植物科学与技术实验一体化改革

■左瑞娟

（文山学院三七医药学院，云南 文山 663099）

植物科学与技术是2001 年山东农业大学申报的农学植物生产类专业，2002 年教育部批准的新增专业。目前该专业已在南京农业大学、浙江大学、中国农业大学、华中农业大学、山东农业大学、四川农业大学、湖南农业大学等28 所高校开设，为现代农业发展培养专业人才。该学科以农学、园艺、植保等学科为基础，培养植物从种子到成熟整个生产过程的技术人才。本文以产出导向教育（Outcome Based Education,OBE）理念为原则，根据企业、用人单位的人才需求，反向设计实验教学[1]，制订植物科学与技术实验一体化改革体系，培养适合现代农业需求的植物科学与技术人才。

一、植物科学与技术实验教学现状

植物科学与技术的实验围绕着基础课、专业课开设了化学类、育种类、栽培类、植物生产类、植物保护类等17 门实验课程，每门实验课有6～12 个实验，各门实验课之间、同一门课程实验与实验之间存在关联性低、重复性高，无体系，缺乏应用性等特点。

（一）实验课程开设关联性低

植物科学与技术开设的实验课程之间，实验与实验之间相互独立，缺乏关联性，解决不了生产实际中的问题。学生在学习实验技术过程中不能系统地学习实验体系，只能单个地进行实验学习及操作，导致他们学习目标不明确，解决不了生产实践中的问题，学习起来缺乏主动性和积极性。

（二）实验课之间部分实验内容重复性高

植物科学与技术专业的17 门实验课程中，出现很多实验在不同课程中重复开设的问题。如“普通光学显微镜的使用”实验在植物科学与技术专业的“植物学实验”“微生物学实验”等应用到显微镜的课程中均有开设。高压蒸汽灭绝实验和无菌操作实验在“微生物学实验”“植物生物技术学实验”等课程中均有开设。“土壤肥料学实验”与“植物营养学实验”课程实验技术相似较高，“植物生物技术实验”与植物组织培养实验课程中技术相同的实验较多，“生物化学实验”与农产品检测实验课程部分实验同源性高。实验课内容的重复性导致学生学习烦琐，失去学习的兴趣。

（三）实验课程缺乏体系

实验课程设置无体系，各门课程都是由上课教师根据课程设置实验课程大纲，教师之间缺乏系统的论证，导致各门课程之间联系不紧密。同一门实验课程中实验与实验之间独立，缺乏系统性和全局性，导致植物科学与技术专业实验不系统，不能解决生产实践、科学研究中的问题。学生不能将学习的实验技术应用到实习、毕业论文研究中。学生开展毕业论文需要重新学习实验体系，大量浪费了时间和资源。学生到用人单位实习，发现了问题却不能系统地解决。

（四）实验课程缺乏应用性

单个独立的实验课学习让学生无法将所学习的知识、技术与生产实践相结合，在实习、开展毕业论文研究中不能系统地应用所学实验技术设计、开展实验，学生学到的实验技术不能转化、应用到生产实践和科学研究中。

总之，将植物科学与技术专业实验课程进行整合，以OBE 理念产出导向为指导，反向设计一体化实验，培养出用人单位需要的植物科学与技术专业人才，是该专业实验改革的目标。

二、现代农业生产需要解决的问题

现代农业是从种子育种、繁育无毒苗到大田栽培、水肥管理、病虫害防治再到农产品收获、储藏、加工，最后进行销售的一系列的农业生产的总和。

目前种子要解决的问题有种质资源、繁育优质种子等，种苗要解决的问题是生产无毒的壮苗等。解决这些问题需要优选种子、种子包衣、良种繁育、组织培养无毒苗、苗期水肥管理及病虫害防治等技术。植物栽培指大田期从种苗移栽到大田至成熟采收，包括土地的选择、整地、移栽、水肥管理、病虫害防治、采收等技术。

而现代农业应用到更高的技术支持，如应用温室、大棚栽培植物，包括温室、大棚的设计与建造、温室设备的控制、植物水肥一体化管理、无土栽培、病害防治等，再到植物收获后如何储藏、加工，农产品的营养成分检测及农残、重金属检测，农产品的市场营销及电子商务销售等，均需要系统、高技术的支持来解决这些现代农业的问题。

三、植物科学与技术实验一体化改革

实验一体化是将原来多个单独的实验系统地、科学地整合到一起的综合性实验，可以解决生产过程中的各类实际问题。多门学科研究发现，现有的传统实验课程已经不能适用于目前高校应用型人才培养的需求，实验课程一体化改革已成为应用型本科高校改革的方向。陈稚在中药学实验中提出实验一体化，将实验分为基础实验、综合实验、专业实验[2]。张晓梅在交通运输实验设计中指出五层次的实验教学模式，包括了基础型实验、综合设计型实验、专业应用型实验、个性化实验、科研实践[3]。刘纯友在物理化学实验中提出传统的实验教学已经不利于学生的实践应用，需要改革、整合，开设物理化学理论与实践一体化实验[4]。邓美珍在高校税务实验中提出一体化实验教学体系，包括了基础实验、专业验证型或设计型实验、综合实验[5]。潘蕾将传统文科实验进行了素能一体化改革，提出了综合素养、基本技能、专业技能和创新创业四大实验、实践教学体系[6]。为了适应目前企业、用人单位对应用型人才需求，学者们从文科、理科、工科、医科、农科等多学科领域提出传统实验教学存在的问题，并提出了一系列实验一体化改革措施。

