生物技术专业植物技术实验改革与思考

董旋+韩淑梅+季祥彪

摘要：文章结合2012-2016年贵州大学生命科学学院植物生物技术实验教学的实际情况，针对植物生物技术实验课的自身特点，从教学内容、方式和考核方式3个方面进行实践操作和改革尝试，着重培养学生学习兴趣、发挥学生主观能动性。

关键词：植物生物技术实验；实验教学；改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）31-0246-02

基于该课程实践性强和综合性强的特点，传统的学生完全按照教师设计的步骤来进行实验的教学方式已经不能适应目前的植物生物技术实验教学要求。为了培养出适应当今社会经济发展需要的高素质专业人才，提高教学资源利用率，旧的实验教学模式改革势在必行。本文对贵州大学植物生物技术实验课程2012年至今教学模式改革实践中遇到的问题进行阐述，探讨在新形势下如何改革提高学生综合能力的教学模式和思路。

一、植物生物技术实验教学现状

传统观念中实验课是对理论课知识的验证和补充，在此观念的影响下，即便是综合性强和设计性强的植物生物技术实验课也不可避免地成为了理论课的附属品。如此这般，仅仅学时安排就不能满足实验课的需求，造成实验内容偏验证性，缺少系统性，部分综合实验课与一些基础课程内容相重复，如植物DNA的提取，就与基因组学和分子生物学中的DNA的提取相冲突。多次类似实验的重复必然造成学生对实验兴趣的减退，往往仅是被动地完成实验任务，以拿到学分。在该种状况下要求学生系统、熟练地掌握植物生物技术的一些重要实验技能是很困难的。而且由于实验教学经费、仪器和场所的短缺，有的实验操作由5～8位学生一组来完成，造成学生对实验缺乏整体认识，严重打击学生积极性。由于时间和内容的限制，植物生物技术实验课的考核以实验报告结合平时成绩的方式对学生的学习成果进行评价，忽略了对学生的实验设计能力、实验操作能力和结果分析能力的综合评价，同时也高估了学生的自觉性，造成实验结果的雷同，实验数据的抄袭等问题。植物生物技术研究的对象是植物，植物本身具有特定的物候性和生长周期。贵州大学植物生物技术实验被安排在7-8月的小学期，这对于实验的观察十分不利。

二、实验内容的优化

2012年在对全国开设的植物生物技术实验开设情况进行调查后，贵州大学生命科学学院生物资源与环境实验室结合实验室的科研状况开设了植物生物技术实验课，由植物组织培养与离体快繁、植物人工种子生产、PCR与分子标记、遗传转化四部组成，共计32学时。开课两年后对选课学生的匿名问卷调查结果表明在植物生物技术的实验课程中有部分内容与分子生物学和基因工程原理的部分相重复。故于2014年对实验项目修改为：①植物培养基的制备与灭菌；②烟草愈伤组织的诱导与培养；③烟草微繁殖；④人工种子的制作；⑤CTAB法制备植物基因组DNA。经修改后学生没有对内容重复提出异议，但是由于学生对于实验的来龙去脉不清楚，仅仅只是延续学习验证性实验的习惯，根据教师提供的步骤按部就班的进行，缺少主观能动性。于是在2015年将实验内容中改为：①植物培养基的制备与灭菌；②烟草愈伤组织的诱导与培养；③烟草微繁殖；④不同比值的NAA，6-BA对烟草愈伤分化的影响；⑤半夏人工种子的制作。在该学年中我们首次让学生参与到对NAA和6-BA不同比值对烟草愈伤组织分化的影响实验准备、设计和结果分析和讨论中，发现通过该实验项目充分调动了学生的积极性。学生对自己设计的实验结果十分关注，在课后会每天主动观察烟草的分化情况。到了2016年，我们再次对实验内容进行修改，增加了不同消毒方式对植物种子萌发率的影响，其目的是让学生在教师的指导下，学习了不同激素对植物组织分化的影响的实验设计、准备和结果分析后，将其学习成果运用到不同消毒方式对植物种子萌发的影响实验的开展中去。

三、方法的优化

本人在科研中发现实验成功与否与实验准备有着密不可分的关系。我们于2014年起让学生分组根据实验指导书在实验室中选择药品，计算用量，教师从旁协助并对计算结果进行核对。这一方法显著提高了学生的兴趣，大大加强了学生与老师之间的感情交流和思维互动，加深了学生对实验的理解。

