基于创新人才培养的教学改革与实践

吴卫 侯凯 徐东北 冯冬菊

[摘 要] “药用植物育种学”是中草药栽培与鉴定专业的核心课程。为了促进中药材生产高质量发展，培养创新型中药材生产类人才，对如何结合课程思政，培养学生创新精神;优化课程教学内容，促进其创新意识;改革教学方式，激发学生学习和创新潜能;提供良好實践平台和加强实践教学环节，提升学生创新能力等方面进行了探索与实践。为提高学生的专业素质和专业能力，培养其创新意识和创新能力，以及将来从事相关科研和社会服务工作奠定良好的基础。

[关键词] 药用植物育种学;课程建设;创新能力

[基金项目] 2021年度第二批四川省中医药重点学科建设项目“药用植物学”（2021-16-4）;2021—2023年度四川省中医药学类专业教学指导委员会高等教育人才培养质量和教学改革建设项目“健康中国背景下中药源头人才培养模式探索与实践”（JZWYB202106）

[作者简介] 吴 卫（1970—），女，四川汉源人，农学博士，四川农业大学农学院教授，博士生导师，主要从事药用植物遗传育种学研究;侯 凯（1981—），男，河南开封人，农学博士，四川农业大学农学院副教授，硕士生导师，主要从事药用植物资源学研究;徐东北（1987—），男，陕西宝鸡人，农学博士，四川农业大学农学院讲师，硕士生导师，主要从事药用植物遗传育种学研究。

[中图分类号] G642   [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）19-0061-04 [收稿日期] 2021-10-08

中医药是中华民族的瑰宝，随着“健康中国”发展战略的提出，中医药产业已上升为国民经济重要的支柱性行业。在新冠肺炎疫情的防控中，中医药更是发挥着重要作用。“药材好，药才好”，中药材生产是整个中药生产的源头，而优良的种源则是中药材生产的源头。随着中药生产进程现代化、标准化和规范化，药用植物新品种选育工作日趋受到重视。“药用植物育种学”是中草药栽培与鉴定专业的重要核心课程，也是各医药和农业院校中药学及中药资源与开发等相关专业的重要选修课程之一。育种学是一门理论性和实践性均很强的学科[1]。药用植物育种与其他植物育种既有一致性，也有特殊性;同时，药用植物育种工作历史不长但发展迅速，要求教育工作者必须紧跟创新型国家建设以及高等教育改革的发展需求，努力培养现代中药材育种领域所需的创新型人才。已有的关于“药用植物学”课程建设主要分别体现在改革教学方法，或者对实验教学进行设计等[2-6]，未见以培养创新能力为导向的“药用植物育种学”课程的建设与实践。

近年来教育部提出加快构建高等教育高质量发展体系，认为高质量教育的核心是高质量人才的培养。2019年10月，教育部发布《关于一流本科课程建设的实施意见》（教高〔2019〕8号）指出，“以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，贯彻落实党的十九大精神，落实立德树人根本任务，把立德树人成效作为检验高校一切工作的根本标准，深入挖掘各类课程和教学方式中蕴含的思想政治教育元素，建设适应新时代要求的一流本科课程，让课程优起来、教师强起来、学生忙起来、管理严起来、效果实起来，形成中国特色、世界水平的一流本科课程体系，构建更高水平人才培养体系。”[7]为此，我们努力重塑“药用植物育种学”课程内容，创新教学方法，力图打破课堂沉默状态，使课堂焕发生机活力，并利用现代科技手段和教学理念来提高课堂教学水平，着力培养学生创新和服务社会的能力，以期为实现中医药现代化培养更多的创新型中药材生产类人才。

