園藝植物生物技術課程教學改革探討

盧艷芬

摘要園藝植物生物技術教學質量的提高對于培養(yǎng)滿足現(xiàn)代園藝產業(yè)需求的創(chuàng)新型、高素質應用人才起著重要作用。以北京農學院為例，作者針對園藝植物生物技術課程教學過程中存在的主要問題，實施優(yōu)化教學內容、豐富教學方法，改進實踐教學、加強課程思政建設等改革措施，達到提高教學質量，增強學生的學習興趣，培養(yǎng)學生自主學習思維，強化學生實踐能力和動手操作能力，這些教學改革將為該課程教學質量的改善提供一定參考和借鑒。

關鍵詞 園藝植物生物技術 課程改革 人才培養(yǎng)

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.21.033

Teaching Reform for Horticulture Plant Biotechnology

——Taking Beijing University of Agriculture as an Example

LU Yanfen

（Plant Science and Technology College， Beijing University of Agriculture， Beijing 102206）

AbstractImprovement of "Horticulture Plant Biotechnology" teaching quality plays an important role to cultivate innovative and high-quality applied talents to meet the needs of modern horticultural industry.Taking Beijing University of Agriculture as example，this article listed the main problems existing in the teaching process of Horticultural Plant Biotechnology course. Some reforms measures such as optimizing teaching contents， enriching teaching methods and practice teaching improvement were carried out， which had considerably improved the teaching quality， enhanced the students’ interest in learning， cultivated students’ self-study ability， strengthen students’ practical abilities， ideological and political education. The reform will provide some reference for the improvement of the teaching quality of this course.

Keywordshorticultural plant biotechnology； curriculum reform； talent cultivation

1課程簡介與北京農學院園藝專業(yè)人才培養(yǎng)目標

現(xiàn)代生物技術是當今世界上最重要的高新技術之一，目前已經在各個科學領域發(fā)揮著舉足輕重的作用。園藝植物生物技術是以園藝植物為材料，利用生物技術，創(chuàng)造或改良種質或生產生物制品的一門技術，它是園藝學和生物技術的交叉技術學科，是在植物組織培養(yǎng)、植物細胞工程、植物染色體工程、植物基因工程、植物分子標記和生物信息學等現(xiàn)代生物技術手段基礎上產生和發(fā)展起來的。[1]隨著園藝植物生物技術飛速發(fā)展，其對于園藝產業(yè)的高速發(fā)展和園藝學科的完善和創(chuàng)新發(fā)揮巨大作用，園藝植物生物技術課程已經成為各農林院校園藝專業(yè)及相關專業(yè)開設的重要的專業(yè)基礎課程之一。

北京農學院作為北京市屬農業(yè)高校，以立足首都、服務“三農”、輻射全國為辦學定位理念，以建設都市型現(xiàn)代農林大學為辦學目標。[2]園藝專業(yè)是學校最早創(chuàng)建的傳統(tǒng)專業(yè)之一，北京市首批一流專業(yè)和國家級特色專業(yè)，也是國家首批“卓越農林人才教育培養(yǎng)計劃”改革試點專業(yè)。園藝專業(yè)人才培養(yǎng)主要目標為：以開展應用基礎研究與應用技術創(chuàng)新為特色，以服務于都市型現(xiàn)代園藝產業(yè)為宗旨，培養(yǎng)具備園藝學以及相關學科的基本理論和基本技能，能從事相關應用工作的高素質復合應用型人才。基于上述人才培養(yǎng)目標，如何提高教學質量，培養(yǎng)高質量具有園藝植物生物技術知識與應用能力的人才，以更好地適應現(xiàn)代園藝產業(yè)的需求，也成為本門課程教學改革的最終目標。作者以北京農學院園藝系為例，通過針對園藝植物生物技術課程教學中發(fā)現(xiàn)的一些問題，提出相應的改革措施和建議，以推進園藝植物生物技術課程體系教學改革的深入，充分發(fā)揮本門課程在提高園藝專業(yè)人才培養(yǎng)質量中的作用。

