《植物組織培養(yǎng)》實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革初探

申君 王志勇 張燕

摘 要：以信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院園藝學(xué)院開(kāi)設(shè)的植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課程為研究對(duì)象，針對(duì)植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)以及實(shí)際教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式以及考核方式等方面開(kāi)展了探索性改革，以期調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，使學(xué)生迅速有效地掌握植物組織培養(yǎng)技術(shù)，培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的實(shí)用技能型農(nóng)林人才。

關(guān)鍵詞：植物組織培養(yǎng);實(shí)驗(yàn);課程改革

中圖分類(lèi)號(hào) G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）06-0159-02

Abstract： The experimental course of plant tissue culture was taken as the reform object that offered by the college of horticulture in Xinyang agriculture and forestry university. Based on the characteristics of the experimental course of plant tissue culture and the problems in practical teaching， we explored teaching reform from the aspects of the teaching contents， teaching methods and examination methods. Through experimental reform， it will arouse students′ enthusiasm and initiative， enhance the students′ experimental skills， and cultivate the comprehensive abilities of students to meet the needs of social development.

Key words： Plant tissue culture; Experiment; Course reform

植物組織培養(yǎng)最早起源于20世紀(jì)初，是以植物細(xì)胞全能性為基礎(chǔ)理論，在無(wú)菌條件下將植物的離體器官（如根、莖、葉、花、果實(shí)和種子等）、組織（花藥、胚珠、形成層、胚乳等）、細(xì)胞（如花粉、體細(xì)胞等）以及原生質(zhì)體，在人工控制的環(huán)境條件下，利用適宜的培養(yǎng)基，對(duì)其進(jìn)行培養(yǎng)，使其再生細(xì)胞或形成完成植株的技術(shù)[1]。目前，植物組織培養(yǎng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)（培育新品種、創(chuàng)制新種質(zhì)、培育無(wú)毒苗木等）、林業(yè)（珍稀樹(shù)種的保存）和醫(yī)藥業(yè)（次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)）等多種行業(yè)，為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展創(chuàng)造出了巨大的效益，現(xiàn)已成為了生物學(xué)科中重要的學(xué)科之一。同時(shí)，植物組織培養(yǎng)也是高等院校農(nóng)學(xué)和生命科學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要課程，是高校新生最先接觸的專(zhuān)業(yè)核心課程之一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是該門(mén)課程教學(xué)的重中之重。如何利用實(shí)驗(yàn)課程使學(xué)生在有限的課程時(shí)間內(nèi)掌握基本的實(shí)驗(yàn)操作技能，大大提高其科研和創(chuàng)新能力，最終培養(yǎng)出適應(yīng)現(xiàn)代園藝生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展需要的實(shí)用技能型農(nóng)林人才，是一個(gè)值得深入研究的課題[2]。

本文以信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院園藝學(xué)院園藝專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的《植物組織培養(yǎng)》實(shí)驗(yàn)課程為研究對(duì)象，總結(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問(wèn)題與不足，從教學(xué)內(nèi)容和方式及實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核方式等3個(gè)方面進(jìn)行了改革探討，以期調(diào)動(dòng)學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)出適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)發(fā)展需要的實(shí)用技能型農(nóng)林人才。

1 教學(xué)現(xiàn)狀

《植物組織培養(yǎng)》是一門(mén)理論與實(shí)踐密切結(jié)合的學(xué)科，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)2個(gè)部分，其中培養(yǎng)基的制備、滅菌（培養(yǎng)基和實(shí)驗(yàn)器材）、無(wú)菌操作技術(shù)（外植體消毒、接種等）等基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)是植物組織培養(yǎng)的重要內(nèi)容[3]，是綜合性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。目前，《植物組織培養(yǎng)》實(shí)驗(yàn)課程在信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院園藝學(xué)院仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式“講解+操作”，學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中幾乎不用思考，完全依賴(lài)于老師的指導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并無(wú)深入的理解;實(shí)驗(yàn)受時(shí)間的限制，學(xué)生動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)很少，使其很難在短時(shí)間內(nèi)完全掌握操作技能。例如，在100min（即2節(jié)課）內(nèi)完成外植體的消毒和接種，若學(xué)生對(duì)操作不是非常熟練，則很難在短時(shí)間內(nèi)完成;且實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，僅注重學(xué)生基礎(chǔ)操作能力的培養(yǎng)，缺乏創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性。由此可見(jiàn)，“講解+操作”這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式，既不利于提高學(xué)生的操作技能，也不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和科研能力，難以滿(mǎn)足當(dāng)今社會(huì)亟需培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的需要?！叭绾巫寣?shí)驗(yàn)課擁有自己的特色”是實(shí)驗(yàn)教學(xué)亟待解決的問(wèn)題。

