“雙創(chuàng)”教育背景下植物學(xué)設(shè)計性實驗的實踐與思考

濮曉珍　徐文斌　黃剛　肖守德

【摘要】本文以“雙創(chuàng)”教育為目標(biāo)進(jìn)行了植物學(xué)設(shè)計性實驗的設(shè)計和實踐，旨在提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量。筆者根據(jù)自己多年的教學(xué)經(jīng)驗，就植物學(xué)設(shè)計性實驗的內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方法和考核方式等方面提出了一些實踐心得與思考。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)? 植物學(xué)? 設(shè)計性實驗

【中圖分類號】G64 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）49-0173-02

近年來，中宣部、教育部等均提出，高等院校要不斷創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，強(qiáng)化實踐育人環(huán)節(jié)，加強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，要把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿人才培養(yǎng)的全過程（張林等，2019）。課堂教學(xué)作為高校人才培養(yǎng)的主要方式，如何將“雙創(chuàng)教育”融入課堂教學(xué)，已成為高校人才培養(yǎng)不得不直面的問題（黃文娟等，2018）。植物學(xué)是生物各專業(yè)的主干基礎(chǔ)課程，一般在大一年級開設(shè)，植物學(xué)的理論知識和實踐可為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)、科研和工作奠定基礎(chǔ)（劉昀，2013）。實驗課程是植物學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的植物學(xué)實驗內(nèi)容以驗證性實驗為主，有助于學(xué)生鞏固理論知識和提高實驗技能;但此過程多為學(xué)生被動學(xué)習(xí)，學(xué)生自己動手和思考的部分較少，無法滿足新時期對高校人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求。因此，本文以“雙創(chuàng)教育”為目標(biāo)，在植物學(xué)實驗中設(shè)計一些綜合性開放性的實驗項目，此類項目的實施有助于學(xué)生形成獨立思考的意識，鍛煉學(xué)生活躍的科研思維，提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

一、設(shè)計性實驗的概念與特征

設(shè)計性實驗是指在教師的引導(dǎo)下，由學(xué)生利用所學(xué)的知識，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)和書籍資料等，自行設(shè)計實驗方案和內(nèi)容并獨立實施完成的一類綜合性的實驗。實驗過程包括查閱資料、設(shè)計方案、記錄和觀察、分析、比較和提出結(jié)論并最終形成書面實驗報告（段仁燕和涂云博，2009）。與傳統(tǒng)的驗證性實驗相比，首先，設(shè)計性實驗使學(xué)生參與到整個實驗過程當(dāng)中，學(xué)生始終是實驗活動的主體，有利于學(xué)生的實踐動手、獨立思考能力的鍛煉;其次，設(shè)計性實驗帶有一定的趣味性和研究性（畢建杰等，2007），不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲，還有利于學(xué)生養(yǎng)成主動探究的科學(xué)態(tài)度。最后，由于實驗內(nèi)容多，過程長，運用知識面廣，能給學(xué)生留有充分的發(fā)揮余地，且實驗最終的結(jié)論具有非唯一性，能大大拓展學(xué)生的思維空間，實現(xiàn)對學(xué)生“跳躍性”思維的訓(xùn)練，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識。近年來，越來越多的實踐證明，設(shè)計性實驗對提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識具有非常重要的意義。

二、設(shè)計性實驗的內(nèi)容設(shè)置

根據(jù)筆者多年來植物學(xué)解剖部分的教學(xué)經(jīng)驗，主要在植物形態(tài)解剖部分設(shè)置了2個設(shè)計性實驗，包括“植物器官臨時裝片制片技術(shù)與顯微結(jié)構(gòu)比較觀察”和“種子萌發(fā)與幼苗形態(tài)建成”。

“植物器官臨時裝片制片技術(shù)與顯微結(jié)構(gòu)比較觀察”實驗中，學(xué)生根據(jù)自己的興趣結(jié)合已有理論知識設(shè)計實驗?zāi)康?，選擇合適、典型的實驗材料，通過適當(dāng)?shù)呐R時制片方法，在光學(xué)顯微鏡下觀察植物的組織結(jié)構(gòu)、細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)及后含物等。整個實驗過程從選材、制作、觀察、拍照、記錄，以及過程分析與實驗總結(jié)都由學(xué)生獨立完成，切身體會植物結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性。

“種子萌發(fā)與幼苗形態(tài)建成”實驗中，從種子開始，由學(xué)生自主設(shè)計實驗方案和準(zhǔn)備相應(yīng)的實驗用具，根據(jù)自己興趣選擇實驗材料，通過查閱資料設(shè)置合適的種子萌發(fā)條件，并在萌發(fā)和幼苗形成過程中不斷調(diào)整和完善環(huán)境條件。期間要求對環(huán)境條件、植物生長狀況進(jìn)行觀察、測量，并隨時記錄和拍照。通過該實驗項目，學(xué)生能夠?qū)W會分析生長發(fā)育與環(huán)境因子的關(guān)系;而且培養(yǎng)長成的植株在后續(xù)實驗中還可觀察根、莖、葉的形態(tài)和解剖結(jié)構(gòu)，使學(xué)生進(jìn)一步了解植物體各器官的整體性和統(tǒng)一性。

