“植物免疫學(xué)”課程教學(xué)改革的探索

陳 磊 田呈明

(北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，北京 100083)

“植物免疫學(xué)”課程教學(xué)改革的探索

陳 磊 田呈明

(北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，北京 100083)

“植物免疫學(xué)”是北京林業(yè)大學(xué)森林保護(hù)專業(yè)新開設(shè)的專業(yè)選修課，課程內(nèi)容具有較強(qiáng)的專業(yè)性，理論知識與應(yīng)用結(jié)合緊密。結(jié)合選課學(xué)生的特點(diǎn)以及“植物免疫學(xué)”課程內(nèi)容和發(fā)展的特點(diǎn)，經(jīng)過2年的教學(xué)實(shí)踐，通過對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式以及考核體系等進(jìn)行改革和探索，形成了基礎(chǔ)知識、前沿進(jìn)展與實(shí)踐應(yīng)用技術(shù)互為補(bǔ)充的課程內(nèi)容體系，并引入了翻轉(zhuǎn)課堂、微課教學(xué)、案例教學(xué)、文獻(xiàn)閱讀研討教學(xué)、參與式實(shí)驗(yàn)教學(xué)等教學(xué)模式，構(gòu)建了從課堂、課下、實(shí)驗(yàn)、研討以及考試等多方面的考核體系，以期達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和提升學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。

植物免疫學(xué)；森林保護(hù)；教學(xué)改革

森林保護(hù)專業(yè)旨在培養(yǎng)具有林業(yè)有害生物監(jiān)測、檢疫和防控的科研、教學(xué)、科技開發(fā)與推廣、行政管理等工作的高級科學(xué)技術(shù)人才。森林保護(hù)專業(yè)在1998年曾被取消歸入到林學(xué)專業(yè)，但由于我國林業(yè)發(fā)展過程中面臨著越來越嚴(yán)重的有害生物災(zāi)害，教育部于2012年又重新設(shè)立森林保護(hù)專業(yè)。2014年，我國也首次從國家層面作出了關(guān)于林業(yè)有害生物防治工作的重大決策部署，國務(wù)院辦公廳頒布實(shí)施了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)林業(yè)有害生物防治工作的意見》，使森林保護(hù)工作迎來新的發(fā)展時期。同時，隨著人們認(rèn)識的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的森林保護(hù)逐漸向森林醫(yī)學(xué)演變[1]。為此，北京林業(yè)大學(xué)修改了森林保護(hù)專業(yè)本科生培養(yǎng)方案，增設(shè)了“植物免疫學(xué)”課程。該課程為北京林業(yè)大學(xué)森林保護(hù)專業(yè)高年級本科生的專業(yè)選修課，學(xué)生通過“植物免疫學(xué)”課程的學(xué)習(xí)，可以系統(tǒng)地了解植物的抗病性，充分掌握其類型、機(jī)制、遺傳規(guī)律、變異規(guī)律，發(fā)揮其在植物病害防治過程中應(yīng)有的作用。筆者根據(jù)近2年的教學(xué)實(shí)踐，針對“植物免疫學(xué)”課程的特點(diǎn)及存在的問題，提出了該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式以及考核體系等方面的改革方案，以期達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和提升學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。

一、“植物免疫學(xué)”課程的特點(diǎn)

植物免疫學(xué)是研究植物抗病性及其應(yīng)用方法的學(xué)科，是在學(xué)習(xí)普通植物病理學(xué)知識的基礎(chǔ)上對病原-寄主互作過程中寄主植物反應(yīng)的進(jìn)一步研究和分析?！爸参锩庖邔W(xué)”課程具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。在基礎(chǔ)理論知識方面，“植物免疫學(xué)”課程主要介紹植物抗病性與病原物致病性的概念、類別、機(jī)制和遺傳，以及植物與病原物的相互識別和兩者互作的相關(guān)基因、信號的傳遞；在實(shí)踐應(yīng)用方面，“植物免疫學(xué)”課程主要介紹植物抗病性的一些研究方法，涉及植物抗病性的鑒定、抗病種質(zhì)資源、抗病育種、抗病基因工程、病原物毒性監(jiān)測以及持久抗病性等一系列內(nèi)容。因此，“植物免疫學(xué)”課程是以植物抗病性為主線，通過闡述其基本理論知識和相關(guān)應(yīng)用方法來展示、充實(shí)課程內(nèi)容。它既有理論知識，又有應(yīng)用內(nèi)容，而且該課程內(nèi)容繁雜、信息量大，具有較強(qiáng)的專業(yè)性。同時，植物免疫學(xué)還是一個正在快速發(fā)展的學(xué)科，不斷涌現(xiàn)出新的理論、新的研究結(jié)果。