一、结合课程思政，培养创新精神

为培养综合素质高、创新意识浓、实践技能强、热爱中医药传统文化，满足健康中国、乡村振兴和生态文明建设战略需求的高素质创新型中药生产类人才。我们全面梳理了“药用植物育种学”课程所蕴含的思政元素，建立了“药用植物育种学”课程思想政治案例库，通过专业知识点、社会热点等方面，将价值理念、精神追求、道德规范和人文素养等思政元素潜移默化的传递给学生，寓价值观引导于知识传授之中，以促进思想政治教育和专业教育的有机融合，激励学生在传承的基础上不断挑战新的高度，努力成为优秀的有创新能力的中药人，促进中药事业高质量的发展。

二、优化课程教学内容，促进创新意识

药用植物作为一种特殊经济植物，其育种理论和技术必然与一般植物育种既有相似性，又有特殊性。所以，在授课时既要重点讲植物育种的共同基本理论和技术，也要突出药用植物育种的特殊性，尤其是要强调在其育种过程确保品质优良的重要性。药用植物育种工作虽然起步较晚，但近年来受到各级政府、企业及研究单位的重视，发展较为迅速。为使教学内容具有实用性和时代性，使课程内容既符合实际，又能反映学科发展趋势。在该课程教学时需要不断完善教学内容，将该学科最新研究成果及发展前沿及时传授给学生，不断增强学生的创新意识。在讲授内容上，除了重点突出讲授目前一些在药用植物育种中已被多数人接受和采用的育种途径外，如系统育种、多倍体育种等，也要求学生掌握目前正在药用植物中进行广泛探索，有望成为今后药用植物育种攻关的重要途径，如杂交育种和杂种优势利用等。此外，随着现代生物技术的广泛应用，要将该技术领域最新应用于药用植物育种的理论和技术不断呈现给学生，如与植物次生代谢途径有关的关键酶基因的克隆技术，转基因技术及原生质体融合技术等。例如，在进行丹参育种有关章节讲授时，除讲述采用混合选择方法在四川获得了大叶型和小叶型丹参类型，以及目前采用选择育种方法育成的“川丹1号”和“川丹2号”丹参品种外，也会告诉学生丹参多倍体育种已获得成功，具有明显的产量优势;通过航天育种选育丹参新品种工作在我国取得突破性进展，航天育种丹参的亩产量是普通丹参亩产量的1.5倍，丹参酮比普通丹参高2倍以上;至于丹参良种繁育技术，除传统的方法外，目前组培技术也广泛应用;此外，丹参中主要有效成分生物合成途径已基本清晰，相关的一些关键酶基因和转录因子已被成功克隆并进行了功能验证，这为人工控制丹参产量、品质等奠定了良好基础;我国还成功绘制完成了“丹参基因组框架图”，这是全球发布的首个药用植物基因组框架图，对于利用基因技术进行开展丹参新品种选育，促进药用植物优质增产，推进中药资源的可持续发展有着重要作用。通过这样事例的学习，使学生在学习知识和技能的同时，潜移默化地增强了创新意识，更勇于不断推陈出新。

三、改革教学方式，激发学生学习和创新潜能

“药用植物育种学”理论教学内容比较枯燥，过去以教师讲授为主，学生学习相对被动，为了使学生学习变被动为主动，近年来积极调整教学方式，建立了课程QQ群，提前布置预习任務，以及紧密结合实际的课程拓展资料等;课中注重穿插实例;课后要求学生完成课程思维导图、思考题等。例如，讲授“药用植物种质资源”一章时，课前在课程QQ群转发“神秘的‘种质库’里长啥样？哪些种子才有资格入库？”的推文。课中列举《自然》杂志关于中国政府领导下的第四次全国中药资源普查取得的重要成果，及其对促进中药资源可持续利用和国民经济发展的重要贡献的报道;讲述第四次资源普查工作路线，以及资源普查如何进行，并讲述我校师生参与第四次资源普查的事例;将课题组如何开展白芷等中药资源的收集和保存、系统评价、创新利用，以及取得的成果也一一呈现给学生。这样让学生感觉很亲切，觉得这些理论和技术并非只是书本上的内容。关键是在讲述时注重整个工作的系统性和全面性，这样有助于学生对资源收集整理和创新利用工作系统认识和了解。课后请学生完成本章思维导图，并在课程QQ群上传农业农村部负责人就全国农业种质资源普查答记者问，加深学生对资源重要性的理解，激发他们的求知欲。

