新農(nóng)科背景下園藝植物育種學(xué)課程大實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

國(guó)淑梅 牛貞福 王功帥

摘 要：為培養(yǎng)新農(nóng)科知農(nóng)愛(ài)農(nóng)高素質(zhì)專門人才，該文分析了大實(shí)驗(yàn)實(shí)施的必要性，探討了大實(shí)驗(yàn)改革路徑，主要包括：更新教學(xué)理念、科學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)、精選大實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、把握實(shí)施關(guān)鍵環(huán)節(jié)、完善考核評(píng)價(jià)方式等，以期提高大實(shí)驗(yàn)的效果。

關(guān)鍵詞：新農(nóng)科;園藝植物育種學(xué);大實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào) G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）22-0167-03

Abstract： In order to train high-quality professionals who are familiar with agriculture and love agriculture in new agriculture science， this paper analyzes the necessity of implementing large experiment， discusses the experimental reform path， mainly includes： update teaching concepts， scientific design， selection of experiment content， grasp the implementation of key link， perfecting the evaluation methods and so on， in order to improve the effect of large experiment.

Key words： New agronomy;Horticultural plant breeding;Large experiment

園藝植物育種學(xué)的教學(xué)質(zhì)量關(guān)系到園藝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是園藝種植業(yè)發(fā)展和增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵，而園藝種植業(yè)是后續(xù)二三產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。作為地方高校的園藝專業(yè)，園藝植物育種學(xué)是該專業(yè)的核心課程，該課程是以遺傳理論為指導(dǎo)，通過(guò)傳統(tǒng)育種技術(shù)、現(xiàn)代育種技術(shù)手段來(lái)改變園藝植物的遺傳特性，從而選育出新品種、新類型并進(jìn)行良種繁育的一門學(xué)科。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生普遍反映本課程較園藝植物栽培等課程更為抽象、難懂，不利于全面培養(yǎng)知農(nóng)愛(ài)農(nóng)的新型人才。

目前園藝育種學(xué)實(shí)驗(yàn)由于受實(shí)驗(yàn)時(shí)間和園藝植物生長(zhǎng)季節(jié)的限制，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排較多，綜合性、探索性實(shí)驗(yàn)安排較少，不利于發(fā)揮學(xué)生的自主創(chuàng)新性。建立健全園藝植物育種學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，也是新農(nóng)科建設(shè)著力解決的問(wèn)題。探索基于園藝全產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用型人才培養(yǎng)新機(jī)制，其重點(diǎn)在于實(shí)踐，提升學(xué)生綜合實(shí)踐能力，同時(shí)對(duì)未來(lái)高等農(nóng)林教育改革發(fā)展的新路徑、新范式進(jìn)行探索[1]。通過(guò)對(duì)園藝植物育種學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)改革，推動(dòng)教學(xué)理念的改革，以大實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革創(chuàng)新為主線，構(gòu)建面向新農(nóng)科的植物育種學(xué)實(shí)踐教育教學(xué)體系，探索一種新型實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/p>

1 大實(shí)驗(yàn)實(shí)施的必要性

1.1 有利于解決學(xué)時(shí)不足問(wèn)題 園藝植物育種學(xué)在教學(xué)方面存在教學(xué)內(nèi)容較多而課時(shí)量不足的問(wèn)題，傳統(tǒng)育種學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置缺乏關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性和綜合性。大實(shí)驗(yàn)區(qū)別于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，注重探究性，且實(shí)驗(yàn)課與理論課之間聯(lián)系緊密。學(xué)生通過(guò)大實(shí)驗(yàn)一方面可有效掌握連貫性的育種知識(shí)，綜合運(yùn)用所學(xué)技能，另一方面也可在大實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中融合理論進(jìn)行討論、自學(xué)，延伸學(xué)習(xí)時(shí)空，拓展培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，解決學(xué)時(shí)不足問(wèn)題。

