提升園藝植物生物技術(shù)教學(xué)質(zhì)量的思考與實踐

李好　張顏　張顯

摘要針對園藝植物生物技術(shù)課程理論性和應(yīng)用性強(qiáng)、內(nèi)容抽象難懂、信息量大等特點(diǎn)，分析了目前課程教學(xué)中存在的問題，結(jié)合自身的教學(xué)實踐，提出理論與實踐教學(xué)的提升對策，強(qiáng)調(diào)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)課件、改革教學(xué)方法，以及進(jìn)行綜合實驗教學(xué)、實驗教學(xué)互動。最后提出了改革考核方式，綜合評定學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。就如何提升園藝植物生物技術(shù)的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了思考，為今后的課程教學(xué)提供借鑒。

關(guān)鍵詞園藝植物生物技術(shù)；教學(xué)質(zhì)量；思考與實踐

中圖分類號S-01；G420文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2017）20-0237-02

AbstractIn view of the characteristics of horticultural plant biotechnology course， such as the theory and application are strong， the content is abstract and difficult to understand， and the quantity of information is large. The problems existing in the course teaching at present were analyzed， combing with teaching practice， it put forward the countermeasures to improve the theory and practice teaching， emphasized the adjustment of the teaching content， the optimization of teaching courseware， the reform of teaching methods， and the interaction between comprehensive experimental teaching and experimental teaching. At last， the author puts forward a reform method to evaluate students academic achievement. This paper discussed how to improve the teaching quality of horticultural plant biotechnology to provide reference for the future course teaching.

Key wordsHorticultural plant biotechnology；Teaching quality；Thinking and practice

生物技術(shù)是以現(xiàn)代生命科學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合其他基礎(chǔ)學(xué)科的科學(xué)原理與先進(jìn)技術(shù)手段，改造生物體或加工生物原料，生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品或達(dá)到某種目的的綜合性學(xué)科。生物技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)林牧漁、醫(yī)藥食品等領(lǐng)域科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是21世紀(jì)最重要、最活躍、最有生命力的一項高新技術(shù)。園藝植物生物技術(shù)是以園藝植物為主要研究對象，利用生物技術(shù)，創(chuàng)造或改良種質(zhì)或生產(chǎn)生物制品的一門技術(shù)，它是園藝學(xué)和生物技術(shù)的交叉技術(shù)學(xué)科，其主要內(nèi)容包括園藝植物組織培養(yǎng)、園藝植物細(xì)胞工程、園藝植物染色體工程、園藝植物基因工程、園藝植物分子標(biāo)記等[1]。為了更好地適應(yīng)現(xiàn)代園藝學(xué)科研究與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，各農(nóng)業(yè)院校園藝專業(yè)都先后開設(shè)了與植物生物技術(shù)有關(guān)的課程[2]。鑒于園藝植物生物技術(shù)課程的重要性，筆者現(xiàn)以西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院開設(shè)的園藝植物生物技術(shù)為例，分析該課程在教學(xué)中存在的問題，并就如何提升該課程的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了思考和初步實踐，以期為以后的教學(xué)提供參考和借鑒。

1存在的問題

1.1理論教學(xué)

教學(xué)內(nèi)容方面，園藝植物生物技術(shù)涉及的知識點(diǎn)多，信息量大，且更新速度日新月異。而一般該課程設(shè)置的課時為32學(xué)時，在規(guī)定的學(xué)時內(nèi)完成廣泛和綜合的教學(xué)內(nèi)容具有一定難度，導(dǎo)致學(xué)生很難全面掌握一些重要的知識點(diǎn)。在實際教學(xué)過程中，很多教師仍是基于教材上的知識，即使引入一些新的技術(shù)或研究成果，也是一帶而過，而非詳細(xì)講解，導(dǎo)致學(xué)生掌握的知識與技能與實際應(yīng)用脫節(jié)。

我國高等教育學(xué)會課題的一項對121所各類學(xué)校的調(diào)查表明，63.3%的調(diào)查者認(rèn)為教學(xué)方法是影響教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，排第一位。園藝植物生物技術(shù)的很多內(nèi)容比較抽象，采用傳統(tǒng)教學(xué)手段難以描述和達(dá)到理想的教學(xué)效果[3]。授課教師在課堂上注重知識的傳遞和灌輸，師生之間缺乏有效的互動，導(dǎo)致課堂教學(xué)沉悶、單調(diào)、效率不高。學(xué)生只是簡單地接受，缺乏積極主動的思考，教師缺少對學(xué)生高級思維模式，如分析、綜合、判斷和運(yùn)用能力的培養(yǎng)。

1.2實驗教學(xué)

