植保專業“分子植物病理學”課程教學的改革

安夢楠，薛春生，吳元華

摘要：“分子植物病理學”課程是沈陽農業大學植保專業于本科三年級春季學期開設的專業必修課。分子植物病理學科近年發展十分迅速，知識不斷在更新，傳統的教學內容和方式已經不能適應時代要求。本文對我校植物保護專業主干課“分子植物病理學”在教學大綱、內容及教學方法和手段上進行了改革，以培養合格的植物病理學方面的專業人才，適應時代的發展。

關鍵詞：分子植物病理學；課程教學改革；寄主-病原物互作

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）47-0108-02

“分子植物病理學”是沈陽農業大學植保專業開設的一門專業主干課，該課程已被評為校級一類課。目前該學科發展迅速，大量相關文獻不斷報道，每年在國內以及國際都會召開多次相關的會議。這不僅對植物病理學科的發展具有巨大的推動作用，而且對相關學科如基因工程等學科的發展產生了深刻的影響。

沈陽農業大學植物保護學院薛春生教授編寫的《分子植物病理學》為本課程的教學用書。該教材從寄主、病原物兩個方面闡述了與病原物致病性和寄主抗病性有關的遺傳背景及有關的分子生物學機理；寄主—病原物互作的分子信號和信號傳遞；分子植物病理學與生命科學的發展以及分子植物病理學在防病實踐中的應用。本課程將分子生物學、植物病理學、遺傳學、植物免疫學以及生化學的基本理論應用其中，分子植物病理學相關的研究技術以及知識更新速度極快，所以本課程也需要實時進行更新，使學生們了解最前沿的研究進展。

一、舊課程“分子植物病理學”在教學中存在的問題

隨著生命科學的發展，國內外分子植物病理學領域研究成果日新月異，目前采用的教學大綱和內容已不能滿足培養學生理論基礎、開闊視野的需要，因此需要增加近十年來新興的學科相關內容的講授。

本課程選用薛春生教授編著的校內教材《分子植物病理學》作為教材，其中多以傳統的分子生物學理論以及植物病理學理論和技術為主，缺乏前沿的研究理論和技術方面的內容。“分子植物病理學”教學十分需要與時俱進，與國際前沿的科學接軌，充分體現理論教學與科研實踐的相結合，以適應未來發展需求。以往教學中學生對學習的目的性顯得缺乏，對科研上需求的結合性也有欠缺，因此，對知識學習和理解的主觀能動性較差。同時，學生們對于分子植物病理學相關的英文專有詞匯了解太少，只能參看中文文獻，不具備能力閱讀更為前沿的英文相關文獻。課程考核方式比較單一，本課程的成績中平時出勤、課堂表現占期末總成績的30%，課程論文占總成績的70%。

二、新課程在教學大綱以及教學內容方面的改革

教學改革前的“分子植物病理學”的教學大綱加入以下幾方面的內容講述：（1）加入分子互作研究技術方面的講解。病原物與寄主互作方面現今在分子植物病理學中仍是研究熱點，本課程在舊課程基礎上擴充了核酸檢測Northern blot以及蛋白免疫印跡Western blot的技術原理和應用方面的內容，加入了酵母雙雜交（Y2H）、雙分子熒光互補法（BiFC）以及免疫共沉淀（Co-IP）等研究蛋白質間互作的主流分子研究技術。（2）對PCR的理論以及應用方面內容進行擴充，對反轉錄PCR（RT-PCR）原理進行詳細講述，同時加入實時熒光定量PCR（qPCR）、重組PCR以及巣式PCR在分子植物病理學的應用方面的講解。（3）加入高通量測序相關內容的講解。隨著轉錄組測序、小RNA測序、蛋白組測序以及降解組測序等技術的普及，基因組學以及蛋白組學在分子植物病理學中的應用越來越廣泛。（4）加入小干擾RNA（siRNA以及miRNA）的生成機制以及其在分子植物病理學中的重要研究進展以及主要研究方法。RNA干擾自1998年發現以來，近20年來相關的研究進展突飛猛進，在病原物與寄主植物互作中RNA干擾起到重要作用。（5）加入精確基因編輯技術（CRISPR/Cas9）的原理講解。CRISPR/Cas9技術自2012年開發出以來備受關注，現在該技術已可以對大部分的模式動物以及模式植物進行精確的基因敲出或敲入。

