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《药用植物遗传育种学》实验课程教学设计与改革

2016-02-03韩晓伟吴兰芳严玉平郑玉光

教育教学论坛 2016年5期
关键词:育种药用植物遗传

韩晓伟 吴兰芳 严玉平 郑玉光

摘要:《药用植物遗传育种学》是中医药院校中药资源专业的专业基础课,主要讲授遗传学和育种学两方面的理论和实践的知识。由于我校《药用植物遗传育种学》的实验学时较少,因此,为了在短时间里较好地完成实验的教学任务,我们分析了其他一些中医药院校的实验课教学安排的情况并结合自身特点进行了改进,取得了较满意的教学成果。

关键词:中药资源;药用植物;遗传;育种;教学;实验

中图分类号:G642.0     文献标志码:A     文章编号:1674-9324(2016)05-0203-02

一、前言

遗传学是高等院校生命科学相关学科的一门基础课,而遗传学实验又是遗传学课程教学的必要的组成部分[1]。遗传学实验不仅是验证遗传学理论的重要一环,而且是推动遗传学向前发展的动力[2]。而中医院校所开设的《药用植物遗传育种学》又具其自身的许多特点,第一,知识体系较复杂:《药用植物遗传育种学》的知识分为了两个大的部分,首先是遗传学基础理论的讲解,这一部分就是普通遗传学的基础知识和基础理论;其次就是关于育种学的知识体系[3],而药用植物的育种学研究的还比较少,这方面的实例也很少。第二,《药用植物遗传育种学》是中药资源专业学生的一门专业的基础课,中药资源专业的教学任务中要求一学期讲授完成,相应的实验课只有18个学时。因此,为了在时间紧、内容多的情况下较好地完成教学任务,我们参考了一些学校的《药用植物遗传育种学》的实验课开设情况,并根据自身特点进行改进,以期能够较好地完成该课程的实验教学任务。

二、《药用植物遗传育种学》实验课开设情况调查

中药资源专业是一个比较新的专业,许多中医药院校只是近几年才开始开设该专业。我校在开设中药资源专业之初曾经前往我国北方某所知名的中医药大学学习,结果却发现该校的《药用植物遗传育种学》只开设理论课,不开设实验课。因此通过对一些中医药院校的《药用植物遗传育种学》实验课的调查我们发现了一些问题。首先,许多学校实验课程的建设比较滞后,实验课的开设只是遵循经典的遗传学实验模式,缺乏创新[4]。现代遗传学的发展可以说是一日千里,许多实验的内容都可以从更新的角度、更简便的方法入手,总是裹足不前的试验方法是无法让学生跟上时代的步伐的。第二,教学方式也比较僵化,几乎所有的实验都遵循一个模式,即教师设计好各种实验的步骤,然后详细讲解给学生,最后学生按照这个方法步骤完成实验,整个过程堪称完美,但是学生却收获不多。这种实验的教学方法使學生动手和动脑脱节,学生常常被动地完成一些设计好的实验,调动不起学生的积极性。第三,实验教学对学生的评价不合理。学生实验课的评价主要依据就是实验报告,有的同学辛苦完成的实验报告与抄袭完成实验报告的同学分数相当,使一些同学的积极性受到打击,另外这种教学模式和评价体系无法发掘学生的科研能力,造成人才的浪费。

鉴于以上的这些情况,我们在制定本校的《药用植物遗传育种学》实验课程时进行了一些改进,力图避免一些弊端,争取达到更好的教学效果。

三、《药用植物遗传育种学》实验改革方向以及改革的策略

(一)实验设计的改革

1.由统一的实验向开放性实验转变。传统的实验教学以教师的安排为主,几乎是教师怎样安排,学生怎样完成。而我们的实验学时只有18个,时间上就无法保证,因此统一的大规模的实验教学是无法进行的,只能进行一些相对简单的验证性实验。由此我们认为不能只盯着课上的时间,要充分发挥学生的主观能动性。因此,我们以“国家大学生创新性实验计划指南”中提出的“兴趣驱动、自主实验、重在过程”的实施原则为指导[5],让学生自主选择实验题目,以小组为单位自主查阅资料,完成实验过程的设计,教师可帮助学生进行实验设计的论证并鼓励学生大胆尝试,充分调动学生的科研积极性,让学生自动的从课本中去寻找理论的依据从而完成自己的实验题目。例如有的学生对于药材的基因表达与药效成分之间的关系很感兴趣,但是这个实验做起来是很复杂的,因此,我先要求学生去查资料,寻找可以检测的药材和可能检测的途径。学生的团队合作和接受新鲜事物的能力超出我的想象,他们根据文献报道确定了要研究的药材是柴胡,而且确定了研究的方法是荧光定量PCR,并且明确了柴胡皂苷是次生代谢产物,基因检测只能检测其合成途径的关键酶的基因。在我看来学生能够认识到这一步就已经很不错了。同学们决定将这个实验进行下去,并申报了当年的“大学生创新创业计划”。

