地方师范院校园艺植物育种学实践教学改革探究
2019-02-21
(淮北师范大学生命科学学院,安徽 淮北235000)
园艺植物育种学是园艺专业的核心专业学科,主要任务是研究选育和繁殖植物新品种,它是以遗传学、进化论为基础的综合型应用科学,实践性很强。园艺植物育种相关理论知识的学习和实践主要通过实践课来实现,而开设实践课的目的利用遗传学规律,实践育种学理论,掌握主要育种技术,进而为将来从事园艺专业相关工作打下基础[1]。因此,园艺植物育种实践课是园艺植物育种教学的重要部分,也是园艺植物育种教学的灵魂。随着现代农业科技和园艺产业的迅速发展,培育了大量的园艺新品种,为我国园艺事业发展作出了重要贡献。然而,品种选育速度远远满足不了市场的需求,培育新品种在农业科技领域是一项更加重要的工作,育种机构和许多园艺企业都设置了育种部门来强化育种工作。因此,园艺植物育种方面的人才培养就显得非常迫切,因而也对实践教学提出更高的要求。
1 、存在的问题
近年来,园艺专业毕业生的育种实践能力呈下降趋势。本科生虽然具有较多的理论知识,但是育种实践能力不强,甚至有些同学的基本实验操作能力也不过关,不能满足用人单位的要求,降低了他们的期望,他们宁愿录用大专或中专生,也不聘用本科生[2],园艺专业的生源和就业受到了严重的影响。因此,进行相应实践教学的改革,提高园艺植物育种学的实践能力变得非常迫切。本文以总结教学经验为基础,通过探讨本校园艺专业的实践教学情况,发现在以往的园艺植物育种实践教学中存在着一些问题。
1.1 校内园艺植物种类繁多,但是植物只能观赏、不能采摘,学生无法利用校内植物进行科研和实践探究,这就会影响实践教学效果,进而会影响学生对园艺植物育种的学习。因此,就需要建造一个园艺植物资源圃来满足园艺实践教学的需要。
1.2 实验经费和实验条件的不足。很多实践操作需要特定的田间环境,校内实验室无法满足实验的要求,很多实验项目无法按要求操作,常常从简,即使如此,有些实验操作也无法按照要求进行。如由于实验室中显微镜大多陈旧,导致花粉生活力测定的实验结果无法验证,学生只能练习实验操作过程,而无法获得准确实验成果。还有一些实验项目,如诱变育种、倍性育种、同工酶电泳检测种子纯度技术等实验室无法满足其实验条件,不能正常进行。
1.3 实验用地不足。园艺植物育种学实践课中的许多技术和理论实践,如选择育种、优势杂交育种、引种、有性杂交育种、营养系杂交育种等都要在田间实行。因此,实验田对园艺植物育种学实践课的有效开展非常重要,但是学校实验田规模不大,满足不了实践教学的需要。
1.4 植物杂交实验课还有一些特殊的要求。一是植物杂交实验课在恶劣的天气中无法开展,易受天气的影响。二是植物杂交实验课需要在田间进行,花开季节常常在最热的时候,工作环境较差,工作较辛苦。而且,许多学生未从事过农业劳动,且一些学生怕苦、怕累不想参加实验课,面对课程考核,部分学生抄袭蒙混过关,实践训练达不到应有的目的。
1.5 教学内容与当代大规模育种和制种脱节
目前,园艺植物育种机构和育种公司需要全面的高素质人才,对育种和制种技术要求较高。校内园艺植物育种技术实践教学却缺乏全面性,实践训练的园艺植物都是常见的,这样训练出来的人才无法满足用人单位的要求[3]。
2 、改革实践教学的措施
2.1 优化实验内容,注重学生创新能力的培养
实验是验证理论知识和帮助学生加深理解课堂知识最好的方式。因此,为了培养园艺专业应用型人才,使学生更好地掌握园艺育种理论和技术,就需要不断创新实验内容。园艺植物育种学课程开设在三年级的第二学期,通过对育种理论的分析可知,园艺植物育种主要包括4种育种途径,其中杂交育种和杂种优势利用属于传统育种,转基因育种和分子标记辅助育种被称为分子育种,分子育种是以传统育种为基础创造出来的,这4种育种途径的应用普遍、效果显著,未来可期。因此,实践教学内容的改革与创新应该围绕以上4条育种途径来展开。为了提高学生的实验创新能力,课程组对实验教学内容进行了优化,增加了设计性和综合性的实验项目,在实践教学中取得了较好的效果,为今后实验内容的继续改进提供了方向。
2.2 创新实践教学形式,注重学生动手能力的培养
