摘" 要:為響應國家對生物多樣性保護和種質資源可持續利用的戰略需求,教學團隊對園藝植物種質資源學課程進行改革。采用“習識—培能—塑素”的教學理念,結合線上線下混合式教學、費曼學習法和對分學堂模式,強化學生自主學習能力和實踐技能。通過“審形—會意—悟德”3個階段,引導學生深入理解園藝植物的科學、文化和精神價值,實現個人品德的內化。改革實施后,學生的知識應用、動手能力、團隊意識、專業素養和德悟內化水平顯著提升,課程滿意度提升,學生平均成績和優秀率提高。課程改革有效促進教學相長,為培養具有創新精神和實踐能力的農科人才提供新視角和方法。
關鍵詞:園藝植物種質資源學;課程改革;教學思政;教學資源提升;教學評價
中圖分類號:G640" " " 文獻標志碼:A" " " " " 文章編號:2096-9902(2025)03-0135-04
Abstract: In response to the country's strategic needs for biodiversity protection and sustainable use of germplasm resources, the teaching team reformed the horticultural plant germplasm resources curriculum. We should adopt the teaching concept of \"learning-training-shaping\", combine online and offline hybrid teaching, Feynman learning method and split school model to strengthen students' independent learning capabilities and practical skills. Through the three stages of \"examining shapes- understanding-understanding morality\", students are guided to deeply understand the scientific, cultural and spiritual values of horticultural plants and realize the internalization of personal moral character. After the implementation of the reform, students' knowledge application, hands-on ability, team awareness, professionalism and internalization of moral understanding have been significantly improved, course satisfaction has been improved, and student average scores and excellence rates have increased. The curriculum reform has effectively promoted the mutual improvement of teaching and learning, and provided new perspectives and methods for cultivating agricultural talents with innovative spirit and practical ability.
Keywords: horticultural plant germplasm resources; curriculum reform; ideological and political education in teaching; teaching resource improvement; teaching evaluation
作為現代農業新品種選育和科技創新的基礎,植物種質資源相關學科在我國被提上了新高度[1-2]。我國幅員遼闊、地理氣候類型多樣、種質資源稟賦優異,E. H. 威爾遜曾將其考察經歷整理成《中國:世界園林之母》一書,該書一經出版備受關注[3-4]。為了促進我國種質資源利用轉型轉,生態環境部發布《中國生物多樣性保護戰略與行動計劃(2023—2030年)》,并將種質資源可持續利用作為優先行動之一,明確指出強化“對生物資源的發掘、整理、檢測、篩選和性狀與功能評價”等工作,以深化種質多樣性的保護和可持續性、多樣化利用等工作[5]。
