新农科背景下园艺植物组织培养课程教学创新与实践

中图分类号：G641 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2025）14-0083-04

Abstract：HorticulturalPlantTissue CultureisacrucialcorecourseoferedbythehorticulturaldepartmentatYangtze NormalUniversity.Inthebackgroundofconstructingnewagriculturalsciences，theproblemsandshortcomingsinvolvedinthe teachingprocessofthiscoursewereanalyzed.Andthesereformmeasureswereproposedtostimulatestudents‘interestin leamingandimprovethecourseinnovationandpracticalityincludingupdatingtheteachingcontent，optimizingthetheoretical and practical hours for the course，adopting a hybrid "online + offline" teaching method，and playing the role of students in scientificresearchforteaching，aswellasexploringthepracticeteachingofschol-enterpriseintegration.Thestudyprovidesa reference forcultivating the high-level，innovative andcomposite excelent talents inagriculture and forestry.

Keywords：newagricultural science;HorticulturalPlantTissueCulture;teaching inovation；reformmeasure；practiceteaching

植物组织培养是在无菌条件下，将植物的器官、组织、细胞等在人工培养基和适宜的条件下，使其分化生长形成完整植株的过程。植物细胞全能性（totipotency）和植物成长调节剂的使用是植物组织培养的重要理论基础。从20世纪初发展至今，植物组织培养经历了100多年的发展历程。在1943年，White编写的植物组织培养手册AHandbookofPlantTis-sueCulture标志植物组织培养成为一门新兴学科。在现代农业领域中，植物组织培养是一种重要研究技术和手段，已经渗透到植物细胞工程学、生物化学、遗传学，以及分子生物学等多个学科。园艺植物组织培养是以园艺植物包括果树、花卉和蔬菜等重要的经济作物为研究对象，开展的一门植物组织培养技术。园艺植物组织培养是植物组织培养的重要组成部分，植物组织培养技术已在园艺植物的遗传转化、脱毒、诱变育种、种质资源保存等多个方面被广泛应用，并取得了巨大的经济效益和社会效益。基于园艺植物组织培养的重要性，长江师范学院（以下简称“我校"）园艺专业开设了园艺植物组织培养课程，并把它作为一门专业核心课，目的是使学生掌握园艺植物组织培养的基本理论和基本方法，培养学生分析问题和解决问题的实际动手能力，为今后从事园艺植物相关工作奠定坚实基础。

2013年和2018年，我国先后开启了卓越农林人才教育培养计划1.0和2.0时代。2019年教育部正式提出加强高等教育的新农科建设。2023年5月，习近平总书记在给中国农业大学科技小院的同学们的回信中谈到“希望同学们志存高远、脚踏实地，把课堂学习和乡村实践紧密结合起来，厚植爱农情怀，练就兴农本领…为加快推进农业农村现代化、全面建设社会主义现代化国家贡献青春力量。"在新时代新农科背景下，高等农林教育必须走创新发展之路，对接农业发展的新要求，着力培养和提升学生的创新思维、创新能力和科研素养5-。园艺植物组织培养作为高等院校本科涉农相关专业的核心课程之一，面临着培养创新型、复合型卓越农林人才的新要求和新挑战[7-8]。为此，笔者结合我校园艺专业开设的园艺植物组织培养课程，分析了园艺植物组织培养课程在教学过程中存在的主要问题与不足，并提出了一系列提高学生学习兴趣和创新能力的改革措施，助力培养新农科卓越农林人才。

一园艺植物组织培养课程存在的问题

（一）理论课和实践课学时分布不合理

过去由于受传统教学体制的影响，园艺植物组织培养课程很难跳出以理论重于实践的困境怪圈。在教学安排上，一些高校重理论轻实践，理论学时安排较多，实践学时较少[0]。我校园艺专业的园艺植物组织培养课程在2010年之前，理论课程学时为32小时，没有实践教学课程。在2010年底，我校生命科学与技术学院植物组织培养实验室建成并正式使用，针对上述课程中存在的问题，课程组对教学过程中的理论与实验学时比例进行了适当调整，增加了少量实验课时。到2013年，杨利平1老师牵头对园艺植物组织培养课程进行教研改革，提出精简理论教学，强化实践教学，将理论课时减少为12小时，实践课增加20小时，并制订了一套具体的课程考核方案，学生实验技能的强弱成为该课程考核的重要指标。2017年以后，为了强化应用型人才培养，该课程全部改为实践周教学，进而理论课程被取缔，学生的基础理论知识没有得到巩固，不能从根本原理出发解决组织培养的实际问题，学习效果受到了影响。

