種質(zhì)資源創(chuàng)新利用下的園林植物遺傳育種學(xué)課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

宋雪彬，李偉，郝青，劉慶超，王海

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林與林學(xué)院，山東青島 266109）

園林植物遺傳育種學(xué)課程是園林專業(yè)的必修課：遺傳學(xué)部分主要講授園林植物的遺傳物質(zhì)、遺傳特性以及人工干涉等內(nèi)容，涉及遺傳學(xué)的三大遺傳規(guī)律、數(shù)量性狀遺傳、近親繁殖和雜種優(yōu)勢、染色體的數(shù)目變異和結(jié)構(gòu)變異、細(xì)胞質(zhì)遺傳、遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)、群體與進(jìn)化等遺傳學(xué)基本知識和內(nèi)容；育種學(xué)部分主要講授常見園林植物育種技術(shù)等多方面的知識，包括引種、選擇育種、雜交育種、誘變育種、分子育種等相關(guān)內(nèi)容。園林植物遺傳育種學(xué)課程是學(xué)生在學(xué)習(xí)了植物學(xué)、園林樹木學(xué)和園林花卉學(xué)等課程的基礎(chǔ)上開展的，學(xué)生通過對遺傳育種學(xué)基本原理和基本方法的學(xué)習(xí)，獲得能夠運(yùn)用遺傳育種學(xué)基本理論知識，說明和解決研究實(shí)踐中遇到的遺傳育種學(xué)問題的基本能力，從而為從事園林植物遺傳育種工作和科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。但是，隨著遺傳育種學(xué)的不斷發(fā)展，新理論、新技術(shù)、新品種的不斷產(chǎn)生以及國家對種質(zhì)資源保存與利用的重視，該課程的知識體系和教學(xué)方法都面臨巨大的挑戰(zhàn)[1]。教師怎樣將傳統(tǒng)知識與前沿知識有機(jī)結(jié)合，怎樣將理論知識與種質(zhì)資源創(chuàng)新實(shí)踐結(jié)合，采用怎樣的教學(xué)方法講授該課程，是對該課程授課教師授課能力的考驗(yàn)。

1 園林植物遺傳育種學(xué)課程傳統(tǒng)教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 教學(xué)方法單一，知識點(diǎn)掌握處在淺層次階段

傳統(tǒng)課程教學(xué)采用教師講授為主的線下教學(xué)，以知識點(diǎn)講解為主。教師能夠充分利用多媒體的表現(xiàn)能力，將書本的知識點(diǎn)用PPT 講授，教學(xué)形式和教學(xué)方法較為單一[2]。雖然課堂中傳遞的知識信息量較大，但學(xué)生難以達(dá)到對教學(xué)內(nèi)容及知識點(diǎn)的深入理解、融會(huì)貫通等要求，師生互動(dòng)性差，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。學(xué)生對于知識點(diǎn)的掌握處于記憶、理解階段，為淺層次的認(rèn)知，未開展深層次學(xué)習(xí)，達(dá)不到高階思維和知識創(chuàng)新能力的要求，不利于對所學(xué)知識的充分理解和消化吸收[3]。同時(shí)，年復(fù)一年的重復(fù)課程教學(xué)，也容易使教師產(chǎn)生固化的教學(xué)思維模式，過多依賴教材。采用這樣的教學(xué)方法，往往限制學(xué)生的發(fā)散思維，學(xué)生過多依賴教材和教師講解，對知識的掌握比較單一。并且，在傳統(tǒng)課程教學(xué)實(shí)施過程中，教師與學(xué)生交流過少，學(xué)生主體作用沒有充分發(fā)揮，不符合認(rèn)知心理學(xué)和“以人為本”的教育理念[4-5]。

1.2 信息技術(shù)與教學(xué)的有效融合不足

一方面，傳統(tǒng)課程教學(xué)多采用多媒體授課和板書結(jié)合的方式，采用敘事式、討論式、基于問題學(xué)習(xí)（Problem Based Learning，PBL）等多元教學(xué)方法。但應(yīng)用方式單一，達(dá)不到良好的教學(xué)效果。傳統(tǒng)的教學(xué)形態(tài)已經(jīng)難以滿足學(xué)生對于知識的學(xué)習(xí)需求[6-8]。另一方面，雖然有些高校應(yīng)用新的輔助教學(xué)信息技術(shù)，如微信、微課、雨課堂等，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，教師和學(xué)生的二元關(guān)系往往變成了教師、機(jī)器、學(xué)生三元關(guān)系，師生之間缺少有效交流，學(xué)生更無法直接感受教師的情感、態(tài)度，信息技術(shù)與教學(xué)的有效融合不足[9]。另外，信息技術(shù)與教學(xué)的融合也僅限在課堂多樣化方面，對于增加課堂知識的直觀性以及學(xué)生對知識接受和掌握程度的方法并沒有提高。因此，信息技術(shù)不僅僅要運(yùn)用到學(xué)習(xí)方法上，還要通過動(dòng)畫、視頻等更加精細(xì)的手段，增加學(xué)生對知識的直觀認(rèn)識。

