園藝植物生物技術(shù)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

李征 陳儒鋼 黃煒

摘要 在原來教學(xué)改革思想的基礎(chǔ)上，根據(jù)園藝植物生物技術(shù)教學(xué)任務(wù)和教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，針對(duì)教學(xué)過程中新出現(xiàn)的教師學(xué)生專業(yè)化差別，學(xué)生教學(xué)參與感不強(qiáng)，優(yōu)秀學(xué)生“吃不飽”，以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)量增加的問題，通過推行模塊化教學(xué)，情景化教學(xué)，推行有條件的全英文教學(xué)，以及完善整體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)一步構(gòu)建和優(yōu)化該課程教學(xué)的內(nèi)容體系和教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞 園藝植物生物技術(shù)；教學(xué)改革；模塊化；情景化

中圖分類號(hào) S-01 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2017）18-0237-02

Abstract Based on the original thinking of teaching reform，and followed by the new adjustment of teaching tasks and contents of Biotechnology of Horticultural Plants，there are some new problems existing in these years.The major challenges are following：the professional backgrounds between teachers and students are different，the sense of participation in students is still not strong，teaching contents cant meet the excellent students，and the experimental contents increase.In this study，the teaching methods are updated，which include modular and situational teaching，conditional native English teaching，and integral experimental teaching，all of which are used to improve and optimize the teaching content and mode.

Key words Biotechnology of Horticultural Plants；Teaching reform；Modularization；Contextualization

生物技術(shù)是現(xiàn)代生命科學(xué)發(fā)展的前沿學(xué)科。生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)成為廣泛關(guān)注的研究領(lǐng)域[1]。園藝植物生物技術(shù)以園藝植物為研究對(duì)象，主要領(lǐng)域包括蔬菜、果樹、花卉和茶學(xué)。目前，國內(nèi)多所農(nóng)業(yè)院校園藝專業(yè)都先后開設(shè)了園藝植物生物技術(shù)課程[2-6]，其中華中農(nóng)業(yè)大學(xué)開設(shè)的園藝植物生物技術(shù)國家精品課程比較具有借鑒價(jià)值[7]。通過多年比較研究和教學(xué)實(shí)踐，筆者在實(shí)踐原有教學(xué)改革方式方法的過程中不斷發(fā)現(xiàn)新問題[8]，進(jìn)一步總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以期為今后的教學(xué)工作提供參考和借鑒。

1 課程簡介與特色

西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院開設(shè)園藝植物生物技術(shù)課程較早，是園藝學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)選修課，同時(shí)也是設(shè)施農(nóng)業(yè)工程專業(yè)的專業(yè)選修課。筆者所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜開展的園藝植物生物技術(shù)課程具有比較突出的特點(diǎn)，包括擁有自主編寫的規(guī)劃教材，學(xué)校公共資源擁有豐富的課外學(xué)習(xí)資料，具有優(yōu)良的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)和知識(shí)、年齡結(jié)構(gòu)搭配合理的師資隊(duì)伍，以及擁有良好的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境等[8]。這些條件保證了園藝植物生物技術(shù)課程教學(xué)的順利進(jìn)行。

近年來，經(jīng)過不斷優(yōu)化本科教學(xué)培養(yǎng)方案，現(xiàn)已將筆者所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)納入園藝學(xué)院基礎(chǔ)教研課程組，將園藝植物生物技術(shù)歸類于園藝專業(yè)的通識(shí)性教學(xué)課程。該課程的設(shè)課時(shí)間已由原來的本科第7學(xué)期[8]調(diào)整為本科第5學(xué)期，是直接承接西北農(nóng)林科技大學(xué)公共基礎(chǔ)課生物化學(xué)和遺傳學(xué)的后續(xù)專業(yè)課程。為了進(jìn)一步加強(qiáng)現(xiàn)代生命科學(xué)基本理論的培養(yǎng)，學(xué)院同時(shí)在原第7學(xué)期設(shè)置園藝植物分子生物學(xué)課程，對(duì)園藝專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行深入教學(xué)。這種教學(xué)順序和教學(xué)對(duì)象的調(diào)整勢必帶來一些全新的教學(xué)問題。