2 改革措施

2.1 完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容 與理論教學(xué)相比，實(shí)驗(yàn)教學(xué)更注重學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，因而要相應(yīng)減少演示性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例[4]。以往的組培實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容主要是母液的配制、培養(yǎng)基的制備與滅菌、胡蘿卜誘導(dǎo)愈傷組織、菊花快繁等，學(xué)生可選擇范圍窄，不利于其基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂蒲兴仞B(yǎng)能力的提高，特別是應(yīng)用型人才的培養(yǎng)和教學(xué)質(zhì)量的提高。本課程改變了以往按學(xué)科知識(shí)體系進(jìn)行的教學(xué)設(shè)計(jì)，大大增加了創(chuàng)新性和探索性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。首先，學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)自主設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，決定選取何種外植體、如何篩選消毒方法和培養(yǎng)基配方等;其次，與教師討論設(shè)計(jì)好的試驗(yàn)方案的可行性，對(duì)不合適的部分進(jìn)行修改;再次，具體的實(shí)驗(yàn)操作均由學(xué)生獨(dú)立完成，如在“無(wú)菌接種”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生4～6人1個(gè)超凈工作臺(tái)輪流動(dòng)手實(shí)踐，教師現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，通過(guò)“做中學(xué)”，學(xué)生能更好地理解領(lǐng)會(huì)規(guī)范的技能操作，真正體會(huì)到做試驗(yàn)的樂(lè)趣，從而提高了創(chuàng)新能力和教學(xué)質(zhì)量。針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢查和分析如初次無(wú)菌接種出現(xiàn)污染現(xiàn)象，帶領(lǐng)學(xué)生從培養(yǎng)基的制備、滅菌到外植體的消毒，再到無(wú)菌操作等各環(huán)節(jié)逐一進(jìn)行排查，分析原因并找到解決辦法，通過(guò)“實(shí)踐-總結(jié)-再實(shí)踐-再總結(jié)”如此循環(huán)往復(fù)操作訓(xùn)練，加深了其對(duì)操作失誤的認(rèn)識(shí)，有效地提高了基本操作水平和技能。

2.2 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

2.2.1 開(kāi)展“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式 使用“翻轉(zhuǎn)課堂”時(shí)學(xué)生是實(shí)驗(yàn)主體，教師主要負(fù)責(zé)引導(dǎo)、啟發(fā)、答疑、示范，過(guò)程中要充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)能動(dòng)性[5]。教師提前將要完成的試驗(yàn)內(nèi)容、要求以及結(jié)合教學(xué)任務(wù)提供本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的思考題以多種方式（如微信、QQ、雨課堂等）提供給學(xué)生。提前將學(xué)生分成4～6人的小組查閱文獻(xiàn)，討論試驗(yàn)?zāi)康?、注意事?xiàng)、試驗(yàn)操作前需要準(zhǔn)備的材料等。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目開(kāi)放型[6]，學(xué)生可根據(jù)自己的需求隨時(shí)向老師請(qǐng)教，教師起指導(dǎo)、糾錯(cuò)、補(bǔ)充的作用，同時(shí)針對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)講解;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，在學(xué)生和學(xué)生之間、教師和學(xué)生之間集中進(jìn)行討論，通過(guò)這種多層次的交流，學(xué)生按教學(xué)要求完成實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告，并逐步掌握分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

