農學類專業作物種子學實驗教學改革與實踐

張璨 趙良俠 胡群文 張文明

摘?要：作物種子學實驗是作物種子學課程教學中的重要內容，是農學類專業培養本科生實踐能力、創新能力和科研能力的重要手段。本文以安徽農業大學為例，針對作物種子學實驗教學存在的突出問題，從教學設計、教學方式、考核辦法等方面對本課程進行了改革和探索，旨在為高等農業院校農學類專業作物種子學實驗課程建設和教學改革提供參考。

關鍵詞：農學類專業；作物種子學實驗；教學改革

Abstract：Crop?seed?science?experiments?form?a?crucial?part?of?crop?seed?science?education，playing?a?pivotal?role?in?honing?practical，innovative，and?research?skills?in?undergraduate?students?majoring?in?agriculture.This?paper，using?Anhui?Agricultural?University?as?a?case?study，addresses?the?prominent?issues?in?teaching?crop?seed?science?experiments.It?proposes?reforms?and?explorations?in?teaching?design，teaching?methods，and?assessment?procedures，aiming?to?provide?reference?for?the?development?and?reform?of?crop?seed?science?experiment?courses?in?higher?agricultural?institutions.

Keywords：Agricultural?majors；Crop?seed?science?experiments；Teaching?reform

2020年中央經濟工作會議首次突出強調“解決好種子和耕地問題”，種子被提升到“農業芯片”的高度。為確保種子及糧食安全，國家出臺了密集的種業政策并持續推進種業振興行動。人才是我國種業在國際競爭中立于不敗之地的重要保障，高等農業院校在種業人才培養中肩負著重大使命，探索新形勢下種業人才培養的新模式，改革教育教學方法，培養適用現代農業和種業需要的人才已是當務之急［1］?，F代農業發展對種業人才提出了更高、更新的要求，課程教學是人才培養的核心要素。因此，專業實驗課程教學的改革是專業課程改造升級的主要任務之一［2］。

作物種子學是探究種子的形態結構、生理生化特性和生命活動規律的多學科交叉型應用學科，是高等農業院校農學類專業的重要專業課程之一［3］。作物種子學實驗是作物種子學教學的重要環節，熟練掌握及靈活運用實驗課程中的操作技術，不僅有利于培養學生解決實際生產中具體問題的能力，同時也是提升學生實驗技能、激發學生創新意識、提高科研能力的重要手段。

本文以安徽農業大學為例，針對農學類專業作物種子學實驗教學中存在的突出問題，基于多年的理論課與實踐課教學經驗，從調整教學內容、優化教學設計、改革考核辦法等方面進行教學改革探索，以提高課堂教學效果和學生的綜合素質，取得了顯著成效。

1?作物種子學實驗教學中存在的突出問題

1.1?實驗課時不適應教學內容

作物種子學實驗按照不同專業的培養計劃和教學大綱，根據制定的學分進行實驗課程的設置。目前使用的實驗教材內容豐富，高度涵蓋該門理論課程中的實操部分。實驗課程要求學生能夠熟練掌握種子加工、貯藏、質量檢驗的原理和操作技術，由于課時有限，授課教師一般會根據課時選取部分實驗進行講授和指導，將實驗內容“填鴨”進多個課時中，該教學模式的特點為“五個固定”：安排固定的上課時間，講授固定的實驗內容，使用固定的實驗儀器，進行固定的實驗操作，采用固定的考核方法［3］。這種教學模式雖可以保質保量地完成教學大綱要求的基本教學任務，但缺陷已經顯現——固定化且死板的課程安排不利于發揮學生的積極性和主動性，教學內容難以與前沿熱點同頻共振，無法滿足現代高校教學改革的整體要求。

1.2?教學模式中理論與實操不平衡

科技的發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，又需要大量的實踐［4］。作物種子學實驗主要培養學生們的實踐能力，掌握操作技術以解決生產實踐中遇到的具體問題。在傳統的課堂中，實驗教學通常結合實際生產中的具體問題講授實驗操作過程，并使用包含圖片、動畫和視頻的PPT進行輔助教學。在信息化時代中成長的學生，僅僅通過觀看和聽講生產實踐的過程，無法滿足他們對于真實農業體驗的需求。城市化的環境讓學生渴望接觸自然景觀，但傳統的實驗課仍然沿襲了舊有的方式，加之填鴨式的教學模式，使課堂變得單調乏味［5］，學生的積極性和學習興趣較低，缺乏主動參與的熱情。此外，教學內容缺少與新時代科技發展技術的融合，也缺乏采用新技術和新語言來更好地呈現和詮釋［6］。因此在實驗教學中，學生的主體地位無法得到充分發揮，很難獲得令人滿意的教學效果。

