园艺植物生物技术课程教学改革探讨

卢艳芬

摘要园艺植物生物技术教学质量的提高对于培养满足现代园艺产业需求的创新型、高素质应用人才起着重要作用。以北京农学院为例，作者针对园艺植物生物技术课程教学过程中存在的主要问题，实施优化教学内容、丰富教学方法，改进实践教学、加强课程思政建设等改革措施，达到提高教学质量，增强学生的学习兴趣，培养学生自主学习思维，强化学生实践能力和动手操作能力，这些教学改革将为该课程教学质量的改善提供一定参考和借鉴。

关键词 园艺植物生物技术 课程改革 人才培养

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.21.033

Teaching Reform for Horticulture Plant Biotechnology

——Taking Beijing University of Agriculture as an Example

LU Yanfen

（Plant Science and Technology College， Beijing University of Agriculture， Beijing 102206）

AbstractImprovement of "Horticulture Plant Biotechnology" teaching quality plays an important role to cultivate innovative and high-quality applied talents to meet the needs of modern horticultural industry.Taking Beijing University of Agriculture as example，this article listed the main problems existing in the teaching process of Horticultural Plant Biotechnology course. Some reforms measures such as optimizing teaching contents， enriching teaching methods and practice teaching improvement were carried out， which had considerably improved the teaching quality， enhanced the students’ interest in learning， cultivated students’ self-study ability， strengthen students’ practical abilities， ideological and political education. The reform will provide some reference for the improvement of the teaching quality of this course.

Keywordshorticultural plant biotechnology； curriculum reform； talent cultivation

1课程简介与北京农学院园艺专业人才培养目标

现代生物技术是当今世界上最重要的高新技术之一，目前已经在各个科学领域发挥着举足轻重的作用。园艺植物生物技术是以园艺植物为材料，利用生物技术，创造或改良种质或生产生物制品的一门技术，它是园艺学和生物技术的交叉技术学科，是在植物组织培养、植物细胞工程、植物染色体工程、植物基因工程、植物分子标记和生物信息学等现代生物技术手段基础上产生和发展起来的。[1]随着园艺植物生物技术飞速发展，其对于园艺产业的高速发展和园艺学科的完善和创新发挥巨大作用，园艺植物生物技术课程已经成为各农林院校园艺专业及相关专业开设的重要的专业基础课程之一。

北京农学院作为北京市属农业高校，以立足首都、服务“三农”、辐射全国为办学定位理念，以建设都市型现代农林大学为办学目标。[2]园艺专业是学校最早创建的传统专业之一，北京市首批一流专业和国家级特色专业，也是国家首批“卓越农林人才教育培养计划”改革试点专业。园艺专业人才培养主要目标为：以开展应用基础研究与应用技术创新为特色，以服务于都市型现代园艺产业为宗旨，培养具备园艺学以及相关学科的基本理论和基本技能，能从事相关应用工作的高素质复合应用型人才。基于上述人才培养目标，如何提高教学质量，培养高质量具有园艺植物生物技术知识与应用能力的人才，以更好地适应现代园艺产业的需求，也成为本门课程教学改革的最终目标。作者以北京农学院园艺系为例，通过针对园艺植物生物技术课程教學中发现的一些问题，提出相应的改革措施和建议，以推进园艺植物生物技术课程体系教学改革的深入，充分发挥本门课程在提高园艺专业人才培养质量中的作用。

2主要教学问题

2.1课程内容广泛而抽象，新知识没有涉及

园艺植物生物技术作为一门交叉学科，涉及生物化学、分子生物学、微生物学、植物遗传学和植物生理学等多学科知识，其内容涵盖了园艺植物生物技术的各个层面，包括园艺植物组织培养的理论基础及基本技术、园艺植物的细胞工程、染色体工程、基因克隆与功能研究、转基因技术、分子标记、生物信息学以及生物技术的安全性评价与管理等内容。知识体系如此广阔复杂，而且许多内容比较抽象，不容易被非生物专业本科学生理解与接受。另一方面，近些年园艺植物生物技术得到迅猛发展，生物技术知识更新速度快，尤其在许多园艺植物基因组计划的完成、园艺植物转基因技术、生物信息学等方面快速发展创新。相对而言，我们选择的教材还是2008年所编撰，距今已有10多年之久，部分课程内容已显得陈旧，许多新技术和新方法没有提到，这样导致学习的部分内容与实际技术应用脱节，缺乏时效性。

