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關鍵詞：應用型本科院校；生物工程專業(yè)；吉林省生物產業(yè)需求對接；協(xié)同創(chuàng)新；人才培養(yǎng)

中圖分類號：Q819 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170631079

隨著我國經濟結構及人才需求模式的改變，國家對高等教育戰(zhàn)略方針進行了修訂。根據學校類別，將傳統(tǒng)的“象牙塔”式高等教育細化為“研究型本科院?！焙汀皯眯捅究圃盒！?[1]。其中“應用型本科院?！币耘囵B(yǎng)適應社會需要的技能型人才為主。

1 本校生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)與吉林省產業(yè)需求存在問題

生物工程專業(yè)是我國繼生物技術和生物科學專業(yè)之后開始招生的生命科學專業(yè)，是21世紀迅速發(fā)展起來的一門新興學科。1998年教育部布的全國本科專業(yè)目錄中，將生化工程、微生物工程、發(fā)酵工程等專業(yè)歸為到生物工程專業(yè)。由于該專業(yè)具有典型“工程”性決定其專業(yè)特征為工科專業(yè)，所以學生培養(yǎng)模式與生命科學領域的其它專業(yè)具有明顯區(qū)別――該專業(yè)以培養(yǎng)應用型、產業(yè)化人才為主[2]。本科畢業(yè)從事非對口工作在吉林省地方院校及新建本科院校所開設生物工程專業(yè)中較為常見。根據學院多年就業(yè)跟蹤調查顯示，本校生物工程專業(yè)畢業(yè)生（考研生除外）僅有1/3從事本專業(yè)，且大多從事層次較低的技術工作；1/3畢業(yè)生從事醫(yī)藥銷售等生命科學相關工作；1/3畢業(yè)生放棄本專業(yè)。企業(yè)普遍反映，入職畢業(yè)生實踐能力滯后于理論能力，必須在“師傅”的帶領下，經過實踐學習才能獨立勝任專業(yè)技術崗位，增加了企業(yè)運行成本。

隨著國家政策與吉林省經濟發(fā)展和轉型，吉林省生物產業(yè)發(fā)展迅速，生物產業(yè)涵蓋醫(yī)藥、化工、檢驗、食品、環(huán)保等領域。已擁有長春生物制品研究所、修正藥業(yè)、通化東寶等生物醫(yī)藥研發(fā)和生產企業(yè)。2016年1―6月，全省生物醫(yī)藥完成工業(yè)總產值同比增長7.4%[3]。

此外，吉林省在生物化工，特別是“玉米化工”領域具有廣闊發(fā)展前景?，F(xiàn)已具有大成集團、吉林燃料乙醇、中糧能源生化、松原吉安生化等龍頭企業(yè)，打造吉林玉米生物化工材料基地，基本建成中國玉米生物化工材料示范基地。預計到2020年，吉林省生物質經濟形態(tài)基本確立，生物質經濟總產值達到5000億元（包括玉米深加工產業(yè)），使生物質產業(yè)成為吉林省具有核心競爭力的新的主導產業(yè)[4]。

應用型本科院校辦學宗旨為服務地方經濟發(fā)展，根據吉林省生物產業(yè)發(fā)展情況可預見未來吉林省將大量需要生物工程專業(yè)人才。但由于應用本科院校生物工程專業(yè)存在專業(yè)建設調整滯后、專業(yè)與產業(yè)不對接等問題，暫時無法滿足就業(yè)單位的要求。所以，吉林農業(yè)科技學院生物工程學院生物工程系從人才培養(yǎng)方案、課程配置、授課內容、校企合作、教師培訓方面進行改革，以滿足人才培養(yǎng)與產業(yè)對接的需求，促進吉林省生物產業(yè)發(fā)展。

2 根據市場需求，修訂人才培養(yǎng)方案

隨著吉林省經濟轉型和生物產業(yè)的發(fā)展，吉林省急需大量應用型生物人才。因此生物工程系決定一改過去的“精英式”人才培養(yǎng)模式，轉換為“應用型”人才培養(yǎng)模式。學院組織生物工程專業(yè)骨干教師深入長春金賽藥業(yè)有限責任公司、長春長生生物科技股份有限公司、吉林省輝南長龍藥業(yè)股份有限公司、吉林燃料乙醇有限責任公司、大成生化科技集團有限公司等多家企業(yè)進行調研，并同職業(yè)研發(fā)專家和行業(yè)技術專家共同制訂人才培養(yǎng)方案。在原有“生物制藥”教學模塊的基礎上，增加“生物化工”部分。降低英語、數學等公共基礎課學時，增加實踐教學、教學實習學時，提高學生實踐操作時間及動手能力（表1）。此外增加學生在企業(yè)的生產實習時間，使學生在校內所學在企業(yè)進行檢驗。對于新增加的“生物化工”部分，系部教師根據企業(yè)一線情況增加發(fā)酵工程、生物制品工藝學等課程實踐教學學時。使學生在有限的學時內，掌握基礎技術的操作要領。

3 根據企業(yè)需求，重新規(guī)劃課程配置

根據多年企業(yè)用人情況反饋顯示，應屆畢業(yè)生具有一定的實踐操作技能，但不具備畢業(yè)入廠即工作的能力。同時用人單位反映，學生的專業(yè)知識扎實，但對于行業(yè)新進展了解不多。因此，本專業(yè)重新規(guī)劃課程配置。降低專業(yè)課理論學時，將其中“深、難”部分作為自學內容（對于考研同學，如需學習，教師可課下輔導）；對于酶工程、發(fā)酵工程、細胞工程、生物制品工藝學等課程，增加前沿知識介紹（為了節(jié)省課堂時間，可讓學生課下準備，課上討論）；增設“生物制藥”、“生物質能”等專題內容，進一步增加學生對生物工程應用進展了解；此外，在增加實驗教學基礎上，進行實驗課程整合，不但可以使學生掌握多門課程的實踐技能，還能使學生綜合運用多課程實踐技能。實驗課的整合，更加貼近生產一線的應用。

