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将科学前沿融入高校课堂:以植物雌雄异熟现象教学为例
□西北大学 李梦迪 胡澍 李俊 张瑞昌
  随着生命科学研究的不断深入,大量前沿成果不断涌现。在高校生命科学专业教学中,引入科学研究前沿不仅能有效激发学生的学习兴趣,更能培养其独立思考与创新实践能力。因此,如何将科学前沿有效融入高校课堂,兼顾科普性与趣味性,同时培养学生观察、分析与创新能力,成为课程改革的重要课题。本文以植物雌雄异熟(Dichogamy)这一经典的生殖生态学现象为切入点,提供一个将最新科研成果与课堂理论相结合,实现知识传授与科研能力培养有机融合的示例,教师可依序设计案例式教学环节。
  雌雄异熟是指植物的雌雄生殖器官在不同时间成熟的现象,根据成熟顺序,可分为雄先熟(protandry)和雌先熟(protog-yny)。雌雄异熟通过避免花粉释放与柱头可授性的时间重叠,有效防止了自花授粉,从而避免了自交导致的衰退、配子折损和种子折损等问题。事实上,大部分有花植物都是异花传粉植物,雌雄异熟现象也因此广泛存在,并被视作植物繁殖策略演化的重要驱动力。
  最新的研究表明,时钟控制基因(CO)与成花因子(FT)在调控开花时间中起着重要作用,而表观遗传机制,如DNA甲基化、组蛋白修饰也间接参与调控。
  在具体教学实践中,可按以下环节有序开展:
   课程导入:呈现概念与类型
  课程导入阶段,教师可通过图文并茂的方式向学生呈现雌雄异熟的概念与类型。简要介绍雄先熟(protandry)与雌先熟(protogyny)、花内与花间、完全与不完全、同步与异步等分类,让学生对该现象的多样性与普遍性有宏观认识。此环节既强化基础概念,又为后续探究奠定框架。
  文献研究与小组讨论:分析关键因素
  利用文献研读与小组讨论相结合的方式,引导学生分析影响雌雄异熟的关键因素。在生物因素方面,可讨论传粉者行为、病原体侵染等如何塑造时序选择;在非生物因素方面,则关注温度、光照、干旱等环境应激对开花节律的调控。通过文献查阅,学生不仅能学会检索和评估科学论文,还能深刻体会前沿研究方法与思维。
   实践环节:观察与记录
  在实践环节中,教师可组织学生在温室或野外,对典型物种(如向日葵、普通核桃)进行雌雄器官发育观察与记录。学生需设计观察方案,定期记录花药开裂与柱头可授的时间差异,并进行数据整理与可视化展示。此过程能强化学生的实验设计能力、野外调查技能与数据分析水平。
  成果汇报:深化理解与应用
  为深化学生对知识的理解与应用,课堂上可安排学生以“雌雄异熟的生态意义”为主题进行汇报。要求他们阐述雌雄异熟在降低自交风险、提升遗传多样性和优化资源配置中的权衡机制,并结合实际案例探讨策略局限与研究前沿,如基因调控与表观遗传在时序控制中的最新进展。通过汇报与互评,学生的表达能力与批判性思维得以提升。
  教学评价:多元综合评价
  在教学评价方面,可将过程性评价与成果性评价相结合。过程性评价关注学生在文献调研、实验操作与数据分析中的积极性和协作能力;成果性评价则基于报告质量、实验记录与思维深度,对学生进行综合打分。这种多元评价模式,既关注知识掌握,又强调能力培养。
  综上所述,以植物雌雄异熟为例,将科学前沿融入高校课堂,需要从设计引入、文献研读、实践操作、成果汇报到多元评价等环节进行系统规划。通过案例驱动与跨学科融合,不仅能提升学生对专业核心概念的理解深度,还能培养其主动探究和创新实践的综合素养,为高校教学改革提供可借鉴的路径与模式。

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