生物科學專業植物學實驗教學改革初探

鐵 軍，金 山，茹文明，張桂萍，秦永燕

(長治學院 生物科學與技術系，山西 長治 046011)

生物科學專業植物學實驗教學改革初探

鐵 軍，金 山，茹文明，張桂萍，秦永燕

(長治學院 生物科學與技術系，山西 長治 046011)

文章指出了傳統植物學實驗教學的特點和弊端，從改進教學方法、教學手段，更新、改進和優化實驗內容，增加綜合性和設計性實驗的比例，健全考核措施等方面對植物學實驗的改革進行了初步的探討。

植物學；實驗教學；考核方式；教學改革

植物學(Botany)是生物學專業的一門主干基礎課，也是一門實驗和實踐性很強的課程。實驗教學是植物學教學中一個重要環節，既是基礎理論知識的驗證，又是培養學生觀察、分析、創新能力和科研態度的一個重要手段[1]。隨著教育體制改革的不斷深入，應試教育已全面向素質教育轉化，設計性實驗在實驗教學中的比重逐年增加，打破了原來單純由教師規定實驗項目、內容，學生按部就班驗證實驗的傳統實驗模式，為學生發展提供了更廣闊的空間。在高等院校增開綜合性實驗和設計性實驗，是目前深化教學改革和培養具有創新型和應用型人才的需要，而建立一個科學、合理的評價體系又是實驗教學改革成功與否的關鍵[2]。

結合筆者十余年的教學經驗，文章指出了傳統植物學實驗教學的特點和弊端，從改進教學方法、教學手段，更新、改進和優化實驗內容，增加綜合性和設計性實驗的比例，健全考核措施等方面對植物學實驗的改革進行了初步的探討。

1 傳統植物學實驗教學的特點和弊端

在植物學教學中，傳統的教學模式大多是教師先在課堂上傳授知識，然后在實驗室里進行相關的觀察或實驗，以驗證課堂上所學的理論知識[3]。這種傳統的實驗教學模式一般具有以下特點和弊端。

1.1 實驗內容單一，驗證性實驗多，基本技能得不到提高

傳統植物學實驗教學目的偏重于驗證和鞏固課堂上所學的理論知識，致使實驗內容單一、驗證性實驗偏多。單一的內容無法激發學生上實驗課的積極性和主動性，學生的基本技能得不到提高，達不到實驗課的目的。學生只是完成了全部實驗過程的部分步驟，是部分過程性實驗。

1.2 教學方法和手段單調，學生主觀能動性得不到發揮

傳統的植物學實驗課都是課前實驗教師準備材料、藥品，上課時教師講述實驗目的和步驟，然后學生自行操作，最后寫出實驗報告[4，5]。在此過程中學生的角色幾乎沒有得到任何體現，其綜合能力自然也無法得到鍛煉！

1.3 考核方式不科學，高分低能現象普遍

傳統的植物學實驗課的考核成績是根據實驗報告的好壞給予打分。這種考核方式重結果輕過程，結果導致學生的實際能力無法得到提高。

2 提高植物學實驗教學質量的具體措施

針對實驗教學中存在的這些問題，必須轉變傳統教學觀念，提高植物學實驗教學的質量，以培養具有創新精神和創造力的人才為目標，建立新的實驗教學體系和實驗管理方式。

2.1 利用多媒體數碼顯微鏡互動系統開展實驗教學

顯微玻片的觀察歷來是解剖實驗的難點，教師只能通過指針逐個指導，教學語言與顯微玻片無法同他人共享[6]。多媒體顯微鏡互動系統解決了這一難題，實現了微觀結構大屏幕宏觀顯示。老師既可以對全體學生發出指令，還可以同時看到課堂上每個學生所觀察到的顯微圖象，隨時監督和運用語音對講系統對學生進行個別指導。這樣教學信息量大、指導效率高、易懂難忘。

