新農(nóng)科背景下園藝植物育種學實驗教學改革

張菊平，高文，楊英軍，劉保國，王鳳華

（河南科技大學 園藝與植物保護學院，河南洛陽 471000）

2022 年12 月，教育部辦公廳等四部門聯(lián)合印發(fā)《關于加快新農(nóng)科建設推進高等農(nóng)林教育創(chuàng)新發(fā)展的意見》，明確提出高校要主動對接農(nóng)村、林區(qū)一二三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展和行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新要求，產(chǎn)教融合著力加強對學生實踐能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)一批適應性強、高素質(zhì)的復合型農(nóng)林人才。主動對接鄉(xiāng)村人才振興新要求，校地聯(lián)動著力提升學生生產(chǎn)技能和經(jīng)營管理能力，培養(yǎng)一批愛農(nóng)業(yè)、懂技術(shù)、善經(jīng)營的“下得去、用得上、留得住、干得好”的應用型農(nóng)林人才[1-2]。園藝產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展關系著社會經(jīng)濟發(fā)展，更與人民的生活、健康水平密切相關。園藝植物育種學是園藝專業(yè)本科生必須掌握的一門重要的專業(yè)必修課程，是在園藝植物遺傳學、園藝植物栽培學、園藝植物種質(zhì)資源學等課程基礎上設置的一門具有較強綜合性、應用性的課程。園藝植物育種學課程教學分為理論與實驗兩個部分，實驗是掌握園藝植物育種基本原理、知識和操作技能的重要環(huán)節(jié)。改革和加強實驗教學對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、團隊合作意識以及操作能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力具有重要作用[3-5]。

1 優(yōu)化實驗教學內(nèi)容

傳統(tǒng)的園藝植物育種學的實驗教學多以簡單驗證性實驗為主，可加強學生對園藝植物育種的基本方法和技術(shù)的系統(tǒng)訓練，使學生加深對園藝植物育種學基本原理和基本知識的理解。為增強學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神，課程組對原有實驗內(nèi)容進行了高度整合，壓縮了簡單驗證性實驗內(nèi)容，增加了綜合設計型、創(chuàng)新型項目實驗。綜合設計型實驗以學生自行設計為主、以教師引導為輔，結(jié)合學科最新研究成果，增強實驗的探究性，使學生可結(jié)合理論知識進行思考，綜合運用所學的育種理論知識和原理技術(shù)自主設計實驗，能系統(tǒng)體現(xiàn)學科前沿和研究發(fā)展趨勢，開闊學生的視野，激發(fā)學生參與實驗研究的興趣和動力。如“園藝植物的引種計劃制定”“有性繁殖園藝植物的雜交一代育種計劃制定”“園藝植物的品種比較試驗設計與數(shù)據(jù)處理”等實驗。創(chuàng)新型項目實驗由于在實驗內(nèi)容中加入新的變量，學生需要實際探究才能得出實驗結(jié)果，能夠讓學生充分理解和認知實驗的現(xiàn)象及原理[6-9]。如開展“園藝植物花粉的采集與貯藏”“芍藥花粉生活力測定與形態(tài)觀察”“番茄和西瓜的番茄紅素測定與分析”等實驗，讓學生實現(xiàn)學用結(jié)合、知行合一，學生實踐操作能力和綜合能力大幅提升。同時，把立德樹人貫穿實驗教學的全過程，實驗內(nèi)容融入思政元素，將甘藍育種專家方智遠院士、辣椒育種專家鄒學校院士、西甜瓜育種專家吳明珠院士等的事跡融入實驗教學，一方面使學生加深對實驗原理的理解，另一方面以“院士成果和事跡”明德、“育種案例”勵志，使學生養(yǎng)成吃苦耐勞、堅韌不拔、敢于創(chuàng)新的品德，實事求是、嚴謹認真的工作作風，尊重科學、真實記載實驗數(shù)據(jù)和客觀分析實驗結(jié)果的科研品質(zhì)，能夠?qū)W農(nóng)知農(nóng)、愛農(nóng)為農(nóng)，為鄉(xiāng)村振興貢獻力量[10-16]。推薦學生關注“學習強國”平臺，觀看電視劇《功勛》《袁隆平》以及紀錄片《種子種子》，認識到種質(zhì)資源是育種的基礎，種質(zhì)資源的創(chuàng)新博弈關系種業(yè)振興、糧食安全以及民族昌盛。

