《植物生物技术》课程建设研究与实践

刘志钦，刘建，王琼丽，袁照年，何水林

（福建农林大学 福建,福州 350002）

随着新世纪分子生物学的迅猛发展，动物，植物以及微生物之间的基因交流已经成为了可能，未来植物育种的可利用储备基因资源不仅可以从植物本身挖掘，而且可以开拓来自于植物以外的其它生物，如何开发和利用这些基因资源将成为未来植物育种的关键问题[1]。而将植物基因克隆、分子标记育种和植物细胞培养紧密地结合在一起就形成了新的学科：植物生物技术。植物生物技术是农林院校的一门重要的专业基础课，目前国内很多高校的农学相关专业已经开设了该门课程，对培养农学创新型人才具有重要的意义。而人才的培养必须遵从社会市场的需求，并且要随着经济和社会的发展而做出相应的调整[2]。同样《植物生物技术》课程也应该随着现代科技的发展，社会人才需求的变化，在教学上做出相应的改革，本文主要针对福建农林大学农学院各个农学专业特征以及本科生的培养方案，从课程基础建设的各个方面进行了探讨和改革，希望对农学专业人才的培养有所启发，也希望为农林院校《植物生物技术》课程改革提供参考。

1 课程建设过程

福建农林大学农学院植物科学与技术专业成立于2014年，并于当年招收第一届新生，在培养方案制定中，将《植物生物技术》作为专业核心课。2015年起作为种子科学与技术专业本科生专业选修课，2016年其作为农学专业本科生专业选修课。该课程开设6年以来，我校针对不同专业学生的培养目标和培养方案，在教学过程中对《植物生物技术》不断的进行优化和改革，因材施教[3]，帮助同学更快地掌握相关理论知识，提高学生将所学理论知识应用到科学研究中的能力。

2 课程基础建设

2.1 教师团队建设

为了做好《植物生物技术》课程的开设工作，福建农林大学农学院植物科学与技术系教研组专门组建了课程组，在植物科学与技术学科带头人何水林教授指导下，课程组成员共同钻研和探讨，在课程体系，教学内容和教学方法等方面的建设达成了共识，并修订了教学大纲。《植物生物技术》是一门理论学习和实际操作紧密结合的学科，要求同学们要学会将所学理论知识应用到科学研究中，所以，该课程理论课由长期从事植物生物技术领域研究且学术水平较高、教学经验丰富的教师承担主讲，而配套的实验课由在一线从事科学研究并且学术水平较高的年轻教师负责。

鉴于《植物生物技术》是一门与当前科学前沿息息相关的课程，课程组一直鼓励《植物生物技术》任课教师广泛阅读与自身研究领域或者植物生物技术相关的最新学术论文，了解植物生物技术科学前沿，不断开阔学术视野，并且不定期举办学术交流会，不断完善和精进课程内容，力争提高教学水平[4]。

2.2 教学理念的转变

教学理念是整个教学工作的灵魂，教学理念的转变将直接影响教学效果，教师是传授专业知识的主体，更是立德树人的主体。作为《植物生物技术》的专业课老师在课程教学过程中除了向学生传授科学知识之外，还要通过“课程思政”的方式潜移默化地达到育人的效果，这要求专业课老师要将“课程思政”融入到教学理念中去，“课程思政”要求授课老师在保证达到“传播知识”目的的基础上融入思政元素，在“教书”的过程中达到“育人”的作用，实现“知识传播”和“立德树人”有机统一。

2.3 课程标准的修订

课程标准的制定要着眼于授课对象的专业培养方案以及高校人才培养目标。《植物生物技术》作为植物科学与技术专业的核心专业课，农学和种子科学与技术专业的专业选修课，可以为将来毕业从事植物生产类相关工作或者就读研究生继续深造的学生打下良好的基础。根据《植物生物技术》课程的科学属性，我们在教学过程中主要以解决科学问题为主线，将每个章节的知识点串起来，将科学思维贯穿于我们整个课堂授课中，引导学生树立正确的科学观念，培养学生将所用理论知识应用到科学研究的能力。