2 目前存在的問題

2.1 課程設(shè)置早于專業(yè)分配，出現(xiàn)教師分專業(yè)授課而學(xué)生無差別聽課現(xiàn)象 按照課程設(shè)置計(jì)劃，學(xué)院在本科教學(xué)階段共設(shè)置園藝學(xué)和設(shè)施園藝學(xué)2個(gè)專業(yè)方向，在園藝學(xué)方向下又設(shè)置蔬菜學(xué)、果樹學(xué)、茶學(xué)和觀賞園藝學(xué)4個(gè)模塊，園藝學(xué)方向的學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣喜好，結(jié)合綜合考核成績，在第5學(xué)期中期進(jìn)行專業(yè)選擇。另一方面，園藝植物生物技術(shù)課程設(shè)置于第5學(xué)期之初，這也就意味著學(xué)生選課時(shí)還沒有選定專業(yè)方向。因此，學(xué)院在設(shè)置該課程時(shí)無法考慮專業(yè)選擇，即只能實(shí)行無差別教學(xué)方式。在具體教學(xué)中，仍然以自然班為教學(xué)單元進(jìn)行教學(xué)。在教師安排時(shí)，授課的課程組來自蔬菜學(xué)系和果樹學(xué)系，具有不同的研究背景。由于生命科學(xué)的發(fā)展非常迅猛，體現(xiàn)在生物技術(shù)領(lǐng)域的高速發(fā)展尤為突出，新技術(shù)、新方法的涌現(xiàn)速度非?？欤沟脤I(yè)教師不可能及時(shí)更新所有領(lǐng)域的新興研究成果，僅可能專注于自己的研究方向。這一特點(diǎn)在教學(xué)活動(dòng)中就會(huì)表現(xiàn)出教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)不一致，在進(jìn)行實(shí)例教學(xué)時(shí)不能夠協(xié)調(diào)統(tǒng)一。例如，果樹學(xué)科的教師比較重視植物組織培養(yǎng)方向的內(nèi)容，而蔬菜學(xué)科的教師對(duì)于分子標(biāo)記方向的講解比較多。在講解基因克隆方法時(shí)，果樹學(xué)方向的教師會(huì)在同源克隆方向上列舉較多實(shí)例，而蔬菜學(xué)方向的教師則在圖位克隆方向上有較多的展開空間。這種教學(xué)方向，甚至教學(xué)內(nèi)容的差異，對(duì)于園藝植物生物技術(shù)課程教學(xué)的統(tǒng)一很不利。在具體教學(xué)活動(dòng)中，還表現(xiàn)出考試試題、成績?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不一致的現(xiàn)象，這一點(diǎn)對(duì)于不同班級(jí)學(xué)生爭取綜合測評(píng)成績排名，進(jìn)而爭取研究生報(bào)送名額的矛盾尤為突出。

2.2 學(xué)生的教學(xué)參與感以及課程興趣不足 園藝植物生物技術(shù)課程的知識(shí)特點(diǎn)就是過于抽象，特別依賴于生物化學(xué)、分子生物學(xué)的理論知識(shí)，很多知識(shí)內(nèi)容屬于“不可見”科學(xué)，更多的時(shí)候需要學(xué)生通過想象進(jìn)行理解和推演。因此，有一部分學(xué)生會(huì)選擇直接跳過理解和思考的過程，回歸傳統(tǒng)的死記硬背的學(xué)習(xí)方法。有部分學(xué)生對(duì)于教學(xué)內(nèi)容、概念、方法還多停留在背誦的層面上，缺乏主動(dòng)理解，對(duì)課程的學(xué)習(xí)仍以應(yīng)付考試為主，真正能夠通過學(xué)習(xí)對(duì)科學(xué)研究產(chǎn)生興趣的學(xué)生人數(shù)還比較有限。