4 提高應用能力，修改授課內容

“應用型”人才培養(yǎng)模式主要內容即提高學生的應用能力，使學生適應企業(yè)生產的需求。為此，生物工程專業(yè)教師在重新規(guī)劃課程配置基礎上，修改授課內容。在具體教學中，增加應用能力培養(yǎng)部分，即采取部分“反轉課堂”模式，提出問題讓學生根據所學解決問題，在課堂進行集體討論，確定最佳解決方案。此外，教師在授課過程中，結合企業(yè)調研過程中所遇到的問題及應用技術最新動態(tài)，適當調整授課內容，摒棄過去“一本教案講一生”的教學情況，做到在有限的學時內，盡可能多的講授實踐技能。同時教師在實踐教學中，增加學生自主設計實驗部分，進一步提高學生對所學知識的應用能力。

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關鍵詞：生物技術概論；授課內容；講課方式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）38-0158-02

《生物技術概論》是生命科學領域的基礎性課程，也是生物技術基礎知識和前沿科學相結合的綜合性課程。該課程通過向學生講授基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程、蛋白質工程等原理和研究方法，使學生了解現(xiàn)代生物技術與傳統(tǒng)生物技術的區(qū)別及現(xiàn)代生物技術發(fā)展趨向，初步掌握生物技術在醫(yī)藥衛(wèi)生、能源、環(huán)境、食品及工農業(yè)領域的科學應用，為學生將來從事與生物技術相關的工作打下基礎，并使其具備向生物學其他相關領域發(fā)展的基礎知識，如生物工程、生物制藥、食品加工、作物分子育種、動物育種等，讓學生在將來的學習和工作中有更大的選擇和發(fā)展空間[1]。

作為生物技術系學生的必修專業(yè)課程，《生物技術概論》課程內容難度較高，綜合性較強，學生在學習過程中的困難也比較多。而且在我校又是新開課程，面臨的問題更多。通過幾屆學生的學習，作者有以下幾點的心得體會：

一、適時選擇授課內容，控制課程內容深度

生物技術概論是涵蓋整個生物技術領域的一門課程，課程內容十分廣泛。我校選取的課本是由宋思揚、樓士林編寫的《生物技術概論》（科學出版社，第三版），該書全面介紹了現(xiàn)代生物技術的概念、原理、研究方法、發(fā)展方向及其應用領域。內容涉及基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程、蛋白質工程以及生物技術在農業(yè)、食品、醫(yī)藥、能源、環(huán)境保護等領域中的應用，同時還概要介紹了對生物技術發(fā)明創(chuàng)新的保護以及生物技術的安全性等。全書幾乎涵蓋了整個生物技術領域的所有內容，就一般院校的計劃學時來說很難一一講解。針對這種情況我們在授課時對內容進行了整合和刪減，側重結合專業(yè)特點，對部分教學內容做適當拓展與延伸，以期達到更有效的教學效果。

我校屬醫(yī)學院校，生物技術學生的專業(yè)方向是制藥方向，因此在授課時加重了與醫(yī)藥相關部分的內容講解。比如在介紹細胞工程時，學生重點掌握的是動物細胞工程。而對植物細胞工程比如人工種子的研制、單倍體的誘發(fā)，只求學生能夠有初步的了解。而在講解生物技術應用時著重介紹了生物技術在制藥和醫(yī)學領域方面的應用，在講解時授課老師先搜集生物技術藥物的最新進展和最新的基因診斷和治療方面的技術，配合動畫、影音，務求能讓學生能直觀和深刻地了解這一方面的知識。

另外生物技術概論屬于承接學生專業(yè)基礎課（生物化學、細胞生物學）和專業(yè)課（基因工程、細胞工程等）性質的課程。在授課內容選擇上我們還需要考慮到雖然生物技術概論中已經包含了四大工程的內容，但學生還將分別對這幾個工程進行專項的學習。因此本門課程的授課目的是讓學生理清整個生物技術脈絡，做到深入淺出。

目前的生物技術發(fā)展迅速，各種各樣的新技術、新方法層出不窮，不可能一一進行介紹。因此需要結合學生實際需要，有選擇地進行講授[2]。本校將生物技術概論安排在大三上學期講授，學生已經有了生物化學、細胞生物學方面的基礎，比如：

二、教學方式的改變

1.采取互動式教學。生物技術的發(fā)展速度十分迅速，尤其是它的應用更是非常廣泛，很多應用與實際生活息息相關。因此備課時除了書本知識外，還需要授課老師廣泛查閱文獻資料，力求把最新、最熱的生物技術資訊傳遞給同學。在某些章節(jié)也可讓學生結合課本，查找文獻，自己完成課程的講授。通過這些既讓學生加深對知識的掌握，刺激了學習的積極性，老師也可以獲得更多的授課資源，一舉兩得。

在備課中還注意收集圖片、動畫和影音，力求把枯燥的生物技術理論講得生動易懂，讓學生易于理解，激發(fā)學生學習積極性；老師講授知識的同時，也應注意調動學生的積極性，適時進行提問，及時了解學生對所學內容的掌握情況，促進學生課后復習[3]；針對大家關注和容易引起爭論的問題，適時組織學生進行課堂討論和辯論。如在講授緒論部分以后，組織學生進行“現(xiàn)代生物技術對人類之利與弊”討論，讓其對現(xiàn)代生物技術的安全性問題和倫理道德問題有一個初步認識。在后期講授生物技術安全性時，再讓同學們重新討論“現(xiàn)代生物技術是一把雙刃劍”這個議題。通過整學期的學習后同學們對此有了更深層的認識，看法也會有所改變。這樣對整個生物技術的發(fā)展也有更加客觀和理性的態(tài)度，取得了很好的效果。

2.以問題為導向，啟發(fā)性教學。生物技術是一門實踐性和科研性較強的學科，因此在課程講授中就要有意識培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和科研思維能力，鍛煉學生自主思考問題的能力。如在講授轉基因技術時，就讓學生對目前社會上針對轉基因的幾種不同的觀點進行思考。轉基因技術的意義究竟在哪里？它是一種工具還是一種武器？如何建立完善的評估體系能有效規(guī)避轉基因技術的風險？通過這些問題的設置，讓學生對講授的內容有更深層次的思考和理解。

