“植物免疫学”课程教学改革的探索

陈 磊 田呈明

(北京林业大学林学院，北京 100083)

“植物免疫学”课程教学改革的探索

陈 磊 田呈明

(北京林业大学林学院，北京 100083)

“植物免疫学”是北京林业大学森林保护专业新开设的专业选修课，课程内容具有较强的专业性，理论知识与应用结合紧密。结合选课学生的特点以及“植物免疫学”课程内容和发展的特点，经过2年的教学实践，通过对教学内容、教学模式以及考核体系等进行改革和探索，形成了基础知识、前沿进展与实践应用技术互为补充的课程内容体系，并引入了翻转课堂、微课教学、案例教学、文献阅读研讨教学、参与式实验教学等教学模式，构建了从课堂、课下、实验、研讨以及考试等多方面的考核体系，以期达到提高教学质量、培养学生的创新能力和提升学生综合素质的目的。

植物免疫学；森林保护；教学改革

森林保护专业旨在培养具有林业有害生物监测、检疫和防控的科研、教学、科技开发与推广、行政管理等工作的高级科学技术人才。森林保护专业在1998年曾被取消归入到林学专业，但由于我国林业发展过程中面临着越来越严重的有害生物灾害，教育部于2012年又重新设立森林保护专业。2014年，我国也首次从国家层面作出了关于林业有害生物防治工作的重大决策部署，国务院办公厅颁布实施了《关于进一步加强林业有害生物防治工作的意见》，使森林保护工作迎来新的发展时期。同时，随着人们认识的不断发展，传统的森林保护逐渐向森林医学演变[1]。为此，北京林业大学修改了森林保护专业本科生培养方案，增设了“植物免疫学”课程。该课程为北京林业大学森林保护专业高年级本科生的专业选修课，学生通过“植物免疫学”课程的学习，可以系统地了解植物的抗病性，充分掌握其类型、机制、遗传规律、变异规律，发挥其在植物病害防治过程中应有的作用。笔者根据近2年的教学实践，针对“植物免疫学”课程的特点及存在的问题，提出了该课程的教学内容、教学模式以及考核体系等方面的改革方案，以期达到提高教学质量、培养学生创新能力和提升学生综合素质的目的。

一、“植物免疫学”课程的特点

植物免疫学是研究植物抗病性及其应用方法的学科，是在学习普通植物病理学知识的基础上对病原-寄主互作过程中寄主植物反应的进一步研究和分析。“植物免疫学”课程具有较强的理论性和实践性。在基础理论知识方面，“植物免疫学”课程主要介绍植物抗病性与病原物致病性的概念、类别、机制和遗传，以及植物与病原物的相互识别和两者互作的相关基因、信号的传递；在实践应用方面，“植物免疫学”课程主要介绍植物抗病性的一些研究方法，涉及植物抗病性的鉴定、抗病种质资源、抗病育种、抗病基因工程、病原物毒性监测以及持久抗病性等一系列内容。因此，“植物免疫学”课程是以植物抗病性为主线，通过阐述其基本理论知识和相关应用方法来展示、充实课程内容。它既有理论知识，又有应用内容，而且该课程内容繁杂、信息量大，具有较强的专业性。同时，植物免疫学还是一个正在快速发展的学科，不断涌现出新的理论、新的研究结果。

二、“植物免疫学”课程教学面临的问题

(一)教材内容陈旧，缺少合适的教材

目前，有关“植物免疫学”课程的教材仅有2009年由商鸿生主编的《植物免疫学》一书，经过近几年的快速发展，许多新的研究成果都未能在教材中充分体现，尤其缺少林木抗病性方面的相关内容。因此，在“植物免疫学”课程教学过程中授课教师更多地依靠自己收集的与课堂教学内容相适应的素材进行授课，包括植物免疫学研究中发现的新理论和新现象，以及林木抗病机制及抗病育种等内容。而将这些知识补充到“植物免疫学”课程的教学中，弥补教材内容陈旧的问题是当务之急。

