農科專業植物生物技術教學中的問題與思考

孫新立

摘要：植物生物技術的應用為人類創造了巨大的經濟效益，鑒于此，很多農業院校多年前就已經開設了植物生物技術課程。作者在這幾年的教學實踐中，深刻地感受到一些教學中的問題嚴重影響了學生的學習積極性和學習效果。本文通過對這些問題的分析，提出了相應的改進措施。

關鍵詞：植物生物技術；學習積極性；實驗

中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）04-0218-03

現代生物技術是當今世界上最重要的高新技術之一，一般認為開始于1973年，CohenS.和Boyer H.用酶將外源基因連接到質粒載體上，建立了基因重組技術。該工作的完成，標志著基因工程技術的誕生[1]。和常規的生物技術不同的是，現代生物技術是指以現代生命科學的最新進展為基礎，利用生物的本身特性，有目的地改變目標物種的遺傳物質，獲得預期性狀的新物種、新材料。植物生物技術是現代生物技術的重要組成部分，課程重點介紹植物組織培養、遺傳轉化、分子標記與輔助育種、基因克隆和基因重組等內容。植物生物技術的應用為人類創造了巨大的經濟效益。1983年首批轉基因植物問世；2010年轉基因種子市場價值超過100美元[2]。國際農業生物技術應用服務組織在《2016年全球生物技術/轉基因作物商業化發展態勢》報告中指出，全球轉基因作物種植面積從1996年到2016年增加了110倍。有鑒于此，我國先后有337所高等院校開設了生物技術本科專業[3]。幾乎所有的農業院校中都開設了植物生物技術課程。作者在這些年的教學與科研中，注意到了植物生物技術教學中的一些較普遍性的問題，有些問題嚴重影響了學生的學習積極性和教學效果。

一、教學內容

植物生物技術課程的教學內容可簡單地分為4部分——植物組織培養、植物細胞工程、植物基因工程（或基因重組技術）和分子標記與輔助育種[1，2，4]。一般說來，第一和第二部分，經驗的東西較多，理論的東西較少。更多的是前人工作的經驗總結和對植物自然生長條件的模擬，很多的地方，難以講出為什么，例如培養基的組分和外植體的選擇等。對這部分內容的講解，常常感覺枯燥，學生很難抓住重點。實際上，這部分內容應該以實驗為主，講課為輔，讓學生在實際操作中體會其中的技巧和注意事項。通過對成功與失敗的總結，結合課本中的知識，加深對這部分內容的理解。然而，不幸的是，相關實驗一般耗時很長，有些甚至需要一個學期，培養過程中一旦污染，會造成整個實驗的失敗。鑒于此，很多學校甚至一些重點大學一般不愿意安排這類實驗。從技術層面講，第一部分和第二部分，操作方法上多有重疊。只是因為實驗目的的差異和外植體的不同，分成不同的章節。課程講解上，只需一次講解，后面的章節，只需略提一下就可以。而學生實驗僅需安排2-3個，就可讓學生掌握相關的實驗技巧。至于實驗耗時長的問題，主要是植物的生長時間長，而每次操作所需時間并不長，完全可以將組織培養實驗與其他的實驗混合安排，分散安排到每一個實驗中，同時注意課余時間的利用以及與實驗員的配合，完成這部分工作。植物生物技術的第三部分，是該課程的核心部分，也是與分子生物學聯系最緊密的部分。對這部分的內容，依賴于對分子生物學以及遺傳學知識的理解。若對這些內容不熟，對基因工程部分就很難理解。教師對這部分內容的講解要與以前的知識串起來講，加深學生的理解。相關的實驗安排較容易，學生在三個學時的時間內就能看到結果。但遺憾的是，農科學生對這部分內容往往感覺很難，這與學生的知識結構有關，此點下面詳談。分子標記與輔助育種部分，屬于作物育種專業的特有部分，技術上，僅是基因工程部分技術的延伸，難度較小。

