生物技術專業植物生理學實驗教學改革初探

郭麗麗，李亞娟，侯小改

摘要：針對高等院校植物生理學實驗教學現狀和現存問題，對實驗教學的教學方法、教學內容考試方法進行創新與探索，以提高植物生理學實驗教學的質量，調動學生學習積極性，培養其實踐與創新能力。

關鍵詞：生物技術；植物生理學；實驗教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0048-02

植物生理學是研究植物生命活動規律的基礎學科，是理論與實踐結合的一門專業基礎課，是高等農業院校生物技術專業必修的重要專業基礎課，作為高校精品主干課程，其教學效果對后續專業課的學習有直接影響。植物生理學實驗是學生理解和掌握該學科基本原理的必需環節，為進一步提高生物技術專業本科生的綜合實驗技能和科研創新意識，對現有植物生理學實驗教學方法、教學管理和考核評價進行了改進。

一、教學方法改革

植物生理學實驗課程的任務是使學生了解實驗的基本內容，掌握基本實驗技能，養成良好實驗習慣，提高科學實驗能力。傳統的實驗教學是單一被動的，通常上課前由教師準備實驗材料、儀器和試劑，板書實驗方案，通過課堂講解，灌輸給學生，學生比葫蘆畫瓢簡單完成實驗操作，教師和學生之間的情感相互隔離，缺乏溝通，不利于學生綜合素質的培養。實驗教學方法的改革是植物生理學實驗教學改革成功的必要保證。因此改變單向的教學方式，提高實驗教學效果，成為植物生理學實驗教學改革的重要內容。

1.課前預習和準備。①課前預習。植物生理學實驗教學內容多、課時少，為了提高教學的有效性，培養學生良好的自主學習習慣，引導學生進行有效的課前預習顯得尤為重要。學期開始時，教師將學生分成若干小組，讓學生做好預習，實驗的重點、難點就是學生預習時看不懂的內容。②實驗準備。植物生理實驗準備工作主要包括植物的材料選擇和培養，實驗器皿清洗、試劑配制，儀器安裝和調試等。這些工作通常由教師單獨完成，學生聽講后直接操作，目的是為了讓學生在較短的時間內能夠完成教學實驗，但不能達到全面培養學生實驗準備技能、提高學生團隊合作能力的目的。我們讓學生自由分組，分工合作，輪流參與準備實驗，這種教學方法顯著提高了學生獨立思考和解決問題的能力，極大地調動了學生的學習興趣。

2.教學手段多樣化。①多媒體網絡教學。借助多媒體形象生動地說明植物生理學實驗的目的、意義、方法原理、實驗流程、儀器設備的操作、安全措施等；課件中增加前沿試驗方法、儀器操作、數據處理、論文寫作等方面的介紹，讓學生在了解植物生理學研究的熱點方向的同時，激發其學習主動性和積極性；通過互聯網軟件與學生之間建立資源共享交流平臺，實現對學生實驗報告、科技論文寫作的實時指導評定。②比較式教學。隨著現代科學技術的飛速發展，現代生理儀器越來越快速、準確，將傳統實驗方法和先進儀器測定結合，能夠使學生在深刻地理解實驗原理的同時，接觸前沿分析儀器，加深對實驗的了解，提高學習興趣。比如在進行植物葉片光合作用測定時，分別采用比色法和Li-6400光合儀，比較不同方法的優劣和適用范圍。③分組式教學。植物生理學與多學科關系密切，培養學生的團隊協作精神至關重要。實驗過程中將學生分組，組長組織和協調實驗地進行，組員履行自己的職責，互相幫助和協作，以團隊形式進行實驗。如，在實驗材料的消毒、培育和獲得、實驗處理和指標測定等過程中提高學生的協作精神。④討論式教學。指導教師提前培訓學生的實驗數據記錄、觀察、處理、圖表制作、論文寫作能力；在課堂上鼓勵學生上臺講解，培養學生的語言表達能力；學生參與有多種方法的實驗，通過優劣比較，經驗交流與討論，篩選可行性最好的實驗方法；通過互相交流討論，從不同角度對實驗數據、實驗照片進行論證分析，使學生深入認識數據處理和論文寫作，為從事科研工作奠定基礎。⑤探究式教學。探究式教學以學生為主體，教師為主導，引導啟發學生的自主動手能力和探索創新能力，首先教師提出問題，引發學生聽講興趣；再留給學生時間思考，然后分組討論；最后教師融合學生未能解決的問題進行針對性講解，激發學生的求知欲和創造力，提高學習主動性。⑥分層次教學。讓學有余力的學生參與開放性試驗，根據其學習興趣，結合教師的研究方向，確定實驗題目，具體的開放性實驗周期非常長，需要進行的操作時間也特別多，這樣容易造成與學生上課時間向沖突的后果，因此學生要利用課余、周末、寒暑假時間進行實驗，通過教師及研究生的具體指導完成實驗內容，培養學生自學能力和獨立操作的能力。