(二)理论教学课时多，实践教学课时少

“植物免疫学”课程是一门理论与实践结合紧密的课程，主要讲述植物抗病性的基本原理、植物-病原物互作的分子基础及信号传导等理论知识，以及植物抗病性的鉴定、抗病育种、抗病基因工程、病原物毒性监测等一系列实验内容。而“植物免疫学”课程的实验课时仅4学时，导致授课教师在实际教学过程中存在重理论轻实践的问题。另外，缺乏实践支撑的教学活动，又使学生对理论知识的理解产生障碍。

(三)学生的知识储备不足，知识背景存在差异

“植物免疫学”课程是森林保护专业的专业选修课，它面向森林保护专业和梁希班(林学)的本科三年级学生开设。森林保护专业的学生有“植物病理学”课程的知识储备，而梁希班的学生没有。此外，大部分学生都不具有“分子生物学”“遗传学”课程的知识储备。针对这种情况，授课教师应适当调整“植物免疫学”课程的授课内容，为学生补充相应的背景知识，使学生更容易理解和掌握植物免疫学的知识。

(四)课程考核方式单一，难以评价学生的综合能力

“植物免疫学”课程的考核采用期末考试与平时成绩相结合的考核模式，主要以传统单一的笔试为主。这种考核方式只能考察学生对理论知识的掌握情况，很难考察学生的动手能力和分析解决问题的能力，尤其是综合运用所学知识解决实际问题的能力。

三、“植物免疫学”课程教学改革的思路

基于“植物免疫学”课程本身的内容和发展特点，以及所面向的学生的实际情况，一方面要让学生理解和掌握“植物免疫学”的基本概念和理论知识，为今后进一步学习和研究工作打下坚实的植物免疫学理论基础；另一方面还要结合当前植物免疫学学科快速发展的现状和林木抗病性的发展动态，及时补充植物免疫学学科的前沿知识和实际应用案例，拓展学生的视野和思路，提高学生对“植物免疫学”课程学习和研究的兴趣。

另外，在“植物免疫学”课程的教学改革过程中，笔者坚持“以学生为本，以活动为内容，以参与为中介，以发展为目标”的现代教育教学观念[2]，针对选课学生的特点，明确了教学目标，优化了教学内容，并采用多种教学模式开展了教学活动。在授课过程中，笔者既强化学生对“植物免疫学”课程基础理论知识的掌握和理解，促进基础理论知识与实际应用的结合，又与时俱进地及时反映当前“植物免疫学”课程的研究进展，培养学生的学习兴趣，提高学生的综合能力，并建立全面的考核评价体系，提高“植物免疫学”课程的教学质量，见图1。

图1 “植物免疫学”课程教学改革的思路

四、“植物免疫学”课程教学改革的探索

(一)明确课程教学目标

“植物免疫学”课程作为森林保护专业和梁希班学生的专业选修课，其教学目的和任务是引导和帮助学生了解植物免疫学的基本概念和相关原理，让学生系统地掌握和利用植物抗病性的基本理论和方法，以达到科学利用植物抗病性知识控制植物病害的目的。在教学改革过程中要遵循“基本知识与新进展相结合、理论与实践相结合、课堂教学与文献讨论相结合”的原则[3]，目的在于培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

(二)优化教学内容，及时反映植物免疫学领域的新进展

在“植物免疫学”课程授课的过程中，教师要根据学生的知识背景对教学内容进行适当的调整，不仅要补充病原物的遗传学、分子生物学、致病性进化等知识内容，侧重讲授病原-寄主互作过程中寄主植物反应的内容，还要避免与“植物病理学”“林木病理学”课程知识内容的重复，使“植物免疫学”课程教学内容更加合理化、系统化。同时，植物免疫学是一门飞速发展的学科，教师需要不断追踪植物免疫学领域新的研究进展，充分利用网络、数据库资源，补充植物免疫学的新理论、新思路和新方法。如，教师可以用一些新的研究结果来解释以往的理论和假说，使学生更容易理解和掌握“植物免疫学”课程的知识，从而丰富和充实教学内容。另外，教师在备课和讲授“植物免疫学”课程的过程中，要增加林木抗病性方面的教学案例，并将林木抗病性的特点和存在的问题等内容补充到“植物免疫学”课程教学中。

