探究学习在茶树育种学中的运用

　　摘要：茶树育种学是茶学专业的一门专业核心课程，种质资源是茶树育种的基础材料。茶树育种学的教学目标，不但是要求学生掌握课程的概念，更重要的是要实现有意义学习。围绕河南地方茶树种质资源的遗传多样性研究，设计出了引导性探究学习策略，有效地提高了学生学习的主动性和责任心以及操作技能，取得了较好的学习效果，实现了认知、能力和情感三个方面有意义学习。

　　关键词：茶树育种学;探究学习;有意义学习

　　探究学习是指学生通过完成对一个真实问题开展的科学探索，实现有意义学习的过程。探究学习是一种以学生为中心的学习方法，教学的关注点是指导学生学习，而不是传授具体的科学知识。

　　探究式学习符合建构主义的学习观。建构主义认为，学习不是学生被动接受知识的过程，而是主动构建知识的过程，是将新的知识经验整合到自己的认知结构中，建构自己的理解。因此，有效的教学必须是建立在学生已有的知识经验基础上，从而使学生能够将新概念与已有的知识结构建立联系;鼓励学生成为一个主动的、自我管理的学习者;为学生提供真实的学习情景;强调合作学习。

　　一、探究学习的组织与实施

　　根据茶树种质资源表型性状遗传多样性研究这一主题开展探究学习。植物表型多样性是植物基因型与所处的生态环境多样共同作用产生的，是遗传多样性的重要表现。茶树是叶用经济作物，叶片的表型性状是选择育种材料的重点。叶片性状遗传多样性最为丰富，选择叶片来评价茶树的遗传多样性简便、快速、经济，可以直观反映茶树种群的遗传结构与变异大小。本次引导探究学习的问题确定为茶树叶片表型多样性研究。

　　探究式学习的第一步是制定调查方案。学生首先通过查找资料，确定对茶树叶片的15个表型性状进行观测分析，其中，包含叶面积、叶形、叶色等12个描述性性状，以及叶长、叶宽和叶片厚度3个数量性状。对于描述性性状按照其标准分级赋值转化为数量性状，例如，根据叶面积变异类型，可把叶片可分为小叶、中叶和大叶三个级别，赋值分别为1、2、3。根据叶形的变异类型，可把叶片分为披针形、长椭圆形、椭圆形、近圆形，赋值分别为1、2、3、4。然后分小组设计并绘制出茶树种质资源12个描述性性状的表格。在这个阶段，尽可能让学生小组自己制定详细工作方案，包括调查工具准备(填写的表格、尺子等)、时间地点安排、人员分工等。教师只是指导，比如与学生一起讨论方案的科学性与可行性。学生积极参与计划及准备，理解科学的本质和科研的重要性。

　　第二步是开展实地调查。首先引导学生理解茶树种质资源调查要选择种子繁殖、树龄在30年以上的茶园。每份资源采取10片当年生枝干中部典型的成熟叶片，并对其进行观察、判断、记录。

　　第三步是数据处理、分析。针对每一种描述性状，确定每一种变异类型出现的频率，并在其基础上进行数据处理，即用Excel软件计算各表型性状的平均值、最大值、最小值、标准差、变异系数、遗传多样性指数等基本统计数据。再根据叶片的大小、性状和颜色，采用SPSS 22.0进行相关性分析和聚类分析，对所考察的种质资源进行分类。最后以图表的形式呈现调查结果，并形成解釋和结论。

　　第四步是展示、表达和交流。每个小组对调查的结果进行整理，做成PPT在班级进行汇报，并接受其他小组成员的质疑和提问。学生在讨论中思考并评判别人的观点，同时修正自己的观点，形成更合理的解释，逐步得出正确的结论。

　　二、教学效果

　　针对茶树种质资源表型性状遗传多样性研究这一主题来设计探究式学习。本文采用的是引导式探究学习。茶树育种学通常采用传统的教学模式，菜谱式的实验教学，学生对探究学习的方法不熟悉，他们习惯于根据教师提供的实验方案，进行验证性实验。如果直接采用开放式探究，可能会使学生无所适从。通过引导式探究，培养学生开展探究学习所需的各种技能，最终为采用开放式探究打下基础。开展引导式探究，教师首先从介绍研究茶树遗传多样的背景和意义开始，激发学生的探究兴趣。然后，引导学生把遗传多样性这样一个一般性的科学问题转化成表型性状多样性表现问题，再逐渐聚焦到叶片或其他器官的表型多样性调查，这样就成为一个具体的可以探究的科学问题，培养学生凝炼科学问题的能力。

　　茶树育种学在大三的秋季学期开设，学生已学习过遗传学和生物统计学，并具备一定的文献阅读能力、观察分析能力和数据处理能力。教师在此基础上引导学生分成小组研读相关文献，制定调查方案，并对每个小组的调查方案进行讨论，保证了方案的可操作性和科学性。学生根据自己的方案设计表格，进行实地观察和数据采集、记录、整理、分析，并尝试对所得数据进行解释。教师在学生进行探究实践的过程中，主要作用是引导、指导和督促，提供专业上或者方法上的支持，并关注学生探究的过程、做事的态度以及实施的进度。学生遇到问题，可以小组讨论或者咨询老师共同解决。

　　三、探究式教学的效果评价

　　探究式教学效果评价主要看学生掌握知识的程度，对已学知识进行问题分析和解决的能力，育种知识的掌握和建构，学习方式的改变等。这种学习策略取得了较好的学习效果，大多数学生对这种学习方式给出了积极的评价。

　　“通过叶片来研究茶树种质资源的遗传多样性，加深了我对遗传多样性的理解，我也初步掌握了如何根据一个一般性问题，提出一个可以调查的科学问题。这种探究式学习，让我明白了探究学习是一种有效的学习方法。”

　　“通过查阅资料、制定调查方案、独立开展调查研究，我不但掌握了叶片的形态分类、描述方式、数据采集与分析、遗传多样性计算等实践技能，还加深了对探究学习策略的理解以及系统地呈现和解释数据的技巧。”

　　“探究式学习增强了自己学习的主动性和责任心，也巩固了自己的专业思想以及学好茶学专业的动力。将来有机会，自己也乐于从事茶树新品种选育工作。”

　　探究式教学主要是让学生通过育种知识的学习，自主探究、理解和掌握育种中基本的知识与技能，特别是学生的创新意识和实践能力的提升。

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