《林木育种学》课程建设报告Word文件下载.docx

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针对国内外生物技术的迅猛发展现状，增加了细胞工程、基因工程、分子标记辅助育种在林木育种种应用的进展等内容；

鉴于林木多倍体育种途径的解决以及在杨树等树种品种选育方面技术优势的展现，增添了林木倍性育种教学等。

2002年，课程负责人陈晓阳教授主编的《林木育种学》新教材被列入北京市高等教育精品教材建设计划，2005年9月由高等教育出版社出版，目前该教材的有关内容已经在教学中使用。

该教材充分反映了林木育种学科的最新进展，并通过适合林木特点的育种目标、育种策略、育种资源、育种方法、良种繁育以及遗传测定等内容的论述，使学生系统掌握创造与利用多种遗传变异的理论与技术方法。

二、教学改革与教学研究

（一）指导思想

瞄准未来林业的发展方向和国家林业建设对相关人才的质量需求，深化林木育种学的教学改革和教学研究，构建在教学内容、教学方法和手段以及实践教学等符合创新人才培养要求的新教学体系和以学生为主体的有利于个性化成长的自主性、研究性教学模式；

强化师资队伍的建设和教学基本条件的建设，特别注重实习基地建设，在教学中博采众长，发挥自身特色和优势，从而达到开发智力、启迪思想、激发创造的现代教育目的，培养高素质的创造性的林业创新人才。

（二）教研活动的主要领域

1课程内容体系研究与建设：

组织老中青教师开展讨论，确定课程基本的知识点、理论体系和基本技术与原理，探讨现代林木育种课程内容的建设和发展，结合课程的基本要求及时补充反映学科的最新研究成果和发展动态的信息，从而对教学内容做出相应的调整，编写高水平林木育种学教材。

2现代教学技术手段利用研究：

研讨利用多媒体等手段来提高教学组织效率和效果的途径及形式，发挥多媒体教学形象、直观等特点，克服林木育种教学时限及地点的限制，通过图片使一些难以亲临现场或虽有现场但不能观察整个过程的教学环节得到展示，使同学加深对各个育种技术环节的认识。

3促进学生自主学习和研究性教学方法研究：

如研讨如何结合学科的科研成果进行有关章节授课，在课堂授课时怎样应用设疑、解疑等教学方法，如何有效开展开放式实验教学，以及研究激励学生自主学习和开展课题设计与研究的研究性学习的方法等。

4学生实践能力的培养方面的研究：

主要涉及教学实验实习、课程与毕业论文以及课外活动等培养环节的研讨。

如开放式实验教学的教学内容设置、教学组织形式与保障措施等；

如何有效利用学科科研优势促进教学；

课程论文的设计与过程控制等。

（三）课程体系研究

1理论教学：

在教材的理论体系建设中，针对林木育种学科发展改革教学内容，增加了有关抗逆性育种、木材品质改良、分子标记辅助育种、倍性育种、细胞工程、基因工程育种等内容的讲授，紧跟学科发展步伐，开阔同学的视野；

在教学中注重结合最新科研成果进行有关章节授课，使教学、科研更紧密地结合起来。

2实践教学：

理论与实践结合紧密是本课程的一个突出特点。

以往的实验一直是按课程进展组织教学，突出理论与实践相互印证。

为体现林木育种的课程特点，提高学生的学习兴趣，近年就开放式实验教学进行了实践和研讨。

如若干孤立实验内容的整合与衔接，如何体现育种过程的系统性、连续性和整体性；

如何增强实验的吸引力，调动学生参与实验的主动性和积极性等。

3基地建设：

基地建设的关键是正确处理林木育种理论教学、实践教学与科学研究的关系，研究如何根据林木育种的地域性、树种多样性等特点，结合科研建立和完善基地。

（四）教学改革项目与措施

提出的教改项目与措施主要有:

（1）使用北京市高等教育精品教材；

（2）实验教学指导书的编写；

（3）多媒体课件的制作；

（4）试题库的建立；

（5）教学观摩与评比；

（6）理论和实验教学组织形式与保障措施；

（7）实验教学实验室、温室以及教学实习基地建设。

通过以上教改措施的实施,取得了明显的效果,较好解决了课程内容陈旧滞后，教学实践环节脱离实际，学习的主动性和解决实际问题能力较差等问题,达到了预期的教研改革的目的。

三、教学内容

（一）课程内容体系结构

在林木育种学课程内容体系结构的改革与创新中，注意体现课程建设与国民经济发展需求相结合，常规育种与生物技术相结合，生长性状改良与木材品质和抗逆性遗传改良相结合，经典理论和实例与最新研究成果相结合的原则。