(三)改革课程教学模式

1.采用翻转课堂和微课教学模式

翻转课堂是一种将课堂内容由“知识传授”变为“问题研究”的教学模式[4]。在这种教学模式中，教师的角色是学生学习的指导者和促进者，而不是传统的知识传授者和课堂的管理者，它将基本概念和基础知识的学习放在课前，课堂教学内容主要为“问题研究”，而不是“知识讲解”。因此，针对“植物免疫学”课程的知识特点，授课教师应选择一些知识点，如病原与寄主的识别机制、植物疫苗的应用、诱导抗病性、抗病育种、病原菌的侵入过程、转基因技术等，采用翻转课堂和微课教学相结合的教学模式进行授课。在授课过程中，教师要利用互联网上提供的“植物免疫学”课程学习视频、动画资源和研究论文等资料让学生自主学习，然后再回到课堂开展讨论，从而增加学生与教师之间的交流互动，提高学生学习的兴趣，实现“探究型”学习的目标。

2.采用案例教学模式

案例教学是利用生产实践中的典型案例作为素材的一种教学模式。在这种教学模式下，教师要根据“植物免疫学”课程的教学目标和教学内容，设置具体的案例，并组织学生对案例进行分析、讨论和交流，以培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，加深学生对该课程基本理论知识和概念的理解[5]。植物抗病性在植物病害防治过程中已有大量的成功案例，教师在讲授这方面知识的过程中，可以采用案例教学模式，并选取紧扣教学内容的典型案例，如植物免疫剂的开发与应用、植物R基因的发现与抗病育种等，让学生去查阅指定的案例资料，然后鼓励学生在课堂上自由探索、大胆质疑，及时提出自己的看法和见解，把抽象的概念和原理具体化，提高学生综合分析问题的能力。这种以问题为导向的启发式教学模式，不仅提高了学生将理论知识应用到植物病害防治实践中的能力，培养了学生分析问题和解决问题的能力，而且还促进了授课教师自身业务水平的提高，达到了教学相长的目的。

3.采用文献阅读及研讨教学模式

鉴于植物免疫学学科快速发展的特点，北京林业大学林学院在设计“植物免疫学”课程教学大纲时设置了4学时的文献阅读研讨课，目的在于将植物免疫学新的科研成果和方法引入到“植物免疫学”课程教学中，弥补教材内容滞后的不足，拓展学生的视野[6]。教师讲授文献阅读研讨课时，将班级学生分为小组，每组5～6人，教师列出讨论的主题后，各组挑选或者自选主题进行文献查阅，并制作成幻灯片在课堂上开展交流讨论。在交流讨论过程中，首先其他组学生或是教师提问质疑，演讲组的学生要针对提问内容进行解答；其次教师针对学生的问题和解答进行总结和点评。文献阅读的内容主要为植物免疫学领域的经典、前沿文献，如植物先天免疫体系和诱导免疫、R基因的进化、林木分子抗病育种等；还可以补充相关的知识内容，如植物对昆虫的免疫反应以及转基因育种等问题。文献阅读研讨的提纲主要包括下面几方面的内容。

第一，文献的研究背景是什么，提出什么科学问题；

第二，文献通过怎么样的试验设计，获得了什么试验证据来佐证文献的观点；

第三，文献获得了什么重要结论；

第四，文献中的试验设计是否存在瑕疵，论证是否严密；

第五，文献结果对后续研究有何启示，如何设计试验进行证实。

文献阅读及研讨是一种以学生自助学习为主、教师引导为辅的新型教学模式[7]，它不仅激发了学生的科研兴趣，让学生了解了文献的基本要素和文献的阅读技巧，而且还培养了学生获取信息、整理信息、归纳信息的能力，提高了学生学习的目的性、主动性和积极性，同时还可以在讨论中为教师提供新的思路，以教学促进科研，以科研引导教学。

