基于产业转型的“植物组织培养技术”课程教学改革探索

【摘 要】 基于产业转型对育人的要求，对应用型技术类课程“植物组织培养技术”的教学现状进行剖析，并依照产业转型对课程要求，提出了以提高学生知识综合应用能力、产业服务能力和创新创业能力为目标，任务和案例为载体，实际生产工艺为蓝本，全方位融入CDIO工程技术教育理念的课程改革设想，并从课程目标、教学内容、教学方法和手段、考核考评方式等方面进行了课程教学改革与实践。明确了“能力为本”的课程定位，突出了技术性、实践性和应用性，为其他专业应用课程教学改革探索提供了参考。

【关键词】 产业转型；教学改革；植物组织培养；CDIO

Exploration of the Teaching Reform of the Course "Plant Tissue Culture Technology" Based on the Background of Industrial Transformation

Hao Haiping， Su Yanping， Du Lixin， Yan Xunyou， Zhou Zhiguo*

（Langfang Normal University， Langfang 065000， China）

【Abstract】 Based on the requirements of industrial transformation for educating people， the author analyzes the current situation of the applied technology course "Plant Tissue Culture Technology"， and， according to the curriculum requirements of industrial transformation， puts forward the idea of curriculum reform which aims at improving students' comprehensive application ability of knowledge， industrial service ability and innovation and entrepreneurship ability， takes tasks and cases as carriers， takes actual production technology as the case study， and integrates CDIO engineering technology education concept in an all-round way. The teaching reform and practice of Plant Tissue Culture Technology course are carried out from the aspects of course objectives， teaching content， teaching methods and means， and assessment methods. The "ability-based" course orientation is clarified， and its technical， practical and applied nature is highlighted， which provides a reference for the exploration of teaching reform of other professional application courses.

【Key words】 industrial transformation; teaching reform; Plant Tissue Culture; CDIO

〔中图分类号〕 G642.3 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674 - 3229（2024）03 - 0106 - 05

0 引言

2020年，教育部办公厅、工业和信息化部办公厅联合发布《现代产业学院建设指南（试行）》。廊坊师范学院根据国家和社会对教育变革的需求，适时做出产业转型的发展战略，确定了面向产业、面向社会需求的育人方针。产业转型要求专业课程适应地方经济和社会发展需求，学生职业发展需求，因此课程改革应趋向能力为本，以学生为中心，培养学生产业服务和职业胜任能力［1］。

“植物组织培养技术”是一门应用性和实践性较强的专业课程，目前“知识本位”的课程目标、理论为主的课程内容、“满堂灌和单声道”的教学方式方法以及“以知识掌握为主”的课程考核考评等与产业发展匹配度低，亟待变革。本文以课程教学改革与设计为抓手，引入CDIO（是麻省理工学院和瑞典皇家工学院等开发，倡导以项目为载体，以培养学生创新能力、实操能力、团队协作能力为目标的新型技术型和应用型人才培养模式）教学理念和模式，重修课程目标；依据现实生产工艺重构课程内容；综合运用AI、虚拟仿真等信息技术，应用真实生产任务和案例丰富教学方式方法；参照行业、企业的技术需求进行考核办法改革，转变“书本知识本位”的教学思想，注重应用能力提升的操作实践，以期通过该课程教学改革，提升学生产业技术服务能力，为学校产业转型、人才培养与教育提供参考和支撑［2］。

1 课程教学现状分析

1.1 课程内容设置应用性不强，与行业产业脱节

植物组织培养相关行业或产业需要熟悉全流程工艺环节，掌握技术细节，具备实际问题处理能力的专业性和应用型人才。而目前课程设置以理论知识传授、讲解为主，实验操作为辅，虽然学生理论知识丰富，但是全流程产业链、流程的关键环节、流程中的技术细节问题处理及技术的变通应用能力、动手操作能力尚有不足。因此亟须对课程内容进行重构，赋以课程“工程”属性，实现课程对学生的培养与行业对人才的需求无缝衔接［3］。

1.2 教学方法、技术、场景和空间，与产业需求匹配度亟待提升

植物组织培养技术依赖教师的PPT讲授，虽然引入了动画、视频等形式，依然摆脱不了“单声道”和“满堂灌”，学生兴趣不强，参与度不高；其次，实操过程受仪器、设备、场地等限制，不能保证每名学生都有充足的操作时间和均等的“上手”机会；第三，部分学生担心药品毒性或其他风险不愿意动手操作，导致学生面对企业中同类或相似技术需求时不知所措，解决实际问题的信心和能力不足［4］。

1.3 课程考核考评偏重知识掌握程度，技术性和实操性内容稀缺

植物组织培养技术课程考核成绩分平时成绩和期末考核成绩两部分。平时成绩由课堂表现、作业、测验、实验报告等组成，期末成绩为组培技术研究进展报告。虽然考核形式多样，但是理论知识占比偏重，容易引导学生执着理论知识学习，忽略实践能力的训练和投入，出现“眼高手低”现象，出现成绩很好，但实际动手能力不强的现象，进入工作岗位后，职业胜任能力不足。

