肖輝海 郝小花 王文龍 趙東海

(湖南文理學(xué)院芙蓉學(xué)院 生命科學(xué)系，湖南 常德 415000)

植物組織培養(yǎng)是植物生物技術(shù)的主要分支之一，是生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)課，也是他們從事現(xiàn)代生物技術(shù)研究不可或缺的工具[1]。植物組織培養(yǎng)是在無菌條件下，利用人工培養(yǎng)基對植物的器官、組織、細(xì)胞和原生質(zhì)體在適當(dāng)?shù)娜丝貤l件下進(jìn)行培養(yǎng)，使其生長分化形成完整植株的過程，是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心技術(shù)之一[2]。在植物的優(yōu)良品種快速繁殖、脫毒苗木生產(chǎn)、縮短育種進(jìn)程、種質(zhì)資源保存等方面具有其它技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢[3]?；谥参锝M織培養(yǎng)的重要性，近年來在國內(nèi)各個大學(xué)的生物學(xué)、農(nóng)學(xué)和林學(xué)等本科專業(yè)都相繼開設(shè)了植物組織培養(yǎng)課程，我校生物專業(yè)也于2007年開始開設(shè)該課程。

在以往植物組織培養(yǎng)課程教學(xué)過程中，由于受課時（一般在30學(xué)時左右）和實驗條件（如高壓滅菌鍋、無菌操作室、超凈工作臺、玻璃器皿和金屬用具等）的限制，理論課時相對較多，實驗課時比例偏少，學(xué)生動手操作的機(jī)會少，難以真正掌握培養(yǎng)基配制、高壓滅菌、外植體的選擇、離體分離和消毒、無菌操作等植物組織培養(yǎng)實驗技術(shù)[4]。

目前，各高等學(xué)校，尤其是地方本科院校都在積極地進(jìn)行以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為根本目的、以探索應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式為主攻方向的教學(xué)改革，與此相適應(yīng)，積極地開展課程改革、創(chuàng)新課程教學(xué)新模式，是確保改革目標(biāo)得以實現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)[5]。幾年來，我們就植物組織培養(yǎng)課程如何更好地體現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用型人才的培養(yǎng)理念，從分析課程特點(diǎn)、課程定位及培養(yǎng)目標(biāo)入手，結(jié)合教學(xué)實踐，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段的選擇與運(yùn)用等進(jìn)行了改革。

1 明確課程定位，確定教學(xué)目標(biāo)

植物組織培養(yǎng)是一門專業(yè)性、實踐性很強(qiáng)的技術(shù)類課程，理論與實踐緊密相聯(lián)是該課程最突出的特點(diǎn)，即學(xué)生在掌握植物組織培養(yǎng)基本理論知識的同時，還要通過動手操作掌握植物組織培養(yǎng)各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)。為此，我們結(jié)合生物專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，通過教研和實踐，明確了課程定位：即通過理論學(xué)習(xí)和實驗技能訓(xùn)練，掌握植物組織培養(yǎng)的基本知識、基本理論和組培技能，培養(yǎng)適應(yīng)植物組織培養(yǎng)（尤其是植物器官培養(yǎng)）生產(chǎn)和管理需要的高技術(shù)技能型人才。依據(jù)課程定位，我們將該課程的教學(xué)目標(biāo)確定為知識目標(biāo)和能力目標(biāo)兩個方面。其中，知識目標(biāo)是：理解并掌握植物組織培養(yǎng)的基本理論知識，掌握植物組織培養(yǎng)方案設(shè)計和器官培養(yǎng)技術(shù)要求，掌握組織培養(yǎng)各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)。能力目標(biāo)是：組培方案設(shè)計能力，培養(yǎng)基制備能力，無菌操作能力，組培苗的移栽、馴化及管理能力，控制污染、褐化、玻璃化等不良現(xiàn)象發(fā)生的能力，分析問題和解決問題的能力，以及組織、合作與交流能力。按照課程特點(diǎn)、定位和目標(biāo)要求，我們構(gòu)建了植物組織培養(yǎng)課程的理論教學(xué)體系和實驗教學(xué)體系，制定了植物組織培養(yǎng)課程教學(xué)改革的總體實施方案，即在學(xué)生掌握必要的植物組織培養(yǎng)理論知識的基礎(chǔ)上，重視實踐教學(xué)，突出能力培養(yǎng)。

