植物形態(tài)解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)的完善與思考

王曉飛 黃有軍

（浙江農(nóng)林大學(xué)林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院 浙江·杭州 311300）

植物學(xué)課程是生物類、農(nóng)學(xué)類、林學(xué)類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程之一，對相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)起著極為重要的作用。植物學(xué)課程一般都在大學(xué)一年級開設(shè)，是學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)和理解專業(yè)課程的基石。植物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是植物學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生驗(yàn)證和理解理論知識的重要途徑。植物形態(tài)解剖實(shí)驗(yàn)是植物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的核心內(nèi)容，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，有助于學(xué)生鞏固理論知識，但此過程學(xué)生多為被動(dòng)學(xué)習(xí)，自己動(dòng)手和思考的部分較少，無法滿足新時(shí)期對高校人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求。植物形態(tài)解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)成效的優(yōu)劣直接影響學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的興趣，從而影響后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的首要目的是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，重要任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生如何超越機(jī)械的知識學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)通過植物學(xué)研究方法探究科學(xué)問題。因此，本文針對植物學(xué)形態(tài)解剖實(shí)驗(yàn)體系中存在的問題，從調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、利用顯微互動(dòng)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和科學(xué)設(shè)定考核體系等方面，對如何提高植物形態(tài)解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和效果進(jìn)行了探討，并在教學(xué)實(shí)踐中得到了驗(yàn)證，效果顯著。

1 現(xiàn)有植物形態(tài)解剖實(shí)驗(yàn)體系中存在的問題

植物學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的課程，相比野外的植物學(xué)實(shí)習(xí)，植物學(xué)實(shí)驗(yàn)尤其是形態(tài)解剖實(shí)驗(yàn)部分較為枯燥，學(xué)生的興趣不濃，剖析原因主要有以下幾個(gè)方面。

（1）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。植物學(xué)形態(tài)解剖部分為12個(gè)學(xué)時(shí)；內(nèi)容包括顯微鏡的使用，臨時(shí)制片技術(shù)，植物細(xì)胞和組織，營養(yǎng)器官（根、莖、葉）和繁殖器官（花、果）的觀察和結(jié)構(gòu)識別。[1]由于受取材的限制以及石蠟制片周期長，實(shí)驗(yàn)課程以永久切片為主，為基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，多數(shù)學(xué)生對觀察永久切片積極性不高。

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一。植物學(xué)形態(tài)解剖部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要通過教師操作示范，學(xué)生單人操作觀察為主。因?qū)嶒?yàn)操作空間有限，只有部分同學(xué)能看清教師的示范過程，多數(shù)學(xué)生不能很好的觀摩示范過程。使部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中自行摸索，導(dǎo)致學(xué)生完成報(bào)告時(shí)間差異很大。教師在課堂上僅能對個(gè)別學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，對學(xué)生的整體情況了解有限。而實(shí)驗(yàn)報(bào)告需要繪圖，因解剖結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，繪圖占用大量時(shí)間，學(xué)生思考時(shí)間少，且少部分同學(xué)對繪圖有抵觸心理，存在直接臨摹書上的圖片或隨便敷衍了事，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不佳。

（3）師生之間缺少交流。學(xué)生根據(jù)課程表和教學(xué)日歷安排到指定實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，撰寫提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，與教師的交流僅局限于實(shí)驗(yàn)課堂內(nèi)。缺少課前溝通，讓學(xué)生提前了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)過程；缺少課后反饋環(huán)節(jié)，學(xué)生上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告后對實(shí)驗(yàn)報(bào)告中存在的問題不能及時(shí)得到反饋。

（4）考核體系過于單一?，F(xiàn)有的考核體系中，實(shí)驗(yàn)成績僅依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)生之間的區(qū)分度不明顯，也不能很好的反映學(xué)生動(dòng)手能力、分析和解決問題能力以及創(chuàng)新能力。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索和實(shí)踐

在當(dāng)前信息時(shí)代背景下，高等學(xué)校教學(xué)改革的步伐加速，素質(zhì)教育全面推進(jìn)，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的作用愈加凸顯，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)，改革教學(xué)方法提高教學(xué)質(zhì)量是實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的重點(diǎn)之一。針對現(xiàn)在植物形態(tài)解剖實(shí)驗(yàn)體系中存在的問題，提出新時(shí)代背景下植物形態(tài)解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)完善的主要努力方向。