2主要教學問題

2.1課程內容廣泛而抽象，新知識沒有涉及

園藝植物生物技術作為一門交叉學科，涉及生物化學、分子生物學、微生物學、植物遺傳學和植物生理學等多學科知識，其內容涵蓋了園藝植物生物技術的各個層面，包括園藝植物組織培養(yǎng)的理論基礎及基本技術、園藝植物的細胞工程、染色體工程、基因克隆與功能研究、轉基因技術、分子標記、生物信息學以及生物技術的安全性評價與管理等內容。知識體系如此廣闊復雜，而且許多內容比較抽象，不容易被非生物專業(yè)本科學生理解與接受。另一方面，近些年園藝植物生物技術得到迅猛發(fā)展，生物技術知識更新速度快，尤其在許多園藝植物基因組計劃的完成、園藝植物轉基因技術、生物信息學等方面快速發(fā)展創(chuàng)新。相對而言，我們選擇的教材還是2008年所編撰，距今已有10多年之久，部分課程內容已顯得陳舊，許多新技術和新方法沒有提到，這樣導致學習的部分內容與實際技術應用脫節(jié)，缺乏時效性。

2.2學生相關基礎理論知識薄弱

學生在學習園藝植物生物技術課程前一般應該先修生物化學、遺傳學和分子生物學這3門課程，已獲得這3門課程相關的基礎理論知識，并且有一定的實驗操作能力。[3]然而園藝專業(yè)學生在學習本門課程之前，只學習過生物化學與遺傳學兩門課程，尚未修習過分子生物學這門基礎課程，甚至部分專升本學生生物化學專業(yè)基礎知識掌握得更加薄弱。教師在實際課程教學過程中發(fā)現(xiàn)學生普遍缺乏必要的專業(yè)知識理論基礎，尤其嚴重匱乏分子生物學基礎知識，學生普遍反映本課程及生物化學課程的理論知識較為抽象而較難理解，基礎知識薄弱是導致學生有學習障礙的主要原因之一。

2.3學生實踐能力有待提高

受課程總課時時數(shù)限制，課程設置中園藝植物生物技術共48個學時，基于教材內容廣博而抽象，課時分配上偏重于課本理論知識講授，實踐教學只設置16個學時，導致學生接收到的實踐教學訓練較少，另外，理論教學與實踐教學的同步性較差，實驗訓練的內容比較分散且連貫性較差，實踐教學性質偏重驗證性，沒有很注重培養(yǎng)學生分析、動手解決問題的能力以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使得學生無法將理論知識系統(tǒng)化的轉化為實踐能力培養(yǎng)，以獲得能力的提升。許多學生出現(xiàn)只會依照實驗步驟操作，對實驗過程中出現(xiàn)的非預期性的實驗現(xiàn)象或臨時出現(xiàn)問題無法解釋和解決，課程實踐教學的效果有待提高。

2.4“園藝植物生物技術”課程思政建設不足

園藝植物生物技術是針對園藝本科三年級學生設置的專業(yè)必修課，教學過程中課時分配主要集中到課程所涉及的專業(yè)知識原理與技術，較少對學生進行思想政治意識的引導和滲透。[4]我們培養(yǎng)高素質園藝專業(yè)人才，需將育人與育才相統(tǒng)一，必須抓好課程思政建設，解決好專業(yè)課程教育與思政教育“兩張皮”的問題。長期專業(yè)課教學偏重于對專業(yè)知識與技能知識講授，課程思政建設初期，專業(yè)課教師對課程思政認知有偏差，對思政元素要挖掘什么，專業(yè)課教學中如何滲透思政元素，以及課時有限情況下課程思政內容與專業(yè)知識課時如何分配等缺少經驗，導致本門課程的課程思政建設有些欠缺。

