模塊式教學(xué)在高校植物生理學(xué)實驗課程改革中的應(yīng)用

彭元成+王云生+高俊山

摘要：植物生理學(xué)是高等院校重要的生物學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課，該門課程理論性強，實驗要求也較高。該文從分析傳統(tǒng)植物生理學(xué)實驗教學(xué)過程中存在的問題出發(fā)，著重分析了其在現(xiàn)代植物生理學(xué)教學(xué)上的不足。并提出了模塊式教學(xué)方法，通過強化基礎(chǔ)實驗技能，綜合實驗和研究性實驗來提高學(xué)生綜合科研素質(zhì)。此外，還注重實驗過程和實驗結(jié)果分析，從而培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和端正的科學(xué)態(tài)度。

關(guān)鍵詞：植物生理學(xué)；實驗教學(xué)；模塊式教學(xué)；科研素質(zhì)

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼A文章編號1007-7731（2014）13-163-03

Application of Module Teaching in the Curriculum Reform of University Plant Physiology Experiments

Peng Yuancheng et al.

（School of Life Sciences，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China）

Abstract：Plant physiology is an important basic course among university curriculums of biological sciences.However，there are some shortcomings of the traditional education method，which makes students pay less attention to experiments of the plant physiology，resulting a inactive education mode.Here，we provide a new teaching method about the experimental teaching of plant physiology based on my own work experiences，named module teaching.By intensifying the basic experiment skills and carrying out more comprehensive experiments，this method focuses on the scientific research qualities of students.Furthermore，module teaching method also lays emphasis on the experimental process and analyses of experimental results，thereby training the rigorous work styles and the scientific attitudes in the future.

Key words：Plant physiology；Experimental teaching；Module teaching method；Reseach qualities

植物生理學(xué)是研究植物生命活動規(guī)律的科學(xué)，該門課程的學(xué)習(xí)目的在于認識植物的物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)化和生長發(fā)育的規(guī)律與機理，以及植物體內(nèi)外環(huán)境條件對其生命活動的影響。植物生理學(xué)實驗是為了加深學(xué)生對植物生理學(xué)理論和實驗基本原理的理解，為了更好地促進植物生理學(xué)理論課程的教學(xué)，因而植物生理學(xué)實驗也是整個課程的重要組成部分［1］。植物生理學(xué)實驗課教學(xué)也為生命科學(xué)、茶學(xué)、園藝學(xué)、植物保護學(xué)和農(nóng)學(xué)等學(xué)院的專業(yè)課學(xué)習(xí)提供重要的理論支撐。

1 傳統(tǒng)植物生理學(xué)實驗課教學(xué)過程中存在的問題

近年來隨著分子生物學(xué)、生物化學(xué)、細胞生物學(xué)和功能基因組學(xué)研究的快速發(fā)展，以及許多尖端生命科學(xué)儀器和先進實驗技術(shù)手段的不斷涌現(xiàn)，許多傳統(tǒng)生物學(xué)方法難以解決的植物生理學(xué)問題和現(xiàn)象也在逐步地解決。現(xiàn)代植物生理學(xué)的研究方向提升到了一個更高的水平，而目前的傳統(tǒng)植物生理學(xué)實驗教學(xué)已經(jīng)跟不上現(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展趨勢，嚴重影響了植物生理學(xué)理論課的教學(xué)效果［2-3］。傳統(tǒng)植物生理學(xué)實驗教學(xué)中存在的主要問題有如下幾點：

1.1 各實驗項目相互獨立，缺乏系統(tǒng)性，不利于植物生理學(xué)教學(xué)的連續(xù)進行 傳統(tǒng)植物生理學(xué)實驗安排的本科生各實驗之間沒有很好的銜接，也缺乏足夠的聯(lián)系，各實驗項目相互獨立，缺乏系統(tǒng)性，因而不利于植物生理學(xué)教學(xué)的連續(xù)進行［4-5］。這種不合理的安排會導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)到的知識變得支離破碎，對知識的接受都是被動式的，缺乏主動學(xué)習(xí)的熱情。因此，現(xiàn)代植物生理學(xué)實驗教學(xué)務(wù)必要重視實驗教學(xué)的各實驗項目的連續(xù)性和系統(tǒng)性，真正激發(fā)學(xué)生對植物生理學(xué)實驗和理論課學(xué)習(xí)的興趣。

1.2 學(xué)習(xí)態(tài)度不端正，對實驗課不重視 大部分學(xué)生對于生命科學(xué)教學(xué)中的理論課學(xué)習(xí)普遍重視，而對于實驗課教學(xué)卻缺乏足夠重視，草率地認為學(xué)好理論課就等于完全掌握這門學(xué)科的全部內(nèi)容了［6-7］。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)注重強調(diào)實驗是驗證理論的一種工具，一般安排在理論知識講完之后再進行，往往只是針對某一理論和規(guī)律進行的簡單驗證。這種教學(xué)方法最終會導(dǎo)致學(xué)生在實驗中只是機械地操作，沒有探索創(chuàng)新的意識與興趣，達不到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的，也不能適應(yīng)以素質(zhì)教育和能力培養(yǎng)為目標的大學(xué)本科教育的要求，更不能適應(yīng)社會發(fā)展對生物科學(xué)人才的要求。

1.3 實驗內(nèi)容相對陳舊，缺乏創(chuàng)新性，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣喪失

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)以教為主，使用材料單一，實驗方法相同。即使學(xué)生所得到的實驗結(jié)果與理論預(yù)期不符，他們也對理論預(yù)期深信不疑，甚至按照預(yù)期值對自己的實驗結(jié)果進行修改，導(dǎo)致實驗結(jié)果基本相似，實驗報告千篇一律。因此，這均不利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、 解決問題的能力，這些相對陳舊的實驗內(nèi)容，和缺乏新意的教學(xué)模式，最終導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣喪失［8-9］。