如结合国内外短周期工业用材以及抗逆植物材料的迫切需求，增加了林木材性遗传改良以及抗逆性育种等内容；

针对国内外生物技术的迅猛发展现状，增加了林木细胞工程、基因工程、分子标记辅助育种研究进展、发展前景以及问题等内容；

此外，在注重林木育种经典案例分析的同时，增设了近年来的最新研究成果。

如“毛白杨三倍体育种”、“毛白杨多圃配套系列育苗技术”、“种子园促进开花结实技术”等若干案例，通过问题的提出及解决，提高了学生的自主思考、分析和解决问题的能力。

（二）教学内容组织方式与目的 

围绕提高学生能力培养，改革教学内容传授的组织方式，达到了预期的目的：

1理论教学（70%的学时）：

由主讲教师按照教学大纲和教学日历的要求，借助多媒体课件的优势加大课堂教学信息量，提高教学效率与效果，完成课程主要内容的学习。

在教学过程中，主讲教师针对多媒体教学信息量大，学生听讲与记笔记容易发生冲突的问题，在开课之前打印出与课堂授课相关的教学内容提纲发给学生，鼓励学生课前预习，使学生上课可以跟随教师的思路专心致志地听讲，重点记录教师展开的、引申的内容。

这种只发给教学内容提纲而不是整个教案的教学方法，要求学生在课后必须阅读参考书并整理笔记，吃透教师的授课内容，既解决了学生因埋头记笔记而难以专心听讲的问题，也相对避免了学生因获得整个教案而放松学习的弊端，利于发挥学生在学习过程中的主动性和积极性。

在教学中注重结合本学科科研成果进行有关章节授课，如结合三倍体毛白杨新品种选育讲授多倍体育种部分；

结合多圃配套系列育苗技术讲授林木无性繁殖等，通过研究中一个一个科学问题的提出与解决，激发学生的专业学习兴趣，引导创新思维，培养创新能力。

对杂交育种、优树选择等部分章节采取现场教学方式，将课堂授课与实践教学相结合，加强同学实际动手能力培养。

此外，课堂授课注重应用设疑、解疑等教学方法，形成教与学的互动，鼓励同学提问及参与讨论，尤其重视问题的提出，并引导同学参与寻求解决问题的途径，努力营造宽松的的教学环境，给同学以更多的思维空间等，激发学生的学习欲望等。

2实践教学（30%的学时）：

在林木育种实验教学中实行了开放式实验教学，包括：

以实验小组为基本单位，突出团队协作；

实验提早启动且不固定实验时间，尊重实验材料与环境互作的客观规律；

学生要按教师的要求自己设计并完成实验，改变以往对实验指导教师的过分依赖状况；

为保证实验能够在植物生长发育的有效时期内完成，开放实验期间内教师、实验员与研究生轮流值班，保证及时提供服务；

对于在实验方案设计以及具体实施过程中学生提出的各种各样问题，指导教师也主要回答学生提出的为什么，而尽可能不回答该怎样做，鼓励学生通过查阅文献资料以及反复实验自己总结规律，寻求解决问题的方案与方法；

从利于学生能力培养出发，实行以实验小组为单位，撰写综合实验报告并结合多媒体答辩的一种与开放式实验课教学相配套的考核方式和方法等。

考核团成员包括指导教师与各实验小组组长，考核团成员根据该实验小组参加人数、实验设计与进展、文字实验报告、多媒体形式与时间、报告人讲解情况、回答问题情况等进行评分，其平均分数即为该组每位成员的实验课成绩。

最后实验指导教师还要对实验完成情况进行总结与点评，包括共性问题、各实验小组的特点、创新点以及不足或尚未注意到的问题等。

在实验考核目标的驱动下，学生会自觉或不自觉地主动查找资料，向相关老师请教，围绕实验目的思考，形成技术路线和实施方案，自己动脑、动手完成一个相对完整的育种过程，并体会其中的艰辛与收获成果的快乐。

这种开放实验中解决问题、展示成果的过程十分贴近现实工作，不仅加深了学生对林木育种理论和技术的系统认识，使其切身体会知识与成果的产生与发展过程，既有益于学生综合素质的提高，也为学生走出校门后尽快适应社会工作打下了一定的基础。

