马凯恒 杨桂燕 李龙

摘    要：在“新农科”建设背景下，各农林高校都在积极探索实践教学改革的新思路、新举措，促进拥有‘知农爱农品格的拔尖创新人才的培养。文章从“林木育种学”课程实践教学改革的必要性入手，就教学体系改革、实验条件改善、实践场所拓展、实践教学方式优化、考核评价创新及实施成效反馈等方面进行了探讨，以期为农林高校协同育人机制下课程实践教学改革提供参考。

关键词：新农科;林木育种学;实践教学;协同育人

中图分类号：G642.3          文献标识码：A          文章编号：1002-4107（2021）07-0059-03

随着新农科研究与改革实践项目“北京指南”的正式启动，协同育人机制下的创新实践作为5大改革领域之一，要求高等农林教育改革要探索新路径、新范式，注重分类发展、特色发展、内涵发展，重在实践，推动“真刀真枪”、实实在在的改革[1]。协同育人是高校从“封闭式教学”向“开放式教学”的深度转型，是学生由“参观者”向“参与者”的角色转变，通过转型和转变，培育出服务现代农业的学术精英、创新创业技术领军人才，为生态文明建设输送源源不断的青春力量。

一、“林木育种学”课程实践教学改革的必要性

“林木育种学”课程是林学专业的核心必修课程，是现代林木育种创新人才培养的基础课程，是以遗传进化理论为指导，研究林木良种选育和繁殖理论与技术的学科[2-3]。“林木育种学”课程实践教学是在传授理论知识的基础上，通过与验证性、综合性及创新性实验项目的融合设置，强化学生的理论知识素养，增强学生解决实际生产问题的能力，并且提高学生林木品种改良方面的研究水平，进而达到培养林木育种专业人才的目的。“新农科”建设背景下，农林高校都在积极探索构建符合本校特点的实践教学体系，以改变目前实践教学存在的实验条件落后、实践内容设计不合理、实践场所受限制、实践教学体系不完善、校企合作联系不紧密等现状。随着农林优质课程资源开发、多学科交叉融合、校企协同育人等多种实践教学手段和模式的探索与实施，传统“林木育种学”课程实践教学体系改革迫在眉睫。

二、“林木育种学”课程实践教学改革的措施

（一）改善实验教学条件

西北农林科技大学林学院实验教学中心按照“突出产学研紧密结合办学特色，加强实验教学体系建设”的改革思路，对教学实验室及实验资源予以整合优化，由林学专业实验室承担“林木育种学”课程全部实验教学任务。林学专业实验室实验用房30间，建筑面积734.4 m2，拥有仪器设备500余台，总价值约440余万元。2017年以来，基于“中央高校改善基本办学条件专项资金”项目支持，林学专业实验室购置了奥林巴斯生物显微镜、染色体核型分析系统、奥林巴斯体视显微镜成像系统、Tomy灭菌器、高速冷冻离心机、德国Leica激光测距仪、多光谱无人机及瑞典Haglof电动生长锥等最新型号的实验教学仪器设备及专业实习工具，满足了“林木育种学”课程培养目标对实验教学条件的各项要求。

（二）改革实践教学体系

“林木育种学”课程包含理论教学24学时、实践教学56学时，理论教学与实践教学的课时比例为1∶2.33。为满足协同育人机制对实践教学效果的要求，构建符合西北农林科技大学特点的“林木育种学”课程实践教学体系，将本课程实践教学分为课程实验和综合实习两部分（如图1）;采用“翻转课堂”为主，“自主探究式”“互动研讨式”和“启发鼓励式”为辅的多样化指导体系，通过半开放、全开放实验教学方式鼓励学生注重实验项目验证性、综合性和创新性的交互融合，采取以能力培养为导向的多元实践考核评价，最终达到“林木育种学”课程实践育人的教学培养目标[4]。

以实验项目“花粉的形态观察和生活力测定”为例，该实验分为室外实验（树木花器官发育观察、花粉采集）和室内实验（花粉形态观察、生活力测定）两部分。在翻转课堂模式下，学生在实验课前1周预习课程交流群里的实验任务书及相关文献视频资料，以小组为单位讨论和设计实验方案。教师根据学生兴趣及实验方案设计深度，鼓励在验证性实验中融入综合性、创新性环节，形成实验设计及可行性预习报告，经点评修订后开展实验。实验过程中采取实验内容（树种选择、开花习性、试剂选取）开放，实验室仪器设备开放和实验时间开放的方式，学生以小组为单位、以课题形式分工协作，获取并分析数据，撰写实验报告或PPT汇报。最后，通过教师批改和学生小組互评完成成绩评定，并分享亮点。这种方式在激发学生自主探究学习积极性的同时，增强了创新实践能力的培养。通过分析近两年实验报告，发现大部分学生在花粉培养基中引入中微量元素，能对钙、硼等元素进行浓度梯度设定，验证中微量元素浓度对花粉管萌发促进作用和抑制作用;部分学生根据草本花粉和木本花粉对2，3，5—氯化三苯基四唑（TTC）染色和脱氢化酶染色反应敏感度的不同，以花粉收集时间为梯度进行综合分析。可见，这种自主探究设计式实验方案，对学生科研兴趣和科研思维的培养具有促进作用。