通过之前的实验预习和实验准备过程，教师指导学生对设计性实验进行设计。本文以不同激素对植物组织分化的影响为例，对设计性实验的教法改革进行详细的介绍。首先教师以提问的方式讲解进行该实验的意义，给出该实验中可选用的激素类型：生长素（吲哚乙酸（IAA）、萘乙酸（NAA）、吲哚丁酸（IBA）、2，4-二氯苯氧乙酸（2，4-D）），细胞分裂素（激动素（KT）、异戊烯基腺嘌呤（2iP）、6-苄基腺嘌呤（6-BA）、玉米素（ZT）、噻重氮苯基尿（TDZ））。教师对不同激素的作用进行讲解，为排除植体消毒不当造成实验失败，由教师提供2-3种植物组培苗供学生选择。在定好选用的植物和激素后，以2人为一组，利用知网查阅相关的文献，使用统计数学工具独立设计获得植物不定芽的最佳生长素和细胞分裂素配比的实验方案，指导老师对其方案的合理性进行审核和修改。在实验进行过程中，我们采用了分层次的教学方法。针对实验中的关键步骤我们手把手地教会每组组长，然后由组长上台讲解示范，教师从旁纠正，让学生建立无菌概念，确保后续实验的顺利进行。而在其他试验阶段我们要求学生根据实验目的和实验指导独立完成实验，教师只起从旁协助和引导解决问题的作用。我们鼓励学生利用文献检索工具查阅文献，自行了解该技术的发展历史和现状，让学生了解什么是研究，学会解决一类问题的方法，整个实验从准备到设计均由学生自主完成。学生对实验的准备、进行和实验的推进充满成就感。

我们对2017年的教学方法也有所改动。首先是教师指导学生选择实验内容，以选择32h为基礎，多选每增加12h以开放性实验的形式让对植物生物技术感兴趣、学有余力的学生利用课余、周末、寒暑假时间进行实验修习学分。同时我们准备在2017年引入讨论式教学，在教师指导下，学生对实验结果和数据进行处理，鼓励学生上台讲解自己的实验结果，通过对班上同一目的实验的不同数据、照片等结果的分析得出最好的实验方案，并以科技论文的形式提交实验报告，让学生深入认识数据处理和论文写作的方法。

四、考核评价改革

从2012年起我们对该实验课的实验内容和教学方式进行了改革，到2016年，在考核方式上，我们提出了包含准备部分（实验准备，文献查阅，实验方案30%）、实验进度和完成质量部分（30%）以及结果的讨论和科技论文的撰写部分（40%）进行综合考评。在准备部分主要考察学生实验方案的科学性和可行性，在进度和完成质量方面主要考察学生对实验的观察和记录能力，在结果的考察中主要考核学生对结果的分析、讨论能力。在每一部分结束时将该部分的成绩进行公布，这一做法大大促进了学生在下一个环节学习中的积极性。

五、存在的问题

贵州大学植物生物技术实验课的开设形式已现雏形。但是在开课的过程中还存在着一些实验室无法解决的问题。首先是经费问题，随着生物技术的发展，实验所需仪器、试剂等的价格逐年提高，实验成本增加，而有限的经费无法支撑实验室去开设一些对培养生物技术高素质人才很重要的复杂而又费用高的实验；另一方面针对一些对植物生物技术感兴趣又学有余力的学生，将实验课中的内容延伸为开放性实验，或是本科毕业论文，这在某种程度上又增加了这门实验课的支出。其次是时间问题，植物生物技术针对的对象是植物，而对于有着自身的物候特点和生长周期的植物，植物生物技术具有准备工作复杂、无菌意识要求高，操作步骤复杂等技术特点。要在32学时内系统完整地学习植物生物技术中的一些实验周期长的重要技术，显得尤为困难。

六、结束语

本实验室于2012年起主要对实验内容进行优化、组合，以提高学生兴趣和主观能动性为目的，探索适应于植物生物技术实验课的教学方式，通过对文献的查阅、实验的设计、实验的观察记录和对结果的讨论整理的过程着重提升学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。基于对2012到2016年4年的实践经验的总结，初步形成了开设本科植物生物技术实验的方案并计划于2017年进行尝试。

参考文献：

[1]王俊宁，丰锋，李洪波.园艺植物生物技术课程教学改革探索[J].安徽农业科学，2016，（12）.

[2]周波，陈美楠，刘腾飞.激素在茶树组织培养中的作用研究进展[J].福建茶叶，2014，36（6）.