陳 磊 田呈明

(北京林業(yè)大學林學院，北京 100083)

“植物免疫學”課程教學改革的探索

陳 磊 田呈明

(北京林業(yè)大學林學院，北京 100083)

“植物免疫學”是北京林業(yè)大學森林保護專業(yè)新開設的專業(yè)選修課，課程內(nèi)容具有較強的專業(yè)性，理論知識與應用結(jié)合緊密。結(jié)合選課學生的特點以及“植物免疫學”課程內(nèi)容和發(fā)展的特點，經(jīng)過2年的教學實踐，通過對教學內(nèi)容、教學模式以及考核體系等進行改革和探索，形成了基礎知識、前沿進展與實踐應用技術互為補充的課程內(nèi)容體系，并引入了翻轉(zhuǎn)課堂、微課教學、案例教學、文獻閱讀研討教學、參與式實驗教學等教學模式，構建了從課堂、課下、實驗、研討以及考試等多方面的考核體系，以期達到提高教學質(zhì)量、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和提升學生綜合素質(zhì)的目的。

植物免疫學；森林保護；教學改革

森林保護專業(yè)旨在培養(yǎng)具有林業(yè)有害生物監(jiān)測、檢疫和防控的科研、教學、科技開發(fā)與推廣、行政管理等工作的高級科學技術人才。森林保護專業(yè)在1998年曾被取消歸入到林學專業(yè)，但由于我國林業(yè)發(fā)展過程中面臨著越來越嚴重的有害生物災害，教育部于2012年又重新設立森林保護專業(yè)。2014年，我國也首次從國家層面作出了關于林業(yè)有害生物防治工作的重大決策部署，國務院辦公廳頒布實施了《關于進一步加強林業(yè)有害生物防治工作的意見》，使森林保護工作迎來新的發(fā)展時期。同時，隨著人們認識的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的森林保護逐漸向森林醫(yī)學演變[1]。為此，北京林業(yè)大學修改了森林保護專業(yè)本科生培養(yǎng)方案，增設了“植物免疫學”課程。該課程為北京林業(yè)大學森林保護專業(yè)高年級本科生的專業(yè)選修課，學生通過“植物免疫學”課程的學習，可以系統(tǒng)地了解植物的抗病性，充分掌握其類型、機制、遺傳規(guī)律、變異規(guī)律，發(fā)揮其在植物病害防治過程中應有的作用。筆者根據(jù)近2年的教學實踐，針對“植物免疫學”課程的特點及存在的問題，提出了該課程的教學內(nèi)容、教學模式以及考核體系等方面的改革方案，以期達到提高教學質(zhì)量、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和提升學生綜合素質(zhì)的目的。

一、“植物免疫學”課程的特點

植物免疫學是研究植物抗病性及其應用方法的學科，是在學習普通植物病理學知識的基礎上對病原-寄主互作過程中寄主植物反應的進一步研究和分析?！爸参锩庖邔W”課程具有較強的理論性和實踐性。在基礎理論知識方面，“植物免疫學”課程主要介紹植物抗病性與病原物致病性的概念、類別、機制和遺傳，以及植物與病原物的相互識別和兩者互作的相關基因、信號的傳遞；在實踐應用方面，“植物免疫學”課程主要介紹植物抗病性的一些研究方法，涉及植物抗病性的鑒定、抗病種質(zhì)資源、抗病育種、抗病基因工程、病原物毒性監(jiān)測以及持久抗病性等一系列內(nèi)容。因此，“植物免疫學”課程是以植物抗病性為主線，通過闡述其基本理論知識和相關應用方法來展示、充實課程內(nèi)容。它既有理論知識，又有應用內(nèi)容，而且該課程內(nèi)容繁雜、信息量大，具有較強的專業(yè)性。同時，植物免疫學還是一個正在快速發(fā)展的學科，不斷涌現(xiàn)出新的理論、新的研究結(jié)果。

二、“植物免疫學”課程教學面臨的問題

(一)教材內(nèi)容陳舊，缺少合適的教材

目前，有關“植物免疫學”課程的教材僅有2009年由商鴻生主編的《植物免疫學》一書，經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展，許多新的研究成果都未能在教材中充分體現(xiàn)，尤其缺少林木抗病性方面的相關內(nèi)容。因此，在“植物免疫學”課程教學過程中授課教師更多地依靠自己收集的與課堂教學內(nèi)容相適應的素材進行授課，包括植物免疫學研究中發(fā)現(xiàn)的新理論和新現(xiàn)象，以及林木抗病機制及抗病育種等內(nèi)容。而將這些知識補充到“植物免疫學”課程的教學中，彌補教材內(nèi)容陳舊的問題是當務之急。