二、“植物免疫學(xué)”課程教學(xué)面臨的問題

(一)教材內(nèi)容陳舊，缺少合適的教材

目前，有關(guān)“植物免疫學(xué)”課程的教材僅有2009年由商鴻生主編的《植物免疫學(xué)》一書，經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展，許多新的研究成果都未能在教材中充分體現(xiàn)，尤其缺少林木抗病性方面的相關(guān)內(nèi)容。因此，在“植物免疫學(xué)”課程教學(xué)過程中授課教師更多地依靠自己收集的與課堂教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)的素材進(jìn)行授課，包括植物免疫學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)的新理論和新現(xiàn)象，以及林木抗病機(jī)制及抗病育種等內(nèi)容。而將這些知識補(bǔ)充到“植物免疫學(xué)”課程的教學(xué)中，彌補(bǔ)教材內(nèi)容陳舊的問題是當(dāng)務(wù)之急。

(二)理論教學(xué)課時多，實(shí)踐教學(xué)課時少

“植物免疫學(xué)”課程是一門理論與實(shí)踐結(jié)合緊密的課程，主要講述植物抗病性的基本原理、植物-病原物互作的分子基礎(chǔ)及信號傳導(dǎo)等理論知識，以及植物抗病性的鑒定、抗病育種、抗病基因工程、病原物毒性監(jiān)測等一系列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。而“植物免疫學(xué)”課程的實(shí)驗(yàn)課時僅4學(xué)時，導(dǎo)致授課教師在實(shí)際教學(xué)過程中存在重理論輕實(shí)踐的問題。另外，缺乏實(shí)踐支撐的教學(xué)活動，又使學(xué)生對理論知識的理解產(chǎn)生障礙。

(三)學(xué)生的知識儲備不足，知識背景存在差異

“植物免疫學(xué)”課程是森林保護(hù)專業(yè)的專業(yè)選修課，它面向森林保護(hù)專業(yè)和梁希班(林學(xué))的本科三年級學(xué)生開設(shè)。森林保護(hù)專業(yè)的學(xué)生有“植物病理學(xué)”課程的知識儲備，而梁希班的學(xué)生沒有。此外，大部分學(xué)生都不具有“分子生物學(xué)”“遺傳學(xué)”課程的知識儲備。針對這種情況，授課教師應(yīng)適當(dāng)調(diào)整“植物免疫學(xué)”課程的授課內(nèi)容，為學(xué)生補(bǔ)充相應(yīng)的背景知識，使學(xué)生更容易理解和掌握植物免疫學(xué)的知識。

(四)課程考核方式單一，難以評價學(xué)生的綜合能力

“植物免疫學(xué)”課程的考核采用期末考試與平時成績相結(jié)合的考核模式，主要以傳統(tǒng)單一的筆試為主。這種考核方式只能考察學(xué)生對理論知識的掌握情況，很難考察學(xué)生的動手能力和分析解決問題的能力，尤其是綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。

三、“植物免疫學(xué)”課程教學(xué)改革的思路

基于“植物免疫學(xué)”課程本身的內(nèi)容和發(fā)展特點(diǎn)，以及所面向的學(xué)生的實(shí)際情況，一方面要讓學(xué)生理解和掌握“植物免疫學(xué)”的基本概念和理論知識，為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究工作打下堅(jiān)實(shí)的植物免疫學(xué)理論基礎(chǔ)；另一方面還要結(jié)合當(dāng)前植物免疫學(xué)學(xué)科快速發(fā)展的現(xiàn)狀和林木抗病性的發(fā)展動態(tài)，及時補(bǔ)充植物免疫學(xué)學(xué)科的前沿知識和實(shí)際應(yīng)用案例，拓展學(xué)生的視野和思路，提高學(xué)生對“植物免疫學(xué)”課程學(xué)習(xí)和研究的興趣。

