植物形態解剖實驗教學的完善與思考

王曉飛 黃有軍

（浙江農林大學林業與生物技術學院 浙江·杭州 311300）

植物學課程是生物類、農學類、林學類專業的核心基礎課程之一，對相關專業的人才培養起著極為重要的作用。植物學課程一般都在大學一年級開設，是學生后續學習和理解專業課程的基石。植物學實驗課程是植物學教學的重要環節，是學生驗證和理解理論知識的重要途徑。植物形態解剖實驗是植物學實驗課程的核心內容，傳統的實驗內容以驗證型實驗為主，有助于學生鞏固理論知識，但此過程學生多為被動學習，自己動手和思考的部分較少，無法滿足新時期對高校人才培養質量的要求。植物形態解剖實驗教學成效的優劣直接影響學生對課程學習的興趣，從而影響后續專業課的學習。實驗教學的首要目的是培養學生的動手能力，重要任務是引導學生如何超越機械的知識學習，學會通過植物學研究方法探究科學問題。因此，本文針對植物學形態解剖實驗體系中存在的問題，從調整實驗教學內容、利用顯微互動系統、網絡平臺和科學設定考核體系等方面，對如何提高植物形態解剖實驗教學質量和效果進行了探討，并在教學實踐中得到了驗證，效果顯著。

1 現有植物形態解剖實驗體系中存在的問題

植物學是一門實踐性很強，以實驗為基礎的課程，相比野外的植物學實習，植物學實驗尤其是形態解剖實驗部分較為枯燥，學生的興趣不濃，剖析原因主要有以下幾個方面。

（1）實驗內容多為驗證型實驗。植物學形態解剖部分為12個學時；內容包括顯微鏡的使用，臨時制片技術，植物細胞和組織，營養器官（根、莖、葉）和繁殖器官（花、果）的觀察和結構識別。[1]由于受取材的限制以及石蠟制片周期長，實驗課程以永久切片為主，為基礎驗證型實驗，多數學生對觀察永久切片積極性不高。

（2）實驗教學方法單一。植物學形態解剖部分實驗教學主要通過教師操作示范，學生單人操作觀察為主。因實驗操作空間有限，只有部分同學能看清教師的示范過程，多數學生不能很好的觀摩示范過程。使部分學生在實驗過程中自行摸索，導致學生完成報告時間差異很大。教師在課堂上僅能對個別學生進行指導，對學生的整體情況了解有限。而實驗報告需要繪圖，因解剖結構較為復雜，繪圖占用大量時間，學生思考時間少，且少部分同學對繪圖有抵觸心理，存在直接臨摹書上的圖片或隨便敷衍了事，實驗教學效果不佳。

（3）師生之間缺少交流。學生根據課程表和教學日歷安排到指定實驗室完成實驗內容，撰寫提交實驗報告，與教師的交流僅局限于實驗課堂內。缺少課前溝通，讓學生提前了解實驗目的、實驗過程；缺少課后反饋環節，學生上交實驗報告后對實驗報告中存在的問題不能及時得到反饋。

（4）考核體系過于單一。現有的考核體系中，實驗成績僅依據實驗報告，學生之間的區分度不明顯，也不能很好的反映學生動手能力、分析和解決問題能力以及創新能力。

2 實驗教學改革的探索和實踐

在當前信息時代背景下，高等學校教學改革的步伐加速，素質教育全面推進，實驗實踐教學的作用愈加凸顯，加強實驗實踐教學，改革教學方法提高教學質量是實驗實踐教學的重點之一。針對現在植物形態解剖實驗體系中存在的問題，提出新時代背景下植物形態解剖實驗教學完善的主要努力方向。

（1）調整實驗教學內容，著重培養學生創新思維。實驗教學突出學生的動手能力，而植物形態解剖部分涉及到的組織結構觀察應樣品制備過程繁瑣，耗時長且取材受時間限制，往往無法讓學生親自動手完成從取材、固定、包埋、切片和染色等一系列步驟。解決這一問題可以通過在每一次實驗課程增加設計型實驗，采用徒手切片或滑走切片機制片，經脫色和染色后進行觀察。通過與石蠟制片類似的實驗過程，使學生對制片技術有更深的理解。同時自然界中的植物種類繁多，決定了植物之間具有共性又有其物種特性，每次實驗以驗證型實驗為基礎，增加設計型實驗，學生需圍繞基礎實驗根據教師命題或自行提出問題，并設計實驗，采集植物樣本進行探究，在探究過程中理解不同植物形態解剖結構的異同。在實驗課中，學生先通過典型代表物種永久切片的觀察完成基礎驗證型實驗，明確基本結構，再通過臨時制片技術或滑走切片完成自主設計的實驗。[2]學生詳實記錄實驗過程，比對分析不同物種之間的形態解剖結構異同，并分析實驗結果，討論差異的原因。通過自主設計的實驗，使學生對理論知識的理解超越知識本身，學會用探究的方式去認識和研究客觀事物。

