植物組織培養教學改革探討范文
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摘要：植物組織培養是生物及相關專業核心課程之一，是應用性和實踐性很強的一門課程，針對傳統植物組織培養教學過程中存在的一些弊端，采取如下改革措施：講透培養基母液配制藥品用量和母液移取量，強化培養基滅菌操作，實驗課前交實操過程報告，分小組對實驗結果討論總結，加大實驗課開放程度，通過這些教學改革取得較好的效果。
關鍵詞：植物組織培養；母液；滅菌；實驗報告；分組；開放程度
植物組織培養是指通過無菌操作，把離體的外植體接種于人工配制的培養基上，在人工控制的條件下進行培養，使其成為完整植株的方法，是20世紀初以植物生理學為基礎發展起來的植物細胞工程技術，經過100多年的摸索、發展，該技術在生產實踐和科研中得到廣泛的應用[1]。在生產實踐中，主要利用植物組織培養技術進行種苗脫毒生產和擴大繁殖[2]，目前已有多種物種利用組培苗進行生產，比如果實中的香蕉、草莓，花卉中的蝴蝶蘭、君子蘭，蔬菜中的馬鈴薯，樹木中的桉樹。其次，在新品種培育、次生代謝產物生產、種質保存等方面也發揮著巨大的作用。在科學研究中，組織培養是細胞工程、基因工程研究的重要技術。植物組織培養是生物及相關專業核心課程之一，是應用性和實踐性很強的一門課程，但由于傳統的植物組織培養教學過程中存在一些弊端，導致學生對該課程掌握的程度大打折扣，為了確保教學效果和教學質量，提高學生學習的積極性和興趣，培養學生分析問題、解決問題的能力，筆者在植物組織培養教學過程中采取了如下改革措施，取得了較好的效果。
1講透培養基母液配制藥品用量和母液移取量
1.1培養基母液配制藥品用量的講授培養基母液配制是植物組織培養的第一步，若這第一步藥品用量計算出現差錯，后續實驗出現相應癥狀也無法找到正確原因，為了確保這一過程的零失誤，學生必須學會如何計算所用藥品的用量。母液濃度擴大倍數和母液體積這2個指標在母液配制時需要同時關注，但有些同學只關注母液濃度擴大倍數而忽略母液體積，最終計算出錯誤的藥品用量。當母液濃度擴大倍數和母液體積都增大時，所稱取藥品的質量肯定是增加的；但當母液濃度擴大倍數增加，母液體積縮小時，所稱取藥品的質量未必是增加的。例如，MS培養基中KNO3的用量是1900mg/L，要時刻提醒學生1900mg/L的意思是1L培養基中KNO3的用量是1900mg，即當母液濃度擴大倍數是1，母液體積為1L時，需要的用量是1900mg。在這里需要提醒學生：當母液濃度擴大倍數恒定時，所稱取藥品的量隨母液體積的增加而增大，而當母液體積減少時，所稱取藥品的量也要隨之減少，但有些學生在計算藥品用量的時候只關注到母液濃度的擴大倍數，而忽略母液的體積，最終計算出一個錯誤的用量。在講授該知識點時，通過如下方式變化這2個因素得到較好的教學效果：（1）當母液濃度擴大100倍、母液體積為10L時，稱取KNO3的量為多少mg？（2）當母液濃度擴大1000倍、母液體積為0.1L時，稱取KNO3的量為多少mg？通過這個例子不僅讓學生切實感受到藥品的用量同時與母液濃度擴大倍數和母液體積息息相關，也讓學生牢固掌握母液配制時藥品用量的計算方法。1.2母液移取量的講授母液移取量也同時受2個因素影響：一個是母液濃度擴大倍數，另一個是配制培養基的體積。在講授母液移取量的計算方法時也可以采用上述講授培養基母液配制藥品用量的方法，即通過例子變化母液濃度擴大倍數和配制培養基的體積來加深學生對該知識點的掌握。例如，（1）當母液濃度擴大10倍，配制培養基的體積為2L時，移取母液的體積為多少？（2）當母液濃度擴大10倍，配制培養基的體積為0.2L時，移取母液的體積為多少？通過變化這兩個指標的參數，使學生更加扎實地掌握計算母液移取量的方法。
2強化培養基滅菌操作
培養基滅菌效果的好壞直接影響后續操作能否繼續進行，也影響實驗的成敗，因此培養基滅菌操作對植物組織培養至關重要，常用的滅菌方法是利用高壓蒸汽滅菌鍋進行滅菌。高壓蒸汽滅菌鍋有手動型和全自動型，全自動型把滅菌溫度、滅菌時間等參數設定好就可以自己完成滅菌過程，手動型滅菌鍋在滅菌過程中需要通過手動控制電源開關以保證滅菌溫度恒定在某一數值。對于初學者來說，手動型滅菌鍋雖然更麻煩，卻能讓學生明確每一個操作的目的，因此，在上實驗課時可以選擇手動型滅菌鍋來進行滅菌方法的講授。但該操作需要的學生并不多，而且滅菌過程枯燥無味，只需當溫度升到某一數值時通過控制電源使溫度保持恒定，因此，大部分學生在滅菌過程會開溜或是把精力放在其他事情上，而忽略對這個操作的學習，只有少數感興趣的同學才會積極留下來完成滅菌操作，因此，只有少數學生能完全掌握高壓蒸汽滅菌鍋的使用，而更多的學生是處于似懂非懂的狀態。為了改變這一窘境，筆者在執教的14級生物教育專業通過如下分組輪流滅菌的方式取得較好的成效：實驗之前先把全班的學生分為幾個小組，在以后的滅菌過程中每個小組負責一次培養基滅菌的操作，通過這種分小組的形式可以讓全體學生都參與到滅菌操作過程中，極大地擴大了掌握該知識點的學生數量，同時也提高了教學質量。
