植物组织培养实验教学改革与实践

万志兵

（黄山学院生命与环境科学学院，安徽黄山245041）

植物组织培养实验教学改革与实践

万志兵

（黄山学院生命与环境科学学院，安徽黄山245041）

通过完善实验教学大纲，增加基本技能培养内容；改革实验课程体系，优化实验内容；改验证性实验为设计性实验；紧密结合科学研究，培养学生创新能力，以及优化实验考核体系等途径和方法，对植物组织培养实验教学进行改革，取得了良好的教学效果，全面培养了学生的实践能力。

植物组织培养；实验教学；实践能力

1 引言

植物组织培养在许多农林院校和综合性大学的生命科学学院都作为一门重要的专业课程开设，它和植物生理学、生物化学、病理学、遗传学、植物育种学、分子生物学、基因工程等关系密切[1]，它是在科学实验和生产实践中发展起来的新型学科，是实验技术性较强的学科之一。[2]要求学生运用已掌握的基本理论知识和基本实验技能，完成较为复杂的专业技术实验，其实验教学是该课程教学的中心和关键环节。

黄山学院开设植物组织培养实验已有很长时间。多年来，植物组织培养实验多采用传统教学模式，即在规定时间内让学生完成指定的实验内容。往往受实验条件的限制，而且实验课时比例小学生动手操作的机会较少，难以真正掌握培养基配制、高压灭菌、无菌操作等实验技术。这种教学模式不利于激发学生的主动性，实验仅仅为验证理论，忽视了对学生动手能力和创新能力的培养。为了克服传统实验教学存在的弊端，适应创新型、复合型和应用型人才培养的需要，笔者对植物组织培养实验教学进行了系统的改革与实践，收到了较好的效果。

2 改革思路

人才培养尤其是具有创新能力的人才培养离不开实验室，实验教学的改革与创新是创新型和应用型人才培养的迫切需要。植物组织培养是植物类各专业最重要的专业课之一，是实践性很强的学科，学生必需通过实验、实习才能加深对理论知识的理解，并为后续专业课的学习打下坚实的基础。[3]

在传统教育方式下，以教师为主体的教学基本格局没有实质性变化的情况下，实验教学改革不能取得突破性进展。一方面老师的教学任务繁重，在地方院校，没有专职实验员，任课教师不仅要做好实验教学前的备课，布置实验需要的仪器和试剂，而且在实验教学后还要进行仪器的维护和化学试剂的管理工作，老师不能把精力有效地放到教学上；另一方面学生实验的时间和实验的进度受到限制，学生不能充分发挥实验积极性，实践能力也得不到有效的提高。在实验教学改革中，一直探讨如何突破传统的教学受课时、教室的限制，满足多种需要，提倡自主性、开放性实验教学，发挥学生自主学习的个性，延伸学习的时间和空间。

改革是为了突出以学生为主体，强调个性化教学的新观念。鼓励学生自立实验项目，学生自主性实验完成较好时，免除部分必做实验；学生有充分使用设备、资源的权利，所有教师能用的实验设备也全部对学生开放。鼓励学生间的互助，有利于问题解答，更有利于培养学生的团队协作精神。

3 基本做法

3.1 提高教师的教学与科研能力

教师不仅要加强备课，同时要不断提高自己的科研能力。有关实验原理、内容、结果要充分掌握。熟练掌握实验操作，灵活运用实验仪器，对实验中可能出现的问题以及解决方法要做到心中有数。教师在实验中不断巡视，发现问题及时指导，在实验过程中努力启发和引导学生，从而提高学生的学习兴趣和教学质量。作为教师，不仅需要有扎实的基础知识，同时还要具备科研知识。教师不仅要在职学习，还要尽量争取多参加一些学术活动，了解本学科发展的新动态及国内外信息，开阔眼界，拓宽知识面。教师只有不断充实自我、完善自我，才能确保良好的教学质量。

3.2 修订实验教学大纲

为了提高学生的实践操作能力，笔者对实验教学大纲进行了重新修订，由过去的16学时增加到现在的32学时(占总课时的1/2，原先总课时是48学时，现在总课时是64学时)，从而保证每个学生有独立操作的时间。实验包括了植物组织培养的几个最重要的环节，全面深化和巩固了学生所学的理论知识，强化了他们的实践技能。实验课程与理论课程的比例从1∶2增加到1∶1，这样解决了以往实验学时紧张的问题，还可以开设复杂和费时的综合性实验。