2.3 部分優(yōu)秀學(xué)生的知識(shí)訴求未得到滿足 近年來，筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生存在求知欲望較強(qiáng)，而常規(guī)課堂教學(xué)不能滿足其需求的現(xiàn)象，而且這種類型的學(xué)生數(shù)量近年來增加很快。西北農(nóng)林科技大學(xué)由于特殊的地理、歷史和政策條件的原因，每年有大量學(xué)生有出國深造的需求和機(jī)會(huì)。根據(jù)現(xiàn)階段學(xué)科的發(fā)展特點(diǎn)，這部分學(xué)生中的絕大多數(shù)將會(huì)直接使用生物技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，并且對(duì)于該學(xué)科的相關(guān)英文知識(shí)也有要求。針對(duì)這部分學(xué)生和部分早期規(guī)劃考研深造的學(xué)生，學(xué)院從2015級(jí)學(xué)生開始成立實(shí)驗(yàn)班，進(jìn)行更加專業(yè)化的輔導(dǎo)。根據(jù)學(xué)院的教學(xué)計(jì)劃，需要對(duì)園藝植物生物技術(shù)課程進(jìn)行精細(xì)教學(xué)改革，嘗試進(jìn)行全英文教學(xué)。

2.4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容仍需擴(kuò)展 針對(duì)園藝植物生物技術(shù)課程長期存在的教學(xué)內(nèi)容繁雜、實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置不足的問題，學(xué)院于2017年開設(shè)園藝植物分子生物學(xué)與該課程進(jìn)行互補(bǔ)教學(xué)，前者重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，計(jì)劃再設(shè)置32課時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。因此，如何整合2個(gè)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，需要進(jìn)一步探究。

3 教學(xué)改革的方向

3.1 進(jìn)一步整合教學(xué)內(nèi)容，推行模塊化教學(xué)方式

針對(duì)授課教師專業(yè)化問題，經(jīng)學(xué)院教學(xué)辦公室、教研室研究，并報(bào)請(qǐng)學(xué)校教務(wù)處批準(zhǔn)，計(jì)劃整合所有教學(xué)內(nèi)容，打破原有教研室限制，成立園藝植物生物技術(shù)教學(xué)課程組，將原隸屬于果樹學(xué)、蔬菜學(xué)的教師重新組合，以教學(xué)內(nèi)容為指導(dǎo)，分配教學(xué)任務(wù)，形成不同的教學(xué)內(nèi)容模塊。同時(shí)，學(xué)生不再分班級(jí)教學(xué)，而是整合成一個(gè)課程班級(jí)（視選課學(xué)生人數(shù)情況，再劃分為平行的教學(xué)班次），接受所有課程組教師的授課。這樣可以真正做到教師“講有所長”，而學(xué)生可以充分學(xué)習(xí)到較為全面的專業(yè)知識(shí)。

這種集體教學(xué)的方法以往多用于研究生教學(xué)中的研究進(jìn)展討論類課程，在本科教學(xué)中并不常見。針對(duì)園藝植物生物技術(shù)這門內(nèi)容發(fā)展非常迅猛的技術(shù)型課程的教學(xué)，在多年研究教學(xué)方法的基礎(chǔ)上，逐漸摸索嘗試新的教學(xué)方式，可以嘗試類似于進(jìn)展討論課式的模塊化教學(xué)。在具體實(shí)施過程中，預(yù)先設(shè)定課程組長，由常年從事第一線教學(xué)、經(jīng)驗(yàn)豐富的教授專家擔(dān)任。課程組長負(fù)責(zé)召集具有不同專業(yè)背景的授課教師，按照教學(xué)大綱集體編制教學(xué)內(nèi)容，分解形成不同的教學(xué)模塊。這些模塊包括園藝植物生物技術(shù)的背景與發(fā)展歷史、分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、基因文庫基本知識(shí)、分子標(biāo)記基本知識(shí)、基因克隆基本方法、載體基本知識(shí)、植物遺傳轉(zhuǎn)化基本知識(shí)、基因修飾植物基本知識(shí)等若干模塊。課程組長協(xié)調(diào)授課教師領(lǐng)取各自的教學(xué)模塊，授課教師編制具體教案和教學(xué)課件初稿。所有模塊的教案和課件初稿編制完成后，課程組集體討論各教學(xué)課件之間的銜接與過渡內(nèi)容，形成最終的定稿。按照設(shè)計(jì)，課程組長不進(jìn)行具體的授課工作，僅負(fù)責(zé)召集、協(xié)調(diào)各專業(yè)教師的教學(xué)內(nèi)容以及各教學(xué)模塊之間的銜接工作，組織安排教學(xué)進(jìn)度，并有目的地進(jìn)行聽課考核和教學(xué)監(jiān)督。作為組織者，教學(xué)組長具有明顯的行政化特點(diǎn)，而非傳統(tǒng)意義上的主講教師。

