園藝植物組織培養(yǎng)課程教學改革探討

賈承國 李斌 翟璐璐

摘 要：園藝植物組織培養(yǎng)是現(xiàn)代生物技術(shù)中最活躍、應用最為廣泛的技術(shù)，同時也是各大農(nóng)林院校開設(shè)的極為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。本文綜合分析了該課程在最近幾年的理論教學和實驗教學中普遍存在的問題，并結(jié)合自身教學及其他高校教學成果進行更進一步的課程教學探討，包括教學內(nèi)容、授課方式、課外實習和實驗考核方式等多方面，為進一步提高《園藝植物組織培養(yǎng)》課程理論和實驗教學質(zhì)量奠定理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：園藝植物組織培養(yǎng)；教學改革；考核方式；教學方式

中圖分類號：S184 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190530080

*為本文通訊作者 植物組織培養(yǎng)是20世紀初期發(fā)展起來的一項生物技術(shù)，它是指在無菌操作條件下，將離體的植物器官、組織、細胞以及原生質(zhì)體等，在人工控制的條件下將其培養(yǎng)成完整植株的一項技術(shù)。經(jīng)過100多年的發(fā)展，該技術(shù)已在科學研究和生產(chǎn)實踐中得到廣泛的應用，如轉(zhuǎn)基因育種、細胞工程、組織快繁、脫毒培養(yǎng)、種質(zhì)資源保存等。同時，該技術(shù)也為部分學生的就業(yè)和創(chuàng)業(yè)開辟了新途徑。鑒于該項技術(shù)的重要性，在20世紀70年代，我國開始在全國各大農(nóng)林院校中開設(shè)《園藝植物組織培養(yǎng)》課程 [1]。目前多數(shù)高校開設(shè)的教學模式為基礎(chǔ)理論課+實驗課或課外實習輔導[2]。以吉林大學植物科學學院《園藝植物組織培養(yǎng)》課程為例，基礎(chǔ)理論課（16學時）+實驗課（16學時）這種教學模式已持續(xù)多年。同時，結(jié)合該課程在其他高校的運行模式，我們發(fā)現(xiàn)在教學過程中也存在一些問題，例如：學時數(shù)量較少、理論部分內(nèi)容更新不夠、無法與當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合、地方特色不強以及組織培養(yǎng)技術(shù)無法發(fā)揮其潛在的應用價值等。

1 存在的問題及改革的必要性

1.1 學分學時比重低，重視程度不夠

《園藝植物組織培養(yǎng)》課程是園藝專業(yè)一門理論和實踐操作技術(shù)強的一門專業(yè)基礎(chǔ)課?，F(xiàn)大多數(shù)高等院校開設(shè)該門課程為上述主要教學模式，雖是作為一門重要的基礎(chǔ)性學科，但其學時學分相比其他專業(yè)基礎(chǔ)課所占比重并不高，不能有效地提高學生對課程的重視度和興趣。以吉林大學植物科學學院為例，該課程為32學時，1.5學分，其中有16學時理論課和16學時實驗課。理論課中內(nèi)容包括植物組織培養(yǎng)實驗室布局及設(shè)備、植物器官培養(yǎng)、植物植株培養(yǎng)、植物細胞培養(yǎng)、體細胞雜交、植物原生質(zhì)體培養(yǎng)、離體快繁、脫毒苗培養(yǎng)和遺傳轉(zhuǎn)化等，在16學時內(nèi)不能充分地完成這些內(nèi)容的講授。16學時實驗課中主要完成MS母液及培養(yǎng)基的配制、無菌苗的獲得、外植體的接種、繼代和生根等，每次實驗課都涉及到培養(yǎng)基的配制和滅菌，需要時間較長。另外，由于植物組織培養(yǎng)周期較長，在課程時間安排上也需要靈活把握。

