。只有充分了解了技術(shù)的原理，才能掌握技術(shù)操作的關(guān)鍵點，在實驗過程中不斷排查問題、總結(jié)和提高。

2.改進(jìn)教學(xué)方法：開展啟發(fā)式、參與式的多形式教學(xué)方法。例如：選取不同物種的植物或病原菌的多個基因序列發(fā)給學(xué)生們，讓他們通過NCBI等在線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫和軟件進(jìn)行比對，確定該序列屬于哪個物種。同時，針對該序列采用生物學(xué)軟件設(shè)計特異性的擴(kuò)增引物，通過Primer blast等對引物的特異性進(jìn)行評價，通過該形式使學(xué)生們初步具備序列分析以及引物設(shè)計的能力。除了大綱的內(nèi)容的教學(xué)以外，要把前沿的科研論文中的具有代表性的研究成果融入課堂講授，與學(xué)生一起分析，給學(xué)生們更為直觀的印象，使學(xué)生們初步掌握分子實驗設(shè)計的目的、方法以及其中的邏輯關(guān)系。在課堂中加入重要知識點的英文材料，以抽查的形式隨機(jī)讓學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場翻譯，一學(xué)期下來平均每位學(xué)生至少翻譯三段文字。翻譯英文材料過程不僅會加深學(xué)生們對知識點的理解，同時提高了閱讀外文文獻(xiàn)的能力，把課堂講授知識與前沿的科研成果和技術(shù)更加密切地結(jié)合在一起。

3.改進(jìn)考核方式：舊課程的考核方式比較單一，只以平時出席和表現(xiàn)以及課程論文進(jìn)行評價。新課程的考核改革為多元化的形式，平時出席和課堂表現(xiàn)（包括隨機(jī)抽取的英文翻譯以及隨堂測驗）占總成績的40%。課程結(jié)束后，為防止學(xué)生撰寫課程論文時抄襲現(xiàn)有文獻(xiàn)，每位同學(xué)除提交課程論文以外，還要上交主要參考文獻(xiàn)的電子版，注明具體的參考明細(xì)，同時對課程論文的內(nèi)容做成PPT形式進(jìn)行匯報，課程論文和PPT匯報占總成績的60%。通過上述改革使得學(xué)生們課堂聽講更為認(rèn)真，積極主動思考，并能初步掌握論文寫作的格式與方法以及PPT的制作和匯報，提高了學(xué)生的綜合能力，使其不僅僅會應(yīng)試。

四、結(jié)語

“分子植物病理學(xué)”課程與“普通植物病理學(xué)”以及“農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)”是沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病理學(xué)科重要的三大主干課程，“普通植物病理學(xué)”是課程的基礎(chǔ)，涉及的寄主以及病原物種類非常廣泛。“農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)”課程主要側(cè)重于生產(chǎn)應(yīng)用方面的講解，寄主局限于糧食作物、蔬菜和果樹等，該課程主要目的是認(rèn)識病害，了解其侵染循環(huán)，懂得防治?！胺肿又参锊±韺W(xué)”則以普通植物病理學(xué)、分子細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)以及免疫學(xué)等諸多學(xué)科的理論作為基礎(chǔ)，研究的對象多以模式植物或模式病原物為主，研究深入到分子級別，相關(guān)信息量巨大且仍在高速發(fā)展。這就給任課教師提出更高的要求，需不斷學(xué)習(xí)和自我更新，不斷修訂教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，把前沿的分子植物病理學(xué)相關(guān)的理論以及技術(shù)傳授給學(xué)生。教學(xué)手段和方法上，對課件PPT進(jìn)行改進(jìn)，減少文字描述，增加模式圖和動畫（PPT動畫或flash動畫），方便學(xué)生理解和記憶。成績的考核方式方面，對重要知識點要求學(xué)生理解，不需要死記硬背，因此不安排統(tǒng)一的閉卷期末考試。采用隨堂測驗，課程結(jié)束后學(xué)生自主查閱感興趣的相關(guān)文獻(xiàn)，以綜述的形式寫成論文，并做成PPT進(jìn)行匯報。本次教學(xué)改革目的在于為植物病理科學(xué)培養(yǎng)具有創(chuàng)新設(shè)計、自主思考、規(guī)范寫作以及語言表達(dá)能力的高素質(zhì)人才。

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