基于现代种业的“种子生物学”课程改革和实践<br/>——以华南农业大学为例

基于现代种业的“种子生物学”课程改革和实践
——以华南农业大学为例

2017-02-03华南农业大学农学院广东广州510642

种子 2017年7期

，，， (华南农业大学农学院，广东广州 510642)

·问题探讨·

基于现代种业的“种子生物学”课程改革和实践
——以华南农业大学为例

周玉亮，谭斌，马启彬，杨存义
(华南农业大学农学院，广东广州 510642)

以华南农业大学为例，在大力建设种子科学与工程新专业的背景下，近年对“种子生物学”课程从教材体系、教学内容、教学理念、教学方法、实践教学、课程考核等进行了多维度的改革，广泛的教学实践表明，改革取得了显著的成效，为培养适应现代种业需求的创新复合型人才奠定了基础。

种子生物学；教学改革；实践

种业是国家战略性、基础性的核心产业，种子对我国粮食增产的贡献率已超过43%，加快种业科技创新对确保我国的粮食安全至关重要。在世界种业变革的大背景下，中国农业大学于2002年率先在国内成立了首个种子科学与工程专业[1]，华南农业大学(以下简称“我校”)也于2012年申报开设了此专业，目前已招收4届本科生，种子科学与工程专业的设立为我国培养了一批创新复合型的种业人才。

“种子生物学”是研究植物种子的特征特性和生命活动规律的一门学科[2]，是种子科学与工程专业重要的专业基础课程，学好这门课将为“种子生产学”、“种子加工与贮藏”、“种子检验学”、“种子经营和管理”和“种子法律法规”等系列课程的学习打下坚实的理论基础。华南农业大学办学历史悠久，早在20世纪70年代已开设“种子学”课程。此前，“种子生物学”是农学各专业的选修课，总学时32，其中理论课20学时，实验课12学时，教学中存在的问题主要有课时相对较少，实践教学环节薄弱，教材比较单一，教学内容陈旧，教学方法和手段落后，考核方式简单等。随着我校种子科学与工程专业的招生，在新专业的培养方案中已经将“种子生物学”调整为专业必修课，并大幅提高了理论(32学时)和实践教学的课时(64学时)。显而易见，传统的教学已经难以满足种子科学与工程新专业的要求。所以，在前人探索的基础上[3-7]，对我校的“种子生物学”课程的教材体系、教学内容、教学理念、教学方法、实践教学和课程考核进行了全方位的改革，为培养现代种业所需的视野广、素质高、能力强的种子科学与工程专业卓越人才奠定基础。

1 丰富教材体系，优化教学内容

1.1 构建立体教材体系

本课程选用的教材是浙江大学胡晋主编的《种子生物学》(2006)，属于“十一五”国家级规划教材。同时，也给学生推荐了多本优秀的国内参考教材，例如宋松泉主编的《种子生物学》(2005)，高荣岐主编的《种子生物学》(2009)，张红生主编的《种子学》(2010)，胡晋主编的《种子学》(2014)。为了进一步拓宽学生的国际视野，我们向学生推荐了一些优秀英文原版教材的电子书，例如Bewley主编的《Seeds, physiology of development, germination and dormancy》(2013，第三版)，Brandford主编的《Seed development, dormancy and germination》(2007)。此外，我们也给学生提供了很多学习种子生物学知识的网络自主学习资源，为学生的课外学习和深入拓展提供了更多的选择。

1.2 优化更新教学内容

在教学内容上，以胡晋主编的《种子生物学》(2006)的内容为主，广泛整合国内外的相关参考书和网络资源，重点给学生讲授种子的形态构造、种子的化学成分、种子的形成和发育、种子休眠、种子萌发、种子活力、种子寿命和顽拗性种子等内容。为了避免与“种子加工与贮藏”课程教学内容上的重复，在本课程中删去了种子加工与贮藏方面的章节，如教材中的第九章“种子加工处理生物学基础”，第十章“种子贮藏生物学基础”以及第十二章“种子新技术及其研究进展”中关于种子引发、种子超干贮藏和超低温贮藏等内容，而第十二章中关于人工种子、顽拗性种子等的研究进展则分别整合到对应的章节进行讲解。

