基于低碳理念的藥用植物育種學課程教學改革與實踐

李丹丹，梁 瑾，羅春麗，李金玲，王華磊，劉紅昌，黃明進，羅夫來

（貴州大學農(nóng)學院 貴州，貴陽 550025）

低碳教育是通過教育手段灌輸?shù)吞及l(fā)展理念，提高學生低碳意識，使其掌握低碳生產(chǎn)和低碳生活知識與技能，樹立正確的環(huán)境價值觀和態(tài)度的教育科學[1]。在經(jīng)濟全球化發(fā)展和全球氣候變暖大背景下，發(fā)展綠色、低碳經(jīng)濟已成為全世界各國普遍共識，低碳理念不斷活躍在人們視野中。黨的十八大以來，國家高度重視生態(tài)文明建設，隨著社會發(fā)展和人類命運共同體推進，低碳理念不斷深入各行各業(yè)，2021年出臺的《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，進一步要求立足新發(fā)展階段，要貫徹新發(fā)展理念，構建新發(fā)展格局，需堅持系統(tǒng)觀念，處理好發(fā)展和減排、整體和局部、短期和中長期的關系，把碳達峰、碳中和納入經(jīng)濟社會發(fā)展全局，要推動產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級，加快推進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，促進農(nóng)業(yè)固碳增效[2]。在低碳發(fā)展的過程中，大學生群體始終作為國家人才資源儲備力量，是社會與民族責任的主要承擔者，當前世界發(fā)展綠色低碳經(jīng)濟的大潮對大學生的綜合素質(zhì)提出了新的要求，課程教學對學生的知識獲得、信仰培養(yǎng)等有決定性影響，眾多研究認為，在現(xiàn)代教育中應融入低碳理念，強調(diào)低碳教育[3-5]。藥用植物育種學是一門研究選育和繁殖藥用植物優(yōu)良品種的科學，該課程是綜合農(nóng)學、藥用植物學、栽培學、育種學、生態(tài)學等學科知識的交叉應用學科，同時作為促進中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新的核心課程，具有很強的理論性和實踐性[6]。近年來，國家對發(fā)展中醫(yī)藥事業(yè)不斷重視，出臺了系列綱領性文件，并專門印發(fā)了《關于促進中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新發(fā)展的意見》，這對高校培養(yǎng)符合中醫(yī)藥事業(yè)新發(fā)展需求的創(chuàng)新性人才提出了新的更高要求[7]。創(chuàng)新是引領發(fā)展的第一動力，為此，我們努力探索藥用植物育種學教學的改革與實踐，將低碳理念融入藥用植物育種學課程教學，進一步激發(fā)學生的學習興趣，增強學生的創(chuàng)新能力，同時培養(yǎng)大學生低碳發(fā)展觀念和提升對生態(tài)的責任感，以期進一步提高藥用植物育種學教學質(zhì)量，培養(yǎng)更多適應新時代發(fā)展需求和能肩負中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新的復合人才。

1 融入課程思政，樹立低碳意識培育創(chuàng)新精神

在藥用植物育種學課程教學過程中融入思政教育，可有機結合思政教育與課程中蘊含的求真務實與科學思辨等內(nèi)涵，更好幫助學生樹立正確的人生觀、世界觀和價值觀[8]。藥用植物育種學具有較強理論性、實踐性和應用性特點，根據(jù)培養(yǎng)目標，本校在該課程中共設置理論課24學時，實驗16學時，實踐教學16學時，僅從有限的學時進行教學，學生很難全面主動掌握相關知識，難以培育學生低碳意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，因此在教學中常根據(jù)專業(yè)學科特點和現(xiàn)有教學條件，結合時代發(fā)展需要不斷探討課程教學方式方法[9]。為達到基于低碳理念的藥用植物育種學課程教學改革目標，培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)高，低碳意識和創(chuàng)新意識強，滿足新時代發(fā)展需要和肩負中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新的復合型人才，融入課程思政可有效引導在教學各環(huán)節(jié)中始終做到堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，幫助藥用植物育種學課程不斷優(yōu)起來、教師不斷強起來、學生不斷忙起來、管理不斷嚴起來、效果不斷實起來。教師做到深刻理解融入課程思政對教學的重大意義，準確把握將思政教育融入課程全過程的可行性，切實將低碳理念真正與課程教學通過課程思政將二者統(tǒng)籌協(xié)調(diào)起來。按照教育部提出的關于加強構建高等教育高質(zhì)量發(fā)展體系，培養(yǎng)高質(zhì)量人才相關要求，結合進入新時代新發(fā)展階段的時代背景，在教學中始終貫徹新發(fā)展理念，并基于低碳理念不斷深入全面系統(tǒng)梳理藥用植物育種學課程中所蘊含的思想政治教育元素，分章節(jié)教學內(nèi)容、分教學重點難點篩選低碳思政案例，努力實現(xiàn)思政教育與專業(yè)教育良性互動，將低碳理念潛移默化傳遞給學生，更好激勵學生在中醫(yī)藥事業(yè)傳承的基礎上基于低碳理念不斷挑戰(zhàn)創(chuàng)新，幫助學生樹立低碳意識，培育學生創(chuàng)新精神，更好推動中醫(yī)藥事業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

