張璨 趙良俠 胡群文 張文明

摘?要：作物種子學(xué)實驗是作物種子學(xué)課程教學(xué)中的重要內(nèi)容，是農(nóng)學(xué)類專業(yè)培養(yǎng)本科生實踐能力、創(chuàng)新能力和科研能力的重要手段。本文以安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)為例，針對作物種子學(xué)實驗教學(xué)存在的突出問題，從教學(xué)設(shè)計、教學(xué)方式、考核辦法等方面對本課程進行了改革和探索，旨在為高等農(nóng)業(yè)院校農(nóng)學(xué)類專業(yè)作物種子學(xué)實驗課程建設(shè)和教學(xué)改革提供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)學(xué)類專業(yè)；作物種子學(xué)實驗；教學(xué)改革

Abstract：Crop?seed?science?experiments?form?a?crucial?part?of?crop?seed?science?education，playing?a?pivotal?role?in?honing?practical，innovative，and?research?skills?in?undergraduate?students?majoring?in?agriculture.This?paper，using?Anhui?Agricultural?University?as?a?case?study，addresses?the?prominent?issues?in?teaching?crop?seed?science?experiments.It?proposes?reforms?and?explorations?in?teaching?design，teaching?methods，and?assessment?procedures，aiming?to?provide?reference?for?the?development?and?reform?of?crop?seed?science?experiment?courses?in?higher?agricultural?institutions.

Keywords：Agricultural?majors；Crop?seed?science?experiments；Teaching?reform

2020年中央經(jīng)濟工作會議首次突出強調(diào)“解決好種子和耕地問題”，種子被提升到“農(nóng)業(yè)芯片”的高度。為確保種子及糧食安全，國家出臺了密集的種業(yè)政策并持續(xù)推進種業(yè)振興行動。人才是我國種業(yè)在國際競爭中立于不敗之地的重要保障，高等農(nóng)業(yè)院校在種業(yè)人才培養(yǎng)中肩負著重大使命，探索新形勢下種業(yè)人才培養(yǎng)的新模式，改革教育教學(xué)方法，培養(yǎng)適用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和種業(yè)需要的人才已是當(dāng)務(wù)之急［1］?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展對種業(yè)人才提出了更高、更新的要求，課程教學(xué)是人才培養(yǎng)的核心要素。因此，專業(yè)實驗課程教學(xué)的改革是專業(yè)課程改造升級的主要任務(wù)之一［2］。

作物種子學(xué)是探究種子的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化特性和生命活動規(guī)律的多學(xué)科交叉型應(yīng)用學(xué)科，是高等農(nóng)業(yè)院校農(nóng)學(xué)類專業(yè)的重要專業(yè)課程之一［3］。作物種子學(xué)實驗是作物種子學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，熟練掌握及靈活運用實驗課程中的操作技術(shù)，不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生解決實際生產(chǎn)中具體問題的能力，同時也是提升學(xué)生實驗技能、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識、提高科研能力的重要手段。

本文以安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)為例，針對農(nóng)學(xué)類專業(yè)作物種子學(xué)實驗教學(xué)中存在的突出問題，基于多年的理論課與實踐課教學(xué)經(jīng)驗，從調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)設(shè)計、改革考核辦法等方面進行教學(xué)改革探索，以提高課堂教學(xué)效果和學(xué)生的綜合素質(zhì)，取得了顯著成效。

