提高《植物生理學(xué)》教學(xué)質(zhì)量探討

耶興元 仝勝利

(信陽(yáng)農(nóng)業(yè)高等?？茖W(xué)校 園藝系，河南 信陽(yáng) 464000)

植物生理學(xué)具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。教與學(xué)這門(mén)課雖有意思，但要教好和學(xué)好它并非易事。除了要有興趣、動(dòng)力和努力，還應(yīng)借助一些思維方式來(lái)指導(dǎo)植物生理學(xué)的教與學(xué)，并用之分析問(wèn)題，解決問(wèn)題。教學(xué)過(guò)程中應(yīng)向?qū)W生滲透以下思維，以此來(lái)提高植物生理學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。與此同時(shí)還應(yīng)在教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生自我提高的能力。

1 植物生理學(xué)教學(xué)過(guò)程中幾種思維方式的應(yīng)用

1.1 樹(shù)立植物生命活動(dòng)是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的思維

世界是物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，植物生命活動(dòng)也不例外。物質(zhì)最大的特性就是其客觀存在性。樹(shù)立這種思維可以幫助學(xué)生深刻理解植物生命微觀世界活動(dòng)的本質(zhì)。因?yàn)樵诮虒W(xué)過(guò)程中常常發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)生命微觀領(lǐng)域的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)非常迷茫，質(zhì)疑其物質(zhì)運(yùn)動(dòng)是否真正客觀存在，并難以理解。這種表現(xiàn)在講述植物光合和呼吸機(jī)理時(shí)尤為明顯。植物光合的過(guò)程實(shí)質(zhì)就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中涉及到類囊體上的光合電子傳遞鏈。光合電子傳遞鏈由PSⅡ、PQ、Cytb6f、PC、PSⅠ、Fd等電子傳遞體組成，這些微觀物質(zhì)肩負(fù)著光能的吸收、轉(zhuǎn)化、電子的承載與傳遞，在電子傳遞的過(guò)程中完成光合磷酸化，把電能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能(ATP+NADPH),在葉綠體基質(zhì)內(nèi)以ATP+NADPH為光合同化力，通過(guò)卡爾文循環(huán)完成CO2的同化，同時(shí)把活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能貯藏在光合產(chǎn)物中。呼吸過(guò)程也是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，首先通過(guò)糖酵解把光合產(chǎn)物分解為丙酮酸，在有氧的條件下丙酮酸進(jìn)入線粒體，參與三羧酸循環(huán)。在糖酵解和三羧酸循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生大量的琥珀酸和NADH+H。琥珀酸和NADH+H作為電子的供體參與線粒體內(nèi)膜上呼吸鏈上電子的傳遞。呼吸鏈也由微觀的復(fù)合體Ⅰ、復(fù)合體Ⅱ、UQ、Cytc、復(fù)合體Ⅲ、復(fù)合體Ⅳ等電子傳遞體組成，它們也肩負(fù)著電子的承載和傳遞，最終把電子傳遞給O2，把O2還原為H2O，并在電子傳遞的過(guò)程中發(fā)生氧化磷酸化，大量生成活躍的化學(xué)能ATP，從而滿足植物生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)能量的需求。無(wú)論是植物光合的過(guò)程還是呼吸的過(guò)程都是用肉眼無(wú)法看到的，由于教學(xué)條件等因素的影響，學(xué)生都無(wú)法親身感受到其存在，故在思想上產(chǎn)生迷茫和困惑，這給理解植物光合和呼吸的本質(zhì)帶來(lái)困難。無(wú)論光合還是呼吸的本質(zhì)都是植物生命微觀領(lǐng)域的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，是客觀存在的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)。樹(shù)立起這種思維對(duì)理解植物生命微觀領(lǐng)域的運(yùn)動(dòng)有著積極的作用。

1.2 樹(shù)立植物生命活動(dòng)是有規(guī)律的思維

世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)的，運(yùn)動(dòng)是有規(guī)律的，規(guī)律是可以被認(rèn)識(shí)的。這是認(rèn)識(shí)世界的普遍原理。植物的生命活動(dòng)也是如此，也正是植物生理學(xué)的內(nèi)涵所在。在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)反復(fù)向?qū)W生滲透這種思維。因?yàn)橹参锷韺W(xué)各個(gè)章節(jié)無(wú)不體現(xiàn)出植物生命活動(dòng)是有規(guī)律的這種觀點(diǎn)。如植物對(duì)水分的吸收、運(yùn)輸，植物對(duì)礦質(zhì)元素的吸收、運(yùn)輸和同化，植物的光合、呼吸及同化物的運(yùn)輸和分配，植物的生長(zhǎng)發(fā)育等。這種思維應(yīng)是植物生理教與學(xué)總的指導(dǎo)思想，應(yīng)貫穿于植物生理學(xué)的各個(gè)章節(jié)，這種思維應(yīng)成為學(xué)生的慣性思維。

