“種子生物學”教學改革實踐探索

王洋 馬淑梅

摘 要：文章以黑龍江大學為例，主要探討了“種子生物學”課程教學改革的策略，并分析了“種子生物學”教學改革的成效。

關鍵詞：種子生物學；教學改革；策略

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2016）10-0006-02

種子是我國重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，隨著國家“種子工程”的實施，各高校先后設立種子科學與工程專業(yè)，開設了“種子生物學”課程。“種子生物學”是種子科學與工程專業(yè)重要的必修課，其內(nèi)容主要研究種子形成、發(fā)育及萌發(fā)過程生理生化變化以及種子與外界環(huán)境相互作用的一門科學[1-5]。黑龍江大學種子科學與工程專業(yè)建立于2005年，在十多年的種子科學教學與科研過程中，其一直積極開展教學改革，致力于培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的種業(yè)人才。“種子生物學”成為種子科學與工程專業(yè)開展創(chuàng)新教學的重點課程，如何開展“種子生物學”課程教學改革，反映種子科學發(fā)展的最新趨勢，培養(yǎng)具有種子科學素養(yǎng)的學生，是教學改革實踐一直探索的課題。

一、“種子生物學”教學改革策略

（一）優(yōu)化教學內(nèi)容與結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的“種子生物學”內(nèi)容主要是來源于種子學教程，包含有種子形態(tài)與結(jié)構(gòu)，種子的主要化學成分，種子的休眠、萌發(fā)和衰老，種子活力和新技術(shù)等幾個部分。其特點一是具有較強的綜合性，即所教授的內(nèi)容要求的基礎知識范圍較廣泛，涉及植物學、生物化學和植物生理學等相關學科，但與生產(chǎn)實踐結(jié)合不多；二是不同部分的內(nèi)容相對獨立，沒有系統(tǒng)性。這樣的特點導致教學內(nèi)容不連續(xù)，趣味性差，學生容易聽懂卻難以掌握。經(jīng)過十多年的教學積累和學習，我們對這門課程進行了補充和調(diào)整，首先增添了“種子生殖學”中胚和胚乳發(fā)育，主要講述植物受精卵形成后單子葉胚和雙子葉胚的形成過程及不同類型胚乳的形成過程，這部分內(nèi)容是種子形態(tài)和結(jié)構(gòu)前期基礎，補充后植物受精卵如何發(fā)育成為不同類型的胚就非常清晰且與后期種子形態(tài)類型的劃分完整地銜接起來；其次是增加了前瞻性的研究進展，通過教師的科研項目、企業(yè)合作和對外進修等各種渠道收集到的最新研究內(nèi)容對原教材中“新技術(shù)”部分進行補充，增加了與種子形狀相關的基因定位方法及研究動態(tài)，在“種子引發(fā)”的基礎上補充了其他類型的種子增值技術(shù)等；最后就是將教學內(nèi)容與生產(chǎn)實踐有機結(jié)合。如對“種子活力”介紹中將實驗室的測定方法與田間出苗率相結(jié)合，并加入作物在逆境中如低溫、缺氧、鹽堿等環(huán)節(jié)中的萌發(fā)特征及變化規(guī)律，使得學生對“種子活力”這個較為抽象的概念及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要意義有了更加準確的了解。

（二）強化實踐教學環(huán)節(jié)

種子科學與工程專業(yè)是一個培養(yǎng)應用型人才的新興專業(yè)，其課程內(nèi)容與生產(chǎn)實踐緊密聯(lián)系。“種子生物學”含有較多的理論基礎，這些又是指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐的重要依據(jù)。通過以下環(huán)節(jié)有效提高學生的理論學習和實踐能力。

1.注重理論聯(lián)系實踐。學生“抬頭率”低是目前大學生課堂學習中的存在普遍現(xiàn)象，提高“抬頭率”就要抓住學生的興趣點。“種子生物學”從日常生活出發(fā)，開展課堂教學講授。如介紹種子構(gòu)造知識點按部就班地進行，會很枯燥。把大豆、玉米、水稻、花生和瓜子等日常生活中常見的種子帶到課堂上，以向日葵籽為例，通過實物從外到內(nèi)，種子結(jié)構(gòu)從果皮、種皮及胚的鑒定，及打開胚后，子葉、胚芽、胚根和胚軸清晰可見，由此拓展到其他具有特殊結(jié)構(gòu)的種子類型，學生的學習興趣會被帶動起來。通過黃豆芽和綠豆芽開始認識幼苗的萌發(fā)特點及構(gòu)造，通過水稻在深水環(huán)境中萌發(fā)認識到萌發(fā)條件中氧含量對幼苗生長起到的重要影響。這樣的“種子生物學”授課吸引學生的注意力，使學生帶著興趣和疑問來學習，收到了事半功倍的效果。

2.設立種子學綜合大實驗。“種子生物學”中的有些實驗項目的完成需要較長的周期，如果按照傳統(tǒng)規(guī)定根據(jù)課時設課，實驗很難從頭至尾地完成，只能截取其中的一部分內(nèi)容，學生掌握起來會一知半解。針對這種情況，我們設立了種子綜合大實驗，時間定在周六或周日，實驗時間充裕。如在學習種子引發(fā)實驗時，從“種子引發(fā)”處理開始，到幼苗生長形態(tài)測定及各項生理指標的測定等過程。整個實驗過程需要兩周時間，其中實驗處理和測定利用兩個周末，培養(yǎng)過程一周時間，就可以完成一個較長實驗周期的一個實驗。包括種子DNA提取、PCR擴展及電泳等都可以采用綜合實驗的方式完成。學生從中學習到工作或從事科研活動需要的實驗技能。

