“新农科”背景下园艺植物生物技术课程教学改革的思考与实践

刘晓　王春雷　赵大球

摘  要：新农科建设的提出很大程度上改变了未来农业类人才培养的要求，从教学角度来看，当下众多涉农相关课程需要进行进一步的改革。园艺植物生物技术该课程教学中存在知识点多且晦涩难懂、理论性和实验操作性强等特点及难点。针对目前课程教学中存在的问题，本文结合教学实践经验，提出理论和实践的改革应当采用多样化的教学方法，完善丰富教学内容与材料，以增强学生自主学习动力及动手创作力为出发点，重塑课程教学的新内容体系和教学模式。

关键词：园艺植物生物技术：教学改革：思考与实践;新农科

中图分类号：G642.0;S6-4    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2021）43-0104-03

随着2019年中国新农科建设宣言的提出，新农科建设已经成为我国各农业及涉农高校未来教育、教学、科研等改革的主要方向，也为进一步的发展改革指明了方向[1]。在这一背景下，扬州大学园艺与植物保护学院也紧跟新农科的要求，对园艺植物生物技术课程进行教学改革。

近些年园艺学科不论是基础研究还是产业发展均进展迅猛，总体发展形势越来越好。园艺植物生物技术这一课程正是以主要的园艺植物为研究对象，利用生物技术定向地创造新种质、提质增效的一门实用技术，也是一门生物学和园艺学交叉融合的学科[2]。目前主要涉及的研究内容包括园艺组织培养、园艺植物分子生物学、园艺植物细胞学、园艺植物酶工程、园艺植物基因工程等。目前各农业高校及涉农高校纷纷开设了园艺植物生物技术或者植物生物技术的相关课程，这也体现了该门课程在农业类学生培养中的重要性[3]。以查阅的文献研究和多年的教学实践为基础，文章以扬州大学园艺与植物保护学院开设的园艺植物生物技术课程为例，分析课程教学中存在的主要问题，并提出相关教学改革的思考与实践，提高教学的有效性，为以后的教学工作提供参考与借鉴。

一、存在的问题

（一）理论教学

1. 现有课时不足以支撑较多的教学内容

在理论教学中，园艺植物生物技术课程不仅涉及生物学、植物学、生物化学、分子生物学、基因组学、细胞学等较多的知识点，而且课程难度较大不易掌握。一般该课程设置的总课时为32学时，除去实验课的学时外留给理论课的学时只有二十余个，这就要求老师在有限的时间内将大量的知识点传递给学生，学生也要在较短的时间内预习、复习，掌握众多难度较大的知识点。因此，教师和学生在课程教学过程中需要有机地配合，教师如何在规定时间内把握重点和难点的同时，将知识有效地传递给学生，这一问题也是其他高校在此课程教学中普遍存在的问题。

2. 生物技术发展迅速，教材更新慢

现巩振辉主编的2009版《园艺植物生物技术》是本门课程所使用的参考教材。近年来，生物技术发展迅速，尤其是细胞工程、基因工程、生物信息学等技术。相对生物技术的发展，教材更新速度速度比较慢，导致园艺植物生物技术课程内容比较陈旧，很多新技术在教学中还很少涉及。因此学生学习的部分内容缺乏实效性，不能很好地应用到以后的实际工作中。

3. 学生参与度不高

书本知识最终的服务对象是学生，学生对课程参与度的高低直接影响其对知识的吸收和掌握。从实际教学情况来看，学生的参与度相对较低，大多還处于被动学习的状态，较少有学生会主动对下节课的内容进行提前预习。并且课后不能对大量的知识点及时复习巩固。长此以往，老师不能很好地实施课堂教学，本该重点强调、重点强化的内容却因时间不足而讲得不够深入。此外，从学生基础来看，作为植物生物技术课程的学习基础，高中生物是该门课程非常重要的基础之一。江苏省高考模式区别于其他省份，部分学生并不具备生物学知识背景，因此，在课程教学和深入上存在非常大的难度。从学生角度来看，由于不了解相关背景知识，降低了课程参与兴趣。

（二）实验教学

园艺植物生物技术涉及植物细胞的全能性、植物组织培养的基本技术、无病毒植物的培养和鉴定、植物细胞培养、分子标记原理和应用以及植物细胞遗传转化体系的建立等知识。单凭理论教学，学生很难真正地理解知识要点和原理。通过实验教学的途径，让学生将所学知识运用于实践，有助于学生深刻理解所学内容，提高学生实验操作能力。但目前实验教学存在一些问题。

