植物生理學實驗課教學內容和教學方法的改革探索

黃彤 羅通 魏琴 曾進

摘要針對目前植物生理學實驗課教學中存在的問題，為提高教學質量，對植物生理學實驗課教學內容和方法進行了改革。優化實驗內容，增加綜合、設計性實驗；改革教學方法，采用啟發討論式教學方法，鼓勵學生參與實驗教學，有效利用實驗等待時間，既充分調動了學生學習的積極性和主動性,培養了學生科學實驗的態度，又促進了學生的實驗操作技能、實踐能力和創新能力等綜合實驗素質的提高。

關鍵詞植物生理學實驗教學內容教學方法改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

植物生理學是研究植物生命活動規律及其與外界環境相互關系的一門科學，①具有理論知識復雜、實踐性很強的特點，是我校生物學專業的重要基礎課。一直以來，實驗課的教學都沒有得到重視，所選的實驗項目大多是驗證型的，教學方法和手段也沒有進行改革創新，這些不利于學生綜合能力的培養。高教部在下發的《關于加強高等學校本科教學工作，提高教學質量的若干意見》中也特別強調要“進一步加強實踐教學，注重學生創新精神和實踐能力的培養”，為此，我們于2008年申請對植物生理學實驗課教學內容和方法進行改革,取得了較好的效果。

1 實驗課教學內容改革

實驗教學是理論與實踐相結合的紐帶, 是培養學生實驗操作技能和應用技術的有效手段之一, 對整個教學質量起著舉足輕重的作用。②植物生理學以植物生命活動規律為研究對象，而植物的生命活動十分復雜，分為生長發育與形態建成、物質與能量轉化、信息傳遞與信號轉導三個方面，③因此植物生理學實驗內容復雜，種類較多。同時在“寬口徑、厚基礎”的培養模式下，植物生理學實驗課的課時也在不斷減少，為了在有限的實驗學時內達到教學要求，促進學生實踐能力的提高與創新能力的培養，必須優化實驗教學內容：在基礎驗證性實驗基礎上增加綜合性實驗和設計性實驗。

（1）基礎驗證性實驗。基礎驗證性實驗的開展有利于學生加深對理論知識的理解，掌握植物生理學的基本研究方法，培養學生的基本實驗技能，所以要重視基礎驗證性實驗項目的選擇。開設頻率較高的基礎性實驗項目有：植物組織水勢的測定，植株中硝態氮含量的測定，植物光合作用和呼吸作用的測定，吲哚乙酸氧化酶活性的測定，種子活力的快速測定法，乙烯對果實的催熟作用，高溫和低溫對植物的傷害等。

（2）綜合性實驗。綜合性實驗主要是訓練學生對所學知識和實驗技術的綜合運用能力、對實驗的獨立工作能力、對實驗結果的綜合分析能力，有利于啟發和樹立學生的創新意識。近年來開設的綜合性實驗有：葉綠素a和葉綠素b含量的測定，生長素對植物幼苗生長發育的影響，光對種子萌發及幼苗生長的影響，植物光周期現象的誘導，這些實驗項目大多是由多種實驗手段和技術以及多層次的實驗內容所組成，如“生長素對植物幼苗生長發育的影響”實驗中，學生需要進行種子的萌發、幼苗培養及形態、生理指標的測定。通過這個實驗，學生能熟練掌握電子天平、光照培養箱、分光光度計、離心機等儀器的使用方法，會用標準曲線進行相關計算，大大提高了學生系統地分析問題、綜合運用知識和技能研究問題和解決問題的能力。

（3）設計性實驗。設計性實驗以組為單位進行，每組5-6人，在組長帶領下共同完成整個實驗。從實驗題目的選擇、實驗方案的制定、實驗操作到實驗論文的撰寫都由學生自主完成。學生可以根據自己的興趣選題，當學生選題困難時，教師可以結合自己的科研項目提出指導性建議，或引導學生聯系當地農業生產的實際，根據生產中存在的問題進行選擇(例如果蔬的貯藏、植物的抗性等)。實驗過程中，學生遇到疑難問題時，教師不是主動為其答疑解惑，而僅是作啟發式的提示，引導學生自主查閱資料找尋答案，以培養學生分析和解決問題的能力。所以設計性實驗的開展不僅有效調動了學生學習的積極性和主動性，而且有利于學生查閱文獻能力、綜合運用知識能力、分析問題和解決問題能力及創新能力的培養，使學生得到科學研究的初步訓練，為以后畢業論文研究工作的開展打下良好的基礎，同時也培養了學生之間的團隊協作。近幾年學生自選的設計性實驗項目有：不同濃度乙烯利對番茄的催熟作用比較；葛根異黃酮提取方法的比較；鹽脅迫對小麥生長發育的影響等。

2 教學方法的改革

傳統的實驗教學通常是以教師為主，學生只需要按照步驟操作就可完成實驗，不利于學生實驗技能的培訓和掌握以及觀察能力和分析能力的培養，當然更談不上培養學生的創新能力了。所謂“教學無法、教無定法、貴在得法”，④要提高實驗課教學質量，促進學生綜合能力的提高，除了優化實驗內容外，還需要注重以下幾個方面的要求和改革。

