基于產業轉型的“植物組織培養技術”課程教學改革探索

【摘 要】 基于產業轉型對育人的要求，對應用型技術類課程“植物組織培養技術”的教學現狀進行剖析，并依照產業轉型對課程要求，提出了以提高學生知識綜合應用能力、產業服務能力和創新創業能力為目標，任務和案例為載體，實際生產工藝為藍本，全方位融入CDIO工程技術教育理念的課程改革設想，并從課程目標、教學內容、教學方法和手段、考核考評方式等方面進行了課程教學改革與實踐。明確了“能力為本”的課程定位，突出了技術性、實踐性和應用性，為其他專業應用課程教學改革探索提供了參考。

【關鍵詞】 產業轉型；教學改革；植物組織培養；CDIO

Exploration of the Teaching Reform of the Course "Plant Tissue Culture Technology" Based on the Background of Industrial Transformation

Hao Haiping， Su Yanping， Du Lixin， Yan Xunyou， Zhou Zhiguo*

（Langfang Normal University， Langfang 065000， China）

【Abstract】 Based on the requirements of industrial transformation for educating people， the author analyzes the current situation of the applied technology course "Plant Tissue Culture Technology"， and， according to the curriculum requirements of industrial transformation， puts forward the idea of curriculum reform which aims at improving students' comprehensive application ability of knowledge， industrial service ability and innovation and entrepreneurship ability， takes tasks and cases as carriers， takes actual production technology as the case study， and integrates CDIO engineering technology education concept in an all-round way. The teaching reform and practice of Plant Tissue Culture Technology course are carried out from the aspects of course objectives， teaching content， teaching methods and means， and assessment methods. The "ability-based" course orientation is clarified， and its technical， practical and applied nature is highlighted， which provides a reference for the exploration of teaching reform of other professional application courses.

【Key words】 industrial transformation; teaching reform; Plant Tissue Culture; CDIO

〔中圖分類號〕 G642.3 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674 - 3229（2024）03 - 0106 - 05

0 引言

2020年，教育部辦公廳、工業和信息化部辦公廳聯合發布《現代產業學院建設指南（試行）》。廊坊師范學院根據國家和社會對教育變革的需求，適時做出產業轉型的發展戰略，確定了面向產業、面向社會需求的育人方針。產業轉型要求專業課程適應地方經濟和社會發展需求，學生職業發展需求，因此課程改革應趨向能力為本，以學生為中心，培養學生產業服務和職業勝任能力［1］。

“植物組織培養技術”是一門應用性和實踐性較強的專業課程，目前“知識本位”的課程目標、理論為主的課程內容、“滿堂灌和單聲道”的教學方式方法以及“以知識掌握為主”的課程考核考評等與產業發展匹配度低，亟待變革。本文以課程教學改革與設計為抓手，引入CDIO（是麻省理工學院和瑞典皇家工學院等開發，倡導以項目為載體，以培養學生創新能力、實操能力、團隊協作能力為目標的新型技術型和應用型人才培養模式）教學理念和模式，重修課程目標；依據現實生產工藝重構課程內容；綜合運用AI、虛擬仿真等信息技術，應用真實生產任務和案例豐富教學方式方法；參照行業、企業的技術需求進行考核辦法改革，轉變“書本知識本位”的教學思想，注重應用能力提升的操作實踐，以期通過該課程教學改革，提升學生產業技術服務能力，為學校產業轉型、人才培養與教育提供參考和支撐［2］。

1 課程教學現狀分析

1.1 課程內容設置應用性不強，與行業產業脫節

植物組織培養相關行業或產業需要熟悉全流程工藝環節，掌握技術細節，具備實際問題處理能力的專業性和應用型人才。而目前課程設置以理論知識傳授、講解為主，實驗操作為輔，雖然學生理論知識豐富，但是全流程產業鏈、流程的關鍵環節、流程中的技術細節問題處理及技術的變通應用能力、動手操作能力尚有不足。因此亟須對課程內容進行重構，賦以課程“工程”屬性，實現課程對學生的培養與行業對人才的需求無縫銜接［3］。

