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园林植物遗传育种学课程教学改革探索——基于种质资源创新利用

发布时间:2026-02-12 15:58:54 点击: 17 发布:陈熙熙

园林植物遗传育种学课程教学改革探索——基于种质资源创新利用

摘要:园林植物种质资源是园林产业高质量发展的核心基础,其创新利用水平直接决定园林植物的品种多样性、抗逆性与观赏价值。《园林植物遗传育种学》作为园林类专业的核心课程,是衔接植物遗传理论与种质资源创新实践的关键载体,对培育具备种质资源创新能力的专业人才具有重要意义。当前课程教学存在教学内容与种质资源创新实践脱节、理论与工程应用割裂、实践教学针对性不足等问题,难以适配园林产业对种质资源创新人才的需求。本文基于成果导向教育理念与建构主义学习理论,结合园林植物种质资源创新利用的行业需求与人才培养目标,系统探索课程教学改革路径,包括重构“种质资源创新导向”的教学内容体系、创新“理论-实践-科研”融合的教学模式、搭建“产学研协同”的实践赋能平台、完善“能力导向”的多元评价体系等。实践表明,该改革路径能够有效强化学生对园林植物遗传育种理论与种质资源创新利用关联性的认知,显著提升学生的种质资源创新实践能力与科研思维,为园林类专业课程的产业导向型改革提供可借鉴的实践范式。

关键词:园林植物遗传育种学;种质资源创新利用;教学改革;实践能力;人才培养

Exploration of Teaching Reform in Landscape Plant Genetics and Breeding Course - Based on Innovative Utilization of Germplasm Resources

Abstract: The germplasm resources of garden plants are the core foundation for the high-quality development of the garden industry, and their innovative utilization level directly determines the variety diversity, stress resistance, and ornamental value of garden plants. As a core course in landscape engineering, "Genetics and Breeding of Landscape Plants" is a key carrier that connects plant genetics theory with innovative practices in germplasm resources. It is of great significance for cultivating professional talents with innovative germplasm resources capabilities. The current curriculum teaching has problems such as a disconnect between teaching content and innovative practices of germplasm resources, a disconnect between theory and engineering applications, and insufficient targeted practical teaching, making it difficult to meet the demand of the landscape industry for innovative talents in germplasm resources. This article is based on the concept of achievement oriented education and constructivist learning theory, combined with the industry demand and talent cultivation goals for innovative utilization of landscape plant germplasm resources. It systematically explores the path of curriculum teaching reform, including reconstructing the teaching content system of "germplasm resource innovation orientation", innovating the teaching mode of "theory practice research" integration, building a practical empowerment platform for "industry university research collaboration", and improving the multi-dimensional evaluation system of "ability orientation". Practice has shown that this reform path can effectively strengthen students' understanding of the correlation between genetic breeding theory of landscape plants and innovative utilization of germplasm resources, significantly enhance their practical ability and scientific research thinking in germplasm resource innovation, and provide a practical paradigm for the industry oriented reform of landscape related professional courses.

Keywords: Landscape Plant Genetics and Breeding; Innovative utilization of germplasm resources; reform in education; Practical ability; talent cultivation

 

一、引言

随着园林产业的快速发展与生态文明建设的深入推进,市场对园林植物的品种创新性、环境适应性、观赏特异性提出了更高要求。园林植物种质资源作为品种创新的“基因库”,其收集、评价、改良与创新利用已成为园林产业升级的核心驱动力。《园林植物遗传育种学》课程聚焦园林植物遗传规律、育种技术与品种改良,核心目标是引导学生掌握遗传育种的基础理论与核心技术,具备开展园林植物种质资源创新利用的专业能力,为后续从事园林植物品种培育、资源保护与产业应用奠定基础。

当前《园林植物遗传育种学》课程教学多沿用传统植物遗传育种的教学框架,侧重理论知识的系统性传授,缺乏对园林植物种质资源创新利用实际需求的精准对接,导致学生难以将遗传育种理论知识有效应用于种质资源创新实践,难以适配园林产业对创新型育种人才的需求。基于此,本文立足园林植物种质资源创新利用的行业需求,深入探索课程教学改革路径,旨在构建“理论筑基、实践赋能、创新引领”的教学新模式,切实提升学生的种质资源创新实践能力与科研素养,为园林产业培育具备扎实理论基础与创新应用能力的专业人才。

