实验要求
（1）专业与年级要求
适用于生物科学、生物技术、园林等专业的大三学生；生物学专业硕士研究生；服务国家特殊需求博士人才项目“甘薯遗传育种与生物技术”博士研究生。
（2）基本知识和能力要求
大三以上年级学生，并掌握相关专业课程基本知识和能力，包括：遗传学、植物生理学、植物组织培养、细胞生物学等。
（3） 实验注意事项
本实验为综合设计型课程实验，具有较强的高阶性、创新性和挑战度。为确保教学质量，提出以下实验注意事项。
① 实验前，学生应认真阅读实验指导书，观看教学引导视频和操作视频，在教师指导下明确实验目的及各环节的知识点和重难点，奠定实验理论基础；
② 请选择符合“实验教学相关网络”条件要求的软硬件实验环境开展实验（在校学生可在虚拟仿真实验室完成此实验），以保证实验操作的流畅性。
③ 实验过程中，请仔细阅读各环节任务要求，并根据步骤引导开展实验。当实验结果不理想时，请根据系统提示认真修改；同时，还可通过微信群、论坛、服务热线等方式寻求在线指导。
④ 请充分利用知识角，通过知识点课件库开展拓展阅读，扩充自己的专业知识。
⑤ 完成实验后，请务必点击“完成并提交”以生成实验报告，并在关闭实验界面前，点击界面右下角的“实验报告”链接进入课程平台查看，并结合实验报告认真回顾实验过程，针对不足查找原因，并积极开展互动交流，以进一步巩固理论知识、提升创新思维能力。
教学成果
实验背景
花药离体培养实验涉及植物成花诱导、花药样本处理、花药离体组织培养、再生植株倍性鉴定等多方面的相关实验内容，涉及遗传学实验、遗传学、植物生理学和植物组织培养等诸多主干课程中的多个知识点、子实验、子环节。在传统实验教学实施过程中，由于受到实验开展周期、大型仪器设备条件、实验室空间条件等多方面因素的限制，很多实践环节难以正常进行，严重影响到学生能力的培养和对相关知识点以及实验技能的系统掌握，主要体现在以下几个方面：
（1）甘薯花药离体培养的实验操作周期长：由于课程教学大纲学时少，而光周期对植物成花的影响、植物单倍体的诱导过程等试验周期长，如完成整个实验过程，需要至少一年的时间，实验耗时较长。所以大部分本科院校没有设立相关实验教学项目，学生缺乏该实验课程的操作体验。
（2）由花药诱导再生植株的实验成功率低: 本实验对操作环境和操作技术要求高，例如组织培养过程要求必须达到绝对的无菌操作，否则培养基被细菌侵染，将导致组织分化失败。同时愈伤组织再分化成完整植株的过程，成苗率仅有5%~10%。所以实验结果很容易受到外界客观条件和实验操作人员主观操作的影响，实验的成功率非常低，使得学生无法对植物组织培养的完整动态过程的进行全面的感官认知。
（3）学生难以亲自动手操作大型精密仪器：流式细胞仪是一种非常先进的检测仪器, 被誉为试验室的“ CT”，它可定量地测定某一细胞中的 DNA、RNA 或某一特异蛋白的含量。因此, 流式细胞仪特别适合于批量样本的倍性检测分析。但是，目前流式细胞仪价格基本在50万元以上，大部分院校难以在本科实验教学中进行该仪器的配备，造成仪器数量有限，难以保证每位同学均可实地操作。而且该仪器操作具有较高难度，学生在短时间内通常难以获得良好的体验。另外，流式细胞仪检测所使用的个别药品存在毒性（例如荧光染料碘化丙啶），在本科教学中开展实验将加大学生的安全风险。
设计原则
（1） 实验方案设计思路：
① 项目设计定位体现多学科融合的特色：集成植物生理学、植物组织培养、细胞遗传学和作物育种学等学科领域基础理论和重要实验，以江苏师范大学甘薯科研团队在甘薯单倍体诱导研究过程中累积的科研经验为基础，综合设计本虚拟仿真实验教学课程，立足在应用知识的过程中加深对知识的理解，注重理论教学与实验教学的相互支撑。
② 实验设计内容特色鲜明：本课程挑选在教学、科研中具有较大应用价值，有一定难度和深度，同时江苏师范大学具有一定优势的技术作为本课程核心内容。“花药离体培养”和“染色体倍性鉴定”均为十分重要但难以掌握的实验技术，项目的实验设计对学生掌握实验技术具有较大帮助，同时也体现了本项目培养学生综合实验设计和操作能力的目的和宗旨。