1.2 教學方式傳統(tǒng)和單一

在教學方法上，任課教師多數(shù)采用單向傳授方式將理論知識強行灌輸給學生，教學方式單一落伍仍為“填鴨式”教學[3]。另外，園藝植物組織培養(yǎng)也是較為古老的一門技術(shù)，目前側(cè)重于該技術(shù)的應用方面，理論層次更新相對較少。在上課過程中，同學們感覺較為枯燥乏味，缺少主動思考，也不夠積極主動地參與到課堂討論。教師上課積極性也相應減弱，課程氛圍較為沉悶，教學效果不理想。

1.3 實驗內(nèi)容簡單可供選擇性少，考核方式和要求不夠細致 多數(shù)學校開展的實驗課均為較為傳統(tǒng)的培養(yǎng)基配制、接種、繼代和生根等，學生可供選擇的實驗內(nèi)容較少，學生只能被動機械地進行實驗操作。同時，植物組織培養(yǎng)實驗課內(nèi)容之間緊密聯(lián)系，對學生操作技術(shù)要求較高，稍不注意就會影響后期實驗的進行。另外，胡體旭等[4]提出成績考核缺乏量化標準，在實驗報告中抄襲現(xiàn)象嚴重，無法公平公正的區(qū)分和評判學生在實際操作中的優(yōu)劣程度，給教師在最后的打分環(huán)節(jié)帶來一定的困難和不確定性。

1.4 生產(chǎn)應用性定位不明確，理論性太強

部分高校過于偏重該門課程的理論性，不注重實際生產(chǎn)應用，基于理論和應用對本科生的培養(yǎng)和鍛煉沒有做到很好的均衡發(fā)展。同時不能順應跟進本地現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的潮流，地方特色不突出。最終限制了學生更多的外出參觀實習機會及拓寬對未來園藝植物組織培養(yǎng)技術(shù)市場發(fā)展的視野。

2 改革措施及建議

2.1 合理分配課時學分，延長實驗周期和次數(shù)

植物組織培養(yǎng)是一個周期性較長的過程，外植體在培養(yǎng)過程中易受到多方面因素的影響，常會出現(xiàn)褐化、污染、玻璃化等現(xiàn)象影響生長，加之學時限制導致很多同學很難最終培養(yǎng)成一完整植株，或培養(yǎng)正在進行時課程便已結(jié)束，不能很好將實驗進行到底。鑒于此，我們建議適當延長理論課和實驗課的學時，理論和實驗課均延長至20學時，從而使學生更好的理解植物組織培養(yǎng)理論，也能夠使學生完整掌握整個組織培養(yǎng)的過程。

2.2 多元化教學，活躍課堂氣氛

課堂教學方面，采取了以下措施，收到了良好的效果。例如：在課上采用小組形式，由教師準備多個主題進行分組討論，并制作PPT進行小組匯報，從而調(diào)動學生的積極主動性和參與度。教師根據(jù)課堂表現(xiàn)給予公平合理的評價，并在平時成績方面體現(xiàn)。任課教師在進行授課時多運用圖片、動畫、視頻等多種動態(tài)立體形式使傳統(tǒng)的理論知識變得生動形象，鑒于組織培養(yǎng)技術(shù)的實際操作性較高，多媒體教學方式能讓學生覺得印象更深刻。同時，關(guān)注植物組織培養(yǎng)研究領(lǐng)域新動態(tài)，及時更新教學內(nèi)容，比如生長素和細胞分裂素調(diào)控植物細胞分化的機理、植物基因編輯技術(shù)、細胞培養(yǎng)和原生質(zhì)體在基礎(chǔ)研究中的應用等，激發(fā)學生對前沿知識和新技能的學習興趣。實驗教學方面，學生自行錄制實驗操作視頻，教師在課堂播放，小組討論進行互評，最后教師點評并指出操作中出現(xiàn)的問題，使同學們更好的掌握這門技術(shù)。

