植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

鐵 軍，金 山，茹文明，張桂萍，秦永燕

（長治學(xué)院 生物科學(xué)與技術(shù)系，太行山生態(tài)與環(huán)境研究所，山西 長治 046011）

植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

鐵 軍，金 山，茹文明，張桂萍，秦永燕

（長治學(xué)院 生物科學(xué)與技術(shù)系，太行山生態(tài)與環(huán)境研究所，山西 長治 046011）

文章從改進(jìn)教學(xué)方法和手段、轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和完善考核體系等方面對(duì)植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，并初步探討了上述實(shí)踐對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的影響。

植物學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；創(chuàng)新能力

培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)造力人才為目標(biāo)的教育觀念的轉(zhuǎn)變是高等教育改革的必要條件之一[1]。隨著現(xiàn)代高新科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展和我國改革開放的進(jìn)一步深入，特別是社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)體制的逐步建立，高校畢業(yè)生將以自主、自行擇業(yè)為主，學(xué)校不得不面臨就業(yè)市場和生源的競爭，而競爭的實(shí)質(zhì)是學(xué)校的人才培養(yǎng)質(zhì)量。這就促使我國高等教育必須從以傳授知識(shí)為主向以培養(yǎng)素質(zhì)為主的教育模式轉(zhuǎn)變。作為普通高等院校植物學(xué)課程的教師，如何充分發(fā)揮植物學(xué)的教學(xué)功能，對(duì)學(xué)生進(jìn)行素質(zhì)教育，是一個(gè)需要探討并亟待解決的問題[2]。

植物學(xué)是生物學(xué)專業(yè)的一門主干基礎(chǔ)課，也是一門實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是植物學(xué)教學(xué)中理論聯(lián)系實(shí)際的重要環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、獨(dú)立分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新能力方面起著極其重要的作用[3,4]。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，是植物學(xué)教學(xué)改革的重要內(nèi)容，也是生物科學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要途徑[5]。文章針對(duì)目前高校植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，提出我院植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的基本思路和措施，初步探討了創(chuàng)新人才培養(yǎng)的方法與途徑。

1 植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的和存在的問題

植物學(xué)實(shí)驗(yàn)是植物學(xué)課程的有機(jī)組成部分，是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，所以實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和理論教學(xué)內(nèi)容既緊密聯(lián)系又有其相對(duì)的獨(dú)立性。

目前，植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在內(nèi)容陳舊、缺乏創(chuàng)新。教師先在課堂上傳授知識(shí)，然后在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行相關(guān)的觀察或?qū)嶒?yàn)，以驗(yàn)證課堂上所學(xué)的理論知識(shí)[6]。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已違背了面向21世紀(jì)的創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)所提出的突出學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力的培養(yǎng)等要求。另外，教學(xué)手段落后，考核方式不科學(xué)等因素，已經(jīng)不能適應(yīng)新的學(xué)生規(guī)模需要。大多數(shù)情況下，課前實(shí)驗(yàn)教師準(zhǔn)備材料、藥品，上課時(shí)教師講述實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮筒襟E，然后學(xué)生自行操作，最后寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告[7,8]。最后依據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的好壞進(jìn)行打分，這種成績?cè)u(píng)定方式過于單一、片面，無法反映學(xué)生在預(yù)習(xí)、實(shí)際操作等方面的鉆研精神、動(dòng)手能力與創(chuàng)新意識(shí)差異[9]。

2 提高植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的這些問題，必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)觀念，提高植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

2.1 加強(qiáng)植物學(xué)實(shí)驗(yàn)室硬件建設(shè)

改善實(shí)驗(yàn)室硬件條件是促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利進(jìn)行和提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的重要保障。自2004年，我系生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室被評(píng)為“山西省基礎(chǔ)課示范實(shí)驗(yàn)室”后，學(xué)校加快了對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的步伐，加大投入，更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)條件有較大的改觀。2006年以來，購置了多媒體數(shù)碼顯微鏡互動(dòng)系統(tǒng)［Motic（福建）公司生產(chǎn)］，組建了面積約為50m2的數(shù)碼互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室。另外，還購買了組織切片系統(tǒng)、OLYMPUSSZX7體視顯微鏡、OLYMPUSBX53顯微鏡等，為植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高打下了良好的基礎(chǔ)。

顯微玻片的觀察歷來是解剖實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)，教師只能通過指針逐個(gè)指導(dǎo)，教學(xué)語言與顯微玻片無法同大家共享[10]。多媒體顯微鏡互動(dòng)系統(tǒng)解決了這一難題，實(shí)現(xiàn)了微觀結(jié)構(gòu)的大屏幕宏觀顯示。

2.2 調(diào)整理論教學(xué)內(nèi)容，避免理論與實(shí)踐脫節(jié)