(二)理論教學課時多，實踐教學課時少

“植物免疫學”課程是一門理論與實踐結(jié)合緊密的課程，主要講述植物抗病性的基本原理、植物-病原物互作的分子基礎及信號傳導等理論知識，以及植物抗病性的鑒定、抗病育種、抗病基因工程、病原物毒性監(jiān)測等一系列實驗內(nèi)容。而“植物免疫學”課程的實驗課時僅4學時，導致授課教師在實際教學過程中存在重理論輕實踐的問題。另外，缺乏實踐支撐的教學活動，又使學生對理論知識的理解產(chǎn)生障礙。

(三)學生的知識儲備不足，知識背景存在差異

“植物免疫學”課程是森林保護專業(yè)的專業(yè)選修課，它面向森林保護專業(yè)和梁希班(林學)的本科三年級學生開設。森林保護專業(yè)的學生有“植物病理學”課程的知識儲備，而梁希班的學生沒有。此外，大部分學生都不具有“分子生物學”“遺傳學”課程的知識儲備。針對這種情況，授課教師應適當調(diào)整“植物免疫學”課程的授課內(nèi)容，為學生補充相應的背景知識，使學生更容易理解和掌握植物免疫學的知識。

(四)課程考核方式單一，難以評價學生的綜合能力

“植物免疫學”課程的考核采用期末考試與平時成績相結(jié)合的考核模式，主要以傳統(tǒng)單一的筆試為主。這種考核方式只能考察學生對理論知識的掌握情況，很難考察學生的動手能力和分析解決問題的能力，尤其是綜合運用所學知識解決實際問題的能力。

三、“植物免疫學”課程教學改革的思路

基于“植物免疫學”課程本身的內(nèi)容和發(fā)展特點，以及所面向的學生的實際情況，一方面要讓學生理解和掌握“植物免疫學”的基本概念和理論知識，為今后進一步學習和研究工作打下堅實的植物免疫學理論基礎；另一方面還要結(jié)合當前植物免疫學學科快速發(fā)展的現(xiàn)狀和林木抗病性的發(fā)展動態(tài)，及時補充植物免疫學學科的前沿知識和實際應用案例，拓展學生的視野和思路，提高學生對“植物免疫學”課程學習和研究的興趣。

另外，在“植物免疫學”課程的教學改革過程中，筆者堅持“以學生為本，以活動為內(nèi)容，以參與為中介，以發(fā)展為目標”的現(xiàn)代教育教學觀念[2]，針對選課學生的特點，明確了教學目標，優(yōu)化了教學內(nèi)容，并采用多種教學模式開展了教學活動。在授課過程中，筆者既強化學生對“植物免疫學”課程基礎理論知識的掌握和理解，促進基礎理論知識與實際應用的結(jié)合，又與時俱進地及時反映當前“植物免疫學”課程的研究進展，培養(yǎng)學生的學習興趣，提高學生的綜合能力，并建立全面的考核評價體系，提高“植物免疫學”課程的教學質(zhì)量，見圖1。

圖1 “植物免疫學”課程教學改革的思路

四、“植物免疫學”課程教學改革的探索

(一)明確課程教學目標

“植物免疫學”課程作為森林保護專業(yè)和梁希班學生的專業(yè)選修課，其教學目的和任務是引導和幫助學生了解植物免疫學的基本概念和相關原理，讓學生系統(tǒng)地掌握和利用植物抗病性的基本理論和方法，以達到科學利用植物抗病性知識控制植物病害的目的。在教學改革過程中要遵循“基本知識與新進展相結(jié)合、理論與實踐相結(jié)合、課堂教學與文獻討論相結(jié)合”的原則[3]，目的在于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

(二)優(yōu)化教學內(nèi)容，及時反映植物免疫學領域的新進展

在“植物免疫學”課程授課的過程中，教師要根據(jù)學生的知識背景對教學內(nèi)容進行適當?shù)恼{(diào)整，不僅要補充病原物的遺傳學、分子生物學、致病性進化等知識內(nèi)容，側(cè)重講授病原-寄主互作過程中寄主植物反應的內(nèi)容，還要避免與“植物病理學”“林木病理學”課程知識內(nèi)容的重復，使“植物免疫學”課程教學內(nèi)容更加合理化、系統(tǒng)化。同時，植物免疫學是一門飛速發(fā)展的學科，教師需要不斷追蹤植物免疫學領域新的研究進展，充分利用網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫資源，補充植物免疫學的新理論、新思路和新方法。如，教師可以用一些新的研究結(jié)果來解釋以往的理論和假說，使學生更容易理解和掌握“植物免疫學”課程的知識，從而豐富和充實教學內(nèi)容。另外，教師在備課和講授“植物免疫學”課程的過程中，要增加林木抗病性方面的教學案例，并將林木抗病性的特點和存在的問題等內(nèi)容補充到“植物免疫學”課程教學中。

