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基于项目式的“药用植物再生体系建立”实践教学探究

范文

王辉　肖小君

摘 ?要：“应用技术型人才”培养是当前地方本科院校转型发展的主要方向，课程是人才培养的载体，文章以课程《药用植物組织培养》中综合性实验“药用植物再生体系建立”为例，从项目设置、项目实施、交流讨论、拓展延伸和教学反思 5个方面分析探讨了项目式教学在“药用植物再生体系建立”实验中的具体应用，旨在为提高课程实践教学质量，培养行业“应用技术型人才”提供参考。

关键词：项目式;“药用植物再生体系建立”;实践教学;应用技术型人才

中图分类号：G642 ? ? ? 文献标志码：A ? ? ? ? 文章编号：2096-000X（2021）13-0100-04

Abstract： The training of applied technical talents is the main direction of the transformation and development of local undergraduate colleges and universities， and the curriculum is the carrier of talent training. The paper takes the comprehensive experiment of "Establishment of Regeneration System of Medicinal Plants" in the course "Medicinal Plant Tissue Culture" as an example， analyzes the application of project teaching in the experiment of "Establishment of Regeneration System of Medicinal Plants" from five aspects including project setting， project implementation， exchange discussion， extension and teaching reflection， in order to provide reference for improving the quality of practical teaching and training applied technical talents in the industry.

Keywords： project type; "Establishment of Regeneration System of Medicinal Plants"; practical teaching; applied technical talents

2014年以来，各级政府相继出台了《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》《教育部国家发展改革委财政部关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》[1]《四川省深化高等教育综合改革方案》《四川省关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的实施意见》等一系列重要文件，对我国地方本科院校中应用技术型人才的培养指明了方向。课程是人才培养的载体，《药用植物组织培养》课程即是在培养地方“应用技术型”人才的背景下，针对内江师范学院生物技术专业就业导向，开设的具有专业特色和行业背景的创新创业类课程之一。本课程传统教学中多偏重理论知识传授，对学生实践操作技能的训练和重视程度不够[2];综合性、设计性实验相对较少，一体化程度低，使得多数学生对课程理论理解不深，动手能力差。尤其是招生生源发生转变的情况下（学院生物技术专业自2012年开始招收高职类毕业生），问题更是凸显出来：1. 所培养的学生进入相关企业时，在实践操作和创新能力上显得经验不足，动手能力较差，不能很好地满足企业需求;2. 自主创业时存在能力不够、信心不足等诸多问题。

为缓解上述矛盾，深化产教融合，课程自2016年开始实施教学改革，优化理论教学内容，强化项目式实践教学，尤其是针对企业需求来设置课程实验，其中学生自主设计性实验——“药用植物再生体系建立”成为课程项目式实践教学中的代表（占整个实验学分5/8），该实验涵盖了课程的主要理论核心知识和操作技能，将原来分散的验证性、操作性小实验串联成应用研究型综合实验项目，学生熟练掌握后，能很快胜任组培企业的岗位需求，也能在开展药用植物种苗快速繁育时提供技术支撑，因此具有很强的针对性和应用价值。鉴于此，本文以“药用植物再生体系建立”实验为例，从项目设置、项目实施、交流讨论、拓展延伸和教学反思5个方面探讨了项目式教学在“药用植物再生体系建立”实验中的具体应用，旨在将传统实践教学中课内教师知识传授过程翻转为课内讨论答疑+课外自主探究过程，提高课程实践教学质量，为培养“应用技术型人才”提供参考。

一、项目设置

本实验设置了3个项目，分别是实验方案拟定，实验操作过程和实验报告撰写，各项目均布置对应学习任务、学习目标、教学手段和学时分配（表1），从项目设置可以看出，整个项目主线为：文献资料收集-题目拟定-方案撰写-项目实施-实验报告，项目实施后可在一定程度上将课程验证性、操作性小实验进行系统串联整合，形成一个以“药用植物再生体系建立”为主线的应用研究型综合实验项目。项目教学中也一改传统的课堂知识传授形式，结合了课程已建立的在线平台，开展翻转课堂+线上线下混合式教学模式。

二、项目实施

项目实施过程就是学生自主探究项目、完成学习任务的过程[3]。在项目设置完成后教师需要先引导学生完成项目相关演示视频的在线学习，然后再组织、指导学生对项目展开实施。

（一）实验方案的拟定

该项目在实施前，教师根据学生兴趣方向提前对班级学生进行分组，要求每组4～6人。项目实施中，要求学生完成2个任务：一是学生根据教師拟定“药用植物再生体系建立”这一宏观题目，每个小组初步讨论拟定3～5种药用植物，然后每位同学自行查找相关文献资料，再小组讨论所选材料的可行性、应用价值和难易程度，最后形成统一意见，确定题目“**再生体系建立”。二是根据拟定题目撰写实验方案，指导各小组学生在撰写方案时要有参考资料，同时具备可行性和一定的创新性。方案完成后小组先讨论修改，再提交老师评阅，提出修改意见，最后定稿方案。

