張麗杰 崔建國 吳月亮 王欽美 鄧?yán)^峰

摘要 林業(yè)生物技術(shù)課程融合了林木細(xì)胞工程、基因工程、分子生物學(xué)以及林木育種學(xué)的多學(xué)科內(nèi)容，其涉及的技術(shù)及相關(guān)原理信息量非常大。隨著生命科學(xué)的發(fā)展，為高等農(nóng)林院校林學(xué)類研究生開設(shè)的“林業(yè)生物技術(shù)”學(xué)術(shù)學(xué)位課程，對于拓寬研究生專業(yè)知識面、提高研究生科研素質(zhì)起著重要的作用。因此，必須開展研究生課程教學(xué)改革，通過系統(tǒng)傳授該領(lǐng)域前沿知識，提高研究生創(chuàng)新意識，全方位培養(yǎng)研究生實(shí)踐能力和科研創(chuàng)新能力。從林業(yè)生物技術(shù)課程的教學(xué)要求和特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合林學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，基于科研和教學(xué)相結(jié)合進(jìn)行教學(xué)，提高教學(xué)效果的同時(shí)，以期培養(yǎng)研究生科研思維能力和實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞 林業(yè)生物技術(shù);科研和教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號 S-01文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）10-0270-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.10.070

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Exploration on the Postgraduate Teaching Reform of Forestry Biotechnology Course Based on the Combination of Scientific Research and Teaching

ZHANG Li-jie，CUI Jian-guo，WU Yue-liang et al （College of Forestry， Shenyang Agricultural University/Key Laboratory of Forest Tree Genetics，Breeding and Cultivation of Liaoning Province，Shenyang， Liaoning 110866）

Abstract Forestry biotechnology involves a great deal of information on technology and related principles.With the development of life sciences， the academic degree course “forestry biotechnology” offered for forestry graduate students in agricultural and forestry universities plays a very important role in broadening the professional knowledge of graduate students and improving their scientific research quality. Therefore， it is necessary to carry out education and teaching reform， actively carry out exploration and research through systematic knowledge and skills， improve graduate students innovative consciousness， and cultivate graduate students practical ability and scientific research innovation ability in an all-round way.Based on the teaching requirements and characteristics of forestry biotechnology course， combined with the training objectives of forestry professionals， the teaching was based on the combination of scientific research and teaching， improving the teaching effect， and at the same time， training the graduate students scientific research thinking ability and practical ability.

Key words Forestry biotechnology;Scientific research and teaching;Teaching reform

林業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的一個行業(yè)，包括林木的培育和種植、木材和竹材的采運(yùn)，林產(chǎn)品的采集等?，F(xiàn)代林業(yè)的指導(dǎo)思想有2個重要觀點(diǎn)：多效用觀點(diǎn)和永續(xù)利用觀點(diǎn)，林業(yè)經(jīng)營活動范圍已經(jīng)擴(kuò)展為以喬木為主體的植物、動物、微生物組成的森林群落。為人類提供的產(chǎn)品包括生態(tài)產(chǎn)品、衣食住行等生活必需品、工農(nóng)醫(yī)等行業(yè)生產(chǎn)所需的基本原料。

林業(yè)的這一基本特征結(jié)合國際合作及發(fā)展組織對生物技術(shù)含義的重新定義，形成林業(yè)生物技術(shù)的基本含義是應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)原理，依靠森林植物、動物、微生物作為反應(yīng)器將物料加工轉(zhuǎn)化，規(guī)?；a(chǎn)和提供人們所需的生態(tài)環(huán)境、生物質(zhì)產(chǎn)品和公益性服務(wù)的科學(xué)技術(shù)[1-2]。我國有豐富的林業(yè)資源，為社會提供生態(tài)產(chǎn)品和生物質(zhì)產(chǎn)品兩大林業(yè)產(chǎn)品，大多數(shù)宜林地都已種植森林植物，而尚未綠化的地區(qū)大多是存在嚴(yán)重干旱和鹽堿等問題的困難地區(qū)。這些地區(qū)的生態(tài)修復(fù)靠傳統(tǒng)的技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)，不得不依賴適應(yīng)特殊困難立地條件的超強(qiáng)耐逆特征的林木新品種及其配套的栽培技術(shù)體系。其中，超強(qiáng)耐逆優(yōu)質(zhì)林木新品種的培育以自然變異和選擇的方法在短時(shí)間內(nèi)幾乎不可能，而生物技術(shù)可以通過基因重組技術(shù)克服物種之間的生殖隔離，優(yōu)化和配置基因資源，定向培育人們期望的新品種。

