植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革探索

黃彤 羅通 魏琴 曾進(jìn)

摘要針對目前植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中存在的問題，為提高教學(xué)質(zhì)量，對植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行了改革。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加綜合、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；改革教學(xué)方法，采用啟發(fā)討論式教學(xué)方法，鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有效利用實(shí)驗(yàn)等待時(shí)間，既充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的態(tài)度，又促進(jìn)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力等綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的提高。

關(guān)鍵詞植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

植物生理學(xué)是研究植物生命活動(dòng)規(guī)律及其與外界環(huán)境相互關(guān)系的一門科學(xué)，①具有理論知識復(fù)雜、實(shí)踐性很強(qiáng)的特點(diǎn)，是我校生物學(xué)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課。一直以來，實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)都沒有得到重視，所選的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多是驗(yàn)證型的，教學(xué)方法和手段也沒有進(jìn)行改革創(chuàng)新，這些不利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。高教部在下發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作，提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》中也特別強(qiáng)調(diào)要“進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，注重學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)”，為此，我們于2008年申請對植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行改革,取得了較好的效果。

1 實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論與實(shí)踐相結(jié)合的紐帶, 是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能和應(yīng)用技術(shù)的有效手段之一, 對整個(gè)教學(xué)質(zhì)量起著舉足輕重的作用。②植物生理學(xué)以植物生命活動(dòng)規(guī)律為研究對象，而植物的生命活動(dòng)十分復(fù)雜，分為生長發(fā)育與形態(tài)建成、物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)三個(gè)方面，③因此植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容復(fù)雜，種類較多。同時(shí)在“寬口徑、厚基礎(chǔ)”的培養(yǎng)模式下，植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)也在不斷減少，為了在有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)內(nèi)達(dá)到教學(xué)要求，促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力的提高與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，必須優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容：在基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上增加綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

（1）基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的開展有利于學(xué)生加深對理論知識的理解，掌握植物生理學(xué)的基本研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，所以要重視基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇。開設(shè)頻率較高的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：植物組織水勢的測定，植株中硝態(tài)氮含量的測定，植物光合作用和呼吸作用的測定，吲哚乙酸氧化酶活性的測定，種子活力的快速測定法，乙烯對果實(shí)的催熟作用，高溫和低溫對植物的傷害等。

（2）綜合性實(shí)驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)主要是訓(xùn)練學(xué)生對所學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的綜合運(yùn)用能力、對實(shí)驗(yàn)的獨(dú)立工作能力、對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的綜合分析能力，有利于啟發(fā)和樹立學(xué)生的創(chuàng)新意識。近年來開設(shè)的綜合性實(shí)驗(yàn)有：葉綠素a和葉綠素b含量的測定，生長素對植物幼苗生長發(fā)育的影響，光對種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，植物光周期現(xiàn)象的誘導(dǎo)，這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多是由多種實(shí)驗(yàn)手段和技術(shù)以及多層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所組成，如“生長素對植物幼苗生長發(fā)育的影響”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要進(jìn)行種子的萌發(fā)、幼苗培養(yǎng)及形態(tài)、生理指標(biāo)的測定。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能熟練掌握電子天平、光照培養(yǎng)箱、分光光度計(jì)、離心機(jī)等儀器的使用方法，會(huì)用標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，大大提高了學(xué)生系統(tǒng)地分析問題、綜合運(yùn)用知識和技能研究問題和解決問題的能力。

（3）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以組為單位進(jìn)行，每組5-6人，在組長帶領(lǐng)下共同完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)題目的選擇、實(shí)驗(yàn)方案的制定、實(shí)驗(yàn)操作到實(shí)驗(yàn)論文的撰寫都由學(xué)生自主完成。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣選題，當(dāng)學(xué)生選題困難時(shí)，教師可以結(jié)合自己的科研項(xiàng)目提出指導(dǎo)性建議，或引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際，根據(jù)生產(chǎn)中存在的問題進(jìn)行選擇(例如果蔬的貯藏、植物的抗性等)。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生遇到疑難問題時(shí)，教師不是主動(dòng)為其答疑解惑，而僅是作啟發(fā)式的提示，引導(dǎo)學(xué)生自主查閱資料找尋答案，以培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。所以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開展不僅有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，而且有利于學(xué)生查閱文獻(xiàn)能力、綜合運(yùn)用知識能力、分析問題和解決問題能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使學(xué)生得到科學(xué)研究的初步訓(xùn)練，為以后畢業(yè)論文研究工作的開展打下良好的基礎(chǔ)，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作。近幾年學(xué)生自選的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：不同濃度乙烯利對番茄的催熟作用比較；葛根異黃酮提取方法的比較；鹽脅迫對小麥生長發(fā)育的影響等。

2 教學(xué)方法的改革

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常是以教師為主，學(xué)生只需要按照步驟操作就可完成實(shí)驗(yàn)，不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的培訓(xùn)和掌握以及觀察能力和分析能力的培養(yǎng)，當(dāng)然更談不上培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力了。所謂“教學(xué)無法、教無定法、貴在得法”，④要提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提高，除了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容外，還需要注重以下幾個(gè)方面的要求和改革。

2.1 采用啟發(fā)式教學(xué)，加強(qiáng)課前預(yù)習(xí)

改變過去由教師講授、示范，學(xué)生按部就班操作的傳統(tǒng)模式，加強(qiáng)學(xué)生課前預(yù)習(xí)，采取學(xué)生講授示范、集體討論、教師總結(jié)相結(jié)合的方式，充分體現(xiàn)了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，提高了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