三、新課程在教學手段和考核方式方面的改革

1.教學手段的改革：PPT授課一直是本課程的課堂教學的主要手段，對舊課程PPT課件進行了大量的修改和更新。針對理論概念方面的描述精簡至三行以內，這樣重點突出，便于學生記憶。同時，在下一頁附上模式圖（教師自己制圖或從權威的綜述SCI論文中下載）。在第三頁加入該概念的英文解釋，以便學生們在閱讀SCI文獻時有印象，便于理解外文文獻。在研究技術的講授方面同樣刪去冗長的文字講解，換成模式圖和flash動畫等，讓學生更為直觀地理解主要技術相關原理，不提倡死記硬背。只有充分了解了技術的原理，才能掌握技術操作的關鍵點，在實驗過程中不斷排查問題、總結和提高。

2.改進教學方法：開展啟發式、參與式的多形式教學方法。例如：選取不同物種的植物或病原菌的多個基因序列發給學生們，讓他們通過NCBI等在線網絡數據庫和軟件進行比對，確定該序列屬于哪個物種。同時，針對該序列采用生物學軟件設計特異性的擴增引物，通過Primer blast等對引物的特異性進行評價，通過該形式使學生們初步具備序列分析以及引物設計的能力。除了大綱的內容的教學以外，要把前沿的科研論文中的具有代表性的研究成果融入課堂講授，與學生一起分析，給學生們更為直觀的印象，使學生們初步掌握分子實驗設計的目的、方法以及其中的邏輯關系。在課堂中加入重要知識點的英文材料，以抽查的形式隨機讓學生進行現場翻譯，一學期下來平均每位學生至少翻譯三段文字。翻譯英文材料過程不僅會加深學生們對知識點的理解，同時提高了閱讀外文文獻的能力，把課堂講授知識與前沿的科研成果和技術更加密切地結合在一起。

3.改進考核方式：舊課程的考核方式比較單一，只以平時出席和表現以及課程論文進行評價。新課程的考核改革為多元化的形式，平時出席和課堂表現（包括隨機抽取的英文翻譯以及隨堂測驗）占總成績的40%。課程結束后，為防止學生撰寫課程論文時抄襲現有文獻，每位同學除提交課程論文以外，還要上交主要參考文獻的電子版，注明具體的參考明細，同時對課程論文的內容做成PPT形式進行匯報，課程論文和PPT匯報占總成績的60%。通過上述改革使得學生們課堂聽講更為認真，積極主動思考，并能初步掌握論文寫作的格式與方法以及PPT的制作和匯報，提高了學生的綜合能力，使其不僅僅會應試。

四、結語

“分子植物病理學”課程與“普通植物病理學”以及“農業植物病理學”是沈陽農業大學植物病理學科重要的三大主干課程，“普通植物病理學”是課程的基礎，涉及的寄主以及病原物種類非常廣泛。“農業植物病理學”課程主要側重于生產應用方面的講解，寄主局限于糧食作物、蔬菜和果樹等，該課程主要目的是認識病害，了解其侵染循環，懂得防治。“分子植物病理學”則以普通植物病理學、分子細胞生物學、遺傳學以及免疫學等諸多學科的理論作為基礎，研究的對象多以模式植物或模式病原物為主，研究深入到分子級別，相關信息量巨大且仍在高速發展。這就給任課教師提出更高的要求，需不斷學習和自我更新，不斷修訂教學大綱和教學內容，把前沿的分子植物病理學相關的理論以及技術傳授給學生。教學手段和方法上，對課件PPT進行改進，減少文字描述，增加模式圖和動畫（PPT動畫或flash動畫），方便學生理解和記憶。成績的考核方式方面，對重要知識點要求學生理解，不需要死記硬背，因此不安排統一的閉卷期末考試。采用隨堂測驗，課程結束后學生自主查閱感興趣的相關文獻，以綜述的形式寫成論文，并做成PPT進行匯報。本次教學改革目的在于為植物病理科學培養具有創新設計、自主思考、規范寫作以及語言表達能力的高素質人才。

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