另外在講解完生物技術四大工程等理論性較強的內容后，可以結合醫(yī)學院校特點，在講解基因治療時設置幾個具體病例，如腺苷脫氨酶（ADA）缺乏癥和乙型肝炎，先讓學生尋找不同病例的治療方法，通過治療方法的比較讓學生掌握基因治療和普通治療方法間的區(qū)別。

三、加強雙語教學的比重

雙語教學是授課發(fā)展發(fā)展的必然趨勢，但雙語教學涉及教師和學生雙方面的因素，是一個循序漸進的過程。學生的英語水平參差不齊，對雙語教學的接收程度也不一，不能因為一味強調雙語教學而挫敗了學生學習的興趣，只有根據不同的情況實時調整，找出合適的教學方法，才能夠真正發(fā)揮雙語教學的優(yōu)勢[4]。

我校已經有很多課程部分采用雙語教學，針對生物技術概論的特點我們加強了雙語教學的比重，采用“混搭式”教學方法，在授課時將部分課件和參考文獻完全替換為英文原版。采用雙語教學和原版教材搭配，能使教師快速了解該學科最新的科研成果和發(fā)展動態(tài)，并且使得學生們在掌握專業(yè)知識的同時，能夠提高外語聽、讀、寫能力，最終達到能自如地看英文文獻和用英文進行學術交流。在今后的課程中我們還將安排學生自己完成英文多媒體課件的制作，加深對知識點的了解。

四、課程發(fā)展趨勢

現(xiàn)代生物技術已經應用于當今世界高新技術產品的主要領域，尤其在醫(yī)學和藥學上的應用也更為廣泛。很多非生物專業(yè)學生也對現(xiàn)代生物技術方面的知識產生了濃厚的興趣。因此為適應現(xiàn)代社會發(fā)展、科學技術發(fā)展的需要，同時也為了滿足不同學生的要求，使學生的興趣愛好、專業(yè)特長得到發(fā)揮，今后可以將《生物技術概論》作為一門非生物專業(yè)選修課針對全校學生進行講授，加強相關知識的普及[5]。以上是我根據《生物技術概論》幾年的講授所總結出的一點淺顯的看法，希望能給其他生物技術相關課程的老師一些借鑒。

總之，我們在教育中力求把枯燥的生物技術理論講得生動易懂，讓學生易于理解，激發(fā)學生學習積極性；老師講授知識的同時，也應注意調動學生的積極性，適時進行提問，及時了解學生對所學內容的掌握情況，促進學生課后復習；針對大家關注和容易引起爭論的問題，適時組織學生進行課堂討論和辯論。如在講授緒論部分以后，組織學生進行“現(xiàn)代生物技術對人類之利與弊”討論，讓其對現(xiàn)代生物技術的安全性問題和倫理道德問題有一個初步認識。在后期講授生物技術安全性時，再讓同學們重新討論“現(xiàn)代生物技術是一把雙刃劍”這個議題。通過整學期的學習后同學們對此有了更深層的認識，看法也會有所改變。這樣對整個生物技術的發(fā)展也有更加客觀和理性的態(tài)度，取得了很好的效果。

參考文獻：

[1]宋思楊，樓士林.生物技術概論（第三版）[M].北京：科學出版社，2007：1-5.

[2]薛金愛.淺析《生物技術概論》的教學實踐[J].山西農業(yè)大學學報，2006，（6）：224-225.

[3]王國霞，趙奇，楊玉珍，等.《現(xiàn)代生物技術概論》教學改革與實踐探索[J].寧夏農林科技，2012，（53）：119-121.

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關鍵詞: 高中生物 遺傳與進化 STS教育

自20世紀80年代以來,STS的理念和教育模式作為科學教育領域內的一種新的嘗試得到了世界眾多國家的認同,成為世界科學教育改革的一個重要方向。STS是“Science,Technology and Society”(科學、技術和社會)的英文縮寫,是研究科學、技術與社會的相互關系,以及科學技術服務于社會生產、生活及發(fā)展的科學教育思想,它要求學生懂得科學知識的應用,知道科學技術與社會之間的相互影響和作用,培養(yǎng)學生關注社會的意識,并能以正確的價值觀和方法解決科技發(fā)展所帶來的社會問題。

《普通高中生物課程標準(實驗)》在課程性質部分明確指出:“高中生物課程將在義務教育基礎上,進一步提高學生的生物學素養(yǎng)。尤其是發(fā)展學生的科學探究能力,幫助學生理解生物科學、技術和社會的相互關系,增強學生對自然和社會的責任感,促進學生形成正確的世界觀和價值觀?！?/p>

“遺傳與進化”是高中生物必修模塊,它是生物學的一個基礎和核心內容,也是生物科學與社會、個人生活關系最密切的領域,在本部分內容里包含遺傳的細胞基礎、分子基礎、遺傳的基本規(guī)律、生物的變異、人類遺傳病、生物的進化六部分,該模塊主要從細胞水平和分子水平闡述生命的延續(xù)性及生物進化的過程和原因。本文以該模塊為切入點,對STS教育在生物學中的滲透進行探討。

一、系統(tǒng)化生物學知識,在教學中貫穿STS教育

生物具有嚴整的結構,通過代謝表現(xiàn)為生長、繁殖等生命現(xiàn)象,具有應激性,能夠適應并影響環(huán)境,因此生物學的基本概念和原理不是孤立的,而是彼此有著一定關聯(lián)。在教學中,教師應心中有STS理念,在有意識地引導學生在學習生物學知識、技能的同時,建立起生物科技與社會的教育觀念。

例如:學習細胞分裂知識后,分析細胞分裂中DNA、染色體變化規(guī)律,推導DNA與生物的遺傳相關,通過“Avery實驗、噬菌體侵染細菌實驗”證明“DNA是主要的遺傳物質”,繼續(xù)追問思考:作為遺傳物質應該具備什么條件?為什么DNA可以作為遺傳物質?通過了解沃森和克里克成功的奧秘引出DNA結構、功能、中心法則這些遺傳學的基本知識,由此引導學生關注:人類基因組計劃、中國超級雜交水稻基因組計劃、親子鑒定、基因診斷與治療、生物技術制藥和研制疫苗、艾滋病病毒的遺傳機理、基因工程、酶工程、發(fā)酵工程、蛋白質工程、轉基因食品、害蟲和病原體抗藥性形成、干細胞的應用、克隆技術、人體器官移植、組織培養(yǎng)、朊病毒等,這些都是極好的STS教育素材,教師只要隨心巧用,必可達到良好的STS教育效果。