除了调整教学内容，我们更重视更新教学内容。在教学实践中，广泛搜集与知识点相关的图片、音频、视频、教学道具等教学资源，精心制作PPT课件，充分调动学生的学习兴趣。此外，还通过专题拓展的形式，补充了很多种子生物学研究的最新进展和种子产业的发展动态，保证了教学内容的先进性。例如，种子萌发是种子科学研究的热点和难点问题，为了使学生能够了解到学科的前沿进展，我们在讲解完教材中的第六章“种子萌发”之后会给学生增加1次“种子萌发的研究进展”专题。在学期快结束的时候，我们以课外拓展的形式专题讲授“国际和国内种业的现状和发展趋势”。

在教学过程中，我们也特别注重理论联系实际，引导学生将所学的基本理论与生产实际相联系。例如，将种子成熟脱水知识点与玉米的机械收获相联系，将种子休眠性与禾谷类作物的穗发芽现象相联系，将种子活力与玉米“单粒播种”和水稻“机械直播”等轻简栽培方式相联系。通过以上的调整和安排，学生在掌握好种子生物学基本理论的同时，也可以了解学科的前沿进展，产业的发展方向，学会理论联系实际，成为一名现代种业所需的创新复合型人才。

2 创新教学理念，革新教学方法

2.1 注重价值观的引导

在日常教学中，注重知识传授和价值观引导的有机统一，结合种子生物学的相关知识点，灵活的穿插一些时事、励志和哲理等方面的素材，对学生进行人文教育，培养他们正确的人生观、价值观、世界观。例如，在讲到种子寿命时，先通过图片展示我国最长寿的种子——古莲子和最短命的种子——梭梭树种子。梭梭树种子生活在沙漠中，只有几个小时的寿命，但却也是发芽最快的种子，只要得到一点水就会在2～3 h内生根发芽，以此适应沙漠干旱的严酷环境。通过这个例子可以给学生传递一种价值观，只要我们努力调整自己，适应环境，机会其实一直在身边。相反，不要成为一个“怨妇”，抱怨没有机会。

2.2 课前回顾，温故知新

温故知新，这是学习中的一条黄金定律，但是在当今的高等教育中却逐渐被老师和大学生们抛弃。当今大学里，学生们成天忙碌于各种社会兼职、社团活动，他们已经很难像中学生那样进行课前预习和课后复习。而对于以科研项目和SCI论文为指挥棒的评价体系，大学教师在巨大的科研压力下大多无心教学。在此背景下，为了帮助学生在课堂上掌握好所学的知识，本课程特别设置了一个“课前回顾”的环节。每次上新课前，花5～10 min以PPT形式对上次课的重点和难点知识进行梳理和回顾，加深学生的理解和掌握。实践表明，简单的方法取得了良好的效果，“课前回顾”成为了学生最喜爱的教学环节。

2.3 角色互换，寓教于乐

在传统 “填鸭式“教学模式下，学生的主体性被忽视。本课程根据教学内容的特点，安排一些文献读书报告或者是“种子画”创作等课外作业，通过老师组织、学生主讲、集体讨论、教师点评的方式培养学生自主学习，团队合作和上台演讲的能力。以种子画创作为例，实施步骤如下： 1) 将班上同学按4～5人一组进行自由分组，每组选出1位组长和1位评委； 2) 各小组成员分工协作，选择5种以上的种子进行种子画的制作； 3) 将制作好的种子画带到课堂进行评议，组长负责以PPT的形式对种子画的含义和所用种子的特征、特性进行讲解，其他组的同学提问讨论； 4) 由各小组推选的1名评委组成评委团，对种子画的科学性、艺术性，PPT的制作和汇报，回答问题等情况进行综合评价和打分； 5) 评出若干名次，结果作为各个小组平时成绩的重要依据。