（三）多渠道拓展实践场所

“林木育种学”课程实践性极强、内容范围广、周期长，对实践场所要求较高。林学院秉承产、学、研、用紧密结合的办学特色，对室外及校外的实践教学资源进行大力度建设和开发，以专业链对接产业链，实现课程设置与行业需求的对接，实现课程教学与生产过程的紧密结合。学院现有山阳核桃试验示范站、凤县花椒试验示范站等11个试验示范站和22个校外基地。在加强自有林场和研究基地数字化、信息化建设的同时，积极拓展与省内外知名农林类企业合作办学，深入挖掘与行业协会合作的新型产教融合新思路，将育种产业的理念、技术、资源融入实践教学中，让学生在实践中了解农林产业发展的新理论、新知识、新技术，突出课程实践育人的创新性。

以实验项目“引种调查、植物表型变异类型观察及有性杂交技术”为例，为减少树种起源及人为干预对实验统计结果的影响，可供选择的实践场所包括校内的杜仲等林木良种基地、渭河试验站、杨凌教学试验苗圃等，校企合作的周至县裕盛苗木花卉繁育基地、杨凌绿亚苗圃基地等林木育种企业。渭河试验站自1963年建站以来，一直被原陕西省林科所（院）作为杨树、楸树、红枣、杏等阔叶树种质资源保存、繁育、良种选育及部分绿化苗木生产基地。学生通过对基地内杨树品种识别、杂交育种、无性系测定、家系选择、良种繁育及种质资源圃规划等育种环节的实践，系统了解育种产业发展的路径，实现课堂讲授和实践的有机结合，提高学生解决育种实际问题的能力。“引企入教、产教融合”有效推进了校地、校所、校企育人要素和创新资源共享、互动，促进“共建共享协同联动”农林实践教学平台的构建，进而有力保证实习内容的科学性、连贯性和完整性，达到全程、全方位育人的实践教学要求，助力乡村振兴。

（四）优化实践教学方式

1.以学生自主学习为核心开展实验教学。实验教学采用“翻转课堂”“自主探究式”“互动研讨式”和“启发鼓励式”的多样化指导体系，让学生处于实验课堂的主体地位，促进自主学习和个性化学习方式的建立，彻底颠覆传统的“教师主导、教材中心、多媒体加板书”的讲授方式[5]。教师在实验方案设计和方法改进上予以指导，并在学生实验过程中遇到困难时，启发、引导学生去思考、查找原因，借助各种文献资料解决问题，通过实验培养学生自主学习能力和实践动手能力。教师通过课上观察、课下数据分析总结，鼓励学生发表学术论文、参加全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生生命科学创新创业大赛等有关竞赛活动，进一步激发学生学习和科研热情。

2.利用虚拟仿真实验教学促进实践教学成效。虚拟仿真实验教学已成为高校信息化建设的重要内容。森林生物学虚拟仿真国家级实验教学中心以全面增强学生实践和创新能力为根本，依据森林生物学的特殊性和实验教学目标，对现实实验条件不具备或难以完成的实验，构建虚拟仿真实验环境和实验对象，形成虚拟仿真实验与常规实物实验相融合的森林生物学实验教学新形式。

在以森林“培育—经营—保护—利用”为主线建设的5大虚拟仿真实验模块29个实验项目中，“林木育种学”虚拟仿真实验教学纳入森林培育虚拟仿真模块，开发的实验项目为林木杂交育种。杂交育种是植物新品种选育的重要手段，是林学、园林专业本科生必须掌握的实验技能。传统实验因受育种周期和课时所限，学生只能学习和掌握杂交育种过程中的某个知识點或环节，不能全面掌握整个育种环节的关键技术，如亲本选择、花枝选取与修剪、花粉收集与贮藏、花粉活力测定、去雄、授粉、套袋、种子采收与处理、杂种苗培育与选择等，也不能对每个操作的预期结果进行观测。通过虚拟现实技术开发的林木杂交育种虚拟仿真实验，按照杂交育种的程序设计，实现杂交育种各环节的模拟现实操作，使学生在有限时间内全面把握杂交育种关键技术。该实验参与性强、学生兴趣高、教学效果好。