可遺傳的變異為生物的進化提供選擇的材料,在生存斗爭過程中適者生存,不適者淘汰,有利變異不斷積累和加強,推進了生物的進化,學生沿著達爾文的思路,能了解達爾文的自然選擇學說模型,教師提示學生達爾文進化學說的局限,能激發(fā)學生深入探究了解現(xiàn)代生物進化學說。不同的物種之間,生物和環(huán)境之間,在相互影響中不斷進化和發(fā)展,即共同進化。至此,又很自然地把生物與環(huán)境的相關知識水到渠成的聯(lián)系起來,在生物與環(huán)境里,生物性污染、生物凈化、生物資源合理利用、綠色消費等又是滲透STS教育的良好素材。

以上的知識梳理只是一個示例,在任何一個模塊的學習中,任何一個生物學的基本概念和規(guī)律的拓展,均可以作為主線將STS生物學知識框架建構。教師心中應有生物整體的概念,善于從不同角度把STS教育落實于生物教學實踐中。

二、穿插應用生物科學史,滲透STS教育

生物科學史是一部科學發(fā)展的歷史,它揭示了人類生命科學的發(fā)展規(guī)律,蘊含著豐富的STS教育材料。如孟德爾、摩爾根在經典遺傳學上的貢獻、我國首次人工合成結晶牛胰島素和酵母丙氨酸轉運核糖核酸、袁隆平兩系雜交水稻法、DNA雙螺旋結構提出、《寂靜的春天》帶來的環(huán)保革命等,生物科學史為我們展示了生物科學事實、概念、原理、方法,以及技術發(fā)明的歷史背景、發(fā)展歷程、現(xiàn)實應用,對于學生深入了解生物學原理、生物學實驗設計的基本思路、掌握科學研究的一般方法,提供了極好的范例,同時,從生命科學的發(fā)展史來看,每一項成就的獲得無一不是生物學家們不斷思考、不斷探索,甚至是不斷失敗后反復實驗而獲得的成功,因此生物科學史在教學中的融合,既有助于學生理解知識和概念,培養(yǎng)科學思維,形成良好的知識結構,理解科學研究方法,掌握生物科學概念原理,又有利于培養(yǎng)學生科學態(tài)度和形成正確的價值觀。

例如,“基因的分離定律”可以采用以下教學步驟:(1)問題引導,設疑激趣:簡單解釋“融合遺傳”的觀點,預測孟德爾豌豆雜交實驗F1會是什么樣顏色?實際結果F1紫色,與“融合理論”不符合,怎么解釋?(2)設問:在孟德爾豌豆雜交實驗里為什么F1全是高莖?矮莖消失了嗎?F2為什么會出現(xiàn)3∶1這樣的結果?是偶然的嗎?怎么解釋孟德爾的發(fā)現(xiàn)?(3)帶著疑問,引導學生思考孟德爾對該實驗現(xiàn)象的解釋;它與“融合理論”的本質區(qū)別是什么?孟德爾的解釋是否合理呢?怎么檢驗它的正確性?(4)介紹“假說―演繹法”,指導學生繪制一對相對性狀的遺傳圖解,理解測交實驗過程,預測測交實驗結果,領悟“假說―演繹法”在科學實驗研究中的價值。(5)師生共同歸納總結孟德爾基因分離定律的實質,并組織模擬性狀分離比實驗,體會模型意義。(6)介紹孟德爾定律在生產實踐上的應用。通過設疑探究模擬孟德爾關于基因分離定律的過程,再現(xiàn)生物學家的實驗設計和操作,讓學生親身體驗和感受科學探究過程,學生能夠較好理解基因的分離定律實質,理解“生物―技術―社會”之間的關系,并對“觀察、發(fā)現(xiàn)問題―分析問題、假設―實驗設計、驗證―歸納總結”的一般研究過程有了真實的體驗,實現(xiàn)知識(分離定律)、技能(科學研究方法)目標的達成。

三、情境創(chuàng)設、課堂引導,落實STS教育

建構主義觀點認為:知識是從情境和活動中來的,學習是在真實的活動和社會性的互動里發(fā)生的,情境教學是教學研究中的一個重要問題,所謂“情境教學”,就是“從情與境、情與辭、情與理,情與全面發(fā)展的辯證關系出發(fā),創(chuàng)設典型的場景,激起兒童熱烈的情緒,把情感活動和認識活動結合起來,所創(chuàng)建的一種教學模式”,即“情境教學”指的是教師人為“創(chuàng)設”的情境中所進行的教學。[1]創(chuàng)設情境的目的或激發(fā)學習興趣,或啟迪思維,總的來說是為實現(xiàn)有效的教學服務,因此創(chuàng)設恰當的教學情境,開展STS教育活動,是生物教師的基本素質和能力體現(xiàn)。如學習“性別決定和伴性遺傳”的內容時,我先給學生展示一位男明星和一位女明星的照片,設問:人都是由受精卵發(fā)育而來,為什么有的發(fā)育成雄性,有點發(fā)育成雌性?再講述“色盲的發(fā)現(xiàn)”“月亮的女兒”的故事,提問:色盲和白化病的患病人群有什么不同?為什么會出現(xiàn)這樣的情形呢?面對可能出現(xiàn)的不同的遺傳病,如果你是一個遺傳咨詢師,你怎么給一個懷孕的母親進行遺傳咨詢?在這樣創(chuàng)設的提問情境,學生產生了價值取向,注意力集中,認真思考,為相關知識的學習做好了準備。隨著一個個問題的解決,學生較好掌握了知識,同時在假設的情景里應用所學習知識分析問題,解決問題,“科學、技術、社會”的意識也自然地融入在教學活動中。