2?作物種子學實驗教學改革與實踐

2.1?構建多層次實驗教學體系

在課程建設中，統籌安排實驗內容和課時分配至關重要，既需確保實驗內容充實豐富，也需保證在有限課時內完成教學任務。同時，注重綜合性實驗和設計性實驗的開設，可以激發學生的創新能力［7］。學生在實驗過程中能夠了解不同學科領域的前沿研究和應用，拓寬學術視野和學科素養。因此，在作物種子學實驗教學改革上，按照從簡單到復雜、從分散到系統的原則，對原有實驗教學內容進行優化整合，構建了一個由驗證性實驗、探究性實驗和綜合設計性實驗構成的多層次實驗體系［8］。實驗體系由三個模塊構成，包含了13個實驗項目，分為基礎實驗、探究實驗和拓展實驗，具體內容如下圖所示。其中，基礎實驗為該門實驗課程的核心部分，由授課教師重點教授和指導學生分組完成；探究實驗則根據專業需要課時進行靈活設置，引導學生自主學習、設計、總結、思考，并在課堂上交流完成；拓展實驗則鼓勵學生結合作物種子學教學實習以及專業綜合實踐完成。教師根據不同課時的內容進行實驗模塊組配，確保學生能夠在教學大綱要求的課時內掌握所選模塊的知識，還可以嘗試相同或不同模塊實驗的組配，讓學生感受到實驗之間的同異和趣味，豐富實驗過程中的感受，引發學生對實驗的思考，幫助學生更好地理解和應用所學知識。此外，學生可以根據自己的興趣愛好和學習能力自由組合不同模塊的實驗，在自主探索實驗的過程中激發創造力和想象力，提高實驗技能和實驗素養。

作物種子學實驗教學模塊圖

2.2?重視實驗過程教學

在理論課中，學生需要在短時間內大量輸入專業理論知識，學生處于高度精神集中的狀態，對輸入的知識進行吸收和消化。但在實驗課堂上，學生以知識輸出為主，將學到的理論應用于實踐中，完成實驗時會表現出興奮和活躍的情緒，這些正向情緒能夠激勵學生在理論課中保持專注狀態?？梢?，實驗教學中產生的積極情緒能夠反哺理論課堂教學，從而提升教學效果［9］。因此，在實驗課的理論講授部分可以簡明概括實驗流程和難點，重點放在具體操作過程的指導上，將知識點貫穿整個實驗課教學過程，有效加強師生之間的交流。對于部分實驗，教師可以逐一點評，營造良好的實驗課教學氛圍，產生良好的教學效果。例如，基礎實驗中的種子形態與構造課程，教師在理論講授部分教授學生顯微鏡觀察、刀片縱切或解剖針觀察種子結構的方法，在學生動手觀察時再逐一講解不同種子外部與內部構造，對于知道組織部位但觀察不到、觀察到組織部位但不知道名稱的部分重點講解，幫助學生解決在觀察過程中遇到的問題，引導學生積極參與到課堂活動中來。通過這種過程教學的方式，教師在教學過程中及時給予學生反饋和指導，學生能夠更加充分地體驗到實驗課程學習的樂趣。

2.3?運用信息化實驗教學手段

傳統的實驗教學所用的儀器設備多為教學設備，缺乏高精尖的大型儀器設備教學，無法為學生提供先進的實驗技術與專業視野［10］。作物種子學實驗課程依托省級示范實驗實訓中心建設，利用學院儀器平臺所擁有的PCR自動系列化分析儀、熒光定量PCR分析儀、超高速冷凍離心機等眾先進儀器設備，有力支撐學生進行自主設計探索研究。同時，作物種子學實驗結合學院實驗中心信息化平臺全面開放的實驗環境，在選修模塊中開設開放式實驗教學。本科實驗室配備指紋錄入系統，根據學生的實驗設計情況，在課余時間充分利用實驗室對實驗課程中感興趣的部分自主安排實驗，將其作為平時成績的參考給予加分，從而激發學生學習的積極性和主動性。將現代信息技術融入實驗教學課堂，即“無線投屏+教學軟件”，推動以互聯網等信息化手段服務教育教學全過程。在實驗教學中，學生可以通過平板電腦將實驗內容投屏至智慧大屏中，教師對各組實驗操作反饋進行答疑解惑，分析實驗過程中的各種不同情況。學生也可通過大屏與不同小組展開交流，有效適應學生對信息化、現代化教學的需求。

