賈明良 方荷芳 徐玲玲 廖亮

摘 要：該文通過(guò)優(yōu)化教學(xué)形式、集中技能培訓(xùn)、鼓勵(lì)學(xué)生自主選題結(jié)合開(kāi)放式指導(dǎo)以及改革課程考核方式等，對(duì)生物類專業(yè)植物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了改革探索，不僅提升了學(xué)生的專業(yè)技能和科研創(chuàng)新能力，而且提高了教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；生物類專業(yè)；植物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào) G642；Q813 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）18-0142-03

Teaching Reform of Plant Cell Engineering Experiment in the Majors Concerning Biology

Jia Mingliang et al.

（College of Pharmacy and Life Sciences，Jiujiang University，Jiujiang 32000，China）

Abstract：The teaching reform studies on plant cell engineering experiment in the majors concerning biology were conducted by optimizing the teaching system，concentrating skill training，encouraging students to choose their own topics combined with open instruction and improving the assessment system，etc.，which effectively improved both the specialized skill and scientific research innovation ability of students and the teaching effectiveness.

Key words：Teaching reform；Majors concerning biology；Plant cell engineering experiment

植物細(xì)胞工程（Plant Cell Engineering）作為生物技術(shù)的重要組成部分，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)在生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，成為科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的重要的技術(shù)手段。特別是利用植物細(xì)胞工程技術(shù)進(jìn)行種苗培育及擴(kuò)繁，已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種苗生產(chǎn)中，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[1-2]?，F(xiàn)階段，許多農(nóng)業(yè)企業(yè)、生物公司和科研院所對(duì)于熟練掌握植物細(xì)胞工程相關(guān)技術(shù)的人才有較大的需求。為適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，九江學(xué)院藥學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院將植物細(xì)胞工程課程作為生物類專業(yè)（生物工程、生物技術(shù)、生物科學(xué)）的四大專業(yè)課程之一。作為一門實(shí)踐性要求較高的課程，其配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分的開(kāi)設(shè)，直接涉及到學(xué)生的技能養(yǎng)成以及科研創(chuàng)新思維的培養(yǎng)[3]。本文結(jié)合植物細(xì)胞工程課程的特點(diǎn)和要求以及實(shí)際教學(xué)情況，對(duì)植物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高進(jìn)行了探討，以期為該課程的教學(xué)改革提供參考。

1 植物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)傳統(tǒng)模式中存在的問(wèn)題

作為生物類專業(yè)的必修（或選修）課程，植物細(xì)胞工程一般是在大三學(xué)年開(kāi)設(shè)，此時(shí)學(xué)生已經(jīng)完成了基礎(chǔ)課程以及專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)，對(duì)于細(xì)胞工程課程的理論講授接受度較高。生物類專業(yè)開(kāi)設(shè)的植物細(xì)胞工程課程共48學(xué)時(shí)，其中理論課32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課16學(xué)時(shí)。作為一門實(shí)踐要求較高的課程，其實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是不可或缺的，而如何在有限的課時(shí)中進(jìn)行技能訓(xùn)練和科研創(chuàng)新思維的培養(yǎng)是該實(shí)驗(yàn)課程面臨的問(wèn)題。

傳統(tǒng)的植物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式程序一般為在課前教師預(yù)先準(zhǔn)備儀器、材料，課上進(jìn)行目的、原理、步驟等的講解演示，然后學(xué)生分組進(jìn)行重復(fù)模擬，最后學(xué)生寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。由于學(xué)生進(jìn)行的是重復(fù)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，不利于學(xué)生科研思維以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，并且整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生參與度較低，分組后有部分學(xué)生由于各方面原因甚至不愿動(dòng)手操作，這非常不利于操作技能的培養(yǎng)。因而傳統(tǒng)教學(xué)模式培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生很難適應(yīng)現(xiàn)代生命科學(xué)發(fā)展對(duì)人才的要求。此外，所用的實(shí)驗(yàn)材料一般為一種或幾種，相對(duì)單一，同時(shí)取材也容易受限于季節(jié)的變化，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)展也會(huì)有一定影響。因此有必要對(duì)傳統(tǒng)植物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行教學(xué)改革。

2 植物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革模式

2.1 教學(xué)形式改革 針對(duì)現(xiàn)階段老師講學(xué)生聽(tīng)的傳統(tǒng)教學(xué)方式容易引起學(xué)生倦怠的問(wèn)題，采取“翻轉(zhuǎn)課堂”的形式[4]進(jìn)行基本知識(shí)的傳授。主要的形式為在實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)展之前，首先提供多種類型的視頻供學(xué)生預(yù)先觀看學(xué)習(xí)，并告知后續(xù)需要進(jìn)行考核，以督促學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。視頻內(nèi)容主要分為兩個(gè)部分：第一部分為興趣提升部分，準(zhǔn)備了與植物細(xì)胞工程相關(guān)的產(chǎn)業(yè)化及研究視頻，如蝴蝶蘭、鐵皮石斛、金線蓮、大花蕙蘭等的產(chǎn)業(yè)化及植物細(xì)胞工程育種方法等，提升學(xué)生的興趣，同時(shí)使學(xué)生了解本課程的重要性及實(shí)用性。第二部分為技能培訓(xùn)部分，主要準(zhǔn)備植物細(xì)胞工程相關(guān)的技能視頻，如母液配制、培養(yǎng)基配制滅菌、外植體滅菌接種、繼代及生根轉(zhuǎn)接操作等相關(guān)視頻，讓學(xué)生預(yù)先有感性認(rèn)識(shí)，將實(shí)驗(yàn)操作演示部分標(biāo)準(zhǔn)化。此種教學(xué)形式可在很大程度上彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)課程課時(shí)數(shù)較少的缺陷。