二、基于种质资源创新利用的课程改革理论基础与核心内涵

(一)理论支撑:成果导向教育理念与建构主义学习理论

成果导向教育理念以“学生为中心、产出导向、持续改进”为核心要义,强调课程教学应聚焦学生的实践能力与创新能力培养,确保学生具备解决行业实际问题的能力。这一理念为课程改革提供了核心逻辑,明确课程教学需以园林植物种质资源创新利用相关的实践问题为导向,反向设计教学内容与教学环节,确保教学全过程围绕创新能力提升展开。建构主义学习理论则认为,学习是学生主动建构知识的过程,需通过创设真实的科研与实践情境,引导学生主动参与知识探究与实践应用。该理论为课程教学模式创新提供了理论依据,强调通过搭建科研与实践平台,让学生在模拟或真实的种质资源创新场景中,主动建构遗传育种理论与种质资源创新利用的关联认知,提升知识应用能力。二者协同作用,保障课程改革既符合高等教育规律,又能精准适配园林植物种质资源创新利用相关的人才培养需求。

(二)核心内涵:理论-实践-创新的协同培育

基于种质资源创新利用的《园林植物遗传育种学》课程改革核心内涵,是实现“遗传育种理论掌握、种质资源创新实践能力提升、创新思维培育”的协同统一。具体表现为三个维度的育人目标:一是理论认知维度,引导学生掌握园林植物遗传变异规律、主要育种技术(杂交育种、诱变育种、分子育种等)的核心原理,理解种质资源收集、评价、创新的基本逻辑;二是实践应用维度,培育学生针对园林植物种质资源的调查收集、性状评价、育种方案设计、品种选育与推广的实践能力,能够解决种质资源创新利用中的实际问题;三是创新思维维度,引导学生关注园林植物种质资源创新的前沿技术(如基因编辑、分子标记辅助育种)与行业需求,具备开展种质资源创新探究的科研思维与创新意识。三者有机融合,形成“认知-应用-创新”的递进式能力培养体系。

三、《园林植物遗传育种学》课程教学的现存困境

(一)教学目标偏差,创新导向缺失

传统课程教学目标多聚焦于遗传育种基础理论与经典技术的传授,以“掌握理论知识、理解育种原理”为核心目标,忽视了园林植物种质资源创新利用的实践需求与创新能力培育。教学过程中缺乏对种质资源收集评价、品种创新设计、产业应用推广等环节的关注,导致学生难以建立“理论-实践-创新”的关联认知,仅能孤立掌握遗传育种知识,无法将其应用于种质资源创新实践,创新思维与实践能力培育不足。

(二)教学内容固化,与产业需求脱节

教学内容存在明显的固化与滞后问题,难以适配种质资源创新利用的行业需求。一是内容侧重通用遗传育种理论与经典案例的讲解,对园林植物特异性状(如花色、花型、抗逆性)的遗传规律、专用育种技术的覆盖不足,且缺乏对不同园林植物种质资源创新特点的解读;二是教学案例多为教材中的经典育种案例,缺乏与当下园林产业种质资源创新相关的真实案例,如特色园林花卉的种质资源挖掘与品种培育、乡土园林植物的驯化与创新应用等,学生难以直观感知知识的产业应用价值;三是内容更新滞后,对园林植物种质资源创新的前沿技术(如分子标记辅助育种、基因编辑技术)、数字化种质资源管理等前沿内容覆盖不足,难以满足行业技术迭代对人才的需求。

(三)教学方法单一,理论与实践割裂

传统教学仍以“教师讲授+PPT演示”的模式为主,教学方法单一固化。理论课堂上,教师主导知识传递过程,学生被动接受抽象的遗传理论与育种原理,缺乏对种质资源创新实践场景的认知;实践教学多为验证性实验,如简单的杂交操作、性状观察等,实验内容与种质资源创新的实际流程脱节,学生难以参与种质资源调查、育种方案设计、品种选育等核心实践环节。这种“理论与实践割裂”的教学模式,导致学生的实践能力与创新思维难以得到有效培育。

(四)实践平台薄弱,创新赋能不足

实践教学平台难以支撑种质资源创新导向的能力培育需求。一是实验教学硬件设施滞后,缺乏开展园林植物种质资源性状评价、分子育种等实验的专用设备,如性状测定仪器、分子扩增仪等,难以开展针对性的实践教学;二是缺乏与园林企业、科研院所的深度协同,学生难以接触到种质资源创新的真实科研项目与生产场景,无法参与真实的种质资源收集、品种培育等实践任务;三是实践教学内容缺乏层次性与综合性,未设计针对种质资源创新的综合性、设计性、创新性实践项目,难以锻炼学生解决复杂创新问题的能力。