（二）实验操作过程

该项目要求学生自主探究完成4个任务：一是根据实验方案计算实验所需各种药品材料的需求量，然后在前期基础性实验（实验1：培养基母液的配制;实验2：培养基制作）上进一步根据实验方案进行各种配方的培养基制作，灭菌备用。二是选取合适外植体，去除多余部分，然后在自来水下洗净表面杂质和污染物后，转移至超净工作台上，进行外植体表面消毒处理，然后再转接至无菌培养基中，进行预培养。三是提醒学生适时观察和处理污染的外植体材料，此过程要求学生在接种后2～10d内完成，每天每个小组轮流派1～2人观察接种后的外植体是否出现污染？发现污染后应立即对污染材料再次消毒，转接新的无菌培养基中，避免材料交叉污染，保持培养室无菌环境。四是无菌外植体培养期间，适期进行继代增殖和生根培养，并定期观察统计各处理生长情况，对比形成各繁殖阶段的优势配方，建立该药用植物再生体系。

（三）实验报告撰写

该项目要求学生根据实验结果，结合实验方案和参考文献，完成实验报告撰写工作，具体要求学生自主完成2个任务：一是运用Excel和SPSS等软件对实验数据进行标准偏差和方差分析，并以图表形式直观显示结果。二是将实验结果插入方案中，并进行结果分析和讨论，形成完整的实验报告。

三、交流讨论

（一）交流讨论一：实验材料的选定

实验材料是本实验能否顺利实施的前提。本实验是综合性大实验，实验周期长（预计3个月完成），中途任何环节出现问题都可能导致整个实验无法顺利完成。因此，在拟定实验题目前，就要求小组内讨论，初步拟定3～5种药用植物，然后再分别查阅这几种药用植物再生体系建立的相关文献资料，充分论证其可行性（实验进行时是否有充足的外植体材料？以选定材料开展实验，能否在3个月内构建其再生体系？等）、应用价值（建立此药用植物再生体系是否能为进一步开展相关研究和生产提供参考？等）和难易程度（该药用植物再生体系建立过程是否难易适中？等），最后小组内交流讨论，商定选用其中1种作为本次实验材料，即确定实验题目“**再生体系建立”。

（二）交流讨论二：实验方案的撰写与修订

实验方案是本实验能否顺利实施的关键。在大家拟定实验题目后，教师为学生具体介绍实验方案撰写的提纲：实验材料简介、实验目的意义、材料与方法（详细）、结果统计、参考文献等;并引用历年该实验范例和实验室同学发表的相关研究论文供大家参考。小组同学在该环节首先需要完成小组成员分工，然后根据分工，分别进行文献资料补充，实验材料准备和实验方案撰写工作。尤其在实验方案撰写上，教师要明确提出：实验方案要尽可能详尽，包括外植体材料从哪里获得？什么时候去取？取回来后怎么保存？什么时候进行转接-继代和生根？外植体污染后该如何处理？整个再生过程需要统计哪些关键指标？等。每个小组完成方案初稿后须交由指导教师评阅修订，确认可行后方可开展实验，以确保整个实验过程顺利完成。

（三）交流讨论三：实验实施过程中的细节问题及注意事项

实验实施过程是本实验的核心内容，该环节直接检验了学生对本课程核心知识的掌握程度、对实践操作的熟练程度和综合运用所学知识分析解决问题的能力。因此，在实验实施过程中关于细节问题及注意事项的交流讨论相对较多。首先，小组成员通过观看教师拍摄的课程实践演示视频，结合本小组实验材料进一步讨论材料预处理和接种的具体细节问题：外植体取材部位？取回的外植体如何保持活性？外植体怎么消毒才能降低病菌污染？如何观察接种材料是否污染？污染后该如何处理？转接后应观察统计哪些指标？等。其次，获得无菌苗后，需要讨论各处理间无菌苗的生长势和增殖情况，以此来筛选较优的继代配方;并根据实验结果适时修订实验方案中的继代配方。第三，讨论无菌苗增殖和生根期间应观察统计的关键指标，如增殖率、生根率等，并做好实时拍照和记录。整个过程周期长，各小组进度不一致，因此，要求各小组根据项目进度实时跟进，出现问题及时协商解决。

