雨課堂、實物講解與課程思政在水草組織細胞培養課程教學中的應用研討

孫驗玲 朱香萍 王金葉

基金項目：國家自然科學基金青年基金項目“牙鲆miR-7133和PC-3p-9227調控lamp2在抗海豚鏈球菌侵染中的作用機理研究”（31902408）；青島農業大學校級教學課程思政教育專項“課程思政、雨課堂和實物講解在《水草組織細胞培養》教學中的應用研討”（XJY2022141）；青島農業大學校級教學研究項目“養殖水環境化學課程教學內容創新與實踐”（XJY2022087）

第一作者簡介：孫驗玲（1987-），女，漢族，山東菏澤人，博士，講師。研究方向為水草細胞組織培養與應用。

*通信作者：王金葉（1975-），女，漢族，吉林白城人，碩士，講師。研究方向為養殖水環境質量監測與調控。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.06.028

摘? 要：水草組織細胞培養是一門理論學習與實踐相結合的應用類專業課程，該文通過教學實踐經驗與反思，以學生為主體，通過采用實物講解，綜合應用雨課堂和課程思政相結合的方式，提升了學生的聽課效率，給出水產類專業教學模式改革探索的實例。

關鍵詞：雨課堂；課程思政；水草組織細胞培養；教學改革；實物講解

中圖分類號：G641? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）06-0119-04

Abstract： Tissue and Cell Culture of Aquatic Plant is a professional course of aquaculture that combines theoretical study with practical application. In this study， through teaching practice experience and reflection， it was taken student-oriented teaching method， explained by using physical material， with combining rain-classroom technology and political reform program in practice. This reform significantly improved the teaching efficiency of classroom teaching， which provides a reference for teaching mode reform of aquatic specialty.

Keywords： rain-classroom technology; course-based ideological and political education; Tissue and Cell Culture of Aquatic Plant; teaching reform; to explain with physical objects

在新時代教育背景下，不但要培養學生的專業知識，還要培養學生的健全人格與家國情懷以及生態意識、職業規范和工匠精神等[1-3]。課堂教育改革勢在必行。2004年以來，中央先后出臺關于進一步加強和改進未成年人思想道德建設和大學生思想政治教育工作的文件。2016年習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出，“我國高等教育肩負著培養德智體美全面發展的社會主義事業建設者和接班人的重大任務，必須堅持正確政治方向。高校立身之本在于立德樹人”“要用好課堂教學這個主渠道……使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應[4]”。課程思政的引入能夠更好地培養一個人良好的職業素養，充分發揮社會大課堂的作用，不斷與時俱進，緊跟時代的脈搏和黨的步伐，在實踐中為國家培養出適應社會的能夠踐行社會主義核心價值觀的水產專業人才，培養新時代復合型人才，實現全程及全方位育人的目標[5]。

水草系水生草本植物，不僅具有重要的觀賞價值，還具有重要的藥用價值及生態污染的指示和治理作用[6]。近年來水草造景藝術在國內外風行，觀賞水草行業在我國起步較晚，隨著近年來國內外水族產業的影響，中國內地觀賞水草產業也逐漸發展起來，如北京、上海、天津、山東等省或直轄市已經出現了專業的水草種植企業。以天津為例，當地售賣水草價格參差不齊，雖然水草種類單價基本低于全國平均值，但是與熱帶魚相比，水草的身價高了幾倍不止[7]。由此可見，我國水族景觀行業在近些年來迅速發展，促進了觀賞水草產業的繁榮，觀賞水草市場日益增大。同時，我國每年也進出口大量的水草，常規扦插、分株等繁殖方式已經不能滿足需求，而運用植物組織培養技術可以極大節省生產成本。因此組織培養快繁技術在觀賞水草上的應用前景十分可觀[8]。目前已經有很多觀賞水草的植物組織培養快繁技術獲得成功，例如香蕉草[9]、寬葉血心蘭[10]、榕類水草[11]、雪花草[12]、水生鳶尾[13]等。水草組織細胞培養正是專門針對水草組培快繁技術的專業課程，包括水草組培步驟流程、離體快繁方法、脫毒苗培育、原生質體培養、人工種子和種質保存等主要內容，是一門緊密結合實踐的應用性學科。然而，目前的授課方式仍困在基于PPT放映和講授法相結合的傳統教學模式，為使同學們更好地掌握理論學習和實踐應用相結合的學習能力，培養學生德、智、體、美、勞的全面發展，此課程的教學改革勢在必行。

