種質資源創新利用下的園林植物遺傳育種學課程教學改革的探索與實踐

宋雪彬，李偉，郝青，劉慶超，王海

（青島農業大學 園林與林學院，山東青島 266109）

園林植物遺傳育種學課程是園林專業的必修課：遺傳學部分主要講授園林植物的遺傳物質、遺傳特性以及人工干涉等內容，涉及遺傳學的三大遺傳規律、數量性狀遺傳、近親繁殖和雜種優勢、染色體的數目變異和結構變異、細胞質遺傳、遺傳的細胞學基礎、群體與進化等遺傳學基本知識和內容；育種學部分主要講授常見園林植物育種技術等多方面的知識，包括引種、選擇育種、雜交育種、誘變育種、分子育種等相關內容。園林植物遺傳育種學課程是學生在學習了植物學、園林樹木學和園林花卉學等課程的基礎上開展的，學生通過對遺傳育種學基本原理和基本方法的學習，獲得能夠運用遺傳育種學基本理論知識，說明和解決研究實踐中遇到的遺傳育種學問題的基本能力，從而為從事園林植物遺傳育種工作和科學研究打下基礎。但是，隨著遺傳育種學的不斷發展，新理論、新技術、新品種的不斷產生以及國家對種質資源保存與利用的重視，該課程的知識體系和教學方法都面臨巨大的挑戰[1]。教師怎樣將傳統知識與前沿知識有機結合，怎樣將理論知識與種質資源創新實踐結合，采用怎樣的教學方法講授該課程，是對該課程授課教師授課能力的考驗。

1 園林植物遺傳育種學課程傳統教學現狀及存在的問題

1.1 教學方法單一，知識點掌握處在淺層次階段

傳統課程教學采用教師講授為主的線下教學，以知識點講解為主。教師能夠充分利用多媒體的表現能力，將書本的知識點用PPT 講授，教學形式和教學方法較為單一[2]。雖然課堂中傳遞的知識信息量較大，但學生難以達到對教學內容及知識點的深入理解、融會貫通等要求，師生互動性差，學生學習積極性不高。學生對于知識點的掌握處于記憶、理解階段，為淺層次的認知，未開展深層次學習，達不到高階思維和知識創新能力的要求，不利于對所學知識的充分理解和消化吸收[3]。同時，年復一年的重復課程教學，也容易使教師產生固化的教學思維模式，過多依賴教材。采用這樣的教學方法，往往限制學生的發散思維，學生過多依賴教材和教師講解，對知識的掌握比較單一。并且，在傳統課程教學實施過程中，教師與學生交流過少，學生主體作用沒有充分發揮，不符合認知心理學和“以人為本”的教育理念[4-5]。

1.2 信息技術與教學的有效融合不足

一方面，傳統課程教學多采用多媒體授課和板書結合的方式，采用敘事式、討論式、基于問題學習（Problem Based Learning，PBL）等多元教學方法。但應用方式單一，達不到良好的教學效果。傳統的教學形態已經難以滿足學生對于知識的學習需求[6-8]。另一方面，雖然有些高校應用新的輔助教學信息技術，如微信、微課、雨課堂等，但在實際應用過程中，教師和學生的二元關系往往變成了教師、機器、學生三元關系，師生之間缺少有效交流，學生更無法直接感受教師的情感、態度，信息技術與教學的有效融合不足[9]。另外，信息技術與教學的融合也僅限在課堂多樣化方面，對于增加課堂知識的直觀性以及學生對知識接受和掌握程度的方法并沒有提高。因此，信息技術不僅僅要運用到學習方法上，還要通過動畫、視頻等更加精細的手段，增加學生對知識的直觀認識。

1.3 實驗實習教學未能與理論教學有效結合

園林植物遺傳育種學課程實踐教學存在的困難較多。首先，園林植物品種較多，遺傳育種過程中親緣關系混亂，商品名與種名往往不能對應，這就導致在實踐教學過程中學生不能快速準確地獲得課程所需要的植物材料。另外，由于很多園林植物的生長周期較長，因此要完成一個完整的實驗就需要很長時間。而這種長周期的實驗在高校教學中會存在很大困難。因此，高校課程安排時間有限，在實踐教學中就需要精簡、壓縮大部分實踐內容，這樣不利于提高學生理論結合實踐解決問題的能力和創新能力。其次，園林植物遺傳育種技術處于快速發展階段，且隨著園林植物分子生物學基礎的發展，園林植物基因組信息不斷公布和更新，傳統的遺傳育種學課程教學已經無法緊跟現代快速發展的技術，會影響學生的創新能力。最后，由于觀賞植物種類多、遺傳背景復雜，很多遺傳育種學問題未得到解決，會大大增加遺傳育種學理論結合實踐的難度[10]。