本文针对目前植物科学与技术专业实验教学中存在的问题及现代农业需要的技术，提出了植物科学与技术实验一体化改革方案，将植物科学与技术实验分为基础实验和一体化实验，见图1。基础实验以基础化学、植物学、植物生理学实验为基础，让大学一年级学生学会实验室中各类试剂的配置，了解植物根、茎、叶、花、果实、种子各个器官组织的形态及植物生长的生理情况，掌握基本的操作技术。一体化实验分为种子、种苗综合实验、植物栽培管理综合实验、植物储藏加工综合实验、农产品检测综合实验及农产品销售综合实验等五个综合实验。

图1 植物科学与技术一体化实验分类

（一）种子种苗综合实验

种子种苗综合实验分为种子综合实验和种苗综合实验。其中种子综合实验以了解种子的形态、构造，测定种子的活力为基础，开设种子包衣技术。种苗综合实验包括穴盘育苗、漂浮育苗、幼苗嫁接、苗期水肥管理、病虫害管理等基本技术，以组织培养脱毒苗为高技术实验，提高学生的育苗水平，为现代种子、育苗企业培养技术人才。

（二）植物栽培管理综合实验

植物栽培管理综合实验包括植物栽培管理和设施农业栽培。植物栽培管理是在植物大田期，以土地耕作、土壤检测、植物营养检测、植物水肥管理、病虫害防治等为基础实验。设施农业栽培为高技术实验，包括无土栽培、水肥一体化、温室大棚设施栽培等技术，提高学生的栽培管理水平，为现代农业培养高技术人才。

（三）植物储藏加工综合实验

植物成熟后开设植物储藏加工综合实验，包括植物的采收和储藏加工。其中植物采收、分级为基础实验，以储藏、加工为高技术实验，对农产品进行糖制品、干制品、酿造制品、腌制品、速冻制品、冻干制品、发酵制品等加工，对农产品中的果胶、油类、天然色素、有机酸等有效物质进行提取。综合实验中以杂交育种、品种选育、分子育种、转基因技术为研究性实验。植物储藏加工综合实验为现代农产品加工企业、科研单位培养优秀技术人才。

（四）农产品检测综合实验

农产品检测综合实验包括农产品营养成分检测、农残检测、重金属检测及食品认证等，其中包括农产品糖类、氨基酸、蛋白质、脂类、维生素等营养成分检测，农产品农残及重金属检测。农产品食品安全认证技术，包括无公害食品、绿色食品及有机食品认证技术等。农产品检测综合实验主要培养能使用紫外分光光度计、高效液相色谱仪、气相色谱仪、原子吸收光谱分析仪、PCR 仪等实验仪器的专业人才[7]，为农产品检测机构、科研单位培养专业技术人才。

（五）农产品销售综合实验

农产品销售需要具有市场营销、电子商务技能的创业人才，通过开设农产品销售综合实验，让学生在学校大学生创业平台进行线下销售，利用电商、短视频平台进行线上销售，培养具有现代创新创业能力的大学生。

植物科学与技术专业学生从大学一年级第一学期开始学习植物学、植物生理学、基础化学等基础实验，第二学期进入实验一体化（见附表1）学习，每学期以粮食、果蔬、花卉、中药材、经济作物等1～2 种植物开展综合实验，四年掌握6～10 种植物生产一体化技术。大学二年级和大学三年级以栽培学、设施农业、植物保护学、育种、分子生物学等专业实验开设各类综合植物生产技术实验，大学四年级以农产品储藏、加工、销售开设创新创业实践类实验。大学三年级和四年级学生可以根据实验一体化的体验，依据自己的兴趣、能力及就业目标进行选择，强化其中1～2 项综合实验，专项学习，提升自己的能力，为就业目标做好充分的准备。

四、总结与展望

植物科学与技术专业是植物生产类专业，应用性、实践性强，是专门解决植物生产过程中各个环节问题的专业。实验教学能让学生将所学知识快速应用在生产上，因为掌握技术原理、方法及操作尤其重要。植物科学与技术实验一体化改革能够培养现代植物生产企业需要的专门人才，从现代植物生产企业技术人才需求出发，从植物种植、管理、检验、销售等环节解决企业生产中的问题，培养会种植、能管理、精检测、促销售的人才。学生毕业后就业，减少企业招聘新员工再培训的时间，让毕业生快速适应企业及用人单位的工作。而且植物科学与技术实验一体化培养的学生熟悉粮食、经济、果蔬、花卉、中药材栽培、管理等技术，毕业后能应用所学的知识、技能解决企业、用人单位生产实践中的问题。另外，植物科学与技术实验一体化改革能够提升学生的植物生产技术。学生从植物种子到植物收获再到销售，能够全面掌握各个植物生产、销售环节的技术、方法，对植物生产知识、技术进行全面系统地学习、实践，把理论知识与生产实践技术相融合，理论解释生产实践活动，生产实践反向推动学生对理论知识的深入学习和探究，提升学生的学习能力和操作技能。

理论知识学得好，不一定技术操作就做得好，所以需要学生在植物生产过程中熟悉操作技术、掌握现代农业管理技术等。有条件的学校可以让学生边学理论学习边实践，让学生深刻地体会知识、技术转变为生产力的过程，提高学生学习知识、技术的主动性和积极性。如上午上理论课，下午上实验课，每个学期、每个年级种植不同的2～4 种植物，其中包括粮食作物、果蔬、经济作物、花卉、中药材等。学校提供大田、温室等场地种植，配备相应的教师、栽培管理人员负责指导学生从事植物生产的相关技术操作，让学生在做中学、在学中做，提高学生的实践技能，提升学生的职业能力。