此外，还让学生自己对部分课程实验和实习环节拍摄视频，剪辑和编辑，利用新媒体进行传播，增加其参与感，深入了解和掌握相关知识和技能;在课程进行教学时，安排学生自主查找文献，完成育种学课程报告，对报告完成优秀者，选出代表制作出多媒体课件，到讲台上分享自己查阅的有用信息，与同学互动。对于各论部分主要请学生自己查阅文献，进行翻转课堂教学。同时，增加了课程学习效果的考查环节，比如，每次课前提问、上课抢答、随堂测试等，随时掌握学生学习情况，学生课程总成绩由期末考试40%、平时测验10%、课程论文10%、课程实验20%和课程讨论20%共同组成，命题时加重了综合分析题、设计题等比例，重点考查学生在掌握基本理论和知识的基础上，如何灵活地、创新性地解决药用植物育种实际问题。

四、提供良好实践平台，夯实专业技能

我校自1994年开始招收农学本科药用植物方向学生以来，就开设了“药用植物学”课程。经过多年的建设，实验室不断完善，已完全能满足该课程教学所需。在此基础上，修建了药用植物标本园。同时，任课教师科研试验田也作为学生观察药用植物不同种质资源，开展杂交育种试验，熟悉育种程序各环节的重要场所。此外，还与多家企业签订了校企共建或院企共建教学生产实习基地的协议，为学生实地考察生产基地，了解药用植物资源、品种选育状况提供了有力保障，让课堂教学与课外教学有机结合起来，使学生做到理论与实践结合，灵活运用所掌握的理论知识解释一些自然现象，解决一些实际问题。实际上，每年我们都会根据当年具体情况，带学生到不同的药材基地开展教学实习，比如，到位于四川省农科院经作所的药用植物资源圃去参观，让学生认识各种药用植物资源;带学生到某药业位于道地产区的四川绵阳三台川麦冬、江油川附子、中江丹参、芍药基地、彭州川芎基地等进行实习;到四川省中医药康养示范基地——石斛产业园，以及乡村振兴示范基地——养生谷、玫瑰园等参观实习，在基地学生除了了解到规范化药材种植基地需要一些什么软硬件支撑外，还能见到从各地收集的这些药用植物的种质资源，也能见到生产上目前主推品种（系），了解这些药用植物品种（系）的特征特性，存在的优点和缺点，需要改进完善之处，以及一些新品种选育过程等。了解中药材品种在健康中国、乡村振兴和生态文明建设中发挥的作用，有助于使学生更贴近生产实际，提高学生发现、分析和解决实际问题的能力。

五、加强实践教学环节，提升学生创新能力

传统的实践教学模式存在许多问题和弊端，主要表现在以课程为基础设置实践教学，内容孤立分散，课程间缺乏系统性和连贯性;验证性实验多，操作性实验少;单一性实验多，综合性实验少[8]。为此，在育种学课程中，结合任课教师的科研成果，开设了综合实验“药用植物种质资源遗传多样性分析”，要求学生对鱼腥草种质资源从农艺性状、细胞学水平及主要药效成分等多个层面进行遗传多样性评价。通过实验，学生不仅会简单测量株高、重量、叶片数等，也巩固了染色体数目分析的方法，还熟练掌握了挥发油提取，薄层层析技术，了解了气质联用仪的基本使用。更重要的是，通过该实验增强了进入高年级学习阶段学生的科研意识，在分析问题及科研写作等方面得到一定训练，教学效果良好。