2 豐富教學內(nèi)容，強化低碳理念促進創(chuàng)新意識

藥用植物育種具有與其他植物育種不同的特殊性，在教學內(nèi)容中除了講授植物育種的基本理論和技術外，還要重點講授藥用植物育種在保證中藥材品質(zhì)重要性方面的內(nèi)容。當前受新冠疫情影響，中醫(yī)藥在疫情防控發(fā)揮的重要作用表現(xiàn)來看，社會對中醫(yī)藥的重視顯著提高，市場對中藥材的需求量也顯著增強，但受到環(huán)境污染和能夠且適宜種植中藥材的土地資源限制，根據(jù)中藥材生長特性和種植環(huán)境特點，采用科學技術手段，合理利用生態(tài)環(huán)境，以實現(xiàn)中藥材優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效與生態(tài)文明建設協(xié)調(diào)發(fā)展為目的，選育適宜中藥材生態(tài)種植的中藥材品種和適宜發(fā)展中藥材生態(tài)農(nóng)業(yè)的中藥材品種任務急切，亟待基于低碳理念在實際中組織開展中藥材生產(chǎn)工作和藥用植物育種工作。

在開展藥用植物育種學教學過程中，教材作為教學的重要載體，對教學有根本性指導作用，自2022年3月開始，對教材選擇進行了變更，采用了高等教育出版社2020年出版的楊生、郭巧生主編的《藥用植物育種學》教材，盡管該教材系統(tǒng)展現(xiàn)了藥用植物育種的技術和方法，也根據(jù)近年來的藥用植物最新育種成果對教材內(nèi)容進行了更新，但隨著社會發(fā)展需求的不斷提高，教學內(nèi)容除了教材本身內(nèi)容以外，仍然需要根據(jù)實際和時代變化特征以及科學技術不斷發(fā)展進行與時俱進，這也是對教育工作者常態(tài)化豐富教學內(nèi)容的基本要求。當前我國社會發(fā)展進入新時代新發(fā)展階段，同時受到國際國內(nèi)環(huán)境變化影響和耕地面積限制，如何協(xié)調(diào)糧食與中藥材生產(chǎn)間的關系和問題，如何實現(xiàn)低碳化集約化高效化開展中藥材生產(chǎn)，從育種角度實現(xiàn) “不向農(nóng)田搶地，不與草蟲為敵，不懼山高林密，不負山青水綠” 的目標[10]，在教學內(nèi)容上除了育種的基本原理和方法外，要結合學科發(fā)展趨勢，緊跟中醫(yī)藥事業(yè)、中藥材產(chǎn)業(yè)和藥用植物新品種選育的發(fā)展方向，不斷強化低碳理念內(nèi)容，融合最新研究成果，不斷加深學生低碳理念，促進學生創(chuàng)新意識不斷增強。中藥材種質(zhì)資源是中藥材遺傳改良及新品種選育的物質(zhì)基礎，做好中藥材種質(zhì)資源保護和高效利用可促進中藥本身質(zhì)量提升和產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展[11]，開展藥用植物育種工作離不開種質(zhì)資源收集利用工作，講授種質(zhì)資源相關內(nèi)容時，補充了部分全國第四次中藥資源普查的最新研究成果。品質(zhì)育種、抗性育種是藥用植物育種中基于一定的育種程序和途徑開展的以關鍵育種目標導向性育種，隨著中藥材需求量增加，藥用植物栽培面積擴大，連作障礙越發(fā)普遍，很多藥用植物都存在化感自毒作用，影響藥材產(chǎn)量和質(zhì)量，利用雜交育種、誘變育種及基因工程育種技術選育抗自毒作用強的藥用植物品種[12]，能夠適應于連作不斷惡化的土壤環(huán)境，對提高藥用植物抗性和產(chǎn)量、質(zhì)量，促進藥用植物低碳綠色可持續(xù)發(fā)展有重要意義。此外，利用組織培養(yǎng)技術開展藥用植物次級代謝產(chǎn)物生產(chǎn)、開發(fā)利用非藥用部位的有效成分等途徑也能夠有效緩解藥用植物資源和土地資源壓力，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展。通過結合新時代需要和實際案例講述育種知識，達到了強化學生低碳理念和促進學生創(chuàng)新意識的作用。

