探究式教學(xué)法在植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的應(yīng)用

李海云 吳冰潔 曹興 呂福堂 褚鵬飛

摘要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校教學(xué)體系的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)。文章以傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)“葉綠素含量的測定”為例，介紹了探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的具體做法。這種教學(xué)方式強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的主體地位，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作精神，提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：探究式教學(xué)法;植物生理學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：Q945;G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）51-0107-02

植物生理學(xué)是研究植物生命活動(dòng)規(guī)律及其與環(huán)境相互關(guān)系、揭示植物生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué)，是生物、農(nóng)學(xué)、園藝、園林、植物保護(hù)、生態(tài)、種子科學(xué)與工程及資源環(huán)境等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，同時(shí)也是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程。植物生理學(xué)分為理論教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可加強(qiáng)對理論知識(shí)的理解和掌握，提高理論課教學(xué)效果，還有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力及實(shí)驗(yàn)技能，提高綜合素質(zhì)，為畢業(yè)論文的順利完成奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。以教師為主體的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式顯然已經(jīng)不適于植物生理學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢和社會(huì)對人才培養(yǎng)的需求。因此，針對植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀和存在問題，我們通過引入探究式教學(xué)方法，建立以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

一、探究式教學(xué)法的概念

探究式教學(xué)法是由著名教育家施瓦布等倡導(dǎo)的，目前在教育界備受推崇的一種新式教學(xué)方法。該方法一改過去的“填鴨式”、“注入式”教學(xué)模式，而是以學(xué)生為主體，以“探究”為主線，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生積極主動(dòng)分析問題、解決問題，從而認(rèn)知和探索新知識(shí)，構(gòu)建知識(shí)體系，提高科學(xué)素養(yǎng)。

二、探究式教學(xué)法在“葉綠素含量的測定”中的應(yīng)用

“葉綠素含量的測定”是植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)中一個(gè)必做的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，根據(jù)葉綠體色素提取液對可見光譜的吸收，利用分光光度計(jì)在某一特定波長測定其吸光度，即可用公式計(jì)算出提取液中各色素的含量。

1.課前準(zhǔn)備。理論課講解光合色素時(shí)就以實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為基礎(chǔ)，引出“懸念”問題。學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣與愛好分組，分別完成下列任務(wù)：查找葉綠色含量測定有哪幾種方法，并分析比較它們各自的優(yōu)點(diǎn);同一植物不同葉位的葉片葉綠素含量是否一樣;同一葉片不同部位葉綠素含量是否一樣;傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法（研磨過濾法）實(shí)驗(yàn)原理步驟及注意事項(xiàng)的總結(jié)和講解;準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需儀器、用具及所需藥品的配置。這樣給學(xué)生提供探索機(jī)會(huì)和思維空間，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，從而有助于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

2.實(shí)驗(yàn)方案講解。根據(jù)前面學(xué)生的分組情況，每組隨機(jī)抽取一名學(xué)生用PPT或者板書講解各自的任務(wù)完成情況，由主講教師進(jìn)行歸納總結(jié)。引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)過程中的問題，如研磨時(shí)添加石英砂和碳酸鈣的目的，研磨時(shí)為什么要避光快速，取材時(shí)為什么去掉中脈，濾紙用什么液體潤濕，容量瓶是否可以用無色的替代棕色的，浸提法所用試管是否需要避光，比色時(shí)用什么液體做參比液，比色前浸提液為什么要混勻，實(shí)驗(yàn)過程涉及的數(shù)據(jù)哪些必須精確，哪些可以粗略估計(jì)，若提取液濃度太高怎么辦等等，這些問題都需要一定的知識(shí)積累以及積極認(rèn)真地思考，在這個(gè)過程中增強(qiáng)了學(xué)生獲取知識(shí)的自主性和探索性，也由此營造一個(gè)探究性學(xué)習(xí)的氛圍。

