設計教學活動，助力研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

摘 要：文章結合本科生課程植物生理學和研究生課程高級植物生理學的教學實際，淺談通過設計教學活動，有效地銜接和貫通本科與研究生階段植物生理學的相關知識點，并在教學活動過程中，重點培養(yǎng)本科生的自主學習能力、科研實操能力以及觀察分析能力、解決問題能力，助力研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

關鍵詞：植物生理學;教學活動;創(chuàng)新能力;培養(yǎng)

中圖分類號：G643.0;Q945 文獻標識碼：A 收稿日期：2020-02-15 文章編號：1674-120X（2020）17-0056-03

目前我國研究生人數(shù)居全世界第二，2019年9月29日，教育部網(wǎng)站數(shù)據(jù)顯示：2018年全國在校研究生273.13萬人，全國畢業(yè)研究生60.44萬人。研究生在推動我國社會發(fā)展等許多方面發(fā)揮了重要的作用，但研究生培養(yǎng)過程中顯現(xiàn)出的一些問題也亟須解決，其中針對理工科類研究生的培養(yǎng)最突出的問題是忽視了其創(chuàng)新能力。

研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與研究生自身創(chuàng)新意識、導師水平、學校創(chuàng)新平臺及研究生培養(yǎng)機制密切相關。而在培養(yǎng)機制這一環(huán)節(jié)，筆者認為要培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力的研究生，在專業(yè)課程的設置上，應考慮本科階段與研究生階段相關專業(yè)課程內容的有序銜接，并且能緊跟學術研究前沿與熱點。換句話說，研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高離不開本科階段相關專業(yè)課程知識的鋪墊及一些先導性的科研素養(yǎng)的培養(yǎng)。

植物生理學和高級植物生理學分別是植物學、農(nóng)學相關專業(yè)學生在本科階段和研究生階段需要學習的課程。在本文中，筆者將結合近些年教授上述兩門課程的教學感悟，淺談如何在本科階段植物生理學教學過程中，針對不同知識點，采取有針對性的教學方法，設計適宜的教學活動，銜接和貫通本科與研究生階段的知識點，引導、培養(yǎng)學生的自主學習能力和相關科研素養(yǎng)，助力研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

一、知識競賽和主題演講，變被動學習為主動學習

時下，有相當數(shù)量的研究生選擇讀研，其最原始的出發(fā)點并非是緣于對本專業(yè)濃厚的興趣，相反，是由于暫時逃避就業(yè)或不能直面嚴峻的就業(yè)現(xiàn)實。因此，他們在開啟讀研生涯時，往往沒有明確的學習目標，沒有強烈的探究精神，也缺乏培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力的意識。另外，由于在小學階段養(yǎng)成了被動學習的習慣，這些學生很難在本科階段改變這樣的學習習慣，甚至在研究生階段依然會下意識地沿用過去的學習習慣。然而，自主創(chuàng)新意識恰恰是研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的首要前提。所以，在本科階段講授一些與研究生階段知識密切相關的課程時，任課教師如果能夠注重對學生自主學習能力及一些先導性的科研素養(yǎng)進行培養(yǎng)，將會在一定程度上改變這部分學生讀研后自主創(chuàng)新能力薄弱的局面。

筆者據(jù)此選擇大學教材《植物生理學》中植物生長物質一章，采用知識競賽和主題演講兩種方法（不同教學年級）進行本科階段的教學：其一，是因為學生在中學已經(jīng)接觸過植物生長物質中有關生長素的部分知識，有前期基礎;其二，是因為有關植物生長物質的知識不僅是本科植物生理學課程的重點內容，也是植物學、農(nóng)學相關專業(yè)研究生學習和研究高級植物生理學課程的前沿領域;其三，是因為教師指導學生備戰(zhàn)知識競賽和主題演講，可以更好地調動學生的學習興趣，幫助他們自主學習本章節(jié)知識，并以點帶面，帶動學生養(yǎng)成自主學習課程其他知識點的習慣;其四，是因為這樣的教學方式便于一些有志于繼續(xù)攻讀研究生的學生在任課教師的引導下提前在本科二年級或三年級（因植物生理學在本校是大學二年級或三年級開設的一門專業(yè)必修課）時就養(yǎng)成主動了解的習慣，掌握未來考研所需專業(yè)課程相關拓展知識，及時掌握專業(yè)研究熱點及動態(tài)，實時拓寬知識面，實現(xiàn)本科與研究生階段學習的有效貫通和延伸。