(五)评价体系僵化,能力衡量不精准

传统评价体系以“知识导向”为主,难以精准衡量学生的种质资源创新实践能力。一是评价内容片面,重点考核学生对遗传育种理论知识、经典育种技术的记忆与理解,忽视对学生种质资源调查能力、育种方案设计能力、创新思维的评价;二是评价方式单一,以期末考试、实验报告等终结性评价为主,缺乏对学生学习过程、实践表现、创新探究过程的过程性评价;三是评价标准模糊,对于种质资源创新相关的评价维度,缺乏明确的评价指标与评分标准,难以实现“以评促学、以评促教”的目标。

四、基于种质资源创新利用的《园林植物遗传育种学》课程教学改革路径

(一)重构“种质资源创新导向”的教学内容体系

以园林植物种质资源创新利用的行业需求为核心,联合园林企业技术人员、科研院所专家共同重构“模块化、实践化、前沿化”的教学内容体系。一是构建“基础理论模块+种质资源创新核心模块+前沿技术模块”的模块化内容框架:基础理论模块聚焦遗传育种核心理论,如“园林植物遗传变异规律”“主要育种技术原理”等,为种质资源创新学习奠定基础;种质资源创新核心模块按“种质资源收集-评价-育种-推广”的完整流程设置,包括“园林植物种质资源调查与收集”“种质资源性状评价与筛选”“特色园林植物育种方案设计”“新品种驯化与推广应用”等,每个模块均围绕种质资源创新的核心环节展开;前沿技术模块引入“分子标记辅助育种技术”“基因编辑技术在园林植物育种中的应用”“数字化种质资源管理”等前沿内容,拓宽学生的专业视野。二是强化实践化内容融入,每个模块引入园林产业种质资源创新相关的典型工程案例,如“牡丹特色种质资源挖掘与新品种培育”“乡土耐盐碱园林植物的驯化与创新应用”“园林花卉花色改良的育种实践”等,详细解读案例中的创新思路、技术路径、实践难点与解决方案,让学生建立“理论-实践-创新”的关联认知。三是编制《园林植物种质资源创新利用教学指南》,明确各模块的教学目标、实践任务、技能要求与创新能力培养重点。

(二)创新“理论-实践-科研”融合的教学模式

构建“案例驱动+项目引领+科研融入”的多元化教学模式,实现理论知识与种质资源创新实践的深度融合。一是推行案例驱动教学,以园林植物种质资源创新的真实案例为切入点,引导学生分组分析案例中的遗传规律、育种技术选择、创新难点,讨论解决方案,在案例探究中深化理论认知;二是实施项目引领教学,设计“园林植物种质资源创新小型项目”任务,如“校园周边乡土园林植物种质资源调查与评价”“某园林花卉品种的杂交育种方案设计与初步实施”“耐阴园林植物的种质筛选与评价”等,让学生分组完成项目选题、方案设计、实践实施、结果分析的全流程,在项目实践中提升创新实践能力;三是强化科研融入教学,邀请科研院所专家、企业育种工程师开展专题讲座,分享种质资源创新的科研经验与行业前沿;鼓励学生参与教师主持的园林植物种质资源创新相关科研项目,让学生在真实科研实践中学习前沿技术、培育科研思维;四是采用线上线下融合教学模式,线上依托学习平台上传种质资源创新案例视频、前沿技术文献、科研项目进展等资源,供学生自主学习;线下聚焦案例研讨、项目指导、实验实践等互动环节,强化学情引导与能力培育。

(三)搭建“产学研协同”的实践赋能平台

构建“校内实验-校外实训-科研创新”的多层次实践赋能平台,为学生提供全方位的种质资源创新实践体验。一是优化校内实验教学平台,升级遗传育种实验设备,增设种质资源性状测定、分子育种等专用实验室,开设“园林植物种质资源性状评价实验”“杂交育种技术实践”“分子标记辅助筛选实验”等针对性实验项目;建设校内种质资源圃,收集保存特色园林植物种质资源,为学生开展近距离实践探究提供支撑。二是深化校企协同实训平台,与园林企业、城市园林管理部门、科研院所共建实践教学基地,开放企业育种基地、科研院所种质资源库,安排学生进入基地开展顶岗实习,参与真实的种质资源收集、性状评价、育种方案实施、新品种推广等实践任务,积累种质资源创新实践经验。三是搭建科研创新平台,支持学生申报“大学生创新创业训练计划”项目,开展园林植物种质资源创新相关的创新探究;组织学生参与“园林植物新品种选育竞赛”“种质资源创新设计大赛”等赛事,以赛促学、以赛促练,提升创新实践能力。

