基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教學改革與實踐

吳衛(wèi) 侯凱 徐東北 馮冬菊

[摘 要] “藥用植物育種學”是中草藥栽培與鑒定專業(yè)的核心課程。為了促進中藥材生產(chǎn)高質(zhì)量發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新型中藥材生產(chǎn)類人才，對如何結(jié)合課程思政，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神;優(yōu)化課程教學內(nèi)容，促進其創(chuàng)新意識;改革教學方式，激發(fā)學生學習和創(chuàng)新潛能;提供良好實踐平臺和加強實踐教學環(huán)節(jié)，提升學生創(chuàng)新能力等方面進行了探索與實踐。為提高學生的專業(yè)素質(zhì)和專業(yè)能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，以及將來從事相關科研和社會服務工作奠定良好的基礎。

[關鍵詞] 藥用植物育種學;課程建設;創(chuàng)新能力

[基金項目] 2021年度第二批四川省中醫(yī)藥重點學科建設項目“藥用植物學”（2021-16-4）;2021—2023年度四川省中醫(yī)藥學類專業(yè)教學指導委員會高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學改革建設項目“健康中國背景下中藥源頭人才培養(yǎng)模式探索與實踐”（JZWYB202106）

[作者簡介] 吳 衛(wèi)（1970—），女，四川漢源人，農(nóng)學博士，四川農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院教授，博士生導師，主要從事藥用植物遺傳育種學研究;侯 凱（1981—），男，河南開封人，農(nóng)學博士，四川農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院副教授，碩士生導師，主要從事藥用植物資源學研究;徐東北（1987—），男，陜西寶雞人，農(nóng)學博士，四川農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院講師，碩士生導師，主要從事藥用植物遺傳育種學研究。

[中圖分類號] G642 ? [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）19-0061-04 [收稿日期] 2021-10-08

中醫(yī)藥是中華民族的瑰寶，隨著“健康中國”發(fā)展戰(zhàn)略的提出，中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)已上升為國民經(jīng)濟重要的支柱性行業(yè)。在新冠肺炎疫情的防控中，中醫(yī)藥更是發(fā)揮著重要作用。“藥材好，藥才好”，中藥材生產(chǎn)是整個中藥生產(chǎn)的源頭，而優(yōu)良的種源則是中藥材生產(chǎn)的源頭。隨著中藥生產(chǎn)進程現(xiàn)代化、標準化和規(guī)范化，藥用植物新品種選育工作日趨受到重視?！八幱弥参镉N學”是中草藥栽培與鑒定專業(yè)的重要核心課程，也是各醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)院校中藥學及中藥資源與開發(fā)等相關專業(yè)的重要選修課程之一。育種學是一門理論性和實踐性均很強的學科[1]。藥用植物育種與其他植物育種既有一致性，也有特殊性;同時，藥用植物育種工作歷史不長但發(fā)展迅速，要求教育工作者必須緊跟創(chuàng)新型國家建設以及高等教育改革的發(fā)展需求，努力培養(yǎng)現(xiàn)代中藥材育種領域所需的創(chuàng)新型人才。已有的關于“藥用植物學”課程建設主要分別體現(xiàn)在改革教學方法，或者對實驗教學進行設計等[2-6]，未見以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為導向的“藥用植物育種學”課程的建設與實踐。

近年來教育部提出加快構(gòu)建高等教育高質(zhì)量發(fā)展體系，認為高質(zhì)量教育的核心是高質(zhì)量人才的培養(yǎng)。2019年10月，教育部發(fā)布《關于一流本科課程建設的實施意見》（教高〔2019〕8號）指出，“以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，貫徹落實黨的十九大精神，落實立德樹人根本任務，把立德樹人成效作為檢驗高校一切工作的根本標準，深入挖掘各類課程和教學方式中蘊含的思想政治教育元素，建設適應新時代要求的一流本科課程，讓課程優(yōu)起來、教師強起來、學生忙起來、管理嚴起來、效果實起來，形成中國特色、世界水平的一流本科課程體系，構(gòu)建更高水平人才培養(yǎng)體系?！盵7]為此，我們努力重塑“藥用植物育種學”課程內(nèi)容，創(chuàng)新教學方法，力圖打破課堂沉默狀態(tài)，使課堂煥發(fā)生機活力，并利用現(xiàn)代科技手段和教學理念來提高課堂教學水平，著力培養(yǎng)學生創(chuàng)新和服務社會的能力，以期為實現(xiàn)中醫(yī)藥現(xiàn)代化培養(yǎng)更多的創(chuàng)新型中藥材生產(chǎn)類人才。

