植物生物學實驗教學改革與實踐

張洋+孟令軍+程瑛琨+劉艷+閆國棟+姜丹

摘 要 植物生物學實驗是生物專業本科生的一門主干必修專業基礎實驗課，具有不可替代的地位。加強植物生物學實驗教學改革，培養應用型創新人才，是植物生物學課程的培養目標。通過改革教學內容、轉變教學理念、改進教學手段、制定完善的考核制度，突出學生主體地位，提高學生積極性和創造性、實踐技能與動手能力，取得良好的教學效果。

關鍵詞 植物生物學實驗；生物專業；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）20-0132-03

Abstract Plant biology experiment is a backbone of biological under-graduate compulsory professional basic experiment has an irreplace-able position. Strengthen the reform of plant biology experiment tea-ching and train applied innovative talents is the training objective of plant biology curriculum. Through the reform of teaching content， change teaching idea， improve teaching methods， making perfect appraisal system， highlight the students subject status， improve the students enthusiasm and creativity， practical skills and ability， has obtained the good teaching effect.

Key words plant biology experiment； biological major； teaching reform

植物生物學實驗是生物專業本科生的一門主干必修專業基礎實驗課，具有不可替代的地位。它既是生物學科類各門專業實驗課的重要基礎，也是一門實踐性很強的學科，是生物類專業本科教學計劃中的一個重要組成部分，更是培養學生科研、實踐能力和綜合素質的重要途徑，也是實施素質教育的重要手段[1]。因此，它對學生分析問題和解決問題能力的培養，尤其對學生綜合素質的提高和創新能力的培養具有獨特的作用[2]。

為更好地提高植物生物學實驗教學質量，吉林大學國家級生物實驗教學示范中心（簡稱“生物實驗中心”）通過修訂教學大綱、整合教學內容、轉變教學理念、改進教學手段和制定完善的考核制度，激發學生學習熱情和興趣，提高學生學習積極性和創造性、實踐技能與動手能力，取得良好的教學效果。

1 整合與優化實驗內容

科學的實驗教學體系、內容，應既有利于學生對知識、技能和方法的掌握，又有利于學生科學思維和創新能力的培養及綜合素質的提高，是提高植物生物學教學質量的重要基礎[3]。傳統的植物生物學實驗內容多為驗證性實驗，如植物組織和器官的結構觀察、植物理化性質的測定等，其優點是能夠及時鞏固課堂知識，缺點是教學內容重復，不能活躍學生的思維。實驗教學中采取的教學方法通常是教師介紹實驗目的、實驗材料、實驗內容和實驗方法，然后由學生根據實驗材料，按照實驗內容、實驗方法的描述驗證學過的理論知識。雖然通過教師的講解，學生對實驗內容和實驗規范有了較詳細的了解，實驗教師在實驗過程中也在不斷地督導學生學習，但是多數學生因為缺少實驗學習的積極性，在實驗過程中大多敷衍了事，照本宣科地完成實驗，不去分析實驗的機理，不去探討實驗中的問題，使實驗教學在教學活動中沒有發揮其相應的輔助作用。

為了加強學生實踐創新能力和科學思維的培養，生物實驗中心借助新版實踐教學大綱修訂之機，進一步整合與優化實驗教學內容，將實驗課內容分為四部分：基本實驗技術、驗證性實驗、綜合性實驗、設計性實驗。同時設置選修實驗供學生自行選擇。

基本實驗技術 植物生物學實驗是吉林大學生命科學學院學生入學時第一門專業基礎實驗課程，課程涉及的基本實驗技術訓練對以后學習至關重要。顯微鏡技術、生物繪圖技術是植物學實驗里最重要的基本實驗技術，也是生物學課程中常用的方法，要求學生必須熟練掌握。此外，還有其他的實驗技術，如葉綠體色素提取技術、種子發芽率測定技術等可以分散安排在不同實驗課中，讓學生反復練習，直到熟練操作并在期末的實驗考核中能有所反映。

基礎的驗證性實驗 植物營養器官內部結構的觀察和植物繁殖器官內部結構的觀察等是植物生物學實驗中較為經典的驗證性實驗。這兩個實驗主要要求學生掌握被子植物營養器官的各部分結構，了解花粉粒和胚囊的發育過程和種子的發育過程等。以植物生物學中的經典實驗和觀察性實驗為主，使學生掌握基本的實驗方法和培養學生的觀察能力，鞏固課堂所學的理論知識。

綜合性實驗 主要針對的是植物分類學的實驗和植物生理學實驗，以基本實驗技術和基礎的驗證性實驗的技能為基礎，變實驗室單一觀察的方法為實驗室與野外觀察相結合的方法，把傳統分類學實驗設計為以室內觀察和野外資源調查為主的綜合實驗，主要包括種子植物標本的采集、制作與保存，理化性質的測定等實驗內容。以種子植物標本的采集、制作與保存為例，先通過理論講授學習讓學生直觀地認識不同類群的植物，總結各類植物的特征，然后帶學生到野外進行對照和采集，識別各種常見的種子植物，進而掌握標本的采集、制作和保存方法。

設計性實驗 通過基本技能實驗、基礎實驗和綜合性實驗的訓練，學生已經具備一定的植物學基礎知識、操作和動手能力。教師可以根據學生的實際能力和實驗室的具體情況確定幾個研究方向，讓學生自己查資料，自行設計實驗方案，經教師檢查修改后，利用野外實習和課外假日時間來完成實驗的題目。設計植物的無土栽培、環境因素對植物生長發育的影響兩個設計性實驗，學生任選其一。