1.2 教學方法、技術、場景和空間，與產業需求匹配度亟待提升

植物組織培養技術依賴教師的PPT講授，雖然引入了動畫、視頻等形式，依然擺脫不了“單聲道”和“滿堂灌”，學生興趣不強，參與度不高；其次，實操過程受儀器、設備、場地等限制，不能保證每名學生都有充足的操作時間和均等的“上手”機會；第三，部分學生擔心藥品毒性或其他風險不愿意動手操作，導致學生面對企業中同類或相似技術需求時不知所措，解決實際問題的信心和能力不足［4］。

1.3 課程考核考評偏重知識掌握程度，技術性和實操性內容稀缺

植物組織培養技術課程考核成績分平時成績和期末考核成績兩部分。平時成績由課堂表現、作業、測驗、實驗報告等組成，期末成績為組培技術研究進展報告。雖然考核形式多樣，但是理論知識占比偏重，容易引導學生執著理論知識學習，忽略實踐能力的訓練和投入，出現“眼高手低”現象，出現成績很好，但實際動手能力不強的現象，進入工作崗位后，職業勝任能力不足。

2 課程改革策略

2.1 課程目標制定由知識本位轉向能力本位

應用課程的課程目標應打實技術基礎，突出技術應用能力；注重綜合知識的掌握和應用，提升產業服務、創新創業和職業勝任能力，注重課程思政，積淀人文素養［1］。以植物組織培養技術課程目標中知識和能力目標為例，改革后，知識目標的設定為組織培養技術的概念原理和方法基礎，突出綜合知識如創新創業政策、土地、金融管理和營銷等知識的傳授。能力目標則強調技術和知識的綜合應用，首先要能夠解決實際生產中的問題；其次，辨別創新創業風險；第三，能夠制定簡要的花卉、蔬菜、果樹、中草藥等代表性植物品種的組織培養工藝流程（表1）。

2.2 課程內容改革

2.2.1 課程內容的重構

參照CDIO 課程理念，應用型課程應回歸“工程”屬性，課程內容結合當地經濟社會發展需求［5］。現行課程內容主要以原理性、理論性知識以及實際生產應用率偏低的技術為主，如組培技術原理、原生質體培養、胚胎培養、超低溫冷藏技術。結合行業、企業需求，引入產業標準和職業發展需要，改革后課程內容在配置上著重解決重知輕行，理論和實踐脫節的問題，將實際生產中的任務和問題納入課程內容，如白鶴芋組培技術以及馬鈴薯脫毒種苗生產任務等；注重知識的探究，問題的分析和解決，關注學生產業服務、創新創業和職業勝任能力的提升（表2）。

2.2.2 課程內容的實施

課程內容以實際任務或案例為載體，形成案例教學、項目教學，推進真實任務和微縮仿真場景，實現真學、真操作，掌握真技術，培養真能力［6］。以白鶴芋組織培養技術案例教學為例，教學實施過程如下：（1）教師發布生產10000株白鶴芋組培苗任務；（2）學生分組計算所需外植體、增殖苗、生根苗培養基、培養瓶、所需超凈工作臺、培養室面積、所需人員數量等；（3）學生參照實際生產工藝（圖1）設計完整實施方案，然后討論、匯報方案的可行性；（4）學生依據方案以組為單位在實訓基地進行任務操作；（5）教師依據學生的方案實行總目標、分目標和組培苗質量監督，指導實施過程中出現的技術問題；（6）任務完成后，學生進行反思、總結，形成案例報告；（7）教師對任務完成情況進行評價，綜合各種因素完成成績評定。

在項目和實際案例的教學過程中，教師由“說道者”變為“任務發布者、技術指導者和師傅”。教師下達任務書，發布案例，分析和講解案例知識點，

根據學習進程指導答疑，并且將技術的“細節、竅門”傳授給學生，對不同學生的完成度進行評價對比，引導學生回顧、總結與反思。學生從領取任務和接受項目開始，查閱資料、構想方案、組織討論、敲定方案和實施步驟，根據實施進程和教師指導修正方案、完成項目或案例、講解項目與案例、交流心得、總結經驗、汲取教訓。將大綱要求掌握的知識點、需要掌握的技術和具備的能力融入項目中，有效提升知識傳授效率（表3），增強學生綜合知識應用、產業服務和職業發展能力［7］。

