生物科學(xué)師范專業(yè)植物生理學(xué)實驗教學(xué)改革實踐與體會

陳發(fā)波+魯庚+鄧麗

[摘 要]植物生理學(xué)實驗是生物科學(xué)師范專業(yè)的專業(yè)能力實踐課程，是提高師范生動手能力、科研能力與教學(xué)能力的重要實驗課程。生物科學(xué)師范專業(yè)植物生理學(xué)實驗?zāi)壳爸饕嬖谝韵聠栴}：1.教學(xué)內(nèi)容較陳舊；2.驗證性實驗較多，綜合設(shè)計性實驗少；3.教學(xué)方式單一，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)生的動手能力與教學(xué)能力脫節(jié)；4.只注重學(xué)生的實驗操作，學(xué)生的科研素養(yǎng)及能力提高有限；5.考核方式單一，教學(xué)質(zhì)量不高等。根據(jù)以上問題，提出以下改革措施：及時更新實驗項目；采用參與式教學(xué)方式，讓學(xué)生參與到實驗教學(xué)的備課、設(shè)計實驗、實驗準備、預(yù)實驗、課堂教學(xué)、撰寫論文和教學(xué)評價等各個環(huán)節(jié)；教師采用多元化的考核評定方法，提高教學(xué)的質(zhì)量等。這一系列的改革措施提高了實驗課程的教學(xué)效果，培養(yǎng)了師范生實驗教學(xué)技能和教師綜合素質(zhì)。

[關(guān)鍵詞]植物生理學(xué)實驗；生物科學(xué)；參與式教學(xué)；教學(xué)改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）09-0030-03

植物生理學(xué)是研究植物生命活動規(guī)律及其與環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)，重點研究植物生長情況和生長機制，解釋植物生命活動所呈現(xiàn)的自然規(guī)律。[1][2]相對于理論教學(xué)而言，實驗教學(xué)具有直觀性、實踐性、綜合性和設(shè)計性等特點，對加強學(xué)生素質(zhì)教育和培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力具有不可替代的作用。[3]植物生理學(xué)實驗課程是師范院校生物科學(xué)專業(yè)重要的實驗課程，該課程的教學(xué)是理論課程的重要補充，對培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能、觀察發(fā)現(xiàn)問題的能力、分析問題的能力和開展科學(xué)研究的能力具有重大意義。[4]高等院校改革的不斷深入要求高校培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、強實踐、求創(chuàng)新、重素質(zhì)”的應(yīng)用型人才。[5][6]我國傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式是“注入式”教育，即教師提供和講解實驗方案，學(xué)生執(zhí)行實驗方案。[7]這導(dǎo)致學(xué)生不重視實驗課，學(xué)習(xí)的積極性差，盲目機械地按照實驗指導(dǎo)書或教師講解的內(nèi)容操作，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維以及主觀能動性。就師范專業(yè)而言，在培養(yǎng)學(xué)生動手能力的同時，還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的教學(xué)能力。因此，在生物科學(xué)師范專業(yè)的植物生理學(xué)實驗教學(xué)改革中，改變傳統(tǒng)的“注入式”教學(xué)，以多元化的參與式教學(xué)進行教學(xué)，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的動手與科研思維能力，還可以提高學(xué)生的教學(xué)能力。

本文就長江師范學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院生物科學(xué)師范專業(yè)植物生理學(xué)實驗課程的現(xiàn)狀、改革與措施與各位同行進行分享，以期在實踐中不斷提高教學(xué)效果。

一、生物科學(xué)師范專業(yè)植物生理學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

植物生理學(xué)不僅是植物學(xué)專業(yè)，也是其他與植物學(xué)相關(guān)專業(yè)的必修課程，是生物科學(xué)師范專業(yè)的核心骨干課程。植物生理學(xué)也是一門理論性極強的學(xué)科，知識相對抽象，學(xué)生難以理解和掌握。植物生理學(xué)實驗課程與植物生理學(xué)既密切關(guān)聯(lián)又各有側(cè)重，具有一定的獨立性和完整性，并且與理論課程相比，實驗課程能幫助學(xué)生更好地理解和掌握知識點。若采用傳統(tǒng)的實驗教學(xué)，不利于培養(yǎng)理論、創(chuàng)新、實驗技能兼具的應(yīng)用型人才。為適應(yīng)應(yīng)用型人才發(fā)展的需要，我校早在2000年就將植物生理學(xué)實驗列成單獨的課程，與植物生理學(xué)理論課同時進行教學(xué)。植物生理學(xué)實驗共2學(xué)分32學(xué)時，一般開設(shè)10個實驗，每個實驗3-4個學(xué)時。植物生理學(xué)實驗在提高學(xué)生動手能力和生物科學(xué)素養(yǎng)方面起到了一定的作用，但教學(xué)中仍然存在以下不足。