2.2学生相关基础理论知识薄弱

学生在学习园艺植物生物技术课程前一般应该先修生物化学、遗传学和分子生物学这3门课程，已获得这3门课程相关的基础理论知识，并且有一定的实验操作能力。[3]然而园艺专业学生在学习本门课程之前，只学习过生物化学与遗传学两门课程，尚未修习过分子生物学这门基础课程，甚至部分专升本学生生物化学专业基础知识掌握得更加薄弱。教师在实际课程教学过程中发现学生普遍缺乏必要的专业知识理论基础，尤其严重匮乏分子生物学基础知识，学生普遍反映本课程及生物化学课程的理论知识较为抽象而较难理解，基础知识薄弱是导致学生有学习障碍的主要原因之一。

2.3学生实践能力有待提高

受课程总课时时数限制，课程设置中园艺植物生物技术共48个学时，基于教材内容广博而抽象，课时分配上偏重于课本理论知识讲授，实践教学只设置16个学时，导致学生接收到的实践教学训练较少，另外，理论教学与实践教学的同步性较差，实验训练的内容比较分散且连贯性較差，实践教学性质偏重验证性，没有很注重培养学生分析、动手解决问题的能力以及创新能力的培养，使得学生无法将理论知识系统化的转化为实践能力培养，以获得能力的提升。许多学生出现只会依照实验步骤操作，对实验过程中出现的非预期性的实验现象或临时出现问题无法解释和解决，课程实践教学的效果有待提高。

2.4“园艺植物生物技术”课程思政建设不足

园艺植物生物技术是针对园艺本科三年级学生设置的专业必修课，教学过程中课时分配主要集中到课程所涉及的专业知识原理与技术，较少对学生进行思想政治意识的引导和渗透。[4]我们培养高素质园艺专业人才，需将育人与育才相统一，必须抓好课程思政建设，解决好专业课程教育与思政教育“两张皮”的问题。长期专业课教学偏重于对专业知识与技能知识讲授，课程思政建设初期，专业课教师对课程思政认知有偏差，对思政元素要挖掘什么，专业课教学中如何渗透思政元素，以及课时有限情况下课程思政内容与专业知识课时如何分配等缺少经验，导致本门课程的课程思政建设有些欠缺。

针对以上课程教学中的主要问题，作者紧密结合本校园艺专业学生情况与园艺植物生物技术课程的教学情况，进行教学内容知识更新和教学方法优化，转变为学生为主体的探究性学习方式，建设“以学为中心”的课程体系，加强德育与智育双发展，实现“三全育人”。

3主要的教学和实践改革

3.1与时俱进，筛选和优化教学内容

针对前面提到的本课程内容比较广泛且较为抽象以及很多新技术没有被纳入教学中的问题，作者教学改革的优先工作是根据教学重点将课程内容进行筛选、优化和整合。首先，鉴于学生们在园艺植物生物技术开始前一个学期已经系统学习过“植物组织培养”这门课程的内容，在教学过程中舍弃与“植物组织培养”课程中重复的内容，以及过时或者脱节的内容。其次，针对学生没有分子生物学课程学习经历，教师补充必要的分子生物学知识内容来夯实基础，帮助学生更好地理解园艺植物生物技术的难点部分。在植物基因工程的基础知识与技术章节，添加了2019年出版朱玉贤等主编的《现代分子生物学》第五版教材的部分内容，更新知识体系内容，也补齐学生知识架构的短板，从而提高教学质量和效果。

此外，通过深入研究园艺学科的发展现状，分析园艺植物生物技术发展热点、重点与难点，将一些重要的新知识、新技术纳入教学内容当中，有机的整合到所对应的章节中。例如，考虑到目前高效的Gateway克隆技术和CRISP/Cas9基因编辑技术已在园艺植物育种中开始得到运用，将Gateway克隆技术基础知识穿插在第七章植物基因工程的基础知识与技术章节，将CRISP/Cas9基因编辑技术穿插在第十章基因沉默技术与基因剔除技术部分讲解，帮助学生建立与时俱进的知识体系。

