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新农科建设理念下植物分子育种课程教学改革与实践

2024-05-29崔志波程海涛金诚诚敖雪

高教学刊 2024年15期
关键词:实践教学改革高校

崔志波 程海涛 金诚诚 敖雪

摘  要:随着新农科建设理念的兴起,植物分子育种作为现代农业发展的重要组成部分,需要适应时代潮流,更好地培养学生应对未来农业挑战的能力。该文以新农科建设理念为导向,探讨在植物分子育种课程中的教学改革与实践,通过明确定位人才培养体系、突出学科优势特色、构建跨学科课程体系以及实施案例教学方法等路径对植物分子育种课程进行有效改革,旨在为培养具备现代农业科技应用能力的人才提供有效的教学实践。

关键词:新农科建设;植物分子育种;高校;教学改革;实践

中图分类号:G640      文献标志码:A          文章编号:2096-000X(2024)15-0155-04

Abstract: With the development of new agricultural science, Plant Molecular Breeding, as an important part of modern agricultural development, needs to adapt to the trend of the times and better train the ability of students to cope with future agricultural challenges. Based on the idea of new agricultural science construction, this paper discusses the teaching reform and practice in the course of Plant Molecular Breeding. The effective reform of the course of Plant Molecular Breeding is carried out by defining the training system of talents, highlighting the advantages and characteristics of subjects, constructing the interdisciplinary course system and implementing the case teaching method. The purpose of this paper is to provide effective teaching practice for cultivating talents with the ability of applying modern agricultural science and technology.

Keywords: new agricultural construction; Plant Molecular Breeding; universities; teaching reform; practice

習近平总书记在党的二十大报告中指出,要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动[1]。作为农业领域的一项重要内容,植物分子育种不仅为提高农作物产量和质量提供了新途径,也对农业可持续发展起到了积极的推动作用。在面向新农科建设以及贯彻实施“耕读教育”的过程中,植物分子育种课程的教学要求和教学模式将发生改革。这一改革的核心目标是鼓励学生更深入地了解农村,与农民建立联系,并深入参与农业领域。通过这种方式提升学生对农业的认知,培养学生学习农业知识、投身农业实践的兴趣,以及提高他们在农业专业领域的实践能力。这一新的教学理念旨在使学生更全面地了解农业领域,从而提高他们的农业素养,培养学生自强自立、追求进步,使其具备更强的自主学习、服务社会、实际操作的能力,从而更好地迎接未来农业领域的挑战。

一  新农科的内涵特征与高等教育使命

(一)  新农科的时代内涵

新农科是对传统农科的升级,旨在适应新时代农业产业化发展的趋势[2]。2017年,农林教育专家开始关注新农科概念。在新农科的框架下,农科专业不仅注重传统农业生产管理,还强调利用先进技术来解决现代农业面临的挑战。其中,人工智能、大数据分析和生物技术等新兴学科的引入,使得农业科学更加前沿和创新。新农科致力于提高农业生产效率、降低生产成本,并更好地满足不断增长的人口对粮食和其他农产品的需求。这不仅有助于农业产业的现代化,也为乡村振兴和可持续农业发展作出了积极的贡献。总体而言,新农科的引入为农业专业教育注入了新的活力,使其更好地适应并引领新时代农业产业化发展的潮流,有助于培养更具创新能力和实践能力的农业科技专业人才,推动农业领域的不断进步。

(二)  高等教育的发展与新农科发展的价值归一

当前,我国高等教育正面临社会经济的重大调整和变革,外部环境的变化对高等教育的发展和改革产生了推动作用。新农科的核心理念在于全面改革人才培养的过程和方法,以提升人才培养的质量和效果,更好地满足国家社会经济的发展需求。

