基于工作過程的模塊化“植物組織培養(yǎng)”實驗課程教學改革設(shè)計

金曉霞 于麗杰 岳中輝 肖瑋 朱宏

[摘 要] “植物組織培養(yǎng)”是本專科生物類專業(yè)學生的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。本文對原有植物組織培養(yǎng)實驗課存在的問題進行了梳理和總結(jié)，從實驗教學方面對該課程的內(nèi)容進行重新構(gòu)建，引入基于工作過程模式和模塊化的課程安排方式，對現(xiàn)有植物組織培養(yǎng)實驗課進行教學改革設(shè)計，鼓勵學生為主體的創(chuàng)新，提高教學有效性，提升教學品質(zhì)。

[關(guān)鍵詞] 植物組織培養(yǎng)；工作過程；模塊化；教學改革

[中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 1008-2549（2018） 04-0111-02

植物組織培養(yǎng)技術(shù)是以植物細胞全能性為基礎(chǔ)理論，在無菌和人工控制的環(huán)境條件下，利用適宜的培養(yǎng)基，對離體后的植物器官、組織、細胞等進行培養(yǎng)，使其再生為完成植株的技術(shù)。20世紀初開始，該技術(shù)在植物研究領(lǐng)域中發(fā)展迅速，現(xiàn)已成為植物生物學的重要研究技術(shù)與手段，廣泛地應(yīng)用于植物細胞工程、遺傳學、植物生理學、植物分子生物學等多個研究領(lǐng)域。該技術(shù)在植物離體快繁、無病毒苗木的培育、種質(zhì)資源的保存、次生代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)等方面得到比較廣泛的應(yīng)用。[1-2]

基于植物組織培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用的廣泛性，哈爾濱師范大學生命科學與技術(shù)學院自上世紀80年代末開設(shè)“植物組織培養(yǎng)”課程以來，經(jīng)過多年的學科建設(shè)與發(fā)展，現(xiàn)已成為生物科學、生物技術(shù)、園林等生物相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，同時該課程也是實踐性、技術(shù)性很強的應(yīng)用型課程，是培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)造性思維的有效載體。如何通過實驗課的教學讓學生們更直觀更廣泛地了解植物組織培養(yǎng)知識；怎樣才能讓學生真切地感受到植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用前景，并對植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生更濃厚的興趣，本文將針對“植物組織培養(yǎng)實驗”提出教學改革方案，從工作過程化和模塊化兩方面對“植物組織培養(yǎng)實驗”教學環(huán)節(jié)進行探討，最終設(shè)計出適宜于師范類院校的“植物組織培養(yǎng)實驗”解決方案。

一 現(xiàn)有課程教學模式存在的問題和解決方案

1 存在的主要問題

“植物組織培養(yǎng)”是一門對動手能力要求較高的應(yīng)用型課程，其實驗課更要求學生熟練掌握相應(yīng)的實驗操作技術(shù)?！爸参锝M織培養(yǎng)”教學一般都包括理論教學和實驗教學。大多數(shù)高校“植物組織培養(yǎng)”課程的設(shè)置采用傳統(tǒng)教學方法，即理論課與實驗課分開進行，在講授理論課的同時平行開設(shè)實驗課，實驗課學時安排見表1。在教學中，“植物組織培養(yǎng)實驗”課程設(shè)

置11個相對獨立的實驗，一共36學時，這樣的教學安排雖在一定程度上保障了實驗課教學學時要求，但是在課程的教學中卻存在理論與實踐脫節(jié)；實驗課課時分散、延續(xù)性不強；學生無法在一個學期內(nèi)課程授課周期結(jié)束前看到自己的實驗課成果，不利于提高學生學習興趣等一系列的弊端。

2 解決主要問題的設(shè)計方案

通過對植物組織培養(yǎng)實驗課的教學改革，以具體的工作項目為載體，用基于工作過程化的實踐教學設(shè)計，讓學生在分組獨立完成各項目的過程中提出問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、提高技能，最終能夠深刻的掌握植物組織培養(yǎng)實驗知識。

教學改革通過選取難易程度合理的植物組織培養(yǎng)實驗項目，使其通過合理的組合和操作流程上的聯(lián)系成為具體的工作項目、將需要學生掌握的知識點進行模塊化設(shè)計，把植物組織培養(yǎng)關(guān)鍵實驗操作技術(shù)融入到具體的工作項目中，使抽象的知識點具象化、枯燥的實驗操作趣味化，使學生能夠看到自己的實驗成果，增強其成就感，從而調(diào)動學生學習知識、探索新方法的興趣和熱情，為學生將來的學習及科研工作打下基礎(chǔ)，達至事半功倍的效果。[3]

二 基于工作過程的模塊化“植物組織培養(yǎng)實驗課”教學改革設(shè)計

1 基于工作過程模式的教學設(shè)計

以工作過程為導向，設(shè)計實驗教學內(nèi)容，針對植物組織培養(yǎng)實驗課要求掌握的技術(shù)細節(jié)較為繁雜，理論課與實驗課聯(lián)系緊密的特點，為了讓學生掌握基礎(chǔ)理論知識的同時熟練掌握規(guī)范的組培實驗操作技術(shù)，應(yīng)增強實驗課內(nèi)容的連貫性，使植物組織培養(yǎng)的理論知識與實踐技能有機融合，以植物組織培養(yǎng)的完整工作流程為主線，以要求學生掌握的實驗技術(shù)相關(guān)性為依據(jù)，以具體的實驗設(shè)計及實驗材料的組織培養(yǎng)工作過程為承載主體，按照工作過程模式設(shè)計實驗課的相關(guān)步驟，將重要的理論知識穿插融合到具體的工作過程當中。[4]

