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农业教育

以大食物观为导向的果树育种学课程教学改革探索

  • 凌立贞 ,
  • 张书东
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  • 六盘水师范学院,贵州省特色农业种质资源开发与利用特色重点实验室,贵州 六盘水 553004
张书东(1979—),男,山东肥城人,博士,副教授,从事植物生物多样性教学研究。

凌立贞(1979—),女,山东潍坊人,博士,教授,从事果树育种学教学和研究。

Copy editor: 张琴

收稿日期: 2024-10-08

  网络出版日期: 2025-08-28

基金资助

六盘水市科技计划项目(52020-2023-02-18)

六盘水师范学院教学内容和课程体系改革项目“《果树育种学》创新性课程体系的建设”(LSYSYjg201926)

Exploration on the teaching reform of Fruit Tree Breeding guided by the concept of diversified food supply

  • LING Lizhen ,
  • ZHANG Shudong
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  • Key Laboratory of Development and Utilization of Characteristic Agricultural Germplasm Resources, Liupanshui Normal University, Liupanshui 553004, China

Received date: 2024-10-08

  Online published: 2025-08-28

摘要

为提升果树育种学课程教学质量,培养符合大食物观需求的专业人才,本文分析了果树育种学课程教学现状,并提出了融入大食物观理念的教学改革措施。研究发现,当前教学存在学生参与度偏低、教师专业实践能力不足、评价体系不够完善以及实践资源局限等问题。针对这些问题,首先,更新教学目标,注重培养学生的综合素质和创新能力;其次,优化教学内容,重构以营养品质为核心的育种知识体系;此外,采用多样化教学方法,如案例分析和项目实践,提升学生的实践能力。同时,强化实践教学与企业合作,为学生提供更多实践机会,并完善教学评价体系。研究表明,将大食物观融入果树育种学课程教学改革,有助于该课程在营养健康和可持续发展等领域发挥关键作用,培养更多具备前瞻性视野、创新能力的优秀果树育种人才。本文为农业科学领域中果树学专业课程教学改革探索提供参考。

本文引用格式

凌立贞 , 张书东 . 以大食物观为导向的果树育种学课程教学改革探索[J]. 安徽农学通报, 2025 , 31(16) : 110 -113 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.16.024

Abstract

To improve the teaching quality of the course of Fruit Tree Breeding and cultivate professional talents meeting the needs of the concept of diversified food supply, the teaching reform of this course guided by the concept of diversified food supply was explored. The current teaching situation of Fruit Tree Breeding was analyzed, The teaching reform measures integrating the concept of diversified food supply were put forward. Research has found that current teaching practices suffer from issues such as low student engagement, insufficient professional skills among teachers, an imperfect evaluation system, and limited practical resources. To address these issues, firstly, to update teaching objectives, focusing on cultivating students' comprehensive quality and innovative ability; secondly, to optimize teaching content and reconstruct a breeding knowledge system with nutritional quality as the core; in addition, adopting diversified teaching methods such as case analysis and project practice to improve students' practical ability. Meanwhile, strengthening the cooperation between practical teaching and enterprises to provide more practical opportunities for students, and improve the teaching evaluation system. The research showed that integrating the concept of diversified food supply into the teaching reform of the Fruit Tree Breeding course enables fruit tree breeding to play a key role in fields such as nutritional health and sustainable development, and cultivates more excellent fruit tree breeding talents with forward-looking vision, innovative ability. This paper provides a reference for the exploration of teaching reform in professional courses of pomology in the field of agricultural science.