2 改革課程體系,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

地方性普通高等學(xué)校主要以培養(yǎng)地方應(yīng)用性人才，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展為主。學(xué)生畢業(yè)后將直接從事生產(chǎn)活動，所以教學(xué)內(nèi)容的選擇與安排，必須圍繞應(yīng)用性技術(shù)人才培養(yǎng)的要求來決定,注重教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性、邏輯性和條理性，使課程內(nèi)容既有一定的理論教學(xué)深度，又緊密聯(lián)系生產(chǎn)實際，更應(yīng)充實有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的內(nèi)容和方法，使學(xué)生所學(xué)為實踐所需。為此，我們依據(jù)該課程的特點(diǎn)、定位和教學(xué)目標(biāo)，調(diào)整和優(yōu)化了理論課和實驗課的教學(xué)內(nèi)容，將植物組織培養(yǎng)課程教學(xué)分為理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩大體系。

2.1 理論教學(xué)體系

理論知識方面，要求學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)掌握生物組織、器官及其細(xì)胞離體培養(yǎng)的原理與技術(shù)，為從事生物學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)研究及其與組織培養(yǎng)有關(guān)的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)奠定良好的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。理論教學(xué)內(nèi)容以“必須、夠用、實用”為原則,以器官培養(yǎng)為主線, 在參考《植物組織培養(yǎng)教程》(李浚明編)、《實用植物組織培養(yǎng)技術(shù)教程（曹孜義和劉國民編）、《植物細(xì)胞工程原理與技術(shù)》（周維燕.編）、《植物細(xì)胞工程簡明教程》（劉進(jìn)平編）等有關(guān)組培技術(shù)的書籍的基礎(chǔ)上，自編了《植物組織培養(yǎng)原理與技術(shù)》，內(nèi)容主要包括植物組織培養(yǎng)的基本概念、原理與技術(shù)，如植物細(xì)胞全能性，植物的再生性，植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)在細(xì)胞分化與形態(tài)建成中的作用，組培實驗室的組建，組培實驗室的衛(wèi)生與消毒，培養(yǎng)基配制，培養(yǎng)基和培養(yǎng)用具及器皿的滅菌，外植體的選擇、離體分離和預(yù)處理,無菌操作技術(shù),試管苗移栽技術(shù)等。讓同學(xué)們對植物組織培養(yǎng)的整個過程有一個清晰認(rèn)識。通過調(diào)整和優(yōu)化理論課的教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)地構(gòu)建理論教學(xué)體系，利于知識的融會貫通，完善學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，為學(xué)生學(xué)習(xí)植物組織培養(yǎng)實驗技術(shù)打好理論基礎(chǔ)。

2.2 實驗教學(xué)體系

實驗教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際，實現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)有著重要的不可替代的作用。在實踐技能方面，要求學(xué)生重點(diǎn)掌握組織培養(yǎng)的基本操作技術(shù)，即無菌操作技術(shù)；掌握外植體的初代培養(yǎng)、愈傷組織繼代培養(yǎng)、生根培養(yǎng)以及組培苗的馴化移栽等基本技術(shù)。了解原生質(zhì)體分離與體細(xì)胞雜交技術(shù)。

為實現(xiàn)該課程教學(xué)的能力目標(biāo)，課題組教師依據(jù)基礎(chǔ)性和實用性原則，調(diào)整優(yōu)化了實驗教學(xué)體系, 自編了《植物組織培養(yǎng)實驗指導(dǎo)》，為學(xué)生提供一個清晰而又簡明扼要的實驗指南。整個實驗教學(xué)體系由5個連貫的實驗項目組成，即：（1）植物組織培養(yǎng)常用玻璃器皿、金屬用具的洗滌和滅菌，（2）MS培養(yǎng)基母液及 MS培養(yǎng)基的配制與滅菌，（3）愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)，（4）愈傷組織繼代培養(yǎng)，（5）愈傷組織生根培養(yǎng)。每個實驗項目又從能力目標(biāo)、支撐知識、教學(xué)策略和效果考核等4個方面進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。如愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)項目中，①學(xué)生擬實現(xiàn)的能力為：能獨(dú)立完成好實驗用具、超凈工作臺、接種室等的滅菌工作，能獨(dú)立完成好外植體的選擇、剪取、消毒與接種工作，掌握無菌操作技術(shù)，培養(yǎng)出愈傷組織并能分析其形成過程的特點(diǎn)。②相關(guān)支撐知識是：植物組織培養(yǎng)常用滅菌方法，無菌操作技術(shù)要求，愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)的原理和技術(shù)，愈傷組織形態(tài)特征和生長狀態(tài)觀察方法。③教學(xué)策略是：引入滅菌、消毒、接種和愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)任務(wù)，教師講解并示范無菌操作室空間滅菌、外植體的選擇、剪取、消毒和接種以及無菌操作技術(shù)要求，在教師指導(dǎo)下學(xué)生獨(dú)立完成外植體的消毒與接種及愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)任務(wù)。④效果考核為：接種材料無污染，且誘導(dǎo)出愈傷組織實物，完成實訓(xùn)報告。