3.2 進(jìn)一步推行情景化的教學(xué)方法

推行情景化教學(xué)方法是筆者所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)于2012年提出的針對(duì)園藝植物生物技術(shù)課程特點(diǎn)的教學(xué)嘗試。其主要思路是，針對(duì)某一特定技術(shù)和知識(shí)點(diǎn)，帶領(lǐng)學(xué)生回到實(shí)現(xiàn)這些創(chuàng)新的時(shí)代，說明當(dāng)時(shí)的技術(shù)背景，提出發(fā)明人的技術(shù)思路，展示最初的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推導(dǎo)新產(chǎn)生的理論。這種帶入式教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生對(duì)于所學(xué)習(xí)的知識(shí)，特別是對(duì)于科學(xué)研究的興趣，使學(xué)生能夠在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件和知識(shí)背景下，獨(dú)立推導(dǎo)出所要講授的內(nèi)容，同時(shí)讓學(xué)生切實(shí)感受到科學(xué)研究工作并不遙遠(yuǎn)，自己通過努力也可以做到。

幾年的教學(xué)嘗試表明，這種教學(xué)方法效果很好，很容易抓住學(xué)生的注意力，開發(fā)興趣點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)熱情。更有甚者，有的學(xué)生會(huì)提出個(gè)性化的見解，引發(fā)更深層次的思考。在下一步教學(xué)改革研究中，將增加情景化教學(xué)的范例，系統(tǒng)分析具體教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性，將每一項(xiàng)相關(guān)的技術(shù)內(nèi)容串聯(lián)起來，利用情景化將其講述成為一個(gè)連續(xù)的科學(xué)研究故事，以激發(fā)學(xué)生的興趣。這方面的一個(gè)實(shí)例是：DNA結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)與證明，半保留復(fù)制與核酸雜交，Southern技術(shù)與RFLP分子標(biāo)記等幾個(gè)內(nèi)容可以通過連續(xù)的研究故事加以講解。

3.3 嘗試推行有條件的全英文教學(xué)模式

針對(duì)學(xué)院組建的實(shí)驗(yàn)班和部分有出國深造意愿的學(xué)生，計(jì)劃開設(shè)全英文的園藝植物生物技術(shù)課程。全英文教學(xué)使用小班授課形式，使用英文原版教材，全英文PPT演示和英語講授。課程教學(xué)內(nèi)容與正常園藝植物生物技術(shù)教學(xué)大綱要求相同，重點(diǎn)加強(qiáng)課程預(yù)習(xí)、自學(xué)內(nèi)容。課堂授課兼顧講解和答疑，講解內(nèi)容適當(dāng)壓縮，以闡述知識(shí)要點(diǎn)為主，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?nèi)容拓展，鼓勵(lì)學(xué)生課堂提問和討論。

這種教學(xué)模式的目的是為了與國外高水平大學(xué)的研究生教育相銜接，盡力縮小國內(nèi)外關(guān)于生物技術(shù)知識(shí)教學(xué)方式的差異，使學(xué)生提前適應(yīng)未來的學(xué)習(xí)方式。另一方面，生物技術(shù)的最新研究成果往往以英文作為科技語言進(jìn)行發(fā)表，讓學(xué)生盡早接觸專業(yè)科技英語，也可以培養(yǎng)他們的科研閱讀、交流、寫作能力，更容易對(duì)科學(xué)研究產(chǎn)生興趣。

