園藝植物生物技術課程教學改革探索

王俊寧， 豐 鋒， 李洪波

(廣東海洋大學農學院，廣東湛江 524088)

園藝植物生物技術課程教學改革探索

王俊寧， 豐 鋒， 李洪波

(廣東海洋大學農學院，廣東湛江 524088)

摘要園藝植物生物技術是一門實踐性非常強的專業基礎課。筆者分析了該課程教學過程中存在的若干問題，提出了“先實驗后理論再綜合實驗”的教學模式，闡述了注重實驗教學環節，優化整合教學內容，采用現代化教學手段對提高該課程教學效果，激發學生學習興趣和提高學生分析問題、解決問題能力，以及利于學生建立獨特知識體系結構的重要性。

關鍵詞園藝植物生物技術；教學模式；教學改革

園藝植物生物技術是生物技術的重要組成部分之一，它是以園藝植物為研究對象，利用生物技術創造、改良種質或生產生物制品的一門技術[1-2]。隨著現代農業的快速發展，現代生物技術與傳統農業技術的緊密結合已成為園藝植物研究領域的重要工具，它在園藝植物分子育種、種質資源分類、抗逆調控機理、產品質量形成等分子機理方面的研究中發揮著越來越重要的作用。近年來，組織快繁、無病毒苗、木繁育廣泛運用于生產及轉基因園藝作物并投放生產，獲得了巨大經濟利益。園藝植物生物技術作為一門園藝學與生物技術交叉的學科，主要包括園藝植物組織培養和園藝植物基因工程兩大部分研究內容[3-4]。隨著現代生物技術革命在我國農業各領域的迅猛發展，培養一大批具備現代植物生物學知識的農業專業本科畢業生變得愈加重要和緊迫。為此，各大農業院校及綜合性大學的園藝專業先后開設了園藝植物生物技術課程。該課程自開設以來，在園藝專業課程建設中就占有重要地位，但是學生仍然普遍反映該課程內容過于抽象，教學效果不理想，主要是因為學生在學習生物化學、遺傳學和細胞工程等基礎課程時并未真正理解相關內容，只是為了應付考試而機械性地記憶，未能達到理解和靈活應用的要求，導致學生的前期基礎薄弱，不具備初步的生物技術理論知識和簡單的實驗操作技能。

1存在的問題

1.1教學模式園藝植物生物技術課程傳統的教學方式是由教師先向學生講授生物技術基本理論和基本方法，然后再安排實驗教學，即先理論后實踐的教學模式。這種教學法雖然能讓學生了解生物技術的基本理論、常用的基本方法，但是由于該課程內容十分豐富，涉及的知識點較多(涵蓋組織培養、基因工程和生物信息學等全部生物技術內容及基因克隆，載體構建，外源基因整合、表達及檢測等新技術、新方法)，學生在短時間內既要復習回顧基礎課知識，又要接納抽象難懂的新知識，并將二者有機結合起來，學習任務艱巨。尤其是之前學過的眾多基礎知識，由于實際應用較少，學生已基本遺忘，導致上課進度變緩，倘若課后學生又沒花足夠多的時間和精力去及時消化當堂課的內容，久而久之，學生就難以理解課堂知識。等到上實驗課時，前面講的理論知識印象淡薄，導致實驗課學習也十分吃力。這種“先理論后實踐”的教學模式很容易造成知識點斷層、不系統(這種現象也普遍存在于其他基礎課和專業課當中)。筆者發現，學生雖然學習了很多門基礎課，但在學習專業課時調用基礎課知識的能力都很差，多年的學習仍未讓學生具備靈活應用所學知識的能力。