2 種質資源創新利用背景下園林植物遺傳育種學課程教學改革措施

2.1 改進教學方法

采用線上教學和線下教學相結合的模式進行混合式教學。教師與學生進行角色轉換，前者負責提供園林行業中的各類案例，進行問題引入，學生則負責案例剖析，進行研討、辯論及講授。創建合作參與型課堂，促使學生思考與分析總結，從而提高學習效率。廣泛采用諸如雨課堂、F-BOPPPS 課程設計等方法與理念，主動融入教學過程[11]。近年來，在基于云班課的課程教學改革方面進行了探索。云班課雖然具備電腦PC 端和手機App 端，能夠實現師生之間對于課程資源的有效推送、實時互動，具備完善的激勵和評價體系，激發學生的學習參與感和學習主動性，并具備對班課的全過程課程學習行為進行記錄的功能，但是云班課的運用卻遠遠達不到教學的預期目的。教學要求深入淺出，根據高校教育要求，要能夠培養學生的興趣、思維和動手能力。所以，僅僅云班課的激勵和互動是遠遠不夠的，還需要更加完善的教學體系建設。怎樣建立完善的、深入淺出的、能夠激發學生興趣的教學體系，需要教師利用多媒體等多種技術才能夠實現。

混合式教學又稱混合學習，主要強調課堂學習和數字化、信息化學習的有機結合，易于實現深度學習[12]。目前，隨著互聯網和信息技術的不斷發展，特別是信息技術的廣泛應用，學生學情發生了根本性的變化，傳統的以課堂講授為主的單一教學模式已不能夠適應現代教學的發展，逐漸形成線上線下相結合的混合式教學模式[13]。教師能夠充分利用多種線上教學資源，依托互聯網平臺技術，激發學生學習的主觀能動性，逐漸實現從以教師為中心轉變為以學生為中心的教學模式，最終達到期望的教學目標。

2.2 加強團隊式教學建設

園林植物遺傳育種學是一門十分重要的必修課程，課程中理論與遺傳育種實踐有著密切的聯系，而且課程目標是提升學生對遺傳育種知識和相關技術的掌握[14]。所以遺傳育種學的實驗都是偏向于遺傳育種實驗的設計和驗證。在具體的實驗過程中，學生加強對理論知識的掌握，并熟練掌握遺傳育種技術。但是，現階段園林植物遺傳育種學僅開設了實驗性的操作，比如：花粉母細胞減數分裂觀察、花粉貯藏及其生活力的測定、有性雜交等，而對于實踐方面很少涉及。這主要是因為遺傳育種實驗一般需要一定的材料基礎，并且實驗周期較長。因此，加強遺傳育種學教學團隊的建設就顯得尤為重要，團隊成員通過分工合作，管理實驗材料和實驗過程，才能讓遺傳育種學的實踐課程順利開展下去。

2.3 加強遺傳育種課程實踐基礎建設

園林植物遺傳育種學的實踐課程需要相當完善的實驗基礎，用于保存和按時種植實驗材料，這對于一門學科來說要求可能過高，但是可以通過“產學研”相結合的方法來實現。企業具有較大的場地和較完善的生產基礎，而高校具有知識和科研優勢，二者相結合，讓學生走進企業做實驗和開展實踐，在增強實踐能力的同時，實現“專業建設與地方產業的對接、教學內容與職業需求的對接、教學方式與工作情景的對接”。在此過程中，學生提升了動手能力，增強了解決問題的能力，也有可能創造出新的種質資源，增加就業選擇。

2.4 改革授課方式及課時安排

園林植物遺傳育種學課程綜合性、設計性及創新性實踐教學的開展，需要根據實驗材料的生長周期設定，傳統的課時安排對于實踐課程來說限制性較大，因此需要根據實驗內容進行課時安排，或者由實踐課程教師進行隨機安排，這樣更為合適。如在園林植物的雜交育種中，育苗—開花—去雄—套袋—雜交—收種—雜交種播種等一系列步驟，任課教師系統地指導學生完成，并讓學生參與育種材料的養護管理、雜交材料的準備，同時將原本的花粉活力觀察、雜種優勢觀察等實驗融合到遺傳育種實踐中，讓學生對于雜交育種的整個流程以及注意事項有整體的了解，有助于學生更好地掌握理論知識，提高實踐能力，同時對于學生未來的研究方向和工作方向選擇具有重要的指導作用。該方法同樣適用于種質資源調查等實踐內容。

3 結語

隨著國家和社會對種業以及種質資源的重視，園林植物遺傳育種學需要緊跟社會發展的步伐，優化園林植物遺傳學的教學內容，提升教學質量，提高學生的實踐能力，讓學生參與生產，了解生產實際情況，豐富實踐知識，開拓思路，同時堅定專業思想，為國家種質資源計劃培養高質量遺傳育種人才。