（2）利用顯微互動系統，提高實驗教學效果。傳統的植物學解剖實驗教學方法單一，實驗內容簡單，學生只需觀察永久切片完成實驗報告，實驗報告中的繪圖非常耗時，出現個別學生不進行顯微觀察，直接臨摹書上的圖片。這種方式影響學生的學習積極性和主動探索的求知欲。在植物形態解剖實驗教學中充分運用顯微互動教學系統教學，[3]解決了單臺顯微鏡教學中不利于教學的很多問題，其互動功能解決了實驗教學中學生提問和教師教學精準指導的問題，好的臨時裝片及永久切片能便捷地和所有同學共享，共性的問題可以及時得到解決；系統的圖像采集功能便于學生采集保存觀察的圖像，學生利用圖像完成實驗報告，學生更多的時間用于思考和分析而非繪圖，實驗效果顯著提高。本校自2016 年引入顯微互動系統，學生對永久制片以及自主設計實驗完成的制片的探究興趣明顯提升，采用新的系統，學生可最大限度地保留自己的實驗結果，并及時將實驗結果整理成報告，直接在系統中提交給教師，同時學生也可以將自己的實驗結果保留備份；教師可以更高效的全面掌控全班的情況，兼顧每一位學生。學生提交報告后，教師可以及時給予反饋，使學生在課堂內便可以發現和解決問題，使得每一次實驗報告的質量穩步提升。

（3）充分利用網絡平臺，增強課前課后與學生的交流互動。通過QQ、微信或釘釘建立課程群，教師提前將實驗教學課件、視頻或鏈接在群內共享，將實驗要求、實驗目的、實驗原理等提前發布，以便于學生提前查閱資料，自主設計實驗完成采樣，節約課堂時間，提高實驗效率。課后教師挑選優秀實驗報告，分享至群內，學生可以及時收到實驗結果的反饋，便于學習鞏固。課前課后教師與學生的交流可以有效解決課時相對不足的問題，同時也讓學生對即將開展的實驗做好充分的準備，包括預習教材、課件、操作視頻等，自主設計實驗完成取材，在過程中也可以隨時和教師交流。本校自2015 年，每個授課班級均建立植物學課程群，學生對課前資料的發布和課后報告的反饋滿意度高。學生對每一次實驗課做到心中有數，提前預習課件，觀看操作視頻，為自主設計實驗提供了更充裕的時間。學生在課前自主設計實驗中存在疑惑的地方可以及時與教師在線討論，制定更為詳實可實施的方案。課后教師通過篩選優秀的實驗報告在群內展示，使優秀學生得到鼓勵，實驗報告存在不足的學生可以通過與優秀的實驗報告比對清楚的知道尚可改進之處。

（4）科學設定考核體系，緊扣提高實踐教學能力的目標。實驗成績除實驗報告外，增加實驗設計、實驗操作和實驗理論等多方面對學生成績進行綜合評定，從而實現對實驗課程的全面評價，提高學生對實驗的重視程度及學習積極性。植物形態解剖部分主要以形態觀察為主，較為枯燥，以往學生在第一次實驗課的時候興趣較高，后續實驗課中興趣逐漸降低，不少學生存在敷衍情況。課前布置學生采用教師命題或自行發現問題并設計實驗，利用豐富的校園植物完成實驗驗證，對實驗設計部分以及實驗操作部分進行考核，采用小組討論，PPT展示，有效激發學生合作意識，鍛煉學生口頭報告能力，作為一種初步的科研訓練，對學生日后開展創新訓練有積極地促進作用。同時利用課堂5-10 分鐘的時間，采用在線測試的方式對實驗理論知識加以考核，強化學生養成良好的實驗習慣，注意實驗細節，規范實驗操作。

3 結束語

提高實驗教學效果是一個需要長期研討的課題，需要結合學校校情和學生學情，針對性的進行調整和完善。參與植物學理論和實驗教學的教師在具體教學過程加強交流研討，不斷探索和完善實驗教學體系，實驗教學體系應緊扣理論教學，并在此基礎上進行提升，使學生在大學一年級完成初步的科研訓練體驗。植物學是一門基礎課程，涉及專業較多，也要根據不同專業學生實際情況，結合學科發展特點，逐步設計體現專業特點的個性實驗內容。[4]

植物學是一門傳統經典課程，注重植物形態解剖和植物系統分類，隨著生命科學的飛速發展，新的技術新的理論層出不窮，應結合研究前沿，增設基于植物形態解剖的研究創新型實驗，培養學生的實際科研能力和創新能力。顯微制片是植物形態解剖的核心，也是生物類、農學、林學類研究生必需具備的基本能力，可依托國家級省級平臺，讓學生參觀了解各種電子顯微鏡，激發學生學習熱情。同時要轉變師生角色，使學生成為實驗課堂的主體，教師負責答疑解惑，增強學生的參與程度，提高學生積極性和主動性。開設校內制片技術大賽，通過組隊參賽，提高學生的理論素質，實驗技能，組織能力，表達能力和創新能力。