基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的園藝植物生物技術(shù)教學(xué)改革探討

賴彪　羅剛軍　陳發(fā)波

摘要 在應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)下，分析了園藝植物生物技術(shù)課程教學(xué)中存在的主要問題，提出了優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，改革實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和注重課外實(shí)踐的一系列提高學(xué)生的生物技術(shù)應(yīng)用能力的改革思路與措施，為提高教學(xué)質(zhì)量和高素質(zhì)應(yīng)用型園藝專業(yè)人才的培養(yǎng)提供參考。

關(guān)鍵詞 園藝植物生物技術(shù);應(yīng)用型人才;教學(xué)改革

中圖分類號(hào) S-01 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2020）16-0268-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.16.077

Discussion on Teaching Reform for Biotechnology in Horticultural Plant under the Purpose of Fostering Application-oriented Talents

LAI Biao，LUO Gang-jun， CHEN Fa-bo （School of Advanced Agriculture and Bioengineering，Yangtze Normal University，Chongqing 408100）

Abstract Under the goal of cultivating application-oriented talents， this paper analyzed the main problems existing in teaching of biotechnology in horticultural plant，the reform ideas and measures were proposed to improve students ability to apply biotechnology，including optimizing the teaching content， improving teaching methods， reforming the linkage between teaching in class and practical teaching in the lab and paying more attention to extracurricular practice. The study can provide reference for improving teaching quality and training of high-quality practical horticultural professionals.

Key words Biotechnology in horticultural plant;Application-oriented talents;Teaching reform

基金項(xiàng)目 長(zhǎng)江師范學(xué)院校級(jí)教改項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介 賴彪（1987—），男，四川廣安人，講師，博士，從事園藝植物生物技術(shù)教學(xué)和科研工作。

收稿日期 2020-04-04;修回日期 2020-05-09

習(xí)近平總書記2019年9月5日在給全國(guó)涉農(nóng)高校的書記校長(zhǎng)和專家代表回信中提到，“中國(guó)現(xiàn)代化離不開農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化關(guān)鍵在科技、在人才”[1-2]。 長(zhǎng)江師范學(xué)院是重慶市地方普通本科高等學(xué)校，堅(jiān)定“走應(yīng)用路”，踐行“創(chuàng)新為魂、應(yīng)用為要、能力為本、服務(wù)為重”的辦學(xué)理念?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)院園藝專業(yè)設(shè)立于2010年，是重慶市高等學(xué)?！笆濉笔屑?jí)重點(diǎn)學(xué)科，其人才培養(yǎng)的目標(biāo)是培養(yǎng)滿足地方需求的高水平應(yīng)用型園藝人才。隨著遺傳學(xué)、基因組學(xué)、生物信息學(xué)等研究的發(fā)展，現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)植物生產(chǎn)和人類生活具有更加重要的意義。園藝植物生物技術(shù)是園藝學(xué)和生物技術(shù)交叉的、新興的、綜合性的學(xué)科，是以園藝植物為材料，利用生物技術(shù)創(chuàng)造、改良或生產(chǎn)生物制品的一門技術(shù)。園藝植物生物技術(shù)是園藝專業(yè)的一門理論性和實(shí)踐性均非常強(qiáng)的專業(yè)核心課。筆者通過分析長(zhǎng)江師范學(xué)院園藝植物生物技術(shù)課程教學(xué)中出現(xiàn)的一些問題，提出了一些基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的改革措施，以促進(jìn)該課程的建設(shè)和發(fā)展。