園藝植物生物技術(shù)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，其實驗內(nèi)容涉及園藝植物基因工程、組織培養(yǎng)、細(xì)胞工程、分子標(biāo)記等幾個模塊，而每個模塊又涉及較多的基本實驗技能[4]。如最重要的基因工程模塊包括基因克隆、核酸提取、PCR擴(kuò)增、酶切、載體構(gòu)建、遺傳轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)基因植物鑒定等內(nèi)容。該課程普遍存在實驗學(xué)時數(shù)少的問題（一般為16學(xué)時），不足以系統(tǒng)地完成園藝植物生物技術(shù)的任何一個實驗?zāi)K。以西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝植物生物技術(shù)課程為例，實驗教學(xué)只有16學(xué)時，實驗內(nèi)容主要包括植物DNA 的提取、質(zhì)粒DNA 的提取與酶切檢測、PCR 技術(shù)擴(kuò)增目的片段與酶切檢測、PCR 片段與質(zhì)粒DNA 的連接及大腸桿菌遺傳轉(zhuǎn)化等。上述實驗只能讓學(xué)生簡單地接觸相關(guān)實驗內(nèi)容，很難在幾個實驗之間建立起聯(lián)系，無法系統(tǒng)地了解和掌握園藝植物生物技術(shù)。到實驗結(jié)束，很多學(xué)生都不明白做這些實驗的目的。此外，上述實驗大多數(shù)是一些基礎(chǔ)性、驗證性實驗。教師確定了實驗原理與目的、實驗步驟，學(xué)生不需要過多地思考和分析，只是機(jī)械地重復(fù)教師講授的實驗操作。這種教學(xué)方式無法激起學(xué)生的動手操作興趣，更使學(xué)生得不到應(yīng)有的能力訓(xùn)練，不適應(yīng)現(xiàn)代高素質(zhì)、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

2提升教學(xué)質(zhì)量的思考與實踐

2.1理論教學(xué)

2.1.1調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。鑒于教學(xué)課時少與教學(xué)內(nèi)容多的矛盾，通過深入專研、比較多本教材，結(jié)合近年來植物生物學(xué)發(fā)展的熱點(diǎn)和主要應(yīng)用，把握新、專、系統(tǒng)、實用的原則，確定課程的教學(xué)重點(diǎn)是植物組織培養(yǎng)、基因工程、生物信息學(xué)等[5-6]。在實際教學(xué)過程中，及時引入具有重要意義的新技術(shù)，如CRISPR基因敲除技術(shù)，詳細(xì)講解其原理及在園藝植物上的應(yīng)用；適當(dāng)減少園藝植物細(xì)胞工程、染色體工程等內(nèi)容以及一些陳舊知識和技術(shù)。同時通過布置課后作業(yè)等多種方式，促使學(xué)生課后充分利用學(xué)校的數(shù)據(jù)庫等網(wǎng)絡(luò)資源，主動關(guān)注生物技術(shù)相關(guān)的科研前沿和熱點(diǎn)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，拓展其思維和知識面。

2.1.2

優(yōu)化教學(xué)課件。多媒體教學(xué)是該門課程的主要教學(xué)手段。許多教師的教學(xué)課件仍是以文字為主，單調(diào)、枯燥、乏味，不利于學(xué)生記憶和理解，更難有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。大部分教師所在院校開展科學(xué)研究會用到許多生物技術(shù)，如PCR、Western blot、園藝植物遺傳轉(zhuǎn)化、基因沉默或敲除等。授課教師平時應(yīng)注重素材庫的建設(shè)，收集或制作相關(guān)的圖片、視頻等，并合理加入到課件中。引入新的研究成果或技術(shù)時，主要收集網(wǎng)絡(luò)資源和素材。此時，應(yīng)盡量避免展示發(fā)表論文中的原始數(shù)據(jù)和圖表，而應(yīng)進(jìn)行加工，化繁為簡，以通俗易懂的方式進(jìn)行展示和講解。

2.1.3改革教學(xué)方法。該課程涉及的實驗技術(shù)非常多，由于實驗課時的限制，許多重要的技術(shù)無法進(jìn)行實驗操作。因此，課堂上講解某項關(guān)鍵技術(shù)時，應(yīng)注重案例的應(yīng)用。例如VIGS（病毒誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)）是目前研究基因功能的重要技術(shù)，具有準(zhǔn)確、高效、周期短的優(yōu)點(diǎn)。其原理較抽象，理解困難，具體的操作過程較為繁瑣。以往教學(xué)中，講完這些內(nèi)容后大部分學(xué)生依舊感到困惑。其后進(jìn)行案例教學(xué)，比如將番茄植株中的油菜素內(nèi)酯合成相關(guān)基因（DWARF）沉默。將操作過程拍成圖片或視頻進(jìn)行展示，并將基因沉默后植株與對照植株進(jìn)行比較。這樣一方面極大地吸引了學(xué)生的興趣，另一方面通過結(jié)果比較讓學(xué)生直觀地感受到該技術(shù)的作用。案例講解后學(xué)生表示，原來基因沉默技術(shù)并沒有想象中那么神秘與復(fù)雜。