(三)改革課程教學模式

1.采用翻轉(zhuǎn)課堂和微課教學模式

翻轉(zhuǎn)課堂是一種將課堂內(nèi)容由“知識傳授”變?yōu)椤皢栴}研究”的教學模式[4]。在這種教學模式中，教師的角色是學生學習的指導者和促進者，而不是傳統(tǒng)的知識傳授者和課堂的管理者，它將基本概念和基礎知識的學習放在課前，課堂教學內(nèi)容主要為“問題研究”，而不是“知識講解”。因此，針對“植物免疫學”課程的知識特點，授課教師應選擇一些知識點，如病原與寄主的識別機制、植物疫苗的應用、誘導抗病性、抗病育種、病原菌的侵入過程、轉(zhuǎn)基因技術等，采用翻轉(zhuǎn)課堂和微課教學相結(jié)合的教學模式進行授課。在授課過程中，教師要利用互聯(lián)網(wǎng)上提供的“植物免疫學”課程學習視頻、動畫資源和研究論文等資料讓學生自主學習，然后再回到課堂開展討論，從而增加學生與教師之間的交流互動，提高學生學習的興趣，實現(xiàn)“探究型”學習的目標。

2.采用案例教學模式

案例教學是利用生產(chǎn)實踐中的典型案例作為素材的一種教學模式。在這種教學模式下，教師要根據(jù)“植物免疫學”課程的教學目標和教學內(nèi)容，設置具體的案例，并組織學生對案例進行分析、討論和交流，以培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，加深學生對該課程基本理論知識和概念的理解[5]。植物抗病性在植物病害防治過程中已有大量的成功案例，教師在講授這方面知識的過程中，可以采用案例教學模式，并選取緊扣教學內(nèi)容的典型案例，如植物免疫劑的開發(fā)與應用、植物R基因的發(fā)現(xiàn)與抗病育種等，讓學生去查閱指定的案例資料，然后鼓勵學生在課堂上自由探索、大膽質(zhì)疑，及時提出自己的看法和見解，把抽象的概念和原理具體化，提高學生綜合分析問題的能力。這種以問題為導向的啟發(fā)式教學模式，不僅提高了學生將理論知識應用到植物病害防治實踐中的能力，培養(yǎng)了學生分析問題和解決問題的能力，而且還促進了授課教師自身業(yè)務水平的提高，達到了教學相長的目的。

3.采用文獻閱讀及研討教學模式

鑒于植物免疫學學科快速發(fā)展的特點，北京林業(yè)大學林學院在設計“植物免疫學”課程教學大綱時設置了4學時的文獻閱讀研討課，目的在于將植物免疫學新的科研成果和方法引入到“植物免疫學”課程教學中，彌補教材內(nèi)容滯后的不足，拓展學生的視野[6]。教師講授文獻閱讀研討課時，將班級學生分為小組，每組5～6人，教師列出討論的主題后，各組挑選或者自選主題進行文獻查閱，并制作成幻燈片在課堂上開展交流討論。在交流討論過程中，首先其他組學生或是教師提問質(zhì)疑，演講組的學生要針對提問內(nèi)容進行解答；其次教師針對學生的問題和解答進行總結(jié)和點評。文獻閱讀的內(nèi)容主要為植物免疫學領域的經(jīng)典、前沿文獻，如植物先天免疫體系和誘導免疫、R基因的進化、林木分子抗病育種等；還可以補充相關的知識內(nèi)容，如植物對昆蟲的免疫反應以及轉(zhuǎn)基因育種等問題。文獻閱讀研討的提綱主要包括下面幾方面的內(nèi)容。

第一，文獻的研究背景是什么，提出什么科學問題；

第二，文獻通過怎么樣的試驗設計，獲得了什么試驗證據(jù)來佐證文獻的觀點；

第三，文獻獲得了什么重要結(jié)論；

第四，文獻中的試驗設計是否存在瑕疵，論證是否嚴密；

第五，文獻結(jié)果對后續(xù)研究有何啟示，如何設計試驗進行證實。

文獻閱讀及研討是一種以學生自助學習為主、教師引導為輔的新型教學模式[7]，它不僅激發(fā)了學生的科研興趣，讓學生了解了文獻的基本要素和文獻的閱讀技巧，而且還培養(yǎng)了學生獲取信息、整理信息、歸納信息的能力，提高了學生學習的目的性、主動性和積極性，同時還可以在討論中為教師提供新的思路，以教學促進科研，以科研引導教學。