1?作物種子學(xué)實驗教學(xué)中存在的突出問題

1.1?實驗課時不適應(yīng)教學(xué)內(nèi)容

作物種子學(xué)實驗按照不同專業(yè)的培養(yǎng)計劃和教學(xué)大綱，根據(jù)制定的學(xué)分進行實驗課程的設(shè)置。目前使用的實驗教材內(nèi)容豐富，高度涵蓋該門理論課程中的實操部分。實驗課程要求學(xué)生能夠熟練掌握種子加工、貯藏、質(zhì)量檢驗的原理和操作技術(shù)，由于課時有限，授課教師一般會根據(jù)課時選取部分實驗進行講授和指導(dǎo)，將實驗內(nèi)容“填鴨”進多個課時中，該教學(xué)模式的特點為“五個固定”：安排固定的上課時間，講授固定的實驗內(nèi)容，使用固定的實驗儀器，進行固定的實驗操作，采用固定的考核方法［3］。這種教學(xué)模式雖可以保質(zhì)保量地完成教學(xué)大綱要求的基本教學(xué)任務(wù)，但缺陷已經(jīng)顯現(xiàn)——固定化且死板的課程安排不利于發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動性，教學(xué)內(nèi)容難以與前沿?zé)狳c同頻共振，無法滿足現(xiàn)代高校教學(xué)改革的整體要求。

1.2?教學(xué)模式中理論與實操不平衡

科技的發(fā)展使作物育種成為高度專業(yè)化的技術(shù)工作，既需要理論知識，又需要大量的實踐［4］。作物種子學(xué)實驗主要培養(yǎng)學(xué)生們的實踐能力，掌握操作技術(shù)以解決生產(chǎn)實踐中遇到的具體問題。在傳統(tǒng)的課堂中，實驗教學(xué)通常結(jié)合實際生產(chǎn)中的具體問題講授實驗操作過程，并使用包含圖片、動畫和視頻的PPT進行輔助教學(xué)。在信息化時代中成長的學(xué)生，僅僅通過觀看和聽講生產(chǎn)實踐的過程，無法滿足他們對于真實農(nóng)業(yè)體驗的需求。城市化的環(huán)境讓學(xué)生渴望接觸自然景觀，但傳統(tǒng)的實驗課仍然沿襲了舊有的方式，加之填鴨式的教學(xué)模式，使課堂變得單調(diào)乏味［5］，學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣較低，缺乏主動參與的熱情。此外，教學(xué)內(nèi)容缺少與新時代科技發(fā)展技術(shù)的融合，也缺乏采用新技術(shù)和新語言來更好地呈現(xiàn)和詮釋［6］。因此在實驗教學(xué)中，學(xué)生的主體地位無法得到充分發(fā)揮，很難獲得令人滿意的教學(xué)效果。

2?作物種子學(xué)實驗教學(xué)改革與實踐

2.1?構(gòu)建多層次實驗教學(xué)體系

在課程建設(shè)中，統(tǒng)籌安排實驗內(nèi)容和課時分配至關(guān)重要，既需確保實驗內(nèi)容充實豐富，也需保證在有限課時內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)。同時，注重綜合性實驗和設(shè)計性實驗的開設(shè)，可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力［7］。學(xué)生在實驗過程中能夠了解不同學(xué)科領(lǐng)域的前沿研究和應(yīng)用，拓寬學(xué)術(shù)視野和學(xué)科素養(yǎng)。因此，在作物種子學(xué)實驗教學(xué)改革上，按照從簡單到復(fù)雜、從分散到系統(tǒng)的原則，對原有實驗教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化整合，構(gòu)建了一個由驗證性實驗、探究性實驗和綜合設(shè)計性實驗構(gòu)成的多層次實驗體系［8］。實驗體系由三個模塊構(gòu)成，包含了13個實驗項目，分為基礎(chǔ)實驗、探究實驗和拓展實驗，具體內(nèi)容如下圖所示。其中，基礎(chǔ)實驗為該門實驗課程的核心部分，由授課教師重點教授和指導(dǎo)學(xué)生分組完成；探究實驗則根據(jù)專業(yè)需要課時進行靈活設(shè)置，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、設(shè)計、總結(jié)、思考，并在課堂上交流完成；拓展實驗則鼓勵學(xué)生結(jié)合作物種子學(xué)教學(xué)實習(xí)以及專業(yè)綜合實踐完成。教師根據(jù)不同課時的內(nèi)容進行實驗?zāi)K組配，確保學(xué)生能夠在教學(xué)大綱要求的課時內(nèi)掌握所選模塊的知識，還可以嘗試相同或不同模塊實驗的組配，讓學(xué)生感受到實驗之間的同異和趣味，豐富實驗過程中的感受，引發(fā)學(xué)生對實驗的思考，幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用所學(xué)知識。此外，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好和學(xué)習(xí)能力自由組合不同模塊的實驗，在自主探索實驗的過程中激發(fā)創(chuàng)造力和想象力，提高實驗技能和實驗素養(yǎng)。