1.2 有利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng) 園藝植物育種學(xué)大實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，有利于培養(yǎng)創(chuàng)新型、實(shí)踐型農(nóng)業(yè)新型人才[2]。大實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)施適應(yīng)了新農(nóng)科發(fā)展，實(shí)踐教學(xué)方法靈活，避免考試方式過(guò)于單一，改變了學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，激發(fā)了學(xué)生探索欲和學(xué)習(xí)積極性，促使其自主地開展深度學(xué)習(xí)，達(dá)到“掌握育種基本操作技能—獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)—獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”的能力培養(yǎng)目標(biāo)，有效解決“大鍋飯”式實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能滿足基礎(chǔ)及能力較好的學(xué)生的學(xué)習(xí)需求問(wèn)題，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力、創(chuàng)新能力和知識(shí)綜合應(yīng)用能力。

1.3 有利于貫徹新農(nóng)科對(duì)人才的培養(yǎng)理念 通過(guò)對(duì)園藝植物育種學(xué)大實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可進(jìn)一步理解并掌握?qǐng)@藝植物栽培、育種相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論知識(shí)，提高學(xué)生對(duì)育種基本實(shí)驗(yàn)技能的掌握，正確認(rèn)識(shí)育種目標(biāo)、育種方法的關(guān)系，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)育種知識(shí)理性分析、思考實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，增強(qiáng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力[3]，畢業(yè)后可在農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)、高校及企事業(yè)單位從事與園藝育種相關(guān)的工作，有利于新農(nóng)科應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2 大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革路徑

2.1 更新教學(xué)理念，科學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì) 依據(jù)園藝植物育種學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容和大綱要求，結(jié)合育種發(fā)展趨勢(shì)與實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，將課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容整合，篩選出不同的育種專題，創(chuàng)設(shè)特定情景，學(xué)生按學(xué)號(hào)順序每8～10人為1組（模擬工作環(huán)境，不能以個(gè)人好惡選擇同事），培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和人際關(guān)系能力，以小組為單位設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃書[4]。

計(jì)劃書包括實(shí)驗(yàn)要解決的問(wèn)題，采用的遺傳育種原理，自主設(shè)計(jì)園藝植物種植小區(qū)、雜交親本及組合，樣本容量和重復(fù)數(shù)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)定、整理與分析方法，實(shí)驗(yàn)操作具體步驟及進(jìn)度安排，實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排等，上述內(nèi)容責(zé)任到人[5]。教師對(duì)計(jì)劃書審核合格后，學(xué)生按計(jì)劃書自主完成實(shí)驗(yàn)。各小組選用的園藝植物材料生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)間不同，實(shí)驗(yàn)進(jìn)度也不同，教師根據(jù)各小組的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程考核表掌握實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，指導(dǎo)不同小組的實(shí)驗(yàn)操作，共同分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題[6]。大實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施流程見(jiàn)圖1。

2.2 精選大實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，注重學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng) 在開設(shè)基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，鞏固學(xué)生育種學(xué)的理論知識(shí)，使學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)掌握較為全面的育種實(shí)驗(yàn)技能[7];設(shè)計(jì)育種大實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)籌安排實(shí)驗(yàn)和綜合分析問(wèn)題的能力，并夯實(shí)學(xué)生對(duì)育種學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能的掌握程度，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的應(yīng)變能力[8]。

園藝植物育種學(xué)大實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的編撰采用復(fù)合型設(shè)計(jì)，使得實(shí)驗(yàn)內(nèi)容既基于基礎(chǔ)又高于基礎(chǔ)。課程組在開課初期綜合考慮校內(nèi)實(shí)習(xí)基地日光溫室、大棚、露地種植情況，學(xué)生前期掌握的實(shí)驗(yàn)技術(shù)以及園藝專業(yè)開課的情況，最終選定“引種”、“雜交育種”、“多倍體誘導(dǎo)”、“紫外線誘導(dǎo)”4個(gè)大實(shí)驗(yàn)[9，10]（表1）。教師在學(xué)期開課前提交實(shí)驗(yàn)耗材預(yù)算，購(gòu)買耗材;在園藝植物育種的各個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，特別是對(duì)園藝植物育種田間關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行講授、示范、操作，使絕大多數(shù)育種實(shí)踐內(nèi)容涵蓋到大實(shí)驗(yàn)中，使學(xué)生掌握?qǐng)@藝育種所有環(huán)節(jié)的內(nèi)容與技術(shù)，使實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)化。

