《植物組織培養(yǎng)》全實驗教學(xué)研究

許 　 遠(yuǎn)

(安慶師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院,安徽 安慶 246011)

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《植物組織培養(yǎng)》全實驗教學(xué)研究

許 遠(yuǎn)

(安慶師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院,安徽 安慶 246011)

摘要：《植物組織培養(yǎng)》課程對于培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力、科學(xué)思維能力及科研創(chuàng)新能力具有顯著成效，傳統(tǒng)教學(xué)模式大大限制了該課程的教學(xué)效果，為此筆者提出了全實驗教學(xué)的新模式，為更多實踐性較強(qiáng)的課程提供了一種新的教學(xué)思路。

關(guān)鍵詞：植物組織培養(yǎng)；全實驗教學(xué)；教學(xué)改革；能力

實驗教學(xué)不僅授予學(xué)生知識和技能，培養(yǎng)學(xué)生實驗操作能力、思維能力和創(chuàng)新能力，還會影響其世界觀、思維方式、工作作風(fēng)和道德修養(yǎng)[1]。因此，實驗教學(xué)改革在當(dāng)前高校教改中備受關(guān)注。

植物組織培養(yǎng)是20世紀(jì)初發(fā)展起來的一門技術(shù)[2]，經(jīng)過近30年的快速發(fā)展，組培技術(shù)已滲透到生命學(xué)科的各個領(lǐng)域，成為生物學(xué)的重要研究技術(shù)與手段。《植物組織培養(yǎng)》課程是目前眾多高校生物類專業(yè)的必修課程，其細(xì)節(jié)紛雜、相對龐大的綜合性實驗流程對于培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力、科學(xué)思維能力及科研創(chuàng)新能力具有顯著成效。而傳統(tǒng)的教學(xué)模式大大限制了該課程的教學(xué)效果，主要表現(xiàn)在：1)理論學(xué)時安排較多，實驗學(xué)時少，學(xué)生缺少實際上臺操作經(jīng)驗，實驗素養(yǎng)低，導(dǎo)致無菌體系建立困難，難以觀察到激素對于植物分化形態(tài)的影響，無法完成進(jìn)一步的實驗，最終看不到實驗結(jié)果；2)由于教學(xué)場地和設(shè)備有限，面對人數(shù)較多的學(xué)生，采取大組授課和教師演示操作的教學(xué)方式，使得許多學(xué)生無法仔細(xì)觀摩，導(dǎo)致實際操作困難，因而學(xué)習(xí)缺乏激情，嚴(yán)重制約了課程教學(xué)效果；3)采用期末閉卷考試進(jìn)行課程考核，使得很多學(xué)生采取考前突擊式學(xué)習(xí)，死記知識點應(yīng)付考試，不能充分反映學(xué)生對該課程的掌握和應(yīng)用情況，更不能客觀地反映其綜合能力。

為此，根據(jù)本科人才培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合多年教學(xué)實際情況，筆者對《植物組織培養(yǎng)》課程提出全實驗教學(xué)新模式，經(jīng)過多年試行，并逐步調(diào)整完善，教學(xué)效果大幅提高。

1全實驗教學(xué)的理論基礎(chǔ)

植物組織培養(yǎng)實驗具有連續(xù)性、系統(tǒng)性、周期長等特點，其流程包括：培養(yǎng)基配制及分裝→培養(yǎng)基滅菌→外植體采集及表面消毒→無菌接種→繼代培養(yǎng)→生根培養(yǎng)→煉苗→大田移栽。

一般高校對于組培課程設(shè)置的課時為30學(xué)時左右，除去理論學(xué)時至少12-20學(xué)時的安排，留給實驗的學(xué)時僅10-18學(xué)時，且以上實驗的每一步都有可能會失敗，故每個學(xué)生完成整個流程的可能性非常小。因此，在有限的課時內(nèi)執(zhí)行全實驗教學(xué)是必要的。

改革之前，曾有同行提出疑義，完全沒有理論課教授，是否會讓學(xué)生不能全面系統(tǒng)地掌握課程教學(xué)內(nèi)容。教研室對此進(jìn)行深刻討論，認(rèn)為：第一，該課程開課時間為大三下學(xué)期和大四上學(xué)期，大多數(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課均修完，學(xué)生們已具備相關(guān)理論基礎(chǔ)；第二，教研室調(diào)整課程在每個學(xué)期第3周后開課，第1、2周由授課教師通過各類型網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺向?qū)W生發(fā)布課程相關(guān)課件、講義、視頻等資料，并布置作業(yè)，使得學(xué)生更加系統(tǒng)的掌握本課程教學(xué)內(nèi)容；第三，要求學(xué)生根據(jù)實際可取的實驗材料、實驗試劑、教學(xué)資源等，查閱文獻(xiàn)資料，寫出預(yù)案，促使學(xué)生主動系統(tǒng)的學(xué)習(xí)該課程理論知識。因此，在《植物組織培養(yǎng)》課程中執(zhí)行全實驗教學(xué)是可行的。