3 優(yōu)化教學方法，拓展低碳認識激發(fā)創(chuàng)新熱情

在教學過程中，幫助學生拓展對低碳理念的認識，在藥用植物育種學的學習中不斷激發(fā)學生的學習熱情、創(chuàng)新熱情，對于理論性強、理論教學內(nèi)容枯燥的課程[13]，無疑是教師教學的一大難點。多年教學效果來看，如果不改變過去以教師講授為主，學生學習相對被動的狀態(tài)，就不會改變學生學習興趣不濃，自學能力不足，學習缺乏主觀能動性的現(xiàn)狀，很難達到基于低碳理念的課程教學改革目標，激發(fā)學生創(chuàng)新熱情，培養(yǎng)學生中醫(yī)藥事業(yè)的傳承創(chuàng)新精神。

為拓展學生對低碳的認識，激發(fā)學生學習興趣和創(chuàng)新熱情，近年來在教學中積極調(diào)整教學方式，通過多種途徑和方法，調(diào)動學生的積極性。建立本門課程專用教學微信群，在課程前適當布置一些任務，讓學生課前對即將講授的部分有初步概念和相關領域的認識，便于在課程中進一步加深理解。在藥用植物育種學教學方法上適當引入任務驅(qū)動模式、案例模式、雨課堂模式和翻轉課堂教學模式等多種教學方法，將低碳理念潤物細無聲的滲透到教學活動當中。課堂教學中在講授具體育種理論和方法的時候，引入一些近年來在藥用植物育種上運用低碳理念的經(jīng)典案例，如黃精、天麻、石斛等新品種選育過程。教學中充分利用貴州大學智慧教室平臺，開發(fā)多樣化教學法，打造優(yōu)質(zhì)課堂，這也是一種低碳理念的重要體現(xiàn)。例如情景設計教學法，在講述第九章 “生物技術育種” 中原生質(zhì)體的作用時，采用清新課堂隨機點名讓同學們回答原生質(zhì)體的概念及有哪些作用，檢驗同學們的預習效果，通過兩個情景的設計，讓同學們繼續(xù)思考并深刻理解原生質(zhì)體在研究藥用植物次生代謝產(chǎn)物生物合成及擴大植物雜交范圍的重要作用。再如寓教于樂法，在講述基因工程技術在藥用植物育種中的應用時，引入多幅漫畫，使同學們在歡樂的氛圍中復習前面所學的系統(tǒng)選育、雜交、誘變育種途徑，使同學們理解基因工程技術可實現(xiàn)植物品種的定向遺傳改良。課后給學生布置一些基于低碳理念開展藥用植物育種工作的設計作業(yè)，加深學生對育種方法重要性的理解，激發(fā)學生探索創(chuàng)新能力。

