基于创新性应用型人才培养为导向的开放式教学模式在植物组织培养实训课程中的探索与应用

林英，黄路标，司春灿，叶水英

摘  要：创新性应用型人才的培养是地方性本科院校人才培养的目标和导向，实验实践教学是培养具有创新素质应用型人才的重要环节，开放式教学模式被认为是培养创新性应用型人才的良好途径。文章对植物组织培养实训的课程性质和特点、该课程实施开放式教学模式的基础、实施开放式教学模式的举措、取得的初步成效和存在的问题以及改进之处进行了概述，以期为地方应用型本科院校创新性应用型人才的培养提供一定参考。

关键词：创新性;应用型;人才培养;开放式教学;植物组织培养实训

中图分类号：G640       文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2021）32-0046-04

Abstract： The cultivation of innovative and applied talents is the goal and orientation of talent training in local application-oriented colleges. Experimental and practical teaching is an important link in cultivating innovative and applied talents. Open teaching mode is a good way to cultivate innovative and applied talents. This paper discussed the nature and characteristics， the basis for the implementation of the open teaching model， the measures to implement the open teaching model， the preliminary results achieved， the existing problems and the improvements in the course of "Plant tissue training" in the hope of providing some reference for the cultivation of innovative applied talents local application-oriented colleges.

Keywords： innovative; application-oriented; talent training; open teaching; plant tissue cultivation training

教学模式是在一定教学思想或教学理论指导下建立起来的较为稳定的教学活动结构框架和活动程序，不仅反映了课程设计者与实施者对待“学”与“教”的态度，还直接影响学习者的学习成效[1]。因此，在教学改革中，教学模式的改革是关键。由于传统教学模式已经不能适应时代发展的需要，近年来，针对教学模式开展的教学改革研究也较多，各种新型的教学模式在日常教学中被构建和实践。如案例式问题式学习教学模式被认为在临床带教工作中具有良好的教学效果，在医学专业学生授课过程中被广泛应用[2];双元互动教学模式被认为在积极心理学的教学过程中具有较好的效果，可以实现大学积极心理学学科教育和情感培养的双目标[3];清华大学针对机械工程专业人才培养提出并构建的贯通式项目制研究型综合实践教学模式为新工科建设提供了一种新思路[4];MOOC、SPOC等作为信息时代的产物，使得基于MOOC或SPOC的翻转课堂早已成为很多高校进行教学模式改革时关注的热点，突如其来的疫情更是推动了线上线下混合式教学模式在各学科中的应用[5-7]。然而不管是采用哪种形式的课堂教学，对课堂教学模式改革的目标就是要改变其学习主体缺位的状况，增强学生学习的主动性，提高课堂效率和质量，实现师生的共同提高[8]。这就要求任课教师在进行教学模式改革的过程中能密切结合人才培养的总体目标，根据课程的性质和特点、课程所具备的基本条件等，通过对教学模式的学习，采取吸收的方式进行教学改革。

开放式教学模式是在教师指导下学生进行自主学习的探究活动。它是一种以教师为主导、学生为主体、思维为主线的教学模式。其构成要素主要包括：教学理念开放、教学内容开放、教学形式开放和教学评价开放四个方面[9]。培养创新性应用型人才是地方性本科院校人才培养的目标和导向，开放式教学模式为学生提供了激活创新思维的环境和创造性的训练，被认为是培养创新性应用型人才的良好途径[10]。

一、植物组织培养实训课程的性质和特点

伴随着其他生物技术的快速发展，具有百年研究历史的植物组织培养技术已经渗透到了生物科学的各个领域，被广泛应用于农业、林业和医药业，产生了巨大的经济效益和社会效益，成为了现代农业生产和生物技术领域中最具有生命力和应用最广泛的技术之一[11]。为了让学生进一步掌握无菌操作技术和植物组织培养技术，使生物工程、园林技术等专业的学生毕业后有一技之长，为从事农林苗木的培育、细胞培养、培育新物種等相关的工作增加就业或创业机会，也为学生今后开展细胞工程、基因工程相关的科研工作打下良好的基础。我校生物工程专业将植物组织培养实训课程列为我校生物工程专业学生的集中实训课程。根据我校生物工程专业人才培养方案，该课程总学分为1个学分，安排在第3学期的第17、18周进行，一共为期2周。其先修课程主要有第1、2学期开设的有机化学、无机及分析化学、普通生物学等学科基础课的理论课和实验课，以及第3学期开设的植物组织培养理论课和植物组织培养实验课。

