盧艷芬

摘要園藝植物生物技術(shù)教學(xué)質(zhì)量的提高對于培養(yǎng)滿足現(xiàn)代園藝產(chǎn)業(yè)需求的創(chuàng)新型、高素質(zhì)應(yīng)用人才起著重要作用。以北京農(nóng)學(xué)院為例，作者針對園藝植物生物技術(shù)課程教學(xué)過程中存在的主要問題，實施優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、豐富教學(xué)方法，改進(jìn)實踐教學(xué)、加強(qiáng)課程思政建設(shè)等改革措施，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)思維，強(qiáng)化學(xué)生實踐能力和動手操作能力，這些教學(xué)改革將為該課程教學(xué)質(zhì)量的改善提供一定參考和借鑒。

關(guān)鍵詞 園藝植物生物技術(shù) 課程改革 人才培養(yǎng)

中圖分類號：G424文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.21.033

Teaching Reform for Horticulture Plant Biotechnology

——Taking Beijing University of Agriculture as an Example

LU Yanfen

（Plant Science and Technology College， Beijing University of Agriculture， Beijing 102206）

AbstractImprovement of "Horticulture Plant Biotechnology" teaching quality plays an important role to cultivate innovative and high-quality applied talents to meet the needs of modern horticultural industry.Taking Beijing University of Agriculture as example，this article listed the main problems existing in the teaching process of Horticultural Plant Biotechnology course. Some reforms measures such as optimizing teaching contents， enriching teaching methods and practice teaching improvement were carried out， which had considerably improved the teaching quality， enhanced the students’ interest in learning， cultivated students’ self-study ability， strengthen students’ practical abilities， ideological and political education. The reform will provide some reference for the improvement of the teaching quality of this course.

Keywordshorticultural plant biotechnology； curriculum reform； talent cultivation

1課程簡介與北京農(nóng)學(xué)院園藝專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)

現(xiàn)代生物技術(shù)是當(dāng)今世界上最重要的高新技術(shù)之一，目前已經(jīng)在各個科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。園藝植物生物技術(shù)是以園藝植物為材料，利用生物技術(shù)，創(chuàng)造或改良種質(zhì)或生產(chǎn)生物制品的一門技術(shù)，它是園藝學(xué)和生物技術(shù)的交叉技術(shù)學(xué)科，是在植物組織培養(yǎng)、植物細(xì)胞工程、植物染色體工程、植物基因工程、植物分子標(biāo)記和生物信息學(xué)等現(xiàn)代生物技術(shù)手段基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起來的。[1]隨著園藝植物生物技術(shù)飛速發(fā)展，其對于園藝產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展和園藝學(xué)科的完善和創(chuàng)新發(fā)揮巨大作用，園藝植物生物技術(shù)課程已經(jīng)成為各農(nóng)林院校園藝專業(yè)及相關(guān)專業(yè)開設(shè)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。

北京農(nóng)學(xué)院作為北京市屬農(nóng)業(yè)高校，以立足首都、服務(wù)“三農(nóng)”、輻射全國為辦學(xué)定位理念，以建設(shè)都市型現(xiàn)代農(nóng)林大學(xué)為辦學(xué)目標(biāo)。[2]園藝專業(yè)是學(xué)校最早創(chuàng)建的傳統(tǒng)專業(yè)之一，北京市首批一流專業(yè)和國家級特色專業(yè)，也是國家首批“卓越農(nóng)林人才教育培養(yǎng)計劃”改革試點專業(yè)。園藝專業(yè)人才培養(yǎng)主要目標(biāo)為：以開展應(yīng)用基礎(chǔ)研究與應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新為特色，以服務(wù)于都市型現(xiàn)代園藝產(chǎn)業(yè)為宗旨，培養(yǎng)具備園藝學(xué)以及相關(guān)學(xué)科的基本理論和基本技能，能從事相關(guān)應(yīng)用工作的高素質(zhì)復(fù)合應(yīng)用型人才。基于上述人才培養(yǎng)目標(biāo)，如何提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高質(zhì)量具有園藝植物生物技術(shù)知識與應(yīng)用能力的人才，以更好地適應(yīng)現(xiàn)代園藝產(chǎn)業(yè)的需求，也成為本門課程教學(xué)改革的最終目標(biāo)。作者以北京農(nóng)學(xué)院園藝系為例，通過針對園藝植物生物技術(shù)課程教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的一些問題，提出相應(yīng)的改革措施和建議，以推進(jìn)園藝植物生物技術(shù)課程體系教學(xué)改革的深入，充分發(fā)揮本門課程在提高園藝專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量中的作用。

