植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革初探

趙美榮，段永平，李永春，田艷春

（赤峰學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

植物生理學(xué)是研究植物生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，是一門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，它的發(fā)展依賴(lài)于科學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)在植物生理學(xué)課程中占有十分重要的地位.通過(guò)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)不僅加深學(xué)生對(duì)植物生理學(xué)基礎(chǔ)理論的理解，掌握植物生理學(xué)研究中的實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)，更重要的是鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力，提高學(xué)生綜合分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，以及開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維、培養(yǎng)創(chuàng)新能力，為其以后獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究提供知識(shí)與技術(shù)儲(chǔ)備[1-3].

植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)是我校生物科學(xué)、生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)必修課.然而長(zhǎng)期以來(lái)，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)施等客觀原因的限制，以及教學(xué)設(shè)置的不合理，大部分的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目還是以“先入為主”的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主.老師把材料、試劑、儀器等所有物品準(zhǔn)備妥當(dāng)，學(xué)生按照老師講授的或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)給予的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行機(jī)械的操作，“照方抓藥”，應(yīng)付了事，積極性不高，難以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力、提高創(chuàng)新能力的教學(xué)目的[4].

針對(duì)上述情況，為了更好地使實(shí)驗(yàn)課程與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，更好的培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際應(yīng)用能力，我們結(jié)合同類(lèi)院校的改革經(jīng)驗(yàn)[5-7]，對(duì)植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式進(jìn)行了一些改革嘗試，收到了明顯的成效.

1 教學(xué)內(nèi)容的改革

植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)量多、學(xué)時(shí)數(shù)少，為突出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的實(shí)用性和綜合性，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、技術(shù)方法進(jìn)行了優(yōu)化組合，根據(jù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，在充分利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的儀器設(shè)備的基礎(chǔ)上，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為基礎(chǔ)項(xiàng)目、綜合項(xiàng)目和自選設(shè)計(jì)項(xiàng)目三大類(lèi).

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為必開(kāi)內(nèi)容，如植物組織滲透勢(shì)、水勢(shì)的測(cè)定，根系活力的測(cè)定，光合速率測(cè)定，植物中硝態(tài)氮含量的測(cè)定等，通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握基本的操作技能，加深對(duì)基本理論知識(shí)的理解和掌握.

綜合性實(shí)驗(yàn)是對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技能和試驗(yàn)方法的綜合訓(xùn)練，是將基礎(chǔ)理論知識(shí)與多種實(shí)驗(yàn)技能、方法歸納、分析并相互滲透的一種有效的實(shí)驗(yàn)形式.其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及本課程的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綜合，是現(xiàn)階段高等院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一大趨勢(shì)[8].因此我們對(duì)一些小實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合并，增設(shè)一些綜合性實(shí)驗(yàn).例如，為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)不良環(huán)境條件下植物生理生化適應(yīng)性變化的理解和掌握，我們?cè)O(shè)計(jì)了“逆境條件對(duì)植物的影響極其可能的生理生化機(jī)制”的綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目.實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生選擇不同的植物材料，進(jìn)行各種不良環(huán)境條件(如高溫、低溫，干早、水澇等)的處理，觀察植物生長(zhǎng)狀況，測(cè)定相關(guān)的生理生化指標(biāo)，如電導(dǎo)率、丙二醛含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量的測(cè)定等.通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)的完成，使學(xué)生掌握逆境相關(guān)的生理生化指標(biāo)的測(cè)定方法，加深對(duì)“植物的抗性生理”一章知識(shí)的理解，學(xué)會(huì)分析溫度、水分等逆境對(duì)植物傷害的機(jī)制以及植物在對(duì)逆境適應(yīng)過(guò)程中的生理生化變化.不僅讓學(xué)生鞏固了理論課所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，而且也培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)思維能力和綜合分析能力.

自我設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是在學(xué)生掌握了基本的植物生理實(shí)驗(yàn)的操作技能之后，可根據(jù)學(xué)生們的興趣、能力和專(zhuān)業(yè)實(shí)際需要，選擇開(kāi)設(shè)一至兩個(gè)設(shè)計(jì)型選做實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自己確定題目、設(shè)計(jì)方案、準(zhǔn)備器材、測(cè)試記錄和分析討論，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，由老師評(píng)定，并把這項(xiàng)成績(jī)作為實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核的組成部分.這樣可有效地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力[9].

2 教學(xué)方法的改革

傳統(tǒng)的植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)由教師先介紹實(shí)驗(yàn)的基本原理、操作步驟，再由學(xué)生按照步驟進(jìn)行操作，這種教學(xué)方法學(xué)生只是被動(dòng)接受，學(xué)習(xí)積極性不高，存在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)付現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)操作技能得不到提高，針對(duì)這種現(xiàn)狀，我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作與生產(chǎn)實(shí)際的結(jié)合情況，注重實(shí)踐，堅(jiān)持探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)（圖1）.以啟發(fā)式教學(xué)代替過(guò)去的灌輸式教學(xué)，從問(wèn)題入手，結(jié)合實(shí)驗(yàn)的原理、研究方法、手段和結(jié)果的分析，循序漸進(jìn)地將知識(shí)傳授給學(xué)生[10-11].

