《中国教育现代化2030》明确提出，要加快信息化时代教育改革，建设智能化、泛在化、个性化的教育体系。同时，教育部相继出台了《关于加强“三个课堂”应用的指导意见》等一系列文件，强调以信息技术赋能教育教学改革，推动人才培养模式创新。特别是在高等教育中，一流课程建设“双万计划”将虚拟仿真实验教学一流课程纳入其中，明确鼓励高校利用数字化技术破解实验教学的难题。在国家教育数字化战略强力推动下，在农业生物技术产业升级对人才迫切需求的背景下，探索数字化技术破解植物组织培养实验教学困境的有效路径，成为高校实验教学改革关注的重点问题。

一、高效植物组织培养实验教学中应用数字化存在的问题

（一）技术层面局限性

首先，虚拟仿真真实感不足。虚拟实验无法模拟真实的触觉反馈，比如接种针挑起外植体的力度感知、镊子剥离叶片表皮的细微手感等，这些肌肉记忆层面的技能是组培操作的关键；真实超净的工作台上的气流扰动、酒精灯火焰的无菌区范围等因素，在虚拟环境中被简化或忽略。同时，在虚拟实验中，操作失误通常仅表现为实验失败的文字提示，学生无法直观感受到污染菌落蔓延过程、褐化组织的颜色变化、玻璃化苗的形态异常等真实景象。

其次，平台兼容性和技术更新问题。不同厂商开发的虚拟仿真实验往往基于不同的技术架构，有的需要特定插件，有的对操作系统有严格要求，有的则仅支持PC端而无法在移动端流畅运行。学生需要在多个平台间切换，账号体系互不相通，学习数据无法整合，影响了体验感。而且，植物组织培养技术本身也在不断发展，比如新型植物激素的应用、LED光质调控技术的优化等，虚拟仿真实验的更新落后于学科前沿^[1]。

（二）教学层面的困境

首先，虚拟操作与实体实验存在未能有机衔接的问题，教学中，虚拟仿真与实体实验存在割裂的情况。具体表现为：虚拟实验安排在理论课后、实体实验前，缺乏明确的任务驱动或衔接设计；虚拟实验所用植物材料与实体实验材料不一致，导致虚拟操作的经验无法迁移；学生将虚拟实验视为任务，未能构建虚拟操作与实体操作之间的认知关联。

其次，教学设计简单移植。部分高校推动数字化教学时，存在着重技术、轻设计的问题，具体表现为：将传统课堂中的PPT课件上传到学习平台视为“线上教学”；将老师现场演示录制为视频则视为数字化资源。这种电子移植式的数字化应用，无法突破步骤固定、结果预设的实验模式。学生在数字化环境中获得的事碎片化知识和程式化操作步骤，缺乏探究性学习和创新思维训练的空间。

二、数字化技术在植物组织培养实验教学中的应用对策

（一）更新教学理念

虚拟实验与实体实验各有不可替代的教育价值。植物组织培养实验教学的数字化改革，要坚持虚实结合、以虚补实的原则，虚拟实验可突破时空限制，实现全流程、多场景的反复演练；可降低试错成本，让学生在安全环境中尝试错误操作并且观察后果。实体实验则能够培养学生对无菌环境的真实感知、对操作力度的肌肉记忆和突发问题的临场应变能力。二者结合才可以发挥数字化技术的赋能效应。

（二）构建全流程数字化教学体系

1、虚拟预习。学生进入实验室前，完成虚拟仿真实验的操作，虚拟实验要完整呈现植物组织培养的全流程：从培养基配制、灭菌、外植体选择与消毒，到接种、初代培养、继代培养一直到炼苗移栽。预习环节，虚拟实验应允许学生自由探索，尝试不同的操作路径，观察不同选择带来的结果差异。通过虚拟预习，学生对实验流程形成整体认知，对关键操作风险点构建初步意识^[2]。

2、虚实结合与能力培养。实体实验开始前，可安排简短的虚拟实验进行练手，学生通过虚拟实验快速过一遍即将进行的操作流程，教师针对预习中的共性问题进行集中讲解。实体实验中，当遇到因时间、成本限制无法现场完整的环节，可随时调用虚拟模块进行补充演示或同步呈现。实体实验结束后，可引导学生对比虚拟操作与实际操作的差异，反思虚拟预习对实体操作的帮助和存在的不足。实体实验关键操作环节，数字化技术可发挥精准辅助作用，比如用显微镜观察外植体细胞状态时，可通过图像采集系统将镜检画面实时共享到大屏幕，让全体学生进行观察并且讨论；学生在无菌操作练习的时候，可在超净工作台上方架设摄像头，录制学生的操作过程，随后对操作中存在的问题进行总结。

3、拓展延伸与创新训练。在掌握基本操作技能的基础上，鼓励学生开展综合设计性虚拟实验。学生可自主选择植物材料，查阅文献确定培养目标，自主设计培养基配方、培养条件参数等，在虚拟环境中验证自己的设计方案，观察且分析实验结果。在虚拟实验中可引入真实案例，设计虚拟生产模拟任务^[3]。比如，给定一家种苗企业的生产订单，要求学生根据组培苗增殖倍数、培养周期等参数，设计生产流程、计算所需材料、规划培养空间，在虚拟环境中模拟完整的工厂化生产管理过程。

三、结束语

    数字化技术应用，突破了传统教学中存在的资源有限、过程不可逆的问题，通过更新教学理念、坚持虚实结合、从虚拟预习到实体操作的教学对策，不仅增强了学生对无菌操作等关键技能的感知与掌握，也拓展了其创新思维与综合实践能力。未来，随着教育数字化的不断深入，数字化技术与实验教学的融合推动教学设计从简单移植走向深度融合，助力学生核心素养与专业能力全面提升，为农业生物技术产业培养更多高素质人才。

参考文献：

[1]许彬,苏静,罗旭璐,马春花,乔琴,邵建辉.《园艺植物组织培养》实验教学改革与探索[J].区域治理,2025(36):0213-0215.

[2]赵丰兰,段永波,盛玮,张爱民,薛建平.利用高校植物组织培养实验普及生物学知识的探索与实践[J].商丘师范学院学报,2018,34(9):92-94.

[3]尹秀,禄亚洲.西藏高校植物组织培养技术教学改革的研究——以西藏农牧学院为例[J].安徽农业科学,2019,47(24):280-282.