摘 "要:园林植物遗传育种学是一门农林类应用型专业课程,该课程旨在介绍园林植物的遗传与育种原理、方法和技术,培养学生对园林植物育种的理论和实践能力。作为农林类应用型专业课程,应针对不同类型地方高校,不同专业背景和就业需求,进一步推进教学实践中理论与实践的结合,培养学生的实践能力和创新精神。
关键词:应用型专业;农林类专业;课程教学;教学实践;植物遗传育种
中图分类号:G640 " " "文献标志码:A " " " " "文章编号:2096-9902(2024)09-0163-04
Abstract: Garden Plant Genetics and Breeding is an applied professional course in agriculture and forestry, which aims to introduce the principles, methods and techniques of garden plant genetics and breeding, and cultivate students' theoretical and practical ability of garden plant breeding. As applied courses in agriculture and forestry, we should further promote the combination of theory and practice in teaching practice and cultivate students' practical ability and innovative spirit according to different types of local universities, different professional backgrounds and employment needs.
Keywords: applied specialty; agriculture and forestry major; course teaching; teaching practice; plant genetics and breeding
园林植物遗传育种学是一门涉及园林植物育种与遗传学的课程。在该课程中,学生将学习遗传学的基本原理和方法,包括遗传基础、遗传变异、遗传传递规律等。课程将介绍常见的园林植物遗传育种方法和技术,如选择育种、杂交育种、基因工程等[1]。学生将了解植物遗传学的基本知识,如细胞生物学、分子生物学等,以及园林植物育种中常用的技术手段,如杂交育种、倍性育种、细胞培养和遗传改造等。课程教育中,通过理论基础知识的讲授与实践操作相结合的学习方式,使学生在理解园林植物遗传改良的方法和策略基础上,掌握如何通过遗传育种的实践操作去提高园林植物的抗逆境胁迫的能力,适应环境的能力,培育重要观赏性状的能力,达成应用型专业课程的教学目标。
实践学习,是学生将理论知识转化为实际操作技能,将理论知识点应用到实际中不可或缺的部分。通过实际操作,学生能够更加深入地理解和应用课程所学的概念与原理,同时也加深了对知识点的理解和记忆,在实际应用中,能够更加灵活地针对不同的遗传问题选用不同的育种手段去解决不同的实际问题,以达到不同的育种目标。通过实践,学生能够观察植物在遗传实验中发生的各种现象,培育和选育过程中的各类田间问题,培养学生在实践中发现问题、总结问题,并利用所学知识去解决问题的能力。其次,实践教学可以锻炼学生团队合作和沟通的能力。在园林植物遗传育种学课程的实践教学中,一个实验项目或一个实践任务,通常需要多人组队,通过合作去完成任务;在合作、交流的过程中,培养锻炼了学生团队协作的意识,同时也提供了团队成员之间及团队与团队之间交流的平台空间。除此之外,实践教学还可以帮助学生进一步了解实际的园林行业工作的环境和园林植物育种工作的操作流程。在实践中,学生甚至可以接触到实际生产一线,研究一线的植物遗传育种田间试验工作场景、内容和实验室试验操作流程,以了解实际生产工作的要求和难度,这将对学生今后的就业起到关键的促进作用,帮助学生更快地融入行业。实践是体验,是实际操作,学生能从中发现科学研究的乐趣和挑战,这对学生的进一步深造有着重要的引导意义。而实践中可能遇到的问题和挑战,也能激发学生学习兴趣和创新思维,促使学生主动去思考和尝试,这是培养应用型专业学生的重要方式。