2.3 教學體系的改革創(chuàng)新

鄒利娟[5]等人對實驗內(nèi)容進行了改革創(chuàng)新，設(shè)計出一套以培養(yǎng)學生科研能力為主的“植物組織培養(yǎng)”實驗教學內(nèi)容，包括分為必做和選做的基礎(chǔ)性實驗和綜合性實驗。在綜合性實驗中新增自主設(shè)計實驗，讓學生自主選擇一個感興趣的培養(yǎng)材料進行組織培養(yǎng)，培養(yǎng)學生獨立查閱文獻和自主設(shè)計實驗的能力。因此，建議在實驗設(shè)計中嘗試用不同培養(yǎng)材料的種類進行組織培養(yǎng)，尤其是園藝植物種類繁多，外植體材料豐富，能使實驗課增加趣味性。同時創(chuàng)新性和探索性項目可根據(jù)課程和學生需要來酌情開設(shè)相關(guān)實驗內(nèi)容，比如不同園藝植物原生質(zhì)體的分離和培養(yǎng)、脫毒苗的分子檢測等。

2.4 制訂考核量化標準，更加科學靈活的考核方式

制定細致化、全面化、標準化的量化標準，評分細則和考核相應分數(shù)，既是教師對學生在課堂和實驗操作過程中認真努力表現(xiàn)的負責，也是對于教師公平公正、認真考核的真實反映?？偝煽冎衅谀┛荚嚦煽冋?0%，實驗課成績占30%，平時成績占10%。實驗課成績按出勤、實驗態(tài)度、實驗操作、實驗匯報和實驗報告各占20%計分，平時成績中，以出勤、課堂提問、作業(yè)和課堂測驗等為依據(jù)進行計分。另外，在傳統(tǒng)期末考試題型中也可適當增加實驗操作技術(shù)的題型，如增設(shè)操作改錯題，讓理論知識與實驗相結(jié)合在卷面有所體現(xiàn)，更好的掌握植物組織培養(yǎng)的理論和實踐。

3 結(jié)語

《園藝植物組織培養(yǎng)》課程是一門理論性、實踐性、技術(shù)性、應用性都非常強的課程。經(jīng)過4a的摸索和實踐，吉林大學植物科學學院對教學過程中出現(xiàn)的問題進行不斷改進與完善，進一步提升教學質(zhì)量，取得了良好的教學效果。隨著現(xiàn)代分子生物學、遺傳學和細胞生物學以及組學的發(fā)展，關(guān)于植物組織培養(yǎng)的新理論也在不斷完善，這就要求任課教師不斷充實植物組織培養(yǎng)領(lǐng)域的最新進展與前沿成果并應用到教學中，激發(fā)學生的學習興趣。另外，在課程教學中，除了讓學生掌握基本的植物組織培養(yǎng)技術(shù)外，也要引導學生用發(fā)展的眼光來看待和思考實際生產(chǎn)中的一些問題，比如地方特色農(nóng)產(chǎn)品的開發(fā)、珍貴苗木的繁殖和種質(zhì)資源保存、長白山野生資源的開發(fā)和利用等，增強大學生自主創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)的意識。

參考文獻

[1] 陳振光，林順權(quán)，王天池. 農(nóng)業(yè)院校開設(shè)植物組織培養(yǎng)課程的做法和體會[J]. 植物生理學報，1993（4）：54-55.

[2] 陳裕坤，李雪，陳發(fā)興，林玉玲，劉生財，張梓浩，程春振，呂科良，林爭春，賴鐘雄.《園藝植物組織培養(yǎng)課程實習》教學改革的探討[J].園藝與種苗，2018，38（08）：26-29.

[3] 王志剛.園藝植物組織培養(yǎng)課程中教學做一體化課程改革探究[J].教育現(xiàn)代化，2018，5（39）：107-108.

[4] 胡體旭，汪淑芬.園藝植物組織培養(yǎng)實驗課教學改革探索[J].教育教學論壇，2018（49）：147-148.

[5] 鄒利娟，楊敬天，羅明華.“植物組織培養(yǎng)”實驗課程教學改革與創(chuàng)新探索[J].綿陽師范學院學報，2018，37（02）：91-94.