一、結(jié)合課程思政，培養(yǎng)創(chuàng)新精神

為培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、創(chuàng)新意識濃、實踐技能強、熱愛中醫(yī)藥傳統(tǒng)文化，滿足健康中國、鄉(xiāng)村振興和生態(tài)文明建設戰(zhàn)略需求的高素質(zhì)創(chuàng)新型中藥生產(chǎn)類人才。我們?nèi)媸崂砹恕八幱弥参镉N學”課程所蘊含的思政元素，建立了“藥用植物育種學”課程思想政治案例庫，通過專業(yè)知識點、社會熱點等方面，將價值理念、精神追求、道德規(guī)范和人文素養(yǎng)等思政元素潛移默化的傳遞給學生，寓價值觀引導于知識傳授之中，以促進思想政治教育和專業(yè)教育的有機融合，激勵學生在傳承的基礎上不斷挑戰(zhàn)新的高度，努力成為優(yōu)秀的有創(chuàng)新能力的中藥人，促進中藥事業(yè)高質(zhì)量的發(fā)展。

二、優(yōu)化課程教學內(nèi)容，促進創(chuàng)新意識

藥用植物作為一種特殊經(jīng)濟植物，其育種理論和技術必然與一般植物育種既有相似性，又有特殊性。所以，在授課時既要重點講植物育種的共同基本理論和技術，也要突出藥用植物育種的特殊性，尤其是要強調(diào)在其育種過程確保品質(zhì)優(yōu)良的重要性。藥用植物育種工作雖然起步較晚，但近年來受到各級政府、企業(yè)及研究單位的重視，發(fā)展較為迅速。為使教學內(nèi)容具有實用性和時代性，使課程內(nèi)容既符合實際，又能反映學科發(fā)展趨勢。在該課程教學時需要不斷完善教學內(nèi)容，將該學科最新研究成果及發(fā)展前沿及時傳授給學生，不斷增強學生的創(chuàng)新意識。在講授內(nèi)容上，除了重點突出講授目前一些在藥用植物育種中已被多數(shù)人接受和采用的育種途徑外，如系統(tǒng)育種、多倍體育種等，也要求學生掌握目前正在藥用植物中進行廣泛探索，有望成為今后藥用植物育種攻關的重要途徑，如雜交育種和雜種優(yōu)勢利用等。此外，隨著現(xiàn)代生物技術的廣泛應用，要將該技術領域最新應用于藥用植物育種的理論和技術不斷呈現(xiàn)給學生，如與植物次生代謝途徑有關的關鍵酶基因的克隆技術，轉(zhuǎn)基因技術及原生質(zhì)體融合技術等。例如，在進行丹參育種有關章節(jié)講授時，除講述采用混合選擇方法在四川獲得了大葉型和小葉型丹參類型，以及目前采用選擇育種方法育成的“川丹1號”和“川丹2號”丹參品種外，也會告訴學生丹參多倍體育種已獲得成功，具有明顯的產(chǎn)量優(yōu)勢;通過航天育種選育丹參新品種工作在我國取得突破性進展，航天育種丹參的畝產(chǎn)量是普通丹參畝產(chǎn)量的1.5倍，丹參酮比普通丹參高2倍以上;至于丹參良種繁育技術，除傳統(tǒng)的方法外，目前組培技術也廣泛應用;此外，丹參中主要有效成分生物合成途徑已基本清晰，相關的一些關鍵酶基因和轉(zhuǎn)錄因子已被成功克隆并進行了功能驗證，這為人工控制丹參產(chǎn)量、品質(zhì)等奠定了良好基礎;我國還成功繪制完成了“丹參基因組框架圖”，這是全球發(fā)布的首個藥用植物基因組框架圖，對于利用基因技術進行開展丹參新品種選育，促進藥用植物優(yōu)質(zhì)增產(chǎn)，推進中藥資源的可持續(xù)發(fā)展有著重要作用。通過這樣事例的學習，使學生在學習知識和技能的同時，潛移默化地增強了創(chuàng)新意識，更勇于不斷推陳出新。