2.3 先進教學方法、手段的引入與應用

2.3.1 混合團隊式教學

組建由雙師型+行業企業技術人員構成的學歷、年齡和專業結構合理的植物組織培養教學課題組。組內教師充分發揮個體優勢，互相探討、學習，共同完成課程定位、大綱編撰、課程內容配置、任務和案例選擇、課件制作以及課程講授計劃制定［8］。如在10000株白鶴芋組培苗生產任務中，具有生物專業教師，負責母液配制、培養基配方審核與指導；企業技術人員負責白鶴芋組培工藝流程審核、外植體制作、增殖苗質量、生根苗質量和數量的監督指導、組培過程中增殖率及污染等問題的解決；具有教育學背景的教師負責方案編撰指導、案例討論、總結與反思工作。

這種團隊式教學模式，將教學由“教師中心”轉變為“學生中心”，拉近了教師與學生的距離，增加了教師與學生的互動頻率，克服了理論與實踐脫節的問題，實現了完成一個任務或案例，掌握一個或多個知識點，提升一項或多項技能的目標。

2.3.2 虛擬仿真、AI等信息技術的引入與應用

以虛擬仿真、AI等為代表的信息技術，為優化應用型課程教學方法、提升教學實效增加了學習的趣味性，為打造“應用”金課帶來重要機遇［9］。在10000株白鶴芋組培苗生產任務教學中，利用視頻資料將實際工廠布局、設備類型、接種操作、培養基配制等展示給學生，讓學生對實際生產場景有全面了解；利用虛擬仿真軟件學生可以在電腦終端對培養基配制、接種、外植體消毒等進行模擬操作；利用文心一言、通義千問等AI 軟件，解答學習過程中的疑問，教師隨時跟蹤、及時指導，形成“學生中心、學生主體”。利用信息技術喚醒學生的好奇心、探究欲，提升學生的自主學習能力，創新和解決問題能力。虛擬仿真、AI等信息技術的引入與應用對于應用型課程建設（圖2）、教育自身改革是一個機會和“風口”［10-11］。

2.3.3 行業、企業參與教學或合作辦學

植物組織培養技術作為應用型技術課程，目標是培養服務廊坊本地和京津冀區域的園藝新品種培育、種苗快繁、種植養護或相關專業高級技術人才。因此課程內容需結合行業、企業需求，體現實踐性、職業性和前沿性。課程建設從教材選擇和編撰開始，邀請行業、企業技術人員參與，按照行業、企業實際標準開發；理論和實踐教學推行真實任務和案例。如白鶴芋組織培養技術任務，建立實訓基地模擬真實環境，全面解決學生職業素養缺乏的問題。實現真學、真做，掌握有效可用的真技術。課程引入實踐基地的真實瓶頸問題，如蝴蝶蘭外植體褐化問題，結合教學內容設計成項目和案例，分析蝴蝶蘭外植體褐化原因分析、影響因素、解決措施等，利用課程實驗資源開展任務和案例教學，探究解決方案。 篩選優秀、可行的解決方案反饋給企業，并跟進企業的使用效果，如此反復，直至問題解決。這個過程中，企業提出需求、課堂組織學生探究、教師和企業技術人員進行指導和結果反饋，極大提升學生的專業知識綜合應用能力和解決實際問題能力，實現企業、課堂、學生三贏局面［6］。

2.4 考核考評方式改革

課程考核與考評對學生的努力方向發揮指揮棒作用，考核考評改革是教學方式方法改革的重要補充，是應用型課程改革實踐的不可或缺部分。植物組織培養技術作為應用型課程，考核考評舍棄了偏重理論知識總結的研究進展報告，增加了應用性、實踐性和技術性知識考核如項目與案例、實訓表現，以及創新創業方案與路演，突出知識綜合應用能力。具體如表4所示。

