《植物生物技術》課程建設研究與實踐

劉志欽，劉建，王瓊麗，袁照年，何水林

（福建農林大學 福建,福州 350002）

隨著新世紀分子生物學的迅猛發展，動物，植物以及微生物之間的基因交流已經成為了可能，未來植物育種的可利用儲備基因資源不僅可以從植物本身挖掘，而且可以開拓來自于植物以外的其它生物，如何開發和利用這些基因資源將成為未來植物育種的關鍵問題[1]。而將植物基因克隆、分子標記育種和植物細胞培養緊密地結合在一起就形成了新的學科：植物生物技術。植物生物技術是農林院校的一門重要的專業基礎課，目前國內很多高校的農學相關專業已經開設了該門課程，對培養農學創新型人才具有重要的意義。而人才的培養必須遵從社會市場的需求，并且要隨著經濟和社會的發展而做出相應的調整[2]。同樣《植物生物技術》課程也應該隨著現代科技的發展，社會人才需求的變化，在教學上做出相應的改革，本文主要針對福建農林大學農學院各個農學專業特征以及本科生的培養方案，從課程基礎建設的各個方面進行了探討和改革，希望對農學專業人才的培養有所啟發，也希望為農林院校《植物生物技術》課程改革提供參考。

1 課程建設過程

福建農林大學農學院植物科學與技術專業成立于2014年，并于當年招收第一屆新生，在培養方案制定中，將《植物生物技術》作為專業核心課。2015年起作為種子科學與技術專業本科生專業選修課，2016年其作為農學專業本科生專業選修課。該課程開設6年以來，我校針對不同專業學生的培養目標和培養方案，在教學過程中對《植物生物技術》不斷的進行優化和改革，因材施教[3]，幫助同學更快地掌握相關理論知識，提高學生將所學理論知識應用到科學研究中的能力。

2 課程基礎建設

2.1 教師團隊建設

為了做好《植物生物技術》課程的開設工作，福建農林大學農學院植物科學與技術系教研組專門組建了課程組，在植物科學與技術學科帶頭人何水林教授指導下，課程組成員共同鉆研和探討，在課程體系，教學內容和教學方法等方面的建設達成了共識，并修訂了教學大綱。《植物生物技術》是一門理論學習和實際操作緊密結合的學科，要求同學們要學會將所學理論知識應用到科學研究中，所以，該課程理論課由長期從事植物生物技術領域研究且學術水平較高、教學經驗豐富的教師承擔主講，而配套的實驗課由在一線從事科學研究并且學術水平較高的年輕教師負責。

鑒于《植物生物技術》是一門與當前科學前沿息息相關的課程，課程組一直鼓勵《植物生物技術》任課教師廣泛閱讀與自身研究領域或者植物生物技術相關的最新學術論文，了解植物生物技術科學前沿，不斷開闊學術視野，并且不定期舉辦學術交流會，不斷完善和精進課程內容，力爭提高教學水平[4]。

2.2 教學理念的轉變

教學理念是整個教學工作的靈魂，教學理念的轉變將直接影響教學效果，教師是傳授專業知識的主體，更是立德樹人的主體。作為《植物生物技術》的專業課老師在課程教學過程中除了向學生傳授科學知識之外，還要通過“課程思政”的方式潛移默化地達到育人的效果，這要求專業課老師要將“課程思政”融入到教學理念中去，“課程思政”要求授課老師在保證達到“傳播知識”目的的基礎上融入思政元素，在“教書”的過程中達到“育人”的作用，實現“知識傳播”和“立德樹人”有機統一。

2.3 課程標準的修訂

課程標準的制定要著眼于授課對象的專業培養方案以及高校人才培養目標。《植物生物技術》作為植物科學與技術專業的核心專業課，農學和種子科學與技術專業的專業選修課，可以為將來畢業從事植物生產類相關工作或者就讀研究生繼續深造的學生打下良好的基礎。根據《植物生物技術》課程的科學屬性，我們在教學過程中主要以解決科學問題為主線，將每個章節的知識點串起來，將科學思維貫穿于我們整個課堂授課中，引導學生樹立正確的科學觀念，培養學生將所用理論知識應用到科學研究的能力。