2.4 教学大纲的修订

教学大纲是整个课程教学中起到骨架支撑作用，将直接影响着人才培养的质量。教学大纲的制定不仅要遵循授课对象的培养方案，而且还要根据当代科学技术的发展动态地进行相应地修订。针对植物科学与技术、农学和种子专业本科生在生物化学，分子生物学方面基础相对薄弱的情况，我们对教学大纲做了一定的修改，如在植物基因工程部分加入基因工程的工具酶的介绍。

《植物生物技术》课程内容主要分为三个部分：植物组织培养、植物基因工程和分子标记辅助选择育种，各章内容相互衔接。值得注意都是，分子标记育种技术这部分在授课对象已经修完的《遗传学》中已经介绍过，因此《植物生物技术》理论教学过程中我们重点介绍植物组织细胞培养技术和植物基因工程相关内容。我们所选教材是张献龙等老师主编的《植物生物技术》（科学出版社出版），该教材理论课设置为46个学时。而根据福建农林大学农学院新版培养方案，该课程总学时为50学时，所以我们在植物基因工程部分加入了基因工程主要技术的原理和方法，这部分内容主要介绍基因工程的常规技术，比如酵母双杂交系统（Y2H），酵母单杂交系统（Y1H），蛋白质免疫共沉淀（co-IP），凝胶阻滞实验（EMSA），双分子荧光互补（BiFC）等。

植物生物技术是一门对实践要求较高的学科，而纯粹的理论学习比较抽象，如果没有同步开展课程相关的实验课，很多理论知识就难以理解，影响学习效率，影响教学效果。鉴于此，该环节设置了60个学时的实验课（独立课程），加入教学内容中。这样理论与实验操作相结合，不但可以帮助同学们更好地掌握理论知识，而且还可以提高同学动手能力和科学素养。

植物生物技术同时也是一门发现迅猛的学科，这要求我们在授课过程中不能按本宣科，教学内容不能一成不变，而是要及时关注最新科学前沿，并且及时将植物生物技术相关的科学进展融入教学内容，从而保证教学内容的先进性和创新性[5]。另外，为使学生了解植物生物技术理论知识如何应用到现代的科学研究中，还设置了2个学时的文献阅读和学术汇报，授课教师搜集植物生物技术相关的国内外学术期刊论文，分组给学生，要求学生阅读文献，制作PPT并在课程上进行汇报，由授课老师对学生的汇报做出点评和打分，并且作为学生平时分的依据之一。这样不仅可以让学生了解最新的科学进展，而且可以提高学生将理论知识应用到科学研究的能力。

2.5 教材的选择

教材的选定在教学中占有重要地位，因此选定教材是一项既重要又严肃的工作，基于福建农林大学农学院创新型人才培养目标，通过对多种植物生物技术相关教材的比较和遴选，选用了华中农业大学张献龙老师主编的《植物生物技术》（科学出版社出版）作为课程教材，而朱延明老师主编的《植物生物技术》（农业出版社出版）和肖尊安老师主编的《基因工程》（高等教育出版社出版）作为辅助教材。除了教材，我们还给学生推荐了相应的参考书籍，以开阔学生的专业视野，同时培养学生自主学习的能力。植物基因工程这部分内容我们推荐了科学出版社出版的《分子克隆实验指南》（第三版），以及何水林老师主编的《基因工程》（科学出版社）作为参考书。教师在教学的过程中，不应该是简单地“教教材”，而应该是在“用教材”，教师应该精读教材，系统研究教材，对教材内容进行分析和整合，最终用一条“主线”将整本教材的内容串起来。在教学过程中，顺着“主线”展开知识的传授，并且在教学过程中逐渐形成个性化教学[6]。

2.6 教学内容的选择

教学内容的选择和优化最重要的工作是如何引入思政元素，实现“课程思政”。在“课程思政”教学中，如何将专业知识传授与思政教育有机结合[7]，提高“课程思政”教育教学效果，思政教学内容的选择显得尤其的重要。关键是对教学内容进行深入研究，寻找思政教育的切入点，思政内容与专业知识一定要有机结合，而不能“为了思政而思政”，否则会使课程思政显得非常突兀，反而影响了课堂质量。根据专业课的内容和特点在教学内容中挖掘了不少“隐性”思政教育资源，以下列举出部分教学内容选择上的原则和措施。