（一）教學(xué)內(nèi)容陳舊

植物生理學(xué)實驗實驗項目更新較慢，如采用改良半葉法測定植物光合強度，采用分光光度計測定色素含量，采用重量法測定葉面積。這些實驗已經(jīng)和生產(chǎn)與科研脫節(jié)，不利于培養(yǎng)與時俱進的綜合性人才。

（二）驗證性實驗較多，綜合設(shè)計性實驗少

植物生理學(xué)實驗教材實驗內(nèi)容多，課時少，根據(jù)實驗教學(xué)大綱選取每章節(jié)具代表性及經(jīng)典的單一實驗項目，一般安排 10個左右，每次只有3個學(xué)時。受時間、實驗條件、材料和設(shè)備等客觀因素的影響，選取的實驗項目大多為基礎(chǔ)性、驗證性實驗，綜合性實驗比例偏少，缺少實踐環(huán)節(jié)。[8]

（三）教學(xué)方式單一，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，動手能力與教學(xué)能力脫節(jié)

植物生理學(xué)實驗教學(xué)方式單一，一般是教師提前準備好實驗，上課時進行講解、演示和指導(dǎo)，學(xué)生聽取教師講授、操作實驗、完成實驗報告。整個教學(xué)過程學(xué)生都是被動參與實驗，沒有思考，缺乏探索實驗的主觀能動性，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高。此外，實驗課更多的是注重學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，往往忽略對師范生實驗教學(xué)技能和教師綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，學(xué)生的教學(xué)能力有待提高。

（四）只注重學(xué)生的實驗操作，學(xué)生的科研素養(yǎng)及能力提高有限

學(xué)生只進行實驗操作，對實驗設(shè)計、準備、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)分析及科技論文寫作等不了解或不重視。實驗報告格式死板，與科技論文和學(xué)生畢業(yè)論文脫節(jié)。生物科學(xué)師范專業(yè)中有較多學(xué)生會考取研究生，畢業(yè)時都需要進行科研實驗和論文的撰寫。因此，有必要在植物生理學(xué)實驗中加強學(xué)生科研能力的培養(yǎng)。

（五）考核方式單一，教學(xué)質(zhì)量不高

成績評定一般由實驗態(tài)度、實驗報告和實驗操作考試3部分組成，這種評定往往忽略對實驗課最重要的環(huán)節(jié)——實驗過程的考核。

二、生物科學(xué)師范專業(yè)植物生理學(xué)實驗教學(xué)的改革與措施

（一）及時更新實驗項目

根據(jù)當(dāng)前實驗室所具備的儀器及實驗研究現(xiàn)狀，及時更新實驗項目和方案，這能最大限度地讓學(xué)生了解植物生理學(xué)研究前沿的方法。例如將傳統(tǒng)的改良半葉法測定光合強度更改為先進的LI6400便攜式光合儀來測植物光和強度、利用液相色譜儀和U3010分光光度計測定色素含量、用葉面儀測定葉面積等。通過對實驗方案的改良，讓學(xué)生學(xué)習(xí)先進的儀器，了解植物生理學(xué)最新的動態(tài)。

（二）設(shè)置綜合性、開放性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力

設(shè)置綜合性實驗。如將“植物光合作用的測定”改為“光合作用與作物生產(chǎn)潛力研究”、“花粉活力的測定”改為“花粉活力對植物開花結(jié)果的影響”；“植物中丙二醛測定”改為“逆境脅迫對植物的影響”、“過氧化物酶的測定”改為“蔗糖對植物低溫傷害的保護作用”等。將傳統(tǒng)的驗證性實驗設(shè)計為綜合性實驗。同時設(shè)置開放性實驗，教師不再提供實驗內(nèi)容及過程，由學(xué)生自主查閱相關(guān)文獻資料，確定實驗材料，設(shè)置實驗方案并完成具體實驗，最后記錄實驗數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)分析。教師在此過程只是學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者、引導(dǎo)者和合作者。這可以培養(yǎng)學(xué)生搜集信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。endprint

