植物生理學綜合設計性實驗開設的實踐與思考

基金項目：河南大學博士科研啟動基金和河南大學教改項目（2009-212-64）聯合資助

作者簡介：李文嬈，女，1980－，內蒙古通遼市人，博士，從事植物生理教研工作.] 王偉

摘要：應對21世紀培養高素質綜合型人才的需求，結合植物生理學科發展前沿，整合驗證性實驗為綜合設計性實驗，對該實驗的實施、結果和實施過程中應該注意的事項進行了探討。

關鍵詞：植物生理學實驗 綜合設計性實驗 改革與探索

中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2012)01(a)-0000-00

植物生理學實驗是師范院校生物科學類及農業院校植物生產類本科生甚至研究生的一門專業基礎實踐課程，具有廣泛的影響性。實驗項目中的綜合性實驗，是集植物生理學課程的綜合知識或與其相關課程知識于一體的實驗項目；設計性試驗是結合理論知識和實驗條件，學生自主設計并加以證明的實驗項目[1]。河南大學植物生理學實驗課程是國家級精品專業——生物科學專業的必修課程，計45學時，由于教材、環境、設備等多方面原因的存在，實驗項目的實施上一直以驗證性實驗為主。近年來，隨著植物生理學學科的快速發展和實驗技術的進步以及全國高校教學改革的推進，加之學校實驗設施的改善和相應教學平臺的設立，我們對傳統的植物生理學實驗項目和內容進行了相應的調整：精簡傳統的驗證性實驗項目，增設相應的綜合設計性實驗項目（將綜合性實驗與設計性實驗結合起來）。實施以來，在促進教學內容和方法的改進、學生操作技能和科研素質的提高方面取得了一定效果。

1 實驗實施

在我們的植物生理學實驗項目中，植物組織游離脯氨酸含量、可溶性糖含量、丙二醛含量和電導率變化的測定等是必做的項目（各3個學時）。按照常規的方法，學生只需通過簡單的操作即可完成實驗[2]，之后也只能通過結果對這些指標的生理意義有所感性認識，并且不能充分訓練學生的實驗技能。目前植物生理學的發展方向之一就是逆境生理，隨著人們對氣候變化與生態環境保護態度的升溫，植物在水分逆境下的適應機制的研究也越來越受到重視。因此，我們結合學科發展前沿，將這些驗證性實驗壓縮、整合為一個新的綜合設計性實驗：水分逆境下植物組織的生理響應（12個學時）。

項目實施時，首先將實驗思路和目前相關科研進展講解給學生，啟發學生，為學生提供幾種生長較快、較易成活的植物種類、不同的植物培養條件和可以測定的指標項目（見表一）；指導學生根據所學和自己的興趣，查閱文獻，獨立進行實驗設計（為在規定學時內完成實驗，要求選擇一種材料進行培養4-5周，并選出3個以上指標進行測定）；然后3人為一組完成從材料培養、試劑配制（包括營養液）到指標測定的整個過程。整個實驗過程讓學生感到實驗潛質得到了充分發揮，實驗技能也得到了很好的訓練，他們已能夠非常熟練的運用諸如電子天平、光照培養箱、低溫離心機等儀器。

2 實驗結果整理與考核

實驗結束后，將學生組織在一起，設置科學論題，如：水分脅迫下植物不同組織生理反應差異、水分脅迫引起植物產生生理反應的可能原因、不同植物種類應對水分脅迫的生理策略等，引導學生進行科學討論。之后將實驗與討論結果進行分析總結，并按照題目、中文摘要、關鍵詞、前言、材料與方法、結果與分析、討論、結論、參考文獻等科研論文的形式，撰寫規范的實驗報告。以增強學生綜合分析問題的能力和加深對理論課知識的理解。

整合為綜合性實驗項目后，同時將完成整個綜合實驗過程中學生的設計、實驗操作表現、最后報告撰寫的效果作為實驗試行考核的一部分（占最后總成績的30%）。以此緩解之前植物生理實驗考核時學生過分依賴實驗報告優劣、并且和理論課存在重復考核的矛盾。這樣既為變理論考核為技能考核、完善考核制度改革的實施奠定了很好的基礎，又對學生的思考、鉆研、動手能力予以了充分的肯定和客觀的評價。

3 思考

綜合設計性實驗的開設既起到了綜合性實驗的教學作用，也達到了設計性實驗的教學效果。開展以來，受教學生超過120人，93%的學生認為這個綜合設計實驗的實施，充分調動了他們的學習興趣，鍛煉了他們分析和解決問題、更好地將理論應用于實踐的能力。但是綜合設計性實驗具有實驗涉及內容多、需用時間長、學生自主性強等特點[3]，實施這個實驗項目的目的在于提高教學質量和教學效果，充分發揮學生的科研潛質。因此，在實施之前需要做好充分的準備：（1）整個實驗課程開始初期，要將學生合理分組，并將實驗教學思想傳達給學生，讓學生對即將開設的實驗有必要的了解；（2）實驗的安排要與理論教學結合，保證同步進行，并且考慮到植物材料的培養，因此多安排在國慶前后時間進行；（3）在實驗正式實施前，要對學生的實驗設計方案進行研究、把關，引導學生對自己的設計方案進行修改、完善，并對于較好的設計予以鼓勵，培養他們對科學研究的質疑能力、探索精神和創新能力；（4）在實驗指導過程中，教師要融入到學生中去，針對學生的問題和出現的錯誤，以理論引導、糾正，才能更好的發揮學生獨立思考的能力。

參考文獻

[1] 李忠光，楊仕忠，龔明. 植物生理驗證性實驗轉變為綜合性實驗的幾個實例[J]. 植物生理學通訊，2008，44(1)：137-138.

[2] 張志良，瞿偉菁. 植物生理學實驗指導(第3版)[M]. 北京：高等教育出版社. 2003，25-27.

[3] 江月玲. 植物生理學綜合性實驗的教學探討與實踐[J]. 植物生理學通訊，2007，43(1)：155-156.