“菌物学”课程教学改革与探索

王永林 田呈明

（北京林业大学林学院,北京 100083）

“菌物学”课程教学改革与探索

王永林 田呈明

（北京林业大学林学院,北京 100083）

为了提高“菌物学”的教学质量,该文从教学内容、教学方式与手段以及考核评价体系等方面论述了“菌物学”课程教学改革。提出了课堂教学既要侧重基本知识,又要及时反映菌物学研究进展;实验实习要注重菌物分类基本技能训练等教学改革思路。通过将教学、实验和实习有机结合,全面提高了学生的综合能力。

菌物学;教学改革;实践

菌物包括真菌、卵菌和黏菌3大类,全世界菌物物种约有150多万种。菌物学作为现代生物学的一个重要分支,是研究菌物形态、分类、生理、生态、遗传变异以及应用等规律的科学,具有很强的理论性和实践性。农林院校的“菌物学”与综合大学的“菌物学”相比较,更多地强调在掌握菌物基本概念的基础上,重点学习菌物分类及其主要类群,使学生能够应用所学知识解决农林生产问题。例如,在植物病害中,由菌物作为病原引起的植物病害种类最多,约有3万种。为了有效地控制病害,就必须应用菌物学知识和技术准确鉴定真菌性病害病原的种类、了解真菌病原生理生化性状以及遗传学特性。在农林院校课程设置中,“菌物学”作为植物保护、森林资源保护与游憩、自然保护区、农学、林学、园林等专业重要的专业基础课程,是学习植物病理学、农业植物病理学、植物病害诊断、森林有害生物控制和森林保护学综合实习等课程的基础[1]。在森林保护、林学、保护区专业“菌物学”课程教学中,我们合理定位教学目标,优化和重组教学内容,采用多媒体教学、互动教学等教学方式,建立科学的考核评价体系,全面提高了学生的学习兴趣和综合能力,收到了良好的教学效果。

一、改革背景和思路

（一）改革背景

当今生命科学理论和技术日新月异,菌物学在其系统分类学、分子遗传学、生态学、基因组学、蛋白质组学等领域一日千里,突飞猛进。在过去的20年里,自然科学之间的广泛渗透、交叉和作用,尤其是分子生物学、基因组学和生物信息学理论与技术的快速发展,极大地推动了菌物学的发展[2,3]。截至2010年8月,已有100多种菌物的全基因组序列公布。菌物基因组学研究有力推动了生物化学、分子生物学、病原菌的致病机理等方面的研究,同时为更有效地寻找抗菌药物靶点,促进疫苗和抗菌药物的开发研制、促进工业生产提供了有效途径。由菌物基因组资源研发和利用紧密结合的菌物后基因组学研究已经摆到重要的战略位置上。因此,“菌物学”课程教学也应与时俱进,适应学科发展需求。

随着北京林业大学本科课程设置的不断优化和改革,“菌物学”课程的学时大大缩短,从原有72个学时压缩到了40个学时。同时,农林院校学生对学习“菌物学”课程的重要性认识不足,认为该课程偏向理论和分类,与其他课程相比处于次要地位,因此学生缺乏学习的积极性和主动性。另外,教学方式的与时俱进,使得多媒体教学手段代替了过去以“黑板+粉笔”为主的教学手段而被广泛应用到教学过程中,在信息量扩大的同时导致学生无法对丰富有趣的菌物微观景观产生更多的兴趣。

综上所述,由于教学计划中的大部分学习任务都需要通过课堂教学去实现,为了培养出符合新时代发展所需要的创新型人才,提高教育教学质量是关键。因此,对该课程教学内容和方式方法进行改革是适应当前高校创新型人才培养的要求,是十分必要的。

（二）改革思路

对于从事“菌物学”教育和研究的工作者来说,一方面要给学生讲解菌物学基本知识及其类群,让学生们有一个坚实的菌物学知识背景,为今后学习和工作奠定扎实的理论基础;另一方面结合当前菌物分子生物学和基因组学研究进展拓展学生的视野,提高学生对菌物学学习和研究的兴趣。农林高校“菌物学”教学改革的思路是：在教学过程中既要强化学生对菌物学基本知识和技能的掌握与训练,又要与时俱进及时反映当前菌物学研究进展,采用多媒体教学、教学互动等教学方式,培养和提高学生的学习兴趣和综合能力,并且建立科学的考核评价体系,从而全面提升教学质量。