隨著科技發(fā)展的日新月異，作為一門綜合性學(xué)科，近年來普遍受到世界各國的重視。我國已將生物技術(shù)列入國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的5個戰(zhàn)略重點(diǎn)[3-4]。目前，生物技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)和科研教學(xué)工作研究中，由于生物技術(shù)實(shí)踐性很強(qiáng)[5]，為切實(shí)培養(yǎng)研究生具備創(chuàng)新能力并擁有實(shí)踐技能的復(fù)合型優(yōu)秀人才，在高等農(nóng)林院校林學(xué)類研究生開設(shè)“林業(yè)生物技術(shù)”學(xué)術(shù)學(xué)位課程是非常必要的，對于拓寬研究生專業(yè)知識面、提高研究生科研素質(zhì)起著非常重要作用。通過多年的研究生教學(xué)發(fā)現(xiàn)，必須與時(shí)俱進(jìn)地開展教學(xué)研究改革，通過系統(tǒng)的知識技能主動開展探索、研究，提高研究生的創(chuàng)新意識，全方位培養(yǎng)研究生實(shí)踐能力和科研創(chuàng)新能力，才能更符合培養(yǎng)國際化創(chuàng)新人才的需要[6-8]。

林業(yè)生物技術(shù)課程是沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)專業(yè)學(xué)術(shù)型碩士研究生學(xué)位課程，是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分，同時(shí)也是現(xiàn)代生物學(xué)研究的重要技術(shù)工具[9]。通過該課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握林業(yè)生物技術(shù)在林木育種中應(yīng)用的基本概念、原理和方法，掌握植物組織培養(yǎng)、細(xì)胞工程、基因工程的基本原理與技術(shù)[10]，并在講授過程中引入現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前沿趨勢，緊密聯(lián)系生產(chǎn)、科研實(shí)踐，結(jié)合學(xué)生畢業(yè)論文，激發(fā)研究生對科研的興趣，提高研究生科研主動性和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。筆者以沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)專業(yè)學(xué)術(shù)型碩士研究生學(xué)位課程林業(yè)生物技術(shù)為例，分析了目前林業(yè)生物技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題，并針對存在的問題進(jìn)行了教學(xué)改革。

1 存在問題

1.1 授課內(nèi)容體系不全面

沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)專業(yè)自2006年成立林木遺傳育種碩士點(diǎn)后，開設(shè)了林木生物技術(shù)這門學(xué)位課程。該課程設(shè)課最初主要講授植物器官離體培養(yǎng)、花藥培養(yǎng)、胚胎培養(yǎng)、體細(xì)胞胚胎發(fā)生、人工種子、原生質(zhì)體培養(yǎng)及體細(xì)胞雜交和突變體篩選等方面的內(nèi)容，所講內(nèi)容相對簡單。近年來，隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，林業(yè)生物技術(shù)也是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分，林學(xué)各學(xué)科各方向教師課題大部分與現(xiàn)代生物技術(shù)息息相關(guān)，因此林業(yè)生物技術(shù)課程內(nèi)容要與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新和完善新的教學(xué)內(nèi)容，才能適應(yīng)生命科學(xué)的發(fā)展趨勢。

1.2 教材不適

最初授課沒有一本完備的林木生物技術(shù)教材，通常借助于相關(guān)的《細(xì)胞工程》和《植物組織培養(yǎng)》等相關(guān)書籍，2008年譚曉風(fēng)和張志毅主編的《林業(yè)生物技術(shù)》出版，在授課過程中參考了一些該書相關(guān)內(nèi)容。但由于生命科學(xué)的發(fā)展，亟待需求一本完備的林業(yè)生物技術(shù)教材滿足教學(xué)質(zhì)量的提升。直至2017年由尹偉倫主編的《林業(yè)生物技術(shù)》出版，解決了教材內(nèi)容單一及陳舊的問題。目前，關(guān)于生物技術(shù)方面的相關(guān)優(yōu)秀教材層出不窮，研究生授課過程中在選擇優(yōu)秀教材的基礎(chǔ)上，還要適時(shí)緊跟生命科學(xué)發(fā)展前沿，選擇相關(guān)內(nèi)容滿足研究生教學(xué)要求。

1.3 學(xué)生基礎(chǔ)知識薄弱

近年來，由于高校研究生擴(kuò)大招生，有些學(xué)生來自三本院?；蛘呖鐚I(yè)，在本科階段沒有系統(tǒng)學(xué)習(xí)林學(xué)專業(yè)知識及分子生物學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)知識。因此，在授課過程中對這部分基礎(chǔ)薄弱的研究生就要適當(dāng)給予傾斜，盡量將一些生物技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)知識結(jié)合其科研課題進(jìn)行講授，使其建立起科研自信。