另外，在“植物免疫學(xué)”課程的教學(xué)改革過程中，筆者堅(jiān)持“以學(xué)生為本，以活動為內(nèi)容，以參與為中介，以發(fā)展為目標(biāo)”的現(xiàn)代教育教學(xué)觀念[2]，針對選課學(xué)生的特點(diǎn)，明確了教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容，并采用多種教學(xué)模式開展了教學(xué)活動。在授課過程中，筆者既強(qiáng)化學(xué)生對“植物免疫學(xué)”課程基礎(chǔ)理論知識的掌握和理解，促進(jìn)基礎(chǔ)理論知識與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，又與時俱進(jìn)地及時反映當(dāng)前“植物免疫學(xué)”課程的研究進(jìn)展，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的綜合能力，并建立全面的考核評價體系，提高“植物免疫學(xué)”課程的教學(xué)質(zhì)量，見圖1。

圖1 “植物免疫學(xué)”課程教學(xué)改革的思路

四、“植物免疫學(xué)”課程教學(xué)改革的探索

(一)明確課程教學(xué)目標(biāo)

“植物免疫學(xué)”課程作為森林保護(hù)專業(yè)和梁希班學(xué)生的專業(yè)選修課，其教學(xué)目的和任務(wù)是引導(dǎo)和幫助學(xué)生了解植物免疫學(xué)的基本概念和相關(guān)原理，讓學(xué)生系統(tǒng)地掌握和利用植物抗病性的基本理論和方法，以達(dá)到科學(xué)利用植物抗病性知識控制植物病害的目的。在教學(xué)改革過程中要遵循“基本知識與新進(jìn)展相結(jié)合、理論與實(shí)踐相結(jié)合、課堂教學(xué)與文獻(xiàn)討論相結(jié)合”的原則[3]，目的在于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

(二)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，及時反映植物免疫學(xué)領(lǐng)域的新進(jìn)展

在“植物免疫學(xué)”課程授課的過程中，教師要根據(jù)學(xué)生的知識背景對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，不僅要補(bǔ)充病原物的遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、致病性進(jìn)化等知識內(nèi)容，側(cè)重講授病原-寄主互作過程中寄主植物反應(yīng)的內(nèi)容，還要避免與“植物病理學(xué)”“林木病理學(xué)”課程知識內(nèi)容的重復(fù)，使“植物免疫學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容更加合理化、系統(tǒng)化。同時，植物免疫學(xué)是一門飛速發(fā)展的學(xué)科，教師需要不斷追蹤植物免疫學(xué)領(lǐng)域新的研究進(jìn)展，充分利用網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫資源，補(bǔ)充植物免疫學(xué)的新理論、新思路和新方法。如，教師可以用一些新的研究結(jié)果來解釋以往的理論和假說，使學(xué)生更容易理解和掌握“植物免疫學(xué)”課程的知識，從而豐富和充實(shí)教學(xué)內(nèi)容。另外，教師在備課和講授“植物免疫學(xué)”課程的過程中，要增加林木抗病性方面的教學(xué)案例，并將林木抗病性的特點(diǎn)和存在的問題等內(nèi)容補(bǔ)充到“植物免疫學(xué)”課程教學(xué)中。