1.2實驗教學基于實驗課的經費投入不足和實驗時間短且過于分散的弊病，為避免學生失誤造成的浪費和節省教學時間，大多都是由教師或實驗員課前準備好一切(包括實驗器材和試劑)[2]。這些都導致學生實驗時動手過少，實驗過程枯燥乏味，很難調動學生學習、思考的積極性和主觀能動性，難以激發他們的創新能力，不利于綜合素質的培養。同時，學生對實驗內容印象模糊，制約著他們對理論知識的理解，再加上以往教學過程中對實踐教學環節重視不夠，認為實踐要依附于理論，使得實驗教學在安排上滯后于理論教學，導致學生不能及時用實驗來驗證理論知識，難以真正掌握一些常用的生物技術實驗技能，最終很難將所學知識系統化，難以形成一個完整的知識體系。目前的實驗教學忽視了實踐教學本身對激發學生學習興趣和培養學生分析問題、解決問題能力的重要性。

1.3理論課程教學園藝植物生物技術知識點多，內容豐富，基本囊括了全部生物技術內容，同時要向學生展示該領域的新技術、新成果，教學任務和信息量均很大。此外，隨著人才培養方案的改革，該課程的教學學時不斷被壓縮[1,5]，這對教師的授課能力和學生的接受能力均提出了新挑戰。另外，學生相關理論基礎薄弱，導致教學難度大，教學效果不理想。該課程內容過于抽象，需要較強的生物化學、遺傳學和細胞工程等基礎知識做支撐，但在實際教學中，很多學生的相關理論基礎薄弱，沒有深入理解和扎實掌握這些課程的基礎知識，只是為了應付考試而機械地記憶，但教師在該課程的教學設計上卻默認學生己經具備了相關基礎理論知識和了解了簡單基本的實驗技術操作，所有這些均會嚴重影響該課程的教學效果。

1.4教學方法由于園藝植物生物技術課程內容過于抽象，傳統的灌輸式授課方式教學效果較差，學生印象不深刻，其中相當部分學生反映課程內容理解。雖然多媒體教學現已較廣泛地應用在高校教學中，但是大多數課件只是把大量的知識點、圖片書寫在PPT上，節省了上課板書時間。教師在講解知識點時仍采用原有的灌輸式授課形式，多媒體教學僅僅給學生增加了每節課的學習內容。雖然圖片在一定程度上增強了感官認識，但對知識點的理解幫助不大，反而會因太多難以理解的知識點的介紹降低了學生的學習熱情和積極性。此外，在講授新知識點的過程中，涉及基礎課重要知識點時，教師也僅是點到為止，未做任何有關“新舊”知識有機聯系的深入闡述，造成學生所學知識缺乏系統性，同時也減弱了學生的學習興趣。

2改革措施

2.1采用“先實驗后理論再綜合實驗”的教學模式園藝植物生物技術是一門實踐性非常強的專業基礎課程，而且理論知識的學習和理解對實驗課程的依賴性很大。因此，針對該課程的特點，在實踐教學過程中，主張突破原有的為理論教學服務的傳統模式，推出“先實驗后理論再綜合實驗”的教學模式，即由任課教師帶領學生先上實驗課，讓學生對即將學習的理論知識或基本技能有一個感性認識，然后在此基礎上展開理論知識的教學。在講授理論課時，先回顧實驗課的內容，分析實驗結果，然后將學生的思維逐步引到新知識和新理論上。最后，在課程教學結束前1個月，向學生提出一個綜合性實驗要求(4～5人為小組)，如利用PCR技術克隆一個基因并進行分析，要求每組學生根據已學知識和學校現有資源，自己選材，選擇基因，設計引物，并編寫實驗方案，由教師對其實驗設計進行評點并修改，隨后每組獨自開展實驗，最后由教師對實驗結果進行點評和評定，實驗所得成績作為該課程成績考核的主要依據之一。這樣既能激發學生的學習熱情，又能充分調動其主觀能動性，提高教學效果，培養學生的創新能力。

2.2注重實驗教學環節園藝植物生物技術的許多知識點的理解依賴于實驗，而大部分生物技術方面的實驗又是分子水平上的操作，不夠直觀，難以理解，故重視實驗教學對該門課的教與學均非常重要。