2全實驗教學(xué)實施的具體方案

2.1自行選材并設(shè)計實驗方案

由于許多組培課程教科書和研究論文中所采用的植物實驗材料存在培養(yǎng)周期較長或受地域和季節(jié)限制等問題而無法采用，這給組培課開設(shè)造成了諸多不便，也影響實驗內(nèi)容的合理安排和學(xué)生綜合技能的培養(yǎng)。因此，在長期從事教學(xué)實踐的過程中，課組結(jié)合教改目標(biāo)決定讓學(xué)生自行選材。學(xué)生可因地制宜就地選擇校園內(nèi)、安慶市內(nèi)乃至周邊方便取得的任何具備操作可行性的植物材料，并根據(jù)自己所選擇的材料查閱資料、設(shè)計實驗線路，撰寫實驗預(yù)案提交給授課教師審閱，通過的方案將在教師的引導(dǎo)下開展實驗研究。

這一舉措旨在轉(zhuǎn)變教師學(xué)生角色，使大學(xué)生由“單純的學(xué)習(xí)者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺此夹詫W(xué)習(xí)者”，而教師的角色更多的是指導(dǎo)者、協(xié)助者、參與者，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和科研熱情，同時促使學(xué)生將所學(xué)的理論知識與實際操作相結(jié)合，對學(xué)生深刻理解所學(xué)的理論知識，提高主動學(xué)習(xí)與獨立思考能力，強(qiáng)化鍛煉綜合實踐能力具有極其重要的作用。

2.2小班教學(xué)

結(jié)合我院實驗室現(xiàn)有設(shè)施的規(guī)模，將每個教學(xué)班容量由原來的幾十人大班分拆為10-11名學(xué)生組成的小班，師生比例大大增加，每位授課教師能切實關(guān)注到每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，手把手指導(dǎo)操作流程，大大增加了學(xué)生自己動手操作的機(jī)會，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，教學(xué)效果顯著提升。在同一次實驗課中，教師將實驗任務(wù)合理分解，組內(nèi)學(xué)生輪流承擔(dān)不同任務(wù)，保證每名學(xué)生都能經(jīng)歷完整的實驗操作流程，提高了有限時間內(nèi)的課堂教學(xué)效率。如“培養(yǎng)基配制”環(huán)節(jié)，可將小班分成四組，每組配制一種母液，再分別進(jìn)行培養(yǎng)基調(diào)配分裝，這樣，每個學(xué)生都經(jīng)歷了天平稱量、培養(yǎng)基煮制、培養(yǎng)基分裝等實驗操作，既提高了時效，也達(dá)到了實驗技能普及訓(xùn)練的目的。

2.3傳幫帶

選修該課程的學(xué)生中，有相當(dāng)一批學(xué)生已經(jīng)在大一至大三期間參與過教師應(yīng)用組培開展的科研活動，整個實驗操作流程早已熟悉，且對于組培的應(yīng)用領(lǐng)域、前沿進(jìn)展等有了更深的理解，授課教師將這批學(xué)生分派到每個教學(xué)班任組長等角色，輔助教師指導(dǎo)每個組員的實驗操作技能，幫助組員把握實驗操作細(xì)節(jié)，帶領(lǐng)全組完成自行設(shè)計的實驗流程，在團(tuán)隊中起到傳幫帶的重要作用，也大大減輕了因分拆多個小班造成的教師教學(xué)任務(wù)增重的問題。如“無菌接種”環(huán)節(jié)，實驗操作臺的狹小限制了學(xué)生觀摩教師演示操作的細(xì)節(jié)，此時作為“熟練工”的同學(xué)可代替教師在其他操作臺同時演示指導(dǎo)，每個操作臺安排2-3人，觀察更細(xì)，既能培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作技能，也符合組培操作對于無菌的高要求。

2.4以實際產(chǎn)品為考核標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合自行設(shè)計實驗方案特色，本課程考核體系要求：課程結(jié)束時，每組須提交從實驗中獲得的一株再生植物作為考核的最重要模塊，占50%；開課前每位學(xué)生需提交一份設(shè)計預(yù)案，評定結(jié)果占總分15%；小班教學(xué)促使教師能實際觀察到每個學(xué)生在實驗操作過程中的表現(xiàn)并予以評定，占總分20%；實驗結(jié)束后，需按照實際實驗結(jié)果上交一份實驗大報告，報告格式按照正規(guī)期刊論文的格式要求進(jìn)行撰寫，評定結(jié)果占總分15%。新的考核體系既排除傳統(tǒng)考卷計分忽視真正有操作能力的學(xué)生的可能性，同時排除學(xué)生混學(xué)分的嫌疑，將知識的獲取程度體現(xiàn)在產(chǎn)品中，以實際產(chǎn)品表現(xiàn)教學(xué)效果。