2.4?優化實驗與理論教學設計

實驗教學與理論教學兩個分系統既有各自的特點和規律，又處于一定的相互聯系中［11］。在作物種子學實驗教學改革中，首先在課程安排上保證理論課程與實驗課程內容上的一致性和對應性：理論課程講授時對實驗課程進行指導，打下理論基礎，隨后在實驗課程上完成相關的實驗操作，對理論知識進行復習和鞏固。其次，將部分需要觀察、記錄或小組設計的實驗結果，通過實物、照片、視頻的方式展示在理論課堂上，授課教師結合學生具體的實驗操作過程，進行理論知識點的補充。學生在理論課程中感興趣的實驗操作，也可以向授課教師反饋，即時設置在實驗課程中。同時，建立理論課程與實驗課程的線上“互動”平臺，理論課后通過課程群進行實驗的預習，實驗課后將實驗過程中的分析與思考在課程群中交流，實現理論教學和實驗教學互相嵌入、相得益彰。例如，標準發芽試驗實驗課，除主要作物的標準發芽實驗外，在理論課程學習后由學生選擇增加一種或多種感興趣的作物，同時將實驗拍照記錄、分析觀察的過程發在線上課程群中交流。教師根據學生實踐的過程，在理論課堂上結合知識點補充教學，從而實現實驗教學與理論教學有效“互動”。

2.5?重構考核和評價體系

傳統的實驗課程考核注重學生考勤和實驗報告，實驗報告是學生實驗課程成績判定的重要指標，忽略了對實驗過程的考核，其評價結果并不能系統反映學生的實驗技能和綜合能力［7］。以“客觀反映學生的課堂表現，綜合評定學生實驗掌握程度”為原則，對本實驗課程的考核方式進行重構，進一步完善了作物種子學實驗成績綜合考評體系?？己藘热莅ǎ侯A習效果、課堂表現、實驗報告以及期末考核的環節。實驗課程的考核過程主要以學生實驗中的綜合表現為主，分為：第一部分是課前預習，占10%，通過課前提問得分；第二部分是課堂表現，占30%，通過學生的實驗習慣、實驗記錄、實驗操作、實驗結果等綜合評價得分；第三部分是實驗報告，占50%；第四部分是期末考核，根據實驗原理、實驗現象等設計的小測驗進行考核，占10%。綜合考評體系與單純試卷考試或實驗報告直接給分相比更客觀和合理，能夠更加全面、準確地反映學生的實驗能力和綜合能力。

3?課程教學改革成效

通過對課程教學的改革和實踐，學生能進一步了解課程對專業學習的重要性，增強了課程的認可度，學生的學習積極性有顯著提高。以我校青年農場主試驗班為例，課程成績有明顯的提升，成績情況見下表。在教學模式和教學方法改革的實踐過程中，學生分析問題、解決問題的能力有了顯著改善，在學科專業技能競賽、“挑戰杯”競賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽等各大賽事上取得了較好的成績。此外，許多學生還將課程所學知識應用于大學生創新實踐中，積極參與各種創新項目和社會服務活動，學生的綜合素質和職業競爭力得到了有效提升。

結語

針對作物種子學實驗課程及教學的特點和要求，我們調整了教學模塊，優化了教學內容，提高了學生的學習參與度和學習的主動性，完善了課程評價體系，取得了良好的效果。教學改革增強了教師和學生之間的互動交流，也引導了學生進行深度、廣度的思考。通過多年的改革與實踐，學生學習時求知欲和主動性增強，實驗操作全程專注，有效提升了大學生實驗操作技能，為學校農業領域及其相關產業培養優秀的人才打下基礎。同時，學生對學科更新專業知識的需求增加，使任課教師在加強專業知識、前沿知識和授課技巧等方面自主提高。教學改革是不斷探索、總結和完善的過程，本課程團隊教師會繼續積極探索課程改革和實踐，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。

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［10］劉晶，孫韜，黃金海，等.“強基計劃”背景下生物學實驗教學改革——以“生物學綜合設計”課程為例［J］.生物工程學報，2022，38（07）：26552664.

［11］葉旭，李嫻，張亞萍，等.物理化學理論教學和實驗教學聯動的探索與實踐［J］.廣東化工，2018，45（12）：243244+242.

基金項目：安徽省教學研究項目：農學實驗實訓中心（2022sysx008）；校級教學研究項目：農學院示范實驗實訓中心建設（2021ausfzx06）；校級教學研究項目：農學類專業種子學實驗技能提升的探究（2019aujyxm77）

作者簡介：張璨（1993—?），女，安徽合肥人，助理實驗師，研究方向：作物遺傳育種。

*通訊作者：張文明（1965—?），男，安徽安慶人，副教授，碩士生導師，研究方向：種子科學與技術。