1.3 樹(shù)立植物生命活動(dòng)規(guī)律可被利用和控制的思維

學(xué)習(xí)研究植物生命活動(dòng)的規(guī)律就是要人為地利用、干涉和控制植物的生命活動(dòng)，為農(nóng)林生產(chǎn)實(shí)踐服務(wù)。這也是學(xué)習(xí)研究植物生理的目的。樹(shù)立這種思維可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并為此付出努力。因?yàn)樵S多植物生理的研究成果已廣泛應(yīng)用到農(nóng)林生產(chǎn)實(shí)踐，并取得了很好的效果。如植物抗蒸騰劑的應(yīng)用，植物缺素癥診斷的應(yīng)用，提高植物光合效率成果的應(yīng)用，利用光合產(chǎn)物運(yùn)輸分配的規(guī)律指導(dǎo)果樹(shù)的栽培與管理的應(yīng)用，利用呼吸原理指導(dǎo)果蔬花卉貯藏保鮮的應(yīng)用；用植物生長(zhǎng)物質(zhì)來(lái)調(diào)控植物的生長(zhǎng)和發(fā)育的應(yīng)用，如用NAA促使插條生根、用GA誘導(dǎo)葡萄無(wú)籽粒果實(shí)的形成、用CTK促進(jìn)果實(shí)膨大和果蔬保鮮、用ABA誘導(dǎo)氣孔的關(guān)閉和植物的休眠、用Eth促使果實(shí)成熟；特別是知道Eth的合成規(guī)律后，人為地干預(yù)Eth的合成，如把ACC合酶的反義基因轉(zhuǎn)入番茄，阻止Eth的合成，控制番茄的成熟；利用植物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的關(guān)系理論指導(dǎo)果樹(shù)生產(chǎn)，防止大小年現(xiàn)象的發(fā)生；利用春花光周期理論指導(dǎo)育種引種，提前或推遲植物開(kāi)花；利用植物的抗逆生理指導(dǎo)植物栽培、育種等。以上例證無(wú)不體現(xiàn)出植物生命活動(dòng)規(guī)律可被利用、干涉和控制的觀點(diǎn)。

1.4 樹(shù)立矛盾對(duì)立統(tǒng)一的思維

植物的生命活動(dòng)是一種高級(jí)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式，其本身就是物質(zhì)的矛盾運(yùn)動(dòng)。矛盾最大的特性就是其對(duì)立統(tǒng)一性，矛盾的對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律是唯物辯證法最根本的規(guī)律，這個(gè)規(guī)律揭示了事物發(fā)展的源泉和動(dòng)力。樹(shù)立矛盾對(duì)立統(tǒng)一思維對(duì)理解植物生命活動(dòng)現(xiàn)象有著極為重要的意義。如植物的吸水和失水、植物的光合和呼吸、植物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)、植物的休眠和生長(zhǎng)等生理現(xiàn)象。這些生命現(xiàn)象雖有對(duì)立的一面，但其本質(zhì)卻是高度統(tǒng)一的。植物正是在這種矛盾運(yùn)動(dòng)中完成對(duì)水分的吸收利用，完成光能的吸收、轉(zhuǎn)化、貯藏和利用，完成生命的發(fā)展和延續(xù)。

1.5 樹(shù)立現(xiàn)象本質(zhì)互動(dòng)的思維

做學(xué)問(wèn)有三層境界，第一層是“看山是山”，第二層是“看山不是山”，第三層是“看山仍是山”。當(dāng)達(dá)到第三層境界時(shí)，“山”已有了新的內(nèi)涵。這也是哲學(xué)上現(xiàn)象和本質(zhì)的互動(dòng)，透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，通過(guò)本質(zhì)再重新認(rèn)識(shí)現(xiàn)象，從而使學(xué)問(wèn)得到提升和升華。這種思維也可用來(lái)指導(dǎo)植物生理的教與學(xué)。因?yàn)橹参锏纳F(xiàn)象普遍存在于現(xiàn)實(shí)世界中，揭示掩蓋在生命現(xiàn)象下的本質(zhì)規(guī)律，也正是植物生理學(xué)研究的內(nèi)容，本質(zhì)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)為再次重新認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象提供理論依據(jù)。在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)有意識(shí)地甚至刻意地引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)的知識(shí)和植物的生命現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)，當(dāng)看到植物生命現(xiàn)象時(shí)應(yīng)該思考生命現(xiàn)象下的本質(zhì)規(guī)律，并再次用學(xué)到的知識(shí)來(lái)解釋植物的生命現(xiàn)象，從而使學(xué)生的認(rèn)知能力達(dá)到一個(gè)新的境界。如看到光合和呼吸現(xiàn)象時(shí)應(yīng)自然地想到植物對(duì)光能的吸收轉(zhuǎn)化，電子在內(nèi)囊體電子傳遞鏈上的傳遞，伴隨著O2的釋放，發(fā)生光合磷酸化生成ATP+NADPH，ATP+NADPH作為光合同化力在葉綠體基質(zhì)中參與卡爾文循環(huán)同化CO2，于是碳水化合物生成，與此同時(shí)把活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能貯藏在碳水化合物中；呼吸作用是碳水化合物糖酵解生成丙酮酸，丙酮酸在有氧的條件下進(jìn)入線粒體參與三羧酸循環(huán)，糖酵解和三羧酸循環(huán)生成的NADH和琥珀酸作為電子的供體參與線粒體內(nèi)膜呼吸電子傳遞鏈上電子的傳遞，在電子傳遞的過(guò)程中生成水并發(fā)生氧化磷酸化生成ATP，ATP是能量貨幣，從而為植物的生長(zhǎng)發(fā)育提供能量支持。當(dāng)喝綠茶時(shí)應(yīng)想到茶葉中的多酚氧化酶，殺青可讓其失去活性避免氧化茶葉中的兒茶酚和單寧為紅褐色；喝紅茶時(shí)應(yīng)想到利用多酚氧化酶氧化兒茶酚和單寧來(lái)制作紅茶。當(dāng)在深秋看到紅色的楓葉時(shí)應(yīng)想到葉子中可溶性糖含量的升高和積累，降低了細(xì)胞的冰點(diǎn)，起到了御寒的作用，與此同時(shí)也形成花青素，葉子表現(xiàn)出不同的紅色；葉子綠色時(shí)是葉綠素含量高，橙色時(shí)是胡蘿卜素含量高，黃色時(shí)是葉黃素含量高。通過(guò)這種現(xiàn)象和本質(zhì)的互動(dòng)思維，就把植物生理學(xué)習(xí)和生活緊密聯(lián)系到一起，從而使學(xué)生對(duì)植物生命活動(dòng)的認(rèn)識(shí)上升到更高的層次。