在實驗教學中，讓學生參與整個實驗過程，包括實驗材料的采集、試劑的準備與配制、實驗方法及結果的分析。在每一個實驗環節中，教師向學生重點并詳細解說關鍵操作技術的理由及未按要求操作帶來的后果，允許有質疑的學生做對比實驗來消除疑慮。如提取植物RNA，在實驗的前一天，要求學生參與所用器皿的除RNA酶和滅菌處理，并向學生解釋在植物提取RNA時為何要對所有所用器皿進行除RNA酶處理，若不進行除RNA酶處理又會對實驗結果造成何種影響。實驗時允許學生做一個器皿未除RNA酶和滅菌處理的對照，對比二者的結果有何差異。實驗結束后，學生先對實驗結果進行討論分析，然后由教師進行剖析和點評。這樣做既可以克服學生被動接受實驗知識、不認真不主動的局面，又可以充分調動學生的積極性，使其踴躍參與實驗操作和思考，真正地做實驗的執行者。

在實驗教學安排方面，對于幾個有一定內在聯系的實驗，最好安排成一個連續的大實驗，這樣既可以保證實驗體系的連續性和完整性，又能夠讓學生系統地進行實驗，全面掌握實驗的基本操作技能。最后一次實驗要求學生以小組為單位，做一個自行設計的綜合性實驗，給學生提供一個創新思維的自由空間。這樣既培養了學生的探究能力，又能讓他們認識到生物技術本身的系統性，對形成一個完好的知識體系大有幫助。

此外，在實驗課中，對于一些在基礎課上已學過的知識，不再詳細介紹，而是結合提問或練習的方式進行復習，或是通過學生課后查資料再進行提問檢查的方式溫習。實驗課中主要側重于新實驗技術的操作和注意事項，同時重點提出和強調實驗課中涉及的新知識和新理論，讓學生有充足的時間預習、查找資料和做準備，為上理論課做好伏筆。

2.3優化、整合教學內容園藝植物生物技術課程內容豐富，涉及的知識點多，在有限的教學學時內不可能全部介紹完，所以要對教學內容進行精選，以提高課堂教學效率。在教學內容安排上，本著教學服務于應用為宗旨，對教科書上的內容做適當的增、刪、并、改處理，如核酸電泳是最為常見的核酸基本操作技術之一，基本上在每個基因工程實驗中都要用到，可以專門就這部分進行單獨詳細的講解，在隨后的教學中不再重復講解。若用到，可采取提問及討論方式進行回顧式學習。對于眾多基礎課程上的知識點，課堂上不再講解，而是結合提問或布置課后作業的形式進行溫習；而對基因克隆，載體構建，外源基因整合、表達及檢測等較為抽象難懂的重要概念、原理、新技術、新方法，應詳細講述。這樣不僅能讓學生在有限的課時中盡量多地接受園藝植物生物技術中的新技術、新方法和新知識，而且還能推動學生利用課余時間主動自學和復習基礎課程的內容，增強學生的學習興趣，提高教學效果。

2.4采用現代化教學手段, 拓寬知識面該課程內容抽象難懂，信息量大，且更新速度日新月異[1-2]，同時含有大量難以用傳統教學手段進行描述的實驗操作技術，故采用傳統、單一的講授式教學很難達到理想的效果。為此，為提高課程教學效果，從根本上調動學生的積極性，首先，教師要對選用的教材內容加以適當取舍和調整, 再結合自己掌握的知識和收集到的資料, 進行一定的補充和加工，做一套生動、直觀、系統和完善的園藝植物生物技術多媒體教學課件, 在感性和理性方面幫助學生加深對該課程理論知識和先進、復雜實驗過程的理解, 激發學生的學習興趣和熱情, 同時將更多前沿性的知識引進課堂,讓學生在第一時間內了解該學科的最新進展, 既增加了教學的信息量, 又拓寬了學生的知識面。