应用型本科是以培养技能型人才为主的本科教育,面向区域经济社会,以学科为依托,以应用型专业教育为基础, 以社会人才需求为导向,培养高层次的应用型人才[2]。实践教学是帮助学生将理论转化为实际,树立团队合作思想,提高协作沟通能力,了解实际工作环境和操作流程,激发学生的学习兴趣和创新思维,促进就业,指导深造的有力支撑[3-5]。
专业课程教学是培养专业人才不可或缺的一部分,而专业课程的改革则是地方院校转型发展和培养应用型人才的核心[6]。作为应用型专业课程,实践教学应是当前教学目标和课程设置的研究重点,以目标为导向进行教学课程设置,理论知识与实践教学融合贯通。
1 "教学目标与课程设置
在设计课程时,需要首先从专业学科和就业方向的角度出发,分析课程所涵盖的学科内容和研究方向。明确定义涉及的核心理论知识范围、实验技术要点和基础操作方法等关键要素。在设定教学目标时,应从理论知识、实践能力、应用能力和科研能力4个维度考虑,确保教学目标合理有效。
根据各个专业的特点和需求,结合核心知识和基本技能的要求,制定园林植物遗传育种学课程的教学目标。这些目标包括掌握园林植物遗传育种学的基本概念、原理和方法,了解常见园林植物的遗传特征及相关机制等关键理论知识。
根据不同专业的不同背景,考虑不同专业学生就业所需的应用能力,从而设置课程所需进行的园林植物材料采集、标本制备、遗传测定和表型观察等实验操作的基础技能实践项目内容。
根据不同专业的不同背景,考虑本专业对应的行业执业需求的实践能力,设定教学目标,使得学生能够掌握不同程度的生物统计学方法,具有能够对遗传育种实验数据进行统计分析的实践能力。
根据不同专业的不同背景,考虑行业发展的趋势,以及未来在园林植物遗传育种领域的职业发展需求,针对园林植物遗传研究现状、植物育种行业发展趋势,针对目前自主种质“卡脖子”等问题,调整教学目标,使学生能正确认识符合市场、符合行业发展需求的育种目标,同时也能够运用遗传育种原理和方法进行园林植物品种改良和选育,从培养科学研究思维和方法,能够进行科研课题设计和研究方案撰写目标出发,这是符合专业要求、行业要求的科研能力目标。
同时,评估教学资源和条件,包括教材、实验室设备、人员配备等,以确定合理可行的教学目标。以教学目标为依据,进行包括遗传基础知识、植物育种原理、遗传改良技术、遗传资源保护与利用及育种方法与策略等内容的教学课程设置。这样通过理论学习和实践操作的针对性结合,学生将了解园林植物的遗传特性,掌握育种技术和方法,培养创新思维和实践能力,避免教条化书本化,真正做到将应用落到实处。
2 "实践方法与教学策略
在实现教学目标、培养学生的学习效果和实践能力方面,合适的课程实践方法具有重要意义。教师应根据不同专业、不同行业需求的具体情况和学生的实际就业深造需求,灵活选择运用各类实践方法,以提高实践内容的有效性和可持续性。
2.1 "在选取课程实践方法时,可综合考虑实验室实践、田间实践、综合实践及项目实践4种实践方式
实验室实践:学生通过在实验室内进行遗传实验的实践操作,可以了解和操作各种课程知识点所涉及的实验流程和各类实验仪器,可观察室内培育植物时,植物生长发育中出现的各种现象,同时也能提高学生对实验的整体设计把控能力,以及对实验数据的分析能力。通过亲身体验操作,增强对知识点的理解与记忆,进而在实践中灵活运用。
田间实践:通过田间实践,学生可以体验园林植物的生长环境和管理技术,从实际的育种工作中,培养实际操作和问题解决能力,最终将理论落到实处,将理论知识应用到实际生产中去。
综合实践:课程实践可以将实验室和田间实践两者相结合,形成一个完整的实践环节,涵盖从实验室预实验到人工环境再到实际大田生产的全过程。例如,学生可以在实验室中进行遗传育种的相关实验,然后将所得数据应用到田间实践中,观察和评估实际效果。
