《植物組織培養》實驗課程教學改革初探

摘 要: 植物組織培養是一門專業性、操作性和實踐性很強的技術類課程，近年來國內各農林院校的農學、園藝、林學和綜合性院校、師范院校的生物和生物技術等本、專科專業都相繼開設了植物組織培養課程。實驗教學是《植物組織培養》課程教學的中心和關鍵環節。本文從五方面就河池學院近幾年《植物組織培養》實驗課程教學改革模式進行了探討和總結。

關鍵詞: 植物組織培養 實驗教學 改革模式

植物組織培養是20世紀初以植物生理學為基礎發展起來的一項技術，是指從植物體分離出符合需要的組織、器官、細胞或原生質體等，通過無菌操作，在人工控制條件下進行培養以獲得再生的完整植株或生產具有經濟價值的其他產品的技術，經過一百多年發展已成為現代生物工程技術中的一個重要組成部分。在過去短短的40多年時間里，它以極其迅猛的發展速度，成為生物工程技術應用最廣和最具有生命力的分支之一，為優良品種的快速繁殖、培育脫毒苗木、進行突變體篩選培育、遺傳育種、藥用植物工廠化生產、種質資源保存和植物基因庫建立等方面開辟了有效的新途徑，目前其應用已經滲透到植物生理學、病理學、藥學、遺傳學、育種及生物化學等各個研究領域，也成為現代植物生物技術和農業生產上的的重要研究技術和手段之一。不僅如此，植物組織培養在農業、林業、工業和醫藥業等各領域的應用更是獨占鰲頭，給人類帶來了巨大的經濟效益和社會效益。因此，近年來國內各農林院校的農學、園藝、林學和綜合性院校、師范院校的生物和生物技術等本、專科專業都相繼開設了植物組織培養課程[1-2]。植物組織培養是一門專業性、操作性和實踐性很強的技術類課程，要求學生運用已掌握的基本理論知識和基本實驗技能，完成較為復雜的專業技術實驗，所以，其實驗教學是該課程教學的中心和關鍵環節[3-4]。

河池學院位于廣西壯族自治區中部偏北，是河池市唯一一所綜合性大學，2003年升格為本科，化學與生命科學系是我院最早設立的教學系之一，近幾年來生物教研室一直在探索專業課程的設置，從2005年至今，開設有生物科學、生物技術2個本科專業和生物教育、生物技術及應用2個專科專業。目前開設有生物科學、生物技術本科專業和生物技術及應用專科專業。不論是本科還是專科，所有的生物專業都開設有植物組織培養這門課，足見該課程在生物專業的重要性。針對我院我系的實際情況和地方特色，我根據植物組織培養這門課的技術特殊性，結合自身在教學崗位的經驗，并參考其他高校的教學方法，對植物組織培養的實驗教學進行了嘗試和改革，從近3年7個班的教學成果來看均取得了一定的成績。我摸索出一套適合我系開展植物組織培養實驗教學的模式，現將此模式總結如下。

一、提高認識，增強實驗室建設，優化師資力量

我院充分認識到植物組織培養實驗的重要性，為加強實驗教學，我院加大了投資力度，從2000年組建專門的實驗室，并采購一批設備，在隨后的幾年里，不斷擴大實驗室規模，目前實驗室總面積達到200多平方米，設有準備室、洗滌室、天平室、無菌操作室和培養室，溫室大棚也在籌備建設當中。不僅如此，2009年實驗室還添置了超凈工作臺、全自動高壓滅菌鍋、冷暖空調、接種工具消毒器、人工光照恒溫培養箱、萬分之一電子天平、振蕩式搖床、定時器等教學設備和儀器，為組織培養實驗教學改革提供了良好的硬件條件。在師資力量上，有三名研究生長期從事植物組織培養工作，可作為專職教師，另外還引進一名研究生從事生物實驗室管理，大大改善了師資隊伍的學歷結構和年齡結構，優化了師資隊伍。

二、統籌規劃，合理安排課時，確保實驗開出率

我院針對不同本科專業和本、專科不同的培養目的，把植物組織培養課程設置為生物技術本科和生物教育、生物技術及應用專科專業的必修課和生物科學的專業選修課，并安排了不同的理論課和實驗課學時比例。生物科學專業的植物組織培養課程注重的是學生知識面的開拓，使學生更好地理解植物細胞的全能性，掌握植物組織培養的基本知識和技能，了解一些組培常規方法繁殖珍、稀、缺、優品種，以及該技術在基因重組、突變體誘導和篩選、苗木脫毒等方面的優越性和目前國際上在植物繁殖領域的研究熱點和最新研究進展。為了加深學生對該課程的理解和培養學生的綜合素質，我們強調理論課和實驗課同等重要，2005級、2006級生物科學專業的總課時安排分別為24、34;2007級正值全院進行教學改革、大量壓縮課時量，所以總課時為24。但是在授課時我們只壓縮理論課時，不減少實驗課時，保證實驗課程的開出率，所以不論總課時量是多少，理論課和實驗課學時分別設置比例均保持在1∶1。生物技術強調的是對人才的創新、創業能力和綜合素質的強化培養，要求學生具備系統的生物技術基礎理論、基礎知識、基本技能和較強的實踐動手能力，并能在科研機構或高等院校從事研究或教學工作，能在各相關企業、事業和行政管理部門從事與生物技術相關的應用研究、技術開發等工作。因此，第一屆生物技術專業的植物組織培養課程定為必修課，總學時為48，我們加大了實驗課的課時，理論課和實驗課均設置為24學時，比例為1∶1。專科專業也重視組培課程的重要性，從2006級生物教育總課時為36到2007級生總課時為48即可證明。從2008年開始，專科專業更強調動手能力的培養，專業名稱由原來的生物教育變更為生物技術及應用，本專業培養學生具備一定生物的基本理論、基本知識和較強的實驗技能，能成為農業、林業等生產機構及企事業單位從事技術研究與管理工作的高級專門人才，植物組織培養作為一門應用前景極好的技術性課程理所當然被列為必修課，而且在學時的安排上比前2屆更多，總學時為64，理論課和實驗課分別設置為34學時和30學時，比例約為1∶1。由此看出，不論是哪種專業，我們一直強調實驗課的重要性，強調學生自己動手完成實驗，提高實際操作能力，現在學生由最初的進實驗室什么都不懂逐漸發展為進入實驗室可以獨立完成實驗。