2.2 集中技能培訓(xùn) 主要指的是在實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)始的前2個(gè)學(xué)時(shí)中，集中完成對(duì)學(xué)生的安全教育、儀器操作、相關(guān)試劑配制、無(wú)菌操作等基本技能的培訓(xùn)。此部分需與學(xué)生的自主學(xué)習(xí)緊密聯(lián)系，在學(xué)生進(jìn)行視頻觀看學(xué)習(xí)后進(jìn)行答疑講解，隨后進(jìn)行理論考核，考核合格后方可進(jìn)行集中技能培訓(xùn)。集中技能培訓(xùn)的核心是無(wú)菌操作，主要訓(xùn)練的是外植體滅菌接種和繼代轉(zhuǎn)接無(wú)菌操作的技能，分為臺(tái)下模擬操作及臺(tái)上實(shí)操兩部分。首先學(xué)生需要在傳統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)上嚴(yán)格按照無(wú)菌操作的規(guī)范要求進(jìn)行模擬訓(xùn)練，模擬訓(xùn)練考核合格后方可到超凈工作臺(tái)實(shí)際操作。此種方式一方面解決了儀器臺(tái)套數(shù)不足的問(wèn)題，另一方面可使得每一個(gè)學(xué)生都得到技能的訓(xùn)練，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力。集中技能培訓(xùn)的考核包括理論考核、模擬考核和實(shí)操考核三部分，理論考核通過(guò)后進(jìn)行技能培訓(xùn)，模擬考核通過(guò)才能進(jìn)行上臺(tái)實(shí)操，實(shí)操考核主要以上臺(tái)實(shí)操的污染率作為考核標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 學(xué)生自主選題及實(shí)驗(yàn) 傳統(tǒng)的植物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)往往是不同的小組之間使用同樣的培養(yǎng)基和植物材料，按照規(guī)定的操作流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣雖然有助于實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)展，但也在一定程度上抑制了學(xué)生自主創(chuàng)新能力的發(fā)展。針對(duì)于此，我們將其進(jìn)行改革，改為學(xué)生在完成理論考核和技能考核后，自主選擇感興趣的實(shí)驗(yàn)材料，同時(shí)自主到中國(guó)知網(wǎng)、維普、萬(wàn)方等數(shù)據(jù)庫(kù)中查閱相關(guān)文獻(xiàn)。隨后在老師的指導(dǎo)下制定相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案和步驟，從而每組配制不同培養(yǎng)基、采用不同的滅菌方法和繼代方式，開(kāi)展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。從實(shí)際情況來(lái)看，學(xué)生選擇的材料與教材上的材料相差較大，如有的學(xué)生去花店購(gòu)買月季、康乃馨、百合、蘆薈等，有的學(xué)生則到菜場(chǎng)購(gòu)買番茄、辣椒、土豆和花椰菜等。經(jīng)詢問(wèn)多數(shù)同學(xué)對(duì)自主選擇的材料都具有較高的興趣，更愿意查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料并開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，可見(jiàn)，通過(guò)自主選題，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和參與性，同時(shí)通過(guò)文獻(xiàn)查閱總結(jié)以及自主實(shí)驗(yàn)，也可充分訓(xùn)練創(chuàng)新性思維，提高學(xué)生的綜合能力。

2.4 小班制、項(xiàng)目小組式、開(kāi)放式指導(dǎo) 學(xué)生自主選題和自主實(shí)驗(yàn)無(wú)疑會(huì)增加教師和學(xué)生的工作量。為調(diào)節(jié)課程改革工作量的增加和實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足的矛盾，課程在實(shí)施的過(guò)程中采取了小班制的分組方式，如以2013級(jí)生物工程班30人為例，將其分為甲、乙兩大組，每組15人，設(shè)為一個(gè)小班。同時(shí)將兩個(gè)大組分別分為5個(gè)小組，每組3人。在分組的同時(shí)，結(jié)合植物生長(zhǎng)緩慢的特點(diǎn)，將16課時(shí)分單雙周實(shí)施，甲組于單周上課，乙組于雙周上課。這樣的小班制課程可以有效地使每位同學(xué)都得到良好的技能訓(xùn)練，同時(shí)還有利于植物生長(zhǎng)過(guò)程的觀察。除小班制的課堂上課時(shí)間以外，課程還結(jié)合教研室在研的各類國(guó)家級(jí)省級(jí)項(xiàng)目，吸引學(xué)生加入項(xiàng)目組進(jìn)行研究，以項(xiàng)目小組的形式開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。由于學(xué)生在整個(gè)過(guò)程中都是自主選材，自主實(shí)驗(yàn)且還可以加入項(xiàng)目組，因此學(xué)生的積極性非常高，會(huì)在課下時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。除此之外，與以上措施配套的非常重要的一點(diǎn)是植物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)室是完全開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生經(jīng)過(guò)理論和技能考核通過(guò)后，組建項(xiàng)目小組進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室隨時(shí)展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，從而保證了學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新思維的訓(xùn)練培養(yǎng)。同時(shí)教研室老師還建立了課程QQ群，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題可以隨時(shí)提問(wèn)，老師會(huì)及時(shí)解答，方便學(xué)生與老師之間溝通，同時(shí)學(xué)生之間也會(huì)進(jìn)行討論交流，促進(jìn)了學(xué)習(xí)及課程的開(kāi)展。