我們以“植物的元素缺乏癥（液體培養(yǎng)）”實(shí)驗(yàn)為例，首先聯(lián)系農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中導(dǎo)致減產(chǎn)以及植物病害的現(xiàn)狀，根據(jù)植物生長(zhǎng)中出現(xiàn)的形態(tài)特征，提出“出現(xiàn)這些癥狀的原因是什么？”、“我們?nèi)绾沃肋@些原因？”等問(wèn)題，提高學(xué)生探究問(wèn)題的興趣，進(jìn)而導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，簡(jiǎn)要概述原理步驟，提出“實(shí)驗(yàn)操作中的關(guān)鍵是什么？”等系列問(wèn)題，把問(wèn)題留給學(xué)生，使學(xué)生融入角色，利用結(jié)果分析進(jìn)一步驗(yàn)證生產(chǎn)中出現(xiàn)的這些癥狀，使因果有一個(gè)很好的銜接.

對(duì)于綜合性試驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，我們進(jìn)一步開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室.鼓勵(lì)學(xué)生自己查閱資料，提出問(wèn)題，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析問(wèn)題，解決問(wèn)題，并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告.實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求按研究報(bào)告的方式進(jìn)行寫(xiě)作，要求學(xué)生從多方面對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋、分析誤差的大小和原因及如何改進(jìn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理論和實(shí)踐意義、提出進(jìn)一步的研究方向或?qū)?shí)驗(yàn)方法及裝置提出改進(jìn)建議.

實(shí)踐證明，通過(guò)聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，從問(wèn)題入手，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了很大的提高，對(duì)待實(shí)驗(yàn)的態(tài)度也有了一個(gè)良好的轉(zhuǎn)變.

圖1 問(wèn)題導(dǎo)入探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

3 考核方式的改革

以往的植物生理實(shí)驗(yàn)課程的考核方式主要以各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為依據(jù)進(jìn)行考查，往往導(dǎo)致學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)課，操作技能不高，實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲等不良現(xiàn)象.我們的改革將考核方式分為兩部分，理論考核部分占總成績(jī)的40%，實(shí)驗(yàn)考核部分占60%（表1）.

表1 改革前后考核方式對(duì)比

理論部分：考核方式為考試，主要考核內(nèi)容為實(shí)驗(yàn)原理的表達(dá)，要求學(xué)生能夠闡明實(shí)驗(yàn)的基本原理，實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)原理；要求學(xué)生能夠正確的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的操作流程，具有可行性和科學(xué)性.

實(shí)驗(yàn)部分：考核方式為考查.其考查內(nèi)容包括三個(gè)方面：（1）實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)，寫(xiě)出預(yù)習(xí)報(bào)告，參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，能夠正確的配制藥品，初步掌握實(shí)驗(yàn)儀器的使用；（2）實(shí)驗(yàn)操作，要求操作認(rèn)真、規(guī)范、熟練，能夠獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；（3）實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)完成后，能夠根據(jù)觀察到的現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)記錄進(jìn)行分析，得出正確的結(jié)論，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告.實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)要求規(guī)范化、科學(xué)化，對(duì)結(jié)果的分析則要求實(shí)事求是、形式多樣；針對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況布置實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)后的思考題.實(shí)驗(yàn)總成績(jī)計(jì)算以每次實(shí)驗(yàn)成績(jī)的總和求平均，實(shí)驗(yàn)成績(jī)不合格者為該門(mén)課不及格.

實(shí)踐證明，改革后的考核辦法更加量化了考核標(biāo)準(zhǔn)，更能客觀地反映實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況，有利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的評(píng)估，鞏固實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成果.

4 教學(xué)效果

通過(guò)對(duì)生技、生科兩個(gè)專(zhuān)業(yè)班級(jí)進(jìn)行教學(xué)改革前后的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，實(shí)施教學(xué)改革后，學(xué)生反映教師的教學(xué)方法靈活多樣，能夠與生產(chǎn)實(shí)際的密切聯(lián)系，感覺(jué)學(xué)有所用，教學(xué)內(nèi)容更容易理解和消化吸收，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣更加濃厚，實(shí)驗(yàn)操作中動(dòng)手能力也有很大的提高，教學(xué)效果得到顯著改善.

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)《植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程內(nèi)容優(yōu)化后，更加科學(xué)合理和密切聯(lián)系實(shí)際，堅(jiān)持探究式教學(xué)，不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且提高了學(xué)生的動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，改革后的考核辦法更加量化了考核標(biāo)準(zhǔn)，更能客觀地反映實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況，有利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的評(píng)估和實(shí)驗(yàn)教學(xué)成果的鞏固.經(jīng)過(guò)實(shí)踐表明，我們對(duì)植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革符合我校目前的教學(xué)條件和學(xué)生實(shí)際情況，因而取得了明顯的教學(xué)效果.

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