金曉霞 于麗杰 岳中輝 肖瑋 朱宏

[摘 要] “植物組織培養(yǎng)”是本?？粕镱悓I(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。本文對(duì)原有植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課存在的問題進(jìn)行了梳理和總結(jié)，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面對(duì)該課程的內(nèi)容進(jìn)行重新構(gòu)建，引入基于工作過程模式和模塊化的課程安排方式，對(duì)現(xiàn)有植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行教學(xué)改革設(shè)計(jì)，鼓勵(lì)學(xué)生為主體的創(chuàng)新，提高教學(xué)有效性，提升教學(xué)品質(zhì)。

[關(guān)鍵詞] 植物組織培養(yǎng)；工作過程；模塊化；教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 1008-2549（2018） 04-0111-02

植物組織培養(yǎng)技術(shù)是以植物細(xì)胞全能性為基礎(chǔ)理論，在無菌和人工控制的環(huán)境條件下，利用適宜的培養(yǎng)基，對(duì)離體后的植物器官、組織、細(xì)胞等進(jìn)行培養(yǎng)，使其再生為完成植株的技術(shù)。20世紀(jì)初開始，該技術(shù)在植物研究領(lǐng)域中發(fā)展迅速，現(xiàn)已成為植物生物學(xué)的重要研究技術(shù)與手段，廣泛地應(yīng)用于植物細(xì)胞工程、遺傳學(xué)、植物生理學(xué)、植物分子生物學(xué)等多個(gè)研究領(lǐng)域。該技術(shù)在植物離體快繁、無病毒苗木的培育、種質(zhì)資源的保存、次生代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)等方面得到比較廣泛的應(yīng)用。[1-2]

基于植物組織培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用的廣泛性，哈爾濱師范大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院自上世紀(jì)80年代末開設(shè)“植物組織培養(yǎng)”課程以來，經(jīng)過多年的學(xué)科建設(shè)與發(fā)展，現(xiàn)已成為生物科學(xué)、生物技術(shù)、園林等生物相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，同時(shí)該課程也是實(shí)踐性、技術(shù)性很強(qiáng)的應(yīng)用型課程，是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)造性思維的有效載體。如何通過實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)讓學(xué)生們更直觀更廣泛地了解植物組織培養(yǎng)知識(shí)；怎樣才能讓學(xué)生真切地感受到植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用前景，并對(duì)植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生更濃厚的興趣，本文將針對(duì)“植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)”提出教學(xué)改革方案，從工作過程化和模塊化兩方面對(duì)“植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行探討，最終設(shè)計(jì)出適宜于師范類院校的“植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)”解決方案。

一 現(xiàn)有課程教學(xué)模式存在的問題和解決方案

1 存在的主要問題

“植物組織培養(yǎng)”是一門對(duì)動(dòng)手能力要求較高的應(yīng)用型課程，其實(shí)驗(yàn)課更要求學(xué)生熟練掌握相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)。“植物組織培養(yǎng)”教學(xué)一般都包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)。大多數(shù)高?！爸参锝M織培養(yǎng)”課程的設(shè)置采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，即理論課與實(shí)驗(yàn)課分開進(jìn)行，在講授理論課的同時(shí)平行開設(shè)實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)安排見表1。在教學(xué)中，“植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)”課程設(shè)

置11個(gè)相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)，一共36學(xué)時(shí)，這樣的教學(xué)安排雖在一定程度上保障了實(shí)驗(yàn)課教學(xué)學(xué)時(shí)要求，但是在課程的教學(xué)中卻存在理論與實(shí)踐脫節(jié)；實(shí)驗(yàn)課課時(shí)分散、延續(xù)性不強(qiáng)；學(xué)生無法在一個(gè)學(xué)期內(nèi)課程授課周期結(jié)束前看到自己的實(shí)驗(yàn)課成果，不利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣等一系列的弊端。

2 解決主要問題的設(shè)計(jì)方案

通過對(duì)植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)改革，以具體的工作項(xiàng)目為載體，用基于工作過程化的實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在分組獨(dú)立完成各項(xiàng)目的過程中提出問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、提高技能，最終能夠深刻的掌握植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)知識(shí)。

教學(xué)改革通過選取難易程度合理的植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使其通過合理的組合和操作流程上的聯(lián)系成為具體的工作項(xiàng)目、將需要學(xué)生掌握的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，把植物組織培養(yǎng)關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)融入到具體的工作項(xiàng)目中，使抽象的知識(shí)點(diǎn)具象化、枯燥的實(shí)驗(yàn)操作趣味化，使學(xué)生能夠看到自己的實(shí)驗(yàn)成果，增強(qiáng)其成就感，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、探索新方法的興趣和熱情，為學(xué)生將來的學(xué)習(xí)及科研工作打下基礎(chǔ)，達(dá)至事半功倍的效果。[3]

二 基于工作過程的模塊化“植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課”教學(xué)改革設(shè)計(jì)

1 基于工作過程模式的教學(xué)設(shè)計(jì)

以工作過程為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，針對(duì)植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課要求掌握的技術(shù)細(xì)節(jié)較為繁雜，理論課與實(shí)驗(yàn)課聯(lián)系緊密的特點(diǎn)，為了讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí)熟練掌握規(guī)范的組培實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)，應(yīng)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容的連貫性，使植物組織培養(yǎng)的理論知識(shí)與實(shí)踐技能有機(jī)融合，以植物組織培養(yǎng)的完整工作流程為主線，以要求學(xué)生掌握的實(shí)驗(yàn)技術(shù)相關(guān)性為依據(jù)，以具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)材料的組織培養(yǎng)工作過程為承載主體，按照工作過程模式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課的相關(guān)步驟，將重要的理論知識(shí)穿插融合到具體的工作過程當(dāng)中。[4]

