周才碧，張清清，胡榴虹，馬媛，周發(fā)艷，陳菊，宋麗莎＊

（黔南民族師范學(xué)院 生物科學(xué)與農(nóng)學(xué)院，貴州 都勻 558000）

植物組織培養(yǎng)技術(shù)指將植物的離體器官接種于含有特定營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基上，使植物離體器官向著人們預(yù)先設(shè)計的方向生長和發(fā)育，以取得在常規(guī)繁殖方式下難以取得成效的一種生物技術(shù)[1]。按培養(yǎng)材料分為細(xì)胞培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、器官培養(yǎng)三類，器官培養(yǎng)技術(shù)作為植物組織培養(yǎng)技術(shù)中最為簡單操作的一種，對于植物學(xué)的發(fā)展及在生產(chǎn)上的應(yīng)用都有很大的推動力。而植物器官培養(yǎng)可按照培養(yǎng)器官分為植物營養(yǎng)器官培養(yǎng)、植物繁殖器官培養(yǎng)兩類，營養(yǎng)器官包括植物的根、莖和葉，而繁殖器官分為花和果實，培養(yǎng)前需要了解植物器官培養(yǎng)的程序[2]。植物組織培養(yǎng)技術(shù)是本科院校茶學(xué)專業(yè)的必修課程之一，而該專業(yè)大部分教師均是非師范生，缺乏授課的方式、方法；本研究以茶樹莖尖為例，對其培養(yǎng)程序以及植物營養(yǎng)器官培養(yǎng)進(jìn)行教學(xué)課程設(shè)計，以期為茶學(xué)專業(yè)植物組織培養(yǎng)技術(shù)課程教學(xué)提供參考。

1 課程開發(fā)與設(shè)計思路

《植物組織培養(yǎng)》課程通過將理論與實驗操作相結(jié)合，明確教學(xué)目標(biāo)，確定學(xué)生知識與技能方面的內(nèi)容，做到以學(xué)生為主體，教學(xué)成果為導(dǎo)向，教學(xué)模式按照課前預(yù)習(xí)、課上學(xué)習(xí)、課后鞏固的教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)過程設(shè)計，評價主要通過教師評價、小組互評等方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評定。

利用茶樹莖尖進(jìn)行本章課程設(shè)計是因為茶樹在我國栽培歷史悠久，是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物。茶葉中含有大量對人體有益的化學(xué)成分及營養(yǎng)物質(zhì)，具有很高的醫(yī)療保健價值。但是，過去的茶樹主要靠種子繁殖，但種子繁殖容易發(fā)生性狀分離，導(dǎo)致優(yōu)良性狀丟失，從而引起品種退化。利用茶樹莖尖的組織培養(yǎng)學(xué)習(xí)植物器官培養(yǎng)，一方面直觀且較為實際的解決茶樹優(yōu)良性狀保存，另一方面，茶與生活相貼近，學(xué)習(xí)后還可應(yīng)用于實際生活。

2 研究目的

基于多種因素的影響，首先是現(xiàn)下中國的大多數(shù)本科院校存在一個共同的問題——學(xué)習(xí)風(fēng)氣不佳問題，課前學(xué)生不主動預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)內(nèi)容，課上不認(rèn)真聽課。此外，茶學(xué)專業(yè)本科院校大部分教師是非師范生，對教學(xué)內(nèi)容的講授也缺乏創(chuàng)意。以教師為中心的教學(xué)，該教學(xué)方式傳統(tǒng)，不利于學(xué)生的綜合分析能力、獨立思考能力的培養(yǎng)；影響到高素質(zhì)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，與我國現(xiàn)下所提倡教育要求“重視學(xué)生綜合素質(zhì)”截然相反，也與應(yīng)當(dāng)重視學(xué)生創(chuàng)作創(chuàng)新精神和重視學(xué)習(xí)實踐能力精神不同。因此，為了響應(yīng)新的教育要求，必須對“以教師為中心”的傳統(tǒng)教學(xué)方式進(jìn)行改革與創(chuàng)新[3]；且“植物組織培養(yǎng)”章節(jié)內(nèi)容在《植物組織培養(yǎng)》中占有較為重要的位置，而利用茶樹莖尖進(jìn)行教學(xué)教案設(shè)計是實際可行的，尤其是對應(yīng)茶學(xué)專業(yè)本科院校非師范教師具有一定的參考性。

