以“创新思维与实践能力培养”为核心的高级种子学教学改革探讨
作者: 陈明训 郭媛 刘子金 李停栋摘 要:高级种子学是一门综合性的前沿进展类课程,主要讲授国内外种子科学与技术的发展动态、研究热点及最新研究进展,该课程是西北农林科技大学作物学等相关专业研究生的选修课程。然而,传统授课模式在教学内容、教学方法等方面仍然存在一些问题,有待进一步改革和完善。因此,该项目通过对该课程教学中存在的问题进行分析,探索适宜的教学方法并提出教学改革措施,旨在进一步提高高级种子学的教学质量。这些改革措施有利于激发学生科研创新思维、调动学生学习主动性,以及提高学生分析问题和解决问题的能力。
关键词:高级种子学;教学改革;创新思维;实践能力;培养
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2025)05-0145-04
Abstract: Senior Seed Science as a comprehensive advanced course mainly focuses on the trends of seed science and technology, research hotspots and the latest research progresses at home and abroad. This course is an optional course for graduate students of crop science and other related fieldsin our university. However, there are still some problems in traditional teaching mode, including teaching content and teaching methods, which need to be further reformed and improved. Therefore, this project aims tofurther improve the teaching quality of Senior Seed Science by analyzing the problems existing in the teaching of this course, exploring appropriate teaching methods and proposing teaching reform measures. These reform measures have played a good guiding and promoting role in mobilizing students' initiative in learning, cultivating students' innovative thinking in scientific research, improving their scientific research level, and enhancing their ability to analyze and solve problems.
Keywords: Senior Seed Science; teaching reform; innovative thinking; practical ability; cultivation
“国以农为本,农以种为先”。我国作为农业大国,农业是基础与民生产业,种子是农业的“芯片”,是农业生产中不可替代的最基本生产材料,为人类提供了最重要的食物与营养来源[1]。生物种业是我国基础性、战略性核心产业。进入中国特色社会主义新时代,我国农业生产目标已经由过去单纯追求产量提高转向高产、优质、高效、生态和安全等多目标的统一,这就对生物育种等提出了更高的要求。生物育种作为农业科学中最活跃的研究领域之一,这是保障国家粮食安全和增加农民收入,加快现代农业发展进程的有效途径,也是提高中国农产品整体国际竞争力的重要手段。随着《中华人民共和国种子法》等一系列法律法规、“种子工程”等项目的实施和持续推进,生物种业高速发展,对种业专业化人才数量、质量的要求也进一步提高,这就迫切需要高等农业教育培养大量的高层次种业创新人才[2]。
目前,我国经过十多年的努力,已经建立了比较完善的现代农业生物育种研发和管理体系。人们可以利用不断迭代升级的生物育种技术,创造出符合人们期望的多性状和多功能聚合型品种,比如水果玉米[3]、观赏荞麦[4]、多彩观光油菜[5]等。传统大学以知识传授为主导的基本功能正在向以培养高素质创新人才、服务国家和地区经济社会发展为重点的现代大学转变[6]。中国是世界第二大种业大国,但并不是一个强大的种业强国。种业技术创新能力不够强,育种资源和专业的优秀人才不足[6]。高等农业教育作为种业科技创新和高层次人才培养的主阵地,在当前国家有序推进生物育种产业化应用、破解种业“卡脖子”难题的背景下,亟需加强高级种子学课程建设。
高级种子学是一门综合性的前沿进展类课程,主要讲授国内外种子科学与技术的发展动态、研究热点及最新研究进展。课程内容包括种子构造与物理化学特性、种子发育与储藏物质积累、种子休眠与萌发、种子活力与寿命、种子生态学、种子加工与贮藏、种子质量检验、种子产业与种子法规、种子生产与质量控制和植物新品种保护等方面的内容[7-8]。目前,高级种子学是西北农林科技大学(以下简称“我校”)作物遗传育种、作物栽培学与耕作学等相关专业博士、硕士研究生的选修课,该课程总学时为32学时,其中理论讲授24学时,讨论8学时。笔者遵循培养高素质专门人才的理念,对本课程教学中存在的问题进行分析,探索适宜的教学方法,提出教学改革措施,持续提高高级种子学教学质量,对于激发研究生的科研创新思维、提升科研水平、提高分析问题和解决问题的能力等方面具有重要的意义。通过本课程的教学改革,学生可以更好地了解种子科学与技术的国内外发展动态、研究热点和最新进展,掌握种子生产实践中的关键技术和种业的发展现状和趋势。更重要的是,学生能够运用种子科学原理和方法开展相关试验研究,提高应用种子相关理论解决种业实际问题的能力,具备从事种子相关研究和产业的专业理论知识和实践能力。