1. 实验课时少

按照目前园艺专业培养计划的要求以及任课教师的设定，该课程安排了8个学时的实验操作课时。目前进行的实验教学内容主要包含园艺植物组织培养（以烟草为对象）、基因片段的克隆、植物DNA和RNA的提取以及质粒DNA的提取与酶切检测、实时荧光定量等实验内容。而8个学时不足以完成系统的一个实验模块，只能让学生简单接触实验内容，学生无法系统地掌握园艺植物生物技术，不能达到设置实验教学的目的。此外，植物生物技术涉及的实验细节较多，受实验场地及仪器的限制，多数学生不能直接参与实验操作，大大降低了现场教学的成效。

2. 教学模式落后

当前该课程实验教学的方式，仍然是以老师讲解为主，老师确定其实验原理、目的及实验步骤，并进行相关的实验操作及示范，学生只需按照实验步骤操作进行观看，不需要过多的思考与分析。很多学生将其作为一项任务，到试验结束，很多学生都不明白实验操作中的一些原理以及这些实验的目的，不仅让学生没有体验感，而且流于形式，无法达到实验教学的目的。这种教学方式背离了实验设置的初衷，无法激起学生动手操作的兴趣，更无法提高学生的实验素养和实验能力。这与“新农科”背景下高素质农业科技人才培养方案相背离，不利于现代高素质应用型人才的培养。

二、教学改革的思考与实践

（一）优化课程理论教学内容

园艺植物生物技术近些年来发展较为迅速，因此该门课程所涉及的知识点较多。在规定的课时内完成众多知识点的教学工作非常困难，且没有必要。因此，任课老师需要首先对所涉及的知识点进行严格的筛选，针对本学科或者本学院的具体情况进行优化，对重要、必需的知识点进行重点讲解，例如基因克隆、常用载体的构建、转基因技术、基因表达调控等关键技术。对于基础性的或者不是与本学科十分贴切的知识点可直接去除，或者以课后知识点补充材料的方式让学生了解学习。通过这些方式可以在保证课堂教学效率最大化的同时，让学生掌握更全面、更丰富的园艺植物生物技术知识。其次，授课教师还需要更新教材。植物生物技术或园艺植物生物技术相关教材较多，包含技术理论、实验操作、课程导论、课程展望等。目前由林顺权主编的《园艺植物生物技术（第二版）》、巩振辉主编的2019版《园艺植物生物技术》以及秦永华、胡桂兵主编的《园艺植物生物技术实验指导》（第二版）均是较新的相关教材。张献龙主编的《植物生物技术》（第二版）以及林忠旭和杨细燕主编的《植物生物技术综合实验》也有着较强的新颖性和实用性。可以根据实际需求进行选择。最后课程教师还要深入研究本学科的发展动态，关注最新的植物生物技术的发展，最好以案例的形式归纳出目前生物技术的热点、未来发展方向及存在的主要问题等，确保在有限时间内向学生讲授更丰富的学科内容，全面加深学生对课程的理解，提升学生课程学习的兴趣。

（二）改进教学方法

首先，在当前互联网的时代背景下，将网络资源与教育深度融合，不仅可以优化教学方式，还可以培养学生自主学习能力和创新思维能力[4]。授课教师平时应注重引入新的研究成果和技术，收集、制作成相关的图片、视频，并合理加入课件中。视频更利于学生理解园艺植物生物技术复杂的原理。其次，采取启发式教学。授课教师可以根据园艺植物生物技术最新的研究进展，给学生设置相关知识模块的题目，让学生通过查找文献、翻阅书籍、网上搜索等途径写出一份较为详细的研究报告并做成PPT，然后让学生在课堂上汇报自己的研究成果，授课教师进行点评。一方面学生可以了解园艺植物生物技术最新的研究进展，更加了解园艺植物生物技术课程;另一方面，也可以锻炼学生自我学习能力以及反应表达能力。