二、教学内容的设计

为了更好地适应当代菌物学科各领域的飞速发展,我们在教学过程中对课程内容进行了适时的更新,努力将学科的最新研究成果引入到教学中,使“菌物学”的教学内容既能体现出菌物学经典概念和原理,又融合了当前菌物学前沿领域的研究成果。

（一）合理定位教学目标

“菌物学”是农林高校植物保护和森林保护等专业的重要专业基础课,其教学目的和任务是引导和帮助学生系统地掌握“菌物学”的基本概念和相关原理,掌握各类菌物的形态特征和分类系统以及菌物学的基本研究方法和技术,以便学生能独立地识别各类菌物和了解各类菌物的研究与应用价值。我们在教学改革中强调“三个结合”,即基本知识与新进展相结合、理论与实践相结合、教师教学与学生自学相结合,旨在培养学生的综合能力和专业素养。通过课堂教学、实验教学、实习教学等途径来完成“菌物学”的教学目标。

（二）优化、重组课程教学内容,及时反映当前菌物学研究进展

自20世纪80年代起,Ainsworth的真菌分类系统,即“五个亚门”的真菌分类系统在我国出版的菌物分类相关书籍中成为菌物分类系统的模板;在Smith八界分类系统基础上形成的菌物学最新分类系统,即权威性的《真菌字典》第9版（2001）分类系统,替代了Ainsworth菌物分类系统,提出了“三界菌物”系统,即菌物不是单类群,而是包括真菌、卵菌和黏菌3类真核生物。《真菌字典》第10版（2008）分类系统中把真菌界划分为7个门。面对菌物分类系统在不同年代文献上内容不一致的局面,为了让学生更好地掌握菌物分类系统,我们以《真菌字典》第9版为主线展开教学,及时介绍第10版更新的内容,并且深入剖析各分类系统的联系与区别。

随着分子生物学理论和技术的发展与成熟,采用分子生物学技术研究菌物个体间的进化和亲缘关系的菌物分子系统发育得到了飞速发展。例如,包含有众多能引起严重植物病害的病原菌——卵菌,长期以来由于其生物学性状与真菌相似而被归于真菌门,但是通过利用核糖体ITS序列（核糖体DNA内转录间隔区）等分子生物学技术研究发现,在进化学上卵菌与褐藻和硅藻的亲缘关系更近,一并划归于茸鞭生物界（Stramenopila）,而与真菌的亲缘关系较远。因此,在教学中可以给学生们讲一些卵菌与真菌在生长发育、繁殖与生殖、营养代谢以及致病性和防治策略等方面存在差异现象和研究进展,激发学生对“菌物学”课程学习的兴趣。同时,利用分子生物学技术能够有效地将一些在形态特征上难以区分的菌物进行鉴定,为菌物鉴定和分类提供了强有力的实验证据。另外,利用分子生物学和系统发育研究方法还可以对一些菌物的分类地位进行重新确认,从系统发育角度推断和阐述常见菌物进化历程,揭示菌物与其他生物的进化关系。

（三）鼓励和督促学生自主学习

在教学过程中有意识地引导和督促学生自主学习,根据课程需要,教会学生一些学习方法,让他们能够在课余时间有目的、有计划地进行自主学习,而无需占用课程教学时间。首先,我们推荐给学生有关菌物学方面的书籍、期刊、网站等,例如,《菌物学概论》《菌物学报》《植物病原真菌学》、Mycologia、Mycological Research、Mycotaxon、Molecular Microbiology 、Fungal Genetics and Biology;与菌物有关的网站信息资源,如真菌学出版物（http：//www.mycolog.com）、植物病理学网络资源（http：//www.pk.uni-bonn.de/ppigb/ppigb.htm）等,以供学生课后阅览,增加切实的感受,提高学生对菌物学的总体认知水平。同时要求学生利用课余时间开展阅读,对感兴趣或自己认为有价值的内容做笔记,整理完成1篇学术论文。其次,在分类学实验课中,先给学生提供一些“未知”标本,让学生通过玻片标本的制作、显微测量与描绘,查阅菌物学分类检索表,对标本进行种属鉴定,教师根据鉴定结果指导学生正确观察和鉴定此类标本。通过自主学习,启发学生学习的自觉性与积极性,学生更加明确了学习目的,学习效果显著。