一? 本課程的教學改革分析

水草組織細胞培養是一門專業理論和實驗相結合的課程，通過本課程的學習，使學生獲得水草組織培養的基礎知識和實戰操作能力，掌握培養基制備、原生質體培養、離體快速繁殖和脫毒苗培育等植物組織培養的重要技術，能夠進行水草組織培養及生產的操作管理。培養同學們的水草組織培養專業素養，以及根據客觀現象分析問題和解決問題的能力。

如圖1所示，專業理論課程包括5個方面的知識體系。①概論：組織培養的基本內涵、組織培養的發展簡史和組織培養的特點及應用。②基本原理及流程：植物細胞的全能性、植物的形態建成及影響因素和組織器官的離體培養途徑。③組織培養及離體快繁：離體快繁的方法、脫毒苗的培育和植物遺傳轉化技術。④原生質體培養：原生質體的分離與純化、原生質體培養技術和原生質體融合及應用。⑤人工種子和種質保存：人工種子和水草種質資源及離體保存。

與之對應的5個方面實驗內容：①常用水草組織培養基的配制；②綠蘿莖愈傷組織誘導培養；③碗蓮莖尖分生組織的培養；④紅絲青葉的快繁培養；⑤水草人工種子的制備。本課程是一門課堂學習和實驗操作相結合的課程。隨著科學技術的日新月異，本課程需要教研結合，互促發展。因此，針對本門課程的學習特點，在以“教師為主導， 學生為主體”的教學方式基礎上，不斷進行教學改革和創新，是十分必要的[1]。

二? 采用雨課堂的教學模式

水草組織細胞培養是一門理論課和實驗課并行的課程，傳統的教學模式即大多采用PowerPoint（PPT）放映和課堂講授法，結合實驗操作示范，進行講授，效率不高。“雨課堂”是清華大學和學堂在線共同推出的新型智慧教學解決方案，是一種新興的教學方式，有其獨特的優勢[2]。通過雨課堂，教師可以通過在線隨機點名及在線提問等，實時動態地掌握學生學習狀態。學習平臺的回看功能，可以輔助同學們開展課后復習鞏固，方便學生對課上講授的知識點進行消化、吸收、查漏和補缺。此外，雨課堂能夠收集同學們在課堂教學中的學習情況數據，老師可以通過分析這些數據，進一步了解同學們課堂的學習狀況，從而形成課前-課中-課后全方位的智能統計的教學方式。

（一）? 課前認真準備

教師將課上要講授的水草組培的概念、外植體選擇、繼代培養等理論知識點做成預習資料，其中教學難點和重點以短視頻形式突出呈現。利用雨課堂平臺的在線測試功能，設定相關視頻的習題，例如，簡單的判斷題和選擇題，在課前進行測試，考查同學們的短視頻學習情況。

通過雨課堂進行課前推送預習題，同學們根據教師提前布置的任務進行課前預習，使同學們帶著問題聽課，大腦思路清晰，提高課堂效率。通過雨課堂平臺，進一步對同學們預習狀況的數據進行整理和分析，提前了解同學們的學習難度和學習效果，以動態調整課上教學的著重點。

圖1? 水草細胞組織培養課程的知識脈絡分析

（二）? 課堂積極互動

在課堂上，利用雨課堂在線簽到功能，自動收集同學的出勤率。在授課過程中，開啟彈幕和投稿功能，以及通過雨課堂中隨機點名和提問的方式，吸引同學課上的注意力，學生們的學習興趣能夠被積極調動起來，避免學生分心走神等狀況發生。同學們愛玩手機，那么就讓手機作為傳輸知識的載體，通過雨課堂設定不同難度的單選題、多選題、填空題，讓同學們答題。實時了解同學的學習狀態和學習困惑，以動態調整教學進度。通過不同層次的教學安排，同學們都能積極投入到學習中。

