生命科學類通識選修課程設計與教學實踐
——以東北大學植物的訴說課程為例

孫彩霞，劉佩勇，曹成有，張 穎

(東北大學 生命科學與健康學院，遼寧 沈陽 110169)

通識教育是現代多元化大學教育的重要組成部分，通識課程是大學課程框架體系中不可或缺的一環。通識教育的根本理念是“全人培養”，通過所學知識的綜合性、博深性、融合性，拓寬學生視野，遇到問題能夠從開闊的視角進行思考，有助于培養出具備較高素質與良好心智的大學生。為提高本科生培養質量，造就有能力、有素質、有寬厚基礎知識和創新能力的全面發展人才。2018 年3 月，東北大學制定通識選修課程建設立項專項計劃，面向全校本科生開設通識選修課程。生命科學是系統闡釋與自然生命特性有關的重大課題的科學，在工業、農業、環境保護等多個領域有廣泛應用。根據非生物專業授課對象特點開設不同授課深度和廣度的生命科學類通識課程，普及生命科學知識，引領學生將不同學科專業的知識相互通融，從更開闊的視角進行問題的思考，對于實現生命科學與不同學科專業知識的交融具有重要的實踐意義。植物的訴說課程作為2020 年開設的34 門通識選修課程之一，在教學理念、教學內容、教學方法上進行了積極探索。本文對此分別進行了闡述，旨在為通識課程的教學改革提供參考。

一、在綜合性大學開設植物的訴說通識選修課程的理念和目標

(一)開設植物的訴說通識選修課程是綠色發展理念教育的重要組成部分

綠色發展理念是新發展理念的重要組成部分，強調人與自然、人與社會、人與人之間的和諧生態關系。在大學本科生中廣泛開展綠色發展理念教育，有利于引導師生提高生態文明素質，增強節約意識、環保意識、生態意識，形成綠色發展的自覺。植物是生態系統的重要組成部分，21 世紀面臨的許多重大挑戰都是以植物為基礎：全球變暖，糧食安全以及可能有助于抗擊疾病的新藥的需求。把綠色發展理念貫穿于植物學通識選修課程中，通過關注植物科學研究、關注植物多樣性保護，可以使師生深刻認識到保護植物就是保護我們自己，培養師生形成綠色觀念和綠色價值取向，更加自覺地推動綠色發展、低碳發展、循環發展。

(二)開設植物的訴說通識選修課程是促進學科交叉融合的有效措施

人類社會進入21 世紀以來，包括植物學在內的生命科學發展迅猛，與化學、物理、數學、計算機信息技術以及一些人文學科間的交叉融合日益增多。植物學作為研究植物生命活動規律及其與環境相互關系的科學，是農學、林學、環境生態、食品、醫藥等相關產業發展的基礎，應用植物生理知識可解決人類糧食、能源、環境和未來新空間開發等世界性難題。同時，應用信息及納米等最新科學技術，也可以開發適應不同人群需要的健康且安全的食物和生物產品，拓展植物學發展空間。根據非生物專業授課對象特點有針對性地開設不同授課深度和廣度的植物學類通識課，對于實現生命科學與其他學科專業知識的融合，具有重要的實踐意義。

(三)開設植物的訴說通識選修課程有益于大學生形成健康的生活方式

植物(主要是陸生植物)占地球生物量的80%，與人類的關系貫穿了人類發展史始終，深深影響著人類的生產生活方式。人類的一部分幸福感取決于是否能接觸自然，但在當前全日制教育中，“去自然化”現象比較嚴重，很多學生對身邊環境中的植物和食用的蔬菜、水果都不能準確識別，植物觀察、種植與養護技能更加缺乏，對于轉基因產品安全性、人類活動對生態環境造成的影響等熱點問題很難正確認識。以植物為核心，將植物生理學、生態學、遺傳學等專業課程進行融合優化，結合生產生活真實的情境，結合社會熱點問題，引領非生物類專業學生從生命科學視角、去重新認識、思考植物與人類生活的關系，觀察、體驗、感悟結構決定功能、進化等生命觀念，將學生日常生活中獲取的感性知識與課堂上學習的理性知識相互交融。這對于學生走上社會后，提高生物科學素養，轉變生活方式和消費觀念具有重要作用。