（一）知識競賽具體操作流程

1.賽前組隊

賽前三周請學習委員以宿舍為單位對全班同學進行分組，采用抽簽形式，即抽到相同數(shù)字的兩組為競賽時互相對決的競賽組;同時，請其他班委成員負責競賽時的時間提醒和現(xiàn)場拍照及錄制小視頻等工作。以宿舍為單位組成競賽組，目的是促進學生在課余合理地利用宿舍這個小家庭中共同相處的時間，互相幫助、共同學習，取長補短，這將有助于學生的個人成長，有助于其團隊協(xié)作精神的培養(yǎng)。

2.設計競賽試題

在競賽組隊的同時，教師根據(jù)教學內容，結合學生實際，推送可供學生參考查閱的教材內容、中外文文獻、相關微信公眾號及網(wǎng)上慕課視頻資源等，并且設計好難度、知識覆蓋面基本相同的競賽試題庫。

3.制定具體競賽章程

比賽現(xiàn)場各競賽組抽簽確定競賽試題。因為沒有搶答器，所以采用筆試方式，每組均給予1分鐘的準備時間，正式筆試時間為5分鐘，各組成員共同答題，答題時間截止時，由工作組的學生提醒，兩組交換答題紙;之后，教師以PPT形式給出該組競賽試題、試題答案解析及判分標準，兩組成員據(jù)此交換批閱，其他還未參賽的學生觀看PPT;批閱結束后，任課教師核查批閱是否規(guī)范，計分是否準確，核查無誤后，板書已競賽兩組學生的成績，并講解該組的競賽試題。依此操作流程，結束所有競賽組的競賽，同時請競賽工作小組的學生全程拍照或錄制簡短視頻。

競賽結束時，根據(jù)各組得分的高低排序，評出一等獎、二等獎及三等獎，同時設立鼓勵獎，頒發(fā)獎品。將各組競賽答題紙及照片、短視頻保存?zhèn)錂n。

（二）主題演講具體操作流程

1.主題

植物激素與植物的生長發(fā)育。

2.競賽主旨

團隊合作、主動學習。

3.活動實施辦法

于學期伊始，將全班學生每兩人分為一組，可以不按學號，自由組合，每小組選出主題演講學生1名，負責課堂現(xiàn)場演講，并根據(jù)學生人數(shù)，設定演講時長范圍，一般為5～10分鐘，請各組學生做好準備。

每組學生根據(jù)活動主題，細化確定本組要演講的題目，并將演講內容制作為PPT，同時提交演講內容的講稿。該項工作請學習委員于演講前收齊上交任課教師。

演講當天由任課教師隨機抽取學生學號，選出9～10名學生組成評委會，從現(xiàn)場演講的表現(xiàn)（占總分50%）、PPT制作（占總分30%）及講稿內容（占總分20%）三個方面，現(xiàn)場打分，評分時去掉一個最高分和一個最低分，其余評委分數(shù)求和后計得平均分，演講完一組，現(xiàn)場公布一組成績。整個比賽結束后，再根據(jù)各組得分高低，評出一等獎、二等獎及三等獎，同時設立鼓勵獎，頒發(fā)獎品。

在整個知識競賽和主題演講過程中，從備戰(zhàn)到現(xiàn)場比賽，學生的學習興趣被充分調動起來，能夠積極主動備戰(zhàn)，每組學生組內分工明確，取長補短，主動配合，學習教材知識、查閱課外文獻等資料，力爭在課堂知識競賽和主題演講環(huán)節(jié)取得優(yōu)異成績。

課堂靈活采用知識競賽和主題演講的方式進行教學：一方面，能夠激發(fā)學生的學習興趣，引導、培養(yǎng)本科生自主學習的能力，而主動學習的能力是學生在大學階段、研究生階段乃至今后工作中需要永久保持的一種學習、工作能力;另一方面，能夠幫助他們熟練掌握查閱專業(yè)文獻、閱讀分析專業(yè)文獻的方法，培養(yǎng)他們的團隊協(xié)作能力，鍛煉他們的口頭表達能力，并為有志于攻讀研究生的學生提前儲備所必需的一些基本技能。

