陳潔 曹蕾 李英

摘要：園藝植物生物學(xué)大實(shí)驗(yàn)是涵蓋園藝作物栽培和分子生物遺傳育種相關(guān)知識(shí)的綜合實(shí)驗(yàn)課程。為了探索綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施方法和學(xué)習(xí)效果，文章分析綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的三大原因，總結(jié)教學(xué)過程中遇到的問題，有針對(duì)性地完善綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

關(guān)鍵詞：園藝專業(yè)；自主設(shè)計(jì)式；綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)

一、自主設(shè)計(jì)式綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐的研究背景

園藝專業(yè)涉及果樹、蔬菜、花卉苗木的育種與栽培，與人類生活息息相關(guān)。隨著科技的發(fā)展、人們生活水平的提高和農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易的全球化發(fā)展，園藝產(chǎn)業(yè)從新品種培育、生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備、栽培管理技術(shù)、采后貯運(yùn)和加工等全產(chǎn)業(yè)鏈均在不斷發(fā)生改變。以蔬菜為例，有研究表明，種子、管理技術(shù)等對(duì)蔬菜產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)率約60%，品種的質(zhì)量不僅影響消費(fèi)者的選擇，而且直接關(guān)系種植者的盈虧。目前，蔬菜種子市場規(guī)模約為155億元，其中約15.7億元為進(jìn)口蔬菜種子，占農(nóng)作物種子進(jìn)口總額的51.54%，其中西蘭花等種子進(jìn)口占比高達(dá)80%～95%。掌握育種前沿科技的美國孟山都公司以20%的市場份額占據(jù)了50%以上的廠商利潤，并一度在某些作物上掌控定價(jià)權(quán)，種子零售價(jià)格是同類國產(chǎn)種子的3～20倍。

當(dāng)前局勢下，園藝產(chǎn)業(yè)從良種選育到產(chǎn)品產(chǎn)銷各環(huán)節(jié)均需改革創(chuàng)新，人才是其原動(dòng)力。高校園藝專業(yè)作為培育創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)園藝人才的搖籃，通過教學(xué)特別是實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)“雙創(chuàng)”人才，是時(shí)代使命。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝專業(yè)以蔬菜、果樹、花卉等學(xué)科為基礎(chǔ)，在自主設(shè)計(jì)式綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方面進(jìn)行了探索和實(shí)踐，并取得了一定的成效。

二、自主設(shè)計(jì)式綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐的成效調(diào)查

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝植物生物學(xué)大實(shí)驗(yàn)（以下簡稱實(shí)驗(yàn)課程）面向三年級(jí)本科生開設(shè)，重視新舊知識(shí)之間的銜接，幫助學(xué)生借助已有知識(shí)尋找、學(xué)習(xí)并加工、重組新知識(shí)，以便用于實(shí)驗(yàn)實(shí)踐。教師根據(jù)園藝植物栽培和育種兩大方向，設(shè)置四個(gè)大的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，分別是園藝植物栽培與主要生物學(xué)特性鑒定、不同施肥水平和栽培方式對(duì)園藝作物產(chǎn)量與品質(zhì)的影響、主要園藝植物品種指紋圖譜繪制與遺傳多樣性分子標(biāo)記分析、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫與答辯。同時(shí)，教師采取小組合作的方式，4～6人一組，學(xué)生自主討論并確定本組實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象、實(shí)施方案、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、問題討論等。實(shí)驗(yàn)共36個(gè)學(xué)時(shí)，指導(dǎo)教師每兩周集中答疑一次，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展自主到實(shí)驗(yàn)室開展試驗(yàn)，遇到問題隨時(shí)咨詢指導(dǎo)教師。

為了跟進(jìn)自主設(shè)計(jì)式綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，課程改革教研小組（以下簡稱教改團(tuán)隊(duì)）討論并設(shè)計(jì)了“教學(xué)實(shí)踐反饋調(diào)查表”，內(nèi)容主要包括學(xué)生所學(xué)專業(yè)或研究方向、選課原因、專業(yè)認(rèn)可度、教學(xué)方式認(rèn)可度，綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中應(yīng)用到的專業(yè)知識(shí)和熟練程度，欠缺的知識(shí)或技能，遇到的問題和解決方法，是否還有未解決的問題，最希望獲得的幫助是什么，是否主動(dòng)尋求過幫助，獲得過哪些幫助，對(duì)本門課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出改進(jìn)建議等。

針對(duì)選修本課程的93個(gè)學(xué)生發(fā)放調(diào)查表，回收有效調(diào)查表69份，具有較強(qiáng)的代表性。大三時(shí)，選擇花卉、蔬菜、果蔬和其他園藝作物為畢業(yè)論文研究方向的學(xué)生人數(shù)分別為30個(gè)、15個(gè)、15個(gè)和9個(gè)，其中花卉占比43.5%，這與學(xué)?；ɑ苷n題組科研水平及其在全國的影響力有極大關(guān)系，學(xué)生在選擇畢業(yè)論文指導(dǎo)教師時(shí)，會(huì)查閱指導(dǎo)教師近年的科研成果，選擇科研實(shí)力強(qiáng)的指導(dǎo)教師。