針對以上課程教學中的主要問題，作者緊密結合本校園藝專業(yè)學生情況與園藝植物生物技術課程的教學情況，進行教學內容知識更新和教學方法優(yōu)化，轉變?yōu)閷W生為主體的探究性學習方式，建設“以學為中心”的課程體系，加強德育與智育雙發(fā)展，實現(xiàn)“三全育人”。

3主要的教學和實踐改革

3.1與時俱進，篩選和優(yōu)化教學內容

針對前面提到的本課程內容比較廣泛且較為抽象以及很多新技術沒有被納入教學中的問題，作者教學改革的優(yōu)先工作是根據(jù)教學重點將課程內容進行篩選、優(yōu)化和整合。首先，鑒于學生們在園藝植物生物技術開始前一個學期已經系統(tǒng)學習過“植物組織培養(yǎng)”這門課程的內容，在教學過程中舍棄與“植物組織培養(yǎng)”課程中重復的內容，以及過時或者脫節(jié)的內容。其次，針對學生沒有分子生物學課程學習經歷，教師補充必要的分子生物學知識內容來夯實基礎，幫助學生更好地理解園藝植物生物技術的難點部分。在植物基因工程的基礎知識與技術章節(jié)，添加了2019年出版朱玉賢等主編的《現(xiàn)代分子生物學》第五版教材的部分內容，更新知識體系內容，也補齊學生知識架構的短板，從而提高教學質量和效果。

此外，通過深入研究園藝學科的發(fā)展現(xiàn)狀，分析園藝植物生物技術發(fā)展熱點、重點與難點，將一些重要的新知識、新技術納入教學內容當中，有機的整合到所對應的章節(jié)中。例如，考慮到目前高效的Gateway克隆技術和CRISP/Cas9基因編輯技術已在園藝植物育種中開始得到運用，將Gateway克隆技術基礎知識穿插在第七章植物基因工程的基礎知識與技術章節(jié)，將CRISP/Cas9基因編輯技術穿插在第十章基因沉默技術與基因剔除技術部分講解，幫助學生建立與時俱進的知識體系。

3.2豐富教學方法，利用視頻資源開展情景教學

園藝植物生物技術理論課程的教學中，教師多采用文字講述與圖片展示的傳統(tǒng)“滿堂灌”方式，學生們對于抽象、晦澀難懂的部分很難理解接受。對于課程中某些復雜原理和實驗技術，采取動畫視頻或實驗視頻的方式來輔助課堂教學，使得內容講解更加形象而生動，有助于學生理解。目前互聯(lián)網(wǎng)上有許多與園藝植物生物技術相關的動畫、視頻和微課等不同類型線上資源，將與課程內容契合度高的優(yōu)質資源應用于課堂教學，使原本學生感覺枯燥難懂的理論和技術知識變得可視化，形象生動起來，更具趣味性和情境性，激發(fā)了學生學習興趣。例如，教師在優(yōu)酷、嗶哩嗶哩等網(wǎng)站找到Northern、Southern和Western-blot的高質量實驗視頻，這些視頻用真實的實驗操作演示來呈現(xiàn)出某項生物技術實驗步驟和注意事項，使學生身臨其境，學生在觀看視頻過程中掌握了理論知識和操作流程，有益于對知識的理解和記憶。而且也改變了學生的學習方式，學生不再死記硬背教材內容，學會利用多種資源更加靈活地學習，培養(yǎng)了他們主觀能動性和實踐操作能力。賴彪等[5]也提出教師有效利用互聯(lián)網(wǎng)資源和在線智能實驗室開展線上-線下混合式課程教學改革，有助于提高教學效果和育人質量。

余義和等提出根據(jù)不同課程內容及實驗技術的特點，有針對性地采取講座教學法、競賽教學法、任務驅動教學法、角色扮演教學法以及問題教學法等不同的教學方法，有助于提高學生的理論知識的掌握和實踐操作，[6]也值得在本課程教學過程中參考和借鑒。

