摘" 要：植物學實驗作為高等院校生物技術相關專業(yè)的重要專業(yè)基礎課，是高校新生首先接觸的專業(yè)核心課程之一。結合西北工業(yè)大學對“總師”型人才培養(yǎng)的要求，依托學校“總師”育人文化，該文深入探討西北工業(yè)大學植物學實驗課程的教學模式、內容和課程思政等方面的改革。論文從課程改革的必要性出發(fā)，詳細介紹在培養(yǎng)“總師”型人才過程中所采用的路徑和方法。通過這一實踐探索，旨在為“總師”型人才的培養(yǎng)及植物學實驗未來的教學改革提供有益參考，以促進生物技術高素質創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

關鍵詞：植物學實驗;“總師”型人才培養(yǎng);教學實踐;教學改革;總師育人文化

中圖分類號：G642" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-9902（2025）01-0111-04

Abstract： Botany experiment， as an important professional basic course for biotechnology related majors in colleges and universities， stands as one of the primary courses of study encountered by incoming freshmen. Combined with the requirements of our university for the training of \"Chief Designer\" talents， relying on the \"Chief Designer Education Culture\" of Northwestern Polytechnical University， this paper discusses the the reformations evident in the teaching methodologies， content， and ideological underpinnings of the course \"Botany Experiment\" at Northwestern Polytechnical University. Starting from the necessity of curriculum reform， the thesis extensively elucidates the the pathways and methodologies adopted in the process of cultivating \"Chief Designer\" talents. Through this practical research， the intention is to provide useful reference for the training of \"Chief Designer\" talents and the prospective reforms of botany experiment teaching， thereby promoting the training of high-quality and innovative talentsof biotechnology.

Keywords： botany experiment; training of \"Chief Designer\"; teaching practice; teaching reform; chief designer education culture

西北工業(yè)大學秉承“育國之棟梁、鑄國之重器”的使命，始終堅持為黨育人、為國育才，形成了獨具特色的“總師育人文化”[1]。所謂“總師”，不僅是具備卓越個人科研能力的科技領軍人物，更是擁有國際視野、戰(zhàn)略高度以及強大組織能力的典范[2]。學校以“總師育人文化”引領人才培養(yǎng)，旨在培養(yǎng)“具有家國情懷、追求卓越、引領未來的領軍人才”，聚焦于“低調務實、兼收并蓄，厚積薄發(fā)、為國鑄劍”的精神內涵，培養(yǎng)學生具備“專業(yè)精、系統(tǒng)強、重實踐、能擔當”的“總師”雛形特質[3]，著力培養(yǎng)學生的專業(yè)知識結構、系統(tǒng)觀念、解決問題的實踐能力，以及為國鑄劍的使命感，不斷推動更高質量的人才培養(yǎng)體系建設[4]。

植物學實驗作為生物學科教育的重要組成部分，不僅為學生探索自然奧秘提供了契機，更是培養(yǎng)科學思維與實驗技能的關鍵環(huán)節(jié)[5]。植物學實驗與植物學理論課程密切配合，作為專業(yè)基礎課程，旨在加深學生對植物學基本理論、植物基本結構與功能以及植物生物多樣性的理解與認知[6]，通過掌握植物學實驗的基本原理與方法，學生能夠在實驗中驗證基本理論，培養(yǎng)植物野外觀察、標本采集以及室內解剖觀察、愈傷組織誘導等基本操作技能。自2020年起，生命學院將植物學實驗獨立設為實驗課程，經教學實踐，教學效果顯著提升，學生反饋良好。

隨著科學技術的迅猛發(fā)展，社會對高素質人才的渴求愈加迫切，培養(yǎng)兼具專業(yè)化技術、創(chuàng)新精神、實踐觀念、團隊協(xié)作及客戶至上的“五大特征”的“總師”型人才顯得尤為重要[1]?；趯Α翱値煛毙腿瞬诺呐囵B(yǎng)要求，需解決基礎知識傳授與提升學生自主學習興趣、創(chuàng)新能力的雙重任務，促進學生德智體美勞全面發(fā)展，成為“低調務實、兼收并蓄，厚積薄發(fā)、為國鑄劍”的“總師”型人才，已成為目前植物學實驗課程建設的重要方向與趨勢。