2.4 广泛开展启发研讨式教学

启发研讨式教学有助于培养学生的批判性和创造性思维。例如，在绪论中，通过“种子有什么价值”的提问，引导学生思考学习这门课程的意义和重要性；在学习种子的化学成分时，通过“为什么胚芽米的营养价值高”的问题启发学生思考种子不同结构的化学成分差异；在种子的发育和成熟部分，通过“为什么毛豆味道特别鲜”的问题，启发学生思考和讨论种子成熟过程中的物质转化；在学习种子休眠时，“自然界有哪些休眠现象以及种子为什么要休眠”等问题可以促使学生认识到休眠在自然界的普遍性以及种子休眠的特殊性和重要意义；而在种子活力部分，“发芽率能准确反映田间出苗情况吗”的问题有助于引导学生更好的理解种子活力的概念及其意义；在种子寿命部分，通过提问“陈种子可以在生产中使用吗”，可以引导学生思考如何将所学知识用于解决生产实际问题。

2.5 广泛开展案例教学

案例教学能够激发学生的学习兴趣和热情，起到事半功倍的效果。例如，历史上越王勾践通过将精谷(高活力种子)蒸熟晒干后送还吴国播种，导致吴国饥荒，越王勾践借机灭却吴国，通过这个典故可以自然将学生引入到“种子生物学”课程中；2016年，中国提出在“十三五”要上100个重大项目，而与农业相关的项目多达10个以上，其中“种业自主创新”更是排在第7位，国家的重视可见一斑，这样的案例可以激发学生对专业的认同感；新《种子法》于2016年开始实施，加上之前国务院和农业部颁布的一系列种业文件，可以给学生传达一个信息，那就是——政策持续给力，种业走进春天里；世界杂交水稻之父袁隆平的事迹很好诠释了“一粒种子改变世界”这句箴言，从而激发学生的民族自豪感和专业认同感；种子圣殿——上海世博会英国馆，英国的设计师选择用种子作为其国家科技水平的代表，这样的案例无疑会给学生以巨大的冲击和震撼，重新认知种子的魅力。类似的案例还有很多，如海水稻，中国化工收购先正达，拜耳收购孟山都，先玉335等，这些发生在身边的活生生的案例都可以使课堂变得更加生动活泼。

3 强化实践教学，提升培养质量

在我校种子科学与工程新专业的培养方案中，“种子生物学实验课”作为一门独立的课程开设，课时由之前的12学时大幅提高到64学时(2学分)，极大的提高了学生的实践动手能力。实验安排上，除了开设常规的“种子形态和构造观察”等验证性实验外，还增加了“种子萌发和活力测定”等综合性实验。其中验证性实验主要在课堂内完成，而综合性实验则鼓励学生结合课外的时间共同完成。另外，在学期中后期，学生已经掌握了基本的种子生物学实验原理和技术后，我们会安排2～3周的时间给学生进行分组开放创新实验，实验的内容可以由老师指定也可以由学生根据兴趣进行选择。在此期间，实验室全天对学生开放，他们可以根据自己的时间灵活安排实验。例如，在2014级种子科学与工程专业的学生中开设了一个“探究华农大种业公司生产的杂交水稻种子活力偏低的原因”的开放创新实验，同学们自主设计实验方案，解决生产问题，实践能力得到了显著提升。

除了实验课，笔者利用各种机会提升学生的实践能力。在广州，每年都会举办一届广东省种业博览会，通过带领学生参会，让学生对现代种业的发展现状和趋势有直观的感性认识。此外，各种大学生科技创新创业项目也可以有效的提高学生的创新能力和实践动手能力。例如，2013级和2014级种子科学与工程专业的学生通过本课程所学到的知识申请获得了“黑豆种子萌发最优激素配方”、“广东省甜玉米种子质量调研”、“水稻直播性状QTL定位和基因发掘”等项目。

4 完善课程考核，注重多元评价

课程考核是教学工作的重要环节，科学合理的考核方式有助于教师掌握教学效果，调整教学进度，科学、客观、公正的评价每个学生，从而激发学生的学习热情，促使他们形成良好的学习习惯。以往传统的课程考核方式是通过一次期末考试来评价每个学生的学习成绩，这也催生了大学校园里考试周期间“挑灯夜读”，甚至是“通宵达旦”等临时抱佛脚的显现，效果如何，作为大学老师的过来人恐怕都非常清楚。