3.教學團隊建設。“教學團隊與高水平教師隊伍建設”是國家質量工程的重要內容，教學團隊對教師發展和教師教學水平提高有重要影響。通過對相關研究進展地深入討論，提高教師對知識架構和研究發展方向的認識，改進教學方法；定期舉辦教研活動，討論教學研究中的具體問題，協商制定改革措施；開展教學合作，相互聽課評課；開展教學團隊的科研合作與交流，提高團隊的科研實力，營造和諧的合作氛圍等措施，能有效提高教學資源利用率和團隊整體實力和教學水平。

二、教學內容改革

傳統植物生理學以培養學生實驗技能的驗證性實驗為主，忽視學生綜合運用知識和創新能力的培養。我們在充分利用實驗室現有設備的基礎上，對原有實驗項目進行精簡優化，減少基礎驗證性實驗，增加了綜合性實驗和設計性實驗的比例。基礎驗證性實驗的目的是為了讓學生掌握基本的實驗技能，熟悉常規儀器的使用和藥品配制；加深對基本理論知識的理解，掌握常規實驗技術的操作原理和方法；實驗內容包括實驗儀器、玻璃器皿的使用、實驗試劑的配制。通過基本技能訓練，使學生掌握基礎性實驗的測定方法，加深對理論知識的理解，學會實驗記錄和實驗報告的撰寫。綜合性實驗重點培養學生分析和解決問題、實驗數據的分析以及實驗動手能力，是相互滲透的提高式實驗教學形式。如，為了使學生理解逆境下植物生理生化變化，我們引入了科研項目“干旱脅迫下牡丹的轉錄組分析”前期理化指標測定實驗，學生對牡丹葉片的光合特性、電導率、丙二醛含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量進行測定，按照文章發表要求記錄整理數據。使學生掌握了部分理化指標的測定方法，加深了對植物抗性生理的理解，同時使學生了解了相關領域的科研動態。設計性實驗是教師根據學生的興趣、能力和專業需要，給出實驗題目；在教師指導下，學生以小組為單位，通過查閱文獻設計實驗方案，獨立完成實驗研究，處理實驗數據，撰寫研究簡報。如，我們設計了“不同光質對牡丹年宵花生長開花特性的影響”的選題。在牡丹培育與深加工工程技術中心學生獨立開展試驗，完成試驗數據整理，論文撰寫，參與SRTP項目及挑戰杯的評選。endprint

三、考核評價改革

考核是教學的指揮棒，關系到學生能力的形成和發展，實驗考核是檢查教師教學質量和學生掌握實驗技能的重要手段。傳統的實驗考核方式不利于調動學生的學習積極性和主動性。改革后綜合考核內容主要包括以下幾個方面：課前預習；規范配制實驗藥品、操作儀器設備，仔細觀察實驗現象，及時記錄實驗結果；正確分析數據，查閱文獻，團結協作能力。我們采取的考核辦法為：平時考勤（10%），課前預習（20%），準備實驗（20%），實驗操作（30%），實驗報告（20%），實驗報告成績根據每一次實驗的表現加和平均計算，最后的綜合成績為學生的最終成績。這一考核辦法操作復雜，但對學生實驗素質技能的評價更加真實、客觀、合理，注重學生平時綜合能力的鍛煉，有利于充分調動學生自覺學習的興趣，培養創新型人才。

在植物生理學實驗教學改革中，通過對植物生理學實驗教學的教學方法、教學內容、考核方式的改進，讓學生在掌握理論知識的同時，培養學生的基本實驗操作能力、嚴謹的科研態度和濃厚的科研興趣，這取得了一定進展。但還存在一些急需解決的問題，如。自合校十年來農學院教師數量逐年增加；項目資助逐年增加；先進實驗設備日益充盈，但實驗室面積幾乎沒有變化，這成為阻礙實驗教學改革的瓶頸，另外教師深造機會較少，自身水平提高較慢，也影響實驗教學改革的發展。總之只有通過不斷的改進和完善，才能提高實驗教學的教學水平和效果。

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基金項目：國家自然科學基金（31200468）。

作者簡介：郭麗麗（1982-），女，博士，講師，研究方向：逆境生理與分子生物學。

通訊作者：候小改（1955-），女，博士，教授，研究方向：植物生理生態與分子生物學。endprint