“新農(nóng)科”背景下《作物育種學(xué)》教學(xué)改革與實踐

張雪海 付志遠 張嘉瑋 邢冉冉 唐朝 王泳超 邵瑞鑫 李衛(wèi)華(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院 河南鄭州 450046)

改革創(chuàng)新是教育發(fā)展的強大動力[1]，因此深化教學(xué)改革，改革教學(xué)內(nèi)容、方法和手段是提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的有效措施[2]。高等農(nóng)業(yè)院校是農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)的搖籃和圣地，肩負著科教興農(nóng)的神圣使命，承載著數(shù)億農(nóng)民的“中國夢”[3]。后疫情時代，社會競爭更加激烈，大學(xué)生不僅要有扎實的理論知識，更需具有在實踐中不斷創(chuàng)新的工作能力，因此，人才的培養(yǎng)過程應(yīng)積極適應(yīng)社會發(fā)展需求。高等教育在以世界經(jīng)濟學(xué)和全球性變化為重大背景的下融入社會，其教育改革和發(fā)展表現(xiàn)為綜合化、信息化、一體化、國際化等趨勢，急需建立和推出一套適應(yīng)新興經(jīng)濟體和全球化發(fā)展趨勢的高等教育新課程體系[4]。作物育種學(xué)是我國農(nóng)業(yè)院校和農(nóng)學(xué)及相關(guān)專業(yè)的核心課程之一，隨著我國鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施，使得其教學(xué)內(nèi)容相對落后，已經(jīng)跟不上新形勢。如何對其教學(xué)內(nèi)容進行科學(xué)調(diào)整以及對教學(xué)考核管理方式進行改革，是適應(yīng)國家農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展導(dǎo)向的需求，也是我國高等院校該課程革亟待面對和解決的問題之一。

1 作物育種學(xué)的地位和特點

《作物育種學(xué)》是農(nóng)學(xué)、種子科學(xué)與工程等專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，該課程具有較強的實用性，在農(nóng)業(yè)院校及農(nóng)學(xué)相關(guān)專業(yè)的本科生教學(xué)中占據(jù)重要地位。該課程不僅是一門重要理論基礎(chǔ)課程，更是一門典型的應(yīng)用型學(xué)科，必須和實踐緊密結(jié)合[5]。此外，該課程也是一門不斷發(fā)展升級的課程，隨著科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)創(chuàng)新的快速進步，每年都有新的重要研究進展。因此，在作物育種學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，需要持續(xù)跟蹤遺傳學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域的重要突破，并善于建立三者之間的關(guān)系。此外，在原定課時被壓縮的情況下，則導(dǎo)致原有教學(xué)內(nèi)容難以完成、新知識點難以補充、教學(xué)質(zhì)量難以保障等問題。所以對該課程進行教學(xué)改革，提高教學(xué)效果迫在眉睫。該文結(jié)合近年來河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)相關(guān)專業(yè)作物育種學(xué)的教學(xué)工作實踐，對該課程的教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、授課方法、考核方式等方面進行深入探索與創(chuàng)新，以期提高作物育種學(xué)的課堂效率及教學(xué)質(zhì)量，為適應(yīng)新農(nóng)科背景下我國農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展及全球化發(fā)展趨勢需求的應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建提供參考。

2 《作物育種學(xué)》教學(xué)改革探討

2.1 明確教學(xué)目標(biāo)，突出教學(xué)重點

《作物育種科學(xué)》的教學(xué)目的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識，運用理論實踐，加快我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。該文以如何制定和完成育種目標(biāo)為主線，對具體授課內(nèi)容和授課順序進行適當(dāng)調(diào)整，首先根據(jù)生產(chǎn)實踐、作物類型和生態(tài)條件提出具體合理的育種目標(biāo)；其次介紹各種育種手段以及如何利用各種手段實現(xiàn)育種目標(biāo)；最后介紹品種認證和推廣，主要介紹國家和地方有關(guān)種子管理的政策法規(guī)。另外，根據(jù)課程內(nèi)容并結(jié)合地方實踐，采用課堂討論與課外實踐相結(jié)合的方式，來提高學(xué)生的綜合能力，讓學(xué)生有扎實的理論和實踐動手能力。例如：在教學(xué)中，以主線為抓手，強調(diào)每種繁殖方法的基本原則和具體方法，而不是追求其難度與厚度，給學(xué)生更多獨自思考的空間，從而激發(fā)學(xué)生的主動性。教學(xué)實踐證明，這樣不但充分符合師生學(xué)習(xí)的總體認知心理規(guī)律，而且還充分激活了大學(xué)課程的各種學(xué)術(shù)活動氛圍，充分激發(fā)了廣大學(xué)生的學(xué)習(xí)思維和學(xué)習(xí)主動性。