2.2.2 與教師科研相結(jié)合 信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院園藝學(xué)院植物具有組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教師每年都會(huì)選拔一些基礎(chǔ)操作能力強(qiáng)且并對(duì)組織培養(yǎng)技術(shù)非常感興趣的學(xué)生參與到相關(guān)科研中。例如，學(xué)生參與菊花或百子蓮的快繁技術(shù)時(shí)，會(huì)從外植體的選擇、初代和繼代培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)，到移植馴化等進(jìn)行全面系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，將基礎(chǔ)知識(shí)靈活地應(yīng)用于所選課題的設(shè)計(jì)和實(shí)施，有效地掌握了組織培養(yǎng)的整套流程和科學(xué)研究的基本方法。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的科研思維能力與解決問(wèn)題的綜合能力，也為其今后從事科研及相關(guān)技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。

由于植物組織培養(yǎng)初代、繼代培養(yǎng)和馴化等實(shí)驗(yàn)的過(guò)程周期長(zhǎng)，且在培養(yǎng)期間要定期對(duì)培養(yǎng)物進(jìn)行進(jìn)行觀(guān)察和管理，因而組培實(shí)驗(yàn)室要實(shí)行開(kāi)放式管理。對(duì)于教學(xué)大綱中要求在統(tǒng)一時(shí)間內(nèi)完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，為保證實(shí)驗(yàn)按進(jìn)度完成，有時(shí)間的學(xué)生可參與實(shí)驗(yàn)試劑和儀器等的準(zhǔn)備工作;部分實(shí)驗(yàn)操作不熟練及操作失誤的學(xué)生，可根據(jù)自己的時(shí)間再次實(shí)驗(yàn)，教師將安排并指導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn);參與科研活動(dòng)的學(xué)生時(shí)間較為靈活，可利用課余時(shí)間或節(jié)假日完成。對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀(guān)察，學(xué)生自主選擇時(shí)間，并要求小組成員輪流值班，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要及時(shí)協(xié)助教師采取相應(yīng)處理辦法解決。

2.3 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核方式 目前，信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院園藝學(xué)院《植物組織培養(yǎng)》實(shí)驗(yàn)成績(jī)僅以實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為評(píng)定依據(jù)，而植物組培實(shí)驗(yàn)需要長(zhǎng)期觀(guān)察、記錄并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，是一個(gè)長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)的過(guò)程，因此，必須對(duì)實(shí)驗(yàn)考核體系進(jìn)行優(yōu)化。建議采用多元化實(shí)驗(yàn)課考核模式[7]，即對(duì)學(xué)生的出勤情況、平時(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度、對(duì)操作技能的熟練程度以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的能力等多方面進(jìn)行綜合考核。首先，重視無(wú)菌操作的規(guī)范性和熟練程度等實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考核;其次，為避免某些學(xué)生接種完不查結(jié)果的現(xiàn)象，應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)的原始記錄、對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀(guān)察情況及最終結(jié)果統(tǒng)計(jì)等多環(huán)節(jié)綜合來(lái)判定最終的實(shí)驗(yàn)成績(jī);再次，將科研道德水平作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程形成良好的科研素質(zhì);最后，減少末考和實(shí)驗(yàn)報(bào)告（實(shí)驗(yàn)結(jié)果）在總成績(jī)所占比重，增加隨堂測(cè)驗(yàn)和小論文等平時(shí)成績(jī)的占比，注重對(duì)學(xué)生綜合能力的評(píng)價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新潛力、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)以及科研創(chuàng)新能力。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)《植物組織培養(yǎng)》實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式及考核方式等3個(gè)方面的改革，進(jìn)一步加深了學(xué)生對(duì)組培實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)的理解和對(duì)植物組織培養(yǎng)技術(shù)及操作規(guī)范的熟練程度，有效提高了主動(dòng)觀(guān)察、分析、總結(jié)和數(shù)據(jù)處理的能力，具備了一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和科研創(chuàng)新能力，以期為我國(guó)園藝產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)出應(yīng)用型和創(chuàng)新型的人才。

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（責(zé)編：張宏民）