作物育種學在種子科學與工程專業教學中的改革實踐與探索

姜龍 陳殿元 張振宇,李春雷

摘??? 要：課程改革是教學改革的關鍵， 實驗、實踐教學改革是課程改革的難點， 也是培養學生專業技能、提高綜合素質及分析問題、解決問題能力的有效途徑。作物育種學是種子科學與工程專業的必修課，是一門應用性和實踐性較強的課程，是現代種業創新人才培養的基礎課程。本課程教學體系的質量將直接影響學生的專業素質和創新能力的培養。本課程團隊根據近年來在種子科學與工程專業中作物育種學的教學實踐與技能培訓中積累的經驗和體會，對作物育種學的教學內容和教學方式進行了改革和探索，以期促進種子科學與工程專業人才培養質量的提升。

關鍵詞：作物育種學;種子科學與工程;教學;實踐

中圖分類號： G642.0?????? 文獻標識碼： A?????? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.09.018

Reform Practice and Exploration of Crop Breeding in the Teaching of Seed Science and Engineering

JIANG Long，CHEN Dianyuan， ZHANG Zhenyu，LIU Chunlei

（College of Agronomy， Jilin Agricultural Science and Technology University， Jilin， Jilin 132101， China）

Abstract： Curriculum reform is the key of teaching reform， and the reform of experiment and practice teaching is the difficulty of curriculum reform. It is also an effective way to cultivate students' professional skills， improve their comprehensive quality， analyze and solve problems. Crop Breeding is a compulsory course for the major of seed science and engineering. It is an applied and practical course and a basic course for the cultivation of innovative talents in modern seed industry. The quality of the teaching system of this course will directly affect the cultivation of students' professional quality and innovation ability. Based on the experience accumulated in the teaching practice and skill training of crop breeding in seed science and engineering specialty in recent years， the teaching content and teaching method of crop breeding were reformed and explored， in order to promote the quality of talent cultivation of seed science and engineering specialty.

Key words：Crop Breeding; seed science and engineering; teaching; practice

·農業教學研究

“天下大利必歸農”，農業是國家經濟發展的根本，而種子是農業發展的基礎。種子在農業產業鏈中位于最頂端，發揮著舉足輕重的作用。它既是農業生產上的基本資料，也是國家糧食安全的重要保障[1]?，F今，隨著經濟全球化的快速發展與人民生活水平的不斷提高，人們對糧食的要求越來越高，造成國外種子企業進入中國種子市場，依靠著其強大的科技力量與人才力量等優勢對國內種子企業發展造成了巨大的沖擊，因此國內良種創制及種業人才培養工作迫在眉睫[2]。目前，我國正處于傳統農業向現代農業轉型的關鍵階段，種業作為農業的支柱產業，其在我國實現農業現代化的重大目標中具有極為重要的作用，社會對種子科學與工程專業的人才需求不斷擴大，而培養此專業人才已成為地方高等農業院校工作的重中之重[3-5]。

吉林農業科技學院作為一所地方應用型本科農業院校，其種子科學與工程專業的人才培養方案是以圍繞培養能夠適應我國種業發展需求，同時提高人才培養質量、人才培養模式創新為主題，培養具備種子科學與工程技術等方面知識，能在種子科學與工程技術相關部門或單位從事教學與科研、技術推廣與研發、生產經營與管理等方面工作的復合應用型人才而展開的[6-7]。