3.利用网络、仿真技术等媒介丰富实践教学资源。随着信息技术的快速发展，互联网技术与高等教育相结合，新时代的教学理念和教学方法都发生了重大的变革，如何利用好现代化教育信息技术成为实践教学改革的重要内容[6]。“林木育种学”教学团队利用现代化教育信息技术，通过智慧教室、网络教学平台、手机APP、国家优质慕课资源平台等智慧环境媒介，丰富课程实践教学资源库。以微视频、云录播等方式将注意事项、实验操作技术环节及生产实践中良种选育的种源、优树案例等制作成微课，上传课程网站或交流群，形成“课前预习、课后复习、综合实习、再学习”的循环[7]。学生可通过手机APP交流群借鉴实验总结、分享林木育种进展，在互动中提升获得感和满意度。

森林生物学虚拟仿真国家级实验教学中心建设的“秦岭林区主要森林植物识别图库”“校园植物识别系统”等虚拟仿真实践教学资源，为“林木育种学”课程为期一周的火地塘综合实习提供了强有力的技术支撑。“林木育种学”综合实习开始前，学生可通过登录虚拟仿真实验教学中心网络平台自主学习，了解火地塘林场地形地貌、气候、立地条件、森林经营方式及群落结构特征等，对多门专业课程进行知识串联，提高个人理论联系实际的能力。

（五）加强实验教学考核评价

传统的课程实验部分考核缺少量化标准，存在主观性强的弊端。基于“林木育种学”课程实验教学室外调查、室内测定分析的特点，采取以能力培养为导向，将学生线上学习成效及实验方案的创新性纳入实验考核评价，形成实践教学的多元化考核方式。即，实验教学成绩由课前预习（30%）、可行性论证及操作（40%）和实验报告（30%）3个模块组成，每一个模块均设立具体的考核指标。课前预习是学生通过课程网络平台和查阅其他资料进行预习，明确实验目的、实验原理、实验用品和实验步骤，尤其是仪器设备的注意事项和操作要点，完成预习报告或PPT，考核自主学习、文献检索、总结及表达能力;可行性论证及操作主要从课堂上小组讨论时的参与度，田间实验过程中的出勤及纪律，实验设计方案的融合度、创新性，实验操作的规范性等，考核学生学习积极性、问题应对能力、协作沟通能力及科研思维;实验报告是学生对实验数据进行分析和总结，从对报告的态度端正性、撰写规范性、实验现象和数据真实性、数据分析处理能力、实验结果差异原因探索等，考核写作能力、创新能力及专业知识掌握情况。

三、“林木育种学”课程实践教学改革成效

（一）提高了学生综合实践能力和创新能力

课程实践教学改革的实施，培养了学生扎实的专业技能、严谨的学术态度和创新的科研思维，激发了学生对植物科学研究的兴趣和对育种事业的热爱。林木育种教学团队经过3年的尝试和探索，学生的实验主动性明显提高;文献查阅、实验设计、数据分析、论文写作等科研技能得到实训强化，很多学生积极主动地参与到大学生创新创业训练项目及国家级各类相关竞赛活动中。林学专业实验室指导20余名本科生在2019、2020年度全国大学生生命科学创新创业大赛获得创新类一、二等奖，多名学生发表学术论文，部分学生保研继续遗传育种专业的研究学习。

（二）实现了实践教学的信息化

森林生物学虚拟仿真国家级实验教学中心利用虚拟现实引擎工具、3D技术和图片视频开发的《秦岭火地塘植物学综合仿真实训》以及相关植物、动物、真菌等识别数据库平台，实现了“林木育种学”课程实践教学资源和方法的全方位信息化，提高了学生对火地塘综合实习地生态环境及“选育—测定—良种繁殖”育种流程的熟悉度，达到了综合实习传授知识、提高能力的目的。

（三）贯彻了“引企入教、产教融合”的育人目标

“林木育种学”课程实践教学改革对示范化实践教学基地的建设和开发，形成了校内实践教学和校企联合培养相结合的“内外互补”式实践教学模式，使得学生得到了多层次、多形式的实践训练，助力实现了人才培养链、农业产业链、科技推广链的精准对接。

参考文献：

[1]人民网.“北京指南”发布 新农科建设启动“百校千项”新    项目[EB/OL].（2019-12-05）[2020-09-05].http：//edu.peo-    ple.com.cn/n1/2019/1205/c1006-31492414.html.

[2]王君，康向阳，李伟，等.“林木育种学”课程实践教学的改革    探索——以北京林業大学为例[J].中国林业教育，2015（4）.

[3]李龙，李周岐.翻转课堂在林学专业林木育种学教学中的    应用[J]. 西南师范大学学报（自然科学版），2019（12）.

[4]胡晓静，宋于洋.对林学专业本科培养方案修订的思考[J].    石河子大学学报（哲学社会科学版），2010（6）.

[5]王霞.混合式教学在高校思政课中的应用[J].黑龙江教育    （高教研究与评估），2020（9）.

[6]吕晶晶，朱彬，何都良，等.半干旱区生态保护虚拟仿真实验    资源建设与探索[J].实验技术与管理，2020（8）.

[7]李利敏，王婧，刘瑶.智慧教室教学资源的深度开发与应用    [J].黑龙江教育（高教研究与评估），2020（9）.