作物種子學(xué)實驗教學(xué)模塊圖

2.2?重視實驗過程教學(xué)

在理論課中，學(xué)生需要在短時間內(nèi)大量輸入專業(yè)理論知識，學(xué)生處于高度精神集中的狀態(tài)，對輸入的知識進行吸收和消化。但在實驗課堂上，學(xué)生以知識輸出為主，將學(xué)到的理論應(yīng)用于實踐中，完成實驗時會表現(xiàn)出興奮和活躍的情緒，這些正向情緒能夠激勵學(xué)生在理論課中保持專注狀態(tài)。可見，實驗教學(xué)中產(chǎn)生的積極情緒能夠反哺理論課堂教學(xué)，從而提升教學(xué)效果［9］。因此，在實驗課的理論講授部分可以簡明概括實驗流程和難點，重點放在具體操作過程的指導(dǎo)上，將知識點貫穿整個實驗課教學(xué)過程，有效加強師生之間的交流。對于部分實驗，教師可以逐一點評，營造良好的實驗課教學(xué)氛圍，產(chǎn)生良好的教學(xué)效果。例如，基礎(chǔ)實驗中的種子形態(tài)與構(gòu)造課程，教師在理論講授部分教授學(xué)生顯微鏡觀察、刀片縱切或解剖針觀察種子結(jié)構(gòu)的方法，在學(xué)生動手觀察時再逐一講解不同種子外部與內(nèi)部構(gòu)造，對于知道組織部位但觀察不到、觀察到組織部位但不知道名稱的部分重點講解，幫助學(xué)生解決在觀察過程中遇到的問題，引導(dǎo)學(xué)生積極參與到課堂活動中來。通過這種過程教學(xué)的方式，教師在教學(xué)過程中及時給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)，學(xué)生能夠更加充分地體驗到實驗課程學(xué)習(xí)的樂趣。

2.3?運用信息化實驗教學(xué)手段

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)所用的儀器設(shè)備多為教學(xué)設(shè)備，缺乏高精尖的大型儀器設(shè)備教學(xué)，無法為學(xué)生提供先進的實驗技術(shù)與專業(yè)視野［10］。作物種子學(xué)實驗課程依托省級示范實驗實訓(xùn)中心建設(shè)，利用學(xué)院儀器平臺所擁有的PCR自動系列化分析儀、熒光定量PCR分析儀、超高速冷凍離心機等眾先進儀器設(shè)備，有力支撐學(xué)生進行自主設(shè)計探索研究。同時，作物種子學(xué)實驗結(jié)合學(xué)院實驗中心信息化平臺全面開放的實驗環(huán)境，在選修模塊中開設(shè)開放式實驗教學(xué)。本科實驗室配備指紋錄入系統(tǒng)，根據(jù)學(xué)生的實驗設(shè)計情況，在課余時間充分利用實驗室對實驗課程中感興趣的部分自主安排實驗，將其作為平時成績的參考給予加分，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。將現(xiàn)代信息技術(shù)融入實驗教學(xué)課堂，即“無線投屏+教學(xué)軟件”，推動以互聯(lián)網(wǎng)等信息化手段服務(wù)教育教學(xué)全過程。在實驗教學(xué)中，學(xué)生可以通過平板電腦將實驗內(nèi)容投屏至智慧大屏中，教師對各組實驗操作反饋進行答疑解惑，分析實驗過程中的各種不同情況。學(xué)生也可通過大屏與不同小組展開交流，有效適應(yīng)學(xué)生對信息化、現(xiàn)代化教學(xué)的需求。