1" 教學痛點分析
園藝植物種質資源學在貴州大學是一門為園藝專業大三本科生開設的專業選修課,是園藝植物育種學及其各論的前導課程。課程選修率達100%,說明學生重視并認可該門課程。園藝植物種質資源學是一門相對綜合的科學,學生不僅需要具備扎實的植物學專業知識和鑒定能力,還需要應用各類前導課程重點知識。在課程實踐和后續工作中,學生常會克服在不同地形地貌中采集和分析種質資源的困難,還需要面臨在龐大種質基數中應用綜合生物技術手段研究、改良和利用種質資源的挑戰。學生對本門課程的學習存在一定畏難情緒,且傳統“以教為主”的課程知識內化率低,學生學習深度不夠,種質創新邏輯思維不強,資源創新能力培養不足,畢業后繼續從事園藝植物種質資源相關工作的意愿不高。解決學生“知農愛農”培養機制的不足要深化產學研用結合,加快建設世界重要人才中心和創新高地,完善人才發展體制機制[6],降低資源的利用效率,有效解決“農業芯片”“卡脖子”的問題。
德國教育家卡爾·西奧多·雅斯貝爾斯曾描述教育的過程需要讓受教育者在實踐中自我操練、自我學習和成長,教育即生成[7]。在有限的課時內,當代高校課程教育的過程和考核的方式往往未能以社會和產業需求為導向,偏重知識的傳授,輕能力的鍛煉,缺少對學生自我成長素質的培養。人民日報青年觀《帶著熱愛前行》中指出:熱愛是一種能力,一種素質,更是一種讓生命產生價值和樂趣的信仰[8]。如何通過課程改革增強學生知識的理解、能力的培養、素質的提升,如何通過課程思政建設點燃學生對豐富園藝植物種質資源的熱情是課程急需解決的問題。讓學生發自內心地欣賞種質多樣性、共情國家發展和產業振興的需求、精功種業研究技術、深耕種質資源文化,為國家和產業持續輸送“知農、愛農、強農、興農”的新農科學子,并最終學會自我學習和踐行自己的價值等問題是當前課程最大的挑戰。
2" 課程體系改革
2.1" “習識”
教學團隊堅持“以學生為中心,以教師為引導”,將“知識滿堂灌”的課堂轉變為以學生學習為主導的課堂,即從“授識”轉化為“習識”。授課主要采用線上線下混合式教學[9]+費曼學習法[10]+對分學堂[11]的方式,為學生創造一個主動學和愿意學的課堂氛圍。線下開課前,教師引導學生在線上教學空間中自主學習課程主干知識,主要包括以下步驟:①教學視頻學習,教師通過彈屏方式監督學生自學;②視頻學習完成80%者有資格進入討論提問區;③參與提問的學生人數大于等于80%時,教師答疑;④答疑后發布作業測試;⑤測試得分大于等于80分者獲得線下學習權限,有3次測試機會,取最高分作為線上考核成績,小于80分者需重新學習;⑥按照各章節特點設置相應話題(任務)并引導學生小組自行選題,學生自主學習后準備匯報資料。線下課堂中,開展基于對分學堂和費曼學習法的個性化培養,分4步:①教師對線上測評和重難點問題進行講解,提出學科前沿發展動態,統計發布討論話題或研究任務的完成情況;②學生小組匯報PBL任務,將知識傳遞給其他同學,學生開展討論和質疑;③生生互評、教師點評,同步開展課程思政;④提出課后習題,推薦實踐和科研拓展方案,進入實踐教學和科研訓練環節。在“習識”的教育過程中,教師旨在幫助學生從為應試而學習到“我要學”“我會學”,初步建立自主學習和終身學習習慣,有效內化知識,提升對重難點問題的記憶力。
2.2" “培能”
動手實踐能力的提升、“產—學—研”的鏈接與真題真做的教學環境直接相關[12]。教學團隊依托國家云貴高原特色作物種質資源圃(貴陽)、貴州省現代種業集團有限公司蔬菜良種繁育基地、貴州七星關刺梨科技小院、威寧蔬菜科技小院、貴州大學本科教學農場和各產業研究院等教學平臺,創制園藝植物種質資源集引種、整理、評價、鑒定、改造和利用于一體的產業實踐環境。打造以產業導師(基地、實驗室或企業負責人)和理論導師(授課教師)并舉指導的、以產業需求和產業問題為導向的“產—學—研”協同“田間課堂”,基于問題(任務式)教學模式開展課程實驗實踐[13]。實驗實踐教學主要分為5步:①線上初步介紹實驗實踐內容和任務,學生自由分組PBL實驗實踐任務,學生自主選題;②線下產業導師指導產業需求和問題,理論教師介紹實驗實踐原理、方法與目的;③根據實際需求,學生開展虛擬仿真實驗、實際操作或田間實踐,“雙師”共同指導;④生生互評、“雙師”評價、學生分組總結,同步開展課程思政;⑤提出復習題,推薦實踐和科研拓展方案。在“陪能”的教育過程中,教師突出訓練學生學以致用、理實結合,解決實際產業問題的高階能力,注重激發小組團隊協作和集體主義的精神。