2 模塊式教學(xué)在高校植物生理學(xué)實驗課程改革中的應(yīng)用

2.1 將植物生理理論課教學(xué)和實驗課教學(xué)整合起來 傳統(tǒng)植物生理學(xué)教學(xué)上強調(diào)基礎(chǔ)理論的傳授，從而忽視實驗教學(xué)的重要性，導(dǎo)致實驗課教學(xué)只是為理論課教學(xué)而服務(wù)的，人為地把實驗課放到了一個比較尷尬的位置。對于我們這些從事該門課程教學(xué)的工作人員來說，如何在規(guī)定的教學(xué)時間內(nèi)，應(yīng)對比較繁雜的植物生理學(xué)實驗內(nèi)容，既能培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實驗?zāi)芰蛣邮帜芰Γ帜芘囵B(yǎng)學(xué)生的科研探索能力和綜合素質(zhì)，達到培養(yǎng)高素質(zhì)人才的目的，這將是一個具有挑戰(zhàn)性又很有價值的課題。現(xiàn)代生物學(xué)的快速發(fā)展要求我們必須將植物生理理論課教學(xué)和實驗課教學(xué)整合起來，改變目前單一的實驗教學(xué)在整個植物生理學(xué)教學(xué)體系中的地位，力求以研究性和綜合性實驗為主的系統(tǒng)體系來代替演示性和驗證性實驗為主的系統(tǒng)體系［8-10］。

2.2 引入模塊式教學(xué)，充分調(diào)動學(xué)生的積極性 為了進一步提升學(xué)生的基礎(chǔ)實驗?zāi)芰脱芯縿?chuàng)新能力，促進理論課的學(xué)習(xí)和教學(xué)效果，我們在近年來的教學(xué)工作基礎(chǔ)上探索了一種植物生理學(xué)實驗教學(xué)的新方法，稱之為模塊式教學(xué)法。該教學(xué)方法優(yōu)化實驗內(nèi)容，以綜合設(shè)計試驗為主，同時又注重學(xué)生的基本實驗操作技能和實踐應(yīng)用能力訓(xùn)練，從而提高學(xué)生的綜合科研水平。國內(nèi)外相關(guān)教育機構(gòu)的研究也表明，增加綜合性和設(shè)計性實驗項目的比例有利于提高學(xué)生的主動性和探索能力，促進大學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展。

endprint

在長期的教學(xué)工作中，筆者一直在探究什么樣的模塊式教學(xué)體系既有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能將生物學(xué)基本實驗技能融入到實驗課程內(nèi)，并最終能全面提升學(xué)生的科研素質(zhì)。經(jīng)過多年的嘗試，提出了一個由基礎(chǔ)型實驗?zāi)K、綜合型實驗?zāi)K和研究型實驗?zāi)K3個環(huán)節(jié)構(gòu)成的模塊式教學(xué)體系。這3個環(huán)節(jié)是一個循序漸進的教學(xué)過程，從而逐步提高學(xué)生的實驗積極性和動手能力，以及獨立思考問題、分析問題的能力。模塊式教學(xué)體系主要將植物生理學(xué)實驗內(nèi)容設(shè)計成由若干知識體系銜接和實驗內(nèi)容連貫的模塊實驗，建立起來的綜合性和研究性學(xué)習(xí)平臺。模塊式教學(xué)體系是以基礎(chǔ)性為根本、以綜合性進行提升、以研究性為高級目標的復(fù)合型實驗教學(xué)新體系，因而為提高學(xué)生動手能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維的提供了重要保證。各實驗階段開設(shè)的實驗內(nèi)容如表1所示：

表1 植物生理學(xué)模塊式實驗教學(xué)內(nèi)容

[基礎(chǔ)型實驗?zāi)K&綜合型實驗?zāi)K&研究型實驗?zāi)K&（1）小液流法測定植物幼嫩葉片細胞的水勢；

（2）植物幼嫩葉片的呼吸速率測定；

（3）利用TTC法和紅墨水法測定種子的生活力；

（4）種子萌發(fā)時淀粉酶活性的分析；

（5）植物幼嫩葉片光合作用的測定。&（1）礦質(zhì)元素影響植物生長發(fā)育的綜合實驗。

實驗內(nèi)容：配制植物生長基本培養(yǎng)基；水培法鑒定植物正常生長必須的礦質(zhì)元素及相應(yīng)的缺素癥；硝酸還原酶活性的測定。

（2）逆境脅迫影響植物生理代謝的綜合實驗。

實驗內(nèi)容：逆境脅迫下植物細胞內(nèi)外離子電導(dǎo)率的差異；逆境脅迫下植物組織內(nèi)MDA含量的測定；逆境脅迫下植物組織內(nèi)可溶性糖含量的測定。&（1）葉綠體色素的提取、紙層析分離及光學(xué)性質(zhì)分析， 并結(jié)合所學(xué)知識設(shè)計一種如何使植物標本長期保持綠色的方法。

實驗內(nèi)容： 葉綠素a和葉綠素b的含量；希爾反應(yīng)；葉綠素紙層析分離；并解釋銅代葉綠素保存植物標本的原理。

（2）生長素和細胞分裂素對種子萌發(fā)過程中根和芽分化的影響，并分析這兩種激素之間存在的協(xié)同和競爭關(guān)系。

實驗內(nèi)容：不同濃度生長素和細胞分裂素處理下小麥根和芽的長度和數(shù)目變化；

重點：引導(dǎo)學(xué)生將理論課所學(xué)的生長素和細胞分裂素的生理學(xué)特性運用到植物生長發(fā)育的研究中去。&]