（二）理论课教学模式单一，实践课教学条件不充分

由于园艺植物组织培养课程涉及的内容较多，加上课时限制，课堂教学过程中，教师多采用满堂灌的教学为主[12。教师将授课内容逐一为学生讲解，不仅花费大量精力，好像教师一直在讲，学生一直在听，但实际上，大部分学生容易产生疲倦心理，学生在课堂上参与的少，缺少主动思考。另一方面，由于总是教师在讲解，学生容易养成被动听课的习惯，不愿意主动预习和复习，最终造成学生学习效果下降。园艺植物组织培养是一门实践性较强的课程，在实践教学过程中，需要有规范的植物组织培养实验室，包括准备室、灭菌室、接种室和培养室等，并且接种室通常需要具备一定数量的超净工作台。一些高校由于受实验场地的限制，加上实验课时设置又少，容易发生学生人数多，而设备条件有限的冲突。如果教学条件达不到实验课的基本要求，必将影响到对学生实践技能的培养和课程教学目标的最终实施[13-14]。我校园艺专业学生上实验课时也会有每个小组学生过多，围绕1个超净台做实验的情况，造成了学生实际参与操作的时间偏少，个别学生甚至无法亲自动手训练。学生在有限的实践时间内难以完成实验内容，便不能较好地掌握如初代培养、继代培养等实验操作基本技术。

（三）缺乏对学生创新思维和能力的培养

在园艺植物组织培养课程的理论教学中，教学地点一般是教室，课堂教学多以教师的“填鸭式"讲解为主，学生大部分时间在被动接收知识，学习兴趣较差，个别学生还产生了厌学的情绪。任课教师通常教学科研任务比较重，很少潜下心来思考如何去培养学生独立思考及创新思维的能力。习惯于传统的实验教学模式，通常在实验课前教师与个别学生一起准备实验试剂和材料，实验课上教师演示并指导学生完成预定实验，如培养基配置、不定芽诱导和生根培养等，最后学生根据实验结果，完成实验报告撰写。这种单线态的教学方法容易抑制学生的主动参与和创新意识，大部分学生没有经过前期的准备、思考，没有形成自己的逻辑思维，容易机械地完成实验任务。另外，部分实验项目之间多是重复操作，学生之间缺乏交流和讨论，不利于科学研究兴趣的形成及创新能力的培养[15-16]。

二园艺植物组织培养课程教学改革的对策

要解决以上教学问题，有效的方法就是解放思想，以学生为中心，以学生创新意识和实践能力培养为本课程的教学重点，大胆进行课程教学改革与实践，提高课程的教学效果。为此，我们从教学内容、教学方法和手段以及学生科研实践等方面提出了如下改革措施。

（一）更新教学内容，优化理论和实践课学时

园艺植物组织培养在生物科学领域发挥着重要作用。近年来，一些新理论、新技术、新方法和新成果不断推陈出新，比如在组培快繁、脱病毒方法、品种改良以及次生代谢产物生产等方面不断创新。目前，该课程理论教学选用教材为陈劲枫和张俊莲主编的《植物组织培养（第三版）》（中国农业出版社，2019），实践教学选用教材为白江平主编的《植物组织培养实验指导（第二版）》（中国农业出版社，2019），教材中的一些内容已略显陈旧。最新的科研成果代表着该领域的发展方向，掌握了最新前沿动态，才能更好地更新教学内容。通过查阅期刊文献，搜集有关园艺植物组织培养和育种方面的最新成果或方法技术，比如利用胚拯救技术培育出不同花色的卷丹百合新种质：利用秋水仙素诱导胚性愈伤结合组织培养培育出抗逆的兰州百合和细叶百合多倍体新株系;首次构建细叶百合和南川百合的高效再生和遗传转化体系等[I7-18]，将以上内容整合到教学课程的相应章节中，使课程教学不仅成为学生学习基础知识和技能的课堂，而且是学生发现新知识、启迪新思维，增强学习兴趣的有益活动。另一方面，原有的教学大纲内容经过多年的教学实践，发现还存在很多不完善的地方，理论教学的章节和实验教学还存在不少脱节。理论课讲授过于超前，比如，脱毒苗培育理论课讲完后2＼～3周，实验课仍未开展等。因此，优化理论教学重点内容，理论教学安排在实验课前面1周，实践课程与理论教学相呼应。合理安排理论和实践课学时，适当提高实践课比重，比如将原来的实践周课程教学调整为理论课16学时和实践课32学时。从下一届（2025届）开始，实践课将增加为48学时，更加重视实践教学，有助于学生实践动手能力的培养。