我们还鼓励学生积极参与到教师承担的育种相关科研项目中，如参与鱼腥草、薄荷、白芷等药用植物资源收集，性状考察，主要有效成分分析等;也参与红花传粉调查，杂交育种，白芷挥发油和香豆素含量测定，白芷、甜叶菊和前胡等组培，白芷早抽薹相关基因克隆及功能分析、红花脂肪酸脱氢酶基因克隆及功能验证等。同时，还鼓励学生积极申报“国家大学生创新性实验计划”，参与全国大学生“挑战杯”及校级“科研兴趣项目”申报，先后有多个团队获得各级项目资助。通过与其他专业教师一起努力，使本专业学生创新能力得到很大提升。近三年本专业立项大学生创新创业训练计划国家级项目2项、省级1项，苗子工程1项;并斩获国际、国内创新创业大赛奖项14项;第一作者发表论文5篇，第二作者发表4篇，7名学生获四川省大学生“综合素质A级证书”。

药用植物育种工作任重而道远，目前我国药用植物育种专业人才需求仍有很大缺口[9]。提高教学质量，培养专业知识扎实、实践动手能力强、具有创新精神的复合型药用植物育种人才，是一项长期而艰巨的任务。在现代技术迅猛发展的今天，作为专业教师，需要不断学习，提升科研水平，优化教学内容，改进教学手段，才能培养出更多药用植物育种方面优秀人才，为我国中药现代化、国际化和标准化作出应有的贡献。

参考文献

[1]程昕昕，耿广汉，何克勤.《植物育种学》的教学改革与实践[J].河北农业科学，2009，13（12）：152-153.

[2]韓晓伟，吴兰芳，严玉平，等.《药用植物遗传育种学》实验课程教学设计与改革[J].教育教学论坛，2016（5）：203-204.

[3]王丰青，高致明，李娟，等.以研促教在药用植物育种学教学中的应用[J].中国医药科学，2013（21）：143-144.

[4]王丰青，杜家方，黄勇，等.药用植物育种学教学方法探讨[J].中国医药科学，2018，8（1）：53-55+68.

[5]谢果珍，刘叶蔓，舒少华，等.课堂辩论赛在《药用植物育种学》教学中的应用初探[J].湖南中医杂志，2015，31（9）：120-122.

[6]谢果珍，刘叶蔓，肖嫩群，等.药用植物遗传育种学综合性实验的设计探讨[J].湖南中医杂志，2020，36（1）：103-104.

[7]教育部.关于一流本科课程建设的实施意见（教高〔2019〕8号）[A/OL].（2019-10-30）[2021-09-02].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201910/t20191031_406269.html.

[8]胡延吉，张春庆，于元杰，等.遗传育种学科主干课程实践教学体系的建立和优化[J].高等农业教育，2002（1）：61-63.

[9]张向前，董朝霞.加大农业院校药用植物育种专业人才培养力度[J].现代农业科技，2010（6）：46-47.

Teaching Reform and Practice Based on the Cultivation of Innovative Talents： Taking the Course of Medicinal Plant Breeding as an Example

WU Wei， HOU Kai， XU Dong-bei， FENG Dong-ju

（Agronomy College， Sichuan Agricultural University， Wenjiang， Sichuan 611130， China）

Abstract： The course of Medicinal Plant Breeding is the core course of the specialty of Chinese herb cultivation and identification. In order to promote the high-quality development of traditional Chinese medicine production and cultivate talents of traditional Chinese medicine production with strong innovative ability， this paper discusses the topics of combining the “curriculum ideological and political education” with professional courses to cultivate students’ innovative spirit， optimizing the teaching content of the courses to promote their consciousness of innovation， reforming teaching methods to stimulate students’ learning and innovation potential， and providing good practice platforms and strengthening practice teaching links to improve their innovation ability. The reform lays a good foundation for improving students’ professional quality and ability， developing their innovative consciousness and ability， so as to help students to do related scientific research and better serve the society in the future.

Key words： Medicinal Plant Breeding; curriculum construction; innovation ability