基礎(chǔ)型實驗?zāi)K內(nèi)容相對簡單，實驗所用時間也較短，該階段的主要任務(wù)是通過一系列的簡單實驗學(xué)習(xí)讓學(xué)生熟悉實驗設(shè)計、實驗材料準備、基本實驗操作和實驗結(jié)果分析等過程。實驗材料主要是植物幼嫩葉片和種子，實驗內(nèi)容主要安排了植物幼嫩葉片的光合作用的測定方法和呼吸速率的測定方法，以及植物幼嫩葉片細胞的水勢測定方法；在種子生理的實驗內(nèi)容方面，主要包括種子活力的測定方法和淀粉酶活性的測定方法。

綜合型實驗?zāi)K主要包括2部分內(nèi)容，礦質(zhì)元素對植物生長發(fā)育的影響和逆境脅迫對植物生理代謝的影響。礦質(zhì)元素部分實驗主要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會配制植物生長基本培養(yǎng)基，然后通過該方法的學(xué)習(xí)來確定植物正常生長的必須礦質(zhì)元素和相應(yīng)的缺素癥；以及硝酸還原酶活性的測定。逆境脅迫部分的實驗內(nèi)容主要包括3個方面，使用3種技術(shù)分別測定逆境脅迫下植物細胞內(nèi)外離子電導(dǎo)率、MDA含量和可溶性糖含量。從內(nèi)容安排上可以看出，模塊式實驗體系有很大程度的擴充，而且模塊式實驗體系更強調(diào)實驗設(shè)計，更注重各獨立實驗之間的內(nèi)在聯(lián)系，實驗過程更有助于提高學(xué)生綜合動手能力。

研究型實驗?zāi)K主要包括2部分內(nèi)容，一方面內(nèi)容是葉綠體色素的理化性質(zhì)研究，以及利用所學(xué)知識探討一種可使植物標本長期保持綠色的方法；另一方面內(nèi)容是深入理解生長素和細胞分裂素在植物生長過程中的生理學(xué)作用，本實驗主要研究生長素和細胞分裂素對種子萌發(fā)過程中根和芽分化的影響，引導(dǎo)學(xué)生將理論課所學(xué)的知識作進一步地延伸。模塊式實驗教學(xué)體系實驗過程也是以學(xué)生為主導(dǎo)的，因而更利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過教師的引導(dǎo)和協(xié)作，學(xué)生會將單個孤立的實驗進行綜合和系統(tǒng)化地分析，從而將實驗過程轉(zhuǎn)變成一個整體的科研項目，逐步培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和獨立解決問題的能力。如結(jié)合所學(xué)植物生理學(xué)知識設(shè)計一種如何使植物標本長期保持綠色的方法，會促使學(xué)生積極查閱相關(guān)的植物生理學(xué)資料，并用自己所設(shè)計的方案來實施，最終大家可能會找到用銅代葉綠素保存植物標本的原理。因此，模塊式實驗教學(xué)體系激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)探求意識。

3 模塊式教學(xué)體系在實際教學(xué)過程中的教學(xué)效

絕大部分同學(xué)都比較喜歡這種新穎的教學(xué)方式，他們在實驗課學(xué)習(xí)過程中也表現(xiàn)出了很高的積極性，實驗過程中也能保持清晰的思路，并且同學(xué)們之間的團隊意識也增強了。通過多年的教學(xué)實踐，我們切實體會到模塊式實驗教學(xué)體系有著明顯的優(yōu)勢，這主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)探求意識 模塊式實驗教學(xué)體系是以學(xué)生為中心的教學(xué)結(jié)構(gòu)體系，在實驗內(nèi)容上強調(diào)系統(tǒng)性、創(chuàng)新性和綜合性，實驗內(nèi)容也是考慮到學(xué)生的興趣來安排的，對學(xué)生的動手能力、專業(yè)水平和科研素質(zhì)等進行全面的培養(yǎng)和提高。

3.2 理論教學(xué)體系層次更加合理，教學(xué)手段更加多元化 模塊式教學(xué)注重結(jié)合課外知識來加深學(xué)生對植物生理學(xué)知識的理解，利用多元化的教學(xué)手段，來提高教學(xué)質(zhì)量。模塊式教學(xué)采取“邊教學(xué)、邊實驗”的課堂模式，以此改變傳統(tǒng)理論講課與實驗環(huán)節(jié)的脫節(jié)現(xiàn)象，變單一的實驗教學(xué)課程為理論、實驗相結(jié)合的教學(xué)體系。將以演示性、驗證性實驗為主的實驗內(nèi)容改造為以設(shè)計性、 綜合性實驗為主的系統(tǒng)體系；同時促進老方法與新內(nèi)容的交叉滲透，使之與學(xué)科發(fā)展和學(xué)生需求相適應(yīng)。通過非驗證性和未知實驗的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生獨立的邏輯思維能力和創(chuàng)新精神。在實驗教學(xué)過程中綜合利用多種教學(xué)手段，以實驗?zāi)K制作PPT，介紹這些實驗基本技術(shù)，啟發(fā)學(xué)生思考利用模塊中的技術(shù)可以進行科學(xué)研究。

3.3 通過網(wǎng)絡(luò)以及報告交流加強教師與學(xué)生的互動，提高教學(xué)效率 在實驗過程中鼓勵學(xué)生學(xué)會利用網(wǎng)絡(luò)查詢國內(nèi)外相關(guān)文獻來收集實驗過程中可能用到的相關(guān)資料，并熟悉常用的生物學(xué)網(wǎng)站。在實驗過程中鼓勵學(xué)生對自己感興趣的課題或設(shè)想設(shè)計研究方案，并對學(xué)生設(shè)計的研究方案逐一進行指導(dǎo)，加強與學(xué)生的互動溝通和情感交流，提高教學(xué)效率。

