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《植物组织培养》开放型实验教学改革

摘要：文章在传统实验教学方法不适合植物组织培养实验教学在学分制下的人才培养为前提,实时的开展了植物组织培养实验教学改革.重点从实验室的建设,实验教学的运行,开放实验室管理体制的构建和开放实验教学效果的评价等五个方面论述了植物组织培养开放型实验教学的方法和成效.特别从实验室的开放和实验教学内容的开放两方面阐述了项目研究的成效.

关键词：植物组织培养；开放型实验室；开放型实验教学

中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）27-0261-03

作为现代生物技术在植物学领域研究与应用的一个最基本、最重要组成部分———植物组织培养,是在科学实验研究和科学生产实践中不断发展起来的,集实践与实验性于一体的一门新型学科,它要求实验操作人员具有较高的技术操作能力和水平.植物组织培养作为高等院校生物技术类专业开设的一门重要基础课程,实验教学就成为这门课程教学的重中之重[1].多年来,该实验课程在甘肃农业大学生命科学技术学院的教学模式中仍采用传统的实验教学方法,即在规定时间内让学生完成既定的实验内容.事实,在规定好的时间内完成既定的实验任务是不太客观,例如培养基的制作要在2小时内完成,除非学生对此操作非常熟练,否则很难实现,所以实验往往受时间的限制,使得学生动手操作的机会很少,同时实验课时比例小,学生难以在很短的时间内完全掌握操作技能.这种教学模式显然不利于学生操作技能的提高,难以激发学生的科研兴趣,也不利于学生思维能力、创新能力的培养.

一、开放型实验室的建设

作为新型教学模式的开放性实验室已在各大高校应用而生,且已逐渐成为现代高校实验教学模式的主流发展方向.开放型实验室是指实验室在完成指定教学、科研任务的同时,对学生和科研人员进入实验室随时开放,学生自主参与实验设计、实验准备.在此基础上将现有师资、仪器设备、设施等资源面向全校师生开放,为师生提供实践和科学研究的平台.实验室的开放不仅使实验室仪器设备、实验教学资源得到了充分的利用,更使学生有机会参与教师的科研或有场所实施自已承担的各类创新创业项目.学生自己去思考、设计、实施项目计划,增强了学生的科研意识、实践动手能力、创新能力、分析和解决问题的能力,培养学生的创新、创业精神.

二、开放型实验教学的实施

1.实验内容开放.植物组织培养实验室在传统的实验教学内容的基础上逐渐形成了适应专业特点的两大实验体系———植物组织培养和次生代谢物的合成代谢调控与生产,根据不同专业需求开设出不同的实验项目.教学内容的制定充分体现了学生的认知规律和实际操作水平以及学生就业需求,由易到难,以综合性、设计性为主,着重培养学生的创新思维、实验操作技能以及综合分析问题、发现和解决问题的能力,全面提高学生的实验操作能力和科研意识.现已有以下几种模式成功应用：（1）实验教学项目开放型：即对在开放实验室进行的实验教学大纲中的内容,在实验室开放时间里,由指导教师统一负责指导,学生每小组2个人独立完成实验项目,在实验过程中,实验室技术人员和指导教师全程跟踪辅导,实验学生可根据自己的需求随时向老师请教,实验结束后须按教学要求完成实验总结报告,因各种原因不能按时完成的学生可在自己空闲的时间里在实验室技术人员的指导下继续完成.（2）科研项目开放型：为了进一步拓宽科研与教学的结合领域,促进科研与教学互动,及时把科研成果转化为教学内容,支持本科生参与科研活动,争取让学生早进课题、早进实验室、早进团队[8].甘肃农业大学生命科学技术学院植物组织培养实验室由项目组导师选取适当的研究课题,选拔吸收有一定操作水平的学生进入实验室参与科研活动,学生也可根据自己学习兴趣及就业方向向实验室提出自己的项目申请,实验室指导教师按照学生申请内容,给出指导性修改意见并在审核通过的前提下,为学生免费立项,学生自愿组织3—5人为一科研小团队完成申请课题,这类课题主要培养学生的自主创新意识和团队协作能力.（3）生产中实际问题解决型：在实践教学中,学生将自己在生产实践中遇到的技术问题,理论问题带回实验室,在实验室技术人员和指导老师的协助下,解决问题.同时,老师也可将企业在中试车间的一些问题拟成项目,组织学生去完成,这样既培养学生独立思考、自主创新的能力,又提高了学生解决实际问题的兴趣,激发和培养了学生的科研意识.（4）项目申报型（SRTP）：学生根据自己的需求将申报获准的学校和国家大学生创新创业计划项目中相关植物组织培养的项目可申请在植物组织培养开放实验室进行,实验室将为其全方位开放,在项目实施过程中实验室会为学生优先安排相应的实验室技术人员和老师为指导教师,指导学生按期完成学校和国家项目的相关考核,提高学生申报项目的积极性和主动性,培养学生独立自主的创新意识和严谨的科研态度.