通過合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，把實(shí)驗(yàn)工作內(nèi)容和相關(guān)的理論知識(shí)作為一個(gè)整體，力求建立一個(gè)科學(xué)合理的針對(duì)具體工作過程模式的植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系，重點(diǎn)強(qiáng)化學(xué)生植物組織培養(yǎng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作技能的培養(yǎng)，及時(shí)融進(jìn)相關(guān)科研前沿成果，并把“新知識(shí)、新觀念、新方法”，融入到課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)與編排中?；诖丝紤]，將“無菌體系的建立”、“外植體的脫分化培養(yǎng)”、“外植體的再分化培養(yǎng)”等幾部分在植物實(shí)驗(yàn)材料的選取及實(shí)驗(yàn)課時(shí)安排上進(jìn)行整合，加強(qiáng)各知識(shí)點(diǎn)的連續(xù)性，這樣能夠?yàn)閷W(xué)生建立起對(duì)植物組織培養(yǎng)的宏觀認(rèn)識(shí)。

2 教學(xué)內(nèi)容模塊化的教學(xué)設(shè)計(jì)

以關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)為基礎(chǔ)，整合教學(xué)內(nèi)容，按照“以知識(shí)為主線，以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)操作為載體，以典型工作過程為體系”的課程設(shè)計(jì)思想，以培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握相關(guān)植物組織培養(yǎng)實(shí)踐操作能力和相關(guān)的崗位能力為基本目標(biāo)，緊密圍繞具體工作任務(wù)的需求來選擇和組織教學(xué)內(nèi)容，凸顯工作任務(wù)和理論知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)。將原來分散的植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)整合設(shè)計(jì)為3大模塊，分別是：①植物組織培養(yǎng)基本認(rèn)知；②植物組織培養(yǎng)基本操作技術(shù)；③植物組織培養(yǎng)在科學(xué)研究中的應(yīng)用專題。前兩個(gè)模塊是工作基礎(chǔ)和基本實(shí)驗(yàn)操作，第三個(gè)模塊是前兩個(gè)模塊技術(shù)的升華、集成，與學(xué)生未來的求學(xué)深造以及參加工作相銜接。[5]

3 科研項(xiàng)目引入實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目

引入課程教學(xué)的實(shí)質(zhì)不是為了完成項(xiàng)目，而是為了輔助教學(xué)，以期帶動(dòng)課程專業(yè)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解。通過授課老師申報(bào)相關(guān)項(xiàng)目，分解成幾個(gè)部分，譬如培養(yǎng)基配制、啟動(dòng)培養(yǎng)、繼代培養(yǎng)、增殖培養(yǎng)、生根培養(yǎng)、馴化移栽等進(jìn)行實(shí)踐操作，目標(biāo)明確，技術(shù)路線清晰，理論實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。[6]

模塊下設(shè)有相應(yīng)工作項(xiàng)目安排，項(xiàng)目與任務(wù)選用以學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰λ蠹夹g(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，突出其適用性、針對(duì)性、需求性。經(jīng)過重新教學(xué)設(shè)計(jì)后的植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課模塊化學(xué)時(shí)分配體系見表2。

從表2中可以看到，與傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容體系相比，模塊式教學(xué)內(nèi)容體系在內(nèi)容的安排上更緊湊，使理論知識(shí)與實(shí)踐技能更加有機(jī)的結(jié)合，以理論指導(dǎo)實(shí)踐，以實(shí)踐促進(jìn)理論知識(shí)的掌握，同時(shí)也解決了傳統(tǒng)教學(xué)方法不能完成全部實(shí)驗(yàn)流程的弊端，能夠更好地提高學(xué)生興趣及自我學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

4 鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目

引入基于工作過程的項(xiàng)目化課程教學(xué)是為了更好地輔助教學(xué)，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)參與到植物組織培養(yǎng)全工作流程當(dāng)中，提高對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣。與此同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)合理的，可行性強(qiáng)的，有應(yīng)用前景的實(shí)驗(yàn)方案申報(bào)大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目，在植物組織培養(yǎng)教學(xué)過程中，無論申報(bào)成功與否，學(xué)生們能夠通過項(xiàng)目申報(bào)學(xué)習(xí)申請(qǐng)書的撰寫過程，了解研究背景和實(shí)驗(yàn)的目的意義，明白項(xiàng)目的研究背景和具體目標(biāo)、項(xiàng)目進(jìn)行中需要用的知識(shí)，而這些知識(shí)正是植物組織培養(yǎng)課程要求學(xué)生掌握的內(nèi)容。[7]

三 結(jié)語

基于工作過程的模塊化“植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課”課程教學(xué)內(nèi)容改革，把復(fù)雜、分散的知識(shí)點(diǎn)和專業(yè)技能進(jìn)行了有機(jī)的整合，提出 3 個(gè)大模塊、8個(gè)工作項(xiàng)目、11個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，理論知識(shí)貫穿于整個(gè)工作過程之中，以提高學(xué)生實(shí)踐能力、專業(yè)技能和分析綜合能力為首要目標(biāo)，取得了初步成效。相信通過對(duì)課程的不斷探索，能夠?yàn)楦叩葞煼额愒盒Ｖ参锝M織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課尋求更好、更恰當(dāng)?shù)恼n程結(jié)構(gòu)和教學(xué)模式，提高教學(xué)設(shè)計(jì)的有效性，提升課堂教學(xué)的理解性和科學(xué)性。

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