3.3 改革实验课程体系

组织培养是无菌操作，要求工作环境清洁无微生物污染，实验操作必须在超净工作台上进行。为确保实验教学质量，实验时采取分组进行，每4名同学为一实验小组。无菌操作技术是植物组织培养基本实验技术的核心和教学重点，教师先进行示范操作，对一些常见的错误操作进行分析，在学生操作过程中，老师给予现场指导。

实验内容方面，以基础性实验为铺垫，精选实验内容，注重理论与实践的结合。为了巩固理论知识，增强实验操作技能，先开设了4个完整的验证性实验，让学生熟悉植物组织培养实验的大致过程，掌握仪器的使用方法，然后再进行综合性、设计性实验教学。

3.3.1 改部分验证性实验为设计性实验

学生在教师的指导下，进行探索性实验。例如，培养基不同，植物生长效果也不同，教师在教学中并不直接将这些实验技巧或方法告诉学生，而是指导学生根据所学的理论知识进行探索性实验，最后通过实验和分析，得出最佳的方案或结果，使学生认识到接种外植体、材料大小、取材季节、灭菌方法等均对实验结果有较大影响，加深了学生对理论知识的理解，培养了学生的思维能力和观察能力，提高了实验效果。

3.3.2 指导学生实验方案设计和实施

教师在教学中，让学生亲自进行整个实验的设计和实施，这样可以提高学生的动手能力和灵活应用理论知识解决实际问题的能力。例如，针对组培中的污染问题，让学生自己设计，从外植体处理、无菌操作、培养条件等方面入手，综合防止污染。教师把开启知识大门的钥匙交给了学生，有利于发挥学生的聪明才智，培养学生的创新能力和实践能力，加强其运用知识的能力，从而使学生学习积极性与主动性大大提高。

3.3.3 培养学生分析问题与解决问题的能力

在实验过程中，会观察到不同的实验现象，甚至出现一些意想不到的结果，这些结果的出现往往会超出学生所掌握理论知识的惯性思维范围。[4]此时，教师应鼓励学生充分发挥自己的分析思维能力来解决这些问题。实验课中经常有小组所配制的培养基不凝固(已进行分装和高温高压灭菌)，可引导学生回顾课堂上所学过的影响培养基凝固的因素方面的知识，分析实验中可能受哪些因素影响，重新配制培养基，验证先前的分析判断。

3.3.4 结合科学研究

教学能促进科研，科研又为教学提供条件，科研和教学的有机结合，可以提高教学工作的效率和培养学生的创造能力。[5]在植物组织培养实验教学中，教师有意识地组织学生参与相关科研项目。不仅提高了学生学习植物组织培养课程的兴趣，还培养了学生的创新能力。在科研实验过程中，教师因势利导，引导学生查阅相关资料，培养学生收集资料和归纳、分析资料的能力，鼓励学生独立提出实验改进方案，为他们以后的工作和科研奠定了良好的基础。

以往学生的实验操作分为培养基配置、外植体消毒、无菌操作、继代培养、移栽驯化等步骤，实验多数都是单独设立，互相之间联系不紧密，而且所有实验材料均为教师提供的常规材料，实验简单，容易操作，没有创新性。在教学中加入科研创新的内容，例如针对黄山地区名贵珍稀树种的组织培养，在教师指导下，让学生自行设计培养基的配方、激素比例、浓度等进行阶段性实验，观察实验结果并分析原理。这样可以充分调动学生的积极性，培养他们积极思考问题和分析问题的能力。

近年来，黄山学院在培养学生创新能力和应用能力方面提出了新举措，设立了大学生科学研究项目，鼓励在校本科生积极参与大学生科技创新竞赛、挑战杯。有部分学生积极申报，要求进入植物组织培养实验室接受科研及技能培训，进一步拓展了植物组织培养课程学习的后续效果，激发了学生的创新欲望。

3.3.5 组培工厂参观实习

学生到专业化、规模化的组培工厂参观实习，作为植物组织培养课程教学的一项重要内容，一方面，学生感受到组培技术的广阔市场化前景，激发出学生的学习热情；另一方面，还可以了解到组培生产中的主要环节以及存在的问题，了解到理论与实践的距离。