(四)完善“能力导向”的多元评价体系

遵循“创新导向、全面客观、过程性评价”原则,构建“多主体、多维度、全过程”的多元评价体系,精准衡量学生的种质资源创新实践能力与科研思维。一是丰富评价主体,形成“校内教师+企业导师+学生自评+小组互评”的多元评价模式:校内教师侧重对学生理论知识掌握、项目实践过程、创新思维表现的评价;企业导师侧重对学生实训表现、实践操作能力、产业适配性的评价;学生自评侧重对自身学习态度、能力提升、创新思考的反思;小组互评侧重对团队协作贡献、项目完成质量的评价。二是拓展评价维度,涵盖基础理论认知、种质资源调查能力、育种方案设计能力、实践操作能力、创新思维、团队协作六个核心维度,每个维度细化具体评价指标,如育种方案设计能力可细化为“方案的科学性”“技术路径的可行性”“创新点的合理性”等。三是优化评价方式,采用“过程性评价(60%)+终结性评价(40%)”的组合方式:过程性评价包括课堂案例讨论表现、项目阶段性成果、实验操作质量、实习日志等;终结性评价采用“项目成果答辩+创新实践报告”的形式,要求学生提交种质资源创新相关的项目成果,并阐述项目的创新思路、实践过程、技术难点与解决方案,全面考核学生的综合创新实践能力。四是建立评价反馈机制,定期将评价结果反馈给学生,指导其优化学习策略与实践方案;教师基于评价结果分析教学薄弱环节,及时调整教学内容与方法。

(五)强化师资队伍建设,筑牢改革保障

组建“理论功底扎实、实践经验丰富、科研能力突出”的双师型师资队伍,为课程改革的有效实施提供核心保障。一是提升校内教师的种质资源创新实践能力,定期组织教师到园林企业育种基地、科研院所挂职锻炼,参与园林植物种质资源创新相关的科研项目与生产实践,积累真实实践经验;鼓励教师参与遗传育种领域的学术交流与技术培训,及时掌握行业前沿技术与发展趋势。二是优化师资结构,聘请园林企业的资深育种工程师、科研院所的专家担任校外兼职导师,参与教学方案设计、课堂案例讲解、实践指导、项目点评等环节,注入行业实践经验与科研思路。三是搭建教研交流平台,定期开展种质资源创新导向的教学研讨会、教学案例分享会、实践教学观摩活动,促进教师之间的经验互鉴;鼓励教师联合企业工程师、科研人员开发园林植物种质资源创新相关的教学案例、实践项目与教学资源,丰富教学素材。

五、实践总结

基于种质资源创新利用的《园林植物遗传育种学》课程教学改革,以成果导向教育理念与建构主义学习理论为支撑,通过重构种质资源创新导向的教学内容、创新理论-实践-科研融合的教学模式、搭建产学研协同的实践平台、完善能力导向的多元评价体系,有效破解了传统教学中“创新导向缺失、理论与实践割裂、内容与需求脱节”的困境,实现了“基础理论认知、实践应用能力、创新思维培育”的协同统一。这一实践充分证明,园林类专业核心课程的改革必须立足园林产业的创新发展需求,摒弃传统的“理论至上”模式,以种质资源创新利用为核心导向,将创新实践能力培育贯穿教学全过程,让学生在理论学习与实践探究中建立“遗传育种理论-种质资源创新-产业应用”的系统认知,才能真正提升课程的育人价值,培育出适配园林产业高质量发展的创新型育种人才。

本次改革所形成的“创新导向-内容融合-模式创新-协同保障”的实践框架,具有较强的可复制性与推广价值,为园林类其他专业课程(如《园林植物栽培学》《园林植物学》)的产业导向型改革提供了清晰的路径参考。其关键经验可总结为三点:一是目标定位要精准,始终以园林产业种质资源创新需求与人才能力培养为锚点;二是内容方法要协同,实现教学内容与创新实践、教学方法与学习规律的精准适配;三是实践支撑要有力,通过产学研协同平台为创新能力培育提供载体保障。这些经验不仅为试点院校《园林植物遗传育种学》课程的持续优化奠定了坚实基础,也让该课程真正成为衔接理论与产业创新、培育园林领域优质人才的核心载体,为园林产业的品种创新与高质量发展提供了坚实的人才支撑。

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