1" 植物學實驗課程創(chuàng)新建設及改革的必要性

研究對大多數(shù)本科教學體系中的植物學實驗系列課程調研后發(fā)現(xiàn)，植物學實驗課程存在的主要教學痛點如下。

第一，植物學實驗是生物學相關專業(yè)的基礎課程，無論是工科院校還是其他院校，都會涉及植物細胞、組織的觀察，植物器官的形態(tài)和結構分析等基礎實驗內容，都強調實驗操作技能的培養(yǎng)，如顯微鏡的使用、樣本制備、植物形態(tài)觀察與描述等。注重實驗結果的交流和討論，通過實驗報告等形式，培養(yǎng)學生的表達和交流能力。但作為工科院校的植物學實驗需更加強調實驗的實踐應用性，讓學生了解植物學知識在實際生產和科研中的應用[7]。

第二，低年級本科生植物學實驗內容主要集中在形態(tài)與結構的展示以及驗證性實驗上，這些基礎實驗在教學中至關重要。然而，隨著學科的發(fā)展與人才培養(yǎng)的需求，亟需培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維[8]，構建一個多層次的創(chuàng)新型實驗教學體系。專業(yè)實驗教學不僅涵蓋常規(guī)的驗證性實驗，更需重視高階綜合性實驗的設計。建立一個契合人才培養(yǎng)需求的創(chuàng)新實驗教學體系，并形成特色鮮明的多層次實驗架構，已成為高等教育質量工程改革的重要方向和熱點議題[9]。

第三，植物學實驗的設計性與探索性尚顯不足，動手能力與科研素養(yǎng)的培養(yǎng)普遍不足，成為許多高校植物學實驗課程的通病[10]。應及時將最新的科研成果融入教學內容，其不僅能激發(fā)學生的專業(yè)學習興趣，還能推動科研進步，強化科研育人的功能。加強教育與科研的緊密結合，已成為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑之一。

第四，植物學實驗課程思政教育仍存在不足之處。思政內容的融入尚顯淺顯，未能與實驗課程的核心知識點實現(xiàn)深度交織;其次，教學形式過于單一，缺乏互動性和創(chuàng)新性，難以激發(fā)學生的共鳴與思考。另外，課程內容與社會現(xiàn)實的結合度不足，未能充分引導學生將學術研究與個人成長和社會發(fā)展緊密聯(lián)系起來。應結合國家和區(qū)域發(fā)展要求，結合文化背景，加強各學科之間的聯(lián)系，構建植物學課程思政教學體系[11]。

2" 植物學實驗中“總師”型人才培養(yǎng)路徑

2.1" “總師”型人才培養(yǎng)理念融入植物學實驗教學改革助力生命學科專業(yè)特色人才培養(yǎng)

通過多種手段優(yōu)化教學模式，結合學科特點，培養(yǎng)學生“低調務實、兼收并蓄，厚積薄發(fā)、為國鑄劍”的品格，提升學生的實踐能力與創(chuàng)新精神。重視課程內容的時代性與前沿性，及時引入最新的學術成果，增強學生的專業(yè)認知。打破傳統(tǒng)課程的一致性，結合學生實際情況，精心選擇并整合教學內容，構建具有西北工業(yè)大學特色的植物學實驗課程體系。

2.2" 采用BOPPPS+PBL的教學方法建立植物學實驗的混合式教學模式

為了實現(xiàn)“專業(yè)精、系統(tǒng)強、重實踐、能擔當”的學生培養(yǎng)目標，就必須將學生置于學習的核心，引導他們主動分析和解決問題，激發(fā)內在的學習興趣與主動性，使知識傳授與能力培養(yǎng)協(xié)調發(fā)展，重點提升學生實踐能力和創(chuàng)新意識。通過采用BOPPPS+PBL教學模式，與傳統(tǒng)實驗教學方法相結合，建立適合植物學實驗的混合教學模式，助力實驗學生自主性學習。

2.3" 構建生命學科特色“總師”特色思政教育，培育“總師”文化

培養(yǎng)具有家國情懷、追求卓越、引領未來的“總師型”領軍人才是植物學實驗的教學目標，有機融入“總師”特色思政元素，引導和培育“總師”育人文化?？偨Y生命學科“總師”案例，將“總師”案例與生命學院在航空航天領域的科研實踐融入課堂教學，塑造學生正確的人生觀、價值觀、職業(yè)觀，培養(yǎng)學生探索創(chuàng)新等的科學精神和社會責任感，激發(fā)學生的愛國情懷。此外，創(chuàng)建具有生命學科專業(yè)特色的育人模式，將植物學實驗內容與勞動教育緊密結合，使學生樹立正確的勞動觀念，提高學生勞動素養(yǎng)。

