植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

李華 薛瑞麗 汪月霞 李海霞 袁志良

[摘 要] 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)除了對(duì)理論知識(shí)的驗(yàn)證，還應(yīng)啟發(fā)學(xué)生對(duì)相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域的思考和探索。但長(zhǎng)期以來(lái)由于“灌輸式”的教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容缺乏設(shè)計(jì)，考核模式單一等問(wèn)題，導(dǎo)致學(xué)生積極性不高，創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足。因此，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方法及考核方式等方面對(duì)植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，以增強(qiáng)學(xué)生興趣，提高學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力，助力學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞] 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)方法;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

[基金項(xiàng)目] 河南省高等學(xué)校優(yōu)秀基層教學(xué)組織建設(shè)項(xiàng)目“植物生理學(xué)基層教學(xué)組織”（2019-26）;河南農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目“植物生理學(xué)線上線下混合式金課教學(xué)模式探究”（2019-37）

[作者簡(jiǎn)介] 李 華（1985—），女，四川射洪人，理學(xué)博士，碩士研究生導(dǎo)師，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副教授，主要從事植物逆境生理與分子生物學(xué)研究;薛瑞麗（1977—），女，河南許昌人，農(nóng)學(xué)博士，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院講師，主要從事植物逆境生理研究;汪月霞（1980—），女，安徽安慶人，理學(xué)博士，碩士研究生導(dǎo)師，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副教授，主要從事植物逆境分子生物學(xué)研究;李海霞（1972—），女，河南輝縣人，農(nóng)學(xué)碩士，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，主要從事植物生理生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理研究。

[中圖分類(lèi)號(hào)] G64? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）40-0184-02? ? [收稿日期] 2020-04-08

隨著高校教學(xué)改革的深化，“基礎(chǔ)厚，實(shí)踐強(qiáng)，能創(chuàng)新，素質(zhì)高”的創(chuàng)新型人才成為高校培養(yǎng)大學(xué)生的目標(biāo)。同時(shí)，隨著《植物生理學(xué)》的不斷發(fā)展，出現(xiàn)許多新的理論和技術(shù)方法，學(xué)科內(nèi)容也在不斷更新。原有的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式已不能完全適應(yīng)新的教學(xué)要求，為了適應(yīng)學(xué)科的發(fā)展，提高學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力，為社會(huì)培養(yǎng)更多的復(fù)合型創(chuàng)新人才，本校對(duì)植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革和創(chuàng)新。

一、改革教學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)生興趣

原有的植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式基本是“灌輸式”的模式，實(shí)驗(yàn)所需植物材料和試劑都由老師準(zhǔn)備好，上課時(shí)，學(xué)生也只需按著實(shí)驗(yàn)步驟操作完成即可，參與感不強(qiáng)，缺乏思考。因此，需要對(duì)整個(gè)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行改革。

首先，要求學(xué)生以實(shí)驗(yàn)組為單位參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)[1]，包括實(shí)驗(yàn)材料的培育、實(shí)驗(yàn)試劑的配制等。通過(guò)植物材料的培養(yǎng)，讓學(xué)生經(jīng)歷植物從種子到幼苗的生長(zhǎng)過(guò)程，可幫助其理解植物的生命活動(dòng)規(guī)律。在準(zhǔn)備試劑時(shí)，老師會(huì)為其講解各種試劑在實(shí)驗(yàn)中的用途，這樣學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)有了初步的了解，在上課時(shí)就能更好的理解實(shí)驗(yàn)原理和方法。

其次，基于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過(guò)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)已有一定了解，在實(shí)驗(yàn)課上老師可以提問(wèn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的學(xué)生[2]，讓學(xué)生來(lái)講解相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理和步驟，老師進(jìn)行必要的引導(dǎo)和補(bǔ)充，這樣可以極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和興趣，也能加深其對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解。

再次，隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代化電子教學(xué)手段也需應(yīng)用到植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來(lái)。可將所有實(shí)驗(yàn)課程拍攝成視頻，上傳到網(wǎng)上，供學(xué)生預(yù)習(xí)、操作、復(fù)習(xí)過(guò)程中使用[3]。針對(duì)一些較難、較易出錯(cuò)的步驟和方法以及昂貴儀器的使用等錄制微視頻發(fā)送到社交群，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中起提示和強(qiáng)調(diào)作用。

