植物生理學實驗教學改革的探索與實踐

李華 薛瑞麗 汪月霞 李海霞 袁志良

[摘 要] 植物生理學實驗除了對理論知識的驗證，還應啟發學生對相關科學領域的思考和探索。但長期以來由于“灌輸式”的教學模式，實驗項目和內容缺乏設計，考核模式單一等問題，導致學生積極性不高，創新能力培養不足。因此，河南農業大學從教學方法、教學內容和設計、實驗方法及考核方式等方面對植物生理學實驗教學進行改革，以增強學生興趣，提高學生創新和實踐能力，助力學生科學思維能力的培養。

[關鍵詞] 植物生理學實驗;教學方法;實驗設計

[基金項目] 河南省高等學校優秀基層教學組織建設項目“植物生理學基層教學組織”（2019-26）;河南農業大學教學改革研究與實踐項目“植物生理學線上線下混合式金課教學模式探究”（2019-37）

[作者簡介] 李 華（1985—），女，四川射洪人，理學博士，碩士研究生導師，河南農業大學生命科學學院副教授，主要從事植物逆境生理與分子生物學研究;薛瑞麗（1977—），女，河南許昌人，農學博士，河南農業大學生命科學學院講師，主要從事植物逆境生理研究;汪月霞（1980—），女，安徽安慶人，理學博士，碩士研究生導師，河南農業大學生命科學學院副教授，主要從事植物逆境分子生物學研究;李海霞（1972—），女，河南輝縣人，農學碩士，河南農業大學生命科學學院實驗師，主要從事植物生理生化實驗教學與管理研究。

[中圖分類號] G64? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）40-0184-02? ? [收稿日期] 2020-04-08

隨著高校教學改革的深化，“基礎厚，實踐強，能創新，素質高”的創新型人才成為高校培養大學生的目標。同時，隨著《植物生理學》的不斷發展，出現許多新的理論和技術方法，學科內容也在不斷更新。原有的教學內容和教學方式已不能完全適應新的教學要求，為了適應學科的發展，提高學生的創新和實踐能力，為社會培養更多的復合型創新人才，本校對植物生理學實驗教學進行了改革和創新。

一、改革教學方法，增強學生興趣

原有的植物生理學實驗教學方式基本是“灌輸式”的模式，實驗所需植物材料和試劑都由老師準備好，上課時，學生也只需按著實驗步驟操作完成即可，參與感不強，缺乏思考。因此，需要對整個教學過程進行改革。

首先，要求學生以實驗組為單位參與實驗準備環節[1]，包括實驗材料的培育、實驗試劑的配制等。通過植物材料的培養，讓學生經歷植物從種子到幼苗的生長過程，可幫助其理解植物的生命活動規律。在準備試劑時，老師會為其講解各種試劑在實驗中的用途，這樣學生對整個實驗有了初步的了解，在上課時就能更好的理解實驗原理和方法。

其次，基于學生在實驗準備過程中對實驗已有一定了解，在實驗課上老師可以提問準備實驗的學生[2]，讓學生來講解相關實驗原理和步驟，老師進行必要的引導和補充，這樣可以極大地激發學生的學習動力和興趣，也能加深其對實驗內容的理解。

再次，隨著信息化技術的發展，現代化電子教學手段也需應用到植物生理學實驗教學中來。可將所有實驗課程拍攝成視頻，上傳到網上，供學生預習、操作、復習過程中使用[3]。針對一些較難、較易出錯的步驟和方法以及昂貴儀器的使用等錄制微視頻發送到社交群，在學生實驗過程中起提示和強調作用。

二、優化實驗設計和內容

原有的植物生理學實驗是在每一章節選取一個實驗進行，實驗內容銜接不強，學生對實驗缺乏連貫性和整體性的認識。因此，構建了圍繞植物生長發育為主線的植物生理學實驗教學內容[4]。例如：實驗教學中心為學生提供常見的小麥、玉米種子等，首先進行實驗1“植物種子活力的測定”;待種子發芽后，進行幼苗培育，生長一周后進行實驗2“植物根系活力測定”和實驗3“硝酸還原酶活性測定”;再生長一周后進行實驗4“葉綠素含量測定和分離”和實驗5“植物光合速率測定”;實驗4和5完成后，進行綜合實驗，對植株進行逆境脅迫處理（缺素、干旱、高溫、鹽、重金屬等），學生可以根據自己興趣設計不同處理，測定相關生理指標如“丙二醛含量”“電導率”“脯氨酸含量”“超氧化物歧化酶活性”“過氧化物酶活性”等。