2 針對目前存在的問題，制定教學(xué)改革措施

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，關(guān)注生物技術(shù)前沿

林業(yè)生物術(shù)作為生命科學(xué)快速發(fā)展的綜合性學(xué)科，其教學(xué)內(nèi)容的選擇既要重視基本理論的學(xué)習(xí)，同時(shí)還要及時(shí)了解掌握學(xué)科的發(fā)展前沿，尤其是一些新興的且發(fā)展迅猛的各個領(lǐng)域和物種中需要的新技術(shù)就需要重點(diǎn)講授，比如過表達(dá)技術(shù)、RNAi技術(shù)、基因編輯技術(shù)以及二代、三代轉(zhuǎn)錄組技術(shù)等，還有需要了解的蛋白質(zhì)組、代謝組等多組學(xué)內(nèi)容，要求學(xué)生們及時(shí)掌握。林業(yè)生物技術(shù)課程設(shè)置理論教學(xué)32學(xué)時(shí)，根據(jù)學(xué)術(shù)型碩士研究生的培養(yǎng)方案和教學(xué)目標(biāo)，對課程教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)進(jìn)行了優(yōu)化，林業(yè)生物技術(shù)課程設(shè)置理論教學(xué)32學(xué)時(shí)。該課程內(nèi)容由原來的只注重細(xì)胞工程理論和原理，在教學(xué)過程中逐漸優(yōu)化，修訂為既包括細(xì)胞工程基本原理，同時(shí)也對林木細(xì)胞工程中涉及的器官培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、體細(xì)胞胚胎發(fā)生及影響因素、人工種子與種質(zhì)保存、體細(xì)胞無性系變異誘導(dǎo)與篩選、原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交及林木體細(xì)胞胚胎發(fā)生實(shí)例分析、老樹復(fù)幼等內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)介紹。同時(shí)，還要考慮到林學(xué)專業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)，側(cè)重介紹有關(guān)林木基因工程原理及林木轉(zhuǎn)基因、酵母單雜交和雙雜交技術(shù)、蛋白質(zhì)組學(xué)分析以及基因編輯等內(nèi)容，通過實(shí)例結(jié)合教師科研讓學(xué)生及時(shí)了解和掌握林木轉(zhuǎn)基因新品種培育等方面的內(nèi)容，重點(diǎn)介紹調(diào)控木質(zhì)素生物合成的楊樹轉(zhuǎn)基因育種、促進(jìn)林木生根的轉(zhuǎn)基因育種、核桃轉(zhuǎn)基因育種、耐旱基因工程、抗蟲基因工程、與開花發(fā)育有關(guān)的基因工程等內(nèi)容。林業(yè)生物技術(shù)作為林木遺傳育種學(xué)科碩士研究生的一門核心主干課，旨在注重培養(yǎng)研究生良好的科學(xué)素質(zhì)、較強(qiáng)的創(chuàng)新思維意識和實(shí)踐能力。因此，如何提高學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力、科研能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和解決問題的能力，一直是人們關(guān)注的重點(diǎn)。

2.2 傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)相互融合充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動性

在教學(xué)方法上，采用靈活的教學(xué)方法，開展了豐富多彩的課堂教學(xué)，摒棄傳統(tǒng)灌輸型課堂教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在課堂上的主體作用。改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方法，引入案例教學(xué)法、互動式教學(xué)法、討論式教學(xué)方法以及翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法，將最新研究成果、最新學(xué)術(shù)前沿知識融入課堂，對現(xiàn)代生物技術(shù)領(lǐng)域前沿的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行交流和探究，達(dá)到“教”與“學(xué)”的交融，進(jìn)而達(dá)到提高教學(xué)效果的一種教學(xué)方式。開展“問題教學(xué)法”以及“討論教學(xué)法”來啟發(fā)研究生思維，進(jìn)而提出問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考，激發(fā)學(xué)生的求知欲，提高學(xué)生的聯(lián)想思維能力和分析問題、解決問題的能力。這種教學(xué)方法使課程主題更加明確，條理更加清晰。但考慮到該課程的性質(zhì)以及生命科學(xué)的特點(diǎn)，在實(shí)際教學(xué)過程中通常要運(yùn)用現(xiàn)代教育教學(xué)手段，一方面可以制作PPT、制作視頻動畫、運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)下載操作視頻、運(yùn)用高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺等。針對前沿?zé)狳c(diǎn)，采取課堂討論的形式，充分發(fā)揮學(xué)生的積極主動性。結(jié)合學(xué)生自己的論文研究內(nèi)容采取翻轉(zhuǎn)課堂形式，由研究生自己搜集相關(guān)資料，制作PPT，闡述自己的觀點(diǎn)，以學(xué)生為中心主題，激發(fā)學(xué)生的科研熱情和興趣，形成專注并生動活潑的課堂氛圍，讓學(xué)生積極參與教學(xué)過程，深刻領(lǐng)會和掌握所學(xué)的理論知識，直觀的將所學(xué)理論運(yùn)用到科研論文中，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性，從而提高學(xué)習(xí)興趣和科研興趣。改變教學(xué)理念，以“教”為主的教學(xué)模式向以“學(xué)”為主的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，與傳統(tǒng)教學(xué)相比，其在教育教學(xué)中的優(yōu)勢是顯而易見的。