（2）教学方式方法创新：
构建体验式、开放性、多元化的实验教学新模式。课前教师引导，讲解光周期对植物成花影响、植物花药离体培养及倍性鉴定的基本过程及关键的影响因素等知识，帮助学生掌握实验重要知识点；课中人机交互，体验虚拟仿真实验操作所有环节；允许学生试错，加深对知识的理解和掌握；课后试题测试，帮助学生巩固实验操作细节。
（3）评价体系：
该实验是理论紧密结合生产的实践课程，为了全面客观地评价学生对该实验的理论知识和实践环节的掌握情况，本项目从课前预习、实验操作、实验报告、课后测试四个环节入手，对学生进行综合成绩评定，可有效地克服传统教学中仅凭学生在实验中的表现和实验报告进行成绩评定的不足。
（4）传统教学的延伸与拓展：
传统“组织培养”和“染色体倍性鉴定”实验中，受实验时间、空间、仪器条件及开课学期等限制，学生对知识的掌握是不成系统的。与传统教学方法相比，本课程做了以下延伸和拓展：其一，拓展了实验项目教学内容。通过完成实验，学生不仅可掌握光周期与植物成花、植物花药离体培养、倍性鉴定等方面的知识，并对单倍体育种技术产生了系统和直观的认识；其二，拓展了实验项目的学习模式，变实验室操作为无时间和空间限制的主动学习方式；其三，拓展了实验课程训练的成效，对学生科研思维、科研素养的形成具有明显的提升作用。
实验目标
本实验项目设立了练习和实践两种操作模式，学生在前期掌握相关理论知识的基础上，经练习模式不断理解和掌握实验操作技术，之后进入实践模式，完整准确地进行实验操作后，系统将进行成绩评定并生成实验报告。整个实验通过11交互步骤，使学生可以在3个学时内系统掌握相关知识点和实验操作技能。
通过本虚拟仿真实验，达到学生掌握以下知识和能力的目的：
（1）高阶性：加深对光周期与植物成花之间关系的理解；系统掌握植物花药离体培养及再生植株倍性鉴定的实验原理和操作步骤; 培养学生对单倍体诱导技术的实践和应用能力。通过本项目的训练，提高学生的知识整合能力和综合运用能力，为以后的工作或继续深造奠定坚实基础。
（2）创新性：通过多个交互步骤以及实验过程中不同参数的选择探究，培养学生“发现问题-提出问题-解决问题”的能力，同时让学生在操作过程中架构自己的知识体系，感受实验结果带来的科学意义和未来的应用价值。
（3）挑战度：通过实验前对实验目的和原理的预习，结合实验操作过程中的练习模式和实践模式的探索，学生可系统地掌握整个实验流程，同时利用情景化实验场景促进学生反思，提高知识迁移能力和解决复杂问题的能力。
成绩评定
本实验采用任务驱动式教学方法，学生开展实验的过程，就是完成任务的过程，学生完成任务的质量是实验成绩评定的主要依据。
每个实验环节的实验成绩评价标准（每环节按100分计算）如下：
1. 甘薯成花诱导：成功诱导甘薯成花得8分，未成花得0分。
2. 设计和配制愈伤组织诱导培养基：设计培养基配方0-10分。每种药品的用量步骤为1分，激素选择按钮4分。
3. 培养基分装并高压灭菌：分装部分操作错误0分，正确5分；灭菌过程操作错误0分，正确5分。
4. 成花采集和预处理：成花采集过程操作错误0分，正确5分；花朵预处理过程操作错误0分，正确5分。
5. 花药表面消毒并接种：花药消毒过程操作错误0分，正确5分；花药接种过程操作错误0分，正确5分。
6. 愈伤组织形成：愈伤组织形成过程操作0-10分。
7. 不定芽诱导培养基配制和不定芽诱导：激素比例选择4分，诱导不定芽操作过程0-4分。
8. 不定根诱导培养基配制和不定根诱导：激素比例选择4分，诱导不定根操作过程0-4分。
9. 再生植株移栽：植株移栽操作过程0-6分。
10. 再生植株倍性鉴定：鉴定两株不同倍性甘薯植株得10分，鉴定的均为单倍体或均为多倍体，得5分。
11. 生成实验报告并撰写提交：对实验结果的分析与总结是否完整，分值范围1-10分。