项目实践:课程实践内容可以根据实际的研究项目,学生跟随实际实验项目,在一线的生产研究实践中去学习、观察,提高发现问题的能力,同时促进学生将所学习的知识能力和实际行业需求进行衔接。
在选择以上实践方法的同时还应结合教师引导、项目设计、报告与讨论及实践评估等措施。
教师引导:在整个实践教学的过程中,教师应在教学目标和教学大纲的框架下,利用合适的实践方法开展实践教学,同时在各阶段对学生提供支持指导,引导学生利用所学,发现问题、分析问题、解决问题。
项目设计:教师在设计实践项目时,需要注意项目的难度和挑战性,既要通过项目实践去激发学生的学习兴趣和动力,也要考虑到学生的实际情况与课程目标的实际需求,避免太过复杂,超出理论知识的教授范围,导致学生难以理解掌握。
报告和讨论:通过一系列实践实验与项目教学,学生参与实际操作后,应针对参与操作的过程、内容、心得体会,撰写实践报告并进行小组讨论及小组之间的讨论。报告与讨论,可以加深对所运用知识点的理解,同时进一步增强学生之间的交流和协作,提高团队意识,创造学习交流的空间平台。
实践评估:在整个实践过程中,教师应定期对学生的实践活动进行评估,以此为根据,对教学实践的内容和方式进行调整。
2.2 "教学策略的设计与实施
教学目标的完成和实施,必须依赖一定教学方式策略,包括目标、内容、方法、环节、小组、评价及以赛促教等。①明确的目标:课程首先需要确定教学的目标。例如,园林植物遗传育种专业课程对应的专业就业需求,需要学生能够应用知识进行定向的植物选育和改良,能够进行种质资源的收集、整理、筛选等。以目标为导向,进行教学设计。②教学内容选择:根据课程目标和不同专业学生的背景,筛选所需涉及的教学内容及内容深度。包括遗传学的基本理论、遗传多样性、传统的植物育种方法的理论与实践、现代分子育种技术的介绍等方面的知识。③教学方法多样:教师在实践教学的过程中,可采用多种丰富多样的教学方法,以激发学生的学习兴趣。其中,结合园林植物研究的实际案例,可极大地加深学生对育种学目标的理解和育种实践操作过程的理解。其次,大量丰富的辅助教学资源,如教学视频可介绍现代先进的育种技术及获得的育种成果,提高学生的学习兴趣;实验手册则能极大加深学生对遗传分析过程的理解,以及培养学生严谨实验的思维方式与习惯。④实践环节设置:在课程中,教师应特别关注实践环节的设置,并确保其合理性。让学生通过实验课程、实地考察、项目实践去亲自体验种子选育、杂交育种和选择育种等常用育种技术。⑤小组合作:在实现实践教学目标的过程中,教师应提供更多的小组合作学习的平台和空间。教师可以引导学生在小组内相互学习和交流,分享思路和经验,相互启发和促进。学生可以培养合作意识、沟通技巧和解决问题的能力,为未来的职业发展打下坚实的基础。⑥评价方式合理:针对不同的实践活动,应选择不同的评价方式来考核评估学习效果,评价方式应与课程目标相一致,能够全面评估学生对课程知识和实践能力的掌握程度。⑦学科竞赛与交流:参加学科竞赛和学术交流活动也是培养学生实际应用能力的有效途径。教师可以组织学生参加植物遗传学、植物育种等领域的学术会议,让学生有机会与同行专家和研究者进行交流与合作,了解行业的最新动态和前沿科技。此外,可以组织学生开展研讨会,让他们在学术领域进行深入的讨论和思考,为将来的学术和职业发展打下坚实的基础。
3 "实践案例与教学效果评估
园林植物遗传育种学是研究园林植物遗传变异规律和利用遗传育种方法改良园林植物性状的学科。作为应用型专业课程,教师需关注行业动态和发展趋势,对课程教学资源进行充实和更新,保持与行业前沿的联系,及时引入新的研究成果和实践案例,产教融合。
课程教学效果的评估与分析可以通过以下步骤进行:设定评估目标,设计评估工具,收集评估数据,数据分析与解读,结果解释与比较,提出建议与改进5个步骤。