学生的兴趣是学习很好的动力,教师可以利用这一特点,在传统教学方法中加入一些学生感兴趣的内容指导学生学习,学生能够亲身体验教学内容,从而达到教学目的。为此,学校建立种质材料园,学生可以参观、体验、实践,从而提高学生的操作能力。在标本园实践的过程中,从春种到秋收植物生长的每一个阶段学生都能参与,不仅增强学生对农事的操作能力,而且使学生更加了解植物的生长特征和生长规律,达到很好的教学效果。比如,在讲到植物育种时,学生可以在试验田亲自观察黄瓜和辣椒的器官构造、开花习性以及亲本特征,可以实践亲本花期的预测方法,从而将课本上的理论知识应运于实践;在讲到园艺植物种质资源时,可以利用生态园、校园、农村等植物种类丰富的地方,让学生更加直观的认识植物,了解植物,学会园艺植物种质资源观察与登记的方法;在讲到远缘杂交育种时,可以指导学生根据亲缘关系远近在田间进行试验,通过观察比较不同杂交组合的种子质量、后代的表现以及坐果率来判断品种的亲缘关系,这样学生不仅掌握了杂交技术,而且了解到杂交真正的意义;在讲到植物的开花习性时,学生可在田间观察不同开花习性植物的花器构造,学会自花授粉植物与异花授粉植物的区别方法;在讲到芽变选种内容时,学生在果园、校园观察植株芽变情况,领悟观察的要领,学习芽变选种的方法;在讲到植物花粉生活力时,学生采集不同种属园艺植物花器,测定其花粉生活力,进而加深对其内容的理解。
另外,园艺植物育种学实践课很容易受到恶劣天气的影响,杂交实验经常会错过植物开花的最佳时期,实践课无法开展。因此,我们在理论教学中应用多媒体放映提前录制好的黄瓜、茄子、辣椒、西甜瓜等植物花期以及自交、杂交育种技术视频来辅助教学,让学生即使在恶劣的天气也可以通过视频学习和掌握植物相关育种技术。
2.3 建立实习基地,开展育种教学
参观实习是园艺植物育种实践的一个重要环节,它有利于开拓学生专业眼界,激发专业热情,巩固专业兴趣,进而增强职业意识[4]。在参观实习过程中,带领学生到实习基地,让学生分析园艺植物的种植结构,了解市场对园艺植物品种多样性的需求,能够激发学生的学习热情和社会责任感。此外,为提高学生在就业市场的竞争力,我们还与一些育种企业合作建立实习基地,为学生提供更多的实习机会,加深理论知识的理解,提升学生适应社会的能力。
2.4 组织学生进入课题组,注重学生探索知识兴趣的培养
园艺植物育种学实验所用实验材料也会受到天气的影响,如若在准备材料期间遇到不良天气时,不仅会影响植物生产,还可能会使实验材料不能满足要求,以至于一些实验无法开展。另外,一个植物品种的选育完成需要持续多年的时间,学生是不可能独自完成。因此,让学生进入科研课题组,借助课题组的育种实践基地,与导师一起做研究,在科研中学习,才是解决之道。我们学院教学与科研资源丰富,有省级重点实验室、专业实验室、许多科研基地以及温室大棚,为学生提供足够的实践机会。同时,学生在参与导师的科研过程中,在导师的指导下,可以更系统地学习和理解育种理论。
2.5 现代生物技术与传统育种理论相结合,全面提升学生实践能力
随着社会需求层次的不断提升,现代育种理论和技术不断更新换代,植物育种实验内容也要不断的更新,生物技术在植物育种中应用范围广泛。因此,可以在育种实验中增加生物技术的应用。我们根据实验室建设水平,在原有实验项目基础上加入SSR分子标记技术,加深了学生对育种手段和技术的认识,同时也将生物技术知识和传统育种理论有机结合,使学生对知识的掌握更加全面。
2.6 使用开放式教学,注重学生自主创新能力的培养
开放式教学是学生在教师的引导下根据自己的兴趣和需要进行自主学习的教学方式[5]。在园艺育种实践课中使用开放式教学,教师引导学生选好实践时间,最好在农时,一般为学生毕业前一年春季,然后将实验所需的杂交袋、镊子等实验用品发给学生,学生结合所学的园艺植物杂交技术理论,对一些常规植物如黄瓜、辣椒、兰花等进行杂交实验,通过自己动手操作,学生对杂交技术更加了解,动手能力也得到全方位的提高。在开放式教学中,学生是实验的主体,从实验材料的准备到实验材料的收获和保存,都亲身参与,对植物的整个生活史都非常了解,这些能够激发学生的探究欲望,培养学生自主创新的能力。
2.7 “走出去,请进来”让学生了解当下育种最新进展
现代农业科技的发展日新月异,了解园艺育种理论和技术的研究进展,进而增强园艺植物育种教学效果,需要“走出去,请进来”。“走出去”让学生亲身体验园艺植物育种过程。每年学校都会把学生带到育种基地、园艺企业等单位的杂交和制种园进行实践,让学生参观学习。“请进来”学院聘请一些校外知名园艺植物育种专家给学生做植物育种最新进展的专题报告,开拓学生的视野,了解当下育种方面的最新进展。通过“走出去,请进来”使学生在掌握园艺育种基本理论的同时,还时刻了解园艺植物育种学实践的最新技术,也提高了学生的实践能力,使学生更有能力参与育种制种工作,满足用人单位的要求,从而提高学生就业率。
编辑:董刚