3" 植物學實驗中“總師”型人才培養(yǎng)方法

3.1" 以培養(yǎng)“總師”型人才為目標，建立BOPPPS+PBL教學模式

通過BOPPPS+PBL教學模式，融合傳統(tǒng)實驗教學方法，建立適合植物學實驗的混合式教學模式，實現(xiàn)學生的自主性學習，如圖1所示。將傳統(tǒng)實驗教學與BOPPPS模式相結合，構成6個部分：學習目標、課堂導入、參與式學習、課程前測、課程后測和課程總結。同時，以問題為導向的PBL方法融入其中，打造BOPPPS+PBL混合教學課堂。整個教學過程分為三大環(huán)節(jié)：課前階段（發(fā)布教學資料和材料、明確教學任務和目標、進行課前測驗）、課上階段（參與式學習、課后測驗）和課后階段（在線答疑、課后總結）。通過網絡資源、數(shù)碼顯微互動實驗室與植物學實驗課程的結合，激發(fā)學生對實驗學習的熱情和自主性，努力開啟學生內在潛力和學習動力，持續(xù)提升他們的專業(yè)素養(yǎng)。

3.2" 優(yōu)化實驗教學內容，構建高階性、創(chuàng)新性、多元化實驗體系

3.2.1" 改革驗證性實驗內容，建立開放式實驗教學模式

通過對驗證性的實驗內容與“三航”特色有機結合，以及研究失重與輻射對于植物性狀的影響，使學生了解“三航”在植物學上的應用。一方面，探索更多突變性狀，增加實驗教學的趣味性;另一方面，減少學生對于實驗品種的限制。例如利用植物回轉儀探究微重力環(huán)境對植物生長的影響、利用植物培養(yǎng)箱探究研究植物對溫度、濕度、CO2濃度等太空環(huán)境因素變化的響應。此外，充分利用生命學院生命科學創(chuàng)新實踐基地開展開放性實驗，為學生創(chuàng)新教育創(chuàng)造條件。在教學過程中，增加學生自主設計實驗的內容，以提升學生專業(yè)素養(yǎng)和學科精神，培養(yǎng)學生深度分析和勇于創(chuàng)新的能力。同時，鼓勵學生積極參與學科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等活動，學生創(chuàng)新意識，提升學生實踐能力，培養(yǎng)學生系統(tǒng)整機觀念。

3.2.2" 構建創(chuàng)新性實驗體系，發(fā)揮學生的主動性

創(chuàng)新型實驗的核心在于激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。摒棄以往“照搬課本”的實驗教學方式，打破學生對“按講義步驟操作即可”的固有思維慣性，采取“實驗題目固定，實驗方法開放”的課程模式。這一舉措旨在引導學生運用已有的基礎實驗知識，結合植物學或其他相關課程的知識點，自主設計實驗。在實驗課程中，根據(jù)學生人數(shù)自愿分組，每組2至3人。融入生命科學前沿研究與熱點話題，學生選題后查閱文獻，通過討論確定實驗方案，教師評審并提出修改建議，最終形成實驗方案。實驗小組按方案操作，制作PPT匯報，進行小組間交流與討論，教師分析實驗結果，旨在激發(fā)學生主動性，構建創(chuàng)新實驗體系，培養(yǎng)高素質創(chuàng)新人才。

3.2.3" 建立植物學“校內實驗+野外實踐”的教學體系

通過開展校園標本采集和校園植物資源調查實驗項目，以秦嶺生物學野外綜合實踐省級一流課程為依托，建立起植物學“校內實驗+野外實踐”的教學體系[12]。在這些實驗項目中，學生能夠自主分析校園植物的形態(tài)結構特征，靈活運用課堂理論，掌握植物種類的鑒定與分類技能。一方面，這有助于加深學生對理論知識的理解，另一方面也能提升其實踐動手能力，如標本制作。此外，借助校園植物網、花伴侶、形色等工具，實現(xiàn)植物信息的數(shù)字化、信息化和智能化，為學生提供快捷的植物認知和辨識途徑[13]。同時，將課堂內容與秦嶺生物學野外植物學實踐教學相銜接，進一步完善“校內實驗+野外實踐”的教學體系。

3.2.4" 優(yōu)化實驗技術與科研接軌

生物學研究方向層出不窮，植物學也不例外。對于那些歷史悠久的實驗內容，我們應取其精華，去其糟粕，在致敬經典實驗的同時，注入新鮮元素，革新實驗技術，摒棄陳舊感。在實驗教學中，優(yōu)化實驗技術，如引入失重模型制作、植物組織培養(yǎng)技術、植物突變誘導技術等，將課程設計與科研接軌，注重培養(yǎng)學生的學科交叉能力、自主學習能力、系統(tǒng)思維和邏輯分析能力，從而在實驗教學中拓展知識的廣度和深度。

