新农科背景下园艺植物育种学课程大实验教学改革研究

国淑梅 牛贞福 王功帅

摘 要：为培养新农科知农爱农高素质专门人才，该文分析了大实验实施的必要性，探讨了大实验改革路径，主要包括：更新教学理念、科学教学设计、精选大实验内容、把握实施关键环节、完善考核评价方式等，以期提高大实验的效果。

关键词：新农科;园艺植物育种学;大实验

中图分类号 G642.0文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）22-0167-03

Abstract： In order to train high-quality professionals who are familiar with agriculture and love agriculture in new agriculture science， this paper analyzes the necessity of implementing large experiment， discusses the experimental reform path， mainly includes： update teaching concepts， scientific design， selection of experiment content， grasp the implementation of key link， perfecting the evaluation methods and so on， in order to improve the effect of large experiment.

Key words： New agronomy;Horticultural plant breeding;Large experiment

園艺植物育种学的教学质量关系到园艺产业的发展，是园艺种植业发展和增强竞争力的关键，而园艺种植业是后续二三产业的基础。作为地方高校的园艺专业，园艺植物育种学是该专业的核心课程，该课程是以遗传理论为指导，通过传统育种技术、现代育种技术手段来改变园艺植物的遗传特性，从而选育出新品种、新类型并进行良种繁育的一门学科。在学习过程中，学生普遍反映本课程较园艺植物栽培等课程更为抽象、难懂，不利于全面培养知农爱农的新型人才。

目前园艺育种学实验由于受实验时间和园艺植物生长季节的限制，验证性实验内容安排较多，综合性、探索性实验安排较少，不利于发挥学生的自主创新性。建立健全园艺植物育种学实验教学体系，优化实验教学模式，也是新农科建设着力解决的问题。探索基于园艺全产业链的应用型人才培养新机制，其重点在于实践，提升学生综合实践能力，同时对未来高等农林教育改革发展的新路径、新范式进行探索[1]。通过对园艺植物育种学课程的实验改革，推动教学理念的改革，以大实验教学改革创新为主线，构建面向新农科的植物育种学实践教育教学体系，探索一种新型实验模式。

1 大实验实施的必要性

1.1 有利于解决学时不足问题 园艺植物育种学在教学方面存在教学内容较多而课时量不足的问题，传统育种学实验内容的设置缺乏关联性、系统性和综合性。大实验区别于验证性实验，注重探究性，且实验课与理论课之间联系紧密。学生通过大实验一方面可有效掌握连贯性的育种知识，综合运用所学技能，另一方面也可在大实验进行过程中融合理论进行讨论、自学，延伸学习时空，拓展培养学生创新能力，解决学时不足问题。

1.2 有利于学生实践能力的培养 园艺植物育种学大实验旨在培养学生动手能力，有利于培养创新型、实践型农业新型人才[2]。大实验的设计、实施适应了新农科发展，实践教学方法灵活，避免考试方式过于单一，改变了学生被动学习的现状，激发了学生探索欲和学习积极性，促使其自主地开展深度学习，达到“掌握育种基本操作技能—独立完成实验—独立设计实验”的能力培养目标，有效解决“大锅饭”式实验教学不能满足基础及能力较好的学生的学习需求问题，也有利于培养学生的实际操作能力、创新能力和知识综合应用能力。

1.3 有利于贯彻新农科对人才的培养理念 通过对园艺植物育种学大实验课程的学习，学生可进一步理解并掌握园艺植物栽培、育种相关课程的基础理论知识，提高学生对育种基本实验技能的掌握，正确认识育种目标、育种方法的关系，学生运用所学育种知识理性分析、思考实验中出现的问题，增强发现问题、分析问题和解决问题的能力[3]，毕业后可在农业科研机构、高校及企事业单位从事与园艺育种相关的工作，有利于新农科应用型人才培养目标的实现。

2 大实验教学的改革路径

2.1 更新教学理念，科学教学设计 依据园艺植物育种学课程教学内容和大纲要求，结合育种发展趋势与实验目的，将课程实验教学内容整合，筛选出不同的育种专题，创设特定情景，学生按学号顺序每8～10人为1组（模拟工作环境，不能以个人好恶选择同事），培养学生团队协作能力和人际关系能力，以小组为单位设计实验，制定实验计划书[4]。