2.3" “塑素”
教師團隊認為“樹人”教育高于機械的知識傳播,通過以研助教[14]、以賽促教[15]和政策理解,以期塑造綜合素養較高的學生。素質教育主要將以下幾個板塊融入課外實踐或課堂小組任務中:①鼓勵學生參與教師種質資源相關科研項目或自主開展小課題研究,通過科研項目全過程參與學生科研興趣和創新能力的培養;②組織學生參加各類學術競賽和創新大賽,如“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽和創業計劃大賽、中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽等,設立課程相關項目,通過競賽激發學生的競爭力和團隊合作精神;③引導學生在PBL小組任務中加入國家相關政策的自主學習內容,如學習農業科技政策、生物多樣性保護等相關政策,增強學生的民族責任使命感;④通過PBL小組任務中模擬實驗、角色扮演等教學活動,讓學生體驗不同角色的職責和挑戰,培養其同理心和責任感。在“塑素”的教育過程中,教師注重培養學生吃苦耐勞的優良品格、敢于品嘗人生挑戰的勇氣、“板凳要坐十年冷”的科學家精神及農業科技強國的使命感。
3" 教學思政建設
3.1" “審形”
教師引導學生學會對各類園藝植物基因型科學、綜合的觀察能力和辯證的分析能力。經過了億萬年的進化,不同環境下的生物形態往往是趨于最優的。教師引導學生明辨種質形態與環境適應性的對應關系,不僅要讓學生學會品味各類形態的“美性狀”,還需要去審視植物種質資源表型中的“丑性狀”及其出現的原因。此外,教師通過引導學生鑒賞中西方傳統繪畫作品、文學作品和歷史文獻,發現不同時代園藝植物的利用習慣和審美習慣,引導學生領略人們在社會發展過程中對園藝植物的選擇利用特性,以及園藝作物影響不同時代社會和經濟發展的過程和原因。學生將理性的、科學的、抽象的分析應用于具象的“美性狀”或“丑性狀”成因分析,并站在歷史和社會層面“俯視”各類園藝作物及其農藝性狀的功能和經濟價值。在這一階段,教學團隊以園藝植物為支點,喚醒本科學生自由探索生命價值和精神的意識[16]。學生從“表象”的層面上理解園藝植物的“美”與“丑”無法被個人或者群體定義的道理,充分意識保存和欣賞園藝作物種質資源的表型多樣性才能基本構建健康生態圈的客觀事實。在“審形”的教育過程中,教師旨在引導學生從植物形態的客觀審視回到對個人的審視,明白社會中個人的獨立性,開展本科生生命教育,幫助學生學會審視生物、審視自我、正視萬物與自己的優缺點、建立自信,為建立健康人生觀打下堅實基礎。
3.2" “會意”
園藝植物除了最樸素的實際利用價值之外,在不同時代、民族和文化中還常被用來寄托精神,是重要的文化符號。如《詩經》中通過“草木起興”的修辭手法反映了古人對自然的敬畏和崇拜[17]。教學團隊將與各時期詩歌、各民族文化、經典影視作品以及革命文化特色相關的園藝植物進行整理,挖掘其中思政教育資源,如李商隱詩詞《代贈二首·其一》中“芭蕉不展丁香結,同向春風各自愁”、苗族和侗族等少數民族銀飾上的園藝植物紋飾、鴻篇巨制和經典電視劇《紅樓夢》“金陵十二釵”的代表花卉、革命植物映山紅和馬藺草等,并將園藝植物種質資源中蘊含的精神品質嫁接于課程教學活動。在學生建立園藝植物“科學審形”的思維方式后,教師引導學生在課中開展基于園藝植物的“飛花令”、家鄉民族圖騰介紹、革命故事小品、文學和影視作品解讀等翻轉課堂活動,通過知識從量的積累到質的轉變,引導學生在園藝植物具象性狀下體會其中寓意和底蘊。在“會意”的教學過程中,教師旨在進一步拔高學生對園藝植物價值的認知,跨越植物的“本形”,敬畏和尊重自然、歷史和文明的發展,提高透過現象看本質的辯證思維,為健全正確世界觀奠定堅實基礎。
3.3" “悟德”