其次，在介紹具體知識點、新技術時，需結合使用多種教學方法，如啟發式、情景再現式、參與式教學等，調動學生的學習熱情。如在講解某一具體新技術時，可采用情景再現式的教學方式[1]，將該技術設計原理的發現過程向學生一并講授，剖析創制人的實驗思路,帶領學生回到技術創制的時代；在理論課和實驗課的教學過程中采用即興提問，讓啟發式教學[6]貫穿整個課堂，既可以問題開始新課，隨時提問，最后提出新問題結束課程，也可以在講授新知識點時，以提問的方式溫習所遇到的重要基礎知識，并對“新舊”知識的關聯處進行逐步深入的剖析，讓學生將之前和現在學到的知識聯系在一起，慢慢引導他們形成一個完整的知識體系。對于不太難的知識點(通過自學或討論能明白的)，在課堂上可采用參與式[6]的教學方法，鼓勵學生預先備課，走上講臺講授約5～10 min的教學內容，然后由教師補充、完善，最后教師再對知識點做深一步的梳理。靈活應用多種教學方法，不僅活躍了課堂氣氛，激發了學生學習興趣，還培養了學生善于動腦和主動學習的好習慣，提高了他們發現問題、分析問題和解決問題的能力，利于學生建立起自己獨特的知識體系結構和提高的整體素質。

3結語

園藝植物生物技術是園藝專業一門非常重要且實踐性很強的專業基礎課，理論知識的掌握對實驗課程的依賴性很大。為使學生更好地理解和掌握該課程的相關理論、實驗技術，并形成一個完整的知識體系，針對當前該課程教與學中存在的內容抽象難懂,理論學習與實驗技術聯系不緊密,課時少而教學內容多,學生學習熱情不高等諸多問題，教師在教時應采用“先實驗后理論再綜合實驗”的教學模式，注重實驗教學環節，優化整合教學內容，并結合使用多種現代化教學手段和方法。這樣既可以提高該課程的教學效果和教學質量，又能激發學生的學習興趣，提高學生發現問題、分析問題、解決問題的能力，同時還有利于學生建立起自己獨特的知識體系結構。

參考文獻

[1] 李征，陳儒鋼，黃煒，等．園藝植物生物技術課程教學改革的思考與實踐[J]．安徽農業科學，2012，40(32)：16011-16013.

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[3] 張金智，劉繼紅，胡春根．園藝植物生物技術課程的發展與教學改革探索[J]．安徽農業科學，2012， 40(1)：537-538，540.

[4] 羅聰，何新華．園藝植物生物技術課程教學改革探討[J]．安徽農業科學，2014,42(3):962-963，965.

[5] 毛娟，陳佰鴻，楊宏羽，等．園藝植物生物技術開放式實驗教學模式初探[J]．高校實驗室工作研究，2015(1)：19-21.

[6] 彭立新，李愛，李慧，等． 園藝植物生物技術教學改革探索[J]．天津農學院學報，2015，22(2)：63-65.

Exploration on the Curriculum Teaching of Horticultural Plant Biotechnology

WANG Jun-ning, FENG Feng, LI Hong-bo

(College of Agronomy, Guangdong Ocean University, Zhanjiang, Guangdong 524088)

AbstractBiotechnology of Horticultural Plants is a professional basic course with very strong practicality. Several problems in curriculum teaching were analyzed. The teaching mode of "first experiment - then the theoretical course - finally comprehensive experiment" was put forward in this paper. Emphasis on experimental teaching, optimization and integration of teaching contents, and adoption of modern teaching methods were very important to improve the teaching effectiveness, inspire students′ learning interest, enhance students′ capability in analyzing and solving issues, and help students to establish their own unique knowledge system structure.

Key wordsHorticultural Plant Biotechnology; Teaching pattern; Teaching reform

基金項目廣東海洋大學教學建設專項(XJG201228)；國家級大學生校外實踐教學基地資助項目(GDOU 2013040301)；綜合改革試點專業資助項目(GDOU2013040402)；廣東省高等學校本科特色專業資助項目(2010189)。

作者簡介王俊寧(1978- )，女，湖南新邵人，副教授，博士，從事園藝產品采后生理與分子生物學方面的教學與科研工作。

收稿日期2016-04-03

中圖分類號S-01

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)12-296-03