3 教學(xué)設(shè)計

3.1 課程總體目標(biāo)

通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠掌握植物器官培養(yǎng)的程序步驟，掌握茶樹莖尖的組織離體培養(yǎng)的流程以及了解注意事項，培養(yǎng)學(xué)生細(xì)致觀察的能力以及器具的選擇與操作能力，對今后所要從事的植物組織培養(yǎng)行業(yè)及相關(guān)職業(yè)打下一定的專業(yè)基礎(chǔ)。

3.2 課程內(nèi)容設(shè)計

本課程按照實驗進(jìn)行操作流程與所需要掌握技術(shù)及實際應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計，從植物器官培養(yǎng)的程序——茶樹莖尖培養(yǎng)進(jìn)行詳細(xì)的講解與實驗教學(xué)。按照流程式教學(xué)的基本理論和方法，設(shè)計兩個學(xué)習(xí)項目，如表1所示[4]。

表1 教學(xué)內(nèi)容

3.3 課程教學(xué)過程設(shè)計

在兩個教學(xué)內(nèi)容中都將采用課前預(yù)習(xí)、課上學(xué)習(xí)、課后鞏固的三段式教學(xué)方式進(jìn)行設(shè)計，讓學(xué)生將學(xué)與做相結(jié)合，加深對內(nèi)容的理解，提高動手操作能力[2]，具體如表2、3所示。

表2 《課時一 茶樹莖尖的組織培養(yǎng)程序》三段式教學(xué)設(shè)計

3.4 教學(xué)評價

課程評價是對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果及表現(xiàn)進(jìn)行評定、學(xué)生對教師教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行評價以及教師對教師教學(xué)的方法和教學(xué)技能的使用等方面進(jìn)行評價，涉及課程的可行性實施、是否對學(xué)生有效等。在教育教學(xué)過程中，較為重要的一個部分就是教學(xué)評價，如果沒有教育課程評價，難以知其是否有教育意義，并且其在導(dǎo)向、激勵、檢測、調(diào)控與區(qū)分等方面都有其重要作用[5]。課程評價設(shè)計，主要涉及教師自我評價和學(xué)生學(xué)業(yè)成績評價兩個方面。我所做的教學(xué)評價設(shè)計只涉及學(xué)生成績評價，由學(xué)生間互評及教師評價兩部分構(gòu)成，評價內(nèi)容包括學(xué)生的直觀學(xué)習(xí)成果以及學(xué)生在教學(xué)活動中的表現(xiàn)，教學(xué)評價既可教學(xué)活動進(jìn)行過程中期,也可在教學(xué)后期進(jìn)行[6,7]。

評價得分=直觀學(xué)習(xí)成果評分×50%+教學(xué)活動中的表現(xiàn)×50%[8]

4 教學(xué)教案設(shè)計

4.1 茶樹莖尖的組織培養(yǎng)程序

4.1.1 核心素養(yǎng)