二、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和內(nèi)容

原有的植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)是在每一章節(jié)選取一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容銜接不強(qiáng)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏連貫性和整體性的認(rèn)識(shí)。因此，構(gòu)建了圍繞植物生長(zhǎng)發(fā)育為主線的植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容[4]。例如：實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為學(xué)生提供常見(jiàn)的小麥、玉米種子等，首先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)1“植物種子活力的測(cè)定”;待種子發(fā)芽后，進(jìn)行幼苗培育，生長(zhǎng)一周后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2“植物根系活力測(cè)定”和實(shí)驗(yàn)3“硝酸還原酶活性測(cè)定”;再生長(zhǎng)一周后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)4“葉綠素含量測(cè)定和分離”和實(shí)驗(yàn)5“植物光合速率測(cè)定”;實(shí)驗(yàn)4和5完成后，進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)，對(duì)植株進(jìn)行逆境脅迫處理（缺素、干旱、高溫、鹽、重金屬等），學(xué)生可以根據(jù)自己興趣設(shè)計(jì)不同處理，測(cè)定相關(guān)生理指標(biāo)如“丙二醛含量”“電導(dǎo)率”“脯氨酸含量”“超氧化物歧化酶活性”“過(guò)氧化物酶活性”等。

其次，原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“基礎(chǔ)性”“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)較多，通常都是以一種植物材料為樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但最后的測(cè)定結(jié)果是否準(zhǔn)確，說(shuō)明什么問(wèn)題，具有什么意義，學(xué)生無(wú)從分析。為此，通過(guò)引入多個(gè)處理組，將實(shí)驗(yàn)改為設(shè)計(jì)型和研究型為主的模式[5]，使學(xué)生能更加理解測(cè)定該生理指標(biāo)的目的意義，對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)也更加深刻。比如：種子活力的測(cè)定，可以將種子分別用赤霉素和蒸餾水預(yù)處理，讓學(xué)生比較不同處理方法下的種子活力，不僅對(duì)種子活性大小有判斷，也使學(xué)生掌握了赤霉素促進(jìn)種子萌發(fā)的理論知識(shí);植物光合速率測(cè)定可在不同光照強(qiáng)度、不同溫度條件下進(jìn)行，也可測(cè)定不同物種（C3和C4植物）的葉片光合速率等，這樣可以使學(xué)生將光合作用的影響因素、C3和C4植物光合作用的異同等理論知識(shí)聯(lián)系起來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

三、實(shí)驗(yàn)方法和手段精確化

植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)中有一些方法在現(xiàn)代科學(xué)研究和應(yīng)用中已很少使用，需要將這些測(cè)定方法更換。比如甲烯藍(lán)法測(cè)定根系活力，這種方法準(zhǔn)確性低，學(xué)生測(cè)得的結(jié)果甚至出現(xiàn)負(fù)值，應(yīng)更替為T(mén)TC法或萘胺法。硝酸還原酶活性的測(cè)定也應(yīng)優(yōu)先選擇離體法測(cè)定?？傊?，實(shí)驗(yàn)方法的選擇應(yīng)遵循有用、精確的原則。

此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)意識(shí)，應(yīng)盡量讓學(xué)生按照科研的標(biāo)準(zhǔn)去完成實(shí)驗(yàn)。比如，實(shí)驗(yàn)中加1mL、1.5mL甚至0.2mL小體積的樣品或試劑時(shí)不應(yīng)使用移液管，應(yīng)改用相應(yīng)量程的移液槍?zhuān)箤?shí)驗(yàn)結(jié)果更加精準(zhǔn)。另外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也應(yīng)做三次重復(fù)，并且要對(duì)結(jié)果進(jìn)行方差分析，可以讓學(xué)生明白科學(xué)實(shí)驗(yàn)中重復(fù)性的重要性，也可以培養(yǎng)他們數(shù)據(jù)處理的能力，從而為他們畢業(yè)實(shí)習(xí)的順利完成及研究生的考取打下良好的科研基礎(chǔ)。

四、考核方式多樣化

原有的考核方式多是上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告相互抄襲的情況較多，無(wú)法起到真正考核學(xué)生的作用，所以對(duì)實(shí)驗(yàn)考核體制的改革勢(shì)在必行。

對(duì)于植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)附屬于植物生理學(xué)課程的情況，可增加植物生理學(xué)在植物生理學(xué)課程考核中的比例，如30%。最終提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告也不以單個(gè)實(shí)驗(yàn)為單位，而是在學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)所有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綜合整理，以學(xué)術(shù)論文的形式提交，鍛煉其整體把握能力、分析能力。此外，實(shí)驗(yàn)報(bào)告也不再是單一的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，要求學(xué)生以照片或視頻的形式記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，最終制作成PPT或視頻資料提交，以此督促學(xué)生動(dòng)手操作。

五、結(jié)語(yǔ)

教學(xué)改革需要教師和學(xué)生的一起努力，教師要有革新的意識(shí)和創(chuàng)新的教學(xué)理念，學(xué)生要有學(xué)習(xí)的動(dòng)力和興趣，其次還需要相關(guān)硬件軟件設(shè)備的完善，因此，植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課的改革不是一朝一夕能夠完成的，是一項(xiàng)長(zhǎng)期的復(fù)雜工程。隨著教學(xué)的進(jìn)行，肯定還會(huì)碰到很多問(wèn)題，不管怎樣，我們都會(huì)不斷努力探索，逐步完善植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，助力創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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