2.2 豐富教學(xué)手段，開闊教學(xué)思路

一個好的課堂在于可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，讓學(xué)生參與其中。豐富的課堂多媒體教學(xué)手段和多種師生互動形式可以有效激發(fā)廣大學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)激情[6]。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)作物育種學(xué)的幾位老師在課堂授課教學(xué)實踐中充分利用多媒體教學(xué)，通過多媒體與教材相結(jié)合，通過插入教學(xué)視頻、動畫、圖片等方式讓學(xué)生獲得直觀生動的聽課印象。此外，為了加深對書本知識的理解，讓每位同學(xué)獨立完成每章思維導(dǎo)圖的制作。分組討論時，通過給定的熱點話題，開展專題討論（例如：雜交不親和、雜交不親和在育種上的應(yīng)用；基因編輯；雜種優(yōu)勢固定；從頭馴化；分子設(shè)計育種；雜交馬鈴薯的基因組設(shè)計等話題），讓各組分工協(xié)作通過PPT或視頻等方式展示，并和其他同學(xué)進行討論、交流并答疑解惑，充分激發(fā)每位同學(xué)的學(xué)習(xí)與思考主動性，通過實踐對比，發(fā)現(xiàn)參與獨立討論的同學(xué)對知識的理解和掌握程度要遠高于沒有參與獨立思考和討論的學(xué)生。同時，專題討論要求小組成員在探知的過程中，將自己所負責(zé)的部分寫成課程論文，并按一定比例計入總成績。

2.3 調(diào)動學(xué)生興趣，注重學(xué)生能力培養(yǎng)

學(xué)生們最缺乏的是實踐能力，而《作物育種學(xué)》課程具有較強的實用性，因此作物育種學(xué)要優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，豐富社會實踐，強化能力培養(yǎng)，著力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力[7-8]。課堂上要求學(xué)生將遇到的難點和問題記錄并帶到田間，在校內(nèi)植物認知園、課程實或畢業(yè)實習(xí)時，讓廣大學(xué)生直面這些難點和問題，提高大家的理論實踐、興趣和動手操作能力，實現(xiàn)“以能力為導(dǎo)向、興趣促學(xué)”的目的。

2.4 課程內(nèi)容更新

過去，各高校主要以生產(chǎn)分工來設(shè)置專業(yè)，該做法已嚴(yán)重不適應(yīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展的要求。此外，生物技術(shù)等新技術(shù)及人工智能的發(fā)展正在對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)學(xué)科形成深刻改造，傳統(tǒng)農(nóng)林教育發(fā)展也已動力不足[9]。因此，為適應(yīng)新農(nóng)科背景下作物育種的發(fā)展需要，該研究對作物育種學(xué)內(nèi)容進行了更新，增加了一些學(xué)科交叉的內(nèi)容，并在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的牽頭下共同完成了作物育種學(xué)MOOC 課程的建設(shè)。比如：在轉(zhuǎn)基因育種章節(jié)，增加了基因組編輯及其應(yīng)用一節(jié)；此外，新增一章內(nèi)容：基因組選擇與分子設(shè)計育種、作物信息化，具體章節(jié)為：（1）基于DNA 多態(tài)性的分子標(biāo)記發(fā)展歷史；（2）基因組選擇概念及其原理；（3）常用的基因組選擇模型及其應(yīng)用；（4）分子設(shè)計育種的概念及其應(yīng)用；（5）作物信息化；（6）光學(xué)成像技術(shù)在作物表型鑒定中的應(yīng)用；（7）作物育種管理軟件的應(yīng)用。

2.5 靈活考核方式，多角度考核學(xué)生能力

《作物育種學(xué)》課程的傳統(tǒng)考核方式為閉卷考試，經(jīng)常會出現(xiàn)“上課不聽講，考試靠突擊”的情況發(fā)生[10]，為了減少這種情況的發(fā)生，我們可以將課程考核分成平時作業(yè)（如思維導(dǎo)圖）、課程論文、課堂展示、理論考核這3個部分，這3個部分分別占總成績的10%、20%、20%、50%。此外，疫情時代，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)會面臨一些諸如師生互動性差、教學(xué)環(huán)境復(fù)雜等問題[11-12]，可利用愛課程等平臺，根據(jù)學(xué)生完成課前教師上傳到系統(tǒng)的任務(wù)情況，記入平時成績。從多個角度考核學(xué)生，減少學(xué)生“背死書、死背書”的情況出現(xiàn)。

3 結(jié)語

隨著時代的進步，作物育種科學(xué)也會面臨著新的挑戰(zhàn)，會有新的作物育種手段不斷出現(xiàn)，使作物育種識不斷更新和豐富。作為一名教師，要從學(xué)生培養(yǎng)的實際需求出發(fā)，不斷改革和創(chuàng)新教學(xué)過程、跟蹤前沿進展并根據(jù)專業(yè)特點調(diào)整并更新教學(xué)內(nèi)容、融入課程思政、豐富教學(xué)方法、嘗試多種教學(xué)平臺（如雨課堂、仿真實驗教學(xué)等），采用靈活的考核方法來適學(xué)科發(fā)展和學(xué)生需求，以獲得良好教學(xué)效果，此外，繼續(xù)提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，積極為社會培養(yǎng)實踐創(chuàng)新應(yīng)用型人才，更好地滿足社會的需求。由于作物育種學(xué)主要是一門服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)課程，因此采取廣泛接觸社會、加強學(xué)生的實踐學(xué)習(xí)等措施。總之，教學(xué)方法在實際教學(xué)中具有不斷充實、完善、不斷更新的過程，必然存在許多問題和矛盾，有待進一步探索。