“去中心化” 教學可讓學生成為課堂的主人，提高學生課堂參與度，建設高效課堂。如課程各論環(huán)節(jié)，在學生掌握育種目標的制定、育種方法和途徑的基礎上，將學生分成若干小組，要求學生任選一種藥用植物，通過查閱文獻資料，理清該種藥用植物目前生產(chǎn)中有哪些主要品種，有哪些主要性狀需要改良，帶著這些問題，制定該植物品種具體而細化的育種目標，制定育種計劃，探索盡可能多的育種方法和途徑，并分析優(yōu)缺點、可能實現(xiàn)的效果及可能的風險等，各小組成員對最終成果進行PPT展示及答疑，其余學生認真聽講并提問，同時組間輪流當評委，對臺上同學的講授進行點評和打分，作為考核成績的一部分。教學方法的改變，讓學生在不同角色的切換中，學會換位思考，去提點別人的同時，也在不斷審視和完善自己，提高學生學習積極性，激發(fā)學習熱情，使學生能夠在歡樂的氛圍中強化自己的知識體系，打造優(yōu)質(zhì)高效課堂，以翻轉課堂形式告別 “填鴨式” “念書式” 的高能耗低效課堂。

4 提升實踐平臺，倡導低碳行為夯實創(chuàng)新陣地

實踐教學平臺是進行教學、科研和示范推廣的重要基礎建設[14]。專業(yè)學科經(jīng)過多年建設，目前已建成并能用于開展藥用植物育種學的實踐平臺有貴州省藥用植物繁育與種植重點實驗室、貴州省中藥材繁育與種植實訓基地、藥用植物標本實驗室以及中草藥栽培與鑒定專業(yè)教學農(nóng)場等。經(jīng)過專業(yè)培養(yǎng)目標調(diào)整后[15]，在教學中不斷提升藥用植物育種學課程實踐教學平臺，始終倡導致力于低碳理念和低碳行為的方向持續(xù)夯實創(chuàng)新陣地，結合實驗室存在的節(jié)能減排意識不強和實驗室使用不規(guī)范等現(xiàn)象，進一步建立健全實踐平臺管理規(guī)章制度，通過構建更加科學合理的實踐教學體系，用低碳理念，建設更加綠色、創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、開放、共享的實踐教學環(huán)境，所有實踐教學平臺面向各年級學生開放，定期組織開展安全知識培訓、節(jié)約能源宣傳。同時，結合中醫(yī)藥事業(yè)傳承創(chuàng)新要求和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略及生態(tài)文明建設的不斷深入推進，積極拓展適宜開展藥用植物育種學教學實踐資源，與地方企業(yè)或生產(chǎn)園區(qū)簽訂教學實踐基地協(xié)議，共建產(chǎn)學研訓實踐教學基地，專業(yè)課任教師根據(jù)科研需求建設的試驗基地也作為學生開展藥用植物育種學實踐教學重要平臺，如到本專業(yè)教師建設的石斛繁育生產(chǎn)基地，學生可以了解石斛生態(tài)化種植的各種常見栽培模式和創(chuàng)新栽培模式外，還能了解從各地收集的不同品種石斛種質(zhì)資源，了解不同資源的特征特性，結合低碳理念，學生可以拓展了解石斛一些新品種選育過程。每年根據(jù)實際情況，也會組織學生到畢節(jié)大方天麻和蜜環(huán)菌生產(chǎn)基地開展教學實習，到赤水了解金釵石斛如何圍繞統(tǒng)籌好山、水、林、人協(xié)調(diào)發(fā)展開展野外生態(tài)環(huán)境下人工繁育，用最貼近實際的藥用植物繁育過程幫助學生更結合實際和生產(chǎn)需求深入領會課程知識點，熟悉實際生產(chǎn)工作，啟發(fā)學生創(chuàng)新靈感。通過實踐平臺建設和提升打造，在良好的實踐平臺和實踐環(huán)節(jié)中，更好幫助學生理解低碳理念，了解中醫(yī)藥發(fā)展政策，更好掌握和運用藥用植物育種學基本理論和方法，分析和解決實際問題的能力。

5 改進實踐環(huán)節(jié)，踐行低碳理念提升創(chuàng)新能力

藥用植物育種學作為一門實踐性強的課程，實踐教學是一個重要的教學環(huán)節(jié)，積極挖掘藥用植物育種學課程內(nèi)容與低碳理念的結合點，設計并完善該課程的實踐教學環(huán)節(jié)，使學生能夠在認識低碳理念基礎上，通過校內(nèi)與校外的實踐活動，增強學生與自然、社會的廣泛聯(lián)系，使學生能夠做到知行合一，從內(nèi)心深處踐行低碳理念，促進創(chuàng)新能力提升，更好發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢。