通過兩年的學(xué)習(xí)，有36個(gè)學(xué)生（占比52.7%）喜歡上本專業(yè)，但只有24個(gè)學(xué)生（占比34.7%）愿意從事專業(yè)相關(guān)工作。43.5%的學(xué)生對(duì)將來的規(guī)劃表示不確定，這在一定程度上反映出學(xué)生對(duì)本專業(yè)就業(yè)前景感到迷?；?qū)ψ陨韺I(yè)能力不自信，20.7%的學(xué)生選課時(shí)會(huì)仔細(xì)閱讀教學(xué)大綱簡介。經(jīng)過一學(xué)期的學(xué)習(xí)實(shí)踐，65.2%的學(xué)生表示喜歡自主設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

通過整理、分析學(xué)生提交的調(diào)查問卷，研改團(tuán)隊(duì)總結(jié)出學(xué)生喜歡自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的三大原因。

（一）有助于學(xué)生自主提高自身綜合素養(yǎng)

通過實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生在掌握本專業(yè)理論知識(shí)和部分實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)掌握了園藝植物高效栽培、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施、不同施肥水平和栽培方式對(duì)園藝作物產(chǎn)量與品質(zhì)影響、品種指紋圖譜繪制與遺傳多樣性分子標(biāo)記分析、報(bào)告撰寫與答辯等基本方法和技能，養(yǎng)成了科學(xué)思維，明顯提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、動(dòng)手能力和科研素質(zhì)。

（二）有助于師生間建立密切友好關(guān)系

實(shí)驗(yàn)課程以啟發(fā)式教學(xué)為主，將傳統(tǒng)的“以教為中心”變?yōu)椤耙詫W(xué)為中心”。整個(gè)教學(xué)活動(dòng)均以學(xué)生、學(xué)習(xí)為中心，學(xué)生自由組隊(duì)，各小組成員自行討論實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線與實(shí)施方案。教師則負(fù)責(zé)為學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)提供必要的設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)技術(shù)指導(dǎo)，以及種子、試劑、場地、儀器等設(shè)施設(shè)備。如教師與學(xué)生探討其提交的實(shí)驗(yàn)方案的可行性、嚴(yán)謹(jǐn)性等；當(dāng)實(shí)驗(yàn)方案中涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較廣泛或前沿，教學(xué)實(shí)驗(yàn)室無法滿足個(gè)別實(shí)驗(yàn)的實(shí)施時(shí)，可以請(qǐng)指導(dǎo)教師幫忙聯(lián)系科研實(shí)驗(yàn)室，以保障實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌_展。在教學(xué)過程中，教師的主要任務(wù)不是“傳授+命令”，而是“啟發(fā)+幫助”。

（三）有助于多維度評(píng)價(jià)課程學(xué)習(xí)效果

實(shí)驗(yàn)課程考核按“多元—權(quán)重”原則，采用德爾菲法，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果實(shí)行自我評(píng)價(jià)、同學(xué)評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的多元評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)體系主要分為三個(gè)部分：平時(shí)成績（40%），依據(jù)為實(shí)驗(yàn)過程的觀察記錄和平時(shí)參與實(shí)驗(yàn)的情況，考查學(xué)生的基本專業(yè)技能、動(dòng)手能力等；報(bào)告撰寫（40%），主要是根據(jù)學(xué)生最后提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，考查學(xué)生文獻(xiàn)閱讀和寫作能力等； 演示文稿答辯（20%），參與答辯的評(píng)審教師不少于3人，匯報(bào)以小組的形式進(jìn)行，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體情況，每個(gè)學(xué)生按分工或?qū)嶒?yàn)所涉環(huán)節(jié)單獨(dú)介紹實(shí)驗(yàn)中的部分內(nèi)容，考查學(xué)生的小組協(xié)作能力和演示文稿制作技能、語言和文字表達(dá)能力。該評(píng)價(jià)模式一改傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)通過課堂點(diǎn)名和提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的方式簡單粗放地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，而是通過學(xué)生自我認(rèn)定、小組評(píng)議和教師評(píng)價(jià)，多方位、多角度綜合且客觀評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

三、自主設(shè)計(jì)式綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐中遇到的問題

（一）部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)薄弱

通過五年的持續(xù)觀察，教改團(tuán)隊(duì)有時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室穿拖鞋、配制堿性溶液后存放在玻璃試劑瓶內(nèi)等不安全行為，實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)薄弱。同時(shí)，有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)持續(xù)性較長，如“小白菜耐鹽水平探究和Vc含量相關(guān)基因的序列檢測”實(shí)驗(yàn)，學(xué)生從9月初播種到12月底完成實(shí)驗(yàn)，其間需不間斷管理小白菜植株，記錄小白菜的出苗、生長，調(diào)查不同處理方式下的形態(tài)特征，分析不同時(shí)期的根系活力等，除了正常的排課時(shí)間，學(xué)生只能在課余時(shí)間完成這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集。為了方便學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生開通了門禁卡，這在方便學(xué)生使用實(shí)驗(yàn)室的同時(shí)，也帶來了一定的安全隱患，特別是學(xué)生在晚上開展實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)高?；瘜W(xué)品的配制，離心機(jī)、烘箱、滅菌鍋等危險(xiǎn)儀器的使用，通常沒有指導(dǎo)教師在旁邊指導(dǎo)，一旦發(fā)生安全事故，學(xué)生很難科學(xué)、理智地處理。