二、植物的訴說通識課的課程內容

在課程內容設置過程考慮到，通識課作為全校性選修課程，修習學生的專業背景和年級不同，學生對所學知識的理解能力存在差異，課程內容以植物生理學知識體系為中心構架，將植物學、生態學、發育生物學、生物化學、分子生物學、基因工程等生物類專業課程的核心內容進行了融合優化。將經典植物生理學知識以新的視角新的教學方式娓娓道來，通過剖析人類生活中的植物生命科學問題，引導學生思考如何應用植物科學類知識解決人類糧食、能源、環境和未來新空間開發等世界性難題，具有鮮明的人文特色。例如，從植物是神奇的生命有機體及其具有物種、遺傳和生態系統多樣性導入，講授植物和人類的關系；以藥用植物為例，講授植物次生代謝途徑和植物次生代謝物的生理功能以及玫瑰精油、青蒿素、紫杉醇、黃芩苷、麻黃堿等幾類重要植物次生代謝產物的提取工藝；基于花卉植物的養護，講授植物的物質代謝、能量轉化和生長發育等的規律與機理、調節與控制以及植物體內外環境條件對其生命活動的影響；以轉基因產品安全性為出發點，講授人類歷史上野生植物的馴化、雜交育種、誘變育種、轉基因育種歷程，轉基因植物應用現狀、植物遺傳轉化方法，分析我國農業面臨的挑戰和當前育種技術的主要瓶頸。

三、植物的訴說通識課程教學實踐

(一)學生選課情況分析

因首次開課，為確保教學效果及參觀實習環節的操作性，將班型限定在60 人。但經教務處反饋，選課人數遠遠超過限定人數，說明在高校開設植物相關科學知識的通識課程，具有一定的需求和必要性。統計數據表明，選課學生中大一學生占比42%，大二學生占比58%；選課學生中與生命科學有一定關聯專業，如生醫、生物、生工、生藥的學生占比28%，而72%的選課學生來自包括軟件、數字、物聯網、經濟管理、法學、新聞、建筑、城規、政教、人工智能等在內的18 個非生命科學專業。調查問卷分析表明，60%學生的植物或生物學知識基礎一般和較差；65%學生對植物或生物學知識學習非常感興趣；92.5%學生基于興趣和拓展知識面的原因選修課程(見表1)。上述數據表明，選課學生來源專業分布廣泛，選課同學大多專業基礎知識薄弱但對植物相關科學知識具有濃厚興趣。考慮這些情況，在教學內容設置方面，有必要對專業教材教學內容作適當調整，既要講授關鍵的專業基礎知識，又要結合不同的專業背景進行相應地增補。值得注意的是，選課學生中大一新生占比較高，對于剛剛進入大學的學生，學習方法尚處于摸索和建立階段，在通識課的教學過程中應兼顧培養專業興趣及形成良好的學習態度和習慣等多方面的作用和任務。

(二)在教學過程中注重實物與實踐教學

調查問卷統計分析表明(表1)，52.5%的學生注重教學內容的趣味性，47.5%的學生注重教學內容的豐富性。如何通過提高在課程學習中學生參與度，形成個體感受，最終提高課程教學效果是課程的重要考慮問題之一。實物教學法是傳授知識最生動、快捷的教學手段之一。在教學過程中，充分利用實物實現教學目標。例如，在教授花的發育及花器官形成時，展示幾朵正在怒放的花；在教授植物的衰老生理時，展示幾片漸變色的葉片；在教授轉基因與生物安全時，展示幾個非轉基因食品標志，使學生在愉悅的課堂氣氛中更快地消化繁雜的知識。實踐性教學環節是培養非專業學生學習興趣的關鍵。在教授植物的形態識別與生態環境章節內容時，充分利用校園植物，帶領學生走出課堂、走進自然。讓學生了解植物的基本分類，基本掌握如何辨識不同類型的植物，學會如何識花辨草，體驗其中的樂趣。引導學生熟悉植物生境以及與周圍環境之間的關系，了解植物在生理和形態上的響應，增強學生對植物生態環境的感性認知和對城市生態系統特點的了解，而不再讓學生簡單學習或記憶植物的分類知識。在教授植物的水分生理及礦質營養章節時，給學生發放花卉植物，讓學生參與育苗與養護整個過程，激發學生學習的興趣和熱情，引導學生思考和溫習這些過程中所應用到的水分代謝、礦質代謝、光合作用等植物生理學相關知識。在實踐過程中，不僅掌握專業知識，而且不斷提高學生自主研究學習的能力。充分利用信息技術使課程多元化，引導學生利用“形色”“花伴侶”等手機APP 自主學習，將拍攝校園內的植物附加植物形態特征、分布特性、功用介紹上傳到微信群，改變單一的傳統教學模式。在課程結束時的調查問卷表明(表1)，喜歡生態園參觀與校園植物辨識內容的學生高達80%，并且有75%的學生建議在今后開課中增加此類實踐環節的內容，這為今后開展教學活動提供了方向和思路。

