模塊化教學模式在植物生理學實驗課教學中的應用

李林鋒 謝東雄 王育林 陳建國

摘要針對當前植物生理學實驗教學中存在的具體問題，通過整合原有實驗內容，構建了包含基礎實驗模塊、綜合實驗模塊和探究實驗模塊的植物生理學實驗課教學模式，并闡述了每個模塊的具體內容與考核目標及具體保障措施。通過在實驗課教學中的試點應用，旨在使學生在實驗教學中由被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，不斷提高學生的動手及綜合分析能力，進而培養(yǎng)學生的科研素質和創(chuàng)新思維。

關鍵詞植物生理學實驗；模塊化教學模式；課程改革

中圖分類號S-01；G642文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2017）32-0241-02

Application of Modularized Teaching Model in Laboratory Course of Plant Physiology

LI Linfeng， XIE Dongxiong， WANG Yulin et al（Agricultural College of Guangdong Ocean University， Zhanjiang，Guangdong 524088）

AbstractIn view of the specific problems existing in the experimental teaching of Plant Physiology， the teaching model of plant physiology experiment course was constructed by integrating the original experiment content， which including basic experiment module， comprehensive experiment module and inquiry experiment module.The specific content of each module and assessment objectives and specific safeguards were described.Through the pilot application in experiment teaching， the purpose was to make the students change from passive learning to active learning in experiment teaching， continuously improve handson and comprehensive analysis ability， and cultivate students' scientific quality and innovative thinking.

Key wordsLaboratory course of plant physiology；Modularized teaching model；Curriculum change

植物生理學是研究植物生命活動規(guī)律的基礎學科，是高等農業(yè)院校園藝、林學、農學、環(huán)境科學和生物技術等專業(yè)的骨干專業(yè)基礎課[1]。該課程的理論知識與實踐技能并重，是訓練學生科學研究能力的基礎。教育部明確指出： “實踐教學對于提高學生綜合素質、培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神與實踐能力具有特殊作用”[2-5]。因此，為了加強學生的創(chuàng)新實踐能力，許多高校將理論與實驗課分離，單獨開設植物生理學實驗課程，廣東海洋大學也不例外。目前，廣東海洋大學植物生理學實驗教學主要采用以單項實驗為主的小實驗教學法，不利于學習興趣的培養(yǎng)和創(chuàng)新、綜合實踐能力的鍛煉，也不符合廣東省教育廳關于“建設高水平大學”的部署和廣東海洋大學“建設一本大學”的遠景規(guī)劃。鑒于此現(xiàn)狀，在文獻調研的基礎上，筆者探討了模塊化教學模式在植物生理學實驗課教學中的應用問題，旨在提高學生的科研素質和創(chuàng)新水平。

1現(xiàn)狀與不足

目前，廣東海洋大學植物生理學實驗教學主要采用以單項實驗為主的小實驗教學法，即在每次實驗中，為保證學生順利完成實驗操作，實驗指導教師依據(jù)理論課的章節(jié)內容，選擇一項生理指標讓學生進行測定，獲得單個實驗數(shù)據(jù)，最后完成一篇程式化的實驗報告。由于各個單項實驗內容相互獨立或者彼此割裂，缺乏系統(tǒng)性和整體觀，學生只是機械地按照實驗課程安排完成實驗操作，對每次實驗結果囫圇吞棗，不求甚解。因此，這種授課模式難以培養(yǎng)各專業(yè)學生的學習興趣和激發(fā)他們的創(chuàng)新思維、鍛煉他們的綜合實踐能力。

2模塊化教學模式思路

基礎實驗模塊選擇了最基本的、能代表植物生理學學科特點的實驗方法和技術的實驗內容， 如小液流法測定植物組織的水勢，TTC顯色法測定種子活力等。旨在培養(yǎng)學生的基本實驗技能，提高動手操作能力，能結合課堂理論知識，理解實驗原理，并通過實驗操作加以驗證。

綜合性實驗模塊是在基礎模塊的基礎上添加了試驗處理環(huán)節(jié)。以種子萌發(fā)為例，通過添加鹽度、模擬酸雨、重金屬離子或激素等試驗處理，使實驗結果不再是唯一的。學生通過對不同試驗處理數(shù)據(jù)的整理分析，使實驗結果“活”起來，培養(yǎng)內在聯(lián)系和整體思維意識。

探究實驗模塊是在綜合實驗模塊的基礎上，以植物生理代謝與環(huán)境適應為中心，結合學生的專業(yè)、個人興趣，只要條件許可，可由學生自己進行實驗設計、試劑配制、材料處理、指標測定和數(shù)據(jù)分析等過程，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。

3教學實施

上述3個模塊是一個連貫的體系，不是單獨割裂的。在經過模塊一基礎實驗的訓練后，學生就進入模塊二的實驗階段。圍繞種子萌發(fā)這個主題，學生自由組合成5～6個實驗小組，實行小組長負責制，選擇適合自己的種子和研究主題。為了避免選題過于發(fā)散和便于學生盡快進入角色，指導教師可以建議一些主題，如不同條件下火龍果種子萌發(fā)質量比較、百香果種子萌發(fā)過程中的抗逆能力研究、模擬酸雨對木瓜種子萌發(fā)的影響等。在每組學生確定了本組的主題后，指導他們查找文獻，進行簡單的實驗設計，確定實驗檢測指標等。接著組織各小組在班級內討論，查漏補缺，進一步完善計劃。計劃確立后就上報各自實驗需要的器材和試劑等，待實驗儀器和試劑到位后，就嚴格按照試驗設計方案進行實驗操作；得到實驗數(shù)據(jù)后，指導學生進行數(shù)據(jù)處理與分析，撰寫實驗報告，并在班級匯報和討論。待第二模塊完成后，讓學生繼續(xù)按照這一流程，開展第三模塊的探究性實驗。該模塊可以根據(jù)不同專業(yè)的特點，實驗內容有所傾斜，在實驗條件許可的情況下，鼓勵發(fā)散和創(chuàng)新，如園藝和農學專業(yè)，適當考慮植物激素對園藝、作物幼苗生長、花芽分化或缺素植株癥狀診斷和灰分元素分析等；對于環(huán)境科學專業(yè)，開展逆境或重金屬污染條件下植物組織水勢、葉綠素含量、光合、呼吸速率的測定，可溶性總糖、脯氨酸及丙二醛含量的測定等。