二、植物组织培养实训课程实施开放式教学模式的基础

植物组织培养的一般流程包括培养器皿的清洗、母液的配制、培养基的配制与灭菌、外植体的选择和处理、外植体的消毒、外植体的接种、外植体的培养、外植体的驯化和移栽等过程。植物组织培养过程涉及到的实验技术主要有培养基的制备、灭菌及无菌操作技术，其中无菌操作技术是植物组织培养技术的核心和教学重点。在植物组织培养实训的先修课程植物组织培养理论课程的授课过程，我们对学生重点讲授了植物组织培养的基本原理、组培常用仪器设备及用具的使用方法和原理，组培的基本操作过程、组培过程中污染、褐变发生的原因及控制措施等。

在植物组织培养课程的实验授课环节，我们一共开设了16个实验项目（见表1），这16个实验项目基本包括了植物组织培养过程的各个实验环节，为了使学生能熟练掌握组培相关的实验技术，在实验过程中，教师反复强调操作要点和注意事项，将示范操作与学生动手操作相结合，随时纠正学生不规范、不正确的操作，反复强化训练，要求人人过关。与此同时，我们还利用植物组织培养教学团队自建的我校精品在线开放课程植物组织培养MOOC，开展线上线下混合式教学，加深了学生对于植物组织培养课程学习的便利性和主动性。因此，先修课程植物组织培养的开设和植物组织培养线上线下混合式教学模式的开展，使得学生具备了较好的植物组织培养相关的理论知识与基本技能，为植物组织培养实训课程实施开放式教学模式奠定了一定的基础。

三、植物组织培养实训课程实施开放式教学模式的举措

（一）开放式的实训内容和实训过程

在植物组织培养实训课程的教学过程，我们将项目化教学导入实训课堂，即以项目作为载体，将实训内容项目化、任务化。为确保实训的顺利开展，教师在实训开展之前，至少提前1个月要求学生根据认知水平、兴趣特点等进行自由分组。每组成员10-12人左右，分好组后，小组成员之间通过查阅资料、文献调研、讨论协商，设计出实验方案，要求每个小组至少设计出4-6个实验方案。实验方案要求学生务必写清楚实验目的、实验材料、实验步骤、文献出处等。实验方案设计好后，交给指导教师进行审阅，有问题的实验方案指导老师返回给组长，组长组织成员进行修改。待实验方案通过后，教师给与每个小组一定的经费购买苗木，学生可将买回来的苗木进行预处理，为后续进行组织培养做准备。

由于不同的实验方案需要准备的培养基、消毒剂等不同，在植物组织培养实训课程正式开展之前，还要求每组组长根据自己小组的实训项目，计划好每天的实训任务和实训安排。待前期工作准备好后，在植物组织培养实训课程正式开展期间，学生就可以以小组为单位有条不紊地开展实训项目。在实训项目的设计和执行过程始终坚持以学生作为主体，学生全程以小组为单位自主探究，开展实训。老师仅仅是指导者、协助者和引导者。实训期间，植物组织培养室实施开放式管理，学生可根据实训的内容合理利用时间，开展实验工作。实训结束后，要求学生以小组为单位对本次实训的过程和结果进行总结汇报，汇报采用PPT的形式进行。在汇报的过程中，教师会对学生存在的问题进行分析和解答，师生共同总结实训的经验（见图1）。