四、活動延伸,課外拓展STS教育

課堂教學的時間是有限的,因此教師在做好課堂教學的活動的同時,應充分組織學生圍繞與生物學有關的科學、技術及社會問題開展以學生為主體,以實踐性、趣味性為主要特征的活動課,對生物學課堂教予以必要延伸和拓展補充。如舉辦“基因工程和轉基因技術”“克隆技術與人類未來”“人類基因組計劃”等專題講座,進行“生物與人類未來”“環(huán)境污染”“健康與生命”“健康與營養(yǎng)”等專題調查,推薦適合中學生的科普讀物,收集報刊雜志上最新科技發(fā)展動態(tài),開展閱讀競賽活動,進行小制作、小發(fā)明、小實驗等豐富多彩的活動。學生通過活動的參與,能鞏固已學的生物學知識,學和合作與分享,認識體會生物學科學的重要性,養(yǎng)成關注與生物學有關的社會問題的習慣,自覺運用生物學的相關知識解決人類面臨的社會問題。

當今世界,生命科學日新月異,生物工程、克隆技術、轉基因技術、人類基因組計劃的研究在環(huán)境保護、醫(yī)藥生產和疾病預治等方面發(fā)揮巨大作用的背景下,在新課程理念的指導下,生物教學與STS教育相結合,把知識與應用、科技進步與社會發(fā)展,價值觀與關注社會的理念融于教學過程中,能使生物教學的內容更趨于完整。教師應立足于社會生活中的實際情況和問題,利用好教材,使學生能夠積極思考,理解生物科學與技術在社會中的作用及反作用,作出判斷和決策,主動學習,尋求當今社會發(fā)展中的生物科學、技術運用的最佳方案,培養(yǎng)科學的價值觀,具有對社會問題進行預測、判斷、決策和解決的能力,使生物學科教學真正著眼于每個學生的全面發(fā)展和終身發(fā)展的需要,真正全面提高學生的生物科學素養(yǎng)。

參考文獻:

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摘 要：上海市設施土壤栽培小白菜生產管理現(xiàn)狀調查表明，本地區(qū)小白菜生產存在種子成本高、水肥管理粗放、生產效率低下等問題，建議繼續(xù)加強小白菜高效安全生產模式建設，推廣種子加工處理、水肥一體化、病蟲害綠色防控關鍵生產環(huán)節(jié)機械化等技術的應用。

關鍵詞：小白菜；生產現(xiàn)狀；水肥一體化；機械化

中圖分類號：S634.3 文獻標識碼：A 文章編號：1001-3547（2016）24-0034-07

小白菜（Brassica campestris ssp. chinensis L.）又名不結球白菜、青菜，屬十字花科蕓薹屬，含豐富的維生素和礦物質，深受消費者喜愛。具有生長期短、適應性廣、省工、易種、可周年生產等優(yōu)點，在上海以小白菜為主的綠葉菜是市民不可或缺的蔬菜，日均供應量在4 000 t以上[1]。由于綠葉菜不耐儲運，其供給主要靠本地生產。目前，上海綠葉菜自給率達到90%[2]。其中，在上海地產綠葉菜上市量的構成中，小白菜占比最大，約占地產綠葉菜上市總量的45%[1]。由此可見，小白菜的供給保障和安全生產密切關系著上海市民的日常生活。

在實際生產中，農戶為提高小白菜產量而大量施用化肥、農藥的現(xiàn)象越來越普遍，不僅造成了菜地土壤板結、保肥持水性降低、鹽漬化加重等問題，還致使小白菜品質下降，如硝酸鹽含量、農藥殘留超標等[3，4]。此外，蔬菜生產從業(yè)人員老齡化等問題，嚴重阻礙了上海地區(qū)小白菜的生產和供應[5]。因此，尋找小白菜安全、高效生產的解決方案是上海地區(qū)蔬菜生產的一個重要課題。

走訪了上海地區(qū)不同生產模式和規(guī)模的蔬菜園藝場，以設施主栽蔬菜作物小白菜為主要對象，對其中 6 個典型園藝場小白菜生產現(xiàn)狀進行實地調研，總結和分析了上海地區(qū)小白菜生產中存在的問題，提出了小白菜高效、安全生產的發(fā)展建議。

1 小白菜生產現(xiàn)狀

1.1 生產模式

上海市小白菜以土壤栽培為主，兼有基質栽培。土壤栽培包括大棚土壤栽培和露地土壤栽培；大棚土壤栽培主要在鋼管大棚中進行，配套設施相對簡單，是目前最普遍的模式；露地土壤栽培由于受天氣影響較大，不能持續(xù)生產，主要為個體農戶小規(guī)模栽培?；|栽培主要為有機基質栽培，在鋼管大棚或現(xiàn)代化智能大溫室中進行，主要用于示范生產或科研。

上海市小白菜主要采取“一播多收”的生產模式，分為春、夏、秋、冬季栽培，具體播種時間、采收時間及采收形式見表1。也有專門的雞毛菜生產和青菜生產，雞毛菜生產采用直播，青菜生產采用育苗移栽。雞毛菜生產：春冬播（11月上旬至翌年2月下旬）40～50 d采收，夏播（4～8月）20～25 d采收，秋播（9～11月）25～30 d采收。青菜生產：①春季栽培， 10月上旬至翌年1月下旬育苗，10月中旬至12月中旬或翌年1月下旬至3月下旬定植，2月下旬至5月中旬采收；②夏季栽培， 4月中旬至8月上旬播種，5月中旬至9月下旬采收；③秋季栽培， 8月下旬至9月下旬育苗，9月上旬至11月上旬定植，9月下旬至翌年1月上旬采收；④冬季栽培， 9月下旬至10月上旬育苗，11月上旬至12月中旬定植，翌年1月上旬至2月下旬采收。

1.2 品種選擇

上海地區(qū)的小白菜，周年栽培，品種選擇主要依據季節(jié)。春季栽培主要選擇耐寒、冬性強、抽薹期遲的品種，常用品種有艷春、艷綠、四月慢、五月慢等。夏季栽培主要選用耐熱、抗病性強、前期生長快的品種，常用品種有華王、新夏青5號、新夏青6號、華陽、綠山等。秋季栽培主要選用耐病的矮萁青菜品種，常用品種有新場青、矮抗青、蘇州青等。冬季栽培主要選用耐寒性較強的品種，常見品種主要為上海青、新場青、矮萁蘇州青等。