以上2個實驗項目，要求學(xué)生所設(shè)計的實驗?zāi)康囊路f獨特，實驗意義要清晰明確，實驗方法和過程的實施不受限制，但要符合科學(xué)實驗的基本要求。教師通過有效的教學(xué)方法加以引導(dǎo)和啟發(fā)，學(xué)生在實驗實施中不斷挖掘新信息，并對之進(jìn)行整理和加工，形成可信的、具有一定意義的、富有創(chuàng)造力的實驗結(jié)果。

三、設(shè)計性實驗的教學(xué)方法

在整個教學(xué)過程中，教師要發(fā)揮好指導(dǎo)作用，并且通過運用合適的教學(xué)方法，保證實驗過程的高效進(jìn)行。例如，（1）引導(dǎo)式教學(xué)。整個實驗過程雖然由學(xué)生獨立完成，但不能缺少教師的引導(dǎo)環(huán)節(jié)。畢竟大一學(xué)生的知識儲備有限，查閱信息能力不足，獨立思考意識欠缺，需要教師在適當(dāng)?shù)臅r候給予正確引導(dǎo)，才能避免學(xué)生在走了較多彎路時喪失信心，失去對后續(xù)實驗的興趣和耐心;而且在教師的啟發(fā)與引導(dǎo)下，學(xué)生求知欲越來越強(qiáng)，學(xué)生會主動去思考和探索未知，并開始大膽假設(shè)。（2）討論式教學(xué)。設(shè)計性實驗持續(xù)時間長，運用的知識較為廣泛，且實驗過程相對復(fù)雜，這就需要組織學(xué)生進(jìn)行分組討論，交流實驗心得，分享成功經(jīng)驗，這不僅讓學(xué)生認(rèn)清自己的不足，更重要的是在這種相對自由、開放、平等的交流環(huán)境中，同等能力水平的學(xué)生之間思維火花的碰撞，會讓學(xué)生的思維更加活躍。（3）鼓勵式教學(xué)。有些設(shè)計性實驗的結(jié)果是可預(yù)知的，但試驗方法和結(jié)論是非唯一的，要鼓勵學(xué)生在實驗過程中大膽嘗試、多維思考，敢于質(zhì)疑，對于實驗中出現(xiàn)的未知情況敢于猜測并實施驗證，構(gòu)建大實驗中的小實驗。經(jīng)過這樣的思維鍛煉，學(xué)生的認(rèn)知能力不斷提高，觀察、認(rèn)識世界的能力增強(qiáng)，能夠從平凡、普通的事物或事件中找到創(chuàng)新點或突破口。

四、設(shè)計性實驗的考核方式

設(shè)計性實驗的考核方式不僅要反應(yīng)出學(xué)生實踐動手能力，還要體現(xiàn)其創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。實驗成績由三部分組成，第一部分為實驗操作技能考核。本部分包括操作方法是否正確、儀器的使用是否規(guī)范，操作是否嫻熟、步驟是否清晰等，占比20%。第二部分為分析問題能力考核。本部分主要考查學(xué)生對待實驗的態(tài)度是否積極主動，是否善于發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，對于出現(xiàn)的問題是否善于動腦思考并提出有效的解決辦法，能否提出新穎的結(jié)論或?qū)嶒灲Y(jié)論提出獨特的見解等，占比30%。第三部分為實驗完成度考核。本部分主要考查學(xué)生對研究內(nèi)容的完成情況、研究方案的合理性及實驗報告的撰寫情況等。為鼓勵學(xué)生創(chuàng)新，教師可以對有創(chuàng)新點的設(shè)計方案和獨特的設(shè)計思路適當(dāng)加分，同時為了避免學(xué)生間相互抄襲，可把雷同的方案適當(dāng)減分，該部分占比50%。

結(jié)束語

從教學(xué)實施情況來看，開放性實驗項目的設(shè)置可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實踐動手能力和自主探索能力，對學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)起著積極的作用。但在實踐過程中也暴露出一些問題，如由于實驗時間較長、內(nèi)容較多，需要學(xué)生花費較多時間和精力去完成，個別學(xué)生表現(xiàn)出不積極和應(yīng)付的心態(tài)，極個別學(xué)生甚至有消極情緒;整個實驗過程并非每個步驟都有教師親臨指導(dǎo)和監(jiān)督，個別學(xué)生實驗結(jié)果不真實，出現(xiàn)“湊數(shù)據(jù)”、“虛報實驗結(jié)果”的現(xiàn)象。因此，在今后的教學(xué)過程當(dāng)中還應(yīng)加強(qiáng)對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的教育。

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