作物育種學是一門以遺傳學、進化論為基礎的綜合性應用科學[8]?？萍嫉陌l展使作物育種成為高度專業化的技術工作，既需要理論知識，又需要大量的田間實踐。然而，作物育種學在課程教學中存在著諸多問題。首先，在傳統課堂教學中，教師的教學方法比較單一，諸如單純理論講授、課上討論等，教師是課堂的主角，單純的“填鴨式”教學方式將理論知識灌輸給學生，學生在課上也經常表現出似懂非懂或者瞌睡連連的現象。其次，理論教學與作物生長的農時實際相脫節。教師不能隨著農時農季的變化進行課堂+田間實踐交叉式授課方式，學生在學習理論知識時感到枯燥或者被動記憶。再次，作物育種學教材更新較慢，無法與時代背景同頻共振，且各類出版社出版的本教材多而雜，影響教學效果。最后，教學考核評價手段單一。在作物育種學課程成績考核方面，僅僅以平時成績+期末成績相結合的方式評價學生最終成績，且期末考試成績比例更多。為進一步加強該課程的建設、提升本門課程在種子科學與工程專業中的教學水平和質量，吉林農業科技學院種子科學與工程專業課程組在組織實施作物育種學課程教學時，針對學生的實踐性和專業性特點，從傳統教學內容、教學方法、評價考核等方面進行了全面改革。

1 改革教學內容，突出實用性

地方應用型本科農業院校種子科學與工程專業的人才培養應以技能培養為重點[1-2]。因此，作物育種學作為一門農學專業課程，既要使學生掌握作物育種與種子生產的理論知識，又要掌握一些作物育種與種子生產的基本操作技能。應根據應用型農業本科院校的教學特點，遵循應用型、必要性、充分性的教學原則來進行教學內容的安排。

本課程團隊對作物育種學課程體系進行了優化，合理分配了理論教學學時和實驗教學學時，基本上按照1∶1的學時數展開。在注重理論知識培養的基礎上，更加重視學生實踐能力的培養。在理論教學環節，主要通過開展靈活多樣的教學內容，例如，增設課前預習、課堂提問和討論、案例分析等，來培養和調動學生興趣，以提高理論教學質量。在實驗教學環節，在糧食作物育種模塊、經濟作物育種模塊、油料作物育種模塊等實驗教學內容基礎上增加了SSR分子標記檢測種子真實性（DNA真實性）實驗、DUS測試實驗、轉基因檢測實驗、抗病性鑒定實驗等，真正做到與種子企業和社會需求相接軌。除此之外，教學內容分為4個部分：重點講解、一般講解、簡要介紹和學生自主學習。以玉米制種內容為例，重點講解隔離區制種技術，概述了母本去雄技術，簡要介紹了去雜去偽技術，不育系制種技術的內容要求學生通過自主學習來理解和掌握。

2 改革教學方法與手段，突出教育特色

教學組織是教學過程中必不可少的組成部分[9]。傳統理論的教學方法顯然不適合“新農科”背景下的應用型農業本科院校種子科學與工程專業的教學模式。因此，優化教學方式方法是十分必要的。2.1 啟發式教學

啟發式教學以“學習為主體，教學為主導，發展智力”為重要原則[10]。在作物育種學這門專業課的理論教學過程中，采用啟發式教學手段能取得事半功倍的教學效果。例如，在“倍性育種”部分的教學過程中，教師可以提出“何謂單倍體”、“何謂多倍體”、“為什么要進行倍性育種”、“倍性育種的方法有哪些”等問題。課前設置預習環節并提出1～2個自由發揮問題，可以提高學生獨立思考能力，提高課堂教學效率和學生的課堂積極性。

2.2 討論式教學

討論式教學法是一個螺旋式的教學過程[11]。討論性教學法主要分為以下幾個環節：提問—發現信息—小組討論—歸納總結。例如，玉米種子生產主要包括親本繁殖、錯期制種、母本去雄和種子加工4個部分，它們之間存在一定的聯系。因此，教師可以詳細介紹玉米雜交制種技術要點，并提出雜交作物制種與自交作物制種的技術差異是什么？玉米雜交種制種技術要點是什么？玉米繁種與制種的技術差異是什么？如何選擇親本隔離區？引導學生分組提問，進行頭腦風暴，找出相關信息，進行分組討論，然后由每組選定代表到講臺上陳述小組討論的結果，由其他同學發表不同意見與看法，最后由教師對每組討論的結果進行評價和總結。在整個過程中，學生為主體，教師僅僅起到主導的作用，并不影響學生的主動性，可以充分發揮學生主觀能動性，并激發學生的創造性、思考能力和學習自覺性。