此外，實際教學(xué)中，教師缺乏與學(xué)生互動，即使有互動，也基本處于“四無”狀態(tài)：無設(shè)計、無預(yù)謀、無深度、無質(zhì)疑。因此，授課教師應(yīng)轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，改變“灌輸式”教學(xué)的單一模式，嘗試引入“研究型教學(xué)”“課題式教學(xué)”“翻轉(zhuǎn)課堂”等新的教學(xué)模式。課堂教學(xué)中由以教師為主體轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體，以學(xué)生發(fā)展為本，以教師為主導(dǎo)，增加課堂互動，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極主動性。例如，教師給出關(guān)于某項新技術(shù)及其應(yīng)用的題目，布置課后作業(yè)，促使學(xué)生課后自己查找資料和文獻(xiàn)，歸納總結(jié)相關(guān)知識并制作PPT，下次上課抽出部分時間讓學(xué)生上臺講解，教師進(jìn)行點(diǎn)評和補(bǔ)充。這樣不僅調(diào)動學(xué)生的積極主動性，活躍課堂氛圍，而且能有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握新知識的能力。

2.2實驗教學(xué)

2.2.1綜合實驗教學(xué)。筆者認(rèn)為應(yīng)通過調(diào)整實驗內(nèi)容，在有限的實驗課時內(nèi)讓學(xué)生完成一個有目的的、完整的實驗。例如園藝植物的遺傳轉(zhuǎn)化或某基因的沉默或敲除，這些技術(shù)包括了基因的提取、克隆、擴(kuò)增、酶切、載體構(gòu)建、外植體侵染、轉(zhuǎn)基因或基因沉默植株篩選等一系列關(guān)鍵技術(shù)。通過這樣的實驗教學(xué)，學(xué)生能完整掌握一門技術(shù)，并能做到舉一反三，知識網(wǎng)絡(luò)更加清晰，興趣更高。要完成這些實驗教學(xué)，需要對實驗課進(jìn)行精心安排與布局，并且由于時間有限，許多不重要的環(huán)節(jié)，如藥品配制、外植體準(zhǔn)備等可由實驗員提前準(zhǔn)備好，或者讓小組內(nèi)不同學(xué)生分工，同一時間內(nèi)完成多個實驗。

2.2.2實驗教學(xué)互動。由于生物技術(shù)實驗的特點(diǎn)，有時會有許多空余時間，例如跑PCR需要等待1.5 h左右。授課教師應(yīng)充分利用這部分時間，與學(xué)生進(jìn)行互動。在實際教學(xué)中，嘗試讓學(xué)生以小組為單位準(zhǔn)備PPT，輪流進(jìn)行匯報。匯報內(nèi)容主要包括上次實驗的原理及主要步驟、實驗中遇到的問題及分析、組間/組內(nèi)配合情況、分享新知識、對教師及其他學(xué)生的意見或建議等。教師和其他學(xué)生進(jìn)行評分，取平均分計入課程總成績。這種教學(xué)方式的改革取得了良好的效果，不僅促使學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固舊知識，主動學(xué)習(xí)新知識，而且活躍了實驗氛圍，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了小組成員之間的配合度。對于教師而言，收獲了很多好的建議，利于在后面的實驗教學(xué)中不斷改進(jìn)。

2.3改革考核方式，綜合評定學(xué)習(xí)成績教學(xué)考核的目的是為了促進(jìn)學(xué)生掌握所學(xué)知識和技能，同時也是檢驗教學(xué)效果的手段之一。在傳統(tǒng)的園藝植物生物技術(shù)教學(xué)中，考核方式以期末成績和實驗報告為主。這樣不利于調(diào)動學(xué)生平時的學(xué)習(xí)興趣和積極性，并且容易造成學(xué)生靠死記硬背和考前突擊應(yīng)付課程學(xué)習(xí)的現(xiàn)象。為了充分調(diào)動學(xué)生平時學(xué)習(xí)的主動性和積極性，加大對學(xué)生的平時考核，全面客觀地反映學(xué)生學(xué)習(xí)成績，提高學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，筆試卷面成績的比例降到40%；實驗成績占總成績的30%，包括實驗出勤、操作表現(xiàn)、PPT匯報、實驗報告等；平時考核成績占該課程總成績的30%，其中上課出勤占10%，課堂表現(xiàn)占10%（包括回答問題、小組PPT制作和講解等），課后作業(yè)占10%。通過這樣的考核，鼓勵大家平時打好基礎(chǔ)，同時也可以緩解期末考試壓力。

3結(jié)語

園藝植物生物技術(shù)是一門理論性和應(yīng)用性均很強(qiáng)的學(xué)科，且該課程涉及的生物技術(shù)發(fā)展迅速。授課教師要時刻關(guān)注相關(guān)科研最前沿，緊緊跟隨生物技術(shù)的迅猛發(fā)展并將之引入教學(xué)，不斷改變、調(diào)整教學(xué)模式和方法，基于課堂教學(xué)合理安排實驗教學(xué)，實現(xiàn)課堂教學(xué)與實驗教學(xué)的相互促進(jìn)，提升課程教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的目標(biāo)添磚加瓦。

參考文獻(xiàn)

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