3實驗課前交實操過程報告
傳統實驗課的流程是實驗課結束后再讓學生交實驗報告，這種方式的弊端在于一些學習不積極的學生可以毫無準備就進入實驗室，由于學生前期沒有對該實驗進行仔細的思考，在實驗過程中往往會出現各種各樣細節性的問題，而每個實驗給予每個學生操作的時間并不長，因此，實驗過程中出現的細節性問題往往被忽略，但這些細節性的問題常常是導致實驗成敗的關鍵因素。為了讓學生在實驗開展前能有所思考、有備而來、也為了讓他們注重每一個操作細節，筆者在執教的14級生物教育專業班級進行如下改革：要求他們在每次實驗前都必須寫好該次實驗操作過程，尤其要把細節性的東西寫清楚，另外有不懂、有疑惑的問題也可以寫下來，然后找老師或是同學解惑。上實驗課前筆者先會把每一份實驗報告批改完，在實驗課時發回給他們，并根據實驗報告中存在的普遍問題采取統一解答，個別問題進行單獨解答。通過這個過程老師可以了解學生對知識點掌握的情況，學生也能更清楚地知道每次實驗的操作過程，從而可以避免實驗做完但學生仍處于懵懂的窘態。
4分小組對實驗結果進行討論
總結植物組織培養實驗能否獲得成功，受到各種因素的影響，例如：實驗操作過程是否規范、滅菌劑是否選用得當、滅菌時間是否合適、外植體采取時間及部位是否適宜、培養基成分和培養條件是否合理等。而具體的操作是由學生自己完成，他們最清楚每一個操作過程，當一些意料之外結果出現時，老師與其用自己豐富的經驗告訴學生相應實驗結果出現的可能性原因，還不如引導學生用自己所學的理論知識來解釋出現相應結果的原因，這樣不僅能培養學生自己獨立思考和解決問題的能力，也可以增加他們對該課程學習的興趣。為了達到這一目的，筆者在所執教的14級生物教育專業在實驗結果出來后分小組進行討論，在討論過程中他們會仔細回憶每一個操作過程，對每一個操作細節進行分析、總結。通過討論，一些錯誤的操作會得到糾正、一些被忽視的細節可以得到大家的重視、一些有疑惑的知識點會得到清晰的解答，通過這種改革，簡單的實驗課變得更加有趣，同時可以讓學生更加主動參與到學習中，還可以培養他們分析問題、解決問題的能力。
5加大實驗課開放程度
組織培養課程是一門實操性很強的課程，而學生的操作技能大部分是在實驗課中獲得，該實驗課傳統的講授方法是由老師提供培養基配方，由老師指定外植體材料、滅菌劑種類和滅菌時間，然后學生按照老師的指示完成其余操作。這種方式的弊端在于學生并沒有完完全全地參與到實驗中，由于組織培養最關鍵的幾個因素都被老師限定，學生需要注意的只有操作細節。這在一定程度上會減弱學生對該課程學習的興趣。當出現一些意料之外的實驗結果時也不會主動、積極地分析、思考、總結原因，因為在實驗過程中沒讓他們感受到這個實驗是屬于自己的實驗，而只是在老師的指示下完成相應的實驗操作，學生在這種缺少主人感的實驗過程中收獲的知識往往很少。為了解決這一弊端，筆者在執教的14級生物教育專業只在第一次實驗時指定培養基的配方、外植體的材料、滅菌劑的種類和滅菌時間，在之后的實驗課中把全班分成幾個小組，每個小組可以根據自己的興趣愛好選用不同的外植體材料，進而查找資料，并最終確定培養基的配方、滅菌劑的類型、滅菌的時間等因素，同時為了完成該課程指定的實驗安排，其中一個小組的實驗因素由老師指定。通過這種方式加深了實驗課的開放程度，雖然在這種方式的實驗過程中學生要做很多資料收集和整理的功課，但在實驗過程中能讓學生有主人感，增強學生學習的興趣和動力，學習的效果得到明顯提高。
6結語
植物組織培養是一門實操性很強的課程，通過講透培養基母液配制藥品用量和母液移取量，使學生扎實地掌握組織培養的第一步，增加他們對該課程學習的信心。通過強化培養基滅菌操作，確保培養基的無菌，為后續實驗成功作堅實的鋪墊，成功的實驗進一步激發他們學習的興趣。通過實驗課前交實操過程報告，使學生在實操之前就對實驗過程有一定的認識，通過實驗課的具體操作對實驗過程有更深刻的體會，強化了學生的實際動手能力。通過分小組對實驗結果討論總結，不僅讓學生明白導致結果出現的原因，還可以培養他們分析問題、解決問題的能力。通過以上教學改革，在植物組織培養教學中取得較好效果。
作者：吳建陽1,2；何冰1,2；曾慧蘭3；武愛龍1,2；湯陳堅1,2；卜浩1,2單位：1廣東湛江幼兒師范專科學校，2嶺南師范學院基礎教育學院，3宜春學院生命科學與資源環境學院