2.3 情境式教學

情境教學是一種充分利用形象、創造典型場景來激發學生學習情緒，使學生認知活動與情感活動相結合的教學模式[12-13]。作物育種學具有直觀性和實用性等特點，所以在教學實踐中不應只局限于教學理念、理論和方法的教學模式，而應努力為學生提供一個親身體驗和實踐的教學環境，培養學生解決實際問題的能力。例如，在玉米種子生產過程中，父母本的性狀教學、父母本的開花預測調控方法、父母本的開花習性等均可以轉移到田間或者溫室大棚進行現場教學，使學生體會到更大的崗位認識感，進而對玉米制種相關技術和方法有深刻的了解和掌握。

2.4 網絡平臺輔助教學

現有的作物育種學教材不能完全滿足學生的要求，為此，課程團隊根據教學目的和學生的實際情況，在已有教材的基礎上，編寫了電子版動態補充教案上傳網絡平臺，把目前國內外的遺傳育種學領域的新技術、新方法和研究進展及時傳授給學生，保證了教材的動態性、教學內容的新穎性;補充和完善了傳統教學內容;制作了主要農作物田間農事操作實習視頻和主要農作物田間試驗技術環節課件（PPT） ，發布到學習通、騰訊會議等網絡教學平臺上，學生通過觀看PPT和田間操作視頻，對實踐環節有更深的了解和感受，進而對所學理論知識有深刻的理解。例如，講解雜交育種內容時，受農時或者課程授課進度影響，學生雜交技術方法實習還沒有進行，我們通過給學生制作大豆、玉米雜交育種過程PPT和雜交技術方法視頻，并上傳網絡平臺，可以讓學生更直觀地了解雜交過程。

3 加強實踐性教學，培養學生實際操作能力

實踐教學作為培養學生技術應用能力和職業能力的重要途徑，是應用型農業本科教育的核心內涵之一[14]。課程組堅持知識領先、能力優先的原則，以能力培養為主線，逐步形成了“強化基礎、突出應用、鼓勵創新”的實驗教學目標，精煉基礎實驗（植物保護學實驗、遺傳學實驗、作物栽培學實驗、田間試驗設計與統計學實驗）內容，使其與理論知識同步，以驗證性實驗為主，綜合實驗為輔，既加深理論知識的理解，又培養了實驗基礎技能與應用。課程增加了綜合實驗，實驗內容表現為至少兩個二級學科之間的交叉，既鞏固實驗技能與應用，又加強學科之間的橫向聯系，在寬厚基礎理論與實驗技能的基礎上，幫助學生進行畢業論文設計和就業、進一步深造打下基礎;增加了專業方向設計性實驗，以設計為主，講究做真實驗，以培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力，從而培養創新意識、科研作風。在實驗內容選擇上，力求將知識性、自主性、應用性、開放性融為一體，凸顯個性化培養模式。課程組構建了作物育種學“一體化三層次”實驗教學體系[15]。

4 改革評價考核的內容與方法，突出學生的主體性

傳統的作物育種學考試或考核方式基本都是封閉、限時的筆試或口試。學生經常會在考試前“臨陣磨槍”、“突擊復習”，進行“應付式”考試。因此，改革評價考核的內容與方法迫在眉睫。為有效解決上述問題，鼓勵學生積極學習，激勵學生積極創新，作物育種學課程團隊對種子科學與工程專業學生將采取多樣化考核方式，使考核成為促進學習的途徑之一。

作物育種學的成績核算分為3個部分（圖1）。在成績核定時，明確了各個考核部分的權重。其中，理論知識掌握情況的考核權重占40%，實踐綜合能力占50%，創新性能力占10%。理論知識成績部分主要由在校內上課時的隨堂小考，課后作業和期末考試成績等部分構成;實驗操作完全在校內農場進行，根據學生做實驗和參與教師科研項目的綜合表現，包括實驗操作的規范性、學生動手能力、團隊協作能力、科研思維激發、結果準確性等綜合實踐能力的評價;創新性能力主要通過學生的文獻綜述成績，參與大學生創新課題（國家級和省級等）的排名和科研論文的發表情況，課程教學中的翻轉課堂成績等進行綜合評價。在2019—2020年第二學期，作物育種學課程的考核方式在2019級種子科學與工程專業進行了嘗試，學生反映效果良好，學生的綜合成績均在85分以上，教師的教學效果評價為優秀。