(三)改革課程教學(xué)模式

1.采用翻轉(zhuǎn)課堂和微課教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂是一種將課堂內(nèi)容由“知識傳授”變?yōu)椤皢栴}研究”的教學(xué)模式[4]。在這種教學(xué)模式中，教師的角色是學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者和促進(jìn)者，而不是傳統(tǒng)的知識傳授者和課堂的管理者，它將基本概念和基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)放在課前，課堂教學(xué)內(nèi)容主要為“問題研究”，而不是“知識講解”。因此，針對“植物免疫學(xué)”課程的知識特點(diǎn)，授課教師應(yīng)選擇一些知識點(diǎn)，如病原與寄主的識別機(jī)制、植物疫苗的應(yīng)用、誘導(dǎo)抗病性、抗病育種、病原菌的侵入過程、轉(zhuǎn)基因技術(shù)等，采用翻轉(zhuǎn)課堂和微課教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式進(jìn)行授課。在授課過程中，教師要利用互聯(lián)網(wǎng)上提供的“植物免疫學(xué)”課程學(xué)習(xí)視頻、動畫資源和研究論文等資料讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，然后再回到課堂開展討論，從而增加學(xué)生與教師之間的交流互動，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，實(shí)現(xiàn)“探究型”學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

2.采用案例教學(xué)模式

案例教學(xué)是利用生產(chǎn)實(shí)踐中的典型案例作為素材的一種教學(xué)模式。在這種教學(xué)模式下，教師要根據(jù)“植物免疫學(xué)”課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置具體的案例，并組織學(xué)生對案例進(jìn)行分析、討論和交流，以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，加深學(xué)生對該課程基本理論知識和概念的理解[5]。植物抗病性在植物病害防治過程中已有大量的成功案例，教師在講授這方面知識的過程中，可以采用案例教學(xué)模式，并選取緊扣教學(xué)內(nèi)容的典型案例，如植物免疫劑的開發(fā)與應(yīng)用、植物R基因的發(fā)現(xiàn)與抗病育種等，讓學(xué)生去查閱指定的案例資料，然后鼓勵學(xué)生在課堂上自由探索、大膽質(zhì)疑，及時提出自己的看法和見解，把抽象的概念和原理具體化，提高學(xué)生綜合分析問題的能力。這種以問題為導(dǎo)向的啟發(fā)式教學(xué)模式，不僅提高了學(xué)生將理論知識應(yīng)用到植物病害防治實(shí)踐中的能力，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，而且還促進(jìn)了授課教師自身業(yè)務(wù)水平的提高，達(dá)到了教學(xué)相長的目的。

3.采用文獻(xiàn)閱讀及研討教學(xué)模式

鑒于植物免疫學(xué)學(xué)科快速發(fā)展的特點(diǎn)，北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院在設(shè)計(jì)“植物免疫學(xué)”課程教學(xué)大綱時設(shè)置了4學(xué)時的文獻(xiàn)閱讀研討課，目的在于將植物免疫學(xué)新的科研成果和方法引入到“植物免疫學(xué)”課程教學(xué)中，彌補(bǔ)教材內(nèi)容滯后的不足，拓展學(xué)生的視野[6]。教師講授文獻(xiàn)閱讀研討課時，將班級學(xué)生分為小組，每組5～6人，教師列出討論的主題后，各組挑選或者自選主題進(jìn)行文獻(xiàn)查閱，并制作成幻燈片在課堂上開展交流討論。在交流討論過程中，首先其他組學(xué)生或是教師提問質(zhì)疑，演講組的學(xué)生要針對提問內(nèi)容進(jìn)行解答；其次教師針對學(xué)生的問題和解答進(jìn)行總結(jié)和點(diǎn)評。文獻(xiàn)閱讀的內(nèi)容主要為植物免疫學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)典、前沿文獻(xiàn)，如植物先天免疫體系和誘導(dǎo)免疫、R基因的進(jìn)化、林木分子抗病育種等；還可以補(bǔ)充相關(guān)的知識內(nèi)容，如植物對昆蟲的免疫反應(yīng)以及轉(zhuǎn)基因育種等問題。文獻(xiàn)閱讀研討的提綱主要包括下面幾方面的內(nèi)容。

第一，文獻(xiàn)的研究背景是什么，提出什么科學(xué)問題；

第二，文獻(xiàn)通過怎么樣的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，獲得了什么試驗(yàn)證據(jù)來佐證文獻(xiàn)的觀點(diǎn)；