一般采用直播，兼有育苗移栽，以縮短種植時間，提高土地利用率。具體播種形式與生產模式密切相關，夏秋高溫季節(jié)主要采取直播，以避免傷根，增強抗逆性。春冬季節(jié)多選擇育苗移栽，一般待小白菜長至雞毛菜大小（4葉1心）進行移栽。播種量也因生產模式不同而有所差異，6個園藝場的用種量如表2。春、秋兩季播種量為300～500 g/667 m2，夏、冬兩季由于出芽率低，播種量相對較大，一般為400～600 g/667 m2。若只收獲雞毛菜，播種量更大，為1 000～2 500 g/667 m2。

1.3 灌溉與施肥管理

①灌溉管理 上海市設施栽培的小白菜灌溉方式以噴淋和噴水帶為主。灌溉水源為河水，未經處理直接灌溉。灌溉頻次和灌溉量主要依據經驗判斷，沒有形成系統(tǒng)的灌溉策略。不同園藝場在具體操作上差異較大，如表3所示。1號園藝場的灌溉方式為播種前及出苗前用噴水帶澆水，出苗后采用噴淋，從頂部灌溉，約每10 d 澆水1 次，生育期耗水量為36 142 kg/667 m2；2號園藝場采用噴淋和噴水帶，通過設定灌溉時間控制灌溉量，每7～10 d澆水1次，時間2 h， 生育期耗水量為30 720 kg/667 m2； 6號園藝場也采用噴淋，通過設定固定頻次進行灌溉，小白菜出苗后春秋季約10 d澆1次，冬季約每15 d 澆1次，夏季約每7 d澆1次，生育期耗水量為26 880 kg/667 m2。其他園藝場灌溉頻率和灌溉量主要通過人工觀察確定，隨機性較大。

②施肥管理 上海市設施小白菜土壤栽培中施肥以有機肥為主，輔以其他肥料，以施基肥為主，追肥為輔。6個園藝場小白菜栽培中施肥方式分為基肥和基肥+追肥2種，肥料種類和用量差異較大，如表4。1～4號園藝場小白菜栽培均只施有機肥，有機肥用量為每茬1 000～2 000 kg/667 m2；5號園藝場只施基肥，熱天選擇復合肥作基肥，冷天選擇生雞糞；6號園藝場小白菜栽培每年施雞糞2次，其他時候追施尿素。將所施肥料折合成N素用量，6個園藝場小白菜栽培中N的投入量由大到小依次為：2號園藝場>4號園藝場>3號園藝場>1號園藝場>5號園藝場>6號園藝場。

1.4 病蟲草害及其防治

①蟲害及其防治 上海地區(qū)小白菜主要蟲害有小菜蛾（Plutella xylostella Linnaeus）、菜青蟲（Pieris rapae Linnaeus）、黃曲條跳甲（Phyllotreta striolata Fabricius）、蚜蟲（Brevicoryne brassicae Linnaeus）、甜菜夜蛾（Spodoptera exigua Hübner）、大猿葉甲（Colaphellus bowringi Baly），為害部位均為葉片。為害癥狀均為蠶食葉片成孔洞或缺刻，但又有所區(qū)別。例如，菜青蟲一般從葉邊緣蠶食；小菜蛾幼蟲僅取食葉肉，留下表皮，在菜葉上形成一個個透明的斑，嚴重時全葉被吃成網狀；黃曲條跳甲一般在葉片中間留下孔洞。

上海市設施小白菜土壤栽培中蟲害防治手段包括農業(yè)、物理和化學防治。走訪的6個園藝場在小白菜蟲害防治中均采取農業(yè)、物理和化學防治相結合的手段。農業(yè)防治手段如清除殘葉、深耕曬土、通風等。物理防治為鋼架大棚覆蓋防蟲網，棚內掛黃板，密度為52張/667 m2。化學防治則根據各園藝場經營模式的不同而有所差異，具體情況為：1號園藝場為有機經營模式，不使用化學防治；2號園藝場也為有機經營模式，化學防治選用生物農藥，例如用1.5%除蟲菊素水乳劑防治蚜蟲，用量60～

80 mL/667 m2；用1.3%苦參堿水劑防治菜青蟲，用量90～100 g/667 m2； 3～6號園藝場，均為無公害標準化蔬菜生產的經營模式，化學防治以政府重點推薦農藥品種為主，如用32 000 IU/mg蘇云金桿菌可濕性粉劑防治菜青蟲，用5.7%甲維鹽水分散粒劑防治小菜蛾，用40%啶蟲脒水分散粒劑防治蚜蟲和黃曲條跳甲，用10億PIB/mL苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒懸浮劑防治甜菜夜蛾等。

②病害及其防治 上海地區(qū)小白菜主要病害有霜霉病（Peronospora parasitica Fries）和根腫?。≒lasmodiophora brassicae）。霜霉病，通常在忽暖忽寒、多雨高濕的天氣條件下易發(fā)生流行，病害癥狀為葉面出現(xiàn)不規(guī)則形塊狀黃褐色枯斑，相應的葉背出現(xiàn)稀疏白霉病征（孢囊梗與孢子囊），嚴重時病斑連合為大小不等的斑塊，致葉片干枯。根腫病在冷涼而排水不良的酸性至中性土壤中發(fā)生嚴重，主要癥狀為根部腫大[6]。

上海市設施小白菜土壤栽培中病害防治手段包括農業(yè)和化學防治，且以預防為主。農業(yè)防治手段如實行輪作、施用腐熟的有機肥、通風以降低濕度和清除殘葉等。化學防治手段如施用687.5 g/L氟菌?霜霉威懸浮劑防治霜霉病。調研發(fā)現(xiàn)，1～4號園藝場小白菜生產均與不同科的蔬菜進行輪作，均施用腐熟的有機肥，并且播種前都采取清除殘葉、深耕曬土、通風等農業(yè)防治手段預防病害發(fā)生。5號和6號園藝場小白菜生產仍以連作為主，且以生雞糞作為基肥。

③除草技術 上海地區(qū)小白菜的除草主要分為3個時期：播后苗前噴灑金都爾（精異丙甲草胺）防草害；采收雞毛菜和小青菜的同時拔除雜草；采收結束耕地前，用百草枯清理整個菜田。