3.4 完善整體化實(shí)驗(yàn)教育思想

隨著學(xué)院不斷加強(qiáng)生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，加大經(jīng)費(fèi)支持力度，增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)，目前的園藝植物生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容與指導(dǎo)已經(jīng)不能夠滿足今后的需求?；诖?，組織所有課程組的教師共同編寫了《園藝植物生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》（試用本，以下簡稱為《實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》）。在編寫過程中，全面貫徹整體性實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則，以連續(xù)性實(shí)驗(yàn)為設(shè)計(jì)目標(biāo)。目前《實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》已完成DNA相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的編制，主要圍繞植物DNA的提取、檢測、克隆、載體構(gòu)建、分子標(biāo)記等系列實(shí)驗(yàn)展開。實(shí)驗(yàn)之間互為順承關(guān)系，前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果（產(chǎn)物）是下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的前體（供試材料），使所有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以一個(gè)整體的形式呈現(xiàn)給學(xué)生。該實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)已在2016年秋季學(xué)期發(fā)放給學(xué)生試用，學(xué)生反映情況良好。

4 結(jié)語

生物技術(shù)是迅猛發(fā)展的現(xiàn)代科學(xué)，其與植物科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)的結(jié)合創(chuàng)造出大量新知識(shí)、新技術(shù)和新研究領(lǐng)域。關(guān)注于生物技術(shù)的課程教學(xué)也必須與時(shí)俱進(jìn)，不斷調(diào)整教學(xué)方式方法，以培養(yǎng)緊跟科學(xué)技術(shù)發(fā)展的專業(yè)本科畢業(yè)生。通過近幾年對(duì)于園藝植物生物技術(shù)課程教學(xué)改革的思考、研究、探索與實(shí)踐，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在原有教學(xué)改革思想的基礎(chǔ)上，針對(duì)目前教學(xué)要求和教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整擬定了新的教學(xué)改革方向。核心思想是提高學(xué)生對(duì)于課程知識(shí)的興趣，激發(fā)學(xué)生對(duì)于探索現(xiàn)代生命科學(xué)知識(shí)的研究熱情，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。通過個(gè)性化和差別化教育，為專業(yè)化深造教育輸送人才?？傊?，園藝植物生物技術(shù)的教學(xué)改革是必要的，同時(shí)也需要不斷關(guān)注、調(diào)整，以適應(yīng)不斷發(fā)展的對(duì)高素質(zhì)、全面性、創(chuàng)新型農(nóng)業(yè)人才的需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 顧方舟，盧圣棟.生物技術(shù)的現(xiàn)狀與未來[M].北京：北京醫(yī)科大學(xué)，中國協(xié)和醫(yī)學(xué)大學(xué)聯(lián)合出版社，1990.

[2] 李慧敏，周玉麗，陸曉民.“課題式”教學(xué)方法初探：以《園藝植物生物技術(shù)》實(shí)踐教學(xué)為例[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2016，22（5）：113-115.

[3] 彭立新，李愛，李慧，等.園藝植物生物技術(shù)教學(xué)改革探索[J].天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，22（2）：63-65.

[4] 楊英杰，王然，張玉剛，等.“園藝植物生物技術(shù)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索[J].高教學(xué)刊，2016（22）：73-76.

[5] 王俊寧，豐鋒，李洪波.園藝植物生物技術(shù)課程教學(xué)改革探索[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（12）：296-298.

[6] 羅聰，何新華.園藝植物生物技術(shù)課程教學(xué)改革探討[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（3）：962-963，965.

[7] 張金智，劉繼紅，胡春根.《園藝植物生物技術(shù)》課程的發(fā)展與教學(xué)改革探索[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（1）：537-538，540.

[8] 李征，陳儒鋼，黃煒，等.園藝植物生物技術(shù)課程教學(xué)改革的思考與實(shí)踐[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（32）：16011-16013.