其次，原有實驗內容“基礎性”“驗證性”實驗較多，通常都是以一種植物材料為樣品進行實驗，但最后的測定結果是否準確，說明什么問題，具有什么意義，學生無從分析。為此，通過引入多個處理組，將實驗改為設計型和研究型為主的模式[5]，使學生能更加理解測定該生理指標的目的意義，對理論知識的認識也更加深刻。比如：種子活力的測定，可以將種子分別用赤霉素和蒸餾水預處理，讓學生比較不同處理方法下的種子活力，不僅對種子活性大小有判斷，也使學生掌握了赤霉素促進種子萌發的理論知識;植物光合速率測定可在不同光照強度、不同溫度條件下進行，也可測定不同物種（C3和C4植物）的葉片光合速率等，這樣可以使學生將光合作用的影響因素、C3和C4植物光合作用的異同等理論知識聯系起來對實驗結果進行分析。

三、實驗方法和手段精確化

植物生理學實驗中有一些方法在現代科學研究和應用中已很少使用，需要將這些測定方法更換。比如甲烯藍法測定根系活力，這種方法準確性低，學生測得的結果甚至出現負值，應更替為TTC法或萘胺法。硝酸還原酶活性的測定也應優先選擇離體法測定。總之，實驗方法的選擇應遵循有用、精確的原則。

此外，實驗教學還應培養學生嚴謹的科學意識，應盡量讓學生按照科研的標準去完成實驗。比如，實驗中加1mL、1.5mL甚至0.2mL小體積的樣品或試劑時不應使用移液管，應改用相應量程的移液槍，使實驗結果更加精準。另外，實驗教學中也應做三次重復，并且要對結果進行方差分析，可以讓學生明白科學實驗中重復性的重要性，也可以培養他們數據處理的能力，從而為他們畢業實習的順利完成及研究生的考取打下良好的科研基礎。

四、考核方式多樣化

原有的考核方式多是上交實驗報告，實驗報告相互抄襲的情況較多，無法起到真正考核學生的作用，所以對實驗考核體制的改革勢在必行。

對于植物生理學實驗附屬于植物生理學課程的情況，可增加植物生理學在植物生理學課程考核中的比例，如30%。最終提交的實驗報告也不以單個實驗為單位，而是在學生理解實驗設計的基礎上，對所有實驗進行綜合整理，以學術論文的形式提交，鍛煉其整體把握能力、分析能力。此外，實驗報告也不再是單一的評判標準，要求學生以照片或視頻的形式記錄實驗過程，最終制作成PPT或視頻資料提交，以此督促學生動手操作。

五、結語

教學改革需要教師和學生的一起努力，教師要有革新的意識和創新的教學理念，學生要有學習的動力和興趣，其次還需要相關硬件軟件設備的完善，因此，植物生理學實驗課的改革不是一朝一夕能夠完成的，是一項長期的復雜工程。隨著教學的進行，肯定還會碰到很多問題，不管怎樣，我們都會不斷努力探索，逐步完善植物生理學實驗課教學，助力創新型人才的培養。

參考文獻

[1]陳楚，張云芳.植物生理學實驗開放教學體系的研究與實踐[J].牡丹江大學學報，2018（5）：143-145.

[2]李小霞，肖仲久.植物生理學課程教學中提高學生學習興趣的方法[J].綠色科技，2017（9）：236-237.

[3]鐘俐，謝麗瓊，李群.現代化電子教學手段和方法在植物生理學實驗課中的應用探討[J].課程教育研究，2018（19）：2-3.

[4]張子義，王光霞，劉慧艷，等.基于拔尖創新型人才培養機制的《植物生理學實驗》課程設計與運用[J].科技經濟導刊，2017（23）：153-154.

[5]劉景玲，位剛，唐燕，等.項目教學法在“植物生理學研究技術”實驗教學中的應用[J].教育教學論壇，2017（42）：172-173.