（三）改变实验课堂教学模式

新农科建设的核心内容是专业建设，本科院校应以培养高等技术应用研究型人才为根本目标[5-6]。实践教学是实现本科院校高等技术人才的主体性教学之一。因此，课程实践是园艺植物生物技术的重要环节，对学生实验技能与综合素质培养有着重要意义。首先，学校要加大实验课时占课程课时比重，使学生有更多时间系统完成实验任务，熟练掌握园艺植物生物技术，达到设置实验教学的目的。其次，授课教师可以运用多媒体教学的手段，如通过观看实验视频了解实验内容，学习实验原理、实验方法、实验注意事项，可以更加直观生动地展示实验流程，提高学生对实验操作的兴趣，特别是最近高校如火如荼进行的虚拟仿真教学项目，可以帮助学生更加直观地了解和参与具体的实验操作。通过对虚拟仿真实验教学项目共享平台中的项目进行筛选发现，园艺植物生物技术相关项目较少，只有沈阳农业大学李贺教授主持的“园艺植物组织石蜡切片的虚拟实验教学项目”、青岛农业大学郭恩棉教授主持的“电镜生物样品模拟制备实验”以及中国科学技术大学赵忠教授主持的“生物实验安全与防护虚拟仿真综合实验”与本门课程的实验课程有一定的相关性，在未来，随着更多的与本课程相关的优质虚拟仿真项目的公布，可以将其纳入课程的学习中来，丰富课程学习内容。教师在未来的工作中也要查漏补缺，逐渐参与到园艺植物生物技术的虚拟仿真教学项目建设中来。对于有内在联系的实验应尽量保证实验的完整性和连续性，例如植物RNA的提取、质量检测、RNA反转录等。让学生以小组为单位最终独立设计出实验题目，指导老师给予方向性以及可行性指导，然后学生通过查阅文献、分组讨论，制订实验技术路线，师生之间讨論交流，制订合理的实验方案。这样既可以培养学生探究能力和自主学习能力，又可以激发学生学习兴趣，帮助其系统地了解园艺植物生物技术。这与新农科背景下高素质农业科技人才培养方案相符[7]。

三、结语

新农科建设的提出使得对农科人才培养的要求越来越高，因此各涉农课程或多或少都需要进行教学改革。园艺植物生物技术课程对培养高素质农业技术人才有着重要的作用，文章经过对近几年对园艺植物生物技术课程教学进行总结与实践，就课程知识点多课时量少、教材更新速度慢、课堂缺乏创新、学生自主学习能力低等问题，提出授课教师在教学过程中可采用优化教学内容、改革教学方式、改变实验教学模式并结合使用多种现代化教学手段和方法。一方面可以提高课程的教学效果和教学质量，另一方面可以提高学生自主学习能力和实践应用能力，助力培养高素质应用型园艺人才。

参考文献：

[1] 吴秋珏，庞有志，马文锋，等. “新农科”背景下地方院校动科专业的实习模式探讨[J]. 安徽农业科学，2021，49（05）：262-264.

[2] 李好，张颜，张显. 提升园艺植物生物技术教学质量的思考与实践[J]. 安徽农业科学，2017，45（20）：237-238+240.

[3] 张金智，刘继红，胡春根. 《园艺植物生物技术》课程的发展与教学改革探索[J]. 安徽农业科学，2012，40（01）：537-538+540.

[4] 曹晓静，丁洁云，李芳，等. “互联网+高等教育”的改革与创新[J]. 黑龙江教育（理论与实践），2018（04）：12-13.

[5] 王俊宁，丰锋，李洪波. 园艺植物生物技术课程教学改革探索[J]. 安徽农业科学，2016，44（12）：296-298.

[6] 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[J]. 安徽农业科学，48（16）：268-269+273.

[7] 李征，陈儒钢，黄炜，等. 园艺植物生物技术课程教学改革的思考与实践[J]. 安徽农业科学，2017，45（18）：237-238+241.

（责任编辑：淳洁）

基金项目：本文系2018年度扬州大学校级教改课题项目“增强学生认知能力的《园林树木学》实践教学优化研究”（项目编号：YZUJX2018-41C）研究成果之一。

作者简介：刘晓（1990—），男，博士，扬州大学园艺与植物保护学院讲师，研究方向：果树栽培;王春雷（1981—），男，博士，扬州大学园艺与植物保护学院教授，研究方向：果树栽培;赵大球（1984—），男，博士，扬州大学园艺与植物保护学院院长助理，教授，研究方向：园艺植物栽培。