新农科强调跨学科的融合,将传统的农业科学与现代科技如人工智能、大数据分析、生物技术等相结合,使农业科技更加前沿和创新。高等教育在培养新农科专业人才时需要打破传统学科界限,促使不同领域的知识相互交融,培养学生具备多学科综合应用能力。同时,新农科关注解决现代农业面临的复杂问题,如粮食安全、农产品质量、资源利用效率等。高等教育应将培养学生的实际问题解决能力作为核心诉求,通过实践教学和实地实习,使学生能够运用所学知识解决农业领域的实际挑战。除此之外,新农科的发展推动了农业现代化,提高农业产业的科技水平和经济效益。高等教育需要培养具备创新意识和实践能力的人才,使其能够在农业现代化进程中发挥重要作用,促进农业的可持续发展。总体而言,新农科与乡村振兴战略密切相关,高等教育应当使学生深刻理解乡村振兴的内涵,培养能够为农村经济和社会发展提供科技支持的专业人才。新农科的核心诉求之一是提高农业科技创新水平。高等教育需要注重培养学生的创新思维和实践动手能力,使其能够在农业科技领域进行独立研究和创新,推动农业科技的不断进步。

二  新农科建设理念对植物分子育种课程的影响

粮安天下,种铸基石。习近平总书记曾多次强调,种子是我国粮食安全的关键。只有用自己的手攥紧中国种子,才能端稳中国饭碗,才能实现粮食安全[3]。因此,种子科学与工程专业明确了课程设置的主要培养目标,旨在培养适应市场经济要求的高素质复合应用型农业人才,使其具备农作物新品种选育、开发、生产、加工、贮藏、企业运作管理和市场营销等全流程多方面的能力。

课程是知识的重要载体,在新农科人才培养模式的服务下,课程的深化和调整成为当前的重要任务[4]。作为核心课程之一,植物分子育种紧密结合了遗传学、分子生物学及植物育种原理等多方面内容。新农科建设理念对植物分子育种课程的影响主要包括以下三方面。

(一)  新农科建设理念使课程内容更加丰富

新农科建设理念注重学科交叉和融合,要求学科之间进行有机结合[5]。这使得植物分子育种课程的内容更加丰富,涵盖了植物分子生物学、遗传学、基因组学和蛋白质组学等多个领域的知识,为学生提供了更广阔的视野和更深入的理解,培养学生在不同领域间的综合应用能力。考虑到该课程涉及人工智能、大数据分析和生物技术等多学科交叉融合的内容,在当前高速发展的背景下,社会对相关知识的需求持续提升,因此,课堂内容需要既综合且专业,难度相对较高。

(二)  新农科建设理念使教学方法更加灵活

新农科建设理念倡导创新教学方式,注重培养学生的自主学习能力和实践能力[6]。这使得植物分子育种课程的教学方法更加灵活,可以采用案例教学、实验教学、科研实践等多种教学方式,激发学生的学习兴趣和主动性。植物分子育种包含人工智能、大数据分析和生物技术等多学科交叉融合内容,通过丰富课堂多媒体教学手段,采用新型教学信息化手段,如雨课堂、智慧树、中国大学慕课等线上线下结合的教学方式,结合多种师生互动形式,有效激发广大学生的兴趣和学习激情。同时,遵循习近平总书记关于高等教育要“立德树人”“为党育人、为国育才”的指示精神,按照“知识传递、能力培养和价值引领(课程思政)”三个目标进行教学设计,融合课程思政,培养学生实事求是的科学态度。

(三)  新农科建设理念使实践环节更加重要

新农科建设理念强调实践教学在培养学生实践能力和创新精神方面的重要性。这使得植物分子育种课程的实践环节更为突出,包括实验操作、科研实践和社会实践等多种形式。通过这些实践活动,学生得以将理论知识应用于实际情境,提升实践能力和创新精神。

在科研方面,该课程倡导科研反哺教学,充分利用学院的科研平台。通过比较新型育种技术(如分子标记、基因修饰和定向改造等)与传统育种技术的应用,联系现实问题、紧密结合前沿科技和国家发展,使学生更好地理解并应用所学知识。学生需要将在课堂上学到的知识点和分子生物学技术记录下来,并带到实验室进行实际操作,使其直接面对实践中的难点和问题。这种实践教学方法有助于提高学生的理论实践水平、激发兴趣,并培养其动手操作的能力,实现以能力为导向、兴趣促学的目标。通过这样的教学设计,不仅可以使学生更好地理解分子设计育种的理论,还有助于培养学生的双创能力,为未来成为具备实际应用价值的分子设计育种人才奠定坚实基础。

总之,新农科建设理念对植物分子育种课程的影响是多方面的,不仅包括课程目标、内容、教学方法和教学实践等方面,还涉及课程的教学理念、教育思想等方面。这些影响将有助于提高植物分子育种课程的教学质量,培养出更多具备创新精神和实践能力的农业科技人才。