3.開展“種子生物學”實踐創(chuàng)新活動。“種子生物學”設立在大學的第四學期，即大二年級的下學期，學生完成了專業(yè)基礎課“植物學”、“生物化學”、“植物生理生化”等的學習，這個時期的學生具備了基本的實驗技能和理論基礎，思想上還對專業(yè)知識具有較強的好奇心和求知欲，但科研創(chuàng)新和實踐能力尚未形成。此時引導學生參加學校組織的創(chuàng)新和開放實驗室等項目，在教師的指導下他們開展“種子生物學”相關內(nèi)容的科研實踐活動，所開展的實踐課題可以作為學年論文和畢業(yè)論文的前期研究。同時對指導教師提出嚴格要求，所指導的學生從立項、開題、確立實驗方法、數(shù)據(jù)分析、論文寫作和答辯要悉心指導，學生獨立完成。學生經(jīng)過這樣的實踐創(chuàng)新訓練后，受益匪淺[6]。

（三）開展“慕課”教學

基于“種子生物學”課程的綜合性和多元化的特點，開展“慕課”教學，能夠很好地幫助學生及時補充和重復學習。這表現(xiàn)在以下三個方面。

1.促進知識點及時學習。“慕課”教學是利用計算機互聯(lián)網(wǎng)將課程教學內(nèi)容以開放式形式呈現(xiàn)于課堂之外，為學生提供足夠的學習空間和時間[7]。由于“種子生物學”各部分內(nèi)容前后聯(lián)系不多，相對獨立，在典型的“慕課”教學過程中，教學內(nèi)容的“碎片化”特征較符合“種子生物學”課程特點。在“慕課”教學過程中，將教程內(nèi)容分為四個部分即種子形成前受精卵的分化、種子的靜態(tài)生理生化特征、種子休眠與萌動生理變化和種子處理后的生物學特性，每個部分分別劃分成四、二、三和三個單元，將每個單元設定出多個內(nèi)容完整但簡潔的知識點，錄制成不超過10分鐘的視頻講解圖像，同時配以動漫效果和圖片，學生可以在較短的時間內(nèi)完成學習內(nèi)容，還可以選擇性地學習，提高學生的學習興趣。回到線下課堂中，教師的教學內(nèi)容要更加重視前后知識的連貫性，補充間斷學習導致學生對所學知識系統(tǒng)性和完整性的不足。同時輔助全國名師講授的相同課程的視頻圖像，學生可以拓展觀看。

2.強化學生學習的實時反饋。為了更好地了解學生的學習情況，“慕課”利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設立了一系列管理方式。如知識檢測試題，即在每個知識點之間都有測試題，觀看視頻后可以順利地通過答題，進入下一個環(huán)節(jié)的學習，如果解答不出問題進行回放，重新學習。這些測試題又可以作為期末考核的一部分，使得學生開展“慕課”學習有動力，減少期末集中被動記憶造成的學習壓力。同時，教師通過網(wǎng)絡上學生學習信息的實時反饋，了解每個學生的學習狀態(tài)、學習習慣；還可以發(fā)現(xiàn)“種子生物學”教程內(nèi)容中學生學習的難點和自身在教學過程中存在的問題，做到互學互長。

3.充分利用“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學潛力。傳統(tǒng)“種子生物學”課堂的“教”與“學”互動、布置作業(yè)等教學是督促學生掌握課堂知識的重要環(huán)節(jié)，開展起來學生較為被動。利用“慕課”學習，學生在線完成知識的學習后，產(chǎn)生的問題和疑惑在線下課堂上提出來，使得線下面對面的課堂成為答疑、交流和知識應用的環(huán)節(jié)。這種線上與線下教學相結(jié)合的方式， 成就了“翻轉(zhuǎn)課堂”（Flipped Class Model）。在這個過程中教與學也發(fā)生了一些變化，學生成為學習的主導者，教師成為啟發(fā)、激勵、答疑、解惑的角色，學生學習的主動性極大地提高。同時線上教師也可以開展及時的答疑活動，學生發(fā)現(xiàn)問題及時提出，教師及時解答。

二、“種子生物學”教學改革的成效

通過“種子生物學”課程教學的不斷改革，逐步提高了我院專業(yè)學生對專業(yè)學習的興趣，表現(xiàn)在課堂的出勤率和“抬頭率”的提高上，主動學習的學生增加，參加課程創(chuàng)新科研活動的學生占到本專業(yè)學生的85%以上，其中一部分學生還將研究成果發(fā)表在國家各類期刊上。學生在科研活動中不僅增強了實踐創(chuàng)新能力，也學會了幫助別人，提高了團隊協(xié)作意識。

種子科學與工程專業(yè)在我國建立只有幾十年，“種子生物學”課程也是一門新興的學科。我院經(jīng)過十多年的不斷教學探索和改革，“種子生物學”成為了我院受到學生歡迎的重點建設課程。要高質(zhì)量地完成課程教學任務還要面臨許多考驗，需要更加深入地了解學科特點，有的放矢開展教學改革活動。此外，根據(jù)“種子生物學”的特點，開展不同時期的不同形式的考核，這樣的考試改革也是提高學習質(zhì)量的重要途徑。“種子生物學”的教學改革對教師也提出了高要求，教師需要更加積極主動地不斷學習和提高自身的專業(yè)水平，才能適應現(xiàn)代教學活動。總之，在今后的教學過程中，教師要不斷地探索新的教學方法，使“種子生物學”課程保持新鮮活力。

參考文獻：

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[7]宋專茂.慕課何以致高校教學方法革新[J].復旦教育論

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