項目驅(qū)動在植物生理學(xué)實驗教學(xué)改革中的運用

陳德碧 朱建勇

摘 要：為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才，該文針對目前植物生理學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題，引入項目驅(qū)動，分析了項目驅(qū)動的意義。結(jié)合植物生理學(xué)實驗項目設(shè)計、組織管理、實施過程及項目評價，明確指出在植物生理學(xué)實驗教學(xué)中，項目驅(qū)動對轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式及開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力發(fā)揮重要的作用。

關(guān)鍵詞：項目驅(qū)動；植物生理學(xué)實驗；教學(xué)改革

中圖分類號 G642.0 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）03-04-0113-3

Abstract：In order to cultivate applied talents with innovative spirit， this paper introduces project-driven and analyzes the significance of project-driven in view of the current problems in plant physiology experimental teaching. In combination with plant physiology experimental project design， organization and management， implementation process and project evaluation， it is clearly pointed out that the project-driven plays an important role in changing students' learning styles and developing students' creativityin plant physiology experimental teaching.

Key words：Project-driven；Plant physiology experiment；Teaching reform

1 引言

植物生理學(xué)實驗課程是生物科學(xué)、生物技術(shù)及各農(nóng)學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)課程，已從附屬于理論課中獨立出來成為一門單獨的實驗課程，在培養(yǎng)學(xué)生獨立動手能力、創(chuàng)新思維、分析問題及解決問題的能力等方面起著非常重要的作用[1，3]。但長期以來，該門課程的教學(xué)偏向于驗證理論知識和學(xué)習(xí)實驗技術(shù)，忽視了學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，實驗內(nèi)容也無法適應(yīng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求[4，6]。隨著卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的實施[7，8]，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已嚴(yán)重阻礙了新世紀(jì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。為此，本文以重慶文理學(xué)院生物科學(xué)專業(yè)的植物生理學(xué)實驗教學(xué)為例，轉(zhuǎn)變實驗教學(xué)理念，采用項目驅(qū)動，優(yōu)化整合了植物生理學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容，進行了大膽的探索，以期提高植物生理學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量。

2 植物生理學(xué)實驗課程教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題

2.1 實驗內(nèi)容設(shè)置缺乏有機聯(lián)系 植物生理學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容較多，涉及的知識面廣，包含有水分生理、礦質(zhì)營養(yǎng)、光合作用、呼吸作用、物質(zhì)代謝、生長發(fā)育、植物激素及逆境生理。一般安排有32學(xué)時，設(shè)置有10個實驗，每個實驗3～4學(xué)時。由于受學(xué)時的限制，在實驗項目設(shè)置時往往考慮知識的覆蓋面，會從每章節(jié)選擇經(jīng)典的具有代表性的單一的實驗來鞏固理論知識，學(xué)習(xí)實驗技術(shù)。這些經(jīng)典的實驗主要是一些基礎(chǔ)驗證性實驗，實驗內(nèi)容較陳舊，每個實驗之間缺乏有機聯(lián)系，顯得零散，不利于學(xué)生對植物生理問題整體性和綜合性的認識與領(lǐng)悟。

2.2 實驗內(nèi)容和實驗方法未及時更新 當(dāng)今社會科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，植物生理學(xué)實驗技術(shù)也日新月異，各項新技術(shù)、新成果不斷涌現(xiàn)，但實驗項目更新較慢，大部分實驗內(nèi)容還是十幾年前的實驗項目，如用改良半葉法測定植物光合強度，用小籃子法測定植物呼吸強度，實驗簡單，測定的結(jié)果極不準(zhǔn)確，而且這些實驗方法在教學(xué)和科研中也應(yīng)用很少，與當(dāng)今分子生物學(xué)與植物生理學(xué)日益滲透的趨勢極不協(xié)調(diào)，也不符合當(dāng)今社會人才培養(yǎng)。