三、改革教學方式，激發(fā)學生學習和創(chuàng)新潛能

“藥用植物育種學”理論教學內(nèi)容比較枯燥，過去以教師講授為主，學生學習相對被動，為了使學生學習變被動為主動，近年來積極調(diào)整教學方式，建立了課程QQ群，提前布置預習任務，以及緊密結(jié)合實際的課程拓展資料等;課中注重穿插實例;課后要求學生完成課程思維導圖、思考題等。例如，講授“藥用植物種質(zhì)資源”一章時，課前在課程QQ群轉(zhuǎn)發(fā)“神秘的‘種質(zhì)庫’里長啥樣？哪些種子才有資格入庫？”的推文。課中列舉《自然》雜志關于中國政府領導下的第四次全國中藥資源普查取得的重要成果，及其對促進中藥資源可持續(xù)利用和國民經(jīng)濟發(fā)展的重要貢獻的報道;講述第四次資源普查工作路線，以及資源普查如何進行，并講述我校師生參與第四次資源普查的事例;將課題組如何開展白芷等中藥資源的收集和保存、系統(tǒng)評價、創(chuàng)新利用，以及取得的成果也一一呈現(xiàn)給學生。這樣讓學生感覺很親切，覺得這些理論和技術并非只是書本上的內(nèi)容。關鍵是在講述時注重整個工作的系統(tǒng)性和全面性，這樣有助于學生對資源收集整理和創(chuàng)新利用工作系統(tǒng)認識和了解。課后請學生完成本章思維導圖，并在課程QQ群上傳農(nóng)業(yè)農(nóng)村部負責人就全國農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源普查答記者問，加深學生對資源重要性的理解，激發(fā)他們的求知欲。

此外，還讓學生自己對部分課程實驗和實習環(huán)節(jié)拍攝視頻，剪輯和編輯，利用新媒體進行傳播，增加其參與感，深入了解和掌握相關知識和技能;在課程進行教學時，安排學生自主查找文獻，完成育種學課程報告，對報告完成優(yōu)秀者，選出代表制作出多媒體課件，到講臺上分享自己查閱的有用信息，與同學互動。對于各論部分主要請學生自己查閱文獻，進行翻轉(zhuǎn)課堂教學。同時，增加了課程學習效果的考查環(huán)節(jié)，比如，每次課前提問、上課搶答、隨堂測試等，隨時掌握學生學習情況，學生課程總成績由期末考試40%、平時測驗10%、課程論文10%、課程實驗20%和課程討論20%共同組成，命題時加重了綜合分析題、設計題等比例，重點考查學生在掌握基本理論和知識的基礎上，如何靈活地、創(chuàng)新性地解決藥用植物育種實際問題。

四、提供良好實踐平臺，夯實專業(yè)技能

我校自1994年開始招收農(nóng)學本科藥用植物方向?qū)W生以來，就開設了“藥用植物學”課程。經(jīng)過多年的建設，實驗室不斷完善，已完全能滿足該課程教學所需。在此基礎上，修建了藥用植物標本園。同時，任課教師科研試驗田也作為學生觀察藥用植物不同種質(zhì)資源，開展雜交育種試驗，熟悉育種程序各環(huán)節(jié)的重要場所。此外，還與多家企業(yè)簽訂了校企共建或院企共建教學生產(chǎn)實習基地的協(xié)議，為學生實地考察生產(chǎn)基地，了解藥用植物資源、品種選育狀況提供了有力保障，讓課堂教學與課外教學有機結(jié)合起來，使學生做到理論與實踐結(jié)合，靈活運用所掌握的理論知識解釋一些自然現(xiàn)象，解決一些實際問題。實際上，每年我們都會根據(jù)當年具體情況，帶學生到不同的藥材基地開展教學實習，比如，到位于四川省農(nóng)科院經(jīng)作所的藥用植物資源圃去參觀，讓學生認識各種藥用植物資源;帶學生到某藥業(yè)位于道地產(chǎn)區(qū)的四川綿陽三臺川麥冬、江油川附子、中江丹參、芍藥基地、彭州川芎基地等進行實習;到四川省中醫(yī)藥康養(yǎng)示范基地——石斛產(chǎn)業(yè)園，以及鄉(xiāng)村振興示范基地——養(yǎng)生谷、玫瑰園等參觀實習，在基地學生除了了解到規(guī)范化藥材種植基地需要一些什么軟硬件支撐外，還能見到從各地收集的這些藥用植物的種質(zhì)資源，也能見到生產(chǎn)上目前主推品種（系），了解這些藥用植物品種（系）的特征特性，存在的優(yōu)點和缺點，需要改進完善之處，以及一些新品種選育過程等。了解中藥材品種在健康中國、鄉(xiāng)村振興和生態(tài)文明建設中發(fā)揮的作用，有助于使學生更貼近生產(chǎn)實際，提高學生發(fā)現(xiàn)、分析和解決實際問題的能力。