2.2 增加綜合性實驗，提高學生的基本技能

傳統的植物學實驗中，學生大多只是完成實驗的部分步驟，是部分過程性實驗。例如學生觀察了很多植物結構的永久切片，但學生沒有參加制作永久切片的全部過程、也不會制作出好的永久切片。這種重結果輕過程、重接受輕參與的做法，使學生不僅沒有掌握科學研究的方法，不利于能力的培養[4]。因此，在實驗過程中，要有意識地把注意力從注重實驗結果轉移到實驗過程上來，增加一個石蠟切片的實驗，讓學生自己制作切片，從材料的培養到固定、抽氣、脫水、包埋、切片、脫蠟、染色、透明、封片，以及固定液、梯度酒精、染色液的配制，學生自己動手完成實驗的全部過程，從而在實驗的過程中掌握制作永久切片的方法。

此外，以比較解剖和野外資源調查為主要內容組成綜合性實驗，了解植物結構的差異性、物種的多樣性和資源的豐富性。主要內容包括：水生植物、旱生植物、鹽生植物的比較解剖；裸子植物、被子植物木材結構的比較解剖；調查晉東南地區的藥用植物、纖維植物、蜜源植物、野生蔬菜等資源；調查山西省特有、珍稀瀕危植物資源；通過這種綜合實驗與科研項目相結合的方法，增進了學生對大自然的熱愛之情，也增強了學生保護珍貴物種資源、保護生態環境的決心和意識。此外，調查漳澤水庫、濁漳河流域的藻類植物及水體污染狀況調查。學習藻類植物時，改進傳統的形態驗證方式，結合水體污染和環境破壞等因素，讓學生對某一水域(如漳澤水庫、濁漳河流域等)進行綜合調查。在實驗中，學生既能識別較多的藻類植物，又對該類群的生活環境、在生態系統中的功能等有較全面的認識和了解。

2.3 增加設計性實驗，提高學生的科技創新能力

傳統植物學實驗大多是觀察和驗證性實驗。學生在整個教學過程中只是觀察課本上所介紹的結構，把書本上的知識又在顯微鏡下驗證了一次。綜合性實驗使學生掌握了科學研究的方法，但學生并沒有參加任何科研的工作，所以還要增加設計性實驗，使學生親自參加到教師的科研工作中，體驗一項研究的全部過程[7]。

設計性實驗，又名探究性實驗或者研究性實驗。它是由教師可根據實驗室的設備和條件，確定多個研究方向，并將經典的植物形態解剖和系統分類的知識逐漸向植物生物學方向拓展，既鞏固了已學的知識，又為植物科學相關領域的學習奠定了基礎。學生可根據題目查閱參考文獻，尋找實驗原理，設計出實驗方案，經教師對方案進行科學性和可行性評估，寫出修改意見和建議后進行實施，最后讓學生在實驗課上完成部分或者全部操作，最后對實驗結果進行小組之間的交流和評價。如果在植物學課程教學計劃內來完成確有困難，也可通過開放實驗室和結合野外實習或參加教師的有關課題來完成。近年來，學校特別注意鼓勵培養學生積極探索植物的奧秘，參與科學研究。目前，在老師承擔的科研項目，“瀕危植物南方紅豆杉種群生態學研究”、“濁漳河流域濕地植物多樣性研究”、“沁源花坡亞高山草甸植物多樣性研究”、“山西歷山國家自然保護區植物瀕臨消失風險評估”、“南方紅豆杉種子浸提液對其它植物種子萌發與幼苗生長的影響”和“瀕危植物南方紅豆杉繁育系統構建和生殖機理研究”等課題中都有一批生物科學專業本生的參與。通過參與教師的科研活動，學生對本學科的研究范圍有了更深入的了解，明白植物學不不僅僅是結構與分類。同時對本學科的前沿有了一定的了解和掌握，為今后繼續深造奠定一定的基礎。

設計性實驗使實驗的過程成為學生自己探索的過程。經過設計性實驗，學生可以體驗和理解知識形成和發展的過程，培養學生的獨立思考能力和探究能力。設計性實驗對教師的要求進一步提高，教師必須進行科研工作，然后結合自己的研究項目，讓學生參加到科研中來。如果教師不從事研究的話，就不能很好地指導學生進行設計性實驗。