2.3 教學(xué)理念落后和教學(xué)方法單一 在植物生理學(xué)實驗教學(xué)時，常采用封閉的教學(xué)體系，灌入式的教學(xué)方法。封閉式的教學(xué)體系由于受教學(xué)時間的限制，教師提前將實驗材料、藥品、實驗儀器準(zhǔn)備好，實驗原理及步驟寫在黑板上。上課時，教師講清實驗原理，實驗方法，實驗步驟。學(xué)生就按黑板或?qū)嶒灲滩纳系牟襟E一步一步完成實驗操作，同時將實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗步驟抄在實驗報告冊上，實驗結(jié)束后補上實驗結(jié)果，實驗報告也難分出差異。在整個課堂中，學(xué)生主動思考少，只是機械的按實驗步驟操作，并沒有帶著問題來上實驗課，實驗結(jié)束后也是機械的將實驗數(shù)據(jù)和實驗結(jié)果填寫在實驗報告冊上，這種教學(xué)模式學(xué)生一直處于被動接受學(xué)習(xí)狀態(tài)，無法調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，學(xué)習(xí)興趣不濃厚，更談不上培養(yǎng)學(xué)生的分析問題，解決問題、創(chuàng)新思維能力。

3 項目驅(qū)動在植物生理學(xué)實驗教學(xué)改革中的應(yīng)用

3.1 項目驅(qū)動實驗教學(xué)的意義 項目驅(qū)動實驗教學(xué)是以學(xué)生為主體，教師為輔的教學(xué)方法，它的理論基礎(chǔ)是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，認為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者主動構(gòu)建內(nèi)部心理結(jié)構(gòu)的過程，學(xué)生是知識意義的主動建構(gòu)者；教師是教學(xué)過程的組織者、幫助者、指導(dǎo)者和促進者[9]。項目驅(qū)動用于實驗教學(xué)過程中，將有助于轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，由以前被動的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥膶W(xué)習(xí)，極大的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更有利于培養(yǎng)學(xué)生主動去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題以及創(chuàng)造力。學(xué)習(xí)時間也由課堂延伸到課外，教師不再擔(dān)心教學(xué)時間不夠，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。教師精心設(shè)置實驗項目后，項目實施過程完全交給學(xué)生完成，從查閱文獻、收集資料、設(shè)計實驗方案與實施，到項目完成后對項目的評價等均由學(xué)生全程參與，教師在整個項目實施中僅僅起到咨詢、答疑以及參與項目評價的作用[10]。

3.2 項目設(shè)計 由于植物生理學(xué)實驗內(nèi)容多，上課時間又有限，為了充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對植物生理研究問題有一個整體的認識，提高學(xué)生實驗獨立工作能力，提高學(xué)生分析問題、解決問題能力，在項目設(shè)計時應(yīng)充分考慮項目之間要有一定的依賴性和開放性，讓學(xué)生意識到實驗的準(zhǔn)備工作不充分，不負責(zé)任，將導(dǎo)致整個學(xué)期的實驗課程無法完成，無法獲得學(xué)分。實驗課教學(xué)也從傳統(tǒng)的驗證性實驗和技術(shù)學(xué)習(xí)為主轉(zhuǎn)移到以解決和研究植物生命現(xiàn)象的思路和方法上來。因此，依據(jù)人才培養(yǎng)方案及教學(xué)大綱的要求，將以前單一的實驗重新優(yōu)化整合，對實驗內(nèi)容進行大膽改革，去掉一些內(nèi)容陳舊、重復(fù)、實驗方法簡單的驗證性實驗，如植物組織水勢的測定（小液流法）、小籃子法測定植物呼吸強度、植物葉子氣孔密度和面積的測定，優(yōu)化為3個研究性的大實驗，如表1所示。由表1可知，整個學(xué)期圍繞3個大實驗進行研究，以3個大項目為導(dǎo)向，實驗內(nèi)容覆蓋面廣，3個大實驗都以番茄幼苗作為實驗材料，番茄幼苗的培養(yǎng)直接影響后面的實驗實施，學(xué)生需要精心的管護，要有一定的耐心、細心。每位學(xué)生都應(yīng)有擔(dān)當(dāng)，增強了學(xué)生的責(zé)任感，同時讓學(xué)生親自由種子的萌發(fā)開始培養(yǎng)植物，直到研究相關(guān)生理，讓學(xué)生對植物生長發(fā)育既獲得了感性認識，又獲得了理性認識。每一個項目做完后有的是要求每一位學(xué)生寫出實驗心得，有的要求按論文格式撰寫小論文，學(xué)生需要在中國知網(wǎng)、萬方、維普等中文數(shù)據(jù)查閱相關(guān)文獻，要求學(xué)生實驗數(shù)據(jù)可共享，但論文寫作不能相同，避免了學(xué)生相互抄襲的現(xiàn)象。這種小論文的寫作，促進了學(xué)生自主閱讀科技論文，提高學(xué)生分析歸納能力、科研思維能力及科研寫作能力，同時還能促進學(xué)生對植物生理學(xué)知識的系統(tǒng)領(lǐng)悟。