4.采用參與式實驗教學模式

實驗課是課程理論知識的驗證和延伸，在實驗過程中可以培養(yǎng)學生動手實踐和獨立思考的能力。因此，筆者對“植物免疫學”課程實驗教學進行了改革，摒棄了以往教師設計和準備相關實驗內(nèi)容、實驗材料的做法，給予學生更多參與的機會。筆者將班級學生分為小組，根據(jù)授課內(nèi)容的進度，給學生布置階段性的實驗內(nèi)容，讓學生查找資料、進行小組討論，并在教師的指導下設計相應的實驗方案、自主準備實驗材料、完成實驗任務。不同小組可以選擇不同的實驗內(nèi)容進行試驗，最后在課堂上開展廣泛的交流討論活動，讓學生了解更多的實驗過程，開拓學生的視野。這種參與式實驗教學模式不僅提高了學生的動手能力、創(chuàng)新能力，鞏固了理論知識，而且還激發(fā)了學生學習“植物免疫學”課程的興趣。

(四)改革課程考核方式

為了提高教學質(zhì)量、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、提升學生的綜合素質(zhì)，筆者對“植物免疫學”課程從課上、課下多方面進行了全面的考核?！爸参锩庖邔W”課程的考核分為3部分：平時成績(占40%)、實驗成績(占20%)和期末考試成績(占40%)。平時成績主要考核學生的課堂表現(xiàn)、課堂紀律以及課堂測驗等基本情況；實驗成績考察學生對實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象的理解和分析能力，以及如何根據(jù)已學習的理論知識去解釋實驗中遇到的問題；期末考試成績除了考察學生對基本概念和理論知識的掌握情況外，還要考察學生綜合運用這些概念和理論知識去分析和解決實際問題的能力。該考核體系綜合考察了學生在“植物免疫學”課程學習全過程中的表現(xiàn)，較客觀地反映了學生對該課程理論知識、基本技能的掌握情況。

五、“植物免疫學”課程教學改革的成效

通過對森林保護專業(yè)的“植物免疫學”課程進行改革，形成了一套較為完整的課程內(nèi)容體系和教學模式，激發(fā)了學生對該課程的學習興趣，調(diào)動了學生學習的積極性和主動性。

目前，學生上課的出勤率達到90%以上，且課堂氣氛活躍。在文獻查閱過程中，學生開始自發(fā)選擇教師布置的專題以外的自己感興趣的專題開展文獻的查閱工作；在專題討論過程中，學生能夠?qū)Σ煌瑢ｎ}發(fā)表自己的看法，使學生的學習方式由簡單的聽講轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥貐⑴c，培養(yǎng)了學生主動學習的習慣?！爸参锩庖邔W”課程的教學改革取得了較好的教學效果，不僅使學生了解了“植物免疫學”課程的基本理論知識，還使學生掌握了植物免疫學的研究方法，養(yǎng)成了發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的科學素養(yǎng)，為學生今后進一步深入學習植物免疫學及相關學科的知識打下了堅實的基礎。

[1] 沈瑞祥，楊旺，周德群.森林保護專業(yè)改革之管見[J].西南林業(yè)大學學報，2012，32(1)：1-3.

[2] 鄒秀月.參與式教學在“免疫學基礎與病原生物學”中的應用嘗試——參與式教學方法探討[D].昆明：云南師范大學，2006：10-12.

[3] 王永林，田呈明.“菌物學”課程教學改革與探索[J].中國林業(yè)教育，2011，29(2)：61-64.

[4] 秦煒煒.翻轉(zhuǎn)學習：課堂教學改革的新范式[J].電化教育研究，2013(8)：84-90.

[5] 王華榮.以案例教學推動大學課堂教學模式改革的實踐與探索[J].中國大學教學，2011(4)：62-64.

[6] 陳長卿，高潔，白慶榮，等.“植物免疫學”教學方法的改革和探索[J].北京農(nóng)業(yè)，2012(21)：241.

[7] 田易，倪兵，吳玉章.文獻閱讀研討課在“醫(yī)學免疫學”教學中的應用[J].中國免疫學雜志，2015(2)：265-266.

(責任編輯 孫艷玲)