根據回答問題的情況，課堂上捕捉同學們的亮點，并使之成為同學們在課堂上的“焦點”，同學們的注意力不停集中，從而充分發動自身的腦細胞，積極參與其中解決問題。同時，開展課堂討論，例如，同學們對水草組培的商品化應用展開討論，總結了水草在食用、藥用、觀賞和化妝品的行業應用前景，同學們各抒己見，頭腦風暴般地進行了一番商業開發的模擬和暢想，討論和互動非常熱烈。

在每節課結束前3～5分鐘，通過雨課堂發放重要知識點的限時習題，自動收集同學們的答案，并對其進行整理和分析，對每節課的教學效果起到重要的反饋作用。

（三）? 課后復習鞏固

課后通過開啟直播教學和允許課后回放功能，幫助同學們在課后及時回顧課中教學內容，對已學的水草組培知識點進行鞏固和強化。通過雨課堂推送練習題，及時鞏固課堂所學內容。教師分析軟件平臺記錄的數據，分析、梳理學生的答題情況，總結、反思教學的不足，及時進行科學的調整。基于前期對理論知識的學習和掌握足夠透徹，同學們可以梳理做實驗的思路和操作注意事項，后面實驗課的實踐操作才能做到有序和正確，更大可能地避免操作失誤。

三? 結合實物講解的課堂研討

實驗部分內容講授增添實物講解來完成。在講授一些概念性和專業術語性的知識時，讓學生先用自己的話理解描述，并提出不明白的地方，教師再通過PPT講授和視頻短片，進行詳細拆分和解析，進一步把授課過程中所涉及的教學實物帶到課堂上來，讓學生們親眼所見、所聞，生動、形象地理解所講授的知識。

以其中一次的實驗課——紅絲青葉的快繁培養為例，具體講授的內容提要如下：①重點學習組織培養基的配制，所用的培養基具體成分及如何配制，激素的種類、配制及其作用；②不同類型的外植體獲取方式及操作要領；③組培材料的消毒、接種方式、后期移栽注意事項等。講授的同時，把科研中各時期培育的組培苗帶到課堂，讓每個小組提出問題，圍繞著問題進行實物觀察和深入討論。

可視化的實物使問題變得十分具體和易于理解、接受，同學們討論的熱情度、參與度和好奇心陡增，給課堂注入了活力，同時也帶動同學們充分發揮想象力，使同學們產生了躍躍欲試的實踐決心和信心。

四? 融入課程思政的教學模式

衡量一個學生的學習成果，不僅僅是其專業知識的習得和科研能力的高低，其世界觀、人生觀、價值觀和個人品德更為重要，做好人才能做好事。課程思政以構建全員、全程、全方位育人格局的形式，將各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應。通過正向引導，貫徹執行“立德樹人、德育為先”的教育理念，教書又育人[3]。大量生動鮮明的思政現實案例提升同學們作為水產類專業人員的職業道德素養，讓同學們自愿接受思政教育，從而把思想道德情操與專業課程內容自然而然地聯系起來，真正實現德、智、體、美、勞并行教育的模式，從而達到課程素質教育的目的，培育出符合新時代要求的全方位發展的綜合性人才[4]。對水草細胞組織培養這門課而言，在課堂中適時穿插引入課程思政內容，既教學又育人，像講故事一樣授課，引人深思，讓課堂不再枯燥單調和缺乏溫度，讓知識帶有光芒，給予同學們品德的力量。以下是列舉的三個具體實例。

（一）? 組培過程中的“愈傷組織”

愈傷組織（callus）是指原植物體的局部受到創傷刺激后，在傷口表面新生的組織。它由活的薄壁細胞組成，可起源于植物體任何器官內各種組織的活細胞。在植物器官、組織、細胞離體培養時，條件適宜也可以長出愈傷組織。從植物器官、組織、細胞離體培養所產生的愈傷組織，在一定條件下可進一步誘導器官再生或胚狀體而形成植株。在植物體的創傷部分，愈傷組織可幫助傷口愈合；在嫁接中，可促使砧木與接穗愈合，并由新生的維管組織使砧木和接穗溝通；在扦插中，從傷口愈傷組織可分化出不定根或不定芽，進而形成完整植株。這些愈傷組織含有大量的水分，很脆很透亮，用手輕輕一捏可能就碎了，但實際上，它們又沒那么脆弱，它們中的每一個細胞都是獨立堅強的，都可以分化形成一個完整的植株，它們團結互助又相互獨立，共同對抗外界可能的風險，協同發展進步，向著更好的自己、更好的明天奮進，從而引導學生們共同探討做人做事的準則和感悟。