3.2丰富教学方法，利用视频资源开展情景教学

园艺植物生物技术理论课程的教学中，教师多采用文字讲述与图片展示的传统“满堂灌”方式，学生们对于抽象、晦涩难懂的部分很难理解接受。对于课程中某些复杂原理和实验技术，采取动画视频或实验视频的方式来辅助课堂教学，使得内容讲解更加形象而生动，有助于学生理解。目前互联网上有许多与园艺植物生物技术相关的动画、视频和微课等不同类型线上资源，将与课程内容契合度高的优质资源应用于课堂教学，使原本学生感觉枯燥难懂的理论和技术知识变得可视化，形象生动起来，更具趣味性和情境性，激发了学生学习兴趣。例如，教师在优酷、哔哩哔哩等网站找到Northern、Southern和Western-blot的高质量实验视频，这些视频用真实的实验操作演示来呈现出某项生物技术实验步骤和注意事项，使学生身临其境，学生在观看视频过程中掌握了理论知识和操作流程，有益于对知识的理解和记忆。而且也改变了学生的学习方式，学生不再死记硬背教材内容，学会利用多种资源更加灵活地学习，培养了他们主观能动性和实践操作能力。赖彪等[5]也提出教师有效利用互联网资源和在线智能实验室开展线上-线下混合式课程教学改革，有助于提高教学效果和育人质量。

余义和等提出根据不同课程内容及实验技术的特点，有针对性地采取讲座教学法、竞赛教学法、任务驱动教学法、角色扮演教学法以及问题教学法等不同的教学方法，有助于提高学生的理论知识的掌握和实践操作，[6]也值得在本课程教学过程中参考和借鉴。

3.3改革实践教学环节，提高学生技术应用能力

根据本课程的教学内容和园艺专业人才培养要求，实践课程安排更系统化，主要内容包括DNA序列分析和PCR扩增技术、琼脂糖凝胶电泳检测及PCR产物回收、DNA重组及大肠杆菌遗传转化、质粒提取及检测等共16个学时的实践训练课程。这样的课程设置涵盖了园艺植物基因的分离与克隆以及基因序列生物信息学分析相关的基础理论知识和实验操作训练，实践教学过程中，教师发挥思维引导者的作用，学生是实践课的主体，学生不仅仅按步骤进行实验操作，他们还得理解实验试剂组分、重点步骤和注意事项等所蕴含的基本原理，对实验结果进行合理分析与讨论，从而提高学生学习主动性和理论知识的应用能力。

另外，本校园艺专业学生从大学二年级起以科研训练方式参与到导师的科研项目中，所以鼓励学生选择与园艺植物生物技术相关内容开展自己的毕业课题研究，把课堂知识与自己的毕业论文课题密切相关，培养学生解决实际问题和独立开展科研工作的能力，使他们成为高质量具有园艺植物生物技术知识与应用能力的人才。

3.4加强课程思政建设

针对园艺植物生物技术课程思政建设中存在的问题，首先教师课程思政教学观念的培养，在原有知识传授的基础上，通过课程思政环节，帮助学生塑造正确的世界观、人生观和价值观，将价值塑造、知识传授与能力培养融合一体，落实立德树人根本任务。其次，针对园艺植物生物技术课程和园艺专业的特点，课程教学中把科学思维方法与科学精神的培养结合起来，培养学生勇于探索、追求真理、热爱科学，并注重引导学生以强农兴农为己任，爱园艺，增强学生服务“三农”的使命感和责任感。

4結语

针对园艺植物生物技术课程教学中存在的理论教学内容繁多，学生相关理论基础薄弱，实验教学性质偏重验证性等问题，通过对课程体系建设和改革，把培养都市型园艺专业应用人才作为教育改革的根本目标，将教学、科研与学生实践有机结合，从激发学生兴趣和学习主动性为切入点，提高课程教学质量，培养学生的创新精神与实践操作能力，最终将学生培养成高素质复合应用型园艺专业人才。

基金项目：北京农学院教育教学改革研究一般项目：园艺植物生物技术课程教学改革探索（NO.BUA2021JG27）；国家自然科学基金项目（No.31872081）

参考文献

[1]巩振辉.园艺植物生物技术[M].北京：科学出版社，2008.

[2]范双喜，乌丽雅斯.都市型高等农业院校教材建设的实践与探索——以北京农学院为例.高等农业教育，2015（6）：6-9.

[3]梁微.“课程思政”在农林院校专业课教学中的探索——以“园艺植物生物技术”课程为例.教育现代化，2019（8）：43-45.

[4]徐记迪，龚小庆，李智.园艺植物生物技术课程教学改革探讨——以西北农林科技大学为例.现代农业科技，2017（19）：280-281.

[5]赖彪，罗刚军，陈发波.基于应用型人才培养的园艺植物生物技术教学改革探讨.安徽农业科学，2020，48（16）：268-269，273.

[6]余义和，郭大龙，李秀珍，等.园艺植物生物技术课程教学内容与方法的改革研究.中国轻工教育，2020（6）：85-91.