4.采用参与式实验教学模式

实验课是课程理论知识的验证和延伸，在实验过程中可以培养学生动手实践和独立思考的能力。因此，笔者对“植物免疫学”课程实验教学进行了改革，摒弃了以往教师设计和准备相关实验内容、实验材料的做法，给予学生更多参与的机会。笔者将班级学生分为小组，根据授课内容的进度，给学生布置阶段性的实验内容，让学生查找资料、进行小组讨论，并在教师的指导下设计相应的实验方案、自主准备实验材料、完成实验任务。不同小组可以选择不同的实验内容进行试验，最后在课堂上开展广泛的交流讨论活动，让学生了解更多的实验过程，开拓学生的视野。这种参与式实验教学模式不仅提高了学生的动手能力、创新能力，巩固了理论知识，而且还激发了学生学习“植物免疫学”课程的兴趣。

(四)改革课程考核方式

为了提高教学质量、培养学生的创新能力、提升学生的综合素质，笔者对“植物免疫学”课程从课上、课下多方面进行了全面的考核。“植物免疫学”课程的考核分为3部分：平时成绩(占40%)、实验成绩(占20%)和期末考试成绩(占40%)。平时成绩主要考核学生的课堂表现、课堂纪律以及课堂测验等基本情况；实验成绩考察学生对实验中出现的现象的理解和分析能力，以及如何根据已学习的理论知识去解释实验中遇到的问题；期末考试成绩除了考察学生对基本概念和理论知识的掌握情况外，还要考察学生综合运用这些概念和理论知识去分析和解决实际问题的能力。该考核体系综合考察了学生在“植物免疫学”课程学习全过程中的表现，较客观地反映了学生对该课程理论知识、基本技能的掌握情况。

五、“植物免疫学”课程教学改革的成效

通过对森林保护专业的“植物免疫学”课程进行改革，形成了一套较为完整的课程内容体系和教学模式，激发了学生对该课程的学习兴趣，调动了学生学习的积极性和主动性。

目前，学生上课的出勤率达到90%以上，且课堂气氛活跃。在文献查阅过程中，学生开始自发选择教师布置的专题以外的自己感兴趣的专题开展文献的查阅工作；在专题讨论过程中，学生能够对不同专题发表自己的看法，使学生的学习方式由简单的听讲转变为主动地参与，培养了学生主动学习的习惯。“植物免疫学”课程的教学改革取得了较好的教学效果，不仅使学生了解了“植物免疫学”课程的基本理论知识，还使学生掌握了植物免疫学的研究方法，养成了发现问题、解决问题的科学素养，为学生今后进一步深入学习植物免疫学及相关学科的知识打下了坚实的基础。

[1] 沈瑞祥，杨旺，周德群.森林保护专业改革之管见[J].西南林业大学学报，2012，32(1)：1-3.

[2] 邹秀月.参与式教学在“免疫学基础与病原生物学”中的应用尝试——参与式教学方法探讨[D].昆明：云南师范大学，2006：10-12.

[3] 王永林，田呈明.“菌物学”课程教学改革与探索[J].中国林业教育，2011，29(2)：61-64.

[4] 秦炜炜.翻转学习：课堂教学改革的新范式[J].电化教育研究，2013(8)：84-90.

[5] 王华荣.以案例教学推动大学课堂教学模式改革的实践与探索[J].中国大学教学，2011(4)：62-64.

[6] 陈长卿，高洁，白庆荣，等.“植物免疫学”教学方法的改革和探索[J].北京农业，2012(21)：241.

[7] 田易，倪兵，吴玉章.文献阅读研讨课在“医学免疫学”教学中的应用[J].中国免疫学杂志，2015(2)：265-266.

(责任编辑 孙艳玲)