2.4?優(yōu)化實驗與理論教學(xué)設(shè)計

實驗教學(xué)與理論教學(xué)兩個分系統(tǒng)既有各自的特點和規(guī)律，又處于一定的相互聯(lián)系中［11］。在作物種子學(xué)實驗教學(xué)改革中，首先在課程安排上保證理論課程與實驗課程內(nèi)容上的一致性和對應(yīng)性：理論課程講授時對實驗課程進行指導(dǎo)，打下理論基礎(chǔ)，隨后在實驗課程上完成相關(guān)的實驗操作，對理論知識進行復(fù)習(xí)和鞏固。其次，將部分需要觀察、記錄或小組設(shè)計的實驗結(jié)果，通過實物、照片、視頻的方式展示在理論課堂上，授課教師結(jié)合學(xué)生具體的實驗操作過程，進行理論知識點的補充。學(xué)生在理論課程中感興趣的實驗操作，也可以向授課教師反饋，即時設(shè)置在實驗課程中。同時，建立理論課程與實驗課程的線上“互動”平臺，理論課后通過課程群進行實驗的預(yù)習(xí)，實驗課后將實驗過程中的分析與思考在課程群中交流，實現(xiàn)理論教學(xué)和實驗教學(xué)互相嵌入、相得益彰。例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗實驗課，除主要作物的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽實驗外，在理論課程學(xué)習(xí)后由學(xué)生選擇增加一種或多種感興趣的作物，同時將實驗拍照記錄、分析觀察的過程發(fā)在線上課程群中交流。教師根據(jù)學(xué)生實踐的過程，在理論課堂上結(jié)合知識點補充教學(xué)，從而實現(xiàn)實驗教學(xué)與理論教學(xué)有效“互動”。

2.5?重構(gòu)考核和評價體系

傳統(tǒng)的實驗課程考核注重學(xué)生考勤和實驗報告，實驗報告是學(xué)生實驗課程成績判定的重要指標(biāo)，忽略了對實驗過程的考核，其評價結(jié)果并不能系統(tǒng)反映學(xué)生的實驗技能和綜合能力［7］。以“客觀反映學(xué)生的課堂表現(xiàn)，綜合評定學(xué)生實驗掌握程度”為原則，對本實驗課程的考核方式進行重構(gòu)，進一步完善了作物種子學(xué)實驗成績綜合考評體系。考核內(nèi)容包括：預(yù)習(xí)效果、課堂表現(xiàn)、實驗報告以及期末考核的環(huán)節(jié)。實驗課程的考核過程主要以學(xué)生實驗中的綜合表現(xiàn)為主，分為：第一部分是課前預(yù)習(xí)，占10%，通過課前提問得分；第二部分是課堂表現(xiàn)，占30%，通過學(xué)生的實驗習(xí)慣、實驗記錄、實驗操作、實驗結(jié)果等綜合評價得分；第三部分是實驗報告，占50%；第四部分是期末考核，根據(jù)實驗原理、實驗現(xiàn)象等設(shè)計的小測驗進行考核，占10%。綜合考評體系與單純試卷考試或?qū)嶒瀳蟾嬷苯咏o分相比更客觀和合理，能夠更加全面、準(zhǔn)確地反映學(xué)生的實驗?zāi)芰途C合能力。

3?課程教學(xué)改革成效

通過對課程教學(xué)的改革和實踐，學(xué)生能進一步了解課程對專業(yè)學(xué)習(xí)的重要性，增強了課程的認可度，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性有顯著提高。以我校青年農(nóng)場主試驗班為例，課程成績有明顯的提升，成績情況見下表。在教學(xué)模式和教學(xué)方法改革的實踐過程中，學(xué)生分析問題、解決問題的能力有了顯著改善，在學(xué)科專業(yè)技能競賽、“挑戰(zhàn)杯”競賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等各大賽事上取得了較好的成績。此外，許多學(xué)生還將課程所學(xué)知識應(yīng)用于大學(xué)生創(chuàng)新實踐中，積極參與各種創(chuàng)新項目和社會服務(wù)活動，學(xué)生的綜合素質(zhì)和職業(yè)競爭力得到了有效提升。