表1 部分課程問卷調查結果

(三)專項開放式課程考核方式探索

課程考核是診斷學生學習狀態、衡量學習目標達成度及評價教學質量的重要環節。然而，應試教育視域下終結性考試已成為高校創新人才培養的瓶頸。針對通識課的教學特點，打破傳統專業課測試考核方式，在課程的成績評定環節我們嘗試設置了不同的專項內容，教師團隊根據專項完成情況進行成績評定。調查問卷分析表明(表1)，82.5%的學生喜歡認可我們的專項開放式考核方式。僅有17.5%的學生選擇純卷面和過程考核方式，說明學生比較抵觸卷面考試和過程考試所帶來的心理壓力。

本次教學過程設置了5 個專項：東大花事、領養植物記事、植物最前沿科研報告、課程LOGO 設計、學科交叉創新。其中，選擇東大花事專項的學生最多，占比32%；選取課程LOGO 設計的學生最少，占比6%(圖1)。在東大花事專項考核中，學生們開始關注校園內的一草一木，走過那些之前鮮少駐足的校園道路，不再只是接受花葉蔭蔽而步履匆匆，視鮮紅翠綠于無睹，而是放慢腳步，感受自然的饋贈，觀察植物之形色，聆聽植物的訴說，欣賞東大校園內花草樹木的鮮活生命與燦爛芬芳，以不同形式記錄下眼中獨屬于東大校園的秋日花事(圖2(a))。本次教學實踐證明，采用此專項考評，不僅促進了學生學習植物學相關知識的興趣，而且增強了學生對校園環境的了解和對學校的認同，獲得了超出預期的教學效果。在課程LOGO 設計中，建筑專業的學生以圓潤的兩片葉子表達新生的植物力量，問號具象化植物中有無窮的秘密值得我們去傾聽；或采用流暢的葉子流線為基底，加入女性側臉剪影以擬人化的手法表達訴說的概念(圖2(b))，做到了學以致用，表現優秀，受到教研團隊老師的一致好評。

圖1 專項開放式考核占比分析

圖2 專項考核展示

文獻閱讀是引導學生了解和掌握專業領域學術動態、培養科研素養的重要途徑和手段，也是開展大學生創新性實驗項目、本科論文畢業設計等科學研究工作的起點和基本功。鑒于本次教學過程中28%的學生具有專業基礎知識，我們設置了植物最前沿科研報告專項。鼓勵本專業選課同學，基于課程內容，圍繞近期發表的植物科學相關研究論文進行深度閱讀并完成課堂報告。在本次教學過程中，組織學生重點研讀了2020 年發表的10 篇頂級刊物科研論文，見表2。

表2 植物科學前沿報告內容總結

這些論文分別關注了根際調控過程、利用酶工程改造水稻提升光合效率、植物防曬新機制、生長與壽命的負相關性、利用全基因組甲基化分析研究植物跨代脅迫記憶的分子機制、生長素在花瓣脫落過程中的分子機制、乙烯前體在植物生殖中的新生理功能、鐵皮石斛的次生代謝、利用基因組編輯對數量性狀進行精細調控獲得不同糖分含量的草莓、利用基因編輯系統精確編輯基因為作物改良創造新機會等方面的熱點研究內容，與植物礦質營養、光合作用、生長發育、激素、次生代謝及育種等章節的課程內容相呼應，進而拓寬植物生理學教材內容，同時提升通識課課程內容的深度。但在課程結束時的調查問卷分析表明(表1)，關注課程內容的深入性和前沿性的學生分別僅有5%和7.5%，提示我們要充分注意到非生命科學相關專業的學生與本專業學生對專業知識的需求差異，建議通識課僅面向非本專業學生授課，以便降低課程內容難度，迎合非專業學生的興趣需求。

四、植物的訴說通識課程教學效果評價

通過課程結束時的問卷調查，我們了解到97.5%的學生喜歡這門課程并愿意向其他同學推薦此門課程，82.5%的學生支持專項開放式考核方式，表明學生對整個教學情況具有較高的認可度。學生們對我們的授課內容和教學方式印象深刻，對植物科學相關知識的興趣和掌握超出我們的預期。尤其是，我們摸索出了專項開放式考核方式，學生可以根據課堂上未盡的討論，結合自己的知識背景以及興趣愛好，從學科交叉融合的角度總結自己對植物學術前沿和社會熱點問題的理解和思考，這將不再是傳統意義上給出一個標準化的答案，可能是具有共識性的，而有些又是仁者見仁智者見智的，給學生留出足夠的空間進行思考；學生可以選擇定株觀察植物的生長變化并結合課程知識點完成觀察報告，在考核過程中融入學生校園生活中的體驗和實踐，使得課程考核也是快樂的。在今后的教學過程中仍然需要注意保持一定的知識體系架構，授課內容要具體、有用、有趣，注意聯系實際，持續激發學生的學習興趣和熱情。