藥用植物組織培養(yǎng)學創(chuàng)新教學模式改革研究

趙 容 邢艷萍 張建逵 王 丹 陳月華 尹海波

（遼寧中醫(yī)藥大學藥學院，遼寧大連 116600）

藥用植物組織培養(yǎng)學是中草藥栽培與鑒定專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程既是植物遺傳工程、生理生態(tài)研究的重要工具，又是植物遺傳育種、植物種子學和植物生產(chǎn)學的一種實用性極強的高新技術(shù)。已經(jīng)發(fā)展成為植物生產(chǎn)類、草業(yè)科學類及中藥學栽培與鑒定類專業(yè)的重要課程。課程內(nèi)容包括植物組織和器官培養(yǎng)、植物細胞培養(yǎng)、植物的原生質(zhì)體培養(yǎng)、植物離體快繁、莖尖分生組織培養(yǎng)與脫毒、植物體細胞胚胎發(fā)生及人工種子的制作等。通過該課程的學習，學生可以掌握植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論知識，熟悉組織培養(yǎng)實驗室的設(shè)計要求及技術(shù)條件，組培過程中的主要操作技術(shù)，以及一些藥用植物的組織培養(yǎng)技術(shù)。組織培養(yǎng)技術(shù)是現(xiàn)代高新技術(shù)中最重要的、最活躍的技術(shù)之一，在農(nóng)業(yè)發(fā)展史上具有重要作用[1]。本門課程的一大特點是應(yīng)用性強，與前沿學科接軌，本課程講授的實驗方法與所有生理學專業(yè)的實驗均有相關(guān)性，是現(xiàn)代植物學與生理學的基礎(chǔ)學科[2]。通過本課程的教學，讓學生對植物組織培養(yǎng)技術(shù)有比較全面、系統(tǒng)的認識，牢固掌握植物組織培養(yǎng)課程中的基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)概念；注重理論知識與學科前沿發(fā)展的聯(lián)系，培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)[3]。目前，藥用植物組織培養(yǎng)課程教學中，存在一些問題：課程理論性較強，實際操作難度較大，學生較難完全掌握；授課模式單一，缺乏創(chuàng)新；思政教學融入課程有限；與學科前沿內(nèi)容聯(lián)系不足等。如何將授課內(nèi)容與前沿發(fā)展聯(lián)系，提高學生創(chuàng)新思維能力和學科實踐能力等是授課教師需要解決的問題。本文分析了目前教學中存在的幾點問題，融合思政教學內(nèi)容，對教學方法進行創(chuàng)新和改革，以取得良好的教學效果。

1 教學中存在的問題

1.1 理論性與實操難度

藥用植物組織培養(yǎng)學課程內(nèi)容理論性較強。細胞的培養(yǎng)、原生質(zhì)體的培養(yǎng)、植物的胚培養(yǎng)以及植物離體繁殖等內(nèi)容，只通過傳統(tǒng)的教學方式進行講解比較枯燥，學生較難理解，缺乏積極性。本門課程的實踐性非常重要，在實際操作中，組織培養(yǎng)技術(shù)相較于傳統(tǒng)的無性繁殖方式，需要無菌的操作環(huán)境[4]，所以要求學生熟悉各種培養(yǎng)基的配制與滅菌操作，熟悉各種滅菌方法，以及外植體污染、褐變和玻璃化的處理方法等[5]，實際操作的難度較大，課堂教學效果不理想。

1.2 授課模式

傳統(tǒng)的授課模式為教師線下授課，經(jīng)典的“臺上臺下”教學注重傳授系統(tǒng)的科學知識，但不注重發(fā)展能力，不利于培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的人才。“老師講，學生聽”教學模式是注入式，只研究教師如何“教”，不重視學生如何“學”，不利于調(diào)動學生的學習積極性。在師生之間，重視教師施教的作用，忽視了學生的主動性，在這種教育下形成的思維方式，不足以讓學生適應(yīng)時代發(fā)展的需要，因此，需要轉(zhuǎn)換授課模式，調(diào)動學生學習的積極性。

1.3 思政融入課程內(nèi)容

植物組織培養(yǎng)萌芽于20 世紀初期，形成于20世紀中期，20 世紀60 年代后期開始廣泛應(yīng)用[6]。我國植物組織培養(yǎng)技術(shù)研究起步較晚，如何將國內(nèi)科學家的研究成果以及該學科發(fā)展前沿的成就，融入思政內(nèi)容，樹立學生的民族自信心，并激發(fā)學生的民族自豪感，為目前課程講授的改革重點之一。