1 教學(xué)過程中存在的主要問題

近年來(lái)生物技術(shù)飛速發(fā)展，尤其是細(xì)胞工程、基因工程、生物信息等技術(shù)，而相對(duì)生物技術(shù)的更新，教材更新速度比較慢，園藝植物生物技術(shù)課程內(nèi)容比較陳舊，很多新技術(shù)很少有涉及，導(dǎo)致學(xué)習(xí)的部分內(nèi)容沒有實(shí)效性，不能很好應(yīng)用到以后的實(shí)際工作中。另外，該課程涉及的內(nèi)容廣泛，而課程實(shí)踐學(xué)時(shí)有限，且一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目花費(fèi)大，教學(xué)設(shè)備條件有限，難以滿足學(xué)生對(duì)現(xiàn)代生物技術(shù)學(xué)習(xí)的需求。長(zhǎng)江師范學(xué)院園藝專業(yè)學(xué)生生物技術(shù)基礎(chǔ)較差，課程學(xué)習(xí)中有較大的畏難情緒，缺乏學(xué)習(xí)興趣和探索精神。往往教師花費(fèi)很大功夫教授課程但學(xué)生沒有深刻理解，不能切實(shí)應(yīng)用。因此，需要進(jìn)一步優(yōu)化和提高園藝植物生物技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容和教學(xué)方式，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)激發(fā)學(xué)生對(duì)生物技術(shù)的興趣，幫助學(xué)生排除畏難情緒，掌握更多的生物技術(shù)，鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能及科學(xué)思維。

2 教學(xué)改革的措施探討

2.1 與時(shí)俱進(jìn)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

園藝植物生物技術(shù)實(shí)踐課程教學(xué)的主要內(nèi)容包括園藝植物組織培養(yǎng)、細(xì)胞工程、染色體工程、分子標(biāo)記、基因工程和生物信息學(xué)[3]，其中植物組織培養(yǎng)（在長(zhǎng)江師范學(xué)院有單獨(dú)的課程）、細(xì)胞工程和基因工程為教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)。目前該課程選用的教材為鞏振輝主編的《園藝植物生物技術(shù)（第1版）》（科學(xué)出版社，2009年1月）和《園藝植物生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》（中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2010年3月）。教材中的一些內(nèi)容已經(jīng)比較陳舊，缺乏最新的生物技術(shù)研究進(jìn)展，例如：植物表達(dá)載體的構(gòu)建方法除了傳統(tǒng)的使用限制性內(nèi)切酶及DNA連接酶克隆法，目前有更為高效的Gibson組裝和Gateway克隆等多種技術(shù)。目前，CRISPER/Cas9基因編輯技術(shù)也逐漸在園藝植物育種中運(yùn)用，因此基因編輯技術(shù)也應(yīng)該作為園藝植物生物技術(shù)的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容。此外可以將最新的科學(xué)研究成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，比如2019年在《Plant Biotechnology Journal》雜志發(fā)表的題為《CRISPR/Cas9-mediated editing of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase1 （ACO1） enhances Petunia flower longevity》的研究論文，通過CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因編輯方法研究指出突變ACO1后顯著延長(zhǎng)了牽?；ǖ膲勖黐4]。論文涉及園藝植物生物技術(shù)各個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，可以將論文中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行拆解，然后逐個(gè)擊破，最后拼裝成一個(gè)完整的體系，這樣更能將零散的知識(shí)點(diǎn)融入到真實(shí)的生物技術(shù)研究中，更加系統(tǒng)生動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效果。因此，教學(xué)內(nèi)容不能過度依賴教材，要適時(shí)更新，以跟上生物技術(shù)的發(fā)展步伐，在學(xué)習(xí)經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)技術(shù)的同時(shí)與時(shí)俱進(jìn)。這就要求授課教師不斷學(xué)習(xí)，掌握生物技術(shù)前沿動(dòng)態(tài)，不斷提高科研水平和業(yè)務(wù)素質(zhì)，這樣才能夠更好地開展生物技術(shù)教學(xué)。

2.2 改進(jìn)教學(xué)方法，充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源開展線上-線下混合式教學(xué)