4 考核方法

為了全面和客觀的考核學(xué)生的實驗過程和結(jié)果，鼓勵學(xué)生獨立思考和敢于創(chuàng)新，提高學(xué)生的積極性，我們制定了更合理的考核標準，并在首節(jié)實驗課時給學(xué)生公布，讓他們熟悉模塊式教學(xué)的量化的考核內(nèi)容。考核內(nèi)容主要包括：提出問題能力和設(shè)計實驗?zāi)芰φ?0%、實驗態(tài)度與團隊合作精神占20%、實驗操作熟練程度（儀器設(shè)備的使用和實驗過程的操作規(guī)范）占30%、實驗報告暨論文數(shù)據(jù)分析水平和寫作能力占30%等多個方面。該考核標準要求學(xué)生在實驗過程中，只有積極動手和準備實驗，加強與其它同學(xué)的合作互動，并較好地完成實驗報告寫作才能獲得高分。從總體上來說，模塊式教學(xué)強調(diào)學(xué)生的參與過程和實驗態(tài)度，鼓勵積極合作和積極思考的嚴謹科學(xué)作風(fēng)，因而該實驗教學(xué)考評體系的實施有利于學(xué)生的科研素質(zhì)培養(yǎng)。

5 結(jié)語

植物生理學(xué)實驗課模塊式教學(xué)體系的實施對提升學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新思維和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)是比較有成效的。我們多年的教學(xué)實踐也表明學(xué)生的理論課學(xué)習(xí)、實驗結(jié)果匯報，以及他們的科技論文寫作能力得到不斷鞏固和拓展。通過模塊式教學(xué)體系的實施，學(xué)生不僅學(xué)會了使用生物學(xué)研究常用的網(wǎng)絡(luò)資源和軟件，而且可以鍛煉了探索精神和實踐能力。這些能力的提高對為本科生畢業(yè)論文設(shè)計工作或部分同學(xué)將來走上工作崗位和研究生學(xué)習(xí)打下了良好基礎(chǔ)，從而進一步彰顯了模塊式教學(xué)體系在植物生理學(xué)實驗課教學(xué)上的顯著作用。

參考文獻

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［10］陳穎，汪南陽，謝寅峰，等，胡菲.林業(yè)院校植物生理學(xué)實驗課程教學(xué)改革與實踐探索［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（6）：3817-3819. （責(zé)編：徐煥斗）

endprint

在長期的教學(xué)工作中，筆者一直在探究什么樣的模塊式教學(xué)體系既有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能將生物學(xué)基本實驗技能融入到實驗課程內(nèi)，并最終能全面提升學(xué)生的科研素質(zhì)。經(jīng)過多年的嘗試，提出了一個由基礎(chǔ)型實驗?zāi)K、綜合型實驗?zāi)K和研究型實驗?zāi)K3個環(huán)節(jié)構(gòu)成的模塊式教學(xué)體系。這3個環(huán)節(jié)是一個循序漸進的教學(xué)過程，從而逐步提高學(xué)生的實驗積極性和動手能力，以及獨立思考問題、分析問題的能力。模塊式教學(xué)體系主要將植物生理學(xué)實驗內(nèi)容設(shè)計成由若干知識體系銜接和實驗內(nèi)容連貫的模塊實驗，建立起來的綜合性和研究性學(xué)習(xí)平臺。模塊式教學(xué)體系是以基礎(chǔ)性為根本、以綜合性進行提升、以研究性為高級目標的復(fù)合型實驗教學(xué)新體系，因而為提高學(xué)生動手能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維的提供了重要保證。各實驗階段開設(shè)的實驗內(nèi)容如表1所示：

表1 植物生理學(xué)模塊式實驗教學(xué)內(nèi)容

[基礎(chǔ)型實驗?zāi)K&綜合型實驗?zāi)K&研究型實驗?zāi)K&（1）小液流法測定植物幼嫩葉片細胞的水勢；

（2）植物幼嫩葉片的呼吸速率測定；

（3）利用TTC法和紅墨水法測定種子的生活力；

（4）種子萌發(fā)時淀粉酶活性的分析；

（5）植物幼嫩葉片光合作用的測定。&（1）礦質(zhì)元素影響植物生長發(fā)育的綜合實驗。

實驗內(nèi)容：配制植物生長基本培養(yǎng)基；水培法鑒定植物正常生長必須的礦質(zhì)元素及相應(yīng)的缺素癥；硝酸還原酶活性的測定。

（2）逆境脅迫影響植物生理代謝的綜合實驗。

實驗內(nèi)容：逆境脅迫下植物細胞內(nèi)外離子電導(dǎo)率的差異；逆境脅迫下植物組織內(nèi)MDA含量的測定；逆境脅迫下植物組織內(nèi)可溶性糖含量的測定。&（1）葉綠體色素的提取、紙層析分離及光學(xué)性質(zhì)分析， 并結(jié)合所學(xué)知識設(shè)計一種如何使植物標本長期保持綠色的方法。

實驗內(nèi)容： 葉綠素a和葉綠素b的含量；希爾反應(yīng)；葉綠素紙層析分離；并解釋銅代葉綠素保存植物標本的原理。

（2）生長素和細胞分裂素對種子萌發(fā)過程中根和芽分化的影響，并分析這兩種激素之間存在的協(xié)同和競爭關(guān)系。

實驗內(nèi)容：不同濃度生長素和細胞分裂素處理下小麥根和芽的長度和數(shù)目變化；

重點：引導(dǎo)學(xué)生將理論課所學(xué)的生長素和細胞分裂素的生理學(xué)特性運用到植物生長發(fā)育的研究中去。&]