二、學生的知識結構

現代生物技術是理論與實踐并重的綜合性學科，是以生命科學尤其是分子生物學的重大理論和技術突破為基礎的。對植物生物技術的深刻理解和掌握，需要具有化學、生物化學、分子生物學、微生物學、遺傳學、細胞生物學和植物生理學的知識[1，2，4]。而農科專業學生在這方面有著較大的知識漏洞，尤其是在生物化學和分子生物學方面。農林類高等院校往往過于注重培養傳統的農林人才，而對現代生物技術重視不夠，教學安排過于重視本專業傳統學科。另外，也可能因為對生物技術所需背景知識知之不足，造成教學安排的不當，這些會造成學生對生物技術核心部分的理解出現嚴重障礙。作者這幾年在福建農林大學教授植物生物技術，前期主要針對作物學院種子系和農學系學生。每每講到基因工程部分，都會細致地剖析其中的關鍵原理和技術的來龍去脈，但下面的學生卻木然沒有反應。繼續追問分子生物學的一些基本的概念，多數學生默然無語。此時，往往需要馬上講解相關的背景知識。即使如此，因時間限制，講課效果也往往不理想。作者后來給我院的新成立的系——植物科學技術系的學生講課，植物生物技術是該專業的核心課程。與種子和農學系的學生相比，該系的學生多具有前面談到的背景知識，只是分子生物學的課程安排較晚，與植物生物技術安排在同一學期，有些遺憾。即使如此，植物科學技術系的學生對生物技術的理解力明顯高于種子和農學系的學生。植物生物技術的知識每時每刻都有大量的更新，教師面對這些更新，除了要盡快掌握這方面的內容外，還要將這些內容有機融入教學內容中，有選擇性地介紹給學生。新的內容，多來自于英文文獻和教科書，這樣，要求教師要有一定的英文基礎，同樣也需要學生掌握一定的專業英文詞匯。但可惜的是，學生對課堂上英文幻燈片很不適應，即使是經過詳細講解，學生的接受效果仍不理想。而在學生的反饋意見中，也常常抱怨課堂上出現英文。這些很不正常，作者認為主要是前期課程對學生這方面的要求低。另外，學校和學生本身對四、六級考試很重視，卻對專業英文重視明顯不足，解決這一問題，只能嚴格要求。

三、學生的學習興趣

植物生物技術是一門新興的綜合性生物學科，具有廣闊的應用前景。但學習起來并不容易。既要求學生有相關的背景知識，也需要學生有相當的耐心和毅力。教師的工作是采用靈活多樣的教學方式，幫助學生對相關知識進行理解，提高學生的學習興趣。目前，互聯網上有關生物技術的內容很多，形式多樣，對教師的講解和學生的理解有很大的幫助。應鼓勵學生自己動手，帶著問題上網尋找答案。同時，鼓勵學生多參加實踐活動，增加對課程的理解。僅這些還不夠，學生的學習興趣，僅是保證學生積極性的因素之一，必要的過關壓力是必不可少的。所以，一個完善的考核方式會督促學生加緊學習。

四、理論學習與實踐

學生在課堂上學習理論知識，實驗課上學習如何操作。但每每遇到一些實際的問題，學生常表現出不知所措。這一問題可能具有一定的普遍性，不僅僅出現在我們學校的學生中，作者所帶研究生來自多個學校，甚至有來自重點大學的畢業生，同樣存在面對一些簡單的問題不知采用何種方法解決的現象。造成這一現象的原因之一是學生的學習積極性不高、懶于思考。學生更多的是想如何應付考試，至少下意識的這樣想。這些有學生本身的因素，也有教學和評價方法的問題。目前，課堂教學是以教師講課為主，學生參與為輔，客觀上，學生只要被動地接受知識就可以了。鑒于此，教師應有目的地以實際問題為導向，引導學生思考解決問題的方法。考試成績在課程考核中占據的比例過大，學習效果的評價主要依據卷面成績。相當一部分學生的目標只是為了考高分，而不是為了真正掌握專業知識和技能，并應用這些解決實際問題，這有悖于課程教學目標的要求。要改變這種現狀，應適當增加課程論文和實驗課的成績所占比例。同時，鼓勵學生及早進入實驗室或生產基地，在實踐中發現問題和解決問題。

參考文獻：

[1]朱延明.植物生物技術[M].北京：中國農業出版社，2009.

[2]張獻龍.植物生物技術[M].第二版.北京：科學出版社，2012.

[3]王正加，唐永超.高等農林院校生物技術專業教學改革的思考[J].中國林業教育，2017，（02）.

[4]彭立新.園藝植物生物技術[M].北京：中國農業出版社，2014.endprint