在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代背景下，將網(wǎng)絡(luò)資源與教育深度融合，不僅可以優(yōu)化教學(xué)方式，還可以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和創(chuàng)新思維[5]。園藝植物生物技術(shù)課程中有些生物技術(shù)原理復(fù)雜，以動(dòng)畫視頻或?qū)嶒?yàn)視頻的方式講解更利于學(xué)生理解。目前，網(wǎng)絡(luò)上有許多生物技術(shù)相關(guān)的視頻資源，例如：中國(guó)生物醫(yī)藥行業(yè)領(lǐng)先的視頻制播一體化網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)平臺(tái)“生物無(wú)憂”和全球首例實(shí)驗(yàn)視頻期刊《Journal of Visualized Experiments（JoVE）》等。教師通過收集和整理與園藝植物生物技術(shù)相關(guān)視頻資源并應(yīng)用于課堂教學(xué)，將增強(qiáng)課堂教學(xué)的趣味性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。另外，還有一些先進(jìn)的生物技術(shù)僅通過理論講解不利于學(xué)生深刻掌握，而因?yàn)楦鞣N現(xiàn)實(shí)原因也無(wú)法開展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，例如：一些細(xì)胞工程和基因工程實(shí)驗(yàn)需要較多昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和試劑藥品，還有些實(shí)驗(yàn)如植物的遺傳轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，由于植物材料培養(yǎng)周期較長(zhǎng)且存在生物安全的風(fēng)險(xiǎn)。而利用在線虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中的相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可降低實(shí)驗(yàn)教學(xué)門檻和成本，突出學(xué)生的主體地位，激發(fā)學(xué)習(xí)潛能，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和效率，掌握生物技術(shù)基本實(shí)驗(yàn)原理和技能[6]。長(zhǎng)江師范學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)下，合理優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，并有效利用互聯(lián)網(wǎng)資源和在線智能實(shí)驗(yàn)室開展線上-線下混合式課程教學(xué)改革，將有助于提高教學(xué)效果和育人質(zhì)量。

2.3 改革實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，開展實(shí)踐周系統(tǒng)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能

課程實(shí)踐是園藝植物生物技術(shù)課程的重要環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和綜合素質(zhì)培養(yǎng)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量有著重要意義。注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，既可以加深學(xué)生對(duì)生物技術(shù)理論的認(rèn)識(shí)和理解，又可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手操作能力，從而有利于培養(yǎng)從事園藝生物技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用的應(yīng)用型高素質(zhì)人才[7]。以往的園藝植物生物技術(shù)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)開展一般由教師講授實(shí)驗(yàn)的原理與方法，學(xué)生再按照要求完成實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生只是機(jī)械的重復(fù)，到實(shí)驗(yàn)結(jié)束很多學(xué)生還不清楚實(shí)驗(yàn)的目的。這種模式不利于學(xué)生自由探索和創(chuàng)新能力的發(fā)展，而且實(shí)驗(yàn)之間的連貫性不強(qiáng)，不利于學(xué)生系統(tǒng)掌握。此外，園藝植物生物技術(shù)課程實(shí)踐的大部分內(nèi)容并不是獨(dú)立的，而是前后緊密關(guān)聯(lián)，特別是植物基因工程部分內(nèi)容，比如植物核酸提取的DNA是PCR擴(kuò)增的模板，PCR擴(kuò)增得到的產(chǎn)物將會(huì)作為DNA連接的實(shí)驗(yàn)材料，連接好的克隆載體又將是酶切的目標(biāo)[8]。因此，將園藝植物生物技術(shù)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)集中在一周之內(nèi)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，開展涵蓋基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)課題為主。此外，還可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師的科研項(xiàng)目或成果轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)型和綜合型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)去思考探索。學(xué)生通過設(shè)計(jì)自主實(shí)驗(yàn)課題、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的過程，在一周之內(nèi)集中實(shí)踐完成課題，這個(gè)過程不僅有利于系統(tǒng)掌握生物技術(shù)，而且能激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的興趣，鍛煉培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能及科學(xué)思維，提高學(xué)生的應(yīng)用和創(chuàng)新能力。