基礎(chǔ)型實驗?zāi)K內(nèi)容相對簡單，實驗所用時間也較短，該階段的主要任務(wù)是通過一系列的簡單實驗學(xué)習(xí)讓學(xué)生熟悉實驗設(shè)計、實驗材料準備、基本實驗操作和實驗結(jié)果分析等過程。實驗材料主要是植物幼嫩葉片和種子，實驗內(nèi)容主要安排了植物幼嫩葉片的光合作用的測定方法和呼吸速率的測定方法，以及植物幼嫩葉片細胞的水勢測定方法；在種子生理的實驗內(nèi)容方面，主要包括種子活力的測定方法和淀粉酶活性的測定方法。

綜合型實驗?zāi)K主要包括2部分內(nèi)容，礦質(zhì)元素對植物生長發(fā)育的影響和逆境脅迫對植物生理代謝的影響。礦質(zhì)元素部分實驗主要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會配制植物生長基本培養(yǎng)基，然后通過該方法的學(xué)習(xí)來確定植物正常生長的必須礦質(zhì)元素和相應(yīng)的缺素癥；以及硝酸還原酶活性的測定。逆境脅迫部分的實驗內(nèi)容主要包括3個方面，使用3種技術(shù)分別測定逆境脅迫下植物細胞內(nèi)外離子電導(dǎo)率、MDA含量和可溶性糖含量。從內(nèi)容安排上可以看出，模塊式實驗體系有很大程度的擴充，而且模塊式實驗體系更強調(diào)實驗設(shè)計，更注重各獨立實驗之間的內(nèi)在聯(lián)系，實驗過程更有助于提高學(xué)生綜合動手能力。

研究型實驗?zāi)K主要包括2部分內(nèi)容，一方面內(nèi)容是葉綠體色素的理化性質(zhì)研究，以及利用所學(xué)知識探討一種可使植物標本長期保持綠色的方法；另一方面內(nèi)容是深入理解生長素和細胞分裂素在植物生長過程中的生理學(xué)作用，本實驗主要研究生長素和細胞分裂素對種子萌發(fā)過程中根和芽分化的影響，引導(dǎo)學(xué)生將理論課所學(xué)的知識作進一步地延伸。模塊式實驗教學(xué)體系實驗過程也是以學(xué)生為主導(dǎo)的，因而更利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過教師的引導(dǎo)和協(xié)作，學(xué)生會將單個孤立的實驗進行綜合和系統(tǒng)化地分析，從而將實驗過程轉(zhuǎn)變成一個整體的科研項目，逐步培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和獨立解決問題的能力。如結(jié)合所學(xué)植物生理學(xué)知識設(shè)計一種如何使植物標本長期保持綠色的方法，會促使學(xué)生積極查閱相關(guān)的植物生理學(xué)資料，并用自己所設(shè)計的方案來實施，最終大家可能會找到用銅代葉綠素保存植物標本的原理。因此，模塊式實驗教學(xué)體系激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)探求意識。

3 模塊式教學(xué)體系在實際教學(xué)過程中的教學(xué)效

絕大部分同學(xué)都比較喜歡這種新穎的教學(xué)方式，他們在實驗課學(xué)習(xí)過程中也表現(xiàn)出了很高的積極性，實驗過程中也能保持清晰的思路，并且同學(xué)們之間的團隊意識也增強了。通過多年的教學(xué)實踐，我們切實體會到模塊式實驗教學(xué)體系有著明顯的優(yōu)勢，這主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)探求意識 模塊式實驗教學(xué)體系是以學(xué)生為中心的教學(xué)結(jié)構(gòu)體系，在實驗內(nèi)容上強調(diào)系統(tǒng)性、創(chuàng)新性和綜合性，實驗內(nèi)容也是考慮到學(xué)生的興趣來安排的，對學(xué)生的動手能力、專業(yè)水平和科研素質(zhì)等進行全面的培養(yǎng)和提高。

3.2 理論教學(xué)體系層次更加合理，教學(xué)手段更加多元化 模塊式教學(xué)注重結(jié)合課外知識來加深學(xué)生對植物生理學(xué)知識的理解，利用多元化的教學(xué)手段，來提高教學(xué)質(zhì)量。模塊式教學(xué)采取“邊教學(xué)、邊實驗”的課堂模式，以此改變傳統(tǒng)理論講課與實驗環(huán)節(jié)的脫節(jié)現(xiàn)象，變單一的實驗教學(xué)課程為理論、實驗相結(jié)合的教學(xué)體系。將以演示性、驗證性實驗為主的實驗內(nèi)容改造為以設(shè)計性、 綜合性實驗為主的系統(tǒng)體系；同時促進老方法與新內(nèi)容的交叉滲透，使之與學(xué)科發(fā)展和學(xué)生需求相適應(yīng)。通過非驗證性和未知實驗的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生獨立的邏輯思維能力和創(chuàng)新精神。在實驗教學(xué)過程中綜合利用多種教學(xué)手段，以實驗?zāi)K制作PPT，介紹這些實驗基本技術(shù)，啟發(fā)學(xué)生思考利用模塊中的技術(shù)可以進行科學(xué)研究。

3.3 通過網(wǎng)絡(luò)以及報告交流加強教師與學(xué)生的互動，提高教學(xué)效率 在實驗過程中鼓勵學(xué)生學(xué)會利用網(wǎng)絡(luò)查詢國內(nèi)外相關(guān)文獻來收集實驗過程中可能用到的相關(guān)資料，并熟悉常用的生物學(xué)網(wǎng)站。在實驗過程中鼓勵學(xué)生對自己感興趣的課題或設(shè)想設(shè)計研究方案，并對學(xué)生設(shè)計的研究方案逐一進行指導(dǎo)，加強與學(xué)生的互動溝通和情感交流，提高教學(xué)效率。