3作业与考核：

在考核方式上也进行改革，包括：

针对已完成的教学内容，不定期组织一些小测验，以考察学生前一阶段甚至前一节课学习的掌握情况，以便教师能及时调节教学进程和教学方式等；

加大开放式实验教学成绩的比重，占期末总评的30%，促使学生积极参与实验教学，重视综合实验报告撰写与多媒体答辩，加深对林木育种的理解；

此外，在期末试卷中设置一道与开放式实验相关的综合论述题，激励学生查阅有关文献资料，结合树种生物学特性进一步理解、掌握林木育种的基本原则、原理与技术方法等。

通过这种考核方式、方法改革，达到促进公平竞争、激励自主学习、培养创新能力之目的。

教学组织采取首席教授负责制，由首席教授主持制订教改方案，并亲自授课，进行教学观摩。

每个学期定期召开两次教学研讨会，讨论教学实践中的问题、学生的意见和学科发展对课程的影响，修改调整教改方案，保证教学内容组织和改革的顺利高效进行。

（三）实践性教学的设计思想与效果 

林木育种学是运用遗传学原理，研究林木优良品种选育与繁殖理论及技术的科学。

作为一门实践性很强的综合性应用型专业课程，实验课教学有着重要地位。

有关林木育种实验课教学的设计思想与效果如下：

1创造全面开放且利于学生个性发挥的实验教学环境

从每年3月开学的第一周开始，教师就提出林木育种开放式实验的基本内容和要求，让学生在1-2周内，以类似研究生开题的方式，围绕实验中的理论和技术问题查阅文献资料，并对收集到的资料进行综合分析，选取适宜的实验材料，形成具体实验方案。

并从争取时间角度考虑，建议学生在进行实验设计的同时，提前展开实验材料生物学特性和遗传学规律观察相关的预备性实验。

在预备实验的基础上，各小组按自己的设计方案展开实验，并通过按时间梯次培养实验材料和控制培养条件等调控实验时间，争取将耗时长且时间性强的实验环节安排在双休日进行，而其它耗时短或时间性不强的实验观察则利用早、中、晚等无课时间进行。

为保证实验能够在植物生长发育的有效时期内完成，开放实验期间内教师、实验员与研究生轮流值班，保证及时提供服务。

对于在实验方案设计以及具体实施过程中学生提出的各种各样问题，指导教师也主要回答学生提出的为什么，而尽可能不回答该怎样做，鼓励学生通过查阅文献资料以及反复实验自己总结规律，寻求解决问题的方案与方法等。

总之，就是尽可能保证给学生提供相对独立的实验学习空间，为充分开发学生自身潜能创造了一种宽松的环境。

2调整、更新实验内容，适应开放式实验教学的要求

林木育种实验课为10学时，如果教学时间固定，也只能按传统的验证性实验教学模式安排实验内容。

而确定采取开放式实验教学后，实验内容的选择、安排有了充分的空间。

具体根据林木育种教学内容、实验学时数，并结合指导教师的专业特长，设计了1个综合性实验，即“杨树花粉染色体加倍与杂种后代性状变异观察”。

该综合实验实际包括了“杨树花粉母细胞减数分裂进程观察”、“杨树花粉染色体加倍与鉴定”、“杨树花粉生活力测定与萌发特征观察”、“杨树有性杂交”、“杨树杂交后代性状变异观察”等内容。

要求是以2种以上杨树为材料，完成诸如杨树杂交亲本选配；

水培雌、雄花枝选择与培养；

花粉母细胞减数分裂进程与花芽形态变化的相关性观察；

花粉染色体加倍有效处理时期确定与2n花粉秋水仙碱诱导；

2n花粉收集、保存与统计；

2n花粉生命力测定与萌发特征观察；

杂交授粉技术与雌花枝管理；

种子采收与播种育苗方法；

以及杂交子代形态变异观察等技术环节。

这些具体实验内容在以往的植物育种实验中也多有出现，而本实验课程只不过是将其中的体细胞加倍改为2n花粉诱导，并将可能涉及多种植物材料的实验统一为单纯以1-2种植物为材料，从而形成以某种树木遗传改良为主线的综合性实验。

显然，实验教学内容经过这样的改造、整合后，目的性更为明确，各实验环节的联系也大大增强，育种实验的系统性、连续性和整体性得到体现；

某些实验内容既具有验证性，同时还具有一定的探索性和研究性。

由于各小组选择的具体植物种不同，采取的技术路线、实验方法和时间以及外部环境条件存在差异等，其实验结果也各有特点，形成相互补充；

而实验成功与否不但与实验小组每位成员的积极性相关，更取决于实验小组内各成员间的密切协作；

此外，要保证实验成功，除需要掌握相关育种知识与技术外，还需要遗传学、植物学、生态学、种苗与造林学、试验设计与生物统计等多门课程的基本知识与研究方法，尤其是需要熟悉研究对象的生物学特性以及遗传学规律等。