1.3 實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)未能與理論教學(xué)有效結(jié)合

園林植物遺傳育種學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)存在的困難較多。首先，園林植物品種較多，遺傳育種過程中親緣關(guān)系混亂，商品名與種名往往不能對應(yīng)，這就導(dǎo)致在實(shí)踐教學(xué)過程中學(xué)生不能快速準(zhǔn)確地獲得課程所需要的植物材料。另外，由于很多園林植物的生長周期較長，因此要完成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)就需要很長時(shí)間。而這種長周期的實(shí)驗(yàn)在高校教學(xué)中會(huì)存在很大困難。因此，高校課程安排時(shí)間有限，在實(shí)踐教學(xué)中就需要精簡、壓縮大部分實(shí)踐內(nèi)容，這樣不利于提高學(xué)生理論結(jié)合實(shí)踐解決問題的能力和創(chuàng)新能力。其次，園林植物遺傳育種技術(shù)處于快速發(fā)展階段，且隨著園林植物分子生物學(xué)基礎(chǔ)的發(fā)展，園林植物基因組信息不斷公布和更新，傳統(tǒng)的遺傳育種學(xué)課程教學(xué)已經(jīng)無法緊跟現(xiàn)代快速發(fā)展的技術(shù)，會(huì)影響學(xué)生的創(chuàng)新能力。最后，由于觀賞植物種類多、遺傳背景復(fù)雜，很多遺傳育種學(xué)問題未得到解決，會(huì)大大增加遺傳育種學(xué)理論結(jié)合實(shí)踐的難度[10]。

2 種質(zhì)資源創(chuàng)新利用背景下園林植物遺傳育種學(xué)課程教學(xué)改革措施

2.1 改進(jìn)教學(xué)方法

采用線上教學(xué)和線下教學(xué)相結(jié)合的模式進(jìn)行混合式教學(xué)。教師與學(xué)生進(jìn)行角色轉(zhuǎn)換，前者負(fù)責(zé)提供園林行業(yè)中的各類案例，進(jìn)行問題引入，學(xué)生則負(fù)責(zé)案例剖析，進(jìn)行研討、辯論及講授。創(chuàng)建合作參與型課堂，促使學(xué)生思考與分析總結(jié)，從而提高學(xué)習(xí)效率。廣泛采用諸如雨課堂、F-BOPPPS 課程設(shè)計(jì)等方法與理念，主動(dòng)融入教學(xué)過程[11]。近年來，在基于云班課的課程教學(xué)改革方面進(jìn)行了探索。云班課雖然具備電腦PC 端和手機(jī)App 端，能夠?qū)崿F(xiàn)師生之間對于課程資源的有效推送、實(shí)時(shí)互動(dòng)，具備完善的激勵(lì)和評價(jià)體系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)參與感和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，并具備對班課的全過程課程學(xué)習(xí)行為進(jìn)行記錄的功能，但是云班課的運(yùn)用卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到教學(xué)的預(yù)期目的。教學(xué)要求深入淺出，根據(jù)高校教育要求，要能夠培養(yǎng)學(xué)生的興趣、思維和動(dòng)手能力。所以，僅僅云班課的激勵(lì)和互動(dòng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要更加完善的教學(xué)體系建設(shè)。怎樣建立完善的、深入淺出的、能夠激發(fā)學(xué)生興趣的教學(xué)體系，需要教師利用多媒體等多種技術(shù)才能夠?qū)崿F(xiàn)。

混合式教學(xué)又稱混合學(xué)習(xí)，主要強(qiáng)調(diào)課堂學(xué)習(xí)和數(shù)字化、信息化學(xué)習(xí)的有機(jī)結(jié)合，易于實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)[12]。目前，隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，學(xué)生學(xué)情發(fā)生了根本性的變化，傳統(tǒng)的以課堂講授為主的單一教學(xué)模式已不能夠適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)的發(fā)展，逐漸形成線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式[13]。教師能夠充分利用多種線上教學(xué)資源，依托互聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，逐漸實(shí)現(xiàn)從以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的教學(xué)模式，最終達(dá)到期望的教學(xué)目標(biāo)。