3.方案確定。采取分組實(shí)施，合作創(chuàng)新的方式。每次實(shí)驗(yàn)課分為8個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，每小組2人，根據(jù)自愿的原則，每個(gè)小組在傳統(tǒng)方法（Arnon分光光度法）的基礎(chǔ)上，增設(shè)SPAD法、直接浸提法或熱醇法，但一定要保證增設(shè)的3種方法每種都至少有一個(gè)小組實(shí)施。其中4個(gè)小組選用玉米不同葉位（頂部葉位和基部葉位）的葉片分別用不同方法測定，另外4個(gè)小組選取棉花同一葉位不同部位（葉尖和葉緣）分別用不同方法進(jìn)行測定，每小組對每種樣品用每種方法至少重復(fù)測定3次。這樣，學(xué)生能通過實(shí)驗(yàn)比較不同材料和不同提取試劑的差異性，讓學(xué)生開動(dòng)腦筋，積極思考。

4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作是實(shí)驗(yàn)成功的保障，在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中，指導(dǎo)老師隨時(shí)觀察并糾正學(xué)生的不規(guī)范操作，如玻璃器皿的洗滌，移液管、容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒、天平以及分光光度計(jì)的使用等等，還要指導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范的記錄和整理，這有利于培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能和認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，提高教學(xué)效果。

5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與討論。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組匯報(bào)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和出現(xiàn)的問題，匯總后進(jìn)行小組間的交流與討論，討論出現(xiàn)這些相同或不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因，以及由這些結(jié)果我們可以得出什么樣的結(jié)論。學(xué)生很快就展開積極的思考與討論，激發(fā)了學(xué)生強(qiáng)烈的探究興趣和求知欲。然后當(dāng)堂完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫，這些問題都要在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中用適當(dāng)?shù)姆绞奖磉_(dá)出來。

6.課后反饋。教師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過程中，除了在報(bào)告中把出現(xiàn)的問題進(jìn)行標(biāo)注指正之外，也把共性的問題（如寫作格式不對、表格不規(guī)范、結(jié)論不明確、分析不合理等）記錄下來，理論課上或下次實(shí)驗(yàn)課前抽時(shí)間反饋給學(xué)生，另外每班選擇1—2本寫得比較好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告拍照后發(fā)在班級(jí)QQ群或微信群里供同學(xué)們學(xué)習(xí)和參考。

三、教學(xué)效果

1.調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在探究式教學(xué)模式中，教師由講解者、示范者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)行為的引導(dǎo)者、協(xié)助者，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，看重學(xué)生探索新知識(shí)的經(jīng)歷和體驗(yàn)。他們都是根據(jù)自己的興趣參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、方案制訂、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的思考、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫等環(huán)節(jié)，主體地位得到充分體現(xiàn)，所以最大限度地調(diào)動(dòng)了他們的積極性。表現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫質(zhì)量大幅提升，理論課的成績也有明顯提高。

2.培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、方案制訂、結(jié)果匯總到討論都需要全體師生共同參與，不是一個(gè)人或一個(gè)小組單獨(dú)完成的。因?yàn)椴煌〗M采用的實(shí)驗(yàn)方法及取材有所不同，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果的匯總以及之后進(jìn)行的交流與討論就需要師生互動(dòng)、個(gè)人和小組互動(dòng)、小組與小組互動(dòng)，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作精神。

3.提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。本研究利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，把一個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為探究性實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供一個(gè)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題、自主獲取知識(shí)的機(jī)會(huì)。學(xué)生參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，不僅掌握了實(shí)驗(yàn)原理，理解了實(shí)驗(yàn)不同結(jié)果產(chǎn)生的原因，了解到植物葉片的葉綠素含量與采用的實(shí)驗(yàn)方法、植物的種類、葉位、葉片的不同部位以及環(huán)境等諸多因素有關(guān)，拓寬了學(xué)生知識(shí)的廣度和深度，也培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和探索意識(shí)。

四、結(jié)束語

通過對植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行探究式教學(xué)模式的探索與實(shí)踐，取得了較好的研究結(jié)果。隨著植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法的不斷發(fā)展更新，我們一定要不斷探索新的教學(xué)方法，樹立“以學(xué)生為本”的教學(xué)新觀念，使學(xué)生由被動(dòng)灌輸變?yōu)橹鲃?dòng)探索，提高學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力，從而為教學(xué)質(zhì)量的提高和高素質(zhì)人才的培養(yǎng)提供可靠的保障。

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