《植物组织培养》实验课程教学改革初探

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　　摘 要：以信阳农林学院园艺学院开设的植物组织培养实验课程为研究对象，针对植物组织培养实验课程的特点以及实际教学中出现的问题，从教学内容、教学方式以及考核方式等方面开展了探索性改革，以期调动学生实验的积极性和主动性，使学生迅速有效地掌握植物组织培养技术，培养出适应社会发展需要的实用技能型农林人才。
　　关键词：植物组织培养;实验;课程改革
　　中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）06-0159-02
　　Abstract： The experimental course of plant tissue culture was taken as the reform object that offered by the college of horticulture in Xinyang agriculture and forestry university. Based on the characteristics of the experimental course of plant tissue culture and the problems in practical teaching， we explored teaching reform from the aspects of the teaching contents， teaching methods and examination methods. Through experimental reform， it will arouse students′ enthusiasm and initiative， enhance the students′ experimental skills， and cultivate the comprehensive abilities of students to meet the needs of social development.
　　Key words： Plant tissue culture; Experiment; Course reform
　　植物组织培养最早起源于20世纪初，是以植物细胞全能性为基础理论，在无菌条件下将植物的离体器官（如根、茎、叶、花、果实和种子等）、组织（花药、胚珠、形成层、胚乳等）、细胞（如花粉、体细胞等）以及原生质体，在人工控制的环境条件下，利用适宜的培养基，对其进行培养，使其再生细胞或形成完成植株的技术[1]。目前，植物組织培养技术已广泛应用于农业（培育新品种、创制新种质、培育无毒苗木等）、林业（珍稀树种的保存）和医药业（次生代谢产物生产）等多种行业，为当今社会发展创造出了巨大的效益，现已成为了生物学科中重要的学科之一。同时，植物组织培养也是高等院校农学和生命科学类专业的重要课程，是高校新生最先接触的专业核心课程之一，实验教学是该门课程教学的重中之重。如何利用实验课程使学生在有限的课程时间内掌握基本的实验操作技能，大大提高其科研和创新能力，最终培养出适应现代园艺生产技术发展需要的实用技能型农林人才，是一个值得深入研究的课题[2]。
　　本文以信阳农林学院园艺学院园艺专业开设的《植物组织培养》实验课程为研究对象，总结实验教学中的问题与不足，从教学内容和方式及实验成绩考核方式等3个方面进行了改革探讨，以期调动学生开展实验的积极性和主动性，培养出适应当今社会发展需要的实用技能型农林人才。
　　1 教学现状
　　《植物组织培养》是一门理论与实践密切结合的学科，其实验教学主要分为基础性实验和综合性实验2个部分，其中培养基的制备、灭菌（培养基和实验器材）、无菌操作技术（外植体消毒、接种等）等基础性实验是植物组织培养的重要内容[3]，是综合性实验的基础。目前，《植物组织培养》实验课程在信阳农林学院园艺学院仍采用传统的教学模式“讲解+操作”，学生在整个实验过程中几乎不用思考，完全依赖于老师的指导，导致学生对实验内容并无深入的理解;实验受时间的限制，学生动手操作的机会很少，使其很难在短时间内完全掌握操作技能。例如，在100min（即2节课）内完成外植体的消毒和接种，若学生对操作不是非常熟练，则很难在短时间内完成;且实验多为验证性实验，仅注重学生基础操作能力的培养，缺乏创新性和挑战性。由此可见，“讲解+操作”这种传统的教学方式，既不利于提高学生的操作技能，也不利于培养学生的创新和科研能力，难以满足当今社会亟需培养应用型、创新型人才的需要。“如何让实验课拥有自己的特色”是实验教学亟待解决的问题。
　　2 改革措施