2.3 科研與教學(xué)緊密結(jié)合，將科研成果引入教學(xué)，培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力

為解決教學(xué)過程中對學(xué)生實(shí)際應(yīng)用綜合素質(zhì)培養(yǎng)不足的問題，形成良好的研究性學(xué)習(xí)氛圍和風(fēng)氣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提倡指導(dǎo)教師在研究生入學(xué)初將科研課題告知學(xué)生，鼓勵學(xué)生在上課過程中帶著問題去聽課，激發(fā)學(xué)生思考與自己科研內(nèi)容相關(guān)且感興趣的問題，任課教師結(jié)合自己的科研課題可以將最新的科研成果融入教學(xué)過程，切實(shí)解決實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)與基礎(chǔ)理論的融合問題，實(shí)現(xiàn)面向理論和實(shí)踐相結(jié)合的綜合素質(zhì)教育教學(xué)目標(biāo)。著重培養(yǎng)研究生科研及創(chuàng)新能力，使之具備生命科學(xué)相關(guān)學(xué)科的基本理論和實(shí)踐技能，科研和教學(xué)相融合，提高研究生科學(xué)素養(yǎng)。

在多年的教學(xué)過程中，通常都是以教材為主，重點(diǎn)講述教材中的基本理論知識。通過教學(xué)改革，優(yōu)化授課內(nèi)容，將科研成果和先進(jìn)的生物技術(shù)理論和技能融入教學(xué)過程，為學(xué)生傳授與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的最新科研進(jìn)展，使教學(xué)內(nèi)容和科研發(fā)展方向和動態(tài)緊密結(jié)合，從科研課題中分解出來部分科學(xué)問題供學(xué)生研究，讓研究生了解科研工作者所關(guān)心的科學(xué)問題，激發(fā)研究生的好奇心和求知欲，從而培養(yǎng)研究生的科研興趣。林業(yè)生物技術(shù)這門課程的開設(shè)與研究生畢業(yè)論文研究方向息息相關(guān)，為更好地讓研究生能夠及早掌握科研思路和操作技能，有必要將這門課程和教師的科研成果和科研經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來，將實(shí)例與理論相結(jié)合，可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)和科研中起到事半功倍的效果?；诖?，該課程在講授過程中結(jié)合教師科研進(jìn)行授課，同時(shí)對該部分內(nèi)容進(jìn)行延伸，啟發(fā)學(xué)生，與學(xué)生一起討論開展開放式組織培養(yǎng)研究的可行性。學(xué)生們在課堂上暢所欲言，放開思維，探討開放組培遇到的問題和難題。結(jié)合教師轉(zhuǎn)錄組方面的研究課題為研究生講授關(guān)于轉(zhuǎn)錄組方面的內(nèi)容，從樣品的選取、注意事項(xiàng)、建庫、數(shù)據(jù)分析、基因篩選、qT-PCR表達(dá)分析驗(yàn)證以及基因克隆和生物信息學(xué)分析等進(jìn)行詳細(xì)講解，使學(xué)生了解和掌握相關(guān)內(nèi)容，為后期畢業(yè)論文的開展奠定基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)基因一直是社會存在的敏感話題，在教學(xué)過程中，結(jié)合教師課題中涉及的轉(zhuǎn)基因內(nèi)容，為學(xué)生詳細(xì)的講授具體轉(zhuǎn)基因過程及常用的轉(zhuǎn)基因方法以及基因功能驗(yàn)證等方面的內(nèi)容。針對存在的轉(zhuǎn)基因敏感話題與學(xué)生們開展討論。這些科研成果和基本理論及操作技術(shù)使研究生能夠及時(shí)了解生命科學(xué)領(lǐng)域的最新發(fā)展和研究動向，及時(shí)掌握科研工作中一些新的技術(shù)和實(shí)驗(yàn)方法，以保證所授內(nèi)容的新穎性，提高研究生理論知識內(nèi)容，從而使課程的知識結(jié)構(gòu)更為合理，保證畢業(yè)論文的順利完成。

3 結(jié)語

通過將科研成果和教學(xué)相結(jié)合，對林業(yè)生物技術(shù)課程進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐改革和探索，并采取線上、線下多種教學(xué)模式，改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方法，引入案例教學(xué)法、互動式教學(xué)法、討論式教學(xué)方法以及翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法，將最新研究成果、最新學(xué)術(shù)前沿知識融入課堂，尤其對生命科學(xué)和現(xiàn)代林業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域前沿的科研意識鍛煉效果明顯，從而把課堂死板的理論教學(xué)演變成內(nèi)涵更豐富的科研素養(yǎng)培養(yǎng)。

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