三  植物分子育种课程教学改革的策略与对策

为适应国家农业战略发展导向的需求,必须对植物分子育种课程的教学内容进行科学调整,并对教学考核管理方式进行改革。这不仅是满足新农科建设理念的要求,也是农林高等院校当前亟待面对和解决的问题之一。

(一)  构建符合发展定位的人才培养体系, 明确多元化新农科人才培养方向

在高校中,新农科人才培养应建立在明確人才培养定位和目标的基础上,构建符合本校优势学科特色的人才培养体系。在这个过程中,思想政治教育作为贯穿人才培养全过程的关键组成部分,应当明确将爱国主义精神、“三农”情怀等内容作为人才培养的核心,推进思政课程与课程思政同向同行[7]。

同时,师资团队、学科交叉课程及教材、实践育人平台、协同育人模式及服务乡村新形势等方面,在新农科的发展背景下都应积极进行创新和改革,形成人才培养的整体合力。教育教学培养单位应关注与其他高校的差异化定位和发展方向,强调人才的多元化发展。除了定位多元化外,还应从体制机制上给予人才更多的自主选择空间,实现学生中心发展理念。这样的差异化发展和个性化培养将更好地推动新农科人才培养的深入发展。

(二)  以学科优势特色为依托,积极培养创新型新农科人才

创新型人才是教育、科技和经济竞争中的重要资源,培养创新型人才是当前形势下高等院校的核心任务。然而,部分高校面临着教育资源和整体办学能力的挑战,对于培养拔尖创新人才的定位涉及较少。因此,应该注重平衡教育资源的分配,以卓越的学科建设基础和科技转化能力为基础,促进全体学生的全面发展。高等教育的意义不仅在于深度学科内部的研究,更在于拆除学科之间的“壁垒”,推动创新思维的运用,实现知识和能力的再创造与新创造。除了追求全新的科研成果,培养创新型人才还需强调创新意识和精神,教育学生敢于挑战和改变原有框架,运用创新思维面对现实问题。为实现这一目标,高校可以通过推动学科之间的交叉合作,搭建创新平台,加强实践教学和科研实践,鼓励学生参与实际项目与创业活动,培养其在解决实际问题时的创新能力。以高校自身的学科优势特色为依托,积极培养创新型新农科人才。

在当前科技竞争与经济发展的大环境下,创新型人才的培养不仅是教育竞争的迫切需求,更是国家战略发展的关键。虽然地方高校面临教育资源和综合办学能力的相对不足,但在植物分子育种等领域,通过有针对性的教学改革策略,同样可以培养出具备创新意识和能力的人才。首先,可以通过优化课程设置,引入最新的研究成果和技术进展,使植物分子育种课程更加前沿和贴近实际。借助学科的优势特色,结合国内外植物分子育种领域的前沿研究,将最新的科研成果融入教学内容,激发学生的创新兴趣。其次,通过加强实践环节,提升学生动手操作和实际问题解决的能力。可以通过与企业、科研机构合作,为学生提供更多的实践机会,让他们在实际工作中接触和解决真实的问题,培养解决问题的创新思维。同时,建立创新创业平台,鼓励学生参与植物分子育种领域的创新项目和实践活动。可以设立学科竞赛、创业孵化基地等平台,激发学生创新创业的热情,培养他们在实际工作中运用植物分子育种知识解决问题的能力。通过以上策略与对策的实施,可以使植物分子育种课程更好地服务于新农科人才培养目标,培养出更多具备创新精神和实践能力的优秀人才。

(三)  构建跨学科课程体系,大力培养应用型新农科人才

在第四次工业革命的变革中,高素质的应用型人才对一线生产具有极其重要的意义。未来全球就业市场将更加需求多元职业能力。这对传统注重动手能力的技术技能人才提出了新的挑战,要求其不仅仅具备传统技能,还需要具备更高层次的综合素养。他们需要在技术领域之外,具备更广泛的知识面和跨学科的能力,能够灵活应对快速变化的工作环境。这意味着培养新一代应用型人才需要更加注重培养综合素质,包括但不限于创新能力、团队协作能力、沟通能力等,以适应未来职业发展的多样性和复杂性。