2 课程改革策略

2.1 课程目标制定由知识本位转向能力本位

应用课程的课程目标应打实技术基础，突出技术应用能力；注重综合知识的掌握和应用，提升产业服务、创新创业和职业胜任能力，注重课程思政，积淀人文素养［1］。以植物组织培养技术课程目标中知识和能力目标为例，改革后，知识目标的设定为组织培养技术的概念原理和方法基础，突出综合知识如创新创业政策、土地、金融管理和营销等知识的传授。能力目标则强调技术和知识的综合应用，首先要能够解决实际生产中的问题；其次，辨别创新创业风险；第三，能够制定简要的花卉、蔬菜、果树、中草药等代表性植物品种的组织培养工艺流程（表1）。

2.2 课程内容改革

2.2.1 课程内容的重构

参照CDIO 课程理念，应用型课程应回归“工程”属性，课程内容结合当地经济社会发展需求［5］。现行课程内容主要以原理性、理论性知识以及实际生产应用率偏低的技术为主，如组培技术原理、原生质体培养、胚胎培养、超低温冷藏技术。结合行业、企业需求，引入产业标准和职业发展需要，改革后课程内容在配置上着重解决重知轻行，理论和实践脱节的问题，将实际生产中的任务和问题纳入课程内容，如白鹤芋组培技术以及马铃薯脱毒种苗生产任务等；注重知识的探究，问题的分析和解决，关注学生产业服务、创新创业和职业胜任能力的提升（表2）。

2.2.2 课程内容的实施

课程内容以实际任务或案例为载体，形成案例教学、项目教学，推进真实任务和微缩仿真场景，实现真学、真操作，掌握真技术，培养真能力［6］。以白鹤芋组织培养技术案例教学为例，教学实施过程如下：（1）教师发布生产10000株白鹤芋组培苗任务；（2）学生分组计算所需外植体、增殖苗、生根苗培养基、培养瓶、所需超净工作台、培养室面积、所需人员数量等；（3）学生参照实际生产工艺（图1）设计完整实施方案，然后讨论、汇报方案的可行性；（4）学生依据方案以组为单位在实训基地进行任务操作；（5）教师依据学生的方案实行总目标、分目标和组培苗质量监督，指导实施过程中出现的技术问题；（6）任务完成后，学生进行反思、总结，形成案例报告；（7）教师对任务完成情况进行评价，综合各种因素完成成绩评定。

在项目和实际案例的教学过程中，教师由“说道者”变为“任务发布者、技术指导者和师傅”。教师下达任务书，发布案例，分析和讲解案例知识点，

根据学习进程指导答疑，并且将技术的“细节、窍门”传授给学生，对不同学生的完成度进行评价对比，引导学生回顾、总结与反思。学生从领取任务和接受项目开始，查阅资料、构想方案、组织讨论、敲定方案和实施步骤，根据实施进程和教师指导修正方案、完成项目或案例、讲解项目与案例、交流心得、总结经验、汲取教训。将大纲要求掌握的知识点、需要掌握的技术和具备的能力融入项目中，有效提升知识传授效率（表3），增强学生综合知识应用、产业服务和职业发展能力［7］。

2.3 先进教学方法、手段的引入与应用

2.3.1 混合团队式教学

组建由双师型+行业企业技术人员构成的学历、年龄和专业结构合理的植物组织培养教学课题组。组内教师充分发挥个体优势，互相探讨、学习，共同完成课程定位、大纲编撰、课程内容配置、任务和案例选择、课件制作以及课程讲授计划制定［8］。如在10000株白鹤芋组培苗生产任务中，具有生物专业教师，负责母液配制、培养基配方审核与指导；企业技术人员负责白鹤芋组培工艺流程审核、外植体制作、增殖苗质量、生根苗质量和数量的监督指导、组培过程中增殖率及污染等问题的解决；具有教育学背景的教师负责方案编撰指导、案例讨论、总结与反思工作。

这种团队式教学模式，将教学由“教师中心”转变为“学生中心”，拉近了教师与学生的距离，增加了教师与学生的互动频率，克服了理论与实践脱节的问题，实现了完成一个任务或案例，掌握一个或多个知识点，提升一项或多项技能的目标。

2.3.2 虚拟仿真、AI等信息技术的引入与应用

以虚拟仿真、AI等为代表的信息技术，为优化应用型课程教学方法、提升教学实效增加了学习的趣味性，为打造“应用”金课带来重要机遇［9］。在10000株白鹤芋组培苗生产任务教学中，利用视频资料将实际工厂布局、设备类型、接种操作、培养基配制等展示给学生，让学生对实际生产场景有全面了解；利用虚拟仿真软件学生可以在电脑终端对培养基配制、接种、外植体消毒等进行模拟操作；利用文心一言、通义千问等AI 软件，解答学习过程中的疑问，教师随时跟踪、及时指导，形成“学生中心、学生主体”。利用信息技术唤醒学生的好奇心、探究欲，提升学生的自主学习能力，创新和解决问题能力。虚拟仿真、AI等信息技术的引入与应用对于应用型课程建设（图2）、教育自身改革是一个机会和“风口”［10-11］。