近年来,大食物观理念的广泛传播与实践应用,为果树育种领域注入新的活力。此背景下,选育出既契合市场多元化需求,又富含高营养价值的水果品种,是果树育种面临的新课题。谢思远[1]阐述了大食物观对农林院校人才培养提出的新要求,分析了当前人才培养面临的挑战,并提出了更新教育理念、强化实践教学等策略。姜帅等[2]从食品营养学课程的特点出发,针对目前存在的教学内容单一和教学方法陈旧等现状,深度解析了基于大食物观背景下该课程教学改革的重要性。
果树育种的研究聚焦于新品种的选育与改良,直接影响水果的产量与品质。基因编辑等前沿技术已在农业生产中广泛应用,但其在教学中暂未能得到充分体现与融合,导致教学内容与现代化果树产业存在一定脱节。基于此,本文分析了当前果树育种学的教学现状,包括学生参与度偏低、教师专业实践能力不足、评价体系不够完善等问题,进而提出了融入大食物观理念的教学改革措施,包括明确教学目标、优化教学内容、推动产学研融合等。本研究为培养符合大食物观需求的专业人才提供参考。

1 果树育种学课程教学现状

1.1 教学内容方面

学生课程参与度偏低的核心问题在于,教学内容未能有效构建果树育种与国家食物安全战略之间的实质性关联。常规教学内容对国民健康干预等领域的战略价值阐释不足,例如,抗逆蓝莓品种在盐碱地产能拓展中的应用[3]、高花青素猕猴桃在疾病缓解方面的作用未得到充分呈现[4],进而造成前沿技术实践与大食物观需求断层。因此,通过耐盐碱苹果砧木选育,基因编辑技术在干旱和盐胁迫应对中的关键技术实践,有利于学生学习动机与产业需求相匹配[5]

1.2 教学能力方面

果树育种学的教学对教师的综合素养提出了较高要求,其不仅需要具备扎实的理论基础,还需拥有丰富的实践经验。然而,部分教师专业实践经验不足,难以深入讲解与透彻剖析实践教学知识,进而影响实践教学的质量与效果,难以满足学生的学习需求。教师实践经验的缺失直接阻碍大食物观的落地,具体表现为野生种质教学脱离原生境保护实践,如云南野生苹果抗病基因的生态价值未能在教学中充分展现[6]。采后育种教学忽视了供应链损耗数据,如荔枝变质率高这一实际问题未被有效纳入教学内容[7]。破解此困境需推动教师深度参与国家战略项目,实现关键技术向教学资源的精准转化。

1.3 评价体系方面

果树育种学评价体系存在系统性偏离,主要体现为评价维度与过程追踪的双重断层。在评价维度上,闭卷笔试难以有效度量屋顶农业矮化品种设计等种质创新思维,以及碳足迹测算等大食物观核心能力。在过程追踪上,田间抗性评价、数据统计严谨性等无法通过期末分数体现,使得奖学金评定与产业需求能力出现脱钩。

1.4 实践资源方面

实践资源的局限性导致关键能力培养存在明显缺位:抗旱种质的缺失制约了西北适生品种开发,进而限制了供给空间的拓展。营养速测设备数量不足限制了功能育种教学的开展,偏离了健康导向的教学目标。物候错位延误了生产风险管控实训,阻碍了全链条安全保障能力的培养。

2 果树育种学教学改革实践

2.1 明确以大食物观为导向的教学目标

2.1.1 总体目标定位

本课程教学改革的核心目标是深度融入大食物观战略,以系统性思维重构果树育种人才培养模式,培育具备前瞻性、创新能力的专业人才。通过课程体系的全面革新,使学生既精通传统育种理论与现代生物技术,如CRISPR-Cas9基因编辑、高通量表型分析等,又能深刻把握大食物观的核心要义,即突破单一粮食供给思维,构建涵盖多元化食物来源、全周期营养健康管理、生态系统承载力平衡及全产业链风险防控的新型食物安全体系。此类人才将直接服务于粮食安全转型升级需求,成为驱动果树产业向高营养价值、低环境负荷、强气候韧性方向发展的核心引擎。

2.1.2 知识体系与能力构建

课程知识架构将打破学科壁垒,构建以大食物观问题链为导向的融合式课程模块。在夯实果树遗传学与育种学基础的同时,深度整合食品营养学、农业生态学、资源环境科学及智慧农业技术,使学生精准理解果树育种在拓展食物资源边界、优化公民膳食结构、降低农业生态压力中的作用。能力培养聚焦三大核心维度:一是强化种质创新攻坚能力,培养其运用多组学技术设计满足特殊营养需求、极端环境适应及低碳生产目标的新种质;二是锻炼全产业链问题解决能力,通过校企共建的“从种苗到餐桌”实践平台,使其掌握将实验室成果转化为实际生产力的关键技能;三是提升全球治理参与能力,通过联合育种项目模拟、WTO-SPS协定案例研讨等,培养学生运用相关法律法规保护种质资源主权、应对跨境病虫害威胁的战略思维。