（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分散，物資浪費(fèi)嚴(yán)重

由于學(xué)生是自主選擇實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)方案往往涉及栽培學(xué)和遺傳學(xué)的研究內(nèi)容，購買的種子、化學(xué)試劑等只用于某個(gè)小組的某次實(shí)驗(yàn)，再用率低，浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。同時(shí)，在進(jìn)行生化實(shí)驗(yàn)和分子遺傳實(shí)驗(yàn)時(shí)，部分學(xué)生配制試劑時(shí)缺少規(guī)劃，溶液剩余較多，實(shí)驗(yàn)廢棄物處理成本高。對(duì)實(shí)驗(yàn)完成后可回收再利用的花盆等，部分學(xué)生卻當(dāng)一次性實(shí)驗(yàn)用品處理了。如在使用光培箱時(shí)，很少有學(xué)生主動(dòng)將自己的實(shí)驗(yàn)材料并入其他同等設(shè)置條件的光培箱中，缺少節(jié)約和統(tǒng)籌意識(shí)。

（三）部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能薄弱

實(shí)驗(yàn)課程是針對(duì)擁有一定實(shí)驗(yàn)操作技能的大三學(xué)生開設(shè)，經(jīng)過大一、大二的學(xué)習(xí)，學(xué)生本應(yīng)該掌握了水浴鍋、分光光度計(jì)等常規(guī)儀器的使用方法，但教改團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中，有的學(xué)生還是會(huì)咨詢水浴鍋等常規(guī)儀器的使用方法，甚至有的學(xué)生不認(rèn)識(shí)水浴鍋等儀器。這與目前本科的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)往往是分組完成，不能人人完整進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)操作有一定關(guān)系，但也從側(cè)面反饋出學(xué)生缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)。

四、自主設(shè)計(jì)式綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐的完善

針對(duì)上述問題，教改團(tuán)隊(duì)也在實(shí)踐中不斷完善。針對(duì)部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)薄弱問題，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)在大學(xué)生安全教育課程植入了實(shí)驗(yàn)室安全部分內(nèi)容，學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前，必須先通過實(shí)驗(yàn)室安全教育考試，將實(shí)驗(yàn)室安全根植心中。同時(shí)，教師在高危儀器上粘貼使用方法和注意事項(xiàng)，配備滅火器、應(yīng)急藥箱等安全急救用品，在實(shí)驗(yàn)室門口粘貼實(shí)驗(yàn)室安全緊急聯(lián)系人24小時(shí)聯(lián)系電話等。

針對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分散，物資浪費(fèi)嚴(yán)重的問題，教改團(tuán)隊(duì)通過研究討論，認(rèn)為課程教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生了解和熟悉綜合型研究性實(shí)驗(yàn)的流程與方法，并非真的科學(xué)研究，所以對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了相對(duì)集中的歸攏，如生理生化指標(biāo)的測定限制在了根活、Vc等6項(xiàng)指標(biāo)，遺傳分析實(shí)驗(yàn)限定在從DNA檢測等4個(gè)指標(biāo)中任選3～4個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，品種則限定在番茄等5種作物內(nèi)任選一種，這在一定程度上提高了物資的使用率。

針對(duì)部分實(shí)驗(yàn)技能薄弱的問題，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)在逐漸完善教學(xué)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備，力爭方便學(xué)生進(jìn)行完整的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，且倡議指導(dǎo)教師豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)操作。同時(shí)，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)增設(shè)了較多的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的微課、虛擬仿真課程等，方便學(xué)生隨時(shí)查閱學(xué)習(xí)。園藝植物生物學(xué)大實(shí)驗(yàn)自2017年開設(shè)以來，經(jīng)過五年的教學(xué)實(shí)踐，逐漸發(fā)展成為保研學(xué)生的必修課，受到越來越多教師和學(xué)生的認(rèn)可，學(xué)生也從開始不適應(yīng)到主動(dòng)咨詢了解本課程教學(xué)內(nèi)容。

綜上所述，自主設(shè)計(jì)式綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)在本科教學(xué)中是具備可行性的，但需要相關(guān)教師投入更多的時(shí)間和精力，以及學(xué)校、學(xué)院和科研實(shí)驗(yàn)室的重視、鼓勵(lì)和支持，還需要學(xué)生的配合、支持和投入，三者協(xié)同統(tǒng)一，才能有效實(shí)現(xiàn)課程設(shè)置的初衷，提高學(xué)生的綜合能力。

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基金項(xiàng)目：2017年南京農(nóng)業(yè)大學(xué)校級(jí)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“基于OBE導(dǎo)向下的園藝作物栽培實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系研究”，項(xiàng)目編號(hào)：2017P008。

（作者單位：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)）