2.3.3 行业、企业参与教学或合作办学

植物组织培养技术作为应用型技术课程，目标是培养服务廊坊本地和京津冀区域的园艺新品种培育、种苗快繁、种植养护或相关专业高级技术人才。因此课程内容需结合行业、企业需求，体现实践性、职业性和前沿性。课程建设从教材选择和编撰开始，邀请行业、企业技术人员参与，按照行业、企业实际标准开发；理论和实践教学推行真实任务和案例。如白鹤芋组织培养技术任务，建立实训基地模拟真实环境，全面解决学生职业素养缺乏的问题。实现真学、真做，掌握有效可用的真技术。课程引入实践基地的真实瓶颈问题，如蝴蝶兰外植体褐化问题，结合教学内容设计成项目和案例，分析蝴蝶兰外植体褐化原因分析、影响因素、解决措施等，利用课程实验资源开展任务和案例教学，探究解决方案。 筛选优秀、可行的解决方案反馈给企业，并跟进企业的使用效果，如此反复，直至问题解决。这个过程中，企业提出需求、课堂组织学生探究、教师和企业技术人员进行指导和结果反馈，极大提升学生的专业知识综合应用能力和解决实际问题能力，实现企业、课堂、学生三赢局面［6］。

2.4 考核考评方式改革

课程考核与考评对学生的努力方向发挥指挥棒作用，考核考评改革是教学方式方法改革的重要补充，是应用型课程改革实践的不可或缺部分。植物组织培养技术作为应用型课程，考核考评舍弃了偏重理论知识总结的研究进展报告，增加了应用性、实践性和技术性知识考核如项目与案例、实训表现，以及创新创业方案与路演，突出知识综合应用能力。具体如表4所示。

3 结语

植物组织培养技术教学改革中吸取CDIO工程教育理念，探索了课程目标、内容、教学方式与方法以及考核考评等方面的改革实践，以任务和案例为教学载体，将“讲、学、做、用”一体化融合，突出了课程的技术性和应用性。根据实际改革应用效果反馈，案例教学、信息技术应用和能力为主的考核考评方式，在一定程度上抓住了学生的眼球，提高了学生的兴趣、增强了学习的主动性，学生动手操作能力显著增强。但也有学生不适应新的课程内容和教学方法，认为技术培养趋向于职业院校，对改革不太理解，学习不积极，导致部分项目和案例在教学过程中推进缓慢。

总之，“植物组织培养技术”为代表的应用型课程教学改革是学校应用转型的抓手和具体举措，是一项系统工程，需要学校、行业、企业甚至地方政府各方联动，需要课题组教师在实践中不断尝试、摸索、学习和改变，才能在一定程度上提升课程教学改革成功率，推动学校的转型发展和整体服务地方经济社会能力的持续提升。

［参考文献］

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［2］ 周成武，武兴会，黄全振. 应用型本科高校协同创新实操课程体系建设研究［J］. 中国现代教育装备， 2023（13）： 156-158.

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［4］ 刘源， 解芳， 周宏胭， 等. 地方应用型本科院校机器人工程专业课程体系建设初探［J］.科技风， 2023（17）：35-37.

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［7］ 胥佳慧. 应用型人才培养视域下高校创新创业教育模式研究［J］. 黑龙江畜牧兽医，2018（7）： 235-237.

［8］ 沈剑光. 多元治理下校企合作激励机制构建研究［J］. 教育研究，2017（10）： 69-75.

［9］ 董楠， 唐明明， 刘道纯. 应用型本科线上线下融合式精品课程“森林生态学”的建设与实现［J］. 现代园艺， 2023， 46（23）： 179-181.

［10］陈飞， 董界， 曾文彬. ChatGPT 在世界一流大学药学专业研究生教育教学改革中的应用探索研究［J］. 科教文汇， 2023（20）：111-115.

［11］杨未柱， 何新党， 李磊， 等. 基于虚拟仿真实验的实验力学混合式一流课程建设［J］. 实验科学与技术， 2024（2）： 64.

责任编辑 曹秀利

［收稿日期］ 2024-03-21

［基金项目］ 河北省教育厅创新创业类社会实践课程“植物组织培养技术及应用”建设项目；河北省教育厅创新创业教育教学改革研究与实践项目；基于创新型人才培养的地方高校生物学专业教学改革探索与实践（2023CXCY174）；河北省高等教育教学改革研究与实践项目“应用转型背景下生物专业实践教学体系改革——以‘遗传学与分子生物学实验’课程为例”（2021GJJG362）

［作者简介］ 郝海平（1979- ），男，博士，廊坊师范学院生命科学学院讲师，研究方向：植物资源开发与利用。

［通讯作者］ 周志国（1978- ），男，博士，廊坊师范学院生命科学学院副教授，研究方向：生物学教学改革与探索。