（三）參與式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的教學(xué)能力

應(yīng)打破傳統(tǒng)的以教師講解和指導(dǎo)為主體的教學(xué)模式，轉(zhuǎn)為學(xué)生參與式教學(xué)，使教師和學(xué)生有不同的教學(xué)任務(wù)。就教師而言，其在參與式教學(xué)過程中的任務(wù)如下。

1.分組。將每個不超過30人的教學(xué)班，按2-3人分成10個小組，每個小組承擔(dān)一個實驗的教學(xué)任務(wù)。每個小組指定一名學(xué)生作為組長，由組長分配組員任務(wù)。教師單獨指導(dǎo)小組進行實驗的準備及教學(xué)。

2.確定實驗項目。根據(jù)植物生理學(xué)實驗培養(yǎng)方案和課程標準，確定實驗大綱，再通過隨機抽簽的方式，確定每個小組負責(zé)的實驗項目。

3.參與和指導(dǎo)小組教學(xué)工作。指導(dǎo)相應(yīng)小組的學(xué)生確定實驗方案，進行備課、試講、實驗準備、預(yù)實驗、論文的撰寫和批改等，并對實驗教學(xué)準備過程中出現(xiàn)的問題提出建議。要求小組成員在講課過程中，打破常規(guī)授課方式，必須有創(chuàng)新點，如利用模型、多媒體、播放視屏、提問等多種方式進行教學(xué)。另外，教師還需指導(dǎo)小組的實驗設(shè)計、備課、實驗準備、試講等。

4.組織課堂教學(xué)和評課活動。在實驗教學(xué)課上，由負責(zé)當(dāng)次實驗項目的小組成員作為本次實驗教學(xué)課的“教師”，學(xué)生授課結(jié)束后，本次授課的“教師”進行自評，而教師組織學(xué)生對擔(dān)任本堂實驗課的“教師”進行評課，指出“教師”講課中的問題，最后再由教師補充說明實驗重、難點及實驗操作的細節(jié)。

5.指導(dǎo)論文的撰寫和批改。教師單獨指導(dǎo)每次授課的小組成員撰寫和批改論文，論文嚴格按畢業(yè)論文或科技論文的格式進行撰寫，再由小組指導(dǎo)余下同學(xué)撰寫論文，并批改論文。

學(xué)生的教學(xué)任務(wù)如下。

1.實驗設(shè)計。根據(jù)教師的分組和實驗項目，每組成員查閱相關(guān)文獻資料，設(shè)計實驗的目的、原理、材料和步驟。實驗設(shè)計好后交予教師檢查，根據(jù)教師意見，改進并完善實驗設(shè)計。

2.備課。在所承擔(dān)實驗項目正式上課的2-3周里，由組長組織小組成員進行集體備課，根據(jù)實驗內(nèi)容準備一份實驗教學(xué)設(shè)計和人員分工，包括實驗材料準備、預(yù)實驗、課件制作、試講等環(huán)節(jié)的負責(zé)人員和時間安排等，并將教學(xué)設(shè)計與教師進行溝通，根據(jù)教師的建議進行修改。

3.實驗準備。由組長安排小組成員進行實驗材料購買、相關(guān)藥品的配制、書寫板書及進行預(yù)備實驗等。在此過程中，學(xué)生一方面能熟悉實驗內(nèi)容，培養(yǎng)實驗技能，另一方面也可以發(fā)現(xiàn)實驗中可能出現(xiàn)的問題，并及時對這些問題進行調(diào)整，改進實驗方案。

4.試講。由小組組長分配組員講課內(nèi)容，每個組員15-20分鐘。在正式上課前三天，小組開始進行模擬授課。任課教師參與試講，并在試講結(jié)束后指出學(xué)生在講課過程中存在的問題，并提出改進措施，學(xué)生則根據(jù)教師的意見，不斷提高自己的教學(xué)水平。