2.实验时间的开放,目前实验室和仪器设备得到了充分的利用,实现了资源利用的最大化,实验室已不再像传统实验室那样,有课上课、无课关门,而是全天开放.对于实验教学大纲中的实验项目要求在统一时间内完成的,安排统一时间,实验课的学生有时间可以参与实验试剂仪器等的准备工作,实验需提前准备好,以保证实验按进度完成.在考虑到学生基础水平参差不齐、部分实验操作不熟练以及操作失误或因其他原因耽误实验的学生能再次实验,学生可根据自己的时间向实验室申请再次实验,实验室技术人员将安排并指导学生继续完成实验.参与科研活动的学生主要实行导师负责预约制,时间较为灵活,由学生个人利用课余时间或节假日完成.SRTP项目由指导老师联系实验室管理人员,根据学生的时间随时安排实验室及提供相关仪器设备.生产实践型问题的解决,主要集中在寒暑假期间进行,由院企负责老师带领学生完成项目,以便集中性地解决问题.实验室开放目前已做到无节假日开放,实验室由实验室工作人员专人负责管理,并且吸收一些责任心强、有能力的研究生及勤工俭学的学生以助研和助理岗位参与实验室管理,最大化满足学生对实验室及仪器设备的使用需求.这样既保证了资源高效合理的使用,又为学生、老师及科研工作者提供了优质便捷的服务,同时也为开展实验研究的学生提供了锻炼机会,为研究生的培养提供了新的培养环节.

3.仪器设备的开放,为了进一步加强开放性实验室建设,我校对实验室仪器设备的配置进行了大量的整合、更新补充,使实验室仪器设备配制合理,目前实验室仪器设备已完全满足植物组织培养基础性、综合性、设计性实验教学项目的开展与实施,同时也能够满足科研项目的实施.为了使实验室仪器设备得到良好的运行,仪器设备使用前,实验室技术人员对进入实验室的人员进行仪器设备使用培训,要求实验者经过培训后能独立正确地按照设备的操作规程使用.对需要外借的仪器设备经过实验室管理人员的协调处理在不影响本实验室正常运行的前提下,由实验室主任批准外借.这既满足了本实验室的需求,同时又在一定程度上使仪器设备资源得到最大化利用.

三、植物组织培养实验独立设课

为了加强应用型人才培养,根据该课程的特点,将植物组织培养实验从理论课程中分离出来,单独设置成一门独立的实验课程,将实验学时由原课程48学时中的10学时实验增加至32学时,对实验内容做了系统的调整,使课程体系更加科学,为学生全面开展植物组织培养系统性和设计性实验提供了根本的保证.

四、开放型实验室管理体制的构建

开放型实验教学体系强调学生是实验的主体,对于不同级别、不同专业及不同基础的学生来说,开放型实验室教学管理办法为学生提供了更好的平台,学生可根据自己的兴趣爱好、特长设计实验,更利于激发学生的实验兴趣,挖掘学生的实验潜能,培养学生的创新精神和科学思维能力.为了使学生、老师能及时了解实验室的人员配置、仪器设备、实验室运行状况,植物组织培养开放型实验室建立了实验室网络平台,将实验室的运行状况公布于网络平台,使每一个想进入实验室的学生、老师随时了解实验室运行情况,及时联系实验室管理人员进行自己的实验.对于实验教学大纲中规定的教学内容进行统一安排,对学生需要补充和重做的实验根据学生的时间在实验室网络平台上预约,实验室管理人员协调安排时间和指导老师后实施.参加实验项目的学生,根据实验室运行状况和自己的实验需求确定实验时间、地点、仪器设备等,以便实验室管理人员预先做好必要的准备,使实验按时顺利开展.