2.1.3 价值观塑造与使命担当

在素质养成层面,课程将通过沉浸式教育增强学生的历史使命感与环境保护意识。依托黄土高原旱作果园复兴工程、跨境病原体监测网络等真实案例,引导学生认识到果树育种工作者在守护“果盘子”安全、维系边远地区生计韧性中的重大责任。树立生态观,在育种目标设定中内化生物多样性保护、水资源红线约束等可持续发展观念;筑牢种业安全观,强化种源自主可控的战略意识;鼓励学生参与热带果树联合研发计划,将个人价值实现融入全球食物安全治理体系。

2.2 优化教学内容和方法

2.2.1 教学内容更新与整合

2.2.1.1 营养健康导向的育种价值重塑

果树育种学的教学内容改革是深度融入国民健康战略需求,重构以营养品质为核心的育种知识体系。通过剖析果实生物活性成分与慢性病防控的机制,引导学生从分子调控层面理解功能型果品设计原理,重点培育针对特定人群营养缺乏症,如儿童钙摄入不足、糖尿病患者糖代谢紊乱等的定向育种能力[8]。教学内容强化种质资源营养评价方法论,使学生掌握营养素生物强化路径设计的关键思维。

2.2.1.2 生态可持续性的系统解决方案

在可持续农业领域,教学改革鼓励学生跳出传统环境保护框架,从全球可持续发展战略视角高度审视果树育种学。立足农业绿色低碳转型趋势,构建覆盖全生产周期的生态育种教学模块。聚焦抗逆种质开发与资源效率提升的双重目标,系统讲授节水抗旱遗传机制、化肥减施的生理基础及碳足迹优化路径,培养学生量化评估品种环境效益的模型思维。

2.2.1.3 数智驱动为大食物观的战略引擎

跨学科融合的教学体系进一步推动了大食物观理念的实践。计算机科学、大数据分析和人工智能等前沿技术的引入,不仅提升果树育种的精准度和效率,还激发了学生对新兴技术的兴趣与热情。在葡萄育种研究中,农业基因组研究团队构建葡萄图谱参考基因组、基因型图谱和农艺性状图谱,引入机器学习算法构建全基因组选择模型,预测准确率达85%,大幅缩短育种周期,为果树育种技术革新提供范例[9]。此外,中国科学院植物研究所开发的结合基因芯片技术和 AI 表型组平台的新方法,能快速定位葡萄关键基因,精准评估性状信息[10]

2.2.2 教学方法创新与实践

将大食物观理念融入该课程教学改革,需从案例教学、互动与项目式教学、多媒体与信息应用等方面系统推进。具体实施如下,例如向学生布置真实任务:为城市屋顶和滨海盐碱地各设计一套能吃、好看、赚钱的小型果园方案。无标准品种可选,仅提供当地土壤盐分、重金属背景值、风荷载及夏季极端高温等原始数据。学生需边学边干,把育种目标、营养价值、碳足迹、供应链风险等要素一次性纳入任务书中。理论讲授不再按章节推进,而是切片式嵌入项目节点。讲授遗传资源评价内容时,任课教师借助国家果树种质资源圃的在线数据库,引导学生现场检索抗旱、耐盐、富钙的野生苹果和梨材料,并用5 min动画演示如何把这些性状快速导入栽培品种。学生在模拟育种软件中完成第一轮杂交设计,算法实时输出10年后的营养提升幅度和碳减排潜力。利用超星平台将课堂数据同步至数字孪生模型,学生可实时查看虚拟果园在不同气候情景下的产量波动,从而提升其综合运用育种知识解决复杂实际问题的能力。

