植物病毒学课程教学实践研究

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  • 更新时间2021-03-30
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  [摘要]植物病毒学是研究植物病毒的基础知识、植物病毒的诊断和鉴定、植物病毒病的流行及防控的学科,是高等院校植物保护学、生命科学等学科的重要专业选修课。近几年,笔者针对该课程利用启发式教学及课程思政融入教学的方法等进行了教学实践活动,取得了较好的教学效果。


  [关键词]植物病毒学;教学实践;启发式教学;课程思政


  植物病毒学是本校植物保护专业的重要专业选修课程之一,教学内容包括理论教学和实践教学两大部分。如何在有限的学时内,让学生掌握植物病毒的基础知识(涵盖基本特性、分离与提纯、复制、变异与进化、与寄主的互作、分类与命名等),掌握植物病毒的诊断和鉴定方法(涵盖经验和实验诊断),了解和熟悉植物病毒病的流行与防控技术,培养学生具备农业可持续发展的意识、因时制宜制订有效病害防控方案的能力、开拓的国际视野,是植物病毒学课程讲授的重点和难点。启发式教学可根据教学的目的、内容、学生的知识水平和知识规律,运用各种教学手段,采用启发诱导办法传授知识、培养能力,使学生积极主动地学习,以促进身心发展。


  2016年12月,习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调“要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展新局面”。课程思政建设是在原有课程的“教书”功能基础上更加突出“育人”功能[1],实现“知识传授”和“价值引领”的有机统一,从而改变传统专业课教师只注重“授业、解惑”而不“传道”的局面。以“润物细无声”地方式使学生接受专业课知识的同时接受德育熏陶,寓德育于智育之中[2]。


  笔者总结和分析了近几年植物病毒学教学实践,将启发式教学与课程思政融入课堂实践,提出以下教学设计思想,以供同行参考


  一、关于绪论


  绪论是本课程的重中之重,只有精心准备,才能激发学生的学习热情和兴趣。比如讲授病毒的发展史时,由于其异常微小,以nm为单位进行衡量,只能由电子显微镜才能观察到,直到1931年,德国科学家恩斯特·鲁斯卡与马克斯·克诺尔博士才制成了世人公认的第一台电子显微镜,病毒学也逐渐拨云见日。潜移默化地给学生树立学科之间相互联系,相互促进的辩证唯物主义观点,引导学生用联系的观点看问题。讲授病毒的发现时,德国科学家AdolfMayer在1879年首次进行了病毒接种实验,虽然按照柯赫法则未找到任何细菌,但仍坚持这种病害是细菌所致。1892年,俄国植物学家Iwanowski发现有一种比以前所知病原都小的病原物存在,但遗憾的是他把这种“传染性的滤液”简单地解释为细菌分泌的一种可溶于滤液的毒素。直到1898年荷兰科学家Beijerinick重复了Iwanowski的试验,并冠以“病毒(virus)”一名,因此,Beijerinick被认为是真正的“病毒学之父”。由此可见,在科学实践中,仅仅有了新的发现还不够,重要的是敢不敢或能不能面对自己发现的事实,做出客观的分析,提出恰当的新概念、新理论。由此可以引导学生培养崇尚科学、勇于创新的思维意识。