1、生命思維

（1）了解植物外植體的選擇、注意事項與消毒方法；

（2）了解離體培養(yǎng)時茶樹莖尖組織的形態(tài)發(fā)生狀況；

2、科學(xué)觀念

（1）學(xué)會外植體生根方法及煉苗移栽；

（2）掌握選擇茶樹莖尖組織培養(yǎng)的方法以及消毒操作；

（3）掌握茶樹莖尖的組織組形態(tài)發(fā)生狀況以及移栽技術(shù)。

3、科學(xué)探究

（1）對于培養(yǎng)步驟中所出現(xiàn)的問題能夠及時解決與討論

（2）對于課程出現(xiàn)問題進(jìn)行合理思考

4 社會責(zé)任

（1）能夠解決一些較為簡單的實驗問題

（2）能夠解決生產(chǎn)生活中的實際問題

4.1.2 教學(xué)重點和難點

重點：外植體的獲取

難點：愈傷組織的形成

4.1.3 教學(xué)內(nèi)容分析

植物器官培養(yǎng)的第一步就是選擇合適的外植體進(jìn)行培養(yǎng)，這是進(jìn)行組織培養(yǎng)建立無菌體系及再生植株的關(guān)鍵一步[9]；同樣，選擇合適的茶樹莖尖的組織作為培養(yǎng)材料也是本節(jié)課的重點；只有選擇適宜的莖尖組織在離體情況才可進(jìn)行培養(yǎng)，在之前的課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)了外植體選擇上的部分原則。但具體在實際中如何進(jìn)行選擇，需要具體了解植物的生長時期（幼年期、成年期）再進(jìn)行選擇；取材后的材料要進(jìn)行消毒，消毒是如何進(jìn)行，進(jìn)行離體培養(yǎng)后茶樹莖尖組織會如何發(fā)育成完整的植株，以及學(xué)習(xí)培養(yǎng)出的不定芽在沒有根系時誘導(dǎo)其生根的方法與步驟及移栽等內(nèi)容將會在本節(jié)內(nèi)容講解。

4.1.4 教學(xué)策略

課堂教學(xué)采用課堂講授搭配PPT教學(xué)，以傳統(tǒng)板書為輔的原則，利用PPT教具內(nèi)容的生動直觀、信息量大等特點，同時，板書又能很直觀的突出教學(xué)重難點，利用這幾種教學(xué)方式相結(jié)合，極好的提高了教學(xué)的成效。在課堂教學(xué)中啟發(fā)式教學(xué)、探究式教學(xué)以及利用教學(xué)案例導(dǎo)入課堂的導(dǎo)入式教學(xué)等多種教學(xué)模式，既能很好的調(diào)動學(xué)生對學(xué)習(xí)的自主性，也能增強(qiáng)學(xué)生對課堂上教學(xué)的參與感，將原本散亂的知識進(jìn)行聯(lián)絡(luò)和修整，尋找知識與知識間的關(guān)聯(lián)，增強(qiáng)其對問題的發(fā)現(xiàn)問題能力并思考分析能力[10]。

4.1.5 教學(xué)過程

4.1.5.1 課前預(yù)習(xí)

1、教師活動

（1）通過學(xué)習(xí)通將茶樹莖尖在培養(yǎng)時的程序相關(guān)資料、以及部分茶樹莖尖組織培養(yǎng)的案例等學(xué)習(xí)資料推送給學(xué)生；

（2）實行自由分組（6-8人/組），布置課前學(xué)習(xí)任務(wù)，要求學(xué)生對茶樹莖尖組織培養(yǎng)程序的主要步驟（以某種茶樹莖尖組織培養(yǎng)為例）進(jìn)行學(xué)習(xí)與總結(jié)。

2、學(xué)生活動

觀看所提供的資料，收集茶樹莖尖的組織培養(yǎng)程序具體步驟，分析茶樹莖尖組織培養(yǎng)案例，學(xué)習(xí)茶樹組織離體培養(yǎng)的選材與消毒及形態(tài)發(fā)生等內(nèi)容；

4.1.5.2 課上教學(xué)

1、教師活動

（1）聽取學(xué)生課前匯報預(yù)習(xí)情況；

（2）對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果及討論熱點進(jìn)行點評、總結(jié)。

2、學(xué)生活動

以小組的形式進(jìn)行課前預(yù)習(xí)成效匯報，然后各小組針對不同觀點進(jìn)行互評和討論。

4.1.5.3 課上實訓(xùn)

1、教師活動

（1）茶樹莖尖組織的選擇與消毒：茶樹不同季節(jié)的莖尖組織是有所不同的，可選取春季、夏季、冬季的茶樹進(jìn)行莖尖材料的摘取，作為外植體培養(yǎng)材料。選材后對材料進(jìn)行消毒，選物理與化學(xué)并用的方式進(jìn)行消毒。在消毒時間以及方法上，要進(jìn)行實驗選擇合適的消毒時間以及消毒方法，必備無菌接種室。

（2）茶樹莖尖組織的接種：基本培養(yǎng)基配制，配制MS培養(yǎng)基進(jìn)行接種。

（3）培養(yǎng)再生組織過程：初時培養(yǎng)脫分化得到愈傷組織，具體經(jīng)過誘導(dǎo)期、分裂期、愈傷組織形成期三個時期。對愈傷組織進(jìn)行誘導(dǎo)分化得到不定芽或胚狀體，這里的培養(yǎng)基每個時期的激素濃度及配比皆有不同。