1.5 生產成本

6個園藝場均未對小白菜生產成本進行詳細記錄與核算。因此，根據小白菜生產中的物料投入、土地和設備租賃費用及用工情況，并結合當地勞動力和其他物料價格估算出各項生產成本，如表5。其中， 2號和3號園藝場肥料為自制有機肥，其生產成本較高，屬于個例；1、4、5、6號園藝場選用商品有機肥或化肥，代表了上海地區(qū)小白菜生產肥料施用現(xiàn)狀，故成本分析只比較1、4、5、6號園藝場。小白菜生產的物料投入主要包括種子、肥料和農藥+黃板，分別占成本投入的5.3%～9.1%， 12.7%～23.6% 和2.3%～5.9%；勞動力投入占42.0%～49.3%；土地及設備租賃投入占18.5%～33.6%。

不同園藝場生產小白菜的成本項目相同但費用比例和成本總額差異較大。1、4、5、6號園藝場生產成本以人工費為主，約占50%，其次為土地及設備租賃費或肥料，種子、農藥所占份額較小。2號和3號園藝場生產成本以肥料投入為主，肥料投入分別占成本構成的42.0%和56.2%，勞動力投入次之，分別占29.6%和24.2%。6個園藝場生產成本總額由大到小依次為：3號園藝場2號園藝場1號園藝場>4號園藝場>5號園藝場>6號園藝場。

2 主要問題分析

2.1 種子成本高、用量大

目前上海小白菜栽培最多的品種是華王。華王引自日本，種子純度>98%，發(fā)芽率>85%，價格為350元/kg。而國產種子的純度和發(fā)芽率均不及華王，平均價格70 元/kg。進口種子的價格是國產種子的5倍，加大了成本投入。

此外，小白菜生產大多采用直播，種子用量約為450 g/667 m2；而育苗移栽，以1號園藝場為例，其移栽密度為20 000株/667 m2時，理論種子用量僅為103～118 g/667 m2，發(fā)芽率85%，成苗率80%。實際種子用量約為理論值的4倍，種子的損耗也加大了成本投入。

2.2 水肥決策憑經驗

6個園藝場的小白菜水肥管理均憑經驗。水分管理上，灌溉時間和灌溉量控制主要通過人工觀察，無據可循。通常人工灌溉方式灌溉量偏大，過量的水分會使溫室內濕度增大，容易引發(fā)病害[7]。而采用微灌方式雖然可以減少灌溉量，但由于缺乏可行性強的灌溉決策方案，農民普遍依據人工經驗判斷，隨機性較大，不適宜大面積推廣。

施肥管理上，普遍使用有機肥，但有機肥種類繁多，質量參差不齊，用量不等。主要靠經驗，隨機性較大，未形成相對科學、統(tǒng)一的施肥策略。對土壤中各營養(yǎng)元素的豐缺狀況不了解，未掌握小白菜肥料需求規(guī)律，盲目施肥，降低了肥料利用率，也往往造成土壤鹽漬化。1～4號園藝場小白菜生產有機肥投入量折合成N素用量23～60 kg/667 m2，5號和6號園藝場投入的復合肥和尿素，折合成N素用量僅3.8、4.7 kg/667 m2?？梢姡虾５貐^(qū)小白菜生產通過有機肥投入的N素比化肥投入的N素更多，這與已有的一些研究結果一致[8，9]。并且，小白菜生產以施基肥為主，與嚴瑾等[10]推薦的小白菜生產施肥策略不一致。由此可見，目前小白菜生產中施肥決策沒有達到最佳狀態(tài)。

2.3 產品質量安全無保證

小白菜生產中農藥使用不規(guī)范的現(xiàn)象仍然存在。以5號園藝場為例，夏季小白菜生產，每3～4 d用藥1次，殺菌劑、殺蟲劑交叉使用，用藥量大于推薦劑量的2倍。調研時也了解到，個體農戶種植的小白菜，農藥殘留超標現(xiàn)象時有發(fā)生。

2.4 勞動生產效率

上海地區(qū)小白菜生產存在勞動力老齡化嚴重的問題。以1號園藝場為例，長期雇工38人，其中55～60歲，占比2.6%；60～70歲，占比39.5%；70歲以上，占比57.9%。

此外，小白菜生產過程中機械化程度不高。播種、移栽、灌溉、施肥和收獲等各生產環(huán)節(jié)均靠人工，作業(yè)效率情況為：施肥整地，120 h/hm2；移栽，

1 200 h/hm2；收割，480 h/hm2?？梢?，上海地區(qū)小白菜勞動生產效率低下。

3 高效安全化生產建議

3.1 推廣種子加工處理技術

小白菜種子應由種子公司和專業(yè)機構進行更嚴格的精選加工處理，以提高播種質量。種子加工處理，包括果穗進料、烘干、果穗脫粒預清、種子精選、包衣、包裝等一系列工序?，F(xiàn)實生產中，因種子種類繁多、形態(tài)各異，加工的要求各有差異，但大多數種子加工的工藝都包括初清、精選分級、拌藥處理、稱重、包裝等。處理的目的包括防治病蟲、刺激種子萌發(fā)、打破休眠、便于播種、提高活力等。目前常用的種子處理技術與設備有種子包衣與丸化、種子帶、種子毯等。

我們應該借鑒國外種子加工及商品化生產的成功案例，大力推進我國小白菜種子加工處理技術。以德國KWS種子公司甜菜種子加工處理為例，其在南歐繁制甜菜種子，收獲后運輸到Einbeck德國總部進行加工丸化處理，丸化設備采用制藥工業(yè)機器，將丸化后的種子損傷降到最低。丸化后甜菜種子按每10萬粒為單位包裝成1盒，正好是1 hm2的播種量。包裝上具有歐盟種子認證（藍）標簽，內容分別為作物名稱、品種名稱、認證單位編號、生產批號、數量、是否包衣、種衣劑類型、丸粒化種子粒徑、生產日期和條形碼。為保證種子加工質量，在甜菜種子加工前，要對粗種子進行發(fā)芽和田間出苗試驗；在種子加工過程中，還經過多次質量檢驗，以及最終田間出苗試驗[11]。因此，我國小白菜種子加工行業(yè)還需要提高現(xiàn)有技術水平，完善現(xiàn)有工藝，注重小白菜種子加工處理技術的各個關鍵環(huán)節(jié)，以期提高種子質量、促進田間成苗及提高產量，滿足農業(yè)數字化和智能化對高質量小白菜種子的需求。