3.3改革實踐教學環(huán)節(jié)，提高學生技術應用能力

根據(jù)本課程的教學內容和園藝專業(yè)人才培養(yǎng)要求，實踐課程安排更系統(tǒng)化，主要內容包括DNA序列分析和PCR擴增技術、瓊脂糖凝膠電泳檢測及PCR產物回收、DNA重組及大腸桿菌遺傳轉化、質粒提取及檢測等共16個學時的實踐訓練課程。這樣的課程設置涵蓋了園藝植物基因的分離與克隆以及基因序列生物信息學分析相關的基礎理論知識和實驗操作訓練，實踐教學過程中，教師發(fā)揮思維引導者的作用，學生是實踐課的主體，學生不僅僅按步驟進行實驗操作，他們還得理解實驗試劑組分、重點步驟和注意事項等所蘊含的基本原理，對實驗結果進行合理分析與討論，從而提高學生學習主動性和理論知識的應用能力。

另外，本校園藝專業(yè)學生從大學二年級起以科研訓練方式參與到導師的科研項目中，所以鼓勵學生選擇與園藝植物生物技術相關內容開展自己的畢業(yè)課題研究，把課堂知識與自己的畢業(yè)論文課題密切相關，培養(yǎng)學生解決實際問題和獨立開展科研工作的能力，使他們成為高質量具有園藝植物生物技術知識與應用能力的人才。

3.4加強課程思政建設

針對園藝植物生物技術課程思政建設中存在的問題，首先教師課程思政教學觀念的培養(yǎng)，在原有知識傳授的基礎上，通過課程思政環(huán)節(jié)，幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀和價值觀，將價值塑造、知識傳授與能力培養(yǎng)融合一體，落實立德樹人根本任務。其次，針對園藝植物生物技術課程和園藝專業(yè)的特點，課程教學中把科學思維方法與科學精神的培養(yǎng)結合起來，培養(yǎng)學生勇于探索、追求真理、熱愛科學，并注重引導學生以強農興農為己任，愛園藝，增強學生服務“三農”的使命感和責任感。

4結語

針對園藝植物生物技術課程教學中存在的理論教學內容繁多，學生相關理論基礎薄弱，實驗教學性質偏重驗證性等問題，通過對課程體系建設和改革，把培養(yǎng)都市型園藝專業(yè)應用人才作為教育改革的根本目標，將教學、科研與學生實踐有機結合，從激發(fā)學生興趣和學習主動性為切入點，提高課程教學質量，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神與實踐操作能力，最終將學生培養(yǎng)成高素質復合應用型園藝專業(yè)人才。

基金項目：北京農學院教育教學改革研究一般項目：園藝植物生物技術課程教學改革探索（NO.BUA2021JG27）；國家自然科學基金項目（No.31872081）

參考文獻

[1]鞏振輝.園藝植物生物技術[M].北京：科學出版社，2008.

[2]范雙喜，烏麗雅斯.都市型高等農業(yè)院校教材建設的實踐與探索——以北京農學院為例.高等農業(yè)教育，2015（6）：6-9.

[3]梁微.“課程思政”在農林院校專業(yè)課教學中的探索——以“園藝植物生物技術”課程為例.教育現(xiàn)代化，2019（8）：43-45.

[4]徐記迪，龔小慶，李智.園藝植物生物技術課程教學改革探討——以西北農林科技大學為例.現(xiàn)代農業(yè)科技，2017（19）：280-281.

[5]賴彪，羅剛軍，陳發(fā)波.基于應用型人才培養(yǎng)的園藝植物生物技術教學改革探討.安徽農業(yè)科學，2020，48（16）：268-269，273.

[6]余義和，郭大龍，李秀珍，等.園藝植物生物技術課程教學內容與方法的改革研究.中國輕工教育，2020（6）：85-91.