2.1 采用啟發式教學，加強課前預習

改變過去由教師講授、示范，學生按部就班操作的傳統模式，加強學生課前預習，采取學生講授示范、集體討論、教師總結相結合的方式，充分體現了學生在學習中的主體地位，提高了學習的主動性。

教師在第一次上實驗課前就把全部實驗項目的內容和安排告訴學生，并且每個實驗都附帶有一些思考題，要求學生通過課前預習來解答。如在葉綠體色素的提取、分離及理化性質鑒定試驗中，為什么用丙酮提取葉綠體色素？葉綠體色素分離的原理是什么？研磨葉片時加入少量CaCO3的目的是什么？選擇何種材料進行葉綠體色素的提取效果較好？在植物組織水勢的測定實驗中，每組中加入的葉圓片數量對實驗有何影響？加入甲烯藍溶液的多少對實驗結果有影響嗎？放置過程中為什么要搖動數次？放置時間對實驗結果有影響嗎？在吲哚乙酸氧化酶活性測定實驗中，為什么磷酸緩沖液要預冷？實驗中有兩次30℃30min的保溫，各有什么樣的作用？第二次保溫為什么要在黑暗條件下進行？通過對這些問題的思考和回答，學生在實驗前就對所做的實驗有了總體的掌握，對于不能回答的問題，還可以通過查閱資料來解決，使學生對實驗的學習變被動為主動，培養了學生獨立思考、分析問題和解決問題的能力。

2.2 鼓勵學生參與實驗教學

植物生理學每個實驗項目時間是3個學時，為保證實驗在有限時間內順利進行，一般由教師準備好一切實驗材料，學生只需要按步驟操作，得到實驗結果，完成實驗報告，即所謂“勤奮教師培養懶惰學生”，⑤不利于學生動手能力和創新性的培養。為改變這種現狀，我們通過主動報名的方式召集8~10個對植物生理學感興趣的同學，組建一個創新團隊，以兩人為一組分成若干小組。每次安排一個小組在教師的指導下完成實驗所需材料的準備，同時進行預實驗，然后讓這一小組的學生參與實驗教學，代替老師走上講臺講解。當然在此過程中，老師不能完全放任學生去隨意講解，要注意引導學生講出自己預實驗中的精髓,講出自己的觀點，對重難點以及學生講錯的地方，老師需要根據情況進行補充和糾正。實驗過程中該小組學生也參加實驗指導工作，根據預實驗的經驗指導糾正同學們不正確的操作并回答同學們實驗操作中的疑問。通過鼓勵學生參與實驗教學，成功地將“勤奮教師培養懶惰學生”轉變為“懶惰教師培養勤奮學生”。不少學生反映，通過參與實驗的準備和實驗教學，不僅進一步激發了學習的興趣，而且在極大程度上提高了實驗技能和分析問題、解決問題的綜合能力，為以后走向工作崗位打下了良好的基礎。

2.3 有效利用等待時間

有些實驗中等待時間較長，如植物組織水勢的測定，植物光合強度的測定，植物呼吸強度的測定，吲哚乙酸氧化酶活性測定，種子活力的快速測定等。教師可以補充介紹一些新的研究技術或安排一些因實驗時間過長或因實驗條件有限而無法開展的實驗教學視頻給學生看，如補充介紹光合強度測定的一些其它方法：氧電極法、化學滴定、pH法、紅外線CO2氣體分析法、光合測定儀法等，觀看組織培養、光對葉綠體運動的調控作用、植物向性運動等視頻，這樣不僅使學生了解更多的實驗技能和科學研究方法，提高了實驗學時的利用率，而且培養了學生對科學研究的興趣。

3 結語

實驗教學的主要目的就是為了培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才, 注重在傳授知識的同時加強對學生實踐能力的培養, 這是新形勢下人才培養的需要。⑥如何合理利用有限的實驗課達到以上教學目的，是植物生理學實驗教學改革的主要任務。教，關鍵在于“授之以漁”，實驗科學更是如此。近四年的教學改革實踐證明：實驗教學的改革, 極大地提高學生的實驗操作技能、分析解決問題的能力和創新能力，使其真正成為學習的主體，因而受到學生的普遍歡迎。在此基礎上，我們將繼續努力完善實驗課程的各個教學環節，爭取讓植物生理學實驗課改革更加成熟、完善，學生綜合能力更強，向“培養新形勢下的高級專門人才”目標奮斗。

注釋

①③潘瑞熾主編.植物生理學(第六版)[M].北京:高等教育出版社,2008.

②蒼晶,郝再彬,王軍虹等.改革植物生理實驗課教學方式初探[J].植物生理學通訊,2002(2):75-77.

④姜丹,方銘,余麗蕓,等.植物生理學理論課與實驗課及考核方式的優化研究[J].安徽農學通報,2012.18(3):105-106.

⑤陳瑛,黃承才,金葉飛.師范專業植物生理學實驗教學改革探索[J].紹興文理學院學報,2011.31(9):76-79.

⑥王若仲,丁君輝,黃志剛等.植物生理學實驗教學的改革與創新[J].實驗科學與技術,2010.8(6):106-108.