3.2.5" 優(yōu)化課程考核體系

通過“專業(yè)精、系統(tǒng)強、重實踐、能擔當”的學生培養(yǎng)目標，優(yōu)化以往考勤+實驗操作+實驗報告的考核方式，建立多元化考核體系。學生成績的構成包括平時表現(xiàn)、單元測驗、實驗操作、考試成績以及設計實驗解決問題，合理設置各項考核指標權重?？疾榈膬热莅▽W生對知識的掌握程度、分析和解決問題的能力、創(chuàng)新意識和科學素養(yǎng)等。

3.3" 融入“總師”特色思政教育內容，培育“總師”育人文化

3.3.1" 將“總師”精神融入課程，激發(fā)學生跨學科探索精神與愛國情懷

在空間重力實驗的講授中，可結合西北工業(yè)大學生命學院近年來參與航空航天醫(yī)學及生命科學研究的實例為切入點，旨在激發(fā)學生對于跨學科研究的熱情，拓展他們的科學視野，促使其更深入地探索生命科學在航空航天領域的重要性和應用前景。在校園植物識別與標本制作過程中，可以以吳征鎰院士為主導的《中國植物志》編撰事跡為例，吳院士與312位作者和164位繪圖人員經過數(shù)十年的野外采集、室內鑒定和45年的辛勤編撰，最終完成了5 000多萬字的宏大著作。通過這一事跡，培養(yǎng)學生的使命擔當，引導其樹立正確的人生觀、價值觀和職業(yè)觀。在講解菊科植物青蒿時，可以屠呦呦院士發(fā)現(xiàn)青蒿素的艱難探索與創(chuàng)新歷程為切入點，介紹其在抗瘧疾工作中的杰出貢獻。這一過程不僅培養(yǎng)學生的探索精神和專業(yè)興趣，還激發(fā)其愛國情懷。在植物種植實驗中，以植物雄性生殖細胞發(fā)育過程為核心，講述“雜交水稻之父”袁隆平院士帶領研究團隊發(fā)掘水稻雄性不育系的故事。通過介紹袁院士及其團隊為實驗三系配套開展的大量實驗，鼓勵學生勇于探索與創(chuàng)新，激發(fā)民族自豪感和愛國情懷，并培養(yǎng)其社會使命感與責任感。

3.3.2" 利用學校農場開展植物種植實驗，加強與學科專業(yè)相結合的勞動教育，打造具有生命學科專業(yè)特色的育人模式

利用學校海天苑農場（教育部學生綜合素質訓練基地）改善植物種植實驗條件，一方面使得學生了解完整的生物系統(tǒng)發(fā)育連續(xù)過程，另一方面提高學生勞動素養(yǎng)，使學生樹立正確的勞動觀念，具有創(chuàng)造性的勞動能力，培養(yǎng)積極的勞動精神，養(yǎng)成良好的勞動習慣和品質。實施過程中材料的準備、萌發(fā)、種植、管理及觀察記錄和圖片拍攝等均由學生獨立完成，要求每組學生結合課堂理論知識對所觀察的種子、幼苗、根、莖及葉的結果進行規(guī)范描述，以增加課堂教學的直觀性和互動性。此外，講解失重與輻射使植物種子進行突變，以方便學生了解“三航”在植物學上的應用，增加實驗教學的趣味性。

4" 結束語

在本次教學改革的探索中，我們將“總師”型人才培養(yǎng)理念融入植物學實驗教學，通過引入BOPPPS+PBL教學模式、重構教學內容、創(chuàng)新教學方法、優(yōu)化實驗技術和深入挖掘“總師”育人課程思政元素，初步構建了更具有活力和深度的教學體系。這一改革不僅在理論知識的傳授上實現(xiàn)了更高效的效果，還在實踐能力的培養(yǎng)上取得了顯著進展。通過將經典實驗與前沿技術相結合，學生的自主學習能力、學科交叉能力以及系統(tǒng)思維和邏輯分析能力得到了全面提升。未來，我們將繼續(xù)秉持“與時俱進”的理念，深化教學改革，努力培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力和實踐精神的“總師型”人才，以應對日益復雜的學術挑戰(zhàn)和社會需求。

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基金項目：教育部產學合作協(xié)同育人項目（221002206113520）;陜西省自然基金項目（2023-JC-QN-0242）;西安市科技計劃項目（24GXFW0090）

第一作者簡介：高源（1993-），女，博士，助理研究員。研究方向為遺傳學。