　　2.1 完善实验教学内容 与理论教学相比，实验教学更注重学生动手能力和创新能力的培养，因而要相应减少演示性和验证性实验，增加综合设计性实验的比例[4]。以往的组培实验的内容主要是母液的配制、培养基的制备与灭菌、胡萝卜诱导愈伤组织、菊花快繁等，学生可选择范围窄，不利于其基本实验能力和科研素养能力的提高，特别是应用型人才的培养和教学质量的提高。本课程改变了以往按学科知识体系进行的教学设计，大大增加了创新性和探索性的实验项目。首先，学生通过查阅文献自主设计试验方案，决定选取何种外植体、如何筛选消毒方法和培养基配方等;其次，与教师讨论设计好的试验方案的可行性，对不合适的部分进行修改;再次，具体的实验操作均由学生独立完成，如在“无菌接种”实验中，学生4～6人1个超净工作台轮流动手实践，教师现场指导，通过“做中学”，学生能更好地理解领会规范的技能操作，真正体会到做试验的乐趣，从而提高了创新能力和教学质量。针对实验结果的检查和分析如初次无菌接种出现污染现象，带领学生从培养基的制备、灭菌到外植体的消毒，再到无菌操作等各环节逐一进行排查，分析原因并找到解决办法，通过“实践-总结-再实践-再总结”如此循环往复操作训练，加深了其对操作失误的认识，有效地提高了基本操作水平和技能。 　　2.2 改进实验教学方法
　　2.2.1 开展“翻转课堂”教学模式 使用“翻转课堂”时学生是实验主体，教师主要负责引导、启发、答疑、示范，过程中要充分发挥学生的主动能动性[5]。教师提前将要完成的试验内容、要求以及结合教学任务提供本实验相关的思考题以多种方式（如微信、QQ、雨课堂等）提供给学生。提前将学生分成4～6人的小组查阅文献，讨论试验目的、注意事项、试验操作前需要准备的材料等。整个试验过程中，采用实验教学项目开放型[6]，学生可根据自己的需求随时向老师请教，教师起指导、纠错、补充的作用，同时针对相关问题进行详细讲解;实验结束后，在学生和学生之间、教师和学生之间集中进行讨论，通过这种多层次的交流，学生按教学要求完成实验总结报告，并逐步掌握分析实验过程出现问题、解决问题的能力。
　　2.2.2 与教师科研相结合 信阳农林学院园艺学院植物具有组织培养实验项目的教师每年都会选拔一些基础操作能力强且并对组织培养技术非常感兴趣的学生参与到相关科研中。例如，学生参与菊花或百子莲的快繁技术时，会从外植体的选择、初代和继代培养基的设计，到移植驯化等进行全面系统的学习，将基础知识灵活地应用于所选课题的设计和实施，有效地掌握了组织培养的整套流程和科学研究的基本方法。这样既培养了学生的科研思维能力与解决问题的综合能力，也为其今后从事科研及相关技术工作打下良好的基础。
　　由于植物组织培养初代、继代培养和驯化等实验的过程周期长，且在培养期间要定期对培养物进行进行观察和管理，因而组培实验室要实行开放式管理。对于教学大纲中要求在统一时间内完成的实验项目，为保证实验按进度完成，有时间的学生可参与实验试剂和仪器等的准备工作;部分实验操作不熟练及操作失误的学生，可根据自己的时间再次实验，教师将安排并指导学生继续完成实验;参与科研活动的学生时间较为灵活，可利用课余时间或节假日完成。对于实验结果的观察，学生自主选择时间，并要求小组成员轮流值班，一旦发现问题，要及时协助教师采取相应处理辦法解决。
　　2.3 改进实验成绩考核方式 目前，信阳农林学院园艺学院《植物组织培养》实验成绩仅以实验报告作为评定依据，而植物组培实验需要长期观察、记录并分析实验结果，是一个长期动态的过程，因此，必须对实验考核体系进行优化。建议采用多元化实验课考核模式[7]，即对学生的出勤情况、平时的学习态度、对操作技能的熟练程度以及对实验结果分析的能力等多方面进行综合考核。首先，重视无菌操作的规范性和熟练程度等实验过程的考核;其次，为避免某些学生接种完不查结果的现象，应结合实验的原始记录、对实验的观察情况及最终结果统计等多环节综合来判定最终的实验成绩;再次，将科研道德水平作为评价指标，培养学生在实验过程形成良好的科研素质;最后，减少末考和实验报告（实验结果）在总成绩所占比重，增加随堂测验和小论文等平时成绩的占比，注重对学生综合能力的评价，培养学生的创新潜力、团队合作意识以及科研创新能力。
　　3 结语
　　通过对《植物组织培养》实验课程的教学内容、教学方式及考核方式等3个方面的改革，进一步加深了学生对组培实验理论知识的理解和对植物组织培养技术及操作规范的熟练程度，有效提高了主动观察、分析、总结和数据处理的能力，具备了一定的实验设计和科研创新能力，以期为我国园艺产业培养出应用型和创新型的人才。
　　参考文献
　　[1]韦梅琴，王晋民，熊辉岩，等.组织培养学实验教学的探索与实践[J].中国现代教育装备，2017，1（23）：45-46.
　　[2]邹利娟，杨敬天，罗明华.“植物组织培养”实验课程教学改革与创新探索[J].绵阳师范学院学报，2018，37（2）：91-94.
　　[3]韩立敏，化文平，王智.以应用型人才培养为核心目标的植物组织培养课程教学创新研究与实践[J].2019，36（4）：123-125，129.
　　[4]唐军荣，辛培尧，马焕成.《药用植物组织培养》课程教学改革——以西南林业大学为例[J].教育教学论坛，2017，1（45）：108-109.
　　[5]黄红英，陈希，杨德俊，等.翻转课堂在植物组织培养实验中的应用[J].现代农业科技，2017（23）：272-273.
　　[6]马绍英，李胜.《植物组织培养》开放型实验教学改革[J].教育教学论坛，2018（27）：261-263.
　　[7]汪淑芬，胡体旭.基于能力培养的园艺植物组织培养课程多元化考核模式探索[J].教育教学论坛，2017（49）：115-116.
　　（责编：张宏民）
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