4 考核方法

為了全面和客觀的考核學(xué)生的實驗過程和結(jié)果，鼓勵學(xué)生獨立思考和敢于創(chuàng)新，提高學(xué)生的積極性，我們制定了更合理的考核標準，并在首節(jié)實驗課時給學(xué)生公布，讓他們熟悉模塊式教學(xué)的量化的考核內(nèi)容。考核內(nèi)容主要包括：提出問題能力和設(shè)計實驗?zāi)芰φ?0%、實驗態(tài)度與團隊合作精神占20%、實驗操作熟練程度（儀器設(shè)備的使用和實驗過程的操作規(guī)范）占30%、實驗報告暨論文數(shù)據(jù)分析水平和寫作能力占30%等多個方面。該考核標準要求學(xué)生在實驗過程中，只有積極動手和準備實驗，加強與其它同學(xué)的合作互動，并較好地完成實驗報告寫作才能獲得高分。從總體上來說，模塊式教學(xué)強調(diào)學(xué)生的參與過程和實驗態(tài)度，鼓勵積極合作和積極思考的嚴謹科學(xué)作風(fēng)，因而該實驗教學(xué)考評體系的實施有利于學(xué)生的科研素質(zhì)培養(yǎng)。

5 結(jié)語

植物生理學(xué)實驗課模塊式教學(xué)體系的實施對提升學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新思維和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)是比較有成效的。我們多年的教學(xué)實踐也表明學(xué)生的理論課學(xué)習(xí)、實驗結(jié)果匯報，以及他們的科技論文寫作能力得到不斷鞏固和拓展。通過模塊式教學(xué)體系的實施，學(xué)生不僅學(xué)會了使用生物學(xué)研究常用的網(wǎng)絡(luò)資源和軟件，而且可以鍛煉了探索精神和實踐能力。這些能力的提高對為本科生畢業(yè)論文設(shè)計工作或部分同學(xué)將來走上工作崗位和研究生學(xué)習(xí)打下了良好基礎(chǔ)，從而進一步彰顯了模塊式教學(xué)體系在植物生理學(xué)實驗課教學(xué)上的顯著作用。

參考文獻

［1］龔春梅.植物生理學(xué)緊密結(jié)合科研改進實驗教學(xué)的探索［J］.中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2013（23）：74-76.

［2］王若仲，丁君輝，黃志剛，等.植物生理學(xué)實驗教學(xué)的改革與創(chuàng)新［J］.實驗科學(xué)與技術(shù)，2010，8（6）：106-108.

［3］蔣素梅，黃勝琴，李玲，等.植物生理學(xué)實驗?zāi)K教學(xué)方式的探索與實踐［J］.植物生理學(xué)通訊，2008，44（3）：554-556.

［4］張以順，黎茵，陳云鳳.植物生理學(xué)實驗研究型教學(xué)模式探索與實踐［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（4）：2515-2516.

［5］王智慧，趙長江，貝麗霞，等.高等學(xué)校植物生理學(xué)實驗研究型教學(xué)模式初探［J］.黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，（5）：113-115.

［6］李富恒，朱祥春，王豫穎.植物生理學(xué)實驗教學(xué)存在的問題及解決途徑［J］.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2007，5（2）：44-46.

［7］郭志平，夏更壽，楊曉琴，等.植物生理學(xué)實驗教學(xué)模式的探索與實踐［J］.麗水學(xué)院學(xué)報，2008，30（5）：107-110.

［8］陸長梅，沙莎.植物生理學(xué)“模塊化”實驗教學(xué)模式：提高學(xué)生創(chuàng)新能力的新模式［J］.高等教育研究（成都），2013，30（4）：53-56.

［9］宋曉宏，岳榮.以能力培養(yǎng)為目標的植物生理學(xué)實驗教學(xué)模式初探［J］.農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2012，32（2）：62-64.

［10］陳穎，汪南陽，謝寅峰，等，胡菲.林業(yè)院校植物生理學(xué)實驗課程教學(xué)改革與實踐探索［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（6）：3817-3819. （責(zé)編：徐煥斗）

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在長期的教學(xué)工作中，筆者一直在探究什么樣的模塊式教學(xué)體系既有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能將生物學(xué)基本實驗技能融入到實驗課程內(nèi)，并最終能全面提升學(xué)生的科研素質(zhì)。經(jīng)過多年的嘗試，提出了一個由基礎(chǔ)型實驗?zāi)K、綜合型實驗?zāi)K和研究型實驗?zāi)K3個環(huán)節(jié)構(gòu)成的模塊式教學(xué)體系。這3個環(huán)節(jié)是一個循序漸進的教學(xué)過程，從而逐步提高學(xué)生的實驗積極性和動手能力，以及獨立思考問題、分析問題的能力。模塊式教學(xué)體系主要將植物生理學(xué)實驗內(nèi)容設(shè)計成由若干知識體系銜接和實驗內(nèi)容連貫的模塊實驗，建立起來的綜合性和研究性學(xué)習(xí)平臺。模塊式教學(xué)體系是以基礎(chǔ)性為根本、以綜合性進行提升、以研究性為高級目標的復(fù)合型實驗教學(xué)新體系，因而為提高學(xué)生動手能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維的提供了重要保證。各實驗階段開設(shè)的實驗內(nèi)容如表1所示：