本课程在考核方式上做了各种积极的改革和实践，评价学生时更加注重平时的学习和努力，相对弱化期末考试的比重，避免“一考定终身”的现象，引导学生把功夫花在平时，花在每一堂课上，真正享受学习的过程。成绩分布上，期末成绩为50%，平时成绩为50%。平时成绩的考核放弃了传统的课后作业，因为之前的经验告诉我们，学生所交上来的作业都是互相“借鉴”之后的作品。现在，取而代之的是考勤，读书报告，课堂小测验等考核环节，其中考勤占10%，2次读书报告占16%，4次平时的课堂小测验占24%。考勤环节，上课迟到和旷课都要扣平时成绩，如果有学生旷课3次以上则取消平时成绩，这样的考核方式培养了良好的学风。读书报告环节，通过种子画，文献阅读等方式让学生之间协同合作，自主查找资料之后制作成PPT进行汇报。课堂小测验环节，老师会在2～3章的内容讲完后，安排一次课堂上的闭卷小测验(10～30 min)，题型以客观题为主。期末考试环节，尽量减少死记硬背记忆型的知识点，而增加理解和应用型的题型，并建立“种子生物学”的试题库。新的考核方式充分调动了学生平时学习的积极性，取得了良好的效果。

5 改革成效

改革后的“种子生物学”课程在2012级农学(生物技术方向)1、2班，2013级种子科学1班，2013级农学(生物技术方向)1班，2014级种子科学1班，2013级农学(生物技术方向)1班的总共164名学生中进行了广泛的实践，学生的学习兴趣和出勤率都明显提高，学习效果显著改善。在教务处组织的近5次教学排名中，本人均排在农学院前30%，分别为第13名(共53人)，第1名(共82人)，第1名(共80人)，第19名(共99人)，第8名(共98人)。这些良好的评教结果从侧面反映了学生对本课程教学的肯定，证明我们的改革取得了一定的成效。2016年春季，本人以主讲的“种子生物学”课程参加华南农业大学第六届青年教师教学观摩比赛，并最终获得一等奖。在参赛过程中，从初赛到决赛，众多的评委老师对本课程的授课均给出了较高的评价。未来，本人也将积极探讨将微课、MOOC(慕课)和翻转课堂等最新的教学形式用于“种子生物学”课程的教学改革。本课程的成功经验将在“种子检验学”、“种子加工与贮藏”、“种子生产学”、“种子经营与管理”等其他种子系列课程上加以推广，全面提高种子科学与工程专业的教学水平，为种子科学与工程及农学等专业卓越人才的培养提供保障。

[1]王建华,刘为民.创建种子科学与工程专业,适应农业发展需要[J].高等农业教育,2003(12):45-46.

[2]宋文坚,晋胡,胡伟民,等.“种子生物学”教学改革与实践[J].高等理科教育,2009(1):119-122.

[3]刘子凡,罗文杰.基于创新能力培养的“种子学”课程教学改革[J].种子,2016,35(3):132-134.

[4]郑跃进,孟超敏,王黎明,等.种子科学与工程专业创新型人才培养战略研究——种子科学与工程专业实践教学体系的构建与实践[J].种子,2015,34(9):128-131.

[5]王芳.“种子生物学”综合性试验的探索与实践[J].河北农业大学学报(农林教育版),2011(4):461-464.

[6]王洋,马淑梅.“种子生物学”教学改革实践探索[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2016(10):6-7.

[7]胡晋,宋文坚,胡伟民,等.《种子生物学》课程考试改革初探[J].教育教学论坛,2012(19):101-102.

Teaching Reform and Practice of Seed Biology Based on Modern Seed Industry——A Case of South China Agriculture University

ZHOUYuliang,TANBin,MAQibin,YANGCunyi

2017-02-25

华南农业大学教学改革课题(JG 14057)；国家自然科学基金资助项目(31301403)。

周玉亮(1984—)，男，江西樟树人；博士，讲师，硕士生导师，主要从事种子科学与技术的教学、管理和研究。