“植物形態(tài)解剖學(xué)-植物系統(tǒng)學(xué)-種子植物分類學(xué)”是傳統(tǒng)的“老三段”式課程結(jié)構(gòu)，即：第一學(xué)期講植物形態(tài)解剖學(xué)，第二學(xué)期講植物系統(tǒng)學(xué)和分類學(xué)。傳統(tǒng)的“老三段”知識(shí)體系使植物形態(tài)解剖學(xué)知識(shí)與種子植物分類學(xué)相間隔，不能很好地體現(xiàn)前后知識(shí)的關(guān)聯(lián)性。鑒于此，筆者對(duì)“老三段”式教學(xué)模式進(jìn)行大膽改革，調(diào)整為“植物形態(tài)解剖學(xué)（細(xì)胞、組織）-植物系統(tǒng)學(xué)-種子植物形態(tài)解剖學(xué)（種子、根、莖、葉、花、果實(shí)）-種子植物分類學(xué)”的“新四段”模式。第一學(xué)期講授植物細(xì)胞和組織、藻類植物、菌類、地衣、苔蘚植物、蕨類植物和孢子植物小結(jié)等章節(jié)，第二學(xué)期講授種子和幼苗、種子植物的營養(yǎng)器官（根、莖、葉）、種子植物的繁殖和繁殖器官（花、果實(shí)）、裸子植物、被子植物和植物分類學(xué)的發(fā)展動(dòng)態(tài)等章節(jié)。將植物形態(tài)解剖學(xué)（種子、根、莖、葉、花、果實(shí)）調(diào)整到第二學(xué)期，并與植物實(shí)習(xí)相結(jié)合，這樣，既能保證學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)能夠觀察到新鮮的葉、花、果實(shí)、種子等，同時(shí)，也可避免學(xué)生在學(xué)習(xí)分類學(xué)時(shí)將形態(tài)解剖學(xué)知識(shí)遺忘。

2.3 整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

在教學(xué)理念上，從知識(shí)傳授、技能訓(xùn)練和能力培養(yǎng)三者有機(jī)結(jié)合出發(fā)，筆者根據(jù)我院植物教學(xué)大綱、教學(xué)的系統(tǒng)性與循序性將植物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容劃分為4大類[3,4,11]，具體實(shí)驗(yàn)開設(shè)內(nèi)容見表1。

（1）“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”：致力于培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能的實(shí)驗(yàn)，如：顯微鏡的使用、徒手切片的制作等。傳統(tǒng)的植物學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生大多只是完成實(shí)驗(yàn)的部分步驟，是部分過程性實(shí)驗(yàn)。例如學(xué)生觀察了很多植物結(jié)構(gòu)的永久切片，但學(xué)生沒有參加制作永久切片的全部過程，也不會(huì)制作出好的永久切片。這種重結(jié)果輕過程，重接受輕參與的做法，使學(xué)生沒有掌握科學(xué)研究的方法，不利于能力的培養(yǎng)[7]。因此，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中，要有意識(shí)地把注意力從注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)過程上來，增加一個(gè)石蠟切片的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己制作切片，從材料的培養(yǎng)到固定、抽氣、脫水、包埋、切片、脫蠟、染色、透明、封片，以及固定液、梯度酒精、染色液的配制，學(xué)生自己動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)的全部過程，從而在實(shí)驗(yàn)的過程中掌握制作永久切片的方法。

（2）“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”：傳統(tǒng)植物學(xué)實(shí)驗(yàn)大多是觀察和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在整個(gè)教學(xué)過程中只是觀察課本上所介紹的結(jié)構(gòu)，把書本上的知識(shí)又在顯微鏡下驗(yàn)證了一次。致力于培養(yǎng)學(xué)生的觀察與描繪能力，以結(jié)果驗(yàn)證和再現(xiàn)理論知識(shí)為目的實(shí)驗(yàn)，如：植物細(xì)胞形態(tài)與結(jié)構(gòu)觀察。

（3）“綜合性實(shí)驗(yàn)”：綜合性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握了科學(xué)研究的方法，但學(xué)生并沒有參加任何科研的工作，所以還要增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生親自參加到教師的科研工作中，體驗(yàn)一項(xiàng)研究的全部過程[4]。主要針對(duì)植物分類學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)室觀察與野外觀察相結(jié)合，把傳統(tǒng)分類學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為以比較解剖和野外資源調(diào)查為主的綜合實(shí)驗(yàn)，致力于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題等基本技能。主要內(nèi)容包括：水生植物、旱生植物、鹽生植物的比較解剖；裸子植物、被子植物木材結(jié)構(gòu)的比較解剖；調(diào)查晉東南地區(qū)的藥用植物、纖維植物、蜜源植物、野生蔬菜等資源；調(diào)查山西省特有、珍稀瀕危植物資源。學(xué)習(xí)藻類植物時(shí)，改進(jìn)傳統(tǒng)的形態(tài)驗(yàn)證方式，結(jié)合水體污染和環(huán)境破壞等因素，讓學(xué)生對(duì)某一水域（如漳澤水庫、濁漳河流域等）進(jìn)行綜合調(diào)查。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生既能識(shí)別較多的藻類植物，又對(duì)該類群的生活環(huán)境、在生態(tài)系統(tǒng)中的功能等有較全面的認(rèn)識(shí)和了解。