（1）調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維。實(shí)驗(yàn)教學(xué)突出學(xué)生的動(dòng)手能力，而植物形態(tài)解剖部分涉及到的組織結(jié)構(gòu)觀察應(yīng)樣品制備過程繁瑣，耗時(shí)長且取材受時(shí)間限制，往往無法讓學(xué)生親自動(dòng)手完成從取材、固定、包埋、切片和染色等一系列步驟。解決這一問題可以通過在每一次實(shí)驗(yàn)課程增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，采用徒手切片或滑走切片機(jī)制片，經(jīng)脫色和染色后進(jìn)行觀察。通過與石蠟制片類似的實(shí)驗(yàn)過程，使學(xué)生對制片技術(shù)有更深的理解。同時(shí)自然界中的植物種類繁多，決定了植物之間具有共性又有其物種特性，每次實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需圍繞基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)根據(jù)教師命題或自行提出問題，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，采集植物樣本進(jìn)行探究，在探究過程中理解不同植物形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)的異同。在實(shí)驗(yàn)課中，學(xué)生先通過典型代表物種永久切片的觀察完成基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，明確基本結(jié)構(gòu)，再通過臨時(shí)制片技術(shù)或滑走切片完成自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。[2]學(xué)生詳實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)過程，比對分析不同物種之間的形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)異同，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論差異的原因。通過自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對理論知識的理解超越知識本身，學(xué)會(huì)用探究的方式去認(rèn)識和研究客觀事物。

（2）利用顯微互動(dòng)系統(tǒng)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。傳統(tǒng)的植物學(xué)解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡單，學(xué)生只需觀察永久切片完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的繪圖非常耗時(shí)，出現(xiàn)個(gè)別學(xué)生不進(jìn)行顯微觀察，直接臨摹書上的圖片。這種方式影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)探索的求知欲。在植物形態(tài)解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)中充分運(yùn)用顯微互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)教學(xué)，[3]解決了單臺(tái)顯微鏡教學(xué)中不利于教學(xué)的很多問題，其互動(dòng)功能解決了實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生提問和教師教學(xué)精準(zhǔn)指導(dǎo)的問題，好的臨時(shí)裝片及永久切片能便捷地和所有同學(xué)共享，共性的問題可以及時(shí)得到解決；系統(tǒng)的圖像采集功能便于學(xué)生采集保存觀察的圖像，學(xué)生利用圖像完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)生更多的時(shí)間用于思考和分析而非繪圖，實(shí)驗(yàn)效果顯著提高。本校自2016 年引入顯微互動(dòng)系統(tǒng)，學(xué)生對永久制片以及自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)完成的制片的探究興趣明顯提升，采用新的系統(tǒng)，學(xué)生可最大限度地保留自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并及時(shí)將實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理成報(bào)告，直接在系統(tǒng)中提交給教師，同時(shí)學(xué)生也可以將自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果保留備份；教師可以更高效的全面掌控全班的情況，兼顧每一位學(xué)生。學(xué)生提交報(bào)告后，教師可以及時(shí)給予反饋，使學(xué)生在課堂內(nèi)便可以發(fā)現(xiàn)和解決問題，使得每一次實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量穩(wěn)步提升。