2主要教學(xué)問題

2.1課程內(nèi)容廣泛而抽象，新知識沒有涉及

園藝植物生物技術(shù)作為一門交叉學(xué)科，涉及生物化學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、植物遺傳學(xué)和植物生理學(xué)等多學(xué)科知識，其內(nèi)容涵蓋了園藝植物生物技術(shù)的各個層面，包括園藝植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)及基本技術(shù)、園藝植物的細(xì)胞工程、染色體工程、基因克隆與功能研究、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、分子標(biāo)記、生物信息學(xué)以及生物技術(shù)的安全性評價與管理等內(nèi)容。知識體系如此廣闊復(fù)雜，而且許多內(nèi)容比較抽象，不容易被非生物專業(yè)本科學(xué)生理解與接受。另一方面，近些年園藝植物生物技術(shù)得到迅猛發(fā)展，生物技術(shù)知識更新速度快，尤其在許多園藝植物基因組計劃的完成、園藝植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)、生物信息學(xué)等方面快速發(fā)展創(chuàng)新。相對而言，我們選擇的教材還是2008年所編撰，距今已有10多年之久，部分課程內(nèi)容已顯得陳舊，許多新技術(shù)和新方法沒有提到，這樣導(dǎo)致學(xué)習(xí)的部分內(nèi)容與實際技術(shù)應(yīng)用脫節(jié)，缺乏時效性。

2.2學(xué)生相關(guān)基礎(chǔ)理論知識薄弱

學(xué)生在學(xué)習(xí)園藝植物生物技術(shù)課程前一般應(yīng)該先修生物化學(xué)、遺傳學(xué)和分子生物學(xué)這3門課程，已獲得這3門課程相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識，并且有一定的實驗操作能力。[3]然而園藝專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課程之前，只學(xué)習(xí)過生物化學(xué)與遺傳學(xué)兩門課程，尚未修習(xí)過分子生物學(xué)這門基礎(chǔ)課程，甚至部分專升本學(xué)生生物化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識掌握得更加薄弱。教師在實際課程教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生普遍缺乏必要的專業(yè)知識理論基礎(chǔ)，尤其嚴(yán)重匱乏分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識，學(xué)生普遍反映本課程及生物化學(xué)課程的理論知識較為抽象而較難理解，基礎(chǔ)知識薄弱是導(dǎo)致學(xué)生有學(xué)習(xí)障礙的主要原因之一。

2.3學(xué)生實踐能力有待提高

受課程總課時時數(shù)限制，課程設(shè)置中園藝植物生物技術(shù)共48個學(xué)時，基于教材內(nèi)容廣博而抽象，課時分配上偏重于課本理論知識講授，實踐教學(xué)只設(shè)置16個學(xué)時，導(dǎo)致學(xué)生接收到的實踐教學(xué)訓(xùn)練較少，另外，理論教學(xué)與實踐教學(xué)的同步性較差，實驗訓(xùn)練的內(nèi)容比較分散且連貫性較差，實踐教學(xué)性質(zhì)偏重驗證性，沒有很注重培養(yǎng)學(xué)生分析、動手解決問題的能力以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使得學(xué)生無法將理論知識系統(tǒng)化的轉(zhuǎn)化為實踐能力培養(yǎng)，以獲得能力的提升。許多學(xué)生出現(xiàn)只會依照實驗步驟操作，對實驗過程中出現(xiàn)的非預(yù)期性的實驗現(xiàn)象或臨時出現(xiàn)問題無法解釋和解決，課程實踐教學(xué)的效果有待提高。

2.4“園藝植物生物技術(shù)”課程思政建設(shè)不足

園藝植物生物技術(shù)是針對園藝本科三年級學(xué)生設(shè)置的專業(yè)必修課，教學(xué)過程中課時分配主要集中到課程所涉及的專業(yè)知識原理與技術(shù)，較少對學(xué)生進(jìn)行思想政治意識的引導(dǎo)和滲透。[4]我們培養(yǎng)高素質(zhì)園藝專業(yè)人才，需將育人與育才相統(tǒng)一，必須抓好課程思政建設(shè)，解決好專業(yè)課程教育與思政教育“兩張皮”的問題。長期專業(yè)課教學(xué)偏重于對專業(yè)知識與技能知識講授，課程思政建設(shè)初期，專業(yè)課教師對課程思政認(rèn)知有偏差，對思政元素要挖掘什么，專業(yè)課教學(xué)中如何滲透思政元素，以及課時有限情況下課程思政內(nèi)容與專業(yè)知識課時如何分配等缺少經(jīng)驗，導(dǎo)致本門課程的課程思政建設(shè)有些欠缺。