2.4 完善考核評價體系，注重實驗效果

實驗考試既是督促學生學習的手段，也是檢驗學生掌握所學知識和實驗技能的可靠方法，同時也是培養學生良好的實驗習慣、激發學生學習熱情的有效措施[8]。學生實驗是一項復雜的表現性活動，與之相適應的應該是明確的評定標準，靈活的評定方式以及有效的評定結果。以往對實驗課程的考核主要以實驗報告為主，學生輕視實驗教學現象比較突出，實驗前不預習，實驗過程不認真，實驗后抄襲實驗報告，學生曠課、遲到和早退現象時有發生，也未能真正掌握該門課的實驗技能，忽視了學生動手能力和實驗的育人功能，不利于學生的長遠發展，也無助于實驗效果的提高。為了改變這一局面，我們在實驗教學的考核中采取平時評價同期末考試成績并舉，操作技能、創新能力與綜合能力并重，過程評價與結果結合的實驗考核體系。平時成績包括出勤率、實驗預習、實驗結果、實習報告、實驗操作等，每次實驗單獨記分，其中實驗操作占50％，出勤率、實驗預習、實驗結果、實習報告等占50％，累計100分。我們嘗試對每堂實驗課給學生當場打分，根據學生實驗態度、操作表現和實驗結果給學生打分，這就避免了以往實驗報告千篇一律，互相抄襲結果的問題，更為公平合理，學生非常滿意，也因而更為重視實驗。鼓勵學生在實驗中有所創新，對于有創見的學生，成績從優。同時建立嚴格的考勤制度，我們規定，無論何種原因，無論請假與否，缺一次扣去該次實驗出勤分和實驗操作分。最終的實驗課成績是由平時成績加期末考試來計算，其中平時成績占50％，期末考試成績占50％。

實踐表明，通過考核評價體系的改革，增強了學生學習的責任感，學生也比過去更重視實驗課，避免了缺課現象的發生，學習的自覺性和積極性大大提高，促進學生知識、技能和創新意識的全面發展，強化學生動手能力，培養學生提出問題，獨立解決問題的能力，使考核成為達到教學目的的有效手段，學生反映比較公正，學習成績也比較真實的反應學生的能力。

3 小結

通過對生物科學專業植物學實驗課的教學改革，利用多媒體數碼顯微鏡互動系統開展實驗教學，把植物學實驗中部分驗證性實驗變成綜合性實驗、增加設計性實驗等嘗試，使學生掌握科學研究的方法，了解知識獲得的過程，鍛煉學生運用科學知識和科學方法解決問題的能力，不斷增強了學生的動手能力，培養學生的科技創造能力。改進植物學實驗課的考核方法，激發學生學習植物學的興趣，使學生把學到的理論知識運用到實踐中去，以期達到最佳效果。

總之，植物學實驗課的教學與改革是一項系統工程，它需要多方面的支持，在今后的實驗課教學中要制定好實驗技能達標考試標準，深入加強植物學實驗課的教學改革，充實和完善實驗課的內容和考試體系，進一步加強學生的動手能力和科技創新能力的培養。

[1]中國植物學會.中國植物學會70周年年會論文摘要匯編[C].北京：高等教育出版社，2003.

[2]段仁燕，涂云博.植物學實驗中設計性實驗的考核研究[J].實驗室科學，2009，(3)：55-57.

[3]張亞冰，喬琦，侯小改.植物學實驗教學中存在的問題及改革措施[J].高教論壇，2009，(2)：90-91.

[4]李志敏.植物學實驗考核體系的建立與實驗教學改革探索[J].云南師范大學學報，2001，2(3)：48-51.

[5]沈海銘.關于大學動植物學實驗教學模式的一些考慮[J].紹興文理學院學報，2000，20(5)：105-108.

[6]李雪梅.園林植物形態解剖實驗及實驗考試的改革[J].生物學雜志，2004，21(6)：51-52.

[7]周瓊，黎樺，盛玉萍，等.植物學實驗教學改革的探討[J].高教論壇，2003，(1)：85-87.

[8]張子學，崔廣榮，張從宇，等.改革實驗教學方法，強化學生技能培養[J].安徽農學通報，2008，11(18)：158-159.

Q94-3

A

1673-2014(2011)05-0089-03

2011—07—21

山西省普通本科高等教育教學改革研究項目(200919334)。

鐵 軍(1974-)，男，內蒙古通遼人，博士，副教授，主要從事植物學和植物生態學教學與研究。

(責任編輯 王璟琳)