通过实验内容变革，着力体现林木育种的课程特点，适应实验开放的要求，增强实验的吸引力，调动学生参与实验的主动性和积极性。

3实行与研究性实验教学相配套的综合考核方法

考核的目的是评价实验教学效果，调动学生主动参与实验的积极性。

以往的实验课考核主要是看是否参加实验以及有无实验报告等，因实验内容和结果一致，实验报告也大同小异，评价很难作到客观、准确，更不能反映学生的创新意识和能力，当然也就难以起到激励学习的作用。

为此，根据育种开放式实验教学的特点，从利于学生能力培养出发，课程组列出一些研究课题，由同学选择，以实验小组为单位，开展实验，撰写报告并答辩，据此对学生进行考核。

在实验过程中，要求学生作好原始记录，及时完成实验数据整理等工作。

在5月底、6月初全部实验结束后，要求各实验小组经过充分的讨论，完成综合实验报告撰写。

实验报告以类似科研论文的形式，具体包括实验的目的与原理、材料与方法、结果与分析、问题讨论和小结等内容，并应附必要的图、表甚至照片等。

在完成书面实验报告的基础上，各小组进一步完成限时15分钟的多媒体报告制作，并于教学实习周内抽出一天的时间，以实验组为单位进行多媒体报告与答辩，鼓励各组所有成员分工依次陈述实验结果。

随后每实验小组各有10分钟左右的回答问题时间，并规定各成员按顺序轮流回答一个问题。

提问所涉及的问题既可以是要求解答、说明有关实验基本原理、材料与方法、实验设计以及结果分析中的不明晰之处，也可以是对实验结果或分析、讨论中出现的异常现象或特殊问题的质疑等。

包括指导教师与各实验小组组长在内的考核团成员，以及其它实验小组成员均可以提问。

考核团成员根据该实验小组参加人数、实验设计与进展、文字实验报告、多媒体形式与时间、报告人讲解情况、回答问题情况等进行评分，其平均分数即为该组每位成员的实验课成绩。

最后指导教师还要对实验进行总结与点评，包括共性问题、各实验小组的特点与创新点以及不足或尚未注意到的问题等。

通过考核方式、方法改革，达到促进竞争、激励学习之目的。

4林木育种研究性实验教学的实践效果

在林木育种研究性实验教学结束时，学生们普遍反映：

“从准备实验材料、设计方案到完成实验，我们自主思考、动手，在团结协作中学到了很多东西，已经超出了这一实验课的范围”。

通过这种开放式实验教学，不仅加深了学生对林木育种相关理论与技术的系统认识，使其能切身体会知识与成果的产生与发展过程，而且还培养了学生收集处理信息能力、获取新知识能力、分析和解决问题能力、语言文字表达能力以及团结协作能力等。

（1）尊重自然规律，突出育种特点，调动了学生学习兴趣，提高了实验课效果。

林木育种由一系列联系紧密的技术环节构成，其操作对象生长发育具有一定的规律性且受环境因素影响大。

采取开放式实验教学，可以方便材料选取以及具体实验内容安排，从而使孤立的实验相互联结为一个较为系统的育种过程，保证育种实验的系统性和完整性，并通过实验过程中相继产生的一系列问题增强了实验吸引力。

如从什么途径可以获得实验所必需的文献资料；

为什么可以对花粉进行染色体加倍并能够获得三倍体；

怎样才能适时监控杨树减数分裂进程；

为什么说减数分裂粗线期施加秋水仙碱处理诱导2n花粉的效果是最好的，不在粗线期前后处理能否获得二倍性花粉；

为什么采用高比率2n花粉授粉诱导三倍体的得率仍然比较低；

为什么活体授粉实验不能用来统计普通花粉萌发率；

柱头什么形态时杂交授粉最好；

杨树等小粒种子如何播种育苗；

杂种苗个体之间有差异吗；

利用2n花粉授粉的杂种后代中会得到三倍体吗；

育种的实质究竟是什么等。

这些系列问题，可以保证学生在完成一个实验技术环节后仍能保持较高的探求兴趣，如一些实验小组在实验结果不理想时多次重复实验，甚至还积极主动扩展实验内容等，从而增进了实验教学效果。

此外，由于采取非集中实验方式，各实验小组的材料处理时间不同步导致实验时间分散，也提高了实验室及其相关仪器设备的利用效率。

（2）促进了学生自主性和研究性学习，培养了学生理论与实践结合能力以及创新能力

自主性和研究性学习是专业兴趣与创新能力培养的关键。

由于开放实验没有提供具体实验操作步骤，有关技术环节，包括药品的配制都需要从资料中去查找。

因此，在实验考核目标的驱动下，学生会自觉或不自觉地主动查找资料，向相关老师请教，围绕实验目的思考、形成技术路线和实施方案，自己动脑、动手完成一个相对完整的育种过程，并体会其中的艰辛与收获成果的快乐。