針對以上課程教學(xué)中的主要問題，作者緊密結(jié)合本校園藝專業(yè)學(xué)生情況與園藝植物生物技術(shù)課程的教學(xué)情況，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容知識更新和教學(xué)方法優(yōu)化，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生為主體的探究性學(xué)習(xí)方式，建設(shè)“以學(xué)為中心”的課程體系，加強(qiáng)德育與智育雙發(fā)展，實現(xiàn)“三全育人”。

3主要的教學(xué)和實踐改革

3.1與時俱進(jìn)，篩選和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

針對前面提到的本課程內(nèi)容比較廣泛且較為抽象以及很多新技術(shù)沒有被納入教學(xué)中的問題，作者教學(xué)改革的優(yōu)先工作是根據(jù)教學(xué)重點將課程內(nèi)容進(jìn)行篩選、優(yōu)化和整合。首先，鑒于學(xué)生們在園藝植物生物技術(shù)開始前一個學(xué)期已經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)過“植物組織培養(yǎng)”這門課程的內(nèi)容，在教學(xué)過程中舍棄與“植物組織培養(yǎng)”課程中重復(fù)的內(nèi)容，以及過時或者脫節(jié)的內(nèi)容。其次，針對學(xué)生沒有分子生物學(xué)課程學(xué)習(xí)經(jīng)歷，教師補(bǔ)充必要的分子生物學(xué)知識內(nèi)容來夯實基礎(chǔ)，幫助學(xué)生更好地理解園藝植物生物技術(shù)的難點部分。在植物基因工程的基礎(chǔ)知識與技術(shù)章節(jié)，添加了2019年出版朱玉賢等主編的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》第五版教材的部分內(nèi)容，更新知識體系內(nèi)容，也補(bǔ)齊學(xué)生知識架構(gòu)的短板，從而提高教學(xué)質(zhì)量和效果。

此外，通過深入研究園藝學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀，分析園藝植物生物技術(shù)發(fā)展熱點、重點與難點，將一些重要的新知識、新技術(shù)納入教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中，有機(jī)的整合到所對應(yīng)的章節(jié)中。例如，考慮到目前高效的Gateway克隆技術(shù)和CRISP/Cas9基因編輯技術(shù)已在園藝植物育種中開始得到運用，將Gateway克隆技術(shù)基礎(chǔ)知識穿插在第七章植物基因工程的基礎(chǔ)知識與技術(shù)章節(jié)，將CRISP/Cas9基因編輯技術(shù)穿插在第十章基因沉默技術(shù)與基因剔除技術(shù)部分講解，幫助學(xué)生建立與時俱進(jìn)的知識體系。

3.2豐富教學(xué)方法，利用視頻資源開展情景教學(xué)

園藝植物生物技術(shù)理論課程的教學(xué)中，教師多采用文字講述與圖片展示的傳統(tǒng)“滿堂灌”方式，學(xué)生們對于抽象、晦澀難懂的部分很難理解接受。對于課程中某些復(fù)雜原理和實驗技術(shù)，采取動畫視頻或?qū)嶒炓曨l的方式來輔助課堂教學(xué)，使得內(nèi)容講解更加形象而生動，有助于學(xué)生理解。目前互聯(lián)網(wǎng)上有許多與園藝植物生物技術(shù)相關(guān)的動畫、視頻和微課等不同類型線上資源，將與課程內(nèi)容契合度高的優(yōu)質(zhì)資源應(yīng)用于課堂教學(xué)，使原本學(xué)生感覺枯燥難懂的理論和技術(shù)知識變得可視化，形象生動起來，更具趣味性和情境性，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。例如，教師在優(yōu)酷、嗶哩嗶哩等網(wǎng)站找到Northern、Southern和Western-blot的高質(zhì)量實驗視頻，這些視頻用真實的實驗操作演示來呈現(xiàn)出某項生物技術(shù)實驗步驟和注意事項，使學(xué)生身臨其境，學(xué)生在觀看視頻過程中掌握了理論知識和操作流程，有益于對知識的理解和記憶。而且也改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生不再死記硬背教材內(nèi)容，學(xué)會利用多種資源更加靈活地學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了他們主觀能動性和實踐操作能力。賴彪等[5]也提出教師有效利用互聯(lián)網(wǎng)資源和在線智能實驗室開展線上-線下混合式課程教學(xué)改革，有助于提高教學(xué)效果和育人質(zhì)量。