二、思維導圖繪制，激發(fā)創(chuàng)意，平衡邏輯與想象

在學習過程中，理想的學習狀態(tài)應該是學生能夠一邊聽講，一邊經(jīng)過自我梳理、加工，構建起立體的知識框架體系（即知識不是靜靜地睡在書本、筆記本上的文字、符號，而是合上書本后，可以在需要的時候呼之即出，隨時出現(xiàn)在眼前的、存在于大腦中的規(guī)律跳動的文字和符號）。而繪制思維導圖，是利用記憶、閱讀、思維的規(guī)律，協(xié)助學生在科學與藝術、邏輯與想象之間平衡發(fā)展，充分利用左右腦的機能，關聯(lián)已有的專業(yè)概念和知識，建立彼此間的聯(lián)系，不斷完善知識點的聯(lián)結、組塊，使其立體結構化，從而建立完整的知識結構，方便使用時將各個分支上的知識點勾連、擴散、放大的一個行之有效的學習方法。

光合作用是目前生命科學、農(nóng)學等相關科學研究領域中的重點“前沿陣地”，也是大學教材《植物生理學》中非常重要的一章，占該教材四分之一的篇幅。雖然學生在中學階段簡單了解過光合作用的基本過程及影響光合作用速率的環(huán)境因素，但中學所學的知識僅僅是揭開了光合作用的扉頁。此外，從1771年人們開始系統(tǒng)研究光合作用至今已有200多年的歷史，其間，一些經(jīng)典的研究案例及很多新的研究成果，也需要教師在本科階段植物生理學課程教學和研究生階段高級植物生理學課程教學中適時融入教學。

因此，筆者曾以光合作用這一重點章節(jié)為試點，于學生學習之初，向學生布置繪制本章思維導圖的學習任務，要求學生學習完本章，結合教材及相關推送的隨堂必讀文獻資料，通過自我梳理、歸納相應知識點，繪制完成本章知識點思維導圖（可以是手繪，也可以借助軟件繪制）。通過思維導圖的繪制，一方面，學生能夠學習思維導圖的繪制方法，鍛煉發(fā)散性思維和邏輯思維，掌握高效的學習方法，激發(fā)更多創(chuàng)意。而無論是邏輯思維還是發(fā)散性思維，都對他們未來選擇繼續(xù)攻讀研究生具有非常重要的作用。而創(chuàng)意，與一個人創(chuàng)新能力的強弱則更具顯著的相關性。另一方面，結合班級活動進行導圖評比，學生在評比的過程中等于完成了知識的二次加工、整理、交流，并能取長補短，實現(xiàn)平面知識的立體化，令存儲于大腦的知識變得簡單、系統(tǒng)和明晰。

三、圍繞主要研究領域，設計實驗方案，鼓勵合作探究

植物生理學實驗內容過去一般由一個一個單獨的驗證性實驗組成。每個實驗內容均為某一代謝過程的一個生理指標的測定，課程知識點之間缺乏有機聯(lián)系，不利于學生通過具體操作系統(tǒng)地掌握和應用所學理論知識及實驗技能。而善于將所學知識進行高效系統(tǒng)關聯(lián)，并從中發(fā)現(xiàn)、找出規(guī)律，提出問題，解決問題，也是未來攻讀研究生所必備的學習技能之一。

近年來，筆者在實際的植物生理學實驗教學過程中，依據(jù)現(xiàn)有實驗條件，嘗試通過開始綜合設計實驗將植物生理學理論知識點與相關科研研究領域有機串聯(lián)起來，鼓勵小組合作探究;同時，積極鼓勵學生結合日常生活中觀察到的一些現(xiàn)象，從中提出與植物生理學相關的研究問題（只要現(xiàn)有實驗室條件能夠滿足，就納入備選研究題目），要求學生以宿舍為單位組成研究小組，根據(jù)所選題目，在指定的參考實驗教材中查閱相關實驗原理，設計切實可行的實驗方案，確定測定指標。教師利用課余輔導答疑時間，檢查方案，提出修改意見;學生修改完善后，教師再次審核;無誤后，開始正式實驗研究，根據(jù)具體研究方案，小組學生一起完成每一步實驗研究內容;最后，分析數(shù)據(jù)、繪制圖表，撰寫實驗報告及心得。

通過多年的探索，雖然開設設計實驗大大增加了任課教師的工作量，但是絕大多數(shù)學生都表現(xiàn)出較大的熱情，因為在一個較為漫長的研究探索過程中，他們可以更主動、更全面地去參與，從配制實驗所需試劑，培養(yǎng)試驗材料，到每一步實驗操作，再到分析數(shù)據(jù)、繪制圖表、撰寫報告，他們鍛煉的是從事生物科學相關研究的各個環(huán)節(jié)所需具備的能力。一些學生也由此加入教師的課題團隊，并積極申報了不同級別的大學生創(chuàng)新項目。