表1 植物生理學(xué)模塊式實驗教學(xué)內(nèi)容

[基礎(chǔ)型實驗?zāi)K&綜合型實驗?zāi)K&研究型實驗?zāi)K&（1）小液流法測定植物幼嫩葉片細胞的水勢；

（2）植物幼嫩葉片的呼吸速率測定；

（3）利用TTC法和紅墨水法測定種子的生活力；

（4）種子萌發(fā)時淀粉酶活性的分析；

（5）植物幼嫩葉片光合作用的測定。&（1）礦質(zhì)元素影響植物生長發(fā)育的綜合實驗。

實驗內(nèi)容：配制植物生長基本培養(yǎng)基；水培法鑒定植物正常生長必須的礦質(zhì)元素及相應(yīng)的缺素癥；硝酸還原酶活性的測定。

（2）逆境脅迫影響植物生理代謝的綜合實驗。

實驗內(nèi)容：逆境脅迫下植物細胞內(nèi)外離子電導(dǎo)率的差異；逆境脅迫下植物組織內(nèi)MDA含量的測定；逆境脅迫下植物組織內(nèi)可溶性糖含量的測定。&（1）葉綠體色素的提取、紙層析分離及光學(xué)性質(zhì)分析， 并結(jié)合所學(xué)知識設(shè)計一種如何使植物標本長期保持綠色的方法。

實驗內(nèi)容： 葉綠素a和葉綠素b的含量；希爾反應(yīng)；葉綠素紙層析分離；并解釋銅代葉綠素保存植物標本的原理。

（2）生長素和細胞分裂素對種子萌發(fā)過程中根和芽分化的影響，并分析這兩種激素之間存在的協(xié)同和競爭關(guān)系。

實驗內(nèi)容：不同濃度生長素和細胞分裂素處理下小麥根和芽的長度和數(shù)目變化；

重點：引導(dǎo)學(xué)生將理論課所學(xué)的生長素和細胞分裂素的生理學(xué)特性運用到植物生長發(fā)育的研究中去。&]

基礎(chǔ)型實驗?zāi)K內(nèi)容相對簡單，實驗所用時間也較短，該階段的主要任務(wù)是通過一系列的簡單實驗學(xué)習(xí)讓學(xué)生熟悉實驗設(shè)計、實驗材料準備、基本實驗操作和實驗結(jié)果分析等過程。實驗材料主要是植物幼嫩葉片和種子，實驗內(nèi)容主要安排了植物幼嫩葉片的光合作用的測定方法和呼吸速率的測定方法，以及植物幼嫩葉片細胞的水勢測定方法；在種子生理的實驗內(nèi)容方面，主要包括種子活力的測定方法和淀粉酶活性的測定方法。

綜合型實驗?zāi)K主要包括2部分內(nèi)容，礦質(zhì)元素對植物生長發(fā)育的影響和逆境脅迫對植物生理代謝的影響。礦質(zhì)元素部分實驗主要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會配制植物生長基本培養(yǎng)基，然后通過該方法的學(xué)習(xí)來確定植物正常生長的必須礦質(zhì)元素和相應(yīng)的缺素癥；以及硝酸還原酶活性的測定。逆境脅迫部分的實驗內(nèi)容主要包括3個方面，使用3種技術(shù)分別測定逆境脅迫下植物細胞內(nèi)外離子電導(dǎo)率、MDA含量和可溶性糖含量。從內(nèi)容安排上可以看出，模塊式實驗體系有很大程度的擴充，而且模塊式實驗體系更強調(diào)實驗設(shè)計，更注重各獨立實驗之間的內(nèi)在聯(lián)系，實驗過程更有助于提高學(xué)生綜合動手能力。

研究型實驗?zāi)K主要包括2部分內(nèi)容，一方面內(nèi)容是葉綠體色素的理化性質(zhì)研究，以及利用所學(xué)知識探討一種可使植物標本長期保持綠色的方法；另一方面內(nèi)容是深入理解生長素和細胞分裂素在植物生長過程中的生理學(xué)作用，本實驗主要研究生長素和細胞分裂素對種子萌發(fā)過程中根和芽分化的影響，引導(dǎo)學(xué)生將理論課所學(xué)的知識作進一步地延伸。模塊式實驗教學(xué)體系實驗過程也是以學(xué)生為主導(dǎo)的，因而更利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過教師的引導(dǎo)和協(xié)作，學(xué)生會將單個孤立的實驗進行綜合和系統(tǒng)化地分析，從而將實驗過程轉(zhuǎn)變成一個整體的科研項目，逐步培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和獨立解決問題的能力。如結(jié)合所學(xué)植物生理學(xué)知識設(shè)計一種如何使植物標本長期保持綠色的方法，會促使學(xué)生積極查閱相關(guān)的植物生理學(xué)資料，并用自己所設(shè)計的方案來實施，最終大家可能會找到用銅代葉綠素保存植物標本的原理。因此，模塊式實驗教學(xué)體系激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)探求意識。

3 模塊式教學(xué)體系在實際教學(xué)過程中的教學(xué)效

絕大部分同學(xué)都比較喜歡這種新穎的教學(xué)方式，他們在實驗課學(xué)習(xí)過程中也表現(xiàn)出了很高的積極性，實驗過程中也能保持清晰的思路，并且同學(xué)們之間的團隊意識也增強了。通過多年的教學(xué)實踐，我們切實體會到模塊式實驗教學(xué)體系有著明顯的優(yōu)勢，這主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)探求意識 模塊式實驗教學(xué)體系是以學(xué)生為中心的教學(xué)結(jié)構(gòu)體系，在實驗內(nèi)容上強調(diào)系統(tǒng)性、創(chuàng)新性和綜合性，實驗內(nèi)容也是考慮到學(xué)生的興趣來安排的，對學(xué)生的動手能力、專業(yè)水平和科研素質(zhì)等進行全面的培養(yǎng)和提高。