3 改進(jìn)教學(xué)方法與教學(xué)手段，提高課堂教學(xué)效果

在以往的植物組織培養(yǎng)課程教學(xué)中，通常是先進(jìn)行理論講授再做實驗，這種教學(xué)方式顯然不適合我校生物科學(xué)專業(yè)植物組織培養(yǎng)課程總課時僅為32學(xué)時的實際，同時也難以完成該課程預(yù)先確定的教學(xué)目標(biāo)，為止，我們在教學(xué)方法與教學(xué)手段上進(jìn)行了改革，采用多樣化的方法與手段進(jìn)行教學(xué)。

（1）采用理論實踐一體化教學(xué)法，加強(qiáng)理論與實踐的有效結(jié)合。這種方法融理論教學(xué)、實踐教學(xué)為一體，改變了傳統(tǒng)的理論教學(xué)與實踐教學(xué)相分離的現(xiàn)象，突出了教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的應(yīng)用性、綜合性、實踐性和先進(jìn)性。如對于制備培養(yǎng)基、接種等組培技術(shù)，則邊講邊做；對于組培苗生長分化狀況、污染、褐變、玻璃化等培養(yǎng)現(xiàn)象的觀察，則在現(xiàn)場觀察分析。這樣，學(xué)生獲得直觀切身感受，利于理解和記憶，教、學(xué)、做合一，手、口、腦并用，加強(qiáng)了理論與實踐的有效結(jié)合。同時實驗室營造的良好氛圍也更有利于達(dá)到學(xué)生能力與素質(zhì)同步培養(yǎng)的目的。

（2）采用模擬教學(xué)法，構(gòu)架理論與實際相結(jié)合的橋梁，促進(jìn)教學(xué)相長。組織培養(yǎng)室是集教學(xué)、科研、生產(chǎn)于一體的綜合實驗室，要求接種人員具有一定技能水平和能力，否則一旦操作有誤，會給科研、生產(chǎn)帶來麻煩，同時影響學(xué)生技能培養(yǎng)。實踐中“接種”采取臺上臺下訓(xùn)練相結(jié)合的方式。臺下（即超凈臺以外空間）模擬接種，熟練掌握基本功后，再到臺上訓(xùn)練，要求最終污染率控制在10%。如果污染率達(dá)到50%以上，則返回臺下訓(xùn)練，直至過關(guān)為止。此種教學(xué)法充分體現(xiàn)了分階段培養(yǎng)的技能訓(xùn)練策略，利于發(fā)掘?qū)W生潛能，培養(yǎng)競爭意識和敢于與自我挑戰(zhàn)的精神，達(dá)到與真實生產(chǎn)環(huán)境下相同訓(xùn)練效果。

（3）多媒體輔助教學(xué)與直觀教學(xué)協(xié)調(diào)應(yīng)用。理論課程100%采用多媒體教學(xué)手段。制作全套圖文并茂的課件，提供音像資料和動畫素材。但在采用多媒體教學(xué)的同時，也盡可能地利用實物（如組培瓶苗、污染瓶苗、植物材料等）、圖表、圖片等多種教具開展直觀教學(xué)，并與多媒體教學(xué)手段協(xié)調(diào)應(yīng)用、有機(jī)結(jié)合，目的是學(xué)生在獲得感性、直觀認(rèn)識基礎(chǔ)上，能加深對相關(guān)知識、理論和技能的學(xué)習(xí)與掌握。

4 重視實驗教學(xué)，注重學(xué)生能力培養(yǎng)

實驗教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、實現(xiàn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)有著重要的不可替代的作用[6]。為實現(xiàn)該課程的能力目標(biāo)，即實驗動手能力、信息綜合能力、解決問題和創(chuàng)新思維能力、合作交流能力。我們對實驗教學(xué)進(jìn)行了改革：（1）首先調(diào)整了課程學(xué)時,在課程總課時（32學(xué)時）不變的情況下，將理論課時和實驗課時比例由原來的1:1調(diào)整為1:2，大幅度增大實驗課時,確保每個學(xué)生有足夠的獨(dú)立操作時間。（2）實驗前,要求學(xué)生做好實驗預(yù)習(xí)。老師以提問方式檢查學(xué)生對實驗的目的、原理、操作步驟及實驗關(guān)鍵技術(shù)等的掌握情況,克服實驗的盲目性。（3）針對大多數(shù)學(xué)生實驗室知識薄弱的特點(diǎn),進(jìn)實驗室后，幫助學(xué)生了解實驗室的工作特點(diǎn),要求學(xué)生養(yǎng)成認(rèn)真細(xì)致的工作習(xí)慣,學(xué)會管理實驗室, 愛護(hù)公共財產(chǎn)，增強(qiáng)責(zé)任感,堅決制止實驗中的臟亂現(xiàn)象。（4）根據(jù)實驗室的現(xiàn)有條件,培養(yǎng)基的配備與滅菌按6人 1小組進(jìn)行實驗。要求學(xué)生配制培養(yǎng)基時藥品稱量準(zhǔn)確,各種成分按要求混合和定溶。外植體的選擇、剪取、消毒和接種等無菌操作環(huán)節(jié)為 1人 1組，每批 10人同時在5臺YJ-VS-2型雙人垂直超凈工作臺上操作。在學(xué)生操作過程中,老師示范操作、現(xiàn)場指導(dǎo)，及時糾正不正確的操作。通過分組示范和現(xiàn)場指導(dǎo)，可使學(xué)生對操作錯誤認(rèn)識深刻，記憶牢固,很快地提高了學(xué)生的操作水平和基本技能，而且也培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力。（5）有目的讓學(xué)生參加老師的相關(guān)科研項目。如在試管苗繼代培養(yǎng)實驗中，讓學(xué)生參與“南方紅豆杉莖尖離體培養(yǎng)”和“水稻不育系胚組織培養(yǎng)”等項目的試管苗培養(yǎng)基設(shè)計和繼代培養(yǎng)。通過實驗教學(xué)與科研相結(jié)合，可讓學(xué)生掌握科學(xué)研究的基本方法，樹立正確的科研觀點(diǎn),懂得進(jìn)行科學(xué)研究自身應(yīng)具備的素質(zhì)。