結(jié)語

針對作物種子學(xué)實驗課程及教學(xué)的特點和要求，我們調(diào)整了教學(xué)模塊，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度和學(xué)習(xí)的主動性，完善了課程評價體系，取得了良好的效果。教學(xué)改革增強了教師和學(xué)生之間的互動交流，也引導(dǎo)了學(xué)生進行深度、廣度的思考。通過多年的改革與實踐，學(xué)生學(xué)習(xí)時求知欲和主動性增強，實驗操作全程專注，有效提升了大學(xué)生實驗操作技能，為學(xué)校農(nóng)業(yè)領(lǐng)域及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的人才打下基礎(chǔ)。同時，學(xué)生對學(xué)科更新專業(yè)知識的需求增加，使任課教師在加強專業(yè)知識、前沿知識和授課技巧等方面自主提高。教學(xué)改革是不斷探索、總結(jié)和完善的過程，本課程團隊教師會繼續(xù)積極探索課程改革和實踐，為地方或國家培養(yǎng)具有高技術(shù)、高素質(zhì)、高質(zhì)量的農(nóng)業(yè)應(yīng)用型人才。

參考文獻：

［1］胡翠云，朱志，孫磊.實驗云：理論教學(xué)與實驗教學(xué)深度融合的助推器［J］.大學(xué)教育，2016（09）：157159.

［2］申曉慧，姜成，陳云風(fēng)，等.新農(nóng)科背景下地方應(yīng)用型高校農(nóng)學(xué)專業(yè)《作物栽培學(xué)》課程教學(xué)改革初探［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究，2022，28（12）：6872.

［3］劉峰，聶新輝.作物種子學(xué)課程教學(xué)與改革［J］.教育教學(xué)論壇，2019，26：7980.

［4］姜龍，陳殿元，張振宇，等.作物育種學(xué)在種子科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)中的改革實踐與探索［J］.天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，27（09）：8386.

［5］王清亮，任恒峰.基于興趣驅(qū)動和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實驗教學(xué)改革——以近代物理實驗教學(xué)為例［J］.教書育人（高教論壇），2020（21）：8789.

［6］李晨光，李嬌嬌，倪春林.農(nóng)業(yè)院校虛實結(jié)合實驗教學(xué)改革與實踐［J］.中國現(xiàn)代教育裝備，2023（01）：156159.

［7］孟敏.農(nóng)學(xué)類專業(yè)遺傳學(xué)實驗教學(xué)模式研究［J］.實驗科學(xué)與技術(shù)，2022，20（03）：8790.

［8］吳小紅，梁小翠，王鈞，等.分子生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)改革與實踐探索［J］.教育教學(xué)論壇，2022（25）：6568.

［9］趙強，杜艷麗，張文慧，等.應(yīng)用型大學(xué)農(nóng)業(yè)專業(yè)《遺傳實驗》課程教學(xué)改革研究與探索［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究，2022，28（06）：4648.

［10］劉晶，孫韜，黃金海，等.“強基計劃”背景下生物學(xué)實驗教學(xué)改革——以“生物學(xué)綜合設(shè)計”課程為例［J］.生物工程學(xué)報，2022，38（07）：26552664.

［11］葉旭，李嫻，張亞萍，等.物理化學(xué)理論教學(xué)和實驗教學(xué)聯(lián)動的探索與實踐［J］.廣東化工，2018，45（12）：243244+242.

基金項目：安徽省教學(xué)研究項目：農(nóng)學(xué)實驗實訓(xùn)中心（2022sysx008）；校級教學(xué)研究項目：農(nóng)學(xué)院示范實驗實訓(xùn)中心建設(shè)（2021ausfzx06）；校級教學(xué)研究項目：農(nóng)學(xué)類專業(yè)種子學(xué)實驗技能提升的探究（2019aujyxm77）

作者簡介：張璨（1993—?），女，安徽合肥人，助理實驗師，研究方向：作物遺傳育種。

*通訊作者：張文明（1965—?），男，安徽安慶人，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：種子科學(xué)與技術(shù)。