1.4 與學科前沿內(nèi)容聯(lián)系

本門課程的一大特點是應(yīng)用性強，與前沿學科接軌，植物組織培養(yǎng)技術(shù)通過利用植物細胞的全能性進行人工培育，實現(xiàn)短周期大量繁殖，同時保存了植物體原本的遺傳特性，與現(xiàn)代植物學與生理學等前沿學科的聯(lián)系非常緊密。植物組織培養(yǎng)技術(shù)在各個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，目前的授課方式以教材為主，忽視課堂外渠道，授課內(nèi)容與前沿熱點內(nèi)容聯(lián)系不足，如何將授課內(nèi)容與熱點相聯(lián)系，掌握重點，轉(zhuǎn)變思維，是授課教師應(yīng)解決的問題。

2 教學方法創(chuàng)新與改革

本課程是實踐性較強的學科，課堂講授要求理論聯(lián)系實際，貫徹少而精的原則，注意發(fā)揮學生的主觀能動性和創(chuàng)造性。

2.1 運用信息技術(shù)

在課程體系中運用信息技術(shù)改革。利用信息技術(shù)制作微課知識點，將植物組織培養(yǎng)課程的關(guān)鍵知識點，如組織培養(yǎng)基本理論、實驗室設(shè)備與培養(yǎng)條件等內(nèi)容，制作成5～10 min 的微課，便于學生隨時學習[7]；利用超星平臺，開設(shè)線上課堂，將課堂講授內(nèi)容增設(shè)回放功能，便于學生后期深入學習；通過超星平臺，增加師生互動，發(fā)放討論、作業(yè)以及話題等，隨時與學生溝通，掌握學生的學習能力和心理活動；開設(shè)線上實驗課，利用和整合線上資源，特別是組織培養(yǎng)相關(guān)的視頻，結(jié)合課程實驗內(nèi)容，讓學生能直觀學習，掌握相關(guān)知識，提高教學效果[8]。

2.2 結(jié)合線上與線下教學

改進傳統(tǒng)的教學方法，通過線上線下相結(jié)合，線上講授課程內(nèi)容包括理論和實驗課程內(nèi)容，通過MOOC、SPOC、微課和翻轉(zhuǎn)課堂的教學方法講授課程。線上教學學生可以充分利用課余時間進行學習，在線上課堂，通過讓學生自主講授內(nèi)容，相互解決問題，增加學生與老師、學生與學生之間的交流，提高學習效率，充分體現(xiàn)“以學生為中心”的教學方式。線下課堂進行實際操作，如種子萌發(fā)實驗，葉片組織培養(yǎng)實驗，發(fā)芽繼代實驗和菌液侵染實驗等，本實驗課程具有很強的系統(tǒng)性和連貫性，可以讓學生切實了解組織培養(yǎng)的操作過程[9]，加深對理論知識的理解，以及提高實踐應(yīng)用能力，通過線上線下結(jié)合學習提高教學效率。

2.3 調(diào)整教學內(nèi)容

教學內(nèi)容依據(jù)教材內(nèi)容整理后，根據(jù)本專業(yè)實際需求進行調(diào)整，具體包括緒論、組織培養(yǎng)基本理論、實驗室設(shè)備與培養(yǎng)條件、植物組織培養(yǎng)技術(shù)、器官培養(yǎng)、細胞培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)、胚培養(yǎng)、離體快繁、人工種子和植物脫毒技術(shù)。在教學過程中潛移默化地將思政內(nèi)容融入課堂，如黃璐琦的科研團隊研究中藥丹參，提出了分子生藥學理論，將組織培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用到中藥材中，使中藥研究順利與國際接軌[10]；還可以將分子生藥學和基因工程等相關(guān)知識與課程進行結(jié)合[11]。

2.4 提供教學服務(wù)

本課程的講授內(nèi)容后期可以往兩個方向擴展。一方面，線上內(nèi)容設(shè)計增加科研機構(gòu)使用本課程實驗方法的內(nèi)容，將常見的科研方法，如牛蒡組織培養(yǎng)中的接種、繼代和移栽等內(nèi)容增加到本科教學中，培養(yǎng)學生的科研思維，以便學生在以后的科研項目中可以直接操作[12]；另一方面，線上內(nèi)容還可以增加生產(chǎn)單位應(yīng)用組培技術(shù)的視頻內(nèi)容，增加工廠中的線上模擬實習，增強本專業(yè)的學生實踐能力，畢業(yè)后可直接投入工作。