2 創(chuàng)新實驗教學方法

教師要采用啟發(fā)式、案例式、研討式、項目式等教學方法，激發(fā)學生學習實驗的主動性，提高學習興趣；合理設計多樣式、多層次的實驗，增加實踐環(huán)節(jié)，成立科研興趣小組和SRTP 團隊，培養(yǎng)團隊合作精神和企業(yè)管理理念[14]。在創(chuàng)新性、研究性實驗教學過程中，實驗指導教師要指導學生寫作科研小論文，把先進的企業(yè)經(jīng)營管理理念融入實驗教學，如洛陽四新農(nóng)業(yè)科技有限公司“新種子、新種苗、新技術(shù)、新設備”的理念保證了蔬菜產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、效益好，汝陽縣甜牛牧場農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司的“甜瓜種在牛糞上”打造高品質(zhì)甜瓜品牌等。產(chǎn)教研融合，實驗指導教師將園藝系教師的科研成果或科研項目轉(zhuǎn)化為實驗項目，以項目為導向[10-13]，以學生為主體，為學生提供實踐平臺；科研實驗室、省級重點實驗室對學生開放，本科生在大一第二學期或大二第一學期根據(jù)教師的課題項目自主申請，教師審批同意后，學生可進入實驗室進行SRTP 項目的研發(fā)或研究，鍛煉和培養(yǎng)實操能力和科研基礎能力，形成創(chuàng)新意識，激發(fā)創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)科研創(chuàng)新能力。例如將葡萄胚挽救技術(shù)和科研成果引入“園藝植物胚培養(yǎng)”實驗中，開設“胚培養(yǎng)影響因素研究”實驗。實驗指導教師在實驗前召開動員會，講授理論知識，學生查閱相關文獻資料，自擬實驗項目，制定具體實驗方案；學生在實踐環(huán)節(jié)按實驗設計方案進行操作、觀察，小組成員分工協(xié)作、團結(jié)合作，實驗指導教師對學生實驗過程加以指導和引導；實驗課后總結(jié)包括學生對實驗數(shù)據(jù)處理分析、結(jié)果評定與分析、調(diào)整實驗方案，教師審核評定實驗報告。在整個實驗過程中，指導教師引導學生積極主動參與、認真思考和反復實踐操作，針對實驗出現(xiàn)的問題，引導學生認真分析并提出解決問題的辦法，使學生明白“是什么、為什么、怎么做”，提升學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

3 革新實驗考核辦法

園藝植物育種學共64 學時，其中理論教學40 學時，實驗教學24 學時，以綜合性、設計性實驗為主，增加了學生獨立設計實驗研究方案的環(huán)節(jié)，靈活性、彈性都較大，探究性強。在實驗過程中每一個因素以及操作步驟的變化都可能導致實驗數(shù)據(jù)、實驗結(jié)果發(fā)生變化。因此，在實驗成績評定上，要根據(jù)學生的實驗操作，重點考查學生實驗態(tài)度，實驗設計、實驗操作、實驗記錄、數(shù)據(jù)整理與分析能力，文獻查閱與整理能力，以及在方案設計中與師生的互動情況、團隊合作精神、科研態(tài)度、實驗報告寫作能力等[17-19]，使實驗成績更真實、準確地反映學生的創(chuàng)新能力與水平，調(diào)動學生參與實驗的積極性、主動性，提高學生的實踐和創(chuàng)新能力。

4 加強課程考核管理

課程教學團隊由5 名教師組成，1 名具有教授職稱的教師為課程總負責人且為主講教師，負責理論教學；另1 名具有教授職稱的教師為輔助主講理論教師和實驗教學負責人，1 名具有副教授職稱、2 名具有講師職稱的教師分別輔助理論和實驗教學。團隊教師老中青梯隊結(jié)構(gòu)合理，教學理念先進，教學技術(shù)過硬，互相聽課（每學期每位教師不少于4 次），取長補短，定期、不定期集中探討教學內(nèi)容、教學方法、課程思政的優(yōu)勢和需要改進的地方。課程總負責人負責組織教學團隊成員討論和編寫實驗大綱、實驗教案、實驗授課PPT 以及評定實驗成績，督促實驗按進度計劃保質(zhì)保量開展。實驗教學負責人協(xié)調(diào)實驗，解答學生的疑惑，跟蹤實驗進展以及實驗材料、試劑、儀器設備的使用情況，確保實驗安全而有序地進行。園藝專業(yè)有4 個自然班級，每班30 人左右，實驗時每班分6 個小組，各實驗項目均重復4 次。為更好地掌握實驗項目的開展情況，理論課教師必須對每個實驗項目至少聽課1 次，并提出具體、可行的建議。課程考核要根據(jù)學校、學院兩級督導教師的評價結(jié)果和學生網(wǎng)上評價結(jié)果綜合核定，主要考查教學團隊的教學態(tài)度、課堂狀態(tài)、教學效果以及學生的實驗態(tài)度、實踐收獲、完成實驗報告情況等，加強過程管理[20]。課程組根據(jù)評價結(jié)果及時反饋，并修改完善課程考核方案。

5 結(jié)語

在新農(nóng)科背景下，大學本科園藝專業(yè)的基礎課程——園藝植物育種學實驗教學改革創(chuàng)新，以設計性、綜合性實驗為主，著重提升學生獨立設計實驗能力、操作能力以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。教學團隊在教學內(nèi)容、教學方法、教學環(huán)境以及考核辦法和考核管理上進行了改革和創(chuàng)新，改革后的教學模式使學生增強了對園藝植物育種學理論的理解、實際應用，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，提高了學生的綜合素質(zhì)。實驗課程教學融入思政教育，一方面，教師要提升德育意識和能力；另一方面，以學科專業(yè)為依托，使思政教育融入實驗教學。改革后的實驗教學，為培養(yǎng)愛農(nóng)業(yè)、懂技術(shù)、善經(jīng)營的“下得去、用得上、留得住、干得好”的應用型農(nóng)林人才奠定了基礎。