为了培养应用型新农科人才,可以通过构建跨学科课程体系来推动植物分子育种课程的教学改革。这一举措将有助于学生形成更为全面的专业知识结构,融合生物学、生物化学、信息技术等多个学科领域的内容,以更好地适应现代农业科技的发展趋势[8]。首先,通过引入生物学的最新研究成果,使学生深入了解植物生长发育、基因表达调控等方面的知识,为植物分子育种提供坚实的理论基础。同时,结合生物化学的知识,让学生了解植物分子层面的生物化学过程,培养其分析和理解分子机制的能力。其次,整合信息技术的内容,将其融入植物分子育种的教学中。学生可以学习如何运用生物信息学工具分析基因序列、预测蛋白质结构,以及利用大数据技术进行植物遗传资源的管理与分析。这有助于培养学生在实际应用中运用信息技术解决问题的能力[9]。在实施这一策略的过程中,需要建立跨学科的师资团队,确保教师在各自领域都具备专业素养,能够协同合作,为学生提供全方位的指导。此外,还需设计实践型的课程内容,通过实验、项目等方式,让学生在实际操作中巩固所学知识,提高应用能力。通过构建跨学科课程体系,学生将更全面地理解和掌握植物分子育种的理论和实践,使其在未来的工作中能够灵活运用多学科知识解决实际问题,从而更好地服务于新农科人才培养的目标。

(四)  通过案例实践教学,带动服务乡村振兴

随着分子生物学、基因工程和生物信息学等领域的快速发展,传统植物育种方法正在迎来新的转变,逐步演化为现代植物分子育种技术体系[10]。在这一学科高质量发展的大背景下,通过系统总结植物分子育种核心技术方面的典型教学案例,进行案例式教学,学生将有机会深入实践,充分理解和运用现代植物分子育种理论,让学生真实地投入到植物分子育种领域的情境中,通过深度参与将已有的知识与实际案例相结合,实现理论与实践并举的学习模式。案例实践教学强调培养学生的实践创新能力,旨在使学生在学术性和实践性两方面都能达到优秀水平。基于植物分子育种课程的要求和教学目标,聚焦于该课程的核心内容,精心设计和构建案例库,通过解决实际案例中的问题,学生将能够更好地理解和运用现代植物分子育种技术,这种教学方法不仅有助于学生理论知识的深度学习,同时也将其与实际场景相结合,提高了学生的实际操作能力和问题解决能力。通过将现代植物分子育种理论与实践相结合,培养出的学生将更具有应对复杂农业挑战的能力。

案例库的设计旨在为植物分子育种课程注入更多实践元素,为学生的全面发展提供支持。通过真实案例的分析,引导学生将理论知识有机地应用到实际项目中,培养他们解决问题的能力。同时,组织学术研讨、讲座等活动,邀请相关领域的专家分享最新研究成果,激发学生对植物分子育种领域的兴趣。通过案例实践教学,学生将能够在真实场景中运用所学的植物分子育种理论,深化对知识的理解,并培养解决实际问题的实际能力。这种教学方法有助于打破理论与实践之间的藩篱,使学生更好地理解知识的应用场景,为将来的工作做好充分准备。同时,通过组织学术研讨和讲座,学生将有机会与领域专家互动,了解最新的研究成果和技术前沿。这不仅有助于学生跟踪植物分子育種领域的最新动态,也能够激发其对该领域的浓厚兴趣,从而提高学习的主动性和深度。

四  结束语

综合而言,通过案例实践教学和学术研讨等活动,不仅可以提升学生的实际动手能力,培养解决问题的实际能力,还可以促使学生更好地融入植物分子育种领域,为服务乡村振兴注入新的活力。这一系列策略和对策将有助于培养更具实践能力和创新精神的新农科人才。

通过对植物分子育种课程的持续改革与实践,能够更好地适应新农科建设理念的要求,培养出更具实际操作能力、创新思维和跨学科综合素养的人才。为了不断满足农业领域对高层次人才的需求,在今后的教学实践中要不断总结经验,深入挖掘教育资源的潜力,通过引入先进的教育技术、拓展实践环节、促进学科交叉,继而打造一个更为创新、灵活、贴近实际需求的教学体系。

参考文献:

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