5.教學(xué)。在實驗教學(xué)課前一天，負責(zé)實驗項目的小組成員需要配置好實驗藥品，做好板書工作，正式實驗課教學(xué)當(dāng)天，提前到達實驗室檢查實驗藥品、材料等。在正式上課時學(xué)生按照自己的講課任務(wù)，分別介紹實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒灢襟E、注意事項等。在講課結(jié)束后小組成員和任課教師一起指導(dǎo)其他學(xué)生進行正式實驗操作，在實驗操作過程中，“教師”要仔細觀察同學(xué)的操作，對同學(xué)的實驗操作及實驗結(jié)果進行評分。

6.教學(xué)反思和教學(xué)評課。在實驗課堂結(jié)束之后，首先由小組成員對實驗準備和教學(xué)進行自評，然后任課教師組織全班學(xué)生對負責(zé)實驗教學(xué)小組的課堂教學(xué)進行點評，最后授課小組成員總結(jié)他們在參與實驗教學(xué)中的收獲和經(jīng)驗教訓(xùn)，并提交教學(xué)反思一份。

7.論文撰寫與批改。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)撰寫并批改論文，再去指導(dǎo)班級同學(xué)論文的撰寫，其他同學(xué)論文撰寫好后，交由“教師”批改。

參與式教學(xué)不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能讓學(xué)生全程參與實驗課教學(xué)的全部過程，使學(xué)生對實驗項目的原理、方法步驟及實驗操作有更深刻的了解，這提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和教學(xué)的成效。給予學(xué)生上臺講課的機會，讓學(xué)生熟悉實驗教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，能提高學(xué)生的教學(xué)能力。

（四）強調(diào)實驗論文撰寫，提高學(xué)生科研能力

基于綜合實驗的優(yōu)勢，應(yīng)改革傳統(tǒng)的實驗報告寫作格式，要求學(xué)生按科技論文及畢業(yè)論文的格式撰寫實驗報告。[9]植物生理學(xué)實驗要求每份實驗報告都按科研論文的格式進行撰寫，以鍛煉學(xué)生科技論文的寫作能力。這樣，學(xué)生在查閱資料、實驗設(shè)計、材料培養(yǎng)、結(jié)果記錄、數(shù)據(jù)分析和論文撰寫等各個環(huán)節(jié)都得到了鍛煉，這極大地促進了學(xué)生科學(xué)研究的熱情。

（五）多元化考核，保證教學(xué)質(zhì)量

植物生理學(xué)實驗是單獨的一門課程，與理論課程分開考核。實驗課考核內(nèi)容包括實驗態(tài)度、實驗操作、實驗論文、備課、講課及教學(xué)反思6個部分，分別占實驗總成績的5%、20%、30%、20%、20%和5%，實驗成績總分為100分。新的考核方式更注重實驗過程的考核，保證教學(xué)的質(zhì)量。

三、結(jié)語

在農(nóng)業(yè)院校、一些綜合性大學(xué)和師范院校中，植物生理學(xué)實驗是生物技術(shù)、生物科學(xué)、農(nóng)業(yè)等專業(yè)的必修基礎(chǔ)課，是其他學(xué)科科學(xué)研究的重要手段，對提高學(xué)生的動手操作能力、分析問題和解決問題的能力具有重要的作用。植物生理學(xué)實驗打破了傳統(tǒng)的被動式教學(xué)，以學(xué)生扮演教師的角色進行教學(xué)，通過讓學(xué)生參與查閱資料、實驗設(shè)計、材料培養(yǎng)、結(jié)果記錄、數(shù)據(jù)分析和論文撰寫等各個環(huán)節(jié)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，取得了明顯的教學(xué)效果。增強學(xué)生的動手能力、科研能力及教學(xué)能力，這對學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計、研究生深造以及從事科研工作都有極大的幫助。但在改革中仍存在開放性實驗如何進一步加強實驗室管理、教師工作量增大等突出問題，還需要我們不斷探索和改革，這樣才能不斷提高植物生理學(xué)實驗的教學(xué)效果。

[ 參 考 文 獻 ]

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[責(zé)任編輯：陳 明]endprint