2.由验证实验到综合性的研究型实验的转变。实验教学是一种理论学习和创新能力培养相结合的教学手段[6],验证性、演示型实验虽然能够锻炼学生的动手能力,培养学习兴趣,但是无法更深层次地挖掘学生的科研创新能力。因此,在保留一部分验证性实验的基础上我们大力发展综合性的研究型的实验,不再局限于遗传实验课,而是多门课程知识、仪器以及各种实验资源的整合。例如同学们准备申报“大学生创新创业计划”的研究课题是“不同采收期柴胡中柴胡皂苷含量和柴胡皂苷合成途径关键酶表达之间的关系”,这个课题在准备初期是打算一个学年完成的,但是同学们在做实验的过程中总是有新的想法,而且很多想法非常可行,因此,在完成他们本人的科研任务的同时,他们把实验的思路方法传给了下一届的同学,使得实验有了延续性,同时也带动了一批选择不同学科方向的同学加入进来,不断的进行新的尝试,几乎成为了同学们毕业设计的提前演练。而我作为大家的教师,根据大家的思路和想法进行了完善、补充并申请了省一级的科研课题。

综合性的研究型的实验在最初也许很简单,但是随着研究的深入,许多新的研究火花的迸出,这个最初简单的设想就会越来越完善,最终形成一个完整的科研课题。

(二)教学手段的改革

由于实验设计的改革,教学方法也会相应的进行改革。我们的18个学时的实验课不再用来进行有限的验证性实验,而是进行科研Seminar(讨论会),让大家把自己的实验设计、实验中遇到的问题、已经得到的结果全部都展示出来,从而集思广益,把自己的实验设计和结果做到完美。最后一次课进行实验结果的展示和实验预想,把结果讲出来,把预想也讲出来,留给下一届的同学再来继续完善这个课题。这种PBL教学模式[7],伴随着开放式综合性实验设计,充分调动了学生的科研能力和科研热情。

(三)教学评价体系的改革

实验报告是验证性实验的最终成果,对于学生的评价基本上也是以实验报告作为最重要的依据,从而造成学生上课与不上课的成绩差别不大,影响学生上实验课的积极性。而进行开放性和综合性的实验,学生必须从头努力,实验报告上的每一个字都是自己努力的见证。教师对于开放性综合性实验的打分并不在于关注他们的实验结果如何,而是关注实验报告整体的完整性,是否真正查找了文献资料,实验过程的设计是否完整等。只要学生努力了,即使他的实验方向有一些错误,没有完美的结果也不会影响他的分数。

四、改革后的效果

(一)培养大学生主动学习能力

实验课是学生进行学习探索的一个很好的平台,如果一切都给学生设计好了,学生反而失去了学习的兴趣。因此,开放性的综合性的实验不仅让同学们体验到了团队合作的力量,同时也极大地发挥了学生的科研主动性,从“要我学”变成了“我要学”。在实验探索的同时,学生们也非常积极地进行各项科研课题的申报,即使是大一的同学不要求申报,很多同学都已写好了课题申请书,准备大二就申报。这种科研的热情也使得教师的科研思路开阔起来,形成了一个师生共同进步的积极的氛围。

(二)发现科研人才,培养科研人才

开放性综合型的实验课题的进行,使得很多本科生的科研能力得到了锻炼,为他们以后进一步深造奠定了很好的基础。

五、结语

虽然《药用植物遗传育种学》在中医药院校的教学体系中是一个较小的科目,但是对于实验课的改革尝试却取得了可喜的成果。相信开放性综合型的实验教学模式將是未来大学本科实验教学的趋势。

参考文献:

[1]蔡梅红,刘天磊,王云,段玉清.基于遗传学实验教学改革的大学生科研素质培养探索[J].安徽农业科学,2015,43(1):310-311.

[2]于志军,柏峰,周春江,刘书广,杜铭硕,李岢,刘敬泽.深化遗传学实验改革,提升学生科研兴趣与创新意识[J].高校实验室工作研究,2015,(01).

[3]任跃英.药用植物遗传育种学[M].北京:中国中医药出版社,2010.

[4]程罗根.遗传学实验课程的教学现状与思考[J].教育教学论坛,2015,1(1):242-243.

[5]何凤华,黎杰强,朱碧岩,高峰.“三自”教学模式提高遗传学综合性实验的教学效果[J].遗传Hereditas(Beijing),2015,37(4):396-401.

[6]牛雅琼,谢国梅,那冬晨,闫桂琴,王祎玲,王华峰,李琪.遗传学开放式实验教学的探索[J].生物学通报,2012,47(1):35-37.

[7]李妍.用PBL教学法进行遗传学教学实验改革[J].2012,(1).

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