2.4 教學大綱的修訂

教學大綱是整個課程教學中起到骨架支撐作用，將直接影響著人才培養的質量。教學大綱的制定不僅要遵循授課對象的培養方案，而且還要根據當代科學技術的發展動態地進行相應地修訂。針對植物科學與技術、農學和種子專業本科生在生物化學，分子生物學方面基礎相對薄弱的情況，我們對教學大綱做了一定的修改，如在植物基因工程部分加入基因工程的工具酶的介紹。

《植物生物技術》課程內容主要分為三個部分：植物組織培養、植物基因工程和分子標記輔助選擇育種，各章內容相互銜接。值得注意都是，分子標記育種技術這部分在授課對象已經修完的《遺傳學》中已經介紹過，因此《植物生物技術》理論教學過程中我們重點介紹植物組織細胞培養技術和植物基因工程相關內容。我們所選教材是張獻龍等老師主編的《植物生物技術》（科學出版社出版），該教材理論課設置為46個學時。而根據福建農林大學農學院新版培養方案，該課程總學時為50學時，所以我們在植物基因工程部分加入了基因工程主要技術的原理和方法，這部分內容主要介紹基因工程的常規技術，比如酵母雙雜交系統（Y2H），酵母單雜交系統（Y1H），蛋白質免疫共沉淀（co-IP），凝膠阻滯實驗（EMSA），雙分子熒光互補（BiFC）等。

植物生物技術是一門對實踐要求較高的學科，而純粹的理論學習比較抽象，如果沒有同步開展課程相關的實驗課，很多理論知識就難以理解，影響學習效率，影響教學效果。鑒于此，該環節設置了60個學時的實驗課（獨立課程），加入教學內容中。這樣理論與實驗操作相結合，不但可以幫助同學們更好地掌握理論知識，而且還可以提高同學動手能力和科學素養。

植物生物技術同時也是一門發現迅猛的學科，這要求我們在授課過程中不能按本宣科，教學內容不能一成不變，而是要及時關注最新科學前沿，并且及時將植物生物技術相關的科學進展融入教學內容，從而保證教學內容的先進性和創新性[5]。另外，為使學生了解植物生物技術理論知識如何應用到現代的科學研究中，還設置了2個學時的文獻閱讀和學術匯報，授課教師搜集植物生物技術相關的國內外學術期刊論文，分組給學生，要求學生閱讀文獻，制作PPT并在課程上進行匯報，由授課老師對學生的匯報做出點評和打分，并且作為學生平時分的依據之一。這樣不僅可以讓學生了解最新的科學進展，而且可以提高學生將理論知識應用到科學研究的能力。

2.5 教材的選擇

教材的選定在教學中占有重要地位，因此選定教材是一項既重要又嚴肅的工作，基于福建農林大學農學院創新型人才培養目標，通過對多種植物生物技術相關教材的比較和遴選，選用了華中農業大學張獻龍老師主編的《植物生物技術》（科學出版社出版）作為課程教材，而朱延明老師主編的《植物生物技術》（農業出版社出版）和肖尊安老師主編的《基因工程》（高等教育出版社出版）作為輔助教材。除了教材，我們還給學生推薦了相應的參考書籍，以開闊學生的專業視野，同時培養學生自主學習的能力。植物基因工程這部分內容我們推薦了科學出版社出版的《分子克隆實驗指南》（第三版），以及何水林老師主編的《基因工程》（科學出版社）作為參考書。教師在教學的過程中，不應該是簡單地“教教材”，而應該是在“用教材”，教師應該精讀教材，系統研究教材，對教材內容進行分析和整合，最終用一條“主線”將整本教材的內容串起來。在教學過程中，順著“主線”展開知識的傳授，并且在教學過程中逐漸形成個性化教學[6]。

2.6 教學內容的選擇

教學內容的選擇和優化最重要的工作是如何引入思政元素，實現“課程思政”。在“課程思政”教學中，如何將專業知識傳授與思政教育有機結合[7]，提高“課程思政”教育教學效果，思政教學內容的選擇顯得尤其的重要。關鍵是對教學內容進行深入研究，尋找思政教育的切入點，思政內容與專業知識一定要有機結合，而不能“為了思政而思政”，否則會使課程思政顯得非常突兀，反而影響了課堂質量。根據專業課的內容和特點在教學內容中挖掘了不少“隱性”思政教育資源，以下列舉出部分教學內容選擇上的原則和措施。