第三，文獻(xiàn)獲得了什么重要結(jié)論；

第四，文獻(xiàn)中的試驗(yàn)設(shè)計(jì)是否存在瑕疵，論證是否嚴(yán)密；

第五，文獻(xiàn)結(jié)果對后續(xù)研究有何啟示，如何設(shè)計(jì)試驗(yàn)進(jìn)行證實(shí)。

文獻(xiàn)閱讀及研討是一種以學(xué)生自助學(xué)習(xí)為主、教師引導(dǎo)為輔的新型教學(xué)模式[7]，它不僅激發(fā)了學(xué)生的科研興趣，讓學(xué)生了解了文獻(xiàn)的基本要素和文獻(xiàn)的閱讀技巧，而且還培養(yǎng)了學(xué)生獲取信息、整理信息、歸納信息的能力，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的目的性、主動性和積極性，同時還可以在討論中為教師提供新的思路，以教學(xué)促進(jìn)科研，以科研引導(dǎo)教學(xué)。

4.采用參與式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

實(shí)驗(yàn)課是課程理論知識的驗(yàn)證和延伸，在實(shí)驗(yàn)過程中可以培養(yǎng)學(xué)生動手實(shí)踐和獨(dú)立思考的能力。因此，筆者對“植物免疫學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革，摒棄了以往教師設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)材料的做法，給予學(xué)生更多參與的機(jī)會。筆者將班級學(xué)生分為小組，根據(jù)授課內(nèi)容的進(jìn)度，給學(xué)生布置階段性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生查找資料、進(jìn)行小組討論，并在教師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案、自主準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料、完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。不同小組可以選擇不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行試驗(yàn)，最后在課堂上開展廣泛的交流討論活動，讓學(xué)生了解更多的實(shí)驗(yàn)過程，開拓學(xué)生的視野。這種參與式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不僅提高了學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力，鞏固了理論知識，而且還激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)“植物免疫學(xué)”課程的興趣。

(四)改革課程考核方式

為了提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，筆者對“植物免疫學(xué)”課程從課上、課下多方面進(jìn)行了全面的考核?！爸参锩庖邔W(xué)”課程的考核分為3部分：平時成績(占40%)、實(shí)驗(yàn)成績(占20%)和期末考試成績(占40%)。平時成績主要考核學(xué)生的課堂表現(xiàn)、課堂紀(jì)律以及課堂測驗(yàn)等基本情況；實(shí)驗(yàn)成績考察學(xué)生對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象的理解和分析能力，以及如何根據(jù)已學(xué)習(xí)的理論知識去解釋實(shí)驗(yàn)中遇到的問題；期末考試成績除了考察學(xué)生對基本概念和理論知識的掌握情況外，還要考察學(xué)生綜合運(yùn)用這些概念和理論知識去分析和解決實(shí)際問題的能力。該考核體系綜合考察了學(xué)生在“植物免疫學(xué)”課程學(xué)習(xí)全過程中的表現(xiàn)，較客觀地反映了學(xué)生對該課程理論知識、基本技能的掌握情況。

五、“植物免疫學(xué)”課程教學(xué)改革的成效

通過對森林保護(hù)專業(yè)的“植物免疫學(xué)”課程進(jìn)行改革，形成了一套較為完整的課程內(nèi)容體系和教學(xué)模式，激發(fā)了學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

目前，學(xué)生上課的出勤率達(dá)到90%以上，且課堂氣氛活躍。在文獻(xiàn)查閱過程中，學(xué)生開始自發(fā)選擇教師布置的專題以外的自己感興趣的專題開展文獻(xiàn)的查閱工作；在專題討論過程中，學(xué)生能夠?qū)Σ煌瑢ｎ}發(fā)表自己的看法，使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由簡單的聽講轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥貐⑴c，培養(yǎng)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的習(xí)慣?！爸参锩庖邔W(xué)”課程的教學(xué)改革取得了較好的教學(xué)效果，不僅使學(xué)生了解了“植物免疫學(xué)”課程的基本理論知識，還使學(xué)生掌握了植物免疫學(xué)的研究方法，養(yǎng)成了發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的科學(xué)素養(yǎng)，為學(xué)生今后進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)植物免疫學(xué)及相關(guān)學(xué)科的知識打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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(責(zé)任編輯 孫艷玲)