五、加強實踐教學環(huán)節(jié)，提升學生創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的實踐教學模式存在許多問題和弊端，主要表現(xiàn)在以課程為基礎設置實踐教學，內(nèi)容孤立分散，課程間缺乏系統(tǒng)性和連貫性;驗證性實驗多，操作性實驗少;單一性實驗多，綜合性實驗少[8]。為此，在育種學課程中，結(jié)合任課教師的科研成果，開設了綜合實驗“藥用植物種質(zhì)資源遺傳多樣性分析”，要求學生對魚腥草種質(zhì)資源從農(nóng)藝性狀、細胞學水平及主要藥效成分等多個層面進行遺傳多樣性評價。通過實驗，學生不僅會簡單測量株高、重量、葉片數(shù)等，也鞏固了染色體數(shù)目分析的方法，還熟練掌握了揮發(fā)油提取，薄層層析技術，了解了氣質(zhì)聯(lián)用儀的基本使用。更重要的是，通過該實驗增強了進入高年級學習階段學生的科研意識，在分析問題及科研寫作等方面得到一定訓練，教學效果良好。

我們還鼓勵學生積極參與到教師承擔的育種相關科研項目中，如參與魚腥草、薄荷、白芷等藥用植物資源收集，性狀考察，主要有效成分分析等;也參與紅花傳粉調(diào)查，雜交育種，白芷揮發(fā)油和香豆素含量測定，白芷、甜葉菊和前胡等組培，白芷早抽薹相關基因克隆及功能分析、紅花脂肪酸脫氫酶基因克隆及功能驗證等。同時，還鼓勵學生積極申報“國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”，參與全國大學生“挑戰(zhàn)杯”及校級“科研興趣項目”申報，先后有多個團隊獲得各級項目資助。通過與其他專業(yè)教師一起努力，使本專業(yè)學生創(chuàng)新能力得到很大提升。近三年本專業(yè)立項大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃國家級項目2項、省級1項，苗子工程1項;并斬獲國際、國內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獎項14項;第一作者發(fā)表論文5篇，第二作者發(fā)表4篇，7名學生獲四川省大學生“綜合素質(zhì)A級證書”。

藥用植物育種工作任重而道遠，目前我國藥用植物育種專業(yè)人才需求仍有很大缺口[9]。提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)專業(yè)知識扎實、實踐動手能力強、具有創(chuàng)新精神的復合型藥用植物育種人才，是一項長期而艱巨的任務。在現(xiàn)代技術迅猛發(fā)展的今天，作為專業(yè)教師，需要不斷學習，提升科研水平，優(yōu)化教學內(nèi)容，改進教學手段，才能培養(yǎng)出更多藥用植物育種方面優(yōu)秀人才，為我國中藥現(xiàn)代化、國際化和標準化作出應有的貢獻。

參考文獻

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Teaching Reform and Practice Based on the Cultivation of Innovative Talents： Taking the Course of Medicinal Plant Breeding as an Example

WU Wei， HOU Kai， XU Dong-bei， FENG Dong-ju

（Agronomy College， Sichuan Agricultural University， Wenjiang， Sichuan 611130， China）

Abstract： The course of Medicinal Plant Breeding is the core course of the specialty of Chinese herb cultivation and identification. In order to promote the high-quality development of traditional Chinese medicine production and cultivate talents of traditional Chinese medicine production with strong innovative ability， this paper discusses the topics of combining the “curriculum ideological and political education” with professional courses to cultivate students’ innovative spirit， optimizing the teaching content of the courses to promote their consciousness of innovation， reforming teaching methods to stimulate students’ learning and innovation potential， and providing good practice platforms and strengthening practice teaching links to improve their innovation ability. The reform lays a good foundation for improving students’ professional quality and ability， developing their innovative consciousness and ability， so as to help students to do related scientific research and better serve the society in the future.

Key words： Medicinal Plant Breeding; curriculum construction; innovation ability