2.6.1 引導學生樹立辯證唯物主義觀點馬克思辯證唯物主義是德育教學中的重要內容，很多學科其實都隱喻著大量的馬克思辯證唯物主義的思想，《植物生物技術》課程也不例外。例如噴灑一定濃度的外源水楊酸可以一定程度地增強植物的抗病性，但是當水楊酸的濃度達到了一定濃度之后，對植物來說反而成為了一種逆境脅迫，這其中就蘊涵著“過猶不及”的意思，教育學生凡事要學會掌握尺度。這種科學思維其實不僅僅存在于科學研究領域，同樣而存在于平時的為人處世中。

2.6.2 協作在自然科學研究中發揮重要的作用當前大量的科學成果都是多個單位合作，或者是多個通訊作者，或者是多個第一作者，這里面體現了合作的重要性[8,9]。在《植物生物技術》課程中有很多知識點或者案例，體現了協作的重要性，比如多種工具酶的發現和應用都是由多個科學家共同完成，如限制性核酸內切酶和T4連接酶等；比如目的基因必須借助載體進入受體細胞，復制和表達需要目的基因，載體和受體細胞三者的配合才能實現，這就好比人才需要借助平臺才能發揮他的作用，而團隊需要單位提供后勤保障，再比如綠色熒光蛋白的發現和應用也是有多位科學家合作破譯，這都體現了合作和團隊的重要性，通過這些案例的講解，教育同學們將來走出社會工作或者繼續度研究生深造后，都不可避免地要進入團隊，要學會處理好個人與團隊之間的關系，這樣個人才能夠健康成長，團隊也才能更好地得到發展。

2.7 教學方式的改進

不同的授課老師可能會有不同的教學方式，但是不管是采用什么方式的教學方式，其主要目的是可以幫助授課對象更好地理解和掌握理論知識，以期達到教學目的。教學方式要根據課程特征，教學內容以及課堂上同學們的狀態，采用多種方式。除了常規的板書和PPT傳授之外，還可以在PPT中加入圖片，動畫或者視頻等多元素，增加趣味性。采用提問式教學，可以以最快的速度集中同學們的課堂注意力，提高聽課效率。而采用參與式和互動式教學，提倡學生大膽思考，敢于提問，從而提高學生發現問題，解決問題的能力。個別章節的知識點，采取學生代替老師授課的方式開展，從同學的角度去思考教學方式，探索同學們更喜歡的教學方式。另外在課程實施期間，安排同學分組閱讀最新的學術論文，制作PPT，在課程的最后一課，由同學們進行匯報，老師點評，讓同學們感受到理論知識是如何應用科學研究中。

2.8 考核方式的改進

考試是課程檢驗學生對所學知識掌握情況的有力方法，是教師評價教學效果的重要依據[10]，能否全面地對學生所學知識進行考核，考試方式的選擇顯得尤其的重要。根據課程的特點，考核方式除了常規的閉卷老師的方式，還有課程科技論文寫作和科學文獻匯報等方式。科技論文寫作，主要是考查同學們將所學理論知識應用到具體的科學研究的能力，在這個過程同學們要學會如何查閱相關文獻，如何閱讀文獻，還有規范同學們科技論文寫作。文獻匯報主要是老師給學生指定的最新的與課程相關的學術論文，學生通過閱讀，分組制作PPT并且在課堂上匯報，老師進行點評和打分，這種方式可以讓同學們了解所學的理論知識如何應用到科學研究中。

3 結語

課程建設是高校人才培養的基礎和核心，高校人才培養的質量最主要是取決于課程建設的品質。福建農林大學農學院近年來按照學科制定的培養方案，不懈努力地加強了《植物生物技術》的課程建設，但是仍然存在著很多不足，在將來的教學過程中，我們將繼續深入研究，加強課程建設，并且與同行多交流，逐步提高課程品質，實實在在地服務于高校的人才培養。