4模塊化教學模式的注意事項

為了使模塊化教學模式得以順利執(zhí)行，以下幾個方面的工作也不能忽視。

4.1規(guī)范實驗過程基礎模塊階段從訓練學生認真清洗試管、容量瓶、移液管等開始，到準確稱量實驗藥品、取材等，熟練操作分光光度計、離心機和電導率儀等，學會計算不同濃度、不同比例溶液的配制及具體操作步驟。如將98%的濃硫酸稀釋成72%的稀硫酸100 mL，在配制時，要求不僅會計算出溶質或溶劑的數(shù)量而且要寫清配制過程。沒有規(guī)矩不成方圓，實驗時每個學生要認真聽從教師指導，嚴格按操作規(guī)程正確操作，仔細觀察，積極思考，堅決杜絕漫不經心和粗枝大葉的行為。

4.2強化實驗設計實驗設計是實驗過程的依據(jù)，是實驗數(shù)據(jù)處理的前提。基礎實驗模塊是嚴格按照實驗指導書進行的，但綜合實驗模塊就需要進行不同的試驗處理。這個試驗處理需要學生在實驗前查找文獻，進行科學的實驗設計，做到每一個處理都事出有因且符合常識。其次，強調對照實驗和實驗重復?；A實驗模塊測定時沒有要求個人做重復，其實全班學生測定同一個指標，最后的實驗數(shù)據(jù)是有差異的。主要是由不同的學生的取樣、實驗操作誤差造成的。為了消除這種因實驗操作者本人引起的誤差而真實反映試驗處理結果，在綜合實驗模塊中引入對照和重復，并結合方差分析等數(shù)據(jù)處理方法來對比分析實驗結果。

4.3狠抓實驗報告實驗報告是科學實驗的記錄和總結，也是實驗課的繼續(xù)和提高。通過撰寫實驗報告，使知識條理化，可以培養(yǎng)學生綜合分析問題的能力。一個實驗的價值在很大程度上取決于實驗報告質量的高低，因此對實驗報告的撰寫必須予以充分重視。為此，特別要求學生注意細節(jié)和格式，實驗目的、實驗材料、實驗方法和步驟、結果分析和討論都要有，而且要學會自己總結和凝練語言，不能生搬硬套書本內容。原始數(shù)據(jù)一定要求要在實驗報告中呈現(xiàn)，有統(tǒng)計分析過程，實驗結果一般要求用圖或者表格來表示，且用圖就不用表，用表就不用圖，避免無謂的重復和羅列數(shù)據(jù)。實驗結果的討論分析是實驗課堂教學的關鍵環(huán)節(jié)，在植物生理實驗中，對得到的實驗結果不能計算出來就完事，而要依據(jù)實驗設計，結合課堂講授和自己知識儲備情況進行有針對性的分析。

4.4培養(yǎng)團隊意識實行探究性實驗教學模塊，就是將現(xiàn)有的單個獨立傳統(tǒng)驗證性實驗逐步變現(xiàn)為一個個科學問題。學生帶著這樣一個個問題，自己進行實驗設計和實施。對實驗所需的材料，尤其是實驗苗木要進行催芽、播種、養(yǎng)護和處理、取樣和測定分析等環(huán)節(jié)。這種模式的開展就需要學生分工協(xié)作，精心付出。如果一次偷懶或者避重就輕也許小組成員還能容忍，但如果什么也不參與，就會招致小組成員反對。這在客觀上培養(yǎng)了學生的責任心和團隊協(xié)作意識，對做事缺乏主動性、凡事懶得伸手的學生也是一種無形的鞭策。

5結語

上述模塊化教學模式試點后，學生在第二模塊剛開始時就叫苦連天，實驗室工作人員管理任務瑣碎，工作量加大，也出現(xiàn)了個別實驗藥品、試劑的浪費。但長遠來看，學生的參與性普遍提高，實驗室晚上也燈火通明，周末也有學生去，真

正將講了多年的開放落到實處。但一些問題也隨之出現(xiàn)，如有部分學生抱怨時間太長，花費精力太多；探索性實驗有時不在安排的既定時間做，學校教務督查人員核查時因實驗室沒有學生而誤以為缺課，后面需要指導教師口頭或書面解釋等。總之，沒有嘗試就沒有成功。在新一輪的人才培養(yǎng)計劃修訂過程中，雖然每個專業(yè)的總學分又壓縮了，但實驗、實習等實踐環(huán)節(jié)每個學分對應的學時數(shù)卻增加了，由此可見學校對培養(yǎng)學生實踐能力的重視。因此可以此為契機，不斷探索，不斷總結，爭取做得更好，讓更多的學生從中受益。

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