三、保證基礎性實驗，增加綜合性實驗，優化實驗教學內容

針對我系部分學生基礎較差的情況，在實驗內容的安排上，我們兼顧基礎性、驗證性實驗的正常開展，增加綜合性、設計性實驗的開出率，進一步優化教學內容。具體實驗內容及安排見下表。

植物組織培養實驗實踐課安排表

從表可以看出，實驗內容的安排按照“先易后難，先簡單后復雜，先基本技能后綜合技能”的循序漸進的原則，大致分為基本技能、單項技能、綜合技能三個方面實驗內容，兼顧了各種器官的離體培養。除部分基本技能項目外，單項技能與綜合技能項目都是在教師明確實訓目的與注意事項后，由學生自選外植體材料、自主設計培養基配方進行實驗，并作好組培成本與效益分析，以項目教學法的形式開展實訓活動。從這個意義上講，設計性、綜合性和創新性實驗達到80%以上，我們將教師的科研項目、校企合作項目、地方農業生產項目作為實驗項目。例如，進行教師科研項目的“鐵皮石斛、木薯、巖黃連組織培養技術”研究，“名貴花卉快速繁殖技術”中的玫瑰、秋海棠、天竺葵、一品紅、蝴蝶蘭等花卉的組織培養實驗，對地方農作物桑樹進行脫毒快繁實驗;學生自主設計的月季、菠蘿、硬葉蘭組織培養實驗，等等。整個實驗內容融入了最新科研成果、先進技術，并明確了素質教育內容，以培養學生理論聯系實際、團隊精神和分析、解決實際問題的能力。

四、突破傳統教學，成立興趣小組，激發學生的積極性

植物組織培養實驗不同于其它實驗，其中無菌操作技術是植物組織培養基本實驗技術的核心和教學重點，實驗操作必須在無菌室的超凈工作臺上進行，而超凈工作臺臺數少與學生人數多的矛盾比較突出，植物組織培養實驗項目需要時間長，做好教學組織工作顯得很重要。幾年來，我們實施了教學方法的改革。為了使學生掌握好技術，采取分組實驗單人操作，實行個體化訓練和因材施教。我們把每個教學班按24人一個實驗班分班，每次實驗課僅有一個實驗班參與，一個實驗班分成兩個大組，每4人組成一小組。教師對每個實驗小組進行示范操作，對一些常見的操作錯誤進行剖析。在學生操作過程中，教師現場指導，隨時答疑，糾正不正確的操作，使抽象的內容形象化、具體化，學生對操作錯誤認識深刻，記憶牢固，迅速提高了學生的操作水平和基本技能，而且培養了學生的思維能力。

五、采取多種方式考核，以考促訓

為了使每位同學能熟練掌握組培技術，使實驗成績能如實地反映出學生的客觀實際，達到以查促學的目的，改變以往以評定實驗報告作為實驗成績，我們采取了多種方式考核，以考促訓。評定實驗成績時采用以下方法:將實驗報告、平時表現、集中考核三者結合起來評定。實驗報告成績占實驗課總成績的40%、平時表現成績占10%、集中考核成績占50%。其中集中考核分卷面考試和技能考試，各占實驗課總成績的10%和40%。我們將組織培養的一些基本實驗技術作為技能考核內容，如各種器皿的洗滌、培養基的制備和滅菌、外植體的滅菌、無菌操作技術等。

從2002年以來，植物組織培養課程的實驗教學采用以上模式，同學們在短短一個學期內受到各個技術環節的系統訓練，能熟練掌握植物組織培養技術，并具備一定的科研能力，為他們以后的學習和工作奠定了扎實的基礎，教學效果良好。隨著教學經驗的積累和實驗教學條件的改善，我們相信植物組織培養課程的實驗教學質量必將進一步提高。

參考文獻:

[1]宋江華，孫俊，方從兵，朱世東.《園藝植物組織培養學》教學改革的思考與探索[J].安徽農業科學，2009，37(11):5278-5279.

[2]朱國兵.“植物組織培養”課程教材建設與教學改革的探索[J].教育與職業，2009，14:117-118.

[3]朱國兵，敖愛艷.高職植物組織培養課程教改探索與實踐[J].職業教育，2009，2:129-130.

[4]陳剛，王瑛華，陳雄偉.植物組織培養開放式實驗的教學改革與實踐[J].肇慶學院學報，2008，2:55-60.

資助項目: 生物專業實踐教學改革與大學生創新能力培養研究(河池學院教改項目2008E203)