（二）? 組培的脫分化-再分化過程：退一步海闊天空

組培脫分（dedifferentiation），又稱去分化，是指已經分化的植物器官、組織或細胞，當受到創傷或進行離體（也受到創傷）培養時，已停止分裂的細胞，又重新恢復分裂，細胞改變原有的分化狀態，成為具有未分化特性的細胞過程。即是指分化細胞失去特有的結構和功能變為具有未分化細胞特性的過程。而組培再分化（redifferentiation）是后繼過程，它是指已經脫分化的愈傷組織在一定條件下，再分化出各種組織器官，或進一步形成完整植株的過程。即再分化是指無序生長的脫分化的細胞在離體的適當條件下重新進入有序生長和分化狀態的過程。所以，再分化是再生植株的基礎，離體培養植物組織或細胞再生植株就是通過細胞脫分化和再分化實現的。

總的來說，植物可以經歷植物離體組織或細胞（外植體）—恢復原始細胞狀態（脫分化）—再生成新植株（再分化）的過程。這就是植物的魅力。以水草為例，一個小小的分枝、芽、莖段或葉片，到重新再生出新苗，要經受住菌污染、褐變、玻璃化、激素變化等種種困難[13-16]。它不畏艱險、臥薪嘗膽，重新開始，默默堅持，韜光養晦、厚積薄發，進而再創輝煌。回觀現實學習和生活，何不如此，小到做成一件事，完成一個任務，其中的折磨和艱辛，跌宕起伏，坎坎坷坷；大到整個人生，或起起落落，或波瀾壯闊。猶如《西游記》中的九九八十一難，踏遍坎坷終成大道。而回歸最初，方得始終。猶如一首《插秧詩》所述：“手把青秧插滿田，低頭便見水中天。六根清凈方為道，退步原來是向前”。“忍一時風平浪靜，退一步海闊天空”。當我們遇到一些困難問題，回到最初的衷心，也許可以抽簡去繁，找到問題本源，從量變到質變，更好地加油前進；而相反的急功近利，燥不可耐，只會漸行漸遠。所以珍惜當下，過好每一天，堅守初心，不忘理想，勇攀高峰。

（三）? 組培技術對育種產業的貢獻和應用

育種是一項艱苦的長期的科研工作，需要付出更多的心血和汗水。組培技術雖然較大程度上縮短了育種年限，但其中的條件摸索是必不可少的，有很多試錯的過程，需要研究者極大的耐心和韌勁。任何一步的操作失誤，都可能功虧一簣。成功不是一蹴而就的，這就要做到失敗了不氣餒，遇險不避險，腳踏實地，一步一個腳印，才能取得勝利。這里引導學生們聯想黨的精神，只有 “艱苦奮斗，戒驕戒躁”的奮斗，做到始終“牢記使命，不忘初心”，才能開啟和取得一個個新征程和新創舉。同時結合“只要功夫深，鐵杵磨成針”的典故，激發同學們遇到事不怕事，頑強拼搏的精神和勇氣。

五? 結束語

綜上，本門課程的教學改革中，通過雨課堂，穿插單選題、多選題和填空題等多種題型的隨機測驗問答，加深對知識體系的理解，再以課堂分組討論的方式對所學內容進行拓展研討，為實際生產應用奠定基礎。采用具體組培實物講解的方式，如直接將組培瓶和組培苗帶入課堂，所見即所聞，所感為所見，生動形象地將知識傳授給學生們，形成更利于學習的氛圍。教學中融入思政教育，枯燥的學習變得不再枯燥，使同學們形成了本學科內容之外更深遂的哲學思考，在獲得知識的同時，也提高了專業素養。有了這樣的體驗，同學們學習主動性和積極性得到了極大提高，課堂學習效果顯著提高。

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