（4）誘導(dǎo)生根：若得到的是不定芽，固體培養(yǎng)基誘導(dǎo)生根和浸泡法誘導(dǎo)生根兩種生根方法。

（5）再生茶苗移栽：①移栽準(zhǔn)備打開瓶蓋3～7d進(jìn)行煉苗，而后取出時對根部進(jìn)行自來水清洗；②移栽基質(zhì)可選沙子、蛭石、石英砂、草炭灰及菜園土按照一定比例進(jìn)行配制。

2、學(xué)生活動

學(xué)生記錄知識要點，加深對茶樹莖尖的組織離體培養(yǎng)程序及離體植株形態(tài)發(fā)生狀況等相關(guān)知識點的理解。

4.1.5.4 課后鞏固

1、教師活動

教師采用騰訊會議等程序與學(xué)生進(jìn)行互動，幫助學(xué)生鞏固茶葉莖尖組織培養(yǎng)步驟及形態(tài)發(fā)生的知識。

2、學(xué)生活動

通過自主查找相關(guān)資料，與教師在上述程序討論互動，鞏固、拓展茶葉莖尖組織培養(yǎng)步驟及形態(tài)發(fā)生的知識。

4.2 茶樹莖尖的組織培養(yǎng)

4.2.1 核心素養(yǎng)

1、生命思維

學(xué)習(xí)茶樹莖尖的組織的離體培養(yǎng)知識。

2、科學(xué)觀念

掌握茶樹莖尖的組織的離體培養(yǎng)方法及實際操作中的注意事項。

3、科學(xué)探究

通過學(xué)習(xí)茶樹莖尖的組織離體培養(yǎng)的方法，培養(yǎng)基的配制，生根與移栽方法以及實際操作與應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生積極、主動地對植物離體組織相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行思考與探索，充分激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性，以達(dá)到更好的教學(xué)效果。

4、社會責(zé)任

實際實驗操作中對實驗現(xiàn)象和所出現(xiàn)的問題進(jìn)行實驗分析，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力、分析問題、解決問題的綜合能力[11]。

4.2.2 教學(xué)重點和難點

重點：茶樹莖尖的組織的離體培養(yǎng)。

難點：實驗試劑的配制及實驗操作。

4.2.3 教學(xué)內(nèi)容分析

上一節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)茶樹莖尖組織的離體培養(yǎng)程序，本節(jié)課利用已掌握的外植體的選擇與消毒，在上節(jié)課的內(nèi)容上深入學(xué)習(xí)具體的材料準(zhǔn)備、消毒、形態(tài)發(fā)生時不同時期的培養(yǎng)組織培養(yǎng)基配制及注意事項，茶苗不定芽的生根方法的選擇以及移栽時具體操作與實驗注意事項。

4.2.4 教學(xué)策略

本節(jié)內(nèi)容以課堂講授與啟發(fā)式、三段式三種教學(xué)方式相結(jié)合，結(jié)合上一內(nèi)容思考“夏季的茶樹莖尖的組織需要在何種激素配比下離體培養(yǎng)效果最好？”激發(fā)學(xué)生的思考，然后在課堂上用簡短的時間讓同學(xué)講解所搜尋問題解答技巧及思路。本節(jié)課進(jìn)行的是實驗課。課上以教師講解演示為主，輔助板書，學(xué)生有序進(jìn)行實驗。通過課堂理論與實驗相結(jié)合的方式，讓學(xué)生在切實掌握茶樹莖尖的組織培養(yǎng)的知識同時掌握實驗操作及原理。在課堂上適度進(jìn)行提問和學(xué)習(xí)討論，既能活躍課堂氣氛，又能引發(fā)學(xué)生新的思考。

4.2.5 教學(xué)過程

4.2.5.1 課前預(yù)習(xí)

1、教師活動

（1）通過學(xué)習(xí)通將茶樹莖尖組織的相關(guān)實驗資料推送給學(xué)生；

（2）布置課前學(xué)習(xí)任務(wù)：熟悉實驗資料及實驗步驟、注意事項等（設(shè)置分組，統(tǒng)分兩組或四組）。

2、學(xué)生活動

推送資料，熟悉課程內(nèi)容及實驗步驟，根據(jù)分組任務(wù)采集茶樹莖尖組織，并結(jié)合所提供的資料進(jìn)行分析思考。

4.2.5.2 課上教學(xué)