2.2.3 加强实践教学环节

通过提升实验与实训比重,设计针对性强的实验项目,如“果树遗传资源收集利用”与“分子标记辅助育种技术探索”,需覆盖基础知识、传统技术及生物技术最新进展,引导学生高效、环保地开展果树育种。为让学生体验真实生产环境,学校应与农业企业、科研机构及种植基地紧密合作,共建教学、科研、生产一体化的果树育种实习基地[11]。如部分设施农业示范区设施种类齐全,在农业现代化发展中发挥积极作用,可作为实习或参观基地。这些基地为学生提供动手操作平台,结合丰富种质资源、先进设施及资深导师,形成全方位、多层次的实践教学体系,深化学生对大食物观的理解。实习基地需定期建立评估机制,确保设施、技术、内容与行业同步。同时加强沟通合作,制定贴近生产、满足学生需求的实习计划,鼓励学生结合实践参与科研项目,这种“学中做、做中学”模式,有助于培养理论与实践并重的果树育种专业人才。

2.2.4 推动产学研深度融合与交流合作

首先,在科研项目合作方面,教师需与企业、科研机构等紧密协作,共同开展果树育种新技术、新方法的研究与应用。研究方向不仅聚焦于传统果树性状的改良,更需探索开发具有特殊营养价值、抗逆性强或适应不同生态环境的多样化食物资源,如野生果树、药用果树等,以丰富食物供给。同时,研发生态友好型育种技术,在提升果树产量与品质的同时兼顾生态环境保护,实现食物生产与自然和谐共生。
其次,在技术推广与应用领域,教师应将果树育种新技术、新成果转化为实际生产力。通过实施技术推广和示范项目,引导农民采用间作套种等多样化的种植模式,提高土地利用率和生物多样性,促进食物生产多元化。积极推广生物防治、节水灌溉和有机肥料等绿色生产技术,减少化学投入品的使用,提升食品安全性,满足公众对健康食品的需求。
最后,在国际合作与交流方面,教师应与相关高校和研究机构建立合作关系,开展果树育种领域的学术交流。鼓励学生参与国际学术会议和交流活动,拓宽国际视野,增加合作机会。同时,注重引进先进的果树育种技术和经验,结合实际进行本土化创新,提升果树育种的整体水平。

2.2.5 完善教学评价体系

教学评价不仅聚焦学生的理论知识,还应全面涵盖实践能力、创新能力及团队协作能力等。评价方式可采用闭卷考试、实验操作、科研项目参与和小组讨论等多种形式,从不同层面反映学生的综合素质。此外,建立有效的反馈机制,及时将评价结果反馈给学生和教师,促进教与学的持续改善。重视评价结果的运用与反馈,将其作为评奖、评优和升学推荐等的重要依据,这不仅能有效激励学生积极参与学习和实践活动,还能通过具体反馈,帮助学生和教师清晰认识自身的学习状况和教学效果,及时调整学习策略和教学方法。该反馈机制可促进教学相长,实现教学质量不断提升。

3 结语

在大食物观引领下,果树育种学需构建系统性创新教学策略,包括明确理念为导向的教学目标,优化教学内容与方法,强化实践环节,促进产学研及国际合作,完善教学评价体系等。改革核心在于重塑教学目标,培养兼具专业基础、创新思维和国际视野的果树育种人才。具体而言,教学内容需融合资源多样化、营养评估及可持续发展,构建跨学科框架,同时引入现代技术,拓宽学生视野。教学方法上,应采用案例分析、项目驱动及产学研融合等策略,激发学生兴趣,培养其实践与创新能力。实践教学方面,通过与农业企业、科研机构合作,让学生在真实环境中锻炼技能,深化对大食物观的理解,增强责任感。在国际合作上,鼓励教师与国内外学者紧密协作,探索新技术,推动成果转化,丰富食物资源。此外,需建立科学、全面、客观的评价体系,确保人才培养质量。总之,将大食物观全面融入果树育种学教学改革的各个环节,紧跟时代需求,有助于培养高素质果树育种人才。
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