为了使实验室高效有序的运转,植物组织培养实验室在不断地改进管理体制,加强实验室建设.使学生、老师进入实验室必须有严格的实验室各项规章制度遵守,在完成既定实验项目后须向实验室提交实验内容完成情况说明,认真填写实验室使用记录、仪器设备使用记录、实验室易耗品使用记录等.逐步形成了适用于植物组织培养的开放型实验室实验教学管理办法和实施细则.

五、开放型实验教学的效果评估

高等农业院校是培养具有创新精神和创新能力的高素质农业人才的主要阵地,实验教学是该阵地的主战场.植物组织培养实验室在开放型实验室建设以来,和传统的实验教学模式相比取得了显著的成效.植物组织培养实验室依照本科教学水平评估和学科点评估的要求,针对实验教学体系在当代教育中的地位和作用以及存在的问题进行深入研究与分析,构建了开放性实验室建设以及新实验内容的实验教学新体系,以提高学生创新能力为宗旨,把培养有知识、有能力、高素质的新型人才作为最终目标,解决传统实验教学集中化造成的动手能力不均、综合科研水平参差不齐等问题.植物组织培养实验室全方位开放的主要成果体现在：①学生的主观能动性得到充分的调动与发挥,培养了学生的团队精神,本科毕业学生的科研水平得到进一步的提升.实验室的开放给学生提供了更多进入实验室的机会,使学生更容易把理论知识与实践操作有机结合,加深了对知识的理解.在实验技术人员和老师的引导下学生敢于大胆思考、求新存异,独立解决所遇到的实际问题的能力明显增强,掌握各种实验手段和仪器设备的操作,培养了学生独立的实验技能.学生进入实验室有机会和不同实验的实验人员可以直接相互交流和相互协调,培养了学生的全局意识,为以后进一步深造或踏入社会积累了丰富的经验.学生综合能力的提升最终为就业提供了新的机遇.②师资队伍得到了进一步加强,教师的发展空间也得到很大程度提高.开放型实验室要求指导教师全面负责与自己课题相关的实验,不仅能更准确地把握实验的重点,给学生更深入的理论和实践指导,而且在指导学生的过程中也会不断的提高自己科研的水平和能力.

六、开放实验教学中存在的问题与对策

开放型实验教学是对传统实验教学模式的全新挑战.多年来,高校的实验教学都是采取以行政班级为单位,有固定教师、时间、地点,按部就班地进行实验,而开放型实验教学学分制的实行使传统班级的概念不复存在.实验指导教师要面对的是不同专业、不同年级的学生,实验教学的组织是第一个问题,例如,由于学生选择实验课的时间不同,造成每次参加实验的人数不均衡,指导教师人数和工作时间的安排有一定的困难；实验选课造成实验指导教师和实验技术人员工作量的大幅度增加且不可预见；对学生的组织和与学生的联络出现困难；对实验教学质量的监测方式有待改进；实验室开放时间和学生选课时间有时存在冲突等.此外,在开放实验教学中,由于实验方案设计大及实验重复率高等原因,导致实验经费严重超出预算.

针对上述问题,我们首先应打破传统观念,从教育思想和教育观念上更新,即我们的一切教学活动都是以学生为本,以能力培养为纲,再从教学管理和实验室管理上进行改革,制定统一的实验教学大纲和实验评分标准,制定有效的实验成绩考核机制,充分利用网络资源,建立网上教学资源共享平台,对实验教师与实验技术人员实行岗位责任制与量化管理,责、权、利相结合,确保开放实验的顺利开展.

参考文献：

[1]李胜,杨宁.植物组织培养[M].北京:中国林业出版社,2015.

[2]李胜,张真,魏小红,等.《植物组织培养技术》教学改革[J].世界华商经济年鉴·高校教育研究,2008,11(9):37.

[3]王峰,王增旭,陈伟,等.开放实验教学质量监控与质量评价体系研究[J].实验室科学,2016,19(2):90-92+97.

[4]申玉华,黄文婕,田艳春.植物组织培养课程教学改革初探[J].赤峰学院学报(自然科学版),2016,32(23):5-6.

[5]郑正伍.《植物组织培养技术》课程教学改革研究[J].科技与创新,2017,7:145-146.

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