通過合理設(shè)計實驗教學內(nèi)容，把實驗工作內(nèi)容和相關(guān)的理論知識作為一個整體，力求建立一個科學合理的針對具體工作過程模式的植物組織培養(yǎng)實驗課教學體系，重點強化學生植物組織培養(yǎng)相關(guān)實驗操作技能的培養(yǎng)，及時融進相關(guān)科研前沿成果，并把“新知識、新觀念、新方法”，融入到課程內(nèi)容的設(shè)計與編排中。基于此考慮，將“無菌體系的建立”、“外植體的脫分化培養(yǎng)”、“外植體的再分化培養(yǎng)”等幾部分在植物實驗材料的選取及實驗課時安排上進行整合，加強各知識點的連續(xù)性，這樣能夠為學生建立起對植物組織培養(yǎng)的宏觀認識。

2 教學內(nèi)容模塊化的教學設(shè)計

以關(guān)鍵知識點為基礎(chǔ)，整合教學內(nèi)容，按照“以知識為主線，以實驗設(shè)計操作為載體，以典型工作過程為體系”的課程設(shè)計思想，以培養(yǎng)學生熟練掌握相關(guān)植物組織培養(yǎng)實踐操作能力和相關(guān)的崗位能力為基本目標，緊密圍繞具體工作任務(wù)的需求來選擇和組織教學內(nèi)容，凸顯工作任務(wù)和理論知識之間的關(guān)聯(lián)。將原來分散的植物組織培養(yǎng)實驗整合設(shè)計為3大模塊，分別是：①植物組織培養(yǎng)基本認知；②植物組織培養(yǎng)基本操作技術(shù)；③植物組織培養(yǎng)在科學研究中的應(yīng)用專題。前兩個模塊是工作基礎(chǔ)和基本實驗操作，第三個模塊是前兩個模塊技術(shù)的升華、集成，與學生未來的求學深造以及參加工作相銜接。[5]

3 科研項目引入實踐教學項目

引入課程教學的實質(zhì)不是為了完成項目，而是為了輔助教學，以期帶動課程專業(yè)理論知識的學習和理解。通過授課老師申報相關(guān)項目，分解成幾個部分，譬如培養(yǎng)基配制、啟動培養(yǎng)、繼代培養(yǎng)、增殖培養(yǎng)、生根培養(yǎng)、馴化移栽等進行實踐操作，目標明確，技術(shù)路線清晰，理論實踐有機結(jié)合。[6]

模塊下設(shè)有相應(yīng)工作項目安排，項目與任務(wù)選用以學生實驗能力所要求技術(shù)為標準，突出其適用性、針對性、需求性。經(jīng)過重新教學設(shè)計后的植物組織培養(yǎng)實驗課模塊化學時分配體系見表2。

從表2中可以看到，與傳統(tǒng)教學內(nèi)容體系相比，模塊式教學內(nèi)容體系在內(nèi)容的安排上更緊湊，使理論知識與實踐技能更加有機的結(jié)合，以理論指導實踐，以實踐促進理論知識的掌握，同時也解決了傳統(tǒng)教學方法不能完成全部實驗流程的弊端，能夠更好地提高學生興趣及自我學習主動性。

4 鼓勵學生自主設(shè)計實踐教學項目

引入基于工作過程的項目化課程教學是為了更好地輔助教學，讓學生有機會參與到植物組織培養(yǎng)全工作流程當中，提高對課程學習的興趣。與此同時，鼓勵學生設(shè)計合理的，可行性強的，有應(yīng)用前景的實驗方案申報大學生科技創(chuàng)新項目，在植物組織培養(yǎng)教學過程中，無論申報成功與否，學生們能夠通過項目申報學習申請書的撰寫過程，了解研究背景和實驗的目的意義，明白項目的研究背景和具體目標、項目進行中需要用的知識，而這些知識正是植物組織培養(yǎng)課程要求學生掌握的內(nèi)容。[7]

三 結(jié)語

基于工作過程的模塊化“植物組織培養(yǎng)實驗課”課程教學內(nèi)容改革，把復雜、分散的知識點和專業(yè)技能進行了有機的整合，提出 3 個大模塊、8個工作項目、11個教學實驗。同時，理論知識貫穿于整個工作過程之中，以提高學生實踐能力、專業(yè)技能和分析綜合能力為首要目標，取得了初步成效。相信通過對課程的不斷探索，能夠為高等師范類院校植物組織培養(yǎng)實驗課尋求更好、更恰當?shù)恼n程結(jié)構(gòu)和教學模式，提高教學設(shè)計的有效性，提升課堂教學的理解性和科學性。

參考文獻

[1]王振龍.植物組織培養(yǎng)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2011.

[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]邸娜.模塊式教學在《植物組織培養(yǎng)》課程中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)學通報，2017，23（19）：128-129.

[4]尹立紅.基于工作過程系統(tǒng)化的《園林植物保護》課程開發(fā)與設(shè)計[J].新課程（教育學術(shù)），2011（07）：109-111.

[5]江生泉，姜自紅，薛正帥.基于工作過程化的《植物組織培養(yǎng)》課程教學改革設(shè)計[J].天津農(nóng)業(yè)科學，2017，23（06）：107-109.

[6]馬躍，王豐.植物組織培養(yǎng)課程教學中培養(yǎng)大學生創(chuàng)造性思維的實踐探索[J].高等農(nóng)業(yè)教育，2014（11）：68-71.

[7]張彩玲，張娣，孫平平，王藝.植物組織培養(yǎng)教學科研相結(jié)合模式的應(yīng)用[J].中國園藝文摘，2017，33（08）：210-213.