如为了使减数分裂粗线期控制在自己实验小组时间最充裕的那一天早晨，方便对雄花芽施加秋水仙碱处理，各小组学会利用生物的生长发育规律，通过控制花枝水培开始时间以及环境温度等调整杨树花粉母细胞减数分裂进程。

有的实验小组对花粉在培养基上的萌发时间进行了观察统计，从新的途径验证了有关2n花粉与正常花粉相比萌发迟缓的特性。

有的小组为了直接获得减数分裂进程、大花粉、花粉萌发照片，尝试将数码相机与显微镜相连接拍照，及时保留了实验证据等。

通过这样的自主学习与锻炼，使学生验证了书本所学，加深了理解，同时还对于激发学生创造思维、锻炼理论联系实际能力起到了积极的作用。

（3）培养学生竞争意识与协作精神，提高了学生综合素质以及适应社会工作能力

由于实验考核是采取实验报告与多媒体答辩相结合的现场评分方式，答辩涉及实验小组的每位学生，是否参与实验，是否掌握实验的主要内容，能否准确阐述实验结果，回答问题是否正确等，不但影响个人的成绩，还会影响集体荣誉，这无形中会使学生受到一种激励，促进实验小组的竞争意识，同时也增强了组内成员的团队协作精神。

在开放实验进行期间，由于每位组员还有相同或不同的选修课程，同时也不可能要求所有组员将每天的全部时间投放在一门实验课之中。

而就具体育种实验而言，植物生长发育有其节律性、季节性限制，可利用的有效时期比较短暂，时间性强，需要通过对实验材料的连续观察、处理才能掌握等。

如确定最佳加倍处理时期时需要连续固定制片跟踪观察减数分裂进程；

加倍处理后需要监测花序散粉情况并在散粉后定时收集花粉；

杂交前需要密切注意雌花柱头变化以确定授粉时机；

为完成授粉习性实验需要逐日观察目标植物花蕾形态变化以及开花、散粉情况等。

因此，各实验小组采取了分工协作的工作方式，组长协调组内成员课余时间，每位成员轮流值班，承担一部分或一段时间的重复性实验任务；

而在实验的关键环节，全组成员则全部出动，相互配合，协力完成整个实验过程。

实验完成后，大家又群策群力，精心总结，完成实验报告撰写与多媒体制作。

甚至每个实验小组最后都进行了多次试讲，通过模拟答辩找不足并加以改进，尽可能将自己小组的精华和特色部分展示出来。

这种开放实验中解决问题的过程十分贴近现实工作，有益于学生综合素质的提高，也为学生走出校门后尽快适应社会工作打下了一定的基础。

四、教学条件

1加强教材与教学资料建设。

1988年，本学科沈熙环教授等在多年林木育种教学实践的基础上，受林业部教育司的委托，主编了全国统编教材《林木育种学》，教材注重理论联系实际，重视国内外林木育种研究及实践经验介绍等，受到普遍的欢迎，在我国推动林木育种科技进步以人才培养等方面发挥了极其重要的作用，迄今仍为我国大多农林院校林学专业所采用。

2002年，课程负责人陈晓阳教授主编的《林木育种学》新教材被列入北京市高等教育精品教材建设计划，目前该教材的有关内容已经在教学中使用。

该教材充分反映了林木育种学科的最新进展，并通过适合林木特点的育种目标、育种策略、育种资源、育种方法、良种繁育以及遗传测定等内容的论述，使学生系统掌握创造与利用多种遗传变异的理论与技术方法，从而能够结合林木生物学特性以及具体育种目标，采取相应的育种途径、方法和程序，促进知识融合，引导创新意识，培养创新能力。

此外，还订购一定数量的教材参考书、学术专著和期刊。

目前与林木育种学课程相关的书刊有5000余册，国内外学术期刊30多种。

2加强教学实验室条件以及基地建设。

近年来，利用学校进入“21世纪教育振兴行动计划”等机遇，连续投入60多万元用于改善教学实验室、教学温室等条件。

目前已作到基本仪器设备人均1套，非常用仪器设备每实验小组（5-6人）一套。

林木遗传育种学科为国家重点学科，科研力量雄厚。

目前，学科承担有国家“973”重大基础研究项目、国家科技攻关、国家自然基金、国家“948”农业技术引进、林业部重点等课题17项，经费总计2000多万元。

科研课题的增加以及相关成果的取得，使学科拥有50多个校内外科研基地，每年结合科研，接