通過實驗教學(xué)改革，充分發(fā)揮了學(xué)生的主動性，加深了學(xué)生對植物組織培養(yǎng)基本概念與原理的理解，也有利于學(xué)生理解植物生命的延續(xù)和發(fā)展，系統(tǒng)掌握植物組織培養(yǎng)的關(guān)鍵技術(shù)和要求，強(qiáng)化組織培養(yǎng)中初代無菌培養(yǎng)物的建立、繼代增殖培養(yǎng)、生根壯苗培養(yǎng)等環(huán)節(jié)的技能，增強(qiáng)了學(xué)生實際動手操作能力，提高了能力素質(zhì)。

5 完善課程考核體系

在以往的教學(xué)過程中，植物組織培養(yǎng)課程成績考核基本上是以評定實驗報告作為實驗課成績，期末答卷考查作為理論課成績，且各占期末綜合成績的50%。這樣無法檢查學(xué)生實際動手操作能力和對實驗方法的理解把握程度。為了使學(xué)生的綜合成績能如實地反映出學(xué)生的客觀實際,達(dá)到以查促學(xué)的目的,我們優(yōu)化了課程考核體系：

(1)減少理論課成績的比重,由原來的50%降低到30%。理論課成績以期末答卷形式進(jìn)行考查，主要考查與實驗技術(shù)部分密切相關(guān)的植物組織培養(yǎng)的基本概念和基本原理。

(2)增加實驗課成績的比重,由原來的50%增加到70%，并實行實驗技能考試制度，將實驗技術(shù)作為考核內(nèi)容，在考核過程中嚴(yán)格把關(guān)。其中母液配制、激素母液配制、培養(yǎng)基配制與滅菌、外植體滅菌程序、無菌操作技術(shù)等基礎(chǔ)性實驗技能采取集中考核的方式進(jìn)行，考核成績占實驗課成績的30%；而愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)、繼代培養(yǎng)和生根培養(yǎng)等綜合性實驗，則根據(jù)學(xué)生設(shè)計的實驗隨時考核,要求每位學(xué)生熟知實驗內(nèi)容、設(shè)計過程、觀察其實驗結(jié)果、并以發(fā)表論文的格式提交書面實驗報告。綜合性實驗考核成績占實驗課成績的40%。

6 結(jié)語

隨著植物組織培養(yǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和我國教育教學(xué)改革的深入實施，2009年以來，我校生物科學(xué)專業(yè)植物組織培養(yǎng)課程通過采用以上教學(xué)體系的實踐證明，采用上述方法,不僅培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神，還有效地提高了學(xué)生觀察、分析、總結(jié)和解決問題的能力。學(xué)生在短短一個學(xué)期內(nèi)受到植物組織培養(yǎng)各個技術(shù)環(huán)節(jié)的系統(tǒng)培訓(xùn)，能熟練掌握植物組織培養(yǎng)技術(shù)，教學(xué)效果良好。

植物組織培養(yǎng)是一門新興行業(yè),培養(yǎng)這方面的應(yīng)用型人才,要求既具有一定的理論基礎(chǔ)又能規(guī)范操作,并具備一定的科研能力。教師在講授過程中應(yīng)不斷地充實、優(yōu)化和調(diào)整本課程的教學(xué)內(nèi)容，探索和采用具有創(chuàng)新性的教學(xué)理念、方法和手段，才能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，在學(xué)生中受歡迎程度越來越高，更加適應(yīng)新時期高校生物科學(xué)專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)和社會發(fā)展的需要。

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