2 植物生理學(xué)教學(xué)過(guò)程中學(xué)生幾種能力的培養(yǎng)

2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)

實(shí)驗(yàn)的功能有：(1)理論驗(yàn)證，(2)實(shí)踐應(yīng)用，(3)科研方法。理論驗(yàn)證是通過(guò)實(shí)驗(yàn)體會(huì)、理解理論的正確性，實(shí)踐應(yīng)用是把理論成果應(yīng)用到實(shí)踐，科研方法是利用實(shí)驗(yàn)探索植物的生命活動(dòng)。由此可見(jiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)的重要性。故在學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)上提出以下策略：(1)強(qiáng)化基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，如葉綠素含量的測(cè)定、光合呼吸強(qiáng)度的測(cè)定、抗氧化酶活性的測(cè)定等。(2)加強(qiáng)綜合實(shí)驗(yàn)，如熱激誘導(dǎo)玉米幼苗耐熱性觀察及其可能生理生化機(jī)制，NAA對(duì)小麥根芽生長(zhǎng)的影響，槐米中蕓香苷的提取、純化與鑒定等。(3)向?qū)W生開(kāi)放植物生理實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)生能夠自我學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。

2.2 查詢利用文獻(xiàn)資料能力的培養(yǎng)

課堂教學(xué)的課時(shí)有限，很難滿足學(xué)生對(duì)知識(shí)更全面深入地了解。學(xué)生須在課余時(shí)間拓展和深化知識(shí)，查詢利用文獻(xiàn)資料的能力培養(yǎng)顯得尤為重要。查詢文獻(xiàn)資料的途徑有：(1)網(wǎng)絡(luò)查詢，利用各種搜索引擎。(2)圖書(shū)館查詢。(3)各種學(xué)術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，如維普數(shù)據(jù)庫(kù)。(4)文獻(xiàn)查新機(jī)構(gòu)。引導(dǎo)學(xué)生查詢利用文獻(xiàn)的訓(xùn)練方法有：(1)設(shè)定植物生理相關(guān)專題，布置為課外作業(yè)。(2)收集學(xué)生提出的問(wèn)題，以此為題目引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料加以解決。學(xué)生在查詢利用文獻(xiàn)資料的過(guò)程中還可培養(yǎng)以下能力：(1)自學(xué)的能力。(2)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。(3)追蹤前沿科技的能力。(4)科研的能力。

2.3 科研能力的培養(yǎng)

科研能力是一種綜合能力，涉及到學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力、查詢利用各種文獻(xiàn)資料的能力、實(shí)驗(yàn)的能力等。通過(guò)科研把這些能力整合，從而達(dá)到解決問(wèn)題的能力。教師在科研活動(dòng)中應(yīng)吸收學(xué)生參加一些有關(guān)植物生理的科研項(xiàng)目或設(shè)置一些小型的研究課題，讓學(xué)生參與其中。這樣可調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，同時(shí)也使學(xué)生獲得了解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3 結(jié)語(yǔ)

植物生理學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高應(yīng)是教師和學(xué)生共同努力的結(jié)果。通過(guò)在思想上強(qiáng)化植物生理的重要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力；借助一些思維方法理解植物生命活動(dòng)的本質(zhì)規(guī)律；培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的能力、查詢利用文獻(xiàn)資料的能力、科研的能力；這些措施的實(shí)施其目的就是為了推動(dòng)植物生理學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高。

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