3 結語

植物組織培養技術教學改革中吸取CDIO工程教育理念，探索了課程目標、內容、教學方式與方法以及考核考評等方面的改革實踐，以任務和案例為教學載體，將“講、學、做、用”一體化融合，突出了課程的技術性和應用性。根據實際改革應用效果反饋，案例教學、信息技術應用和能力為主的考核考評方式，在一定程度上抓住了學生的眼球，提高了學生的興趣、增強了學習的主動性，學生動手操作能力顯著增強。但也有學生不適應新的課程內容和教學方法，認為技術培養趨向于職業院校，對改革不太理解，學習不積極，導致部分項目和案例在教學過程中推進緩慢。

總之，“植物組織培養技術”為代表的應用型課程教學改革是學校應用轉型的抓手和具體舉措，是一項系統工程，需要學校、行業、企業甚至地方政府各方聯動，需要課題組教師在實踐中不斷嘗試、摸索、學習和改變，才能在一定程度上提升課程教學改革成功率，推動學校的轉型發展和整體服務地方經濟社會能力的持續提升。

［參考文獻］

［1］ 冀宏，王繼元，張根華. 行業課程的理論邏輯與建設路徑—兼論應用型人才培養金課建設［J］. 高等工程教育研究，2019（4）：188-193.

［2］ 周成武，武興會，黃全振. 應用型本科高校協同創新實操課程體系建設研究［J］. 中國現代教育裝備， 2023（13）： 156-158.

［3］ 賈偉玲， 王貞， 于淼， 等. 應用型本科高校專業核心課程建設初探［J］. 科教導刊，2023（28）：14-17.

［4］ 劉源， 解芳， 周宏胭， 等. 地方應用型本科院校機器人工程專業課程體系建設初探［J］.科技風， 2023（17）：35-37.

［5］ 劉志峰， 馬穎憶， 張啟菊， 等. “產教融合”應用型本科高校一流本科建設的應然之路—基于《建筑設計IV》的建設探討［J］. 漢江師范學院學報，2023，43（4）：115-120.

［6］ 黃曉玲. 發達國家企業參與職業教育課程開發的角色與責任［J］.職教論壇，2018（12）： 46-52.

［7］ 胥佳慧. 應用型人才培養視域下高校創新創業教育模式研究［J］. 黑龍江畜牧獸醫，2018（7）： 235-237.

［8］ 沈劍光. 多元治理下校企合作激勵機制構建研究［J］. 教育研究，2017（10）： 69-75.

［9］ 董楠， 唐明明， 劉道純. 應用型本科線上線下融合式精品課程“森林生態學”的建設與實現［J］. 現代園藝， 2023， 46（23）： 179-181.

［10］陳飛， 董界， 曾文彬. ChatGPT 在世界一流大學藥學專業研究生教育教學改革中的應用探索研究［J］. 科教文匯， 2023（20）：111-115.

［11］楊未柱， 何新黨， 李磊， 等. 基于虛擬仿真實驗的實驗力學混合式一流課程建設［J］. 實驗科學與技術， 2024（2）： 64.

責任編輯 曹秀利

［收稿日期］ 2024-03-21

［基金項目］ 河北省教育廳創新創業類社會實踐課程“植物組織培養技術及應用”建設項目；河北省教育廳創新創業教育教學改革研究與實踐項目；基于創新型人才培養的地方高校生物學專業教學改革探索與實踐（2023CXCY174）；河北省高等教育教學改革研究與實踐項目“應用轉型背景下生物專業實踐教學體系改革——以‘遺傳學與分子生物學實驗’課程為例”（2021GJJG362）

［作者簡介］ 郝海平（1979- ），男，博士，廊坊師范學院生命科學學院講師，研究方向：植物資源開發與利用。

［通訊作者］ 周志國（1978- ），男，博士，廊坊師范學院生命科學學院副教授，研究方向：生物學教學改革與探索。