3.2 發(fā)展水肥一體化管理技術

發(fā)展水肥一體化技術，實現(xiàn)精準灌溉和精準施肥。水肥一體化的核心思想是以作物需求為導向，根據作物的需水需肥規(guī)律，采用水肥精準化控制的辦法，科學配比肥料，適時澆水，實現(xiàn)肥水耦合自動化，把水分和養(yǎng)分定量、定時，按比例直接提供給作物。相對于傳統(tǒng)的施基肥、追肥等施肥技術以及溝灌、微噴等灌溉方式，水肥一體化管理模式實現(xiàn)了水肥同步管理。

水肥一體化技術綜合了應用工程技術、信息技術和農業(yè)生物技術，采用機械化、自動化操作，不但可以減少灌溉施肥的勞動力成本，而且可以通過降低土壤水分和空氣濕度來改善設施內微生態(tài)環(huán)境，抑制病蟲害發(fā)生，減少農藥投入和防治病蟲草害的勞動力投入。雖然采用水肥一體化管理模式在灌溉設備的一次性投入以及水溶性肥料方面成本有所增加，但在勞動力、農藥使用等方面的成本大大減少。同時，水肥一體化技術有利于小白菜標準化生產，提高小白菜品質和產量，從而促進農民增收。此外，隨著政府對節(jié)水灌溉和水溶性肥料補貼比例的增加，小白菜種植效益將進一步增加[12]。

從調研的幾個園藝場來看，上海地區(qū)小白菜生產在施肥、灌溉的關鍵技術決策上還沒有形成相對科學的規(guī)程，對小白菜需肥需水規(guī)律還沒有系統(tǒng)掌握，在小白菜產量和品質上仍有提升空間。由此來看，在上海市推廣小白菜水肥一體化管理模式具有可行性。

3.3 實施病蟲害綠色防控技術

伴隨人口的增長和消費水平的提高，市場需要提供更多高品質的新鮮蔬菜來保障城市居民的基本生活。作為特大都市的上海，對高品質蔬菜的需求也不斷增強。然而小白菜生產中濫用農藥的現(xiàn)象仍然存在，個體農戶種植的小白菜，農藥殘留超標時有發(fā)生。因此，在小白菜生產過程中應該積極實施病蟲害綠色防控技術，提高產品質量安全。

在綠色防控實施過程中，不僅要對栽培過程中允許施用的農藥進行嚴格監(jiān)管，建立采后多級檢驗制度，還應該加強頻振式殺蟲燈、防蟲網、煙霧機等性能安全的植保設備的應用[13]。也可以通過應用信息化管理系統(tǒng)，監(jiān)控檢測小白菜病蟲草害發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，建立小白菜生產綠色防控技術規(guī)范，達到預防為主，提前防治的效果，從而減少小白菜生產過程中的農藥使用量，提高品質，保證小白菜的食用安全。

3.4 開展全程質量監(jiān)管與可追溯

在小白菜生產過程中還可以引入蔬菜質量管理（質量分析與關鍵點控制，QACCP）體系，即主要通過分析和確定小白菜生產中的關鍵環(huán)節(jié)，對生產過程中的所有關鍵環(huán)節(jié)進行全程跟蹤并控制，以有效地保證小白菜產品質量安全和實現(xiàn)全程質量監(jiān)管。還可以通過RFID 等條形碼識別、無線通訊網絡等信息技術，將QACCP 數據庫中小白菜種植過程記錄與某一特定的追溯碼（可以是條形碼）相關聯(lián)，通過掃描或者輸入條形碼的方式，追溯小白菜的種子來源、采收地點、采收日期及包裝日期，實現(xiàn)小白菜生產全過程質量管理的可追溯[14]。蔬菜商品質量安全管理系統(tǒng)的引進，能夠建立小白菜生產全過程管理檔案，實時記錄生產信息，同時實現(xiàn)產品生產的歷史記錄信息追溯與產品實時狀態(tài)查詢功能，可以保障小白菜生產全過程QACCP 管理的標準化、數字化和信息化，滿足信息可追溯、狀態(tài)可查詢、質量安全可管理可控制的要求。

3.5 推廣小白菜機械化生產技術

大力推廣小白菜機械化生產技術，以提高勞動生產效率。目前上海地區(qū)小白菜生產勞動力存在嚴重老齡化的問題，個別園藝場70歲以上從業(yè)者，占比高達57.9%，而且?guī)缀鯖]有機械化設備的應用。因此，為提高小白菜生產效率，保障小白菜供應，在小白菜生產中應用機械化生產技術顯得十分必要。

小白菜的機械化生產要求耕地、整地、播種、移栽、收獲等各作業(yè)環(huán)節(jié)均實現(xiàn)機械化。張兆輝等[15]報道的小白菜機械化生產的關鍵技術已基本實現(xiàn)，具體包括：①品種選擇，在滿足生育期、蔬菜質量的前提下，選育胚軸長、直立性好、適于機械化移栽和收割的品種，如耐熱605、新夏青4號、新夏青5號、機收一號等；②機械化耕整地及作畦技術，該技術是以深翻為基礎，分別完成旋耕、作畦、開溝、鎮(zhèn)壓等聯(lián)合作業(yè)工序，使用可變式平整高作畦機（MSE18C）旋耕、作畦、整形、鎮(zhèn)壓等，每 1 h 約 66.7 m2，作畦后畦底寬 1.4～1.6 m、畦面寬 1.1～1.2 m、畦高 15.0 cm、溝寬 20～40 cm；③精量播種，播種前篩選種子，剔除秕粒及雜質，以保證播種均勻、出苗整齊、一致，從而有利于小白菜生長整齊、一致；④水肥一體化管理技術，采用肥水一體化技術實施澆水、施肥，每次噴水時間 10～15 min。因此，可通過這些小白菜生產機械化技術的引進，減輕人工作業(yè)強度，降低生產成本，提高生產效率。

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