3.3 項目驅(qū)動實驗教學(xué)實施

3.3.1 做好思想動員工作 任課教師在第一次課上對本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)要求、學(xué)習(xí)評價進行詳細的介紹，同時給學(xué)生分發(fā)一份任務(wù)書及時間安排表，讓每一位學(xué)生都非常明確本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)習(xí)時間。引起學(xué)生的高度重視，轉(zhuǎn)變思想觀念，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。

3.3.2 集中與開放性教學(xué)并存 每周集中上課一次，解決實驗設(shè)計與實驗過程中出現(xiàn)的共性問題，使教師的指導(dǎo)與學(xué)生的獨立工作做到有機結(jié)合，保證教學(xué)質(zhì)量。除了集中上課后，學(xué)生還要利用業(yè)余時間上網(wǎng)查閱資料，討論和擬定實驗方案，設(shè)計番茄幼苗的培養(yǎng)裝置，實驗材料的培養(yǎng)與養(yǎng)護、藥品的配制、儀器的清洗、調(diào)試等。教師起一個幫助者，協(xié)助者，檢查者的作用。

3.3.3 做好組織管理與過程監(jiān)控 幫助學(xué)生分組，分組時遵行組內(nèi)異質(zhì)，組間同質(zhì)，以保證每一小組能及時完成相關(guān)項目任務(wù)。具體按每4位同學(xué)為一小組，每一小組內(nèi)設(shè)置一名小組長，負責(zé)匯報實驗進行情況及遇到的問題。教師通過QQ或郵箱形式隨時答疑解惑。對有關(guān)實驗設(shè)計，要求學(xué)生事先查閱資料，寫出方案，審核通過后，進行實施。如逆境條件下對番茄幼苗生理指標(biāo)的影響這個項目時，有的學(xué)生設(shè)計出鹽脅迫、干旱脅迫、低溫脅迫等，這樣分析問題，解決問題的能力得到了大幅度的提升。對常規(guī)儀器如電子天平、容量瓶、離心機、分光光度計等的使用采用集中培訓(xùn)小組長，糾正操作錯誤和不規(guī)范，再由小組長去糾正其他同學(xué)的操作錯誤。對復(fù)雜的光合儀器進行集中講解原理和操作。小組進行實驗數(shù)據(jù)測定的時候提前到實驗室進行預(yù)約。教師在學(xué)生實驗操作時進行巡視，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，這樣學(xué)生在項目的驅(qū)動下，主動能動性得到了很好的發(fā)揮，積極性高，責(zé)任心強，分析問題，解決問題及協(xié)作能力也得到大幅度提升。

3.3.4 項目評價 作為項目驅(qū)動教學(xué)模式改革和實施的一項內(nèi)容，項目教學(xué)質(zhì)量的考核與評價占有重要的地位，在制定對應(yīng)考核評價內(nèi)容時需將學(xué)生的實踐能力評價和最終結(jié)果相結(jié)合[11]。由于植物生理學(xué)實驗特點，有的材料需要培養(yǎng)，有的材料需要處理，處理后也須培養(yǎng)一段時間，因此實驗過程顯得非常重要，將直接影響實驗進程及結(jié)果。再加上項目驅(qū)動實驗教學(xué)采用的集中與開放性教學(xué)相結(jié)合，因此考核評價中采用結(jié)果性和過程性考核相結(jié)合，避免僅以實驗心得和小論文成績來評定。學(xué)生的最終成績由4項組成，如表2所示。

4 結(jié)語

實踐證明，倡導(dǎo)項目驅(qū)動實驗教學(xué)能真正激發(fā)學(xué)生對植物生理學(xué)實驗的興趣，啟發(fā)學(xué)生對植物生理的研究思路。既訓(xùn)練了學(xué)生的操作技能，掌握了研究植物生理學(xué)的方法和手段，更有利于培養(yǎng)學(xué)生獨立開展實驗工作的能力、合作協(xié)作及創(chuàng)新能力，大幅度地提升了植物生理學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量。

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（責(zé)編：張宏民）