2.5 評(píng)價(jià)考核方式改革 傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程評(píng)價(jià)方式主要有平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)和考核成績(jī)組成。由于采用自主選題自主實(shí)驗(yàn)的方式，需要更為合理的評(píng)價(jià)體系。課程在設(shè)置評(píng)價(jià)體系時(shí)綜合考慮了每個(gè)學(xué)生的表現(xiàn)，將考核評(píng)價(jià)分為以下4個(gè)部分：第一部分為每位學(xué)生集中技能培訓(xùn)時(shí)的考核成績(jī)，包括理論考核，模擬考核和實(shí)操考核三個(gè)方面；第二部分為每位學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)成績(jī)；第三部分是每個(gè)小組需要每月（即4個(gè)課時(shí)）進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)進(jìn)展匯報(bào)總結(jié)，作為小組總體成績(jī)（共需上交三次進(jìn)展匯報(bào)）；第四部分為在課程結(jié)束時(shí)每個(gè)小組需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)展嚴(yán)格按照期刊論文寫(xiě)作規(guī)范撰寫(xiě)一篇科研論文，同時(shí)上交完成的植物培養(yǎng)作品，根據(jù)論文及作品進(jìn)行評(píng)價(jià)。綜合植物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)，以上4個(gè)部分的成績(jī)比重設(shè)置為：總成績(jī)=集中技能培訓(xùn)成績(jī)×35%+平時(shí)表現(xiàn)成績(jī)×15%+小組實(shí)驗(yàn)進(jìn)展匯報(bào)成績(jī)×15%+小組論文及作品成績(jī)×35%。通過(guò)這種考核方式，重視技能培訓(xùn)，使得每位同學(xué)都能夠獲得良好的實(shí)驗(yàn)技能，同時(shí)也重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果。既知識(shí)獲取的程度體現(xiàn)在小組論文及最終的作品中，既大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，以實(shí)際產(chǎn)品來(lái)體現(xiàn)教學(xué)的效果，突出了植物細(xì)胞工程作為工學(xué)類課程在生物類專業(yè)課程中的特色和重要性。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂的形式結(jié)合在技能培訓(xùn)前的理論考核使學(xué)生首先掌握理論知識(shí)，同時(shí)利用集中的技能培訓(xùn)考核使每位學(xué)生具備基本的實(shí)驗(yàn)操作技能，隨后以自主選題、項(xiàng)目小組及開(kāi)放式指導(dǎo)等方式大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣及自主性。這一課程改革方式頗受學(xué)生歡迎，每年都有許多學(xué)生選擇植物細(xì)胞工程課題作為畢業(yè)論文的方向，并且每年都有學(xué)生參與到教師的科研項(xiàng)目中，從而也進(jìn)一步促進(jìn)了學(xué)生的能力培養(yǎng)及教師的科研水平。但在實(shí)際的實(shí)施過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)自主選題自主實(shí)驗(yàn)結(jié)合開(kāi)放式指導(dǎo)方式在提高教學(xué)質(zhì)量方面雖然具有積極的作用，但也隨之加重了教師及教輔人員的工作量，同時(shí)也對(duì)教師的知識(shí)和業(yè)務(wù)水平提出了新的挑戰(zhàn)。因此，今后還需要進(jìn)一步改善實(shí)驗(yàn)條件，提高教師的綜合能力，才能進(jìn)一步完善生物類專業(yè)植物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)課程的改革。總體來(lái)說(shuō)，通過(guò)一系列的改革，促進(jìn)了學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，提高了教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]宋思楊，樓士林.生物技術(shù)概論[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[2]朱至清.植物細(xì)胞工程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[3]霍學(xué)慧，王建華，郭風(fēng)法，等.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式 提高學(xué)生綜合素質(zhì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011（3）：278-279.

[4]何克抗.從“翻轉(zhuǎn)課堂”的本質(zhì)，看“翻轉(zhuǎn)課堂”在我國(guó)的未來(lái)發(fā)展[J].電化教育研究，2014（7）：5-16.