（二） 采用“线上 .+ 线下"混合式教学方法

在互联网时代背景下，各高校之间的网络教学可以相互借鉴，从其他高校或在线网络资源数据库中，获取丰富的园艺植物组织培养课程视频资源。在理论教学中，可以通过课前在线视频学习（已开设的园艺植株组织培养在线课程网址为http：//mooc1.chaoxing.com/course/209450665.html），让学生提前预习，在线下由教师强化学习内容，让学生主动思考，提出不解之处，共同讨论，有利于提高学习效果。课后要求学生巩固所学知识，课下随时可以观看视频，并完成思考题等。该方法可以破解有限的课时约束，增强学生学习时的自由感、松弛感和兴趣感。在实践教学中，可以将实验操作录制成视频，提前预习，再进行现场实践教学，可以有效缩短学生的操作时间，提高学习效率。同时，对于实验过程中一些操作细节和关键点，学生可以重复观看，获得直观的亲身感受，有助于提高实际动手能力。对于一些因现实原因无法开展的实验项目，比如所需的实验设备昂贵，珍惜植物材料暂时无法提供，以及培养周期太长等，可以利用线上虚拟仿真平台中的相关项目进行代替，激发学生的新鲜感和兴趣感，提高学习效果。如果教学场地超净台设备不足，也可以通过网络视频学习或虚拟仿真平台来弥补。采用以上方法，我校园艺专业学生的学习兴趣明显提升，更多的学生反映学习效果较好，优良率达到85% 以上。

（三） 发挥学生科研与教学相结合

近年来，我校为大力提升学科科研水平，推进学校的学科建设和专业发展，引进了一批高学历、高层次的优秀博士教师。这些教师拥有专业的理论基础和前沿实验技能，他们以榨菜、龙眼、荔枝、百合、鸢尾和红心萝卜等特色园艺植物为材料开展育种、组织培养和分子生物学相关研究。在开学初期，团学组织带领学生参观科研平台，并将以往同学参与科研的实验成果一一展示，如学生自己培养的试管苗，构建愈伤组织的高效诱导方法和发表的科研小论文等，吸收感兴趣的同学参加到教师牵头的科研工作中去，筹建学生科研实践小组。学生成为了科研项目的参与人，课外有更多的时间与教师一起制定实验计划和实验方法，慢慢地由被动学习转变为主动思考问题。在教学实践过程中，参与科研的学生一方面可以充分发挥他们的学习带头作用，积极影响其他同学的学习主动性；另一方面，有不少学生因为各种原因不愿意与老师交流，不愿意问问题，这部分科研学生有利于他们之间的相互学习和交流，增强彼此学习的兴趣感和共同感；还能帮助教师减轻实验前期材料准备、反复讲解实验操作等负担。同时，教学过程中要结合与园艺植物组织培养相关的科学实例，比如我国科学家李继侗和沈同首次利用添加天然银杏胚乳提取物的培养基成功培养了银杏的胚，日本学者古在丰树发明了一种新的组织培养技术——无糖组培技术等，以激发学生的学习兴趣，培养他们在掌握基本实验技能的基础上，进一步利用所学组织培养知识去解决一些前沿科学小问题。鼓励学生把实验过程中遇到的问题作为切入点，如怎么利用最新的植物生长调剂节剂毒秀啶（PIC）诱导胚性愈伤组织，如何控制小鳞片的褐化促进不定芽的增殖生长等问题，积极申报各类大学生创新创业项目。鼓励和培养学生以课外参与完成的实验项目为题参加全国大学生生命科学竞赛，为培养立志考研大学生奠定基础。2022—2024年，我校园艺专业学生申报立项校级大学生创新创业项目8项，其中市级或国家级创新创业项目6项，获得全国大学生生命科学竞赛（科学研究类和创新创业类）17项（包含市级及以上），考人重点大学或普通高校研究生41人。