余義和等提出根據(jù)不同課程內(nèi)容及實驗技術(shù)的特點，有針對性地采取講座教學(xué)法、競賽教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法、角色扮演教學(xué)法以及問題教學(xué)法等不同的教學(xué)方法，有助于提高學(xué)生的理論知識的掌握和實踐操作，[6]也值得在本課程教學(xué)過程中參考和借鑒。

3.3改革實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力

根據(jù)本課程的教學(xué)內(nèi)容和園藝專業(yè)人才培養(yǎng)要求，實踐課程安排更系統(tǒng)化，主要內(nèi)容包括DNA序列分析和PCR擴(kuò)增技術(shù)、瓊脂糖凝膠電泳檢測及PCR產(chǎn)物回收、DNA重組及大腸桿菌遺傳轉(zhuǎn)化、質(zhì)粒提取及檢測等共16個學(xué)時的實踐訓(xùn)練課程。這樣的課程設(shè)置涵蓋了園藝植物基因的分離與克隆以及基因序列生物信息學(xué)分析相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識和實驗操作訓(xùn)練，實踐教學(xué)過程中，教師發(fā)揮思維引導(dǎo)者的作用，學(xué)生是實踐課的主體，學(xué)生不僅僅按步驟進(jìn)行實驗操作，他們還得理解實驗試劑組分、重點步驟和注意事項等所蘊(yùn)含的基本原理，對實驗結(jié)果進(jìn)行合理分析與討論，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和理論知識的應(yīng)用能力。

另外，本校園藝專業(yè)學(xué)生從大學(xué)二年級起以科研訓(xùn)練方式參與到導(dǎo)師的科研項目中，所以鼓勵學(xué)生選擇與園藝植物生物技術(shù)相關(guān)內(nèi)容開展自己的畢業(yè)課題研究，把課堂知識與自己的畢業(yè)論文課題密切相關(guān)，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題和獨立開展科研工作的能力，使他們成為高質(zhì)量具有園藝植物生物技術(shù)知識與應(yīng)用能力的人才。

3.4加強(qiáng)課程思政建設(shè)

針對園藝植物生物技術(shù)課程思政建設(shè)中存在的問題，首先教師課程思政教學(xué)觀念的培養(yǎng)，在原有知識傳授的基礎(chǔ)上，通過課程思政環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀和價值觀，將價值塑造、知識傳授與能力培養(yǎng)融合一體，落實立德樹人根本任務(wù)。其次，針對園藝植物生物技術(shù)課程和園藝專業(yè)的特點，課程教學(xué)中把科學(xué)思維方法與科學(xué)精神的培養(yǎng)結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、追求真理、熱愛科學(xué)，并注重引導(dǎo)學(xué)生以強(qiáng)農(nóng)興農(nóng)為己任，愛園藝，增強(qiáng)學(xué)生服務(wù)“三農(nóng)”的使命感和責(zé)任感。

4結(jié)語

針對園藝植物生物技術(shù)課程教學(xué)中存在的理論教學(xué)內(nèi)容繁多，學(xué)生相關(guān)理論基礎(chǔ)薄弱，實驗教學(xué)性質(zhì)偏重驗證性等問題，通過對課程體系建設(shè)和改革，把培養(yǎng)都市型園藝專業(yè)應(yīng)用人才作為教育改革的根本目標(biāo)，將教學(xué)、科研與學(xué)生實踐有機(jī)結(jié)合，從激發(fā)學(xué)生興趣和學(xué)習(xí)主動性為切入點，提高課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐操作能力，最終將學(xué)生培養(yǎng)成高素質(zhì)復(fù)合應(yīng)用型園藝專業(yè)人才。

基金項目：北京農(nóng)學(xué)院教育教學(xué)改革研究一般項目：園藝植物生物技術(shù)課程教學(xué)改革探索（NO.BUA2021JG27）；國家自然科學(xué)基金項目（No.31872081）

參考文獻(xiàn)

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