1）植物的無土栽培實驗：學生自己選擇植物，用人工配制的營養液進行培養，并與對照組土壤培養的植物對比，比較無土栽培和常規方法對植物生長的影響。

2）環境因素對植物生長發育的影響實驗：學生通過研究洗滌劑和重金屬等污染物對植物生長的影響，探索環境污染對植物可能造成的危害。

通過這樣的設計，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力，引導學生的科研興趣，訓練學生的綜合科研技能和協作能力。

2 改革實驗教學方法

先進的實驗教學理念和教學方法應該符合學生認知規律，有利于教學思想和教育理念的貫徹，有利于學生實驗興趣和實驗積極性的調動，有利于學生科學思維和創新能力的培養。生物實驗中心從2001年開始，逐漸探索先進的實驗教學理念和科學的實驗教學方法，如今已形成一套成熟穩定的實踐教學新模式。

開設生物學實驗原理與技術課程，實現學生從理論到實踐的良好過渡 為了配合植物生物學的教學改革，植物生物學實驗的教學內容分為生物學實驗原理與技術課程植物學實驗部分和植物生物學實驗兩門課程，兩者有機結合在一起，相輔相成。生物學實驗原理與技術課程是學生大學四年必修生物學專業實驗課的理論講授，共分為9個部分，每一部分都配在相應的實驗課程之前兩周進行講授。主要為學生在實驗課開始前對這門課程所有實驗的基本原理與技術進行系統梳理，包括實驗目的、實驗原理、實驗方法及注意事項等。植物生物學部分由植物學所有課程教師在實驗課開展之前為學生對本門課程全部實驗進行詳細講解和梳理，使學生實現從植物生物學課程到植物生物學實驗的良好過渡。

基本技術提前培訓，強化基本實驗技能培養 為增進對學生興趣的培養，給學生更加自主的選擇機會，利用學校國家級生物基礎實驗教學示范中心24小時開放的優勢，植物生物學實驗所用儀器設備采取提前培訓。即在開課學期開學的前3周為基本儀器培訓，學生課前通過教材進行預習，在課上由實驗教師為學生專門講解顯微鏡基本技術的基本原理、顯微鏡操作方法；講解之后，學生進行課堂練習，并當堂進行操作考試。操作合格的學生由實驗教師在儀器使用證上簽字，學生方可用顯微鏡進行實驗。

要求學生課前預習，加深學生對實驗的理解 為加深學生對實驗的理解，利用現代化教學手段，拓展學生視野，在開學前將植物生物學的實驗項目、實驗原理、實驗步驟等相關信息掛在實驗中心網上；同時建立植物生物學實驗資源共享課程，將實驗操作視頻、PPT、相關網絡資源等掛在愛課網、吉林大學課程中心等網站上，方便學生預習。為保證預習效果，上課開始前10分鐘對學生預習情況進行課前小考并進行打分，計入實驗課總成績。教師在實驗課開始后僅需要對實驗要點和實驗注意事項進行簡要提示，留出較多時間讓學生自己動手觀察，然后通過相互討論來解決實驗中出現的問題，最后由教師做總結。

課后組織總結討論，拓展學生知識面 在實驗結束后統一進行實驗討論，學生將自己在實驗中遇到的問題、發現的現象、設計實驗的思路等實驗相關問題及由此拓展的實驗項目方面的問題跟教師進行交流，使學生對實驗的全過程有了更深層次的理解與掌握，解決實驗中遇到的問題，拓展學生的知識面。

3 改革實驗成績評定方法

科學、客觀評定學生實驗成績，會引導學生知識、能力和素質協調發展，否則會挫傷學生的積極性[4]。為此，通過實驗預習、實驗設計、實驗操作、實驗報告和實驗習慣等統籌評定學生實驗成績。植物生物學實驗課通過多元實驗考核方法，統籌考核實驗過程與實驗結果。成績評定分配比例為：實驗習慣占10%，實驗預習占10%，實驗操作占40%，實驗報告占20%，設計創新性實驗占20%。為加強學生良好實驗習慣的培養，制定28條相關規定，學生違反一條減0.5～3分，累計扣除10分后，取消該門實驗成績，重修該門實驗課程。歷屆畢業生在反饋意見中都反映實驗教學對他們實驗習慣的培養使他們終身受益。通過實驗成績評定方法改革，對學生知識、能力和素質協調發展起到導向作用。

4 植物生物學實驗教學改革的效果

經過幾年的改革與實踐，植物生物學實驗教學體系已形成自身鮮明的特色。在教學內容改革、教師教學理念轉變和教學手段改進、實驗實習、考試考核制度調整等方面均有所改革，取得顯著成績，獲得良好的教學效果。植物生物學實驗教學改革突出了學生的主體地位，多樣化的實驗教學形式激發了學生的學習熱情和興趣，提高了學生的學習積極性和創造性，使學生在實驗中得以錘煉[5]。植物生物學實驗考核體系的建立使學生在知識、能力和素質等方面均能得到鍛煉，使之成為學生接觸社會的載體和培養學生動手能力、提高實驗技能和綜合素質的良好平臺。

參考文獻

[1]韓多紅，張勇，張芬琴，等.淺談植物生物學實驗教學改革[J].甘肅科技，2005，21（9）：192-194.

[2]龔雙姣，姜業芳，劉世彪，等.植物學實踐教學改革與學生創新能力的培養[J].高等理科教育，2006（3）：104-107.

[3]滕利榮，孟慶繁，逯家輝，等.國家級生物實驗教學示范中心建設的研究與實踐[J].中國大學教學，2007（7）：36-38.

[4]程瑛琨，孟慶繁，劉成柏，等.高校基礎實驗教學質量評估體系的研究[J].高教論壇，2006（2）：116-118.

[5]王曉鵬，陳慶榆，史鈞，等.植物生物學實踐教學探索與改革[J].安徽科技學院學報，2009，23（1）：74-76.