針對藥用植物育種學課程實踐教學進行性優(yōu)化，近年來構建了 “基礎實驗—綜合實驗—設計性試驗” 多層次的實驗教學體系，將低碳理念潛移默化的融入到實踐教學當中，調(diào)動學生在低碳實踐環(huán)節(jié)中的主體作用，實現(xiàn)低碳理念與實驗內(nèi)容的緊密聯(lián)結，使學生在實踐環(huán)節(jié)運用專業(yè)知識的過程中，能夠自覺踐行低碳理念，增強責任感，同時促進建設低碳校園。例如開設的 “多花黃精材料的優(yōu)株選擇” “天麻不同變型的自交與雜交” 等綜合性實驗，以基礎實驗 “花粉形態(tài)觀察及生活力測定” 為依托，強化同學們對植物傳粉方式與育種途徑的相關性的理解。根據(jù)教學科研任務結合特定某種藥用植物組織學生設計包括資源收集、標本制作、材料保存、資源圃建立、資源綜合性評價結合起來的綜合性試驗，幫助學生更加系統(tǒng)掌握藥用植物育種學相關知識。學生實驗課程通常在室內(nèi)進行，要求學生們及時清洗玻璃器皿，做到循環(huán)利用，節(jié)約水電，及時打掃衛(wèi)生等，并將此納入實驗環(huán)節(jié)考核指標中去。如在開展藥用植物評價中，對其有效成分進行回流提取時，可以對冷凝水進行收集重復利用，節(jié)約水資源。在藥用植物種質(zhì)資源的識別及鑒定時，改變以往保姆式實踐教育，即教師將不同種質(zhì)資源材料準備好，學生在實驗室簡單測定種質(zhì)資源的主要差異性指標，而是讓學生全流程參與，學生也親自參與1～2次種質(zhì)資源采集，在采集野生藥用植物資源的過程中踐行低碳理念，不可采用破壞式進行資源采集，如資源收集時可收集種子、珠芽、根莖等。此外，教學中也會積極響應學院號召，始終做到以學生為本，圍繞低碳理念，積極鼓勵本科學生在二年級開始提前參與到教師的科研項目和研究生的具體試驗中，如參與黃精資源收集、性狀考察、有效成分測定等，參與白芨、石斛等藥用植物組織培養(yǎng)，以及天麻、石斛等藥用植物仿野生繁育，也參與開展草珊瑚抑菌活性物質(zhì)篩選、石斛堿相關基因克隆與功能驗證等，從早培養(yǎng)學生科研意識、創(chuàng)新意識。專業(yè)教師每年也會積極指導本科生結合藥用植物育種學理論知識和生產(chǎn)實際申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、學校SRT項目和創(chuàng)新性實驗項目，通過學生主動參與，進一步提升學生的創(chuàng)新能力。

隨著生態(tài)文明建設的不斷深入推進，在促進中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新的征途上，藥用植物育種工作任重道遠。立足新發(fā)展要求，貫徹新發(fā)展理念，提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)符合中醫(yī)藥事業(yè)新發(fā)展需求的創(chuàng)新性復合人才，是一項長期而艱巨的任務。本文根據(jù)藥用植物育種學的課程特點，結合當前新發(fā)展形勢和要求，基于低碳理念，總結了藥用植物育種學課程教學的初步改革和實踐。隨著科學技術的不斷迅猛發(fā)展，也需要教師進一步加強政策理論學習，把握新時代發(fā)展需要，基于低碳理念提升自身科研能力和水平，同時結合實際進一步豐富教學內(nèi)容，優(yōu)化教學方法，提升實踐教學平臺和改進實踐教學環(huán)節(jié)，與學生形成良性互動，不斷提高藥用植物育種學課程教學質(zhì)量，更好激發(fā)學生創(chuàng)新意識、培育學生創(chuàng)新精神，為培養(yǎng)更多適應新時代發(fā)展需要、能準確貫徹新發(fā)展理念和能肩負中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新的藥用植物育種優(yōu)秀人才做出應有貢獻。