  二、关于基础知识和诊断鉴定


  基本理论的学习往往比较枯燥,如何在传授知识点的同时利用多种方式激发学生的學习热情是该部分的重点。


  在线进行演示,可给学生最直观的知识体现。比如讲授病毒的变异和进化时,可对一些常用的序列分析软件进行直接演示;讲授病毒的分类和命名时,直接对在线网站ICTV:https://talk.ictvonline.org/和Viralzone:https://viralzone.expasy.org/进行演示,让学生学习知识的同时获得常用工具的运用。同时充分引入最新科研进展,比如讲授病毒的复制和侵染以及讲授病毒与寄主的互作时,将最前沿的科技论文的研究思路、研究结果等展示出来,比单纯讲解枯燥的课本知识更有说服力。讲到病毒与介体昆虫互作时,首先抛出科学问题:水稻矮缩病毒主要自然介体是黑尾叶蝉,带毒率超过50%,而电光叶蝉带毒率不足10%,是RDV的次要传毒介体,病毒与黑尾叶蝉、电光叶蝉之间存在亲和性差异的机理是什么?激励学生积极思考、踊跃回答问题,然后再经由科研进展阐述是病毒编码蛋白与介体编码蛋白之间的互作所导致。不仅对知识点进行了浅显易懂的讲述,还激发了学生的科研创新思维。同样,讲到病毒与寄主植物的互作时,介绍植物利用基因沉默来防御病毒侵染,而病毒利用其自身编码的沉默抑制子来反抗寄主的防御,更进一步,寄主也可利用寄主自身编码的沉默抑制子来反抗病毒的这种反抗,潜移默化地引入了万事万物都是处在相互作用的普遍联系之中,都是一个对立统一体,给同学们树立辩证唯物主义的观点,启发科学思维。还有利用实物演示,比如讲授病毒致病症状时,给学生展示真实的病样,给学生最直观的知识体现。同时布置作业让学生在校园或外出游玩时采集疑似植物病毒病害的样品拿回课堂,让他们把课堂上的知识运用到现实生活中去。另外,对于部分特别感兴趣的同学带他们到笔者课题组进行病害的实验诊断,以便进一步加深他们对纯理论知识的掌握,为毕业后走上专业岗位奠定坚实的基础。


  三、关于流行和防控


  适时引入真实案例,对近年新发生的病毒病害情况进行分析,给学生展示最生动、最具体的案例,让学生在学习中领悟,在听故事中学习。讲到中国科学家谢联辉院士提出的病毒病害流行的“三性”(爆发性、迁移性、间歇性)以及控制技术集成之“四字”(抗、避、除、治)原则时,顺势引入谢院士只身为农、不被利诱、兢兢业业从事植保工作60余载,时至今日80高龄,毅然活跃在植保一线。利用名人效应,潜移默化地激发他们“学农爱农”的热情。以水稻条纹病毒病害的发生和流行为例,讲述病毒—寄主—介体—环境的四角关系时,其中介体灰飞虱的超高量发生与人为特殊的耕作制度有着密切关系,潜移默化地引入人与自然和谐共生,建设生态文明才是中华民族永续发展的千年大计的思想。以番木瓜环斑病毒病的防控为例,美国科学家利用转基因技术将番木瓜病毒外壳蛋白转入番木瓜,成功地获得了抗病品种,挽救了几乎快被番木瓜环斑病毒摧毁的番木瓜产业。同时说明美国是转基因技术研发的大国,我国超过30%的进口大豆购买于美国,而美国等地输入到中国90%以上的大豆都是转基因大豆。中美贸易战给两国大豆生产和出口都造成了深远影响。


  四、关于配套实验课


  实验课主要有摩擦接种和虫传实验两个经典传毒实验构成。传统的实验课多以重复性、验证性实验为主,学生根据老师准备的材料(比如烟草和烟草花叶病毒、水稻和水稻矮缩病毒),机械地重复操作,无法启发学生思维,也不能锻炼其发现问题、解决问题的能力。自主设计实验从前期的准备工作,包括实验方案的设计、材料的选择,到后期的结果分析及讨论,全部由学生自主完成,时间可在课堂学时与平日课间灵活运用。


  五、教学心得


  运用启发式教学方法可以激发学生的学习兴趣和求知欲望,培养他们良好的学习习惯和科学的思维方式[3]。启发式教学不仅是一种教学方法,也是一种教学指导思想[4]。“学高为师,身正为范”,教师自身首先要有旗帜鲜明的政治立场和大局意识[5],坚持不忘初心、为党育人、为国育才,善于传播正能量;其次要有良好的道德修养和职业素养,不仅要有严谨的治学态度和创新精神,努力提高自己专业知识,同时也不忘综合素质的提升。