2.4 鼓勵(lì)學(xué)生課外實(shí)踐，提高生物技術(shù)應(yīng)用能力

近年來(lái)，長(zhǎng)江師范學(xué)院為全面提高學(xué)科水平和科技創(chuàng)新能力，大力推進(jìn)學(xué)校學(xué)科專業(yè)轉(zhuǎn)型和發(fā)展，切實(shí)推動(dòng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)轉(zhuǎn)向，引進(jìn)了一批具有博士學(xué)位優(yōu)秀青年教師，其中現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)院新進(jìn)專職科研型教師有20多名。這些教師掌握了園藝植物生物技術(shù)領(lǐng)域的前沿實(shí)驗(yàn)技能，目前他們以榨菜、紅心蘿卜、龍眼、百合、食用菌等重慶特色園藝植物如為研究對(duì)象開展育種、栽培生理和分子生物學(xué)等方面的科學(xué)研究工作。此外，長(zhǎng)江師范學(xué)院鼓勵(lì)學(xué)生積極申報(bào)各級(jí)各類的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)院的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目更是全員覆蓋。學(xué)生成為項(xiàng)目的主持人和參與人，從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探索。學(xué)生和指導(dǎo)教師一起探討實(shí)驗(yàn)流程的制定，選擇實(shí)驗(yàn)方法，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提高學(xué)生解決問題的能力。園藝植物生物技術(shù)課程利用課程任務(wù)形式鼓勵(lì)園藝專業(yè)的學(xué)生利用課外時(shí)間廣泛參與到教師的科研項(xiàng)目中或在教師的指導(dǎo)下開展園藝生物技術(shù)相關(guān)的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)生通過主動(dòng)參與園藝生產(chǎn)實(shí)際問題調(diào)研、田間材料收集、實(shí)驗(yàn)過程、數(shù)據(jù)整理、科技論文寫作等科學(xué)研究中每一個(gè)環(huán)節(jié)，加深對(duì)生物技術(shù)原理的理解，鍛煉科學(xué)思維，提高生物技術(shù)實(shí)踐能力[9]。通過把課程知識(shí)的學(xué)習(xí)從課堂到延伸實(shí)驗(yàn)室和田間，從有限的課時(shí)擴(kuò)展到課外時(shí)間，在這個(gè)過程中教師只是思維的引導(dǎo)者，學(xué)生是學(xué)習(xí)和實(shí)踐的主體，這樣既可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和解決實(shí)際問題能力，同時(shí)也提高了學(xué)生的生物技術(shù)實(shí)踐、應(yīng)用和創(chuàng)新能力，從而有利于培養(yǎng)高水平應(yīng)用型園藝專業(yè)人才[10]。

3 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)江師范學(xué)院作為地方性應(yīng)用型本科院校，為服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，肩負(fù)著培養(yǎng)和輸送應(yīng)用型人才的重要責(zé)任。園藝植物生物技術(shù)課程的內(nèi)容廣泛，理論性和實(shí)踐性均強(qiáng)，且生物技術(shù)發(fā)展迅猛，任課教師應(yīng)緊跟生物技術(shù)發(fā)展前沿，不斷與時(shí)俱進(jìn)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方式，注重激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐應(yīng)用能力，助力培養(yǎng)高水平應(yīng)用型園藝人才。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳平，肖湘平.以立德樹人為根本 以強(qiáng)農(nóng)興農(nóng)為己任[J].中國(guó)高等教育，2019（21）：7-9.

[2] 路平，柯佳琪.以立德樹人為根本 以強(qiáng)農(nóng)興農(nóng)為己任[N].湖州日?qǐng)?bào)，2019-09-07（A01）.

[3] 彭立新，李愛，李慧，等.園藝植物生物技術(shù)教學(xué)改革探索[J].天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，22（2）：63-65.

[4] 基因組編輯獲得“永不凋謝”的牽?；╗EB/OL].（2019-06-24）[2019-11-16].https：//www.sohu.com/a/322546611_732029.

[5] 曹曉靜，丁潔云，李芳，等. “互聯(lián)網(wǎng)+高等教育”的改革與創(chuàng)新[J].黑龍江教育（理論與實(shí)踐）， 2018（4）：12-13.

[6] 王慧.應(yīng)用型地方高校綜合型虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)的思考[J].江蘇科技信息，2019（13）：75-80.

[7] 劉朝陽(yáng)，龍健梅，何業(yè)華.《園藝植物生物技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與探索：以華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院為例[J].現(xiàn)代園藝，2018（23）：192-193.

[8] 張金智， 胡春根.園藝學(xué)實(shí)驗(yàn)改革與實(shí)踐探索：以華中農(nóng)業(yè)大學(xué)為例[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（21）： 254-256.

[9] 周玉麗，李慧敏，陸曉民，等.應(yīng)用型本科高校《園藝植物生物技術(shù)》實(shí)踐教學(xué)改革與探索[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2015，21（2）： 98-99.

[10] 吳夢(mèng)芳.巧用信息技術(shù) 打造有效課堂[J].安徽教育科研，2019（22）：92-93.