（4）“研究性實(shí)驗(yàn)”：又名探究性實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，它是由教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備和條件，確定多個(gè)研究方向，并將經(jīng)典的植物形態(tài)解剖和系統(tǒng)分類的知識(shí)逐漸向植物生物學(xué)方向拓展，既鞏固了已學(xué)的知識(shí)，又為植物科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。學(xué)生可根據(jù)題目查閱參考文獻(xiàn)，尋找實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)教師對(duì)方案進(jìn)行科學(xué)性和可行性評(píng)估，寫出修改意見和建議后進(jìn)行實(shí)施，最后讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上完成部分或者全部操作，最后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行小組之間的交流和評(píng)價(jià)。

2.4 完善考核評(píng)價(jià)體系，注重實(shí)驗(yàn)效果

實(shí)驗(yàn)考試既是督促學(xué)生學(xué)習(xí)的手段，也是檢驗(yàn)學(xué)生掌握所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的可靠方法，同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的有效措施[12]。學(xué)生實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)復(fù)雜的表現(xiàn)性活動(dòng)，與之相適應(yīng)的應(yīng)該是明確的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)、靈活的評(píng)定方式以及有效的評(píng)定結(jié)果。以往對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的考核主要以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)過程的現(xiàn)象比較突出，實(shí)驗(yàn)前不預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)過程不認(rèn)真，實(shí)驗(yàn)后抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告。為了改變這一局面，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)的考核中采取平時(shí)評(píng)價(jià)同期末考試成績并舉，操作技能、創(chuàng)新能力與綜合能力并重，過程評(píng)價(jià)與結(jié)果結(jié)合的實(shí)驗(yàn)考核體系。平時(shí)成績包括出勤率、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作等，每次實(shí)驗(yàn)單獨(dú)記分，其中實(shí)驗(yàn)操作占50%，出勤率、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)習(xí)報(bào)告等占50%，累計(jì)100分。我們嘗試對(duì)每堂實(shí)驗(yàn)課給學(xué)生當(dāng)場打分，根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)態(tài)度、操作表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果給學(xué)生打分，這就避免了以往實(shí)驗(yàn)報(bào)告千篇一律，互相抄襲結(jié)果的問題，更為公平合理，學(xué)生非常滿意，也因而更為重視實(shí)驗(yàn)。鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中有所創(chuàng)新，對(duì)于有創(chuàng)見的學(xué)生，成績從優(yōu)。同時(shí)建立嚴(yán)格的考勤制度，我們規(guī)定，無論何種原因，無論請(qǐng)假與否，缺一次扣去該次實(shí)驗(yàn)出勤分和實(shí)驗(yàn)操作分。最終的實(shí)驗(yàn)課成績是由平時(shí)成績加期末考試來計(jì)算，其中平時(shí)成績占50%，期末考試成績占50%。

表1 長治學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)系“植物學(xué)實(shí)驗(yàn)”開設(shè)的項(xiàng)目

3 小結(jié)

教學(xué)改革是適應(yīng)時(shí)代的要求，是高校教育開拓發(fā)展永恒的主題[4]。我們通過生物科學(xué)專業(yè)植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革和探索，利用多媒體數(shù)碼顯微鏡互動(dòng)系統(tǒng)開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，把植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整和整合以及改進(jìn)植物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的考核方法等嘗試，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)植物學(xué)的興趣，使學(xué)生把學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去，使學(xué)生掌握了科學(xué)研究的方法，了解知識(shí)獲得的過程，鍛煉學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和科學(xué)方法解決問題的能力，不斷增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)造能力，達(dá)到了提高學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

總之，植物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)與改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它需要多方面的支持。隨著實(shí)驗(yàn)條件的進(jìn)一步深入改善，要制定好實(shí)驗(yàn)技能達(dá)標(biāo)考試標(biāo)準(zhǔn)，充實(shí)和完善實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容和考試體系，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量將會(huì)更上一個(gè)臺(tái)階，為社會(huì)培養(yǎng)出更多基礎(chǔ)扎實(shí)、善于思考、勇于創(chuàng)新的人才。

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Abstract：Botanical experiment teaching reforMwas carried out froMimproving teaching methods and means,renewing teaching concepts，adjusting teaching contents and perfecting testing systeMin this paper.ReforMeffect in cultivating students'creativity was also discussed.

Key words：botany；experiment teaching reform；creativity

（責(zé)任編輯 王璟琳）

Experiment Teaching ReforMof Botany and Its effect in Cultivating Students'Creativity

Tie Jun，Jin Shan，Ru Wen-ming，Zhang Gui-piang，Qin Yong-yan

（Departmentof Biological Sciences and Technology ChangzhiUniversity，Changzhi Shanxi 046011；Ecological and Environmental Research Institute of Taihang Mountain，Changzhi Shanxi046011）

Q94-33

A

1673-2014（2012）02-0088-04

2012—02—14

山西省普通本科高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（200919334）。

鐵 軍（1974— ），男，內(nèi)蒙古通遼市人，博士，副教授，主要從事植物學(xué)和植物生態(tài)學(xué)教學(xué)與科研工作。