3.4 改革考核方法，考察学生综合素质

实验课的考核尽管只是一种手段，但是通过考核却能反应出学生对实验技能的掌握情况，因此对实验考核内容、考核方法进行改革也是改革实验教学的一个重要方面。笔者对学生的考核主要从4个方面进行：1.实验课上的表现占20%，主要包括：是否迟到早退，是否认真实验，每次实验后仪器试剂摆放情况及卫生处理状况；2.组培实验课结束后，设立一次考核课，把植物组织培养的一些基础性实验技术作为考核内容，要求每位学生动手操作，根据学生操作过程中的规范性以及操作结果进行打分,此部分成绩综合反应了学生的组织培养基本技能掌握情况，是实验成绩的主体，占50%；3.实验报告成绩。实验报告成绩部分地反映了学生在实验过程中的学习情况和在实验过程中出现的问题以及对实践性问题的分析能力和解决能力，实验报告成绩占20%；4.附加成绩。对于在学习过程中能够针对实验过程、实验方法等提出创新性改进措施并获得较好结果的学生可以给予附加成绩，此部分计入总分，占10%。这种考试方式，既全面考察了学生的基本操作，又培养了学生的创新意识和科研素质。

4 改革效果

4.1 提高了学生实验设计能力

大学期间的头3年，学生们更多的是学习和接受各门课程的相关知识。而将所学知识综合性地运用到科学研究工作中去，对于即将进入毕业实习阶段和准备考研的学生来说，无疑是一次很好的锻炼。通过自己动手进行实验设计，变被动学习为主动探索，既激发了学生的科研兴趣，增强了学习的自觉性，同时又提高了自主实验设计能力。

4.2 培养了学生分析问题和解决问题的能力

科学实验中，有时会出现一些没有预料的现象或结果，但偶然中往往存在着必然，这时必须对它加以仔细分析，才能提出解决问题的方法并不断提高学生解决问题的能力。

4.3 新的实验教学模式促进了科研工作

植物组织培养是操作性很强的学科，采用新的实验教学模式对实验教师提出了更高的要求。教师必须不断学习新理论，掌握新方法，提高科研能力，提高教学设计能力，才能更好地完成指导学生实验设计、数据统计、结果分析以及最终论文写作的全部教学任务。同时，科研中预实验和初步大量筛选工作，需要教师投入较多的时间和精力，把部分科研工作分配给学生来做，通过教学工作，也解决了科研工作量大的问题。由于学生参与实验的人数和分组较多，统计数据又是以百分率的形式出现，统计基础是除去污染剩余下来的材料块数，将学生操作中相互间差异的影响降到了最低，数据结果对科研是有参考价值的。另外，教师的科研结果也可以通过学生实验得到进一步的验证。

5 结论

植物组织培养实验本着先易后难，先简单后综合，先验证后自主设计、开放性实验的顺序开设，循序渐进，逐渐使学生掌握原理和实验操作技能。经过几届本科生的教学，已经取得了一定的成效，参与实验的学生积极性、主动性、基本操作技能、创新意识和科研意识均得到了不同程度的提高。但也有一些不足之处，例如：可供学生选择的实验内容少；实验室的试验仪器不能完全满足开放性实验需要；有的学生与实验老师的沟通不够等。

如何更好地将植物组织培养与植物生产接轨，更有效地培养学生的创造性、能动性，这就迫使我们在以后的教学工作中采取更有力的措施，不断完善植物组织培养实验的教学工作。

[1]刘进平，莫饶，李彦军，等.植物细胞工程课程教材建设与教改实践[J].农业与技术，2005，25(4)：194-195.

[2]曹孜义，刘国民.实用植物组织培养技术教程(修订本)[M].兰州:甘肃科学技术出版社，1999：1-3.

[3]吴石金.自助式生物化学实验教学模式初探[J].实验室研究与探索，2005，24（11）：81-83.

[4]付风艳.在生理学实验教学中实施素质教育[J].辽宁高职学报，2004，4(4)：81-82.

[5]徐凌飞，屈锋敏，李春梅.植物组织培养实验课程改革[J].实验室研究与探索，2004，23(3)：57-58.

责任编辑：胡德明

Abstract:By perfecting leading principles of the experimental teaching and appending contents of the operativeskills,reformingtheexperimentalsystemandoptimizingexperimentalcontents,changing confirmatory experiments into self-designed experiments,training and advancing students'innovative skills through scientific research and optimizing the examination methods,this paper explores the experimental teaching of Plant Tissue Culture.The result shows the teaching effect and students'practical ability are improved.

Key Words:Plant Tissue Culture;experimental teaching;practical ability

Initial Exploration of Experimental Teaching Reform for Plant Tissue Culture

Wan Zhibing
(College of Life and Environment Science,Huangshan University,Huangshan Anhui 245041)

G642.0

A

1672-447X（2012）03-0137-04

2011-08-26

黄山学院教研项目（2008hsujy035）

万志兵（1980-），安徽无为人，黄山学院生命与环境科学学院讲师，研究方向为植物栽培和遗传育种。