學生在完成上述全部綜合設計實驗過程的同時，一方面培養(yǎng)了自身的科研素養(yǎng)，另一方面也擁有了難得的團隊成員間高效協(xié)作、配合的磨煉機會。而這兩方面的能力——科研實操和團隊協(xié)作能力，都是未來有志于攻讀研究生的學生所不可或缺的基本技能。

四、回歸育人本真，“授業(yè)、解惑”，更要“傳道”

不論是哪個階段的教育，筆者認為都應該包括知識傳授、能力培養(yǎng)和價值塑造三個環(huán)節(jié)。完成了上述1～3部分相關教學活動后，學生基本經(jīng)歷了知識傳授和能力培養(yǎng)的過程。然而，教育不僅僅是“授業(yè)、解惑”，更要“傳道”。

而“傳道”的教學方法有多種，可以細化到每一位教師日常工作生活中的一言一行，也可以具體到某一教學內容有溫度的精心設計。筆者在此談談在植物生理學教學中如何有效利用科學史，幫助學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，在學習過程中實現(xiàn)個人人文情懷、思辨能力、理想信念、價值取向、社會責任、使命擔當、國際視野等方面的提升。

學科史的學習，簡言之，就是幫助我們了解相關學科的萌芽、誕生、發(fā)展的歷程。有針對性地搜集較為全面的本學科的學科史，并在實際課堂教學過程中，結合各章節(jié)教學內容，有針對性地適時以課上或課下學習的方式導入，可以幫助學生在一定程度上實現(xiàn)古今貫通、中外貫通和文理貫通。所以，一直以來，筆者在課程教學中，力求通過注重文理貫通，提升學生的人文素養(yǎng);注重中外貫通，開闊學生的知識視野;注重古今貫通，幫助學生知曉研究歷史。而上述三個貫通的實現(xiàn)，也是我們在教育的過程中以育人為本，幫助學生樹立正確的“三觀”不可或缺的環(huán)節(jié)。

筆者認為，一門課程中的緒論都承載著提綱挈領概述一門學科的重要任務。因此，在植物生理學課程緒論部分的教學時，教師可結合古今中外，從植物生理學這一學科在其萌芽階段、產(chǎn)生及發(fā)展過程中涌現(xiàn)出的一位位杰出的科學家，一樁樁為探明真相而進行的科學研究事件，一本本記載著作者研究心血的論著，一個個推動農(nóng)業(yè)發(fā)展的偉大科學研究成果中挑選經(jīng)典案例，環(huán)環(huán)相扣地介紹植物生理學的產(chǎn)生、發(fā)展歷程，適時安排討論，激發(fā)學生學習本專業(yè)的熱情與興趣。課下，學生的閑暇時間較多，所以可結合班級活動，組織全班學生進行相關學科史素材的閱讀、交流（可以是書評或其他方式）。讓熠熠生輝的歷史長河中的這些人物或事件成為每一個有志于學習的學生最好的“生長促進劑”。

五、結語

2012年2月28日，國務院學位委員會第二十九次會議上關于《全面提升學位與研究生教育水平》的重要講話中就提到研究生教育的關鍵是創(chuàng)新人才培養(yǎng)。研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)是國家高級人才培養(yǎng)的重點，被國家作為重點工作來抓。百年大計，教育為本;教育大計，教師為本。大學的核心使命是人才培養(yǎng)，專業(yè)教師的道德、文化以及能力水平等直接影響著我們所培養(yǎng)的學生的質量。因此，從細節(jié)處著眼，對教授相關專業(yè)課程的每一位普通高校教師來講，如何在本科階段有針對性地做好知識傳授與能力培養(yǎng)的鋪墊工作，在此過程中有意識地、有計劃地引導、培養(yǎng)本科階段的學生的自主學習能力、科研實操能力以及觀察分析解決問題能力。同時，做好科學合理地有效銜接本科與研究生階段知識傳授上具有前后延續(xù)的各門專業(yè)課程的教學工作，采用恰當?shù)氖谡n方法，提高高校本科生與研究生課程教學質量和教學效果，應是助力提高我國研究生尤其是理工科研究生創(chuàng)新能力的關鍵所在。

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作者簡介：梁新華（1974—），女，教授，博士研究生，研究方向：植物生理學。