5 結 語

通過對吉林農業科技學院種子科學與工程專業作物育種學課程的改革，提高了本專業教師的教學質量和學生學習本門課程的興趣，增強了學生的動手能力、自學能力和創新精神，就業或升學的專業學生受到了高新種企、科研院所、大專院校等諸多用人單位的歡迎。然而，教學改革是一個不斷探索、總結和完善的過程。因此，為了能夠真正實現作物育種學課程的教學目標，為地方或國家培養具有高技術、高素質、高質量的農業應用型人才，本課程團隊教師需要繼續進行長期的探索和實踐，并不斷進行課程的改革和優化。

參考文獻：

[1] 姜龍， 陳殿元， 于海燕， 等. 地方農業院校種子科學與工程專業創新型人才培養體系的探索與實踐[J]. 安徽農業科學， 2020， 48（9）： 274-276.

[2] 余金詠， 周印富， 馮麗娜， 等. 我國高等教育農科類應用型人才培養途徑[J]. 天津農業科學， 2020， 26（5）： 89-90.

[3] 鄧婧. 種子科學與工程專業相關實驗課程的教學改革探索[J]. 農村科學實驗， 2020（6）： 121-122.

[4] 郭寶健， 呂超王， 王菲菲， 等. 實施卓越農林人才教育培養種子科學與工程專業人才的探討[J]. 中國種業， 2020（2）： 31-32.

[5] 王春蓮. 應用型人才培養模式的建設與探索 ——以種子科學與工程專業為例[J]. 安徽農學通報， 2019， 25（6）： 136-137.

[6] 史明艷， 王育娜， 周曉君， 等. “新農科”背景下產學研融合人才培養模式探索與實踐[J]. 天津農業科學， 2020， 26（11）： 72-74， 79.

[7] 余金詠， 楊娟， 史鳳玉， 等. 地方高校農科類專業應用型和創新型人才培養的課程體系及教學資源建設——以河北科技師范學院為例[J]. 天津農業科學， 2020， 26（4）： 87-90.

[8] 王霞， 高樹仁， 孫麗芳， 等. 作物育種學實驗課教學改革的探討與實踐[J]. 黑龍江農業科學， 2020（12）： 126-128.

[9] 陸國棟， 孫健， 孟琛， 等. 高校最基本的教師教學共同體：基層教學組織[J]. 高等工程教育研究， 2014（1）： 58-65， 91.

[10] 李慧勤， 李紅君. 現代啟發式教學的內涵與實施[J]. 中國高等教育， 2008（10）： 21-23.

[11] 張金學， 張寶歌. 構建探究討論式教學 提升課堂教學質量[J]. 中國高等教育， 2011（23）： 32-34.

[12] 范惠玲， 肖占文， 張芬琴， 等. 情境創設法在種子科學與工程專業遺傳學教學中的應用[J]. 牡丹江師范學院學報（自然科學版）， 2012（2）： 64-65.

[13] 孔凡成. 情境教學研究的發展趨勢[J]. 教育評論， 2005（1）： 45-48.

[14] 時偉. 論大學實踐教學體系[J]. 高等教育研究， 2013， 34（7）： 61-64.

[15] 姜龍， 陳殿元. “一體化三層次”作物育種學實驗教學改革與研究 ——以吉林農業科技學院為例[J]. 吉林農業科技學院學報， 2020， 29（3）： 82-84.

收稿日期：2021-02-06

基金項目：2020年度吉林省本科高等教育教學改革研究重點課題（吉教高[2020]17號）;吉林省高等教育學會2021年高教科研項目（JGJX2021D420）;吉林農業科技學院2021年校級教改重點課題（2021XJZD01）

作者簡介：姜龍（1988—），男，吉林長春人，講師，博士，主要從事作物育種的教學與科研方面研究。