一 高级种子学课程存在的问题
(一) 内容多而不精,教学模式单一
目前所用教材内容丰富,涉及面广,有些知识很抽象,加上有限的课时,导致课程中的重难点难以突出,同时缺乏紧跟学科发展前沿的新技术、新理论和新方法的内容,很大程度上降低了学生对该课程学习的热情。另一方面,传统教学模式中,教师在课程教学中处于主导地位,学生处于被动地位,师生间互动少,无法调动学生学习的积极性和效果。这种教学模式远不能适应当代高等教育的发展,不利于学生对知识的理解掌握和终身学习能力培养。因此,多种教学形式的融会贯通,着力提高课堂的驾驭能力,充分发挥学生的学习主体作用,帮助学生正确思维,学会学习等对教师自身的教学水平提出了更高的要求。
(二) 实践教学缺失,科研思维欠缺
实践教学是理论教学的补充和深化。高级种子学是一门理论基础和实践操作相结合的课程,渗透到作物学领域相关专业方向,如植物学、植物生理学、种子生物学等,涉及面广、实践操作性强。在目前学校“双一流”建设目标下,对课堂教学效果、学生的实践动手能力和科研创新思维提出了更高的要求。但是,根据目前课程设置的总体情况,实践教学环节缺失,教师上课理论性过强,学生实践经验欠缺,创新性学习不够,学生很难体会到种子科学前沿技术在农业领域应用的重要性和广泛性。因此,如何合理规划有限的实践课时,确定实践教学的核心内容,进一步体现实践教学的专业性、实用性和前沿性,是该课程实践教学的重要挑战之一。
(三) 考核方式简单,评价体系不完整
在新的高等教育形势下,学生对课程知识的掌握程度只是评价教学质量的标准之一,学生应用能力和创新思维的培养也是关键。目前,我校研究生高级种子学课程的考试方式仍以撰写课程论文为主,形式单一。研究生的课堂表现、作业等课堂成绩和实践效果没有得到体现,导致一些研究生不注重日常学习的积累,难以达到理想的学习效果。因此,为提高学生专业素质,正确反映学生掌握知识与技能,完善考评制度显得尤为重要。
二 教学方法的改革措施
精品课程建设工程是在我国高等教育快速发展和教育信息化不断深化的背景下进行的重大教育教学改革工程。该项目旨在促进教育创新,深化教学改革,为学生提供优质教学资源,提高教学质量,增强毕业生竞争力。精品课程建设涉及教学理念、师资队伍、教学内容、教材建设、教育技术、教学方法和教学管理等方面的体系建设思想[9-10]。本教改项目依托学校精品示范课程建设项目,以我校2022、2023学年作物学相关专业博士、硕士研究生的高级种子学课程的教学为对象,通过改进教学内容,调整教学方式,将翻转课堂融入理论课,并结合专家授课,以及农场、种业公司的实践教学,将课堂讲授与实践有机结合起来,积极引导研究生的科研创新思维并提高他们分析问题和解决问题的能力。
(一) 精选教学内容,优化教学大纲
作为多学科交叉的典型,随着相关领域研究的深入和拓展,我们对高级种子学的教学内容进行了精心的筛选和完善。首先,要打破教学过程中对固定教材的过度依赖,将教材与大量阅读书籍或文献系统地结合起来,改变学生知识储备量太少、知识面太窄的局面。其次,随着分子生物学、基因工程、遗传育种、生物化学和生物信息学等学科的快速发展,高等种子科学的理论知识得到了极大的丰富。我们对教材内容与科学前沿动态进行了合理整合,以主体和核心内容为主,最新动态和研究以合理比例、合适形式穿插融入教学,优化了本课程的教学大纲。在教学中,及时补充种子科学新知识、新成果应用的内容,使学生掌握的知识和技术与现代农业技术的发展相衔接,为今后从事相关专业工作奠定坚实的理论基础。最后,每位教师的精力和能力都是有限的,他们不能完全参与或精通种子研究工作中的新技术和新成果。因此,一些重点章节如种子休眠、萌发或寿命等内容我们邀请了德国、新加坡、美国等学术大师或行业专家,结合自身的研究方向对该部分内容进行进一步补充授课,让学生了解并掌握该部分知识的最新前沿研究并拓宽学生的国际视野。
(二) 调整教学形式,提升教学趣味性
教师的教学水平会对教学质量及学生综合素质培养产生最直接的影响,着力提高课堂教学的驾驭能力是非常重要的一个环节。在教学过程中,教师需要清晰、简洁、有条理和生动有趣,才能有效地将课程知识传授给学生,同时选择合适的教学方法,使教学适应学生的认知发展水平。多媒体课件的制作与教学效果直接相关,老师要根据教学内容进一步丰富和完善多媒体教学课件,根据讲授内容制作图文并茂的动画多媒体课件,电子课件要具有生动化、具体化、直观化的特点,同时发挥听觉和视觉相结合的协同效应,有利于学生对教学内容的理解和掌握。此外,授课过程中充分运用互动式教学法加强老师和学生之间的相互对话、相互讨论、相互交流和相互促进,增强和改善教学效果。例如教师在讲种子的形态结构时,可以利用实物演示教学,提供各种作物种子供学生观察比较;在讲授种子产业和种子法规时,引入一些典型的种子生产事件,例如劣质种子售卖、植物新品种权纠纷案例等进行讲解,让学生认识到了解农业法律法规的重要性和必要性,鼓励学生在遇到种子生产中出现违规时,能基于相关法律法规和伦理道德准则,做出理性的判断和负责的行动。
(三) 设置翻转课堂,激发自主学习能力
教学过程从“教师为中心”转变到“以学生为主体”的教学。选择“种子的发芽”“种子的休眠”以及“种子的寿命”内容进行了“翻转课堂”的实施。本项目组连续两年对“翻转课堂”的教学效果进行设计、执行和效果评价。①分组。本班同学随机分为3组,每组都包含不同专业背景的学生,避免同一实验室学生扎堆情况。②选题。让学生们提前选择关于种子萌发、休眠和寿命的高水平文章,小组成员在组长的带领下,明确分工,共同完成PPT制作并做小组汇报。③形式。PPT讲解,板书、图片、视频,力求生动、具体,结合知识性和启发性,体现良好的语言表达能力;每个专题汇报60分钟,20分钟问答讨论。④打分方法。另外两个小组为汇报组打分,打分内容包括PPT制作精美程度、逻辑思路清晰程度以及小组各个成员讲台上的仪表台风等。翻转课堂实施过程中,教师通过启发、引导学生查找相关文献资料,最大限度地激发学生学习的积极性,使学生学会学习、思考和研究科学问题,培养了学生自学的能力。目前来看,学生对“翻转课堂”这种形式的教学比较欢迎,学生的主体作用和协作能力得到了充分的发挥。