（四）交流讨论四：实验报告撰写与汇报交流

实验报告撰写是对整个实验过程的回顾与总结。该环节主要根据项目实施中的具体实际操作情况进一步完成实验方案的修订、实验结果分析和结论与讨论部分，形成一篇较完整的实验报告。最后，选取具有代表性的实验小组（成功完成不同种类药用植物再生体系建立的小组）在全班进行成果汇报，通过不同小组的汇报交流，同学间可以取长补短，这样既锻炼了学生的ppt制作、口语表达能力，又拓展了学生科研思维，建立自信心，为将来就业及创业奠定基础。

上述4个环节的交流讨论活动，不仅很好地将理论与实践结合起来，让学生真正成为学习的主体，提升了学生透过现象认识药用植物再生体系建立的本质和规律的能力，而且激发了学生科研兴趣和科研思维，培养了学生团队协作、科学研究和论文撰写的能力。

四、拓展延伸

在课堂交流讨论后，要对本项目进行拓展延伸，这是学生已获得知识和技能的应用阶段[4-5]。本项目拓展主要是通过学生完成所选药用植物再生体系建立的实践模式，可以举一反三，将已掌握的基本原理、设计思路、操作流程嫁接到其他药用植物再生体系构建上，但需要根据所选外植体材料种类、取材部位的不同，适当修改调整消毒方式和培养配方。同时学生也可以很好地将实践与理论有机结合起来，深刻理解不同外植体的消毒方式和培养基配方产生的影响。

五、教学反思

“药用植物再生体系构建”自列入《药用植物组织培养》的综合性实验以来，在我院已有4个班级200余人参与，取得了良好的效果，学生普遍反映本实验很好地融合了理论与实践生产，具有可操作性强、应用价值高等特点。但在具体实施过程中需要注意以下两个细节问题：

（一）项目设置时要充分考虑项目范围大小和实施难易程度

由于本项目属于课程综合性实验，因此要求学生在学期末结束前拿到实验结果，并完成实验报告，因此，在项目设置时舍去了“外植体-愈伤组织（胚状体）-丛生芽-继代增殖-生根-驯化移栽”这一完整再生体系建立流程，采用了“外植体-丛生芽-继代增殖-生根”，这样既缩短了繁殖周期，确保实验顺利完成，又一定程度降低了实验难度，让学生获得实验成就感。同时项目考虑在获得丛生芽后，可根据丛生芽数量，同时开展其增殖和生根两个环节的实验，也能在一定程度上节省时间（图1）。

（二）项目实施过程中，教师应注意掌握指导分寸

课程教师应以此项目为例，在指导时做到及时、有度、留有余地。首先，整个项目实施过程一定是以学生为主体，教师为主导，文献资料收集-题目拟定-方案撰写-项目实施-实验报告撰写的整个过程，都需要学生以团队形式独立完成，教师需密切关注项目实施的动向，不断引导学生修订和完善项目实施过程，使項目朝着预定方向发展。其次，教师在实验各个环节需掌握时间进度，发现问题及时提醒学生解决，如在外植体接种后的最初一周内，教师深入培养室，与各个小组交流接种材料的生长情况，及时为学生提供相关指导。第三，在实验报告撰写环节，教师需对数据分析处理、写作思路和报告格式上提供适当指导，让学生形成固定的论文写作模式，但对结果分析和讨论部分，则应留足空间，让学生自由发挥。

总之，“药用植物再生体系构建”是《药用植物组织培养》课程的综合性核心实验，其完成的好坏不仅直接检验学生对课程主要核心理论知识和实践操作的掌握程度，而且对学生从事相关科研项目研究、毕业论文设计，以及毕业后从事组培行业工作均有较大的参考价值。

参考文献：

[1]教育部，国家发展改革委，财政部.关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见[Z].2015-10-21.

[2]唐军荣，辛培尧，马焕成.《药用植物组织培养》课程教学改革——以西南林业大学为例[J].教育教学论坛，2017（45）：108-109.

[3]黄海婵.项目式“微生物学实验”教学模式的构建与实践[J].微生物学通报，2020，47（4）：1080-1086.

[4]巩红冬.基于项目式教学的植物学课程翻转课堂构建[J].生物学杂志，2020，37（1）：122-124.

[5]王海霞.基于翻转课堂的项目式教学模式研究与实践[J].电脑知识与技术，2017，13（8）：134-136.

基金项目：四川省2018-2020年高等教育人才培养质量和教学改革项目“基于大学生创新创业能力培养为目标的课程教学改革——以《药用植物组织培养》为例”（编号：SJJG2018-13-60，主持人：王辉）;四川省创新创业示范课程“药用植物组织培养”（编号：ck201801，主持人：王辉）

作者简介：王辉（1982-），男，汉族，四川成都人，硕士研究生，副研究员，研究方向：药用植物组织培养教学和科研;肖小君（1982-），女，汉族，四川广安人，硕士研究生，实验师，研究方向：药用植物组织培养教学和科研。

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