首先,明确评估的目的是得出什么样的结论,例如评估学生的理论知识掌握程度、实践操作能力、解决问题的能力等。其次,根据评估目标设计相应的评估工具。可以定期使用问卷调查、考试、实验报告、观察记录和小组讨论等,以收集相关的评估数据。对收集到的数据需要进行统计和分析。可以使用统计软件或者手动计算来分析学生们的表现情况,如平均分数、分数分布、成绩差异等。根据数据分析的结果,与预期的教学目标进行比较。可以对学生的整体表现进行评估,也可以对不同特定群体(如不同年级、不同努力程度的学生)进行比较。最后,根据评估结果,针对不同环节的不同问题,做出针对性的改进。针对不同方面的表现,进一步优化课程设计,改善教学效果。
4 "面临的挑战与解决方案
高校教育的实践教学往往受到资源、技术、伦理等问题的限制。教学实践需要充足的实验设备、种质资源和研究资金以保证学生的学习体验和实践能力的培养。然而,由于资源限制,这可能会对学生的学习和实践产生影响。通过与业界合作或利用现有的研究平台和设备,可以提供更多的资源和机会,促进学生在园林植物遗传育种学方面的实践经验。通过产教融合,产学研的有机结合,可以大幅度解决资源的限制,也是学生从专业知识到应用技术,再到就业实际的实践体验。
园林植物遗传育种学涉及许多复杂的遗传知识和育种技术,需要学生具备一定的前期知识储备和试验理论基础,才能进行实践操作,这对于学生来说是具有一定难度的挑战,这需要教师需要根据不同专业的需求,不同的学生教育层次背景,不同专业衔接行业的需求等,对实践实验进行拆分,分阶段实现。
此外,在园林植物遗传育种学的实践中,可能涉及一些如转基因植物的处理和评估等伦理问题,这需要教师在教学中正确引导学生,教授符合科学道德和法律法规的正确思想。
园林植物遗传育种是一个长期的研究过程,需要耐心和时间。而在教学实践中学生的实践时间往往是有限的,无法完整地完成一项研究项目,这需要教师对研究的目标和时间框架的设置进行优化和调整,以满足教学目标中要求的研究深度和成果的可行性。
5 "未来发展的趋势
未来的园林植物遗传育种教学将更加注重多学科的交叉融合。除了传统的植物学、遗传学和育种学知识外,还会融入生物信息学、数据科学、大数据分析和基因编辑等前沿学科,来推动育种研究的快速进展。
技术手段的创新应用:植物遗传育种的新技术将更多地应用到园林植物中来,实践教学中也应更加注重技术手段的创新应用。例如,利用分子标记辅助选择、基因组学和遗传工程等技术手段,加快育种进程,提高植物的抗逆性、适应性和观赏性,为园林景观设计和生态恢复提供更多选择。
环境适应性的重视:未来园林植物遗传育种教学将更加注重环境适应性。随着城市化进程的加速,园林植物需要具备更强的适应能力。因此,培养学生在遗传育种工作中注重对环境适应性的考量,并开展相关研究,是未来教学的一个重要方向。
可持续发展的理念:未来各行各业的发展都将关注可持续发展。园林植物的遗传育种工作也如此,保护生物多样性、确定符合可持续发展方向的育种目标,培育研究符合可持续发展要求的园林植物新品种,将是未来园林植物遗传育种学教学的重要方向。
总的来说,未来园林植物遗传育种教学实践的发展将更加注重多学科交叉融合、技术手段的创新应用、环境适应性和可持续发展的理念,以培养学生具备应对未来社会和自然环境挑战的能力。
这些新趋势新方向将对园林遗传育种课程的实践教学提出新的要求。在实践教学中,需要明确课程目标并丰富教学内容,灵活多样的教学方法应该与实践和研究紧密结合起来,科学合理的教学评价方法和及时的教学反馈和评估,仍然是应对变化,增强应用实践能力的强有力支撑。
6 "结束语
作为面向地方、服务地方的高等院校所开设的应用型专业课程,园林植物遗传育种学课程的教学实践与探索在目标明确、内容丰富、方法灵活、实践与研究结合及评价方法科学合理等方面取得了较好的效果,为学生培养园林植物遗传育种的专业能力和综合素质提供了有效的教学支持。
以园林植物遗传育种学课程为例的应用型专业课程的实践探索应该注重操作性和创新性,培养学生的实践能力和创新精神。通过实践活动的开展,使学生能够将理论知识运用到实际中,提升专业应用能力,为农林类专业人才的培养打下坚实基础。
参考文献:
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