（二）开放式的考核体系

植物组织培养实训课程的考核也采用开放式的考核方式，即采取将实训过程和实训结果相结合的方式。该课程最终成绩由平时成绩（占30%）和期末成绩（占70%）两部分组成，其中平时成绩由课堂考勤、线上自主学习完成度及测试、实训期间表现三部分组成，期末成绩由实训报告成绩和组培成果两部分组成（见表2）。线上自主学习完成度及测试成绩是指学生在本学期完成我们自建的线上课程植物组织培养MOOC学习及测试的成绩。组培成果成绩是由教师根据学生组培的最终成效跟撰写的实验方案要达到的实验目的的吻合度给出分数。需要特别说明的是实训期间的表现分，采用教师评分和学生评分相结合的方式。以19生物工程为例，指导教师根据该班同学4个小组在实训期间学生的整體表现如实训的积极性、操作的规范性、团队协作能力等，对这4个小组实训期间进行了评分，第一小组得分为88，第二小组得分为82，第三小组得分为85，第四小组得分为88。然后小组成员之间进行互评，每位同学都要对除自己以外的其他小组成员进行评分。评分要求学生根据小组成员在实训期间的表现，实事求是地给出分数，每位成员的分数尽量不相同，小组成员的平均分分数必须为老师评分的分数，如第一小组最终11位小组成员的平时表现分必须为88，第二小组成员的平时表现得分必须为82，每位学生平时表现的最终分数为小组成员除自己之外的11位同学给出分数的平均值。

四、植物组织培养实训课程实施开放式教学模式教学效果评价

到目前为止，开放式教学模式在植物组织培养实训课程中已经应用了两个学年，实践证明该开放式教学模式的实施促进了植物组织培养实训课程的教学改革，取得了一定的教学效果。主要体现在以下几个方面：（1）开放式教学模式充分调动了学生的主观能动性和创新思维，提升了学生查阅文献、设计实验、团结协作、相互沟通的能力和动手能力。（2）学生对植物组织培养实训课程课程教学效果评价高：通过对19生物工程专业48名学生进行问卷调查发现90%以上的学生对开放式教学在自主学习、创新、团队协作、科学探究等方面表示满意。（3）学生组培实践成效显著：经过两期的开放式教学训练，学生已成功繁育出了亚洲百合、白玉兰、蟹爪兰、前胡、绿萝、铜钱草、马铃薯、康乃馨、香椿、金线莲、铁皮石斛、千佛手等近20种组培苗，取得了显著的实践成效（见图2）。

五、存在的问题及改进之处

开放式教学模式在植物组织培养实训课程中已经应用了两期，我们结合这两年的实践经验，将与学生的交流、问卷调查的反馈意见进行总结，认为在后续可以从以下几个方面进行改进和提高：（1）增设超净工作台台数，增加分组数，减少小组人数。由于现有接种室只有4台超净工作台，我们一般将实训的班级分为4个小组，小组人数为10-12人左右。由于组培操作的特殊性，在接种过程，如果频繁换人，容易导致染菌，因此在接种的很多时候不是每个学生都能动手。在后续可适当增加超净工作台的台数，便于学生有更多的机会进行操作。（2）在植物材料的选择方面，在后续应鼓励学生更多地选用地方特色农林业或中草药植物进行组培，体现地方特色、助力地方农林业经济发展，彰显地方性本科院校“地方性、应用型”的办学定位。

总之，集中实训是提升学生实践水平，保证应用型人才培养质量的重要途径。我们根据学生的实践情况和植物组织培养实训的课程特点，采取以学生作为主体，以小组为单位，以项目为载体，教师全程指导的开放式教学模式为学生进行植物组织培养集中实训提供了一个宽松和自由的学习环境，充分调动了学生的学习主动性、团队协作能力、动手能力和创新思维，为创新性应用型人才的培养奠定了良好的基础。在后续，我们应不断地进行探索和尝试，对开展开放式教学模式存在的问题进行完善，进一步完善植物组织培养实训课程的教学效果，促进学生理论知识的掌握以及实践能力的提高，更好地服务于地方农林业经济发展。

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