2.5 鼓勵學生參與科研

鼓勵學生積極申報大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，讓學生參與到教師的科研項目中。目前大部分科研課題都涉及藥用植物組織培養(yǎng)學，在項目開展過程中，讓學生自己組織團隊并自主設(shè)計試驗，教師輔助指導(dǎo)，在不斷摸索中，加深學生對理論知識的理解，增強實踐操作能力，同時培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高其創(chuàng)新能力[13-14]。

2.6 更新教學內(nèi)容

目前，本課程的線上內(nèi)容只在校內(nèi)開放，下一步將授權(quán)超星學習平臺，開放課程。本課程在每個學年的第二學期開課，每年講解時會對授課內(nèi)容進行更新。另外，由于教材的定期更新，也會對講授內(nèi)容以及線上課程內(nèi)容進行補充、更新。以熱點問題引發(fā)學生討論，調(diào)動學生的參與感與積極性，達到更加適用于本專業(yè)學生的目的。關(guān)于實驗內(nèi)容的補充，后期的實驗內(nèi)容由課程負責人進行實驗操作，制作成微課，對線上內(nèi)容中的實驗部分進行及時補充、更新。與學科前沿熱點進行聯(lián)系講解，提高學生提出問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力與實踐應(yīng)用能力。

3 課程考核改革及結(jié)果

3.1 評判標準多樣化

本門課程成績由平時成績和期末成績組成，平時成績評定以平時測驗∶實驗∶考勤=1∶2∶1的方式進行評定。平時成績共40分，包括平時測驗10 分，按照10%計入總成績；平時測驗包括課后作業(yè)、參與討論次數(shù)以及課堂參與度，特別是翻轉(zhuǎn)課堂的參與度等。實驗成績20 分，其中實驗報告10 分，實驗課表現(xiàn)10 分，按照20%計入總成績；實驗報告評判時包括實驗過程、實驗結(jié)果，以及實驗注意事項和實驗總結(jié)等內(nèi)容，需要學生自己總結(jié)撰寫；實驗課表現(xiàn)是觀察學生整理操作流程，給予評定。不定時考勤10分，按照10%計入總成績。期末考試為100分，按照60%計入總成績。本門課程的考核，不單獨將最后的期末考試作為學生成績的評判標準，而是以平時的作業(yè)成績、學習狀態(tài)以及學習積極性等方面綜合考慮評定。

學生可以通過平時與教師的討論、線上留言以及課下咨詢等多種方式提高平時成績，以提升綜合成績。另外，學生參加的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和參與的科研項目，都可以綜合計算平時成績。

3.2 激發(fā)學生的能動性

學生在學習過程中，可通過留言與老師和同學互動交流，老師也會積極采納學生的意見，激發(fā)學生的學習熱情。提高線上課堂的創(chuàng)新性，發(fā)揮線上課堂優(yōu)勢，讓每個同學都感覺教師在一對一講課，理論知識點講解清晰，便于師生間的溝通。線上課堂利用多媒體手段，使學生更好地掌握操作過程，實訓效果好。由于在線上進行了模擬操作，線下實際操作時，更容易掌握關(guān)鍵步驟。

3.3 成績符合正態(tài)分布

課程教學改革后，在試卷難度相同的情況下，每屆的學生人數(shù)在30人以內(nèi)，學生的平均成績都在75分以上，90分以上有3～4人，60～70分有5～6人，大部分成績集中在70～90分，符合正態(tài)分布。

4 結(jié)語

組織培養(yǎng)是對植物的器官、組織、細胞及原生質(zhì)體進行離體培養(yǎng)的技術(shù)[15]，目前植物組織培養(yǎng)技術(shù)已滲透到生物科學的各個領(lǐng)域，為其他相關(guān)學科的研究和發(fā)展提供了有效途徑，應(yīng)用范圍十分廣泛[16]。本課程對中草藥栽培與鑒定專業(yè)開設(shè)，已經(jīng)完成6輪授課，線上授課已經(jīng)完成3 輪，進行了兩輪線上考試，考試成績符合正態(tài)分布，綜合成績都在60 分以上。本次創(chuàng)新改革改善了授課中存在的問題，提高了教學效率，學生能夠系統(tǒng)地進行實際操作。在就業(yè)方面，到藥廠工作的學生具有相關(guān)理論基礎(chǔ)，得到了工作單位的肯定，其對本門課程的開設(shè)以及講授效果給予了高度評價。繼續(xù)讀研或進入科研部門工作的學生，已經(jīng)掌握了本課程內(nèi)容以及相關(guān)科研熱點工作，如人參的無土栽培技術(shù)[17]，組織培養(yǎng)獲取轉(zhuǎn)基因植物，基因功能研究等內(nèi)容，科研素質(zhì)高，實踐操作技能強，基礎(chǔ)理論扎實，達到了教學改革的目的。