教學團隊將課程思政的第三個階段定義為“悟德”,即在“審形”“會意”后的德悟內化過程,幫助學生在精神層面上從個體的物與己,到意識形態的物與己,再回歸物與己的本真,以園藝植物和相關代表科學家的哲學特性為案例,引導學生映射自己,自主思考要成為什么樣的人。雅斯貝爾斯認為一個民族的精神層次取決于這一民族的陶冶方式,并以什么樣的偉大人物樹立為標準[7]。如梅花在我國傳統文化中具有高潔、堅貞、堅強、不被艱苦環境所影響的哲學含義,而梅花的形象與陳俊愉院士為梅花所苦,也因梅花而榮的人物畫像精準契合,引導后輩學生不斷向榜樣學習。在“悟德”的過程中,教師按照重構的知識體系在不同教學任務中提出對應的產業需求,學生通過角色扮演的方式從科學家、育種家的角度出發,自主分析收集、整理、評價、研究和改造園藝植物過程中的難點和痛點,同時引入園藝植物科學家及其奮斗終身的園藝事業作為案例,引導學生反思自己在祖國、社會和產業需求中應該成長為的角色、應該具備的品德和應該作出的貢獻,從對園藝學科中的對“物”和對“己”的熱愛,成長為對產業的熱愛和對社會的責任感。
4" 評價體系改革
課程改革“考前突擊,考后忘光”的應試弊病,改“知識考核”為“知識+能力+素質+德悟”的綜合考核,學生能動性提高。具體評分機制:線上考核(20%),包括線上完課率(5%)、答題正確率(5%)、提問數量質量(5%)和資料閱讀率(5%);課堂表現(20%),包括PBL匯報教師點評(5%)、PBL匯報生生互評(5%)、課堂參與度(5%)和課后作業(5%);實驗成績(30%),包括線上導學完成率(5%)、線下表現(10%,雙師評分)、實驗報告(10%)和總結匯報(5%,師生參評);課程考試(30%),主要包括客觀概念(7%)、客觀判斷(5%)、客觀簡答(8%)及主觀論述和德悟水平(10%)。以上涉及到主觀作答的題目均由AI評分。
5" 教學資源提升
在教學改革不斷深入的過程中,有效實現了教學相長,教學資源不斷提升。教學團隊將前導課程與平行課程有機整合理論課堂,形成了新的知識架構。根據教學不同階段,分別植入作物考古鑒定、中外典籍考證、泛基因組測序、環境基因組測序、引馴種規程、種質(基因)庫、超低溫保存技術、表型組鑒定技術、多組學聯合分析、基因編輯技術、虛擬仿真實驗和人工智能AI技術等。攝制線上理論課程500 min和實驗實踐視頻線上實訓課程200 min。綜合拉取線上教學資源10套,包括iLAB-X、MOOC、Coursera、學堂在線、edX和愛課堂、國家園藝種質庫、植物科學數據中心等。打造綜合思政案例,知行微課、中國生態哲學觀和種質資源法律法規共60份。建立產學研合作平臺,創造真題真做環境合作基地 15個。教師教學能力得到明顯提升。
6" 實施效果
“習識、培能、塑素”促進學生“知農”,“審形、會意”引導學生“愛農”,“悟德”提領學生發自內心“強農興農”,學生真正做到能感悟、會反思,在心中埋下了以專業知識興農強國、改善民生的情懷。學生線上自主學習累計42 290余次,真題真做實踐800余人次,產業政策有效解讀400余次,學生知識應用、動手能力、團隊意識、專業素養和德悟內化水平顯著提升。教學改革后學生平均成績和優秀率顯著提高。課程改革有效提升了學生專業知識應用能力、激發了學生的內生動力,實踐創新能力顯著增強。2020—2024年,獲批SRT項目和大學生創新創業項目44項,發表科研論文22篇,在“互聯網+”“挑戰杯”等競賽中獲獎23項。創新創業和科研成果的提升增長了學生對課程學習的興趣,進一步激發了學生想要學好本門課程的決心。
課程實施有效實現了教學相長。學生對課程實施滿意度100%,學評教平均分97分以上。學生評價“課程激發了學習園藝學的濃厚興趣,增強了主動思考、主動總結和靈活應用的能力”“對未來學術和職業均產生了深遠的影響”等。課程獲得校級和省級教改項目3項,獲得省級教學成果三等獎,主干教師獲省級教學“金師”稱號,成員在省級教學創新大賽獲獎2次,獲得國家級思政課程優秀案例1個,國家級教學成果獎1個,編寫著作4部,發表教改論文多篇。團隊教師獲得國家級和省級優秀科技特派員、“三下鄉”社會活動優秀指導老師和全國農科學子聯合實踐行動優秀指導教師等榮譽稱號。
7" 結束語
本論文深入探討了園藝植物種質資源學課程的改革實踐,旨在響應國家對生物多樣性保護和種質資源可持續利用的戰略需求。通過“習識—培能—塑素”的教學理念,我們成功地將傳統的知識傳授模式轉變為以學生為中心的主動學習模式;通過“審形—會意—悟德”3個階段,引導學生從對園藝植物的科學認知,到對其文化和精神價值的深刻理解,最終實現個人品德的內化。課程改革有效實現教學相長。總之,本課程改革實踐為園藝植物種質資源學的教育提供了新的視角和方法,為培養具有創新精神和實踐能力的新一代農科人才奠定了堅實的基礎。我們期待這些改革手段能夠為其他學科和領域的教育改革提供借鑒和啟示。
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