1、教師活動

組織學(xué)生匯報課前預(yù)習(xí)情況。

2、學(xué)生活動

以小組的形式進(jìn)行課前預(yù)習(xí)成效匯報，然后各小組針對不同觀點進(jìn)行互評和討論。

4.2.5.3 課上教師講解

1、教師活動

教師講解實驗具體操作與實驗原理，培養(yǎng)基的配制，設(shè)置消毒時間作為實驗變量，讓學(xué)生對茶樹莖尖組織培養(yǎng)成活率進(jìn)行實驗操作。

2、學(xué)生活動

學(xué)生記錄知識要點，熟悉實驗內(nèi)容，準(zhǔn)備實驗。

4.2.5.4 課上實訓(xùn)

1、教師活動

講解實驗操作及理論。

2、學(xué)生活動

（1）選材：摘取夏季茶樹莖尖組織作為培養(yǎng)材料，摘取幾個較為飽滿的茶樹腋芽，將其剪掉葉片留葉柄。

（2）消毒（實驗變量）：將其分為兩組，紫外光滅菌20min，再用75%酒精滅菌30 s，用0.1%的升汞滅菌，一組滅菌9 L，一組滅菌11組，再用無菌水沖洗5遍，放于接種室（無菌）[12]。

（3）接種：配制MS培養(yǎng)基作為基本培養(yǎng)基（接種培養(yǎng)基），在接種室進(jìn)行無菌接種。

（4）愈傷組織的形成和不定芽的出現(xiàn)：根據(jù)比例配制培養(yǎng)基使其脫分化形成愈傷組織，期間也需要配制其他培養(yǎng)基以供其繼代培養(yǎng)生長，按比例配制再分化培養(yǎng)基誘導(dǎo)再分化為不定芽。

（5）誘導(dǎo)生根：采用浸泡法誘導(dǎo)生根，采用1／2MS＋0.1～0.3mg／L IBA＋20g 蔗糖[13]。

（6）移栽準(zhǔn)備：開瓶蓋煉苗3～7d。

（7）實驗結(jié)果及分析：觀察培養(yǎng)茶苗的存活率，第二組的成活率明顯高于第一組。在相同條件下升汞的消毒時間為11/91的存活率高。

4.2.5.5 課后鞏固

1、教師活動

教師利用學(xué)習(xí)通與學(xué)生互動，鞏固、拓展學(xué)生茶樹莖尖組織離體培養(yǎng)的有關(guān)知識。

2、學(xué)生活動

通過自主查找相關(guān)資料，在學(xué)習(xí)通上與教師進(jìn)行線上討論互動，鞏固茶樹莖尖組織離體培養(yǎng)的知識及應(yīng)用。

5 結(jié)語

本文利用三段式教學(xué)來改善目前以教師為中心講授知識的傳統(tǒng)教學(xué)方式進(jìn)行課程設(shè)計，向新課程改革目標(biāo)靠近[14]，改變教學(xué)過程中過于注重理論知識，而忽視學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生，這樣的學(xué)習(xí)只是教師的單方面教學(xué)，而非真正意義上的學(xué)習(xí)，這與新課程改革的理念所悖，而這種利用三段式教學(xué)的教學(xué)，可以讓教師的角色很好的改變?yōu)閷W(xué)習(xí)的輔助者身份，學(xué)生積極主動的學(xué)習(xí)和探索知識，也很好的了改變目前課程管理過于集中的狀況，增強(qiáng)課程對學(xué)生的適應(yīng)性[15]。極大減輕了教師的負(fù)擔(dān)，也減輕學(xué)生學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān)，讓課程變?yōu)閷W(xué)生的主場，學(xué)會利用知識、掌握知識，加速新教育課程改革的速度。本章內(nèi)容是《植物組織培養(yǎng)》課程中較為重要的章節(jié)，許多領(lǐng)域都需要其為理論基礎(chǔ)來進(jìn)行發(fā)展，例如生物醫(yī)療、植物培養(yǎng)、園藝培養(yǎng)等，因此對它的課程教學(xué)不僅要加以精心設(shè)計，更要對教學(xué)可操性進(jìn)行的實踐。