（3）充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，增強(qiáng)課前課后與學(xué)生的交流互動(dòng)。通過QQ、微信或釘釘建立課程群，教師提前將實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件、視頻或鏈接在群內(nèi)共享，將實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理等提前發(fā)布，以便于學(xué)生提前查閱資料，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)完成采樣，節(jié)約課堂時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)效率。課后教師挑選優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)報(bào)告，分享至群內(nèi)，學(xué)生可以及時(shí)收到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的反饋，便于學(xué)習(xí)鞏固。課前課后教師與學(xué)生的交流可以有效解決課時(shí)相對不足的問題，同時(shí)也讓學(xué)生對即將開展的實(shí)驗(yàn)做好充分的準(zhǔn)備，包括預(yù)習(xí)教材、課件、操作視頻等，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)完成取材，在過程中也可以隨時(shí)和教師交流。本校自2015 年，每個(gè)授課班級均建立植物學(xué)課程群，學(xué)生對課前資料的發(fā)布和課后報(bào)告的反饋滿意度高。學(xué)生對每一次實(shí)驗(yàn)課做到心中有數(shù)，提前預(yù)習(xí)課件，觀看操作視頻，為自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提供了更充裕的時(shí)間。學(xué)生在課前自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中存在疑惑的地方可以及時(shí)與教師在線討論，制定更為詳實(shí)可實(shí)施的方案。課后教師通過篩選優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)報(bào)告在群內(nèi)展示，使優(yōu)秀學(xué)生得到鼓勵(lì)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在不足的學(xué)生可以通過與優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)報(bào)告比對清楚的知道尚可改進(jìn)之處。

（4）科學(xué)設(shè)定考核體系，緊扣提高實(shí)踐教學(xué)能力的目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)成績除實(shí)驗(yàn)報(bào)告外，增加實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)理論等多方面對學(xué)生成績進(jìn)行綜合評定，從而實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)課程的全面評價(jià)，提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的重視程度及學(xué)習(xí)積極性。植物形態(tài)解剖部分主要以形態(tài)觀察為主，較為枯燥，以往學(xué)生在第一次實(shí)驗(yàn)課的時(shí)候興趣較高，后續(xù)實(shí)驗(yàn)課中興趣逐漸降低，不少學(xué)生存在敷衍情況。課前布置學(xué)生采用教師命題或自行發(fā)現(xiàn)問題并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，利用豐富的校園植物完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)部分以及實(shí)驗(yàn)操作部分進(jìn)行考核，采用小組討論，PPT展示，有效激發(fā)學(xué)生合作意識，鍛煉學(xué)生口頭報(bào)告能力，作為一種初步的科研訓(xùn)練，對學(xué)生日后開展創(chuàng)新訓(xùn)練有積極地促進(jìn)作用。同時(shí)利用課堂5-10 分鐘的時(shí)間，采用在線測試的方式對實(shí)驗(yàn)理論知識加以考核，強(qiáng)化學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，注意實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作。

3 結(jié)束語

提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果是一個(gè)需要長期研討的課題，需要結(jié)合學(xué)校校情和學(xué)生學(xué)情，針對性的進(jìn)行調(diào)整和完善。參與植物學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師在具體教學(xué)過程加強(qiáng)交流研討，不斷探索和完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系應(yīng)緊扣理論教學(xué)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行提升，使學(xué)生在大學(xué)一年級完成初步的科研訓(xùn)練體驗(yàn)。植物學(xué)是一門基礎(chǔ)課程，涉及專業(yè)較多，也要根據(jù)不同專業(yè)學(xué)生實(shí)際情況，結(jié)合學(xué)科發(fā)展特點(diǎn)，逐步設(shè)計(jì)體現(xiàn)專業(yè)特點(diǎn)的個(gè)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。[4]

植物學(xué)是一門傳統(tǒng)經(jīng)典課程，注重植物形態(tài)解剖和植物系統(tǒng)分類，隨著生命科學(xué)的飛速發(fā)展，新的技術(shù)新的理論層出不窮，應(yīng)結(jié)合研究前沿，增設(shè)基于植物形態(tài)解剖的研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際科研能力和創(chuàng)新能力。顯微制片是植物形態(tài)解剖的核心，也是生物類、農(nóng)學(xué)、林學(xué)類研究生必需具備的基本能力，可依托國家級省級平臺(tái)，讓學(xué)生參觀了解各種電子顯微鏡，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。同時(shí)要轉(zhuǎn)變師生角色，使學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)課堂的主體，教師負(fù)責(zé)答疑解惑，增強(qiáng)學(xué)生的參與程度，提高學(xué)生積極性和主動(dòng)性。開設(shè)校內(nèi)制片技術(shù)大賽，通過組隊(duì)參賽，提高學(xué)生的理論素質(zhì)，實(shí)驗(yàn)技能，組織能力，表達(dá)能力和創(chuàng)新能力。