（四）加强实验教学环节,提高菌物认知能力

菌物的认知能力培养是“菌物学”实验教学的重要目标之一。要让学生见多识广,能够识别更多的菌物种类,上好实验课是关键。首先,在实验课上向学生传授真菌实验原理和基本技术,帮助学生熟记并掌握真菌不同属种的形态特征及重要识别要点;其次,引导和指导学生自己动手制作标本,进行分类和绘图,并要求他们找出各个标本识别的特征,强化学生的认知能力及动手能力;最后,通过“菌物学”实验课培养学生细心观察、勤于实践、善于发现和积极探索的求学素质。

由于“菌物学”是实验性很强的课程,同时又受到课程总学时的限制,因此必须将实验课与理论课有机地统一起来,即把理论教学和实验紧密结合起来。一边讲解重要菌物属种的形态特征,一边指导学生观察菌物标本,突出其分类识别特征。这样,学生既能把分类的理论知识和实物标本对应起来,加深对菌物分类学知识的掌握;同时又节省了理论课课时,可以把节省下来的时间用于菌物遗传和生理生化方面的教学。菌物学实验作业采用编制检索表的方式,教师引导学生自编检索表,以增强学生的记忆,巩固课堂教学效果。

三、教学方式和教学手段的改革

（一）多媒体教学

计算机辅助教学将文、声、图集于一体,使传递的信息更丰富、更形象,学生在这种环境中通过多种方式感受抽象的菌物学概念,使学生在较短的时间内能够获得更多的信息量,并留下深刻的印象。可以运用多媒体技术,用图文并茂的形式介绍菌物基本形态、特征和种属。首先,在多媒体教学课件中,增加菌物实物彩色照片和显微镜照片,使学生更容易地观察肉眼看不到的菌物显微结构,认识显微镜下的菌物世界。例如,菌丝、菌物各种无性和有性的孢子、附着孢等形态特征是菌物学中重要的结构特征,用光学显微镜和电子显微镜照片能清晰地反应它们的显微结构,用电镜照片能清晰地看到担子上着生的4个担孢子和小梗的情况。其次,充分利用现代教育技术手段,使文字、图像、声音具有较好的交互作用,显示教学的直观性、形象性。例如,用Adobe After Effects软件将疫霉菌游动孢子的游动过程制作成动画片,使学生切实感受到游动孢子的特性,增强对疫霉菌的认识。但课堂教学不能过份依赖多媒体,传统的板书也应发挥其独特的作用,多媒体和板书教学应该结合起来。

（二）以研究探讨为主的师生互动教学

改变以往灌输式的教学模式,积极开展师生互动教学。首先,定期或不定期地进行课堂小测验和布置课后思考题,以增强学生对重要概念的理解,此项作为平时成绩评定的依据。其次,通过设问启发学生的创造性思维。在备课过程中设计好讲课层次,精心设问,供学生思考和讨论。学生由被动的学习者变成主动的学习者,师生双向互动,课堂气氛活跃,除了在教师讲授的过程中引起师生互动以外,还可以让学生担当课堂的“主角”,采用以学生为主体的探究式、开放式、研究式、创造式等教学方法[4]。在第一节课的时候按小组布置一些题目,鼓励学生多到图书馆或上网查阅与菌物学相关的知识,要求学生在规定时间内用多媒体的形式讲述该小组的专题,教师进行简短的讲评。事实证明,这种方式极大地激发了学生的学习激情,拓宽了获取知识的途径,提高了学生查阅文献、语言表达、课件制作的能力。

（三）教学内容突出前沿性,以科研促教学

菌物学是一门不断发展的学科,新的研究内容和方法不断涌现。因此,在教学过程中,通过不断查阅相关学术期刊和著作,及时了解国内外相关研究的动态,让学生跟上学科发展的步伐。在过去的10年间,菌物学得到了快速的发展,特别是菌物比较基因组学、蛋白质组学的飞速发展,以及通过菌物遗传转化系统,在植物病原真菌生长发育和致病过程内在的分子机制和信号传导网络等方面取得的研究成果,极大地丰富了菌物学知识。因此,在讲课过程中,除了加强和巩固经典的菌物分类学和形态结构教学内容以外,通过加强菌物分子遗传学和基因组学的内容,补充了菌物学在这些领域的最新研究进展,同时将复杂深奥的菌物分子遗传学研究进展同经典的菌物学概念和形态联系起来,达到由表及里的认识过程,使“菌物学”教学内容与时俱进,充分反映当前科研领域的研究成果。通过科学设置课堂教学内容,不仅使学生掌握基本的知识体系,还注重培养学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力,关注学术研究和科学技术的新成果、新发展,逐步诱导和培养学生初步建立起科学的探究精神和创新意识[4]。

