《園藝植物育種學》開放式實驗教學模式研究

祁宏英，徐洪國，高美玲，王玉書，付學鵬

（1.齊齊哈爾大學生命科學與農(nóng)林學院，黑龍江齊齊哈爾 161006；2.黑龍江省抗性基因工程與寒地生物多樣性保護重點實驗室，黑龍江齊齊哈爾 161006）

《園藝植物育種學》實驗是園藝專業(yè)實踐教學體系中一門重要的核心課程，在國家全面實施“鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略計劃”的前提下，結合“新農(nóng)科”項目的開展，改革育種學實踐教學內(nèi)容，創(chuàng)新實踐教學方法，提高學生實踐動手操作能力，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐應用能力的高素質應用型人才，具有重要的意義[1-2]。

1 《園藝植物育種學》開放式實驗教學的必要性

1.1 課程安排上具有一定的局限性，實驗項目選取受限

以往實驗課的安排，實行了固定的排課時間、固定的上課地點，一般一個實驗項目要在一天內(nèi)利用2～4 學時完成。教師在課程內(nèi)容和教學安排上，束縛于傳統(tǒng)教學模式中，為了讓學生能觀察到實驗結果，通常要選擇一些實驗項目能當堂完成的驗證性實驗，學生在教師的指導下，在規(guī)定的時間內(nèi)完成相應的實驗，受制于時間，使得結果觀察過程缺乏連續(xù)性、系統(tǒng)性[3]。

1.2 學生參與度低，不利于學生創(chuàng)新能力和實踐能力培養(yǎng)

受制于課時的安排和植物生長季節(jié)，更多選取的是基本操作驗證性實驗，設計性實驗較少[4]。通常實驗材料的選擇、實驗設計、實驗處理等實驗的前期工作，往往由教師在課前提前完成，學生只是在實驗課上對處理的材料進行觀察鑒定，教師主導實驗過程，在實驗指導中給學生設計具體的步驟，要求學生用什么方法做，怎樣做，在實驗過程中遵循傳統(tǒng)教學模式。如“園藝植物多倍體的誘導與鑒定”實驗中，教師將實驗設計測量好，秋水仙素處理后播種，幼苗培育的操作過程都是教師完成，學生在課上的有限時間內(nèi)統(tǒng)計氣孔器的大小，單位面積的氣孔數(shù)、保衛(wèi)細胞內(nèi)葉綠體數(shù)目，花粉的大小、花粉粒萌發(fā)孔多少及可育性等結果的觀察，缺少發(fā)芽情況、出苗情況、幼苗期性狀的鑒定過程的觀察。學生被動接受知識，缺乏主動思考，對前期準備工作、實驗設計、實驗條件的篩選不清楚，基本按照教師的要求課上完成實驗，課下完成實驗報告，學生參與度低，學生知其然，不知其所以然，不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 《園藝植物育種學》開放式實驗教學的具體方法

2.1 優(yōu)化園藝植物育種學實驗內(nèi)容，開放實驗教學場所

實驗內(nèi)容、實驗場所、實驗對象選取上要給學生提供更多的選擇。實驗場所不拘泥于固定的實驗室，學生實驗研究對象可以在實驗室、校園內(nèi)溫室、大棚等實踐教學基地內(nèi)任意選取。實驗場所和時間上盡可能保證給學生提供相對獨立的實驗學習空間，為充分開發(fā)學生自身潛能創(chuàng)造一種寬松的環(huán)境，學生在選課學期內(nèi)自主選擇實驗植物，實驗實施場所，指導教師分別指導。

2.2 優(yōu)化開放式實驗教學過程，學生全面參與

從開課學期的第1 周開始，教師根據(jù)大綱要求提出《園藝植物育種學》開放式實驗的基本內(nèi)容和要求，優(yōu)化了開放式實驗教學過程（圖1）。

圖1 開放實驗實施過程流程

2.2.1 課前準備及課上實驗。教師將實驗的任務和要求采用問題導向式方式進行布置，如雜交技術實驗，本次實驗的育種目標是什么？選擇哪些植物材料做親本？雜交方式是什么？哪些材料做母本？哪些材料做父本？父母本花器構造和開花習性有哪些？指導學生自主選擇調查植物，根據(jù)問題查閱所研究植物的生物學特性、生長發(fā)育特征、物候期等相關文獻資料，對資料綜合分析整理，進行實驗方案設計。

圍繞實驗中的理論和技術問題，教師利用學校課程平臺、微信討論、電話交流、面對面指導等各種途徑就方案合理性和可實施性進行修改優(yōu)化，選取適宜的實驗材料，形成具體實驗方案。

各組學生按照自己的實驗方案進行實驗，按照自己的因素和水平（如處理時間、處理濃度、培養(yǎng)條件、貯藏溫度等）進行實驗預處理，根據(jù)自己的課表將耗時長的實驗提前安排好具體的時間和地點。預處理實驗提早啟動且不固定實驗時間，遵循植物的生長發(fā)育規(guī)律，各組實驗結果的觀察分析能盡量在同一時間段內(nèi)在課堂內(nèi)進行。將學生提前預處理的材料，在實驗室內(nèi)進行鑒定分析。

2.2.2 課后分析、總結。教師對于學生在方案設計、材料預處理、方案實施過程中、結果分析中提出的問題，除了回答怎樣做，還要回答為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象。鼓勵學生通過查閱資料，仔細觀察，反復實驗，分析問題，自己總結規(guī)律，尋求解決問題的方案與方法，進而師生共同解決問題。每個實驗項目完成后，教師要對實驗中出現(xiàn)的共性問題、創(chuàng)新和不足之處進行分析總結，及時反饋給學生。

2.3 提升教師實踐能力，細化考核標準

開放式實驗對實驗指導教師提出更高的要求，一要有長期的堅守。實驗期間實驗指導教師輪流值班，為各小組學生能夠在實驗對象生長周期內(nèi)完成實驗，及時提供設備場地和各種實驗用品以及技術支持。對于學生在課程平臺、微信、電話、面對面等提出問題，及時回復。二是要不斷提高自己的實驗技能。學生選取實驗對象多種多樣，試驗方法綜合運用，對教師實踐水平有了更高的要求。固有的實驗方法可能滿足不了實驗教學要求，教師要通過各種平臺提升自己的實踐技能。三是要注意與學生溝通的技巧。改方案的時候要多鼓勵，多表揚，肯定學生的成長，使學生對接下來的實驗有興趣，培養(yǎng)學生專業(yè)自信。四是要細化實驗課考核標準，從實驗材料選取到結果分析總結，根據(jù)學生的表現(xiàn)細化打分，注重過程化考核。

3 結語

《園藝植物育種學》是運用遺傳學原理，研究園藝植物優(yōu)良品種選育與繁殖理論及技術的科學[5]。作為一門實踐性很強的綜合性應用型專業(yè)課程，培養(yǎng)的學生要在生產(chǎn)中會實踐，應用中善變通[6]。開放式實驗教學，從查閱資料進行實驗設計到結果分析，學生全程參與，培養(yǎng)自主思考能力，提高了文獻收集整理能力，發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題能力。