由表1可以看出，園藝植物育種學(xué)大實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容設(shè)計(jì)不僅囊括了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技術(shù)及操作，而且將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)串聯(lián)組成完整的實(shí)驗(yàn)體系，有目的地模擬一個(gè)完整的科研項(xiàng)目，從而幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能，又能夠培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和科研素養(yǎng)。

2.3 把握實(shí)施關(guān)鍵環(huán)節(jié) 過(guò)去的育種學(xué)實(shí)驗(yàn)是以某項(xiàng)具體內(nèi)容為1次課，常常由于內(nèi)容跨度大很難在一節(jié)課時(shí)間內(nèi)完成。如番茄雜交實(shí)驗(yàn)，既需要去雄，又需要雜交后管理，田間操作要在開花前去雄，授粉后套袋、查看結(jié)實(shí)情況。改革后的大實(shí)驗(yàn)以時(shí)間為主線，建立以園藝植物育種材料生長(zhǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)為上課時(shí)間，如育種目標(biāo)制訂與試驗(yàn)設(shè)計(jì)、田間育種材料的小區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)、育種材料的田間觀察記載、園藝植物育種材料的田間選擇、試驗(yàn)結(jié)果的整理與分析。教師進(jìn)行相應(yīng)的內(nèi)容講解、示范，學(xué)生自己操作，對(duì)于操作存在的問(wèn)題再由教師進(jìn)行補(bǔ)充、分析、講解，形成一個(gè)高效、完整、系統(tǒng)的知識(shí)鏈[11]。

2.4 完善考核評(píng)價(jià)方式 園藝植物育種大實(shí)驗(yàn)充分體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的理念，其考核主要從實(shí)驗(yàn)方案制訂的合理性、實(shí)驗(yàn)原理的掌握程度、關(guān)鍵操作環(huán)節(jié)的精細(xì)度、分析與解決問(wèn)題的能力及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析等方面進(jìn)行考核[12]。如番茄（瓜類）雜交技術(shù)可以把結(jié)實(shí)率和雜交種的真實(shí)性作為考核的內(nèi)容，選種技術(shù)可以把選種的效果作為考核內(nèi)容，給出學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。

每組實(shí)驗(yàn)人員在期末要將實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題做成PPT進(jìn)行實(shí)驗(yàn)答辯，參照本科畢業(yè)答辯的相關(guān)要求，要求每個(gè)小組以PPT的形式進(jìn)行10min的實(shí)驗(yàn)匯報(bào)，外加5min的提問(wèn)環(huán)節(jié)，綜合評(píng)價(jià)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。育種大實(shí)驗(yàn)考核項(xiàng)目及占比見(jiàn)表2。

3 教學(xué)效果

園藝植物育種大實(shí)驗(yàn)以學(xué)生為中心，沒(méi)有固定模式，每名學(xué)生通過(guò)大實(shí)驗(yàn)全程參與育種各環(huán)節(jié)，不斷提出各種有價(jià)值的問(wèn)題與教師、同學(xué)探討，提高了學(xué)生觀察和記錄實(shí)驗(yàn)的能力、統(tǒng)籌安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和應(yīng)對(duì)突發(fā)異常情況的能力以及解決問(wèn)題的能力，加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，對(duì)育種知識(shí)點(diǎn)的理解更深刻。

園藝植物育種大實(shí)驗(yàn)既培養(yǎng)了學(xué)生駕馭知識(shí)的能力，同時(shí)又鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、自主創(chuàng)新意識(shí)的目的，提高了學(xué)生綜合素質(zhì)。立足于山東地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在充分調(diào)研、深入探討的基礎(chǔ)上，通過(guò)園藝植物育種學(xué)大實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，合理設(shè)計(jì)、篩選大實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使園藝植物育種與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展有效銜接，以此來(lái)適應(yīng)新農(nóng)科對(duì)園藝植物育種學(xué)教學(xué)的要求，培養(yǎng)“知農(nóng)情、知農(nóng)事、知農(nóng)理，愛(ài)農(nóng)業(yè)、愛(ài)農(nóng)村、愛(ài)農(nóng)民”的現(xiàn)代園藝育種工程師，保證人才培養(yǎng)服務(wù)于地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有效提高課程教學(xué)質(zhì)量。

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（責(zé)編：徐世紅）