教師在第一次上實(shí)驗(yàn)課前就把全部實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容和安排告訴學(xué)生，并且每個(gè)實(shí)驗(yàn)都附帶有一些思考題，要求學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)來解答。如在葉綠體色素的提取、分離及理化性質(zhì)鑒定試驗(yàn)中，為什么用丙酮提取葉綠體色素？葉綠體色素分離的原理是什么？研磨葉片時(shí)加入少量CaCO3的目的是什么？選擇何種材料進(jìn)行葉綠體色素的提取效果較好？在植物組織水勢的測定實(shí)驗(yàn)中，每組中加入的葉圓片數(shù)量對實(shí)驗(yàn)有何影響？加入甲烯藍(lán)溶液的多少對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響嗎？放置過程中為什么要搖動(dòng)數(shù)次？放置時(shí)間對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響嗎？在吲哚乙酸氧化酶活性測定實(shí)驗(yàn)中，為什么磷酸緩沖液要預(yù)冷？實(shí)驗(yàn)中有兩次30℃30min的保溫，各有什么樣的作用？第二次保溫為什么要在黑暗條件下進(jìn)行？通過對這些問題的思考和回答，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前就對所做的實(shí)驗(yàn)有了總體的掌握，對于不能回答的問題，還可以通過查閱資料來解決，使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)變被動(dòng)為主動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考、分析問題和解決問題的能力。

2.2 鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)

植物生理學(xué)每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)間是3個(gè)學(xué)時(shí)，為保證實(shí)驗(yàn)在有限時(shí)間內(nèi)順利進(jìn)行，一般由教師準(zhǔn)備好一切實(shí)驗(yàn)材料，學(xué)生只需要按步驟操作，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，即所謂“勤奮教師培養(yǎng)懶惰學(xué)生”，⑤不利于學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新性的培養(yǎng)。為改變這種現(xiàn)狀，我們通過主動(dòng)報(bào)名的方式召集8~10個(gè)對植物生理學(xué)感興趣的同學(xué)，組建一個(gè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，以兩人為一組分成若干小組。每次安排一個(gè)小組在教師的指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)所需材料的準(zhǔn)備，同時(shí)進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，然后讓這一小組的學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，代替老師走上講臺(tái)講解。當(dāng)然在此過程中，老師不能完全放任學(xué)生去隨意講解，要注意引導(dǎo)學(xué)生講出自己預(yù)實(shí)驗(yàn)中的精髓,講出自己的觀點(diǎn)，對重難點(diǎn)以及學(xué)生講錯(cuò)的地方，老師需要根據(jù)情況進(jìn)行補(bǔ)充和糾正。實(shí)驗(yàn)過程中該小組學(xué)生也參加實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)工作，根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)糾正同學(xué)們不正確的操作并回答同學(xué)們實(shí)驗(yàn)操作中的疑問。通過鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，成功地將“勤奮教師培養(yǎng)懶惰學(xué)生”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皯卸杞處熍囵B(yǎng)勤奮學(xué)生”。不少學(xué)生反映，通過參與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣，而且在極大程度上提高了實(shí)驗(yàn)技能和分析問題、解決問題的綜合能力，為以后走向工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。

2.3 有效利用等待時(shí)間

有些實(shí)驗(yàn)中等待時(shí)間較長，如植物組織水勢的測定，植物光合強(qiáng)度的測定，植物呼吸強(qiáng)度的測定，吲哚乙酸氧化酶活性測定，種子活力的快速測定等。教師可以補(bǔ)充介紹一些新的研究技術(shù)或安排一些因?qū)嶒?yàn)時(shí)間過長或因?qū)嶒?yàn)條件有限而無法開展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻給學(xué)生看，如補(bǔ)充介紹光合強(qiáng)度測定的一些其它方法：氧電極法、化學(xué)滴定、pH法、紅外線CO2氣體分析法、光合測定儀法等，觀看組織培養(yǎng)、光對葉綠體運(yùn)動(dòng)的調(diào)控作用、植物向性運(yùn)動(dòng)等視頻，這樣不僅使學(xué)生了解更多的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)研究方法，提高了實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的利用率，而且培養(yǎng)了學(xué)生對科學(xué)研究的興趣。

3 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目的就是為了培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級專門人才, 注重在傳授知識的同時(shí)加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng), 這是新形勢下人才培養(yǎng)的需要。⑥如何合理利用有限的實(shí)驗(yàn)課達(dá)到以上教學(xué)目的，是植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的主要任務(wù)。教，關(guān)鍵在于“授之以漁”，實(shí)驗(yàn)科學(xué)更是如此。近四年的教學(xué)改革實(shí)踐證明：實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革, 極大地提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能、分析解決問題的能力和創(chuàng)新能力，使其真正成為學(xué)習(xí)的主體，因而受到學(xué)生的普遍歡迎。在此基礎(chǔ)上，我們將繼續(xù)努力完善實(shí)驗(yàn)課程的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，爭取讓植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課改革更加成熟、完善，學(xué)生綜合能力更強(qiáng)，向“培養(yǎng)新形勢下的高級專門人才”目標(biāo)奮斗。

注釋

①③潘瑞熾主編.植物生理學(xué)(第六版)[M].北京:高等教育出版社,2008.

②蒼晶,郝再彬,王軍虹等.改革植物生理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式初探[J].植物生理學(xué)通訊,2002(2):75-77.

④姜丹,方銘,余麗蕓,等.植物生理學(xué)理論課與實(shí)驗(yàn)課及考核方式的優(yōu)化研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2012.18(3):105-106.

⑤陳瑛,黃承才,金葉飛.師范專業(yè)植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索[J].紹興文理學(xué)院學(xué)報(bào),2011.31(9):76-79.

⑥王若仲,丁君輝,黃志剛等.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2010.8(6):106-108.