2.6.1 引导学生树立辩证唯物主义观点马克思辩证唯物主义是德育教学中的重要内容，很多学科其实都隐喻着大量的马克思辩证唯物主义的思想，《植物生物技术》课程也不例外。例如喷洒一定浓度的外源水杨酸可以一定程度地增强植物的抗病性，但是当水杨酸的浓度达到了一定浓度之后，对植物来说反而成为了一种逆境胁迫，这其中就蕴涵着“过犹不及”的意思，教育学生凡事要学会掌握尺度。这种科学思维其实不仅仅存在于科学研究领域，同样而存在于平时的为人处世中。

2.6.2 协作在自然科学研究中发挥重要的作用当前大量的科学成果都是多个单位合作，或者是多个通讯作者，或者是多个第一作者，这里面体现了合作的重要性[8,9]。在《植物生物技术》课程中有很多知识点或者案例，体现了协作的重要性，比如多种工具酶的发现和应用都是由多个科学家共同完成，如限制性核酸内切酶和T4连接酶等；比如目的基因必须借助载体进入受体细胞，复制和表达需要目的基因，载体和受体细胞三者的配合才能实现，这就好比人才需要借助平台才能发挥他的作用，而团队需要单位提供后勤保障，再比如绿色荧光蛋白的发现和应用也是有多位科学家合作破译，这都体现了合作和团队的重要性，通过这些案例的讲解，教育同学们将来走出社会工作或者继续度研究生深造后，都不可避免地要进入团队，要学会处理好个人与团队之间的关系，这样个人才能够健康成长，团队也才能更好地得到发展。

2.7 教学方式的改进

不同的授课老师可能会有不同的教学方式，但是不管是采用什么方式的教学方式，其主要目的是可以帮助授课对象更好地理解和掌握理论知识，以期达到教学目的。教学方式要根据课程特征，教学内容以及课堂上同学们的状态，采用多种方式。除了常规的板书和PPT传授之外，还可以在PPT中加入图片，动画或者视频等多元素，增加趣味性。采用提问式教学，可以以最快的速度集中同学们的课堂注意力，提高听课效率。而采用参与式和互动式教学，提倡学生大胆思考，敢于提问，从而提高学生发现问题，解决问题的能力。个别章节的知识点，采取学生代替老师授课的方式开展，从同学的角度去思考教学方式，探索同学们更喜欢的教学方式。另外在课程实施期间，安排同学分组阅读最新的学术论文，制作PPT，在课程的最后一课，由同学们进行汇报，老师点评，让同学们感受到理论知识是如何应用科学研究中。

2.8 考核方式的改进

考试是课程检验学生对所学知识掌握情况的有力方法，是教师评价教学效果的重要依据[10]，能否全面地对学生所学知识进行考核，考试方式的选择显得尤其的重要。根据课程的特点，考核方式除了常规的闭卷老师的方式，还有课程科技论文写作和科学文献汇报等方式。科技论文写作，主要是考查同学们将所学理论知识应用到具体的科学研究的能力，在这个过程同学们要学会如何查阅相关文献，如何阅读文献，还有规范同学们科技论文写作。文献汇报主要是老师给学生指定的最新的与课程相关的学术论文，学生通过阅读，分组制作PPT并且在课堂上汇报，老师进行点评和打分，这种方式可以让同学们了解所学的理论知识如何应用到科学研究中。

3 结语

课程建设是高校人才培养的基础和核心，高校人才培养的质量最主要是取决于课程建设的品质。福建农林大学农学院近年来按照学科制定的培养方案，不懈努力地加强了《植物生物技术》的课程建设，但是仍然存在着很多不足，在将来的教学过程中，我们将继续深入研究，加强课程建设，并且与同行多交流，逐步提高课程品质，实实在在地服务于高校的人才培养。