在科研过程中,对收集到的资料和科研成果进行整理,根据教学需要把这些科研成果及时补充到教学内容中。同时介绍教师自己的科研工作情况,鼓励学生去完成相关的实验。例如,在开展病害调查和病原鉴定工作时,很多外业调查、标本制作、数据分析和整理都可以安排学生来完成。

另外,为了学生们充分享受优质的教学资源,我们还请菌物学领域的名家名师为学生们作报告。通过学术报告,学生们不仅了解了最新的菌物学研究进展,而且更重要的是被名家名师广博的学识和严谨的科学精神所感动,学习和感悟到做科研的艰辛和快乐,不少学生表达了自己不妄自菲薄、要潜心研究,实现自己人生价值的决心和愿望。

（四）加强实习教学环节

“菌物学”不仅要有课堂讲授,而且还需要课程实习等教学环节。实习教学与课堂教学是相辅相成、缺一不可的。我们把学生的实践能力培养放在首位,重视实习过程,巩固课堂教学效果。选择北京周边的松山国家自然保护区、鹫峰国家森林公园等菌物资源比较丰富的教学实习基地开展“菌物学”实习。在实习过程中,引导学生多看、多记、多动手,通过比较各种不同生境的菌物种类及其生长特点,以及菌物标本采集、整理和鉴定,充分调动学生的主动性。对课堂上没有讲过的或者课本上没有的菌物,要求学生用已经掌握的分类学知识,通过查阅文献资料,自己确定物种类群,最后再由教师核查。这样,既避免了死记硬背理论课的教学内容,又锻炼了学生理论联系实际的能力。

四、采用多种形式全面评价教学效果

“菌物学”课程中理论知识抽象,重要的学术名词和常见菌物属种的形态识别和属种拉丁名的识记是不可少的。在课程考核内容设计上,我们重点考察学生运用所学基本理论、方法的能力。在理论考核时,试卷中的题型通常设有名词解释、判断改错、填空及问答题,题目中包含记忆性和综合分析的内容,从而考查学生对菌物学知识的掌握和理解程度。同时重视参考学生平时的学习表现。在实验课中,通过检查标本制作,了解学生对观察菌物所用到的涂、撕、粘、挑和切实验方法的掌握和应用程度,判阅实验报告,给出学生平时的实验成绩。确定了“菌物学”课程考核标准：考勤分占总评成绩的5%,平时课堂答问占5%,平时作业占15%,期末课程设计占40%,实验成绩占35%。这种考核评价标准综合考察了学生在学习该课程全过程中的表现,较客观地反映了学生对该课程理论知识、基本技能的掌握程度。

农林高校的“菌物学”作为一门非常重要的专业基础课,具有较强的理论性和实践性。提高“菌物学”教学质量对学习植物保护、森林保护、自然保护区等专业课程具有重要的意义。我们依托学校森林保护学科优势,通过多年的探索和实践,建立和完善了一套行之有效的教学体系。理论教学重基础、重能力,从而达到课堂教学质量高的效果;实习重综合、紧凑灵活,从而起到加深理论、提高学生学习兴趣的作用,显著提高学生的综合素质和实践创新能力。

[1] 田呈明,温俊宝.森林资源保护与游憨专业综合实习的改革[J].中国林业教育,2008,26（6）：1-4.

[2] 池玉杰,董爱荣.东北林业大学“菌物学”课程的教学改革[J].中国大学教学,2008（10）：62-63.

[3] 韦继光,袁高庆,赖传雅,等.真菌学教学实践与构想[J].广西大学学报：自然科学版,2006,31（Z1）：72-75.

[4] 李俊卿.提高课堂教学质量 培养大学生的创新能力[J].中国大学教学,2010（1）：56-58.

（责任编辑 张仕固）