2.2 加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)式教學(xué)建設(shè)

園林植物遺傳育種學(xué)是一門十分重要的必修課程，課程中理論與遺傳育種實(shí)踐有著密切的聯(lián)系，而且課程目標(biāo)是提升學(xué)生對遺傳育種知識和相關(guān)技術(shù)的掌握[14]。所以遺傳育種學(xué)的實(shí)驗(yàn)都是偏向于遺傳育種實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。在具體的實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生加強(qiáng)對理論知識的掌握，并熟練掌握遺傳育種技術(shù)。但是，現(xiàn)階段園林植物遺傳育種學(xué)僅開設(shè)了實(shí)驗(yàn)性的操作，比如：花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂觀察、花粉貯藏及其生活力的測定、有性雜交等，而對于實(shí)踐方面很少涉及。這主要是因?yàn)檫z傳育種實(shí)驗(yàn)一般需要一定的材料基礎(chǔ)，并且實(shí)驗(yàn)周期較長。因此，加強(qiáng)遺傳育種學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)就顯得尤為重要，團(tuán)隊(duì)成員通過分工合作，管理實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)過程，才能讓遺傳育種學(xué)的實(shí)踐課程順利開展下去。

2.3 加強(qiáng)遺傳育種課程實(shí)踐基礎(chǔ)建設(shè)

園林植物遺傳育種學(xué)的實(shí)踐課程需要相當(dāng)完善的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，用于保存和按時(shí)種植實(shí)驗(yàn)材料，這對于一門學(xué)科來說要求可能過高，但是可以通過“產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)。企業(yè)具有較大的場地和較完善的生產(chǎn)基礎(chǔ)，而高校具有知識和科研優(yōu)勢，二者相結(jié)合，讓學(xué)生走進(jìn)企業(yè)做實(shí)驗(yàn)和開展實(shí)踐，在增強(qiáng)實(shí)踐能力的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)“專業(yè)建設(shè)與地方產(chǎn)業(yè)的對接、教學(xué)內(nèi)容與職業(yè)需求的對接、教學(xué)方式與工作情景的對接”。在此過程中，學(xué)生提升了動(dòng)手能力，增強(qiáng)了解決問題的能力，也有可能創(chuàng)造出新的種質(zhì)資源，增加就業(yè)選擇。

2.4 改革授課方式及課時(shí)安排

園林植物遺傳育種學(xué)課程綜合性、設(shè)計(jì)性及創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)的開展，需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料的生長周期設(shè)定，傳統(tǒng)的課時(shí)安排對于實(shí)踐課程來說限制性較大，因此需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行課時(shí)安排，或者由實(shí)踐課程教師進(jìn)行隨機(jī)安排，這樣更為合適。如在園林植物的雜交育種中，育苗—開花—去雄—套袋—雜交—收種—雜交種播種等一系列步驟，任課教師系統(tǒng)地指導(dǎo)學(xué)生完成，并讓學(xué)生參與育種材料的養(yǎng)護(hù)管理、雜交材料的準(zhǔn)備，同時(shí)將原本的花粉活力觀察、雜種優(yōu)勢觀察等實(shí)驗(yàn)融合到遺傳育種實(shí)踐中，讓學(xué)生對于雜交育種的整個(gè)流程以及注意事項(xiàng)有整體的了解，有助于學(xué)生更好地掌握理論知識，提高實(shí)踐能力，同時(shí)對于學(xué)生未來的研究方向和工作方向選擇具有重要的指導(dǎo)作用。該方法同樣適用于種質(zhì)資源調(diào)查等實(shí)踐內(nèi)容。

3 結(jié)語

隨著國家和社會(huì)對種業(yè)以及種質(zhì)資源的重視，園林植物遺傳育種學(xué)需要緊跟社會(huì)發(fā)展的步伐，優(yōu)化園林植物遺傳學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，提升教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，讓學(xué)生參與生產(chǎn)，了解生產(chǎn)實(shí)際情況，豐富實(shí)踐知識，開拓思路，同時(shí)堅(jiān)定專業(yè)思想，為國家種質(zhì)資源計(jì)劃培養(yǎng)高質(zhì)量遺傳育種人才。