3全實驗教學(xué)取得的成效

針對傳統(tǒng)教學(xué)模式未能達(dá)到組培課著力于提升學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的教學(xué)效果，課程改革后逐步推行全實驗教學(xué)新模式，成效顯著。

3.1提高了學(xué)生的實驗技能

幾年來，學(xué)生對于本課程的評價均為優(yōu)秀，尤其針對改革后特殊的全實驗特色表示肯定，認(rèn)為經(jīng)過本課程的培訓(xùn)，切實掌握了生物領(lǐng)域一項有用的技能，教學(xué)效果良好。如，以組培為實驗手段的畢業(yè)論文選題大受學(xué)生青睞，并發(fā)表了多篇相關(guān)論文；學(xué)生結(jié)合在組培課中所學(xué)知識積極參加大學(xué)生科技作品大賽、“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)業(yè)大賽、大學(xué)生科研立項等課外活動，并獲得了多個省級獎項；部分學(xué)生畢業(yè)后繼續(xù)深造選擇了與組培相關(guān)的方向，有些學(xué)生甚至直接被相關(guān)企業(yè)錄用。

3.2強(qiáng)化了學(xué)生的實驗室素養(yǎng)

實驗室不僅是實踐教學(xué)的重要場所，也是進(jìn)行科學(xué)研究的基地，是師生進(jìn)行科技創(chuàng)新的重要平臺[3]，它對于任何進(jìn)出的人員都是高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求的，植物組織培養(yǎng)室的要求更高。由于組培實驗過程中最關(guān)鍵、最核心的宗旨是保證“無菌性”[4]，這就對各個環(huán)節(jié)操作要求更加嚴(yán)格與規(guī)范。為此，本課程授課期間，實驗教師及實驗室管理人員首先事事處處以身作則，同時對學(xué)生進(jìn)行規(guī)范化要求，使其養(yǎng)成良好實驗習(xí)慣，強(qiáng)化實驗室安全意識。經(jīng)過本課程的系統(tǒng)化訓(xùn)練，學(xué)生的實驗室素養(yǎng)得到了提高，各屆畢業(yè)生讀研的高校及其他用人單位的信息反饋顯示，我院學(xué)生在此方面均獲得肯定。

3.3提升了學(xué)生的主觀能動性

課程改革后，全實驗的模式不再是傳統(tǒng)的“教師臺上講，學(xué)生本上記”課堂，而是激勵學(xué)生主動思考、親自動手，大大提升了學(xué)生的主觀能動性。如，自行設(shè)計方案要求學(xué)生系統(tǒng)全面的把握理論知識；自行尋找實驗材料激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情；小班教學(xué)讓學(xué)生充分接觸實驗體系的每個細(xì)節(jié)，分析問題、解決問題的能力得到鍛煉；傳幫帶要求學(xué)生注重團(tuán)隊合作精神；以實際產(chǎn)品為考核標(biāo)準(zhǔn)督促學(xué)生學(xué)會正確面對科研過程中可能遇到的失敗，懂得總結(jié)經(jīng)驗、改進(jìn)方法并最終獲得理想的結(jié)果。

3.4促進(jìn)了教師專業(yè)素養(yǎng)的提升

課程新模式極大的激發(fā)了學(xué)生的科研熱情，也引發(fā)更多學(xué)生積極參與教師科研活動，反過來促進(jìn)了教師的科研水平，教學(xué)相長。

參考文獻(xiàn):

[1]吳大雨,吳根華. 注重化學(xué)實驗教學(xué)改革,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].安慶師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2009,15(3):108-110.

[2]王蒂，陳勁楓.植物組織培養(yǎng)(第二版)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2013.

[3]胡選萍,李麗霞.植物組織培養(yǎng)實驗室管理模式的改革與探索[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(2):1230-1232.

[4]陳剛,王瑛華,陳雄偉.植物組織培養(yǎng)開放式實驗的教學(xué)改革與實踐[J].肇慶學(xué)院學(xué)報,2008,29(2):54-56,63.

All Experimental Teaching Reform Studies on the Course of Plant Tissue Culture

XU Yuan

(School of Life Science, Anqing Teachers College, Anqing 246011, China)

Abstract:The teaching effects of plant tissue culture are obvious on cultivating students' abilities, e.g., experimental skills, scientific thinking and innovative abilities. But they were restricted under the old teaching model. For this reason, the author gives a new teaching reform, all experimental teaching, and expatiates its reason, feasibility, program and effects, so as to provide a new thinking for others.

Key words:plant tissue culture, all experimental teaching, reform, competence

文章編號：1007-4260(2015)02-0137-03

中圖分類號：G642.0

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

作者簡介：許遠(yuǎn)，女，安徽廬江人，碩士，安慶師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院講師，主要從事植物組織培養(yǎng)教學(xué)及研究。

基金項目：安徽省高等學(xué)校優(yōu)秀青年人才基金重點項目(2013SQRL060ZD)。

收稿日期：2015-01-01