3.2 理論教學(xué)體系層次更加合理，教學(xué)手段更加多元化 模塊式教學(xué)注重結(jié)合課外知識來加深學(xué)生對植物生理學(xué)知識的理解，利用多元化的教學(xué)手段，來提高教學(xué)質(zhì)量。模塊式教學(xué)采取“邊教學(xué)、邊實驗”的課堂模式，以此改變傳統(tǒng)理論講課與實驗環(huán)節(jié)的脫節(jié)現(xiàn)象，變單一的實驗教學(xué)課程為理論、實驗相結(jié)合的教學(xué)體系。將以演示性、驗證性實驗為主的實驗內(nèi)容改造為以設(shè)計性、 綜合性實驗為主的系統(tǒng)體系；同時促進老方法與新內(nèi)容的交叉滲透，使之與學(xué)科發(fā)展和學(xué)生需求相適應(yīng)。通過非驗證性和未知實驗的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生獨立的邏輯思維能力和創(chuàng)新精神。在實驗教學(xué)過程中綜合利用多種教學(xué)手段，以實驗?zāi)K制作PPT，介紹這些實驗基本技術(shù)，啟發(fā)學(xué)生思考利用模塊中的技術(shù)可以進行科學(xué)研究。

3.3 通過網(wǎng)絡(luò)以及報告交流加強教師與學(xué)生的互動，提高教學(xué)效率 在實驗過程中鼓勵學(xué)生學(xué)會利用網(wǎng)絡(luò)查詢國內(nèi)外相關(guān)文獻來收集實驗過程中可能用到的相關(guān)資料，并熟悉常用的生物學(xué)網(wǎng)站。在實驗過程中鼓勵學(xué)生對自己感興趣的課題或設(shè)想設(shè)計研究方案，并對學(xué)生設(shè)計的研究方案逐一進行指導(dǎo)，加強與學(xué)生的互動溝通和情感交流，提高教學(xué)效率。

4 考核方法

為了全面和客觀的考核學(xué)生的實驗過程和結(jié)果，鼓勵學(xué)生獨立思考和敢于創(chuàng)新，提高學(xué)生的積極性，我們制定了更合理的考核標準，并在首節(jié)實驗課時給學(xué)生公布，讓他們熟悉模塊式教學(xué)的量化的考核內(nèi)容。考核內(nèi)容主要包括：提出問題能力和設(shè)計實驗?zāi)芰φ?0%、實驗態(tài)度與團隊合作精神占20%、實驗操作熟練程度（儀器設(shè)備的使用和實驗過程的操作規(guī)范）占30%、實驗報告暨論文數(shù)據(jù)分析水平和寫作能力占30%等多個方面。該考核標準要求學(xué)生在實驗過程中，只有積極動手和準備實驗，加強與其它同學(xué)的合作互動，并較好地完成實驗報告寫作才能獲得高分。從總體上來說，模塊式教學(xué)強調(diào)學(xué)生的參與過程和實驗態(tài)度，鼓勵積極合作和積極思考的嚴謹科學(xué)作風(fēng)，因而該實驗教學(xué)考評體系的實施有利于學(xué)生的科研素質(zhì)培養(yǎng)。

5 結(jié)語

植物生理學(xué)實驗課模塊式教學(xué)體系的實施對提升學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新思維和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)是比較有成效的。我們多年的教學(xué)實踐也表明學(xué)生的理論課學(xué)習(xí)、實驗結(jié)果匯報，以及他們的科技論文寫作能力得到不斷鞏固和拓展。通過模塊式教學(xué)體系的實施，學(xué)生不僅學(xué)會了使用生物學(xué)研究常用的網(wǎng)絡(luò)資源和軟件，而且可以鍛煉了探索精神和實踐能力。這些能力的提高對為本科生畢業(yè)論文設(shè)計工作或部分同學(xué)將來走上工作崗位和研究生學(xué)習(xí)打下了良好基礎(chǔ)，從而進一步彰顯了模塊式教學(xué)體系在植物生理學(xué)實驗課教學(xué)上的顯著作用。

參考文獻

［1］龔春梅.植物生理學(xué)緊密結(jié)合科研改進實驗教學(xué)的探索［J］.中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2013（23）：74-76.

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［4］張以順，黎茵，陳云鳳.植物生理學(xué)實驗研究型教學(xué)模式探索與實踐［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（4）：2515-2516.

［5］王智慧，趙長江，貝麗霞，等.高等學(xué)校植物生理學(xué)實驗研究型教學(xué)模式初探［J］.黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，（5）：113-115.

［6］李富恒，朱祥春，王豫穎.植物生理學(xué)實驗教學(xué)存在的問題及解決途徑［J］.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2007，5（2）：44-46.

［7］郭志平，夏更壽，楊曉琴，等.植物生理學(xué)實驗教學(xué)模式的探索與實踐［J］.麗水學(xué)院學(xué)報，2008，30（5）：107-110.

［8］陸長梅，沙莎.植物生理學(xué)“模塊化”實驗教學(xué)模式：提高學(xué)生創(chuàng)新能力的新模式［J］.高等教育研究（成都），2013，30（4）：53-56.

［9］宋曉宏，岳榮.以能力培養(yǎng)為目標的植物生理學(xué)實驗教學(xué)模式初探［J］.農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2012，32（2）：62-64.

［10］陳穎，汪南陽，謝寅峰，等，胡菲.林業(yè)院校植物生理學(xué)實驗課程教學(xué)改革與實踐探索［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（6）：3817-3819. （責(zé)編：徐煥斗）

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