计划书包括实验要解决的问题，采用的遗传育种原理，自主设计园艺植物种植小区、杂交亲本及组合，样本容量和重复数，实验数据测定、整理与分析方法，实验操作具体步骤及进度安排，实验时间安排等，上述内容责任到人[5]。教师对计划书审核合格后，学生按计划书自主完成实验。各小组选用的园艺植物材料生长发育时间不同，实验进度也不同，教师根据各小组的实验进程考核表掌握实验进度，指导不同小组的实验操作，共同分析实验过程中的问题[6]。大实验设计和实施流程见图1。

2.2 精选大实验内容，注重学生综合素质培养 在开设基础性、验证性实验的基础上，巩固学生育种学的理论知识，使学生在有限的学时内掌握较为全面的育种实验技能[7];设计育种大实验，培养学生统筹安排实验和综合分析问题的能力，并夯实学生对育种学相关实验技能的掌握程度，提高学生发现问题、解决问题的应变能力[8]。

园艺植物育种学大实验内容的编撰采用复合型设计，使得实验内容既基于基础又高于基础。课程组在开课初期综合考虑校内实习基地日光温室、大棚、露地种植情况，学生前期掌握的实验技术以及园艺专业开课的情况，最终选定“引种”、“杂交育种”、“多倍体诱导”、“紫外线诱导”4个大实验[9，10]（表1）。教师在学期开课前提交实验耗材预算，购买耗材;在园艺植物育种的各个关键时期，特别是对园艺植物育种田间关键环节进行讲授、示范、操作，使绝大多数育种实践内容涵盖到大实验中，使学生掌握园艺育种所有环节的内容与技术，使实践教学内容系统化。

由表1可以看出，园艺植物育种学大实验的内容设计不仅囊括了基础实验技术及操作，而且将基础实验串联组成完整的实验体系，有目的地模拟一个完整的科研项目，从而帮助学生巩固基础实验技能，又能够培养学生的科研思维和科研素养。

2.3 把握实施關键环节 过去的育种学实验是以某项具体内容为1次课，常常由于内容跨度大很难在一节课时间内完成。如番茄杂交实验，既需要去雄，又需要杂交后管理，田间操作要在开花前去雄，授粉后套袋、查看结实情况。改革后的大实验以时间为主线，建立以园艺植物育种材料生长的关键环节为上课时间，如育种目标制订与试验设计、田间育种材料的小区规划设计、育种材料的田间观察记载、园艺植物育种材料的田间选择、试验结果的整理与分析。教师进行相应的内容讲解、示范，学生自己操作，对于操作存在的问题再由教师进行补充、分析、讲解，形成一个高效、完整、系统的知识链[11]。

2.4 完善考核评价方式 园艺植物育种大实验充分体现了以学生为中心的理念，其考核主要从实验方案制订的合理性、实验原理的掌握程度、关键操作环节的精细度、分析与解决问题的能力及对实验结果的分析等方面进行考核[12]。如番茄（瓜类）杂交技术可以把结实率和杂交种的真实性作为考核的内容，选种技术可以把选种的效果作为考核内容，给出学生的实验成绩。

每组实验人员在期末要将实验过程、实验结果、实验存在的问题做成PPT进行实验答辩，参照本科毕业答辩的相关要求，要求每个小组以PPT的形式进行10min的实验汇报，外加5min的提问环节，综合评价学生在实验过程中分析问题、解决问题的能力。育种大实验考核项目及占比见表2。

3 教学效果

园艺植物育种大实验以学生为中心，没有固定模式，每名学生通过大实验全程参与育种各环节，不断提出各种有价值的问题与教师、同学探讨，提高了学生观察和记录实验的能力、统筹安排实验内容和应对突发异常情况的能力以及解决问题的能力，加强了团队协作能力，调动了学生学习的积极性、主动性，对育种知识点的理解更深刻。

园艺植物育种大实验既培养了学生驾驭知识的能力，同时又锻炼了学生的实践动手能力，达到了培养学生创新思维、自主创新意识的目的，提高了学生综合素质。立足于山东地方经济发展，在充分调研、深入探讨的基础上，通过园艺植物育种学大实验教学改革，合理设计、筛选大实验项目，使园艺植物育种与区域经济发展有效衔接，以此来适应新农科对园艺植物育种学教学的要求，培养“知农情、知农事、知农理，爱农业、爱农村、爱农民”的现代园艺育种工程师，保证人才培养服务于地方区域经济的发展，有效提高课程教学质量。

参考文献

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（责编：徐世红）