基于實踐能力提升為本位的植物學實驗教學改革

謝小芳 陳煜 林向民

[摘 要] 植物學實驗是生物學相關專業的一門基礎課程。基于福建農林大學植物學實驗教學中存在的問題開展教學改革，建立了以教師為主導、學生為主體貫穿全課程的教學模式，完善了考核評價體系，有效激發了學生的學習積極性和主動性，提升了學生的實踐能力和創新思維。因此，監督和考核學生整個學習過程，采取融入態度考核、知識考核和技能考核的多元化的考核方式對提高學生的學習積極性和主動性、植物學實驗教學效果，有非常重要的作用。

[關鍵詞] 植物學實驗;改革;動手能力;主體

[基金項目] 2020年度福建農林大學校級教改項目“教學模式構建”（69915001008）

[作者簡介] 謝小芳（1978—），女，福建龍巖人，理學博士，福建農林大學生命科學學院副教授，碩士生導師，主要從事植物遺傳學和植物基因組學研究;陳煜（1977—），女，碩士，四川成都人，福建農林大學生命科學學院副教授，主要從事植物學研究;林向民（1977—），男，博士，福建漳州人，福建農林大學生命科學學院教授，博士生導師（通信作者），主要從事生態學研究。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）38-0046-04? ?[收稿日期] 2021-03-05

植物學是高等農林院校生物類專業的基礎課程。該課程旨在培養學生的生命科學素養，要求學生通過該課程的學習，掌握植物學的基本理論、基礎知識和基本技能，為后續其他課程的學習奠定堅實的基礎。植物學實驗作為植物學課堂教學內容的延伸，是課程教學中必不可少的組成部分，是學生提升實踐能力、創新能力和探知能力的重要環節[1，2]，對教學內容的鞏固、提高具有至關重要的作用。以往的植物學實驗教學更傾向于基礎知識的鞏固，教學形式較為單一，往往片面強調實驗結果的觀察，而忽視實驗過程，從而大大地降低了實踐教學效果。當前以能力培養為導向的實踐教學改革，對植物學實驗課程的教學提出了更高的要求。

植物學實驗是農林院校農學、園藝、植保和生物科學大類等專業學生必修的基礎課程。為了培養學生的實踐能力和創新思維，鼓勵學生動手參與實踐，植物學教學團隊對植物學實驗開展了符合當代學生學習特點的實踐教學改革。通過十來年的教學探索，逐漸形成了以學生為主體，注重學生的參與性，實驗項目可選擇化、實驗過程自主化、實驗結果多樣化的教學模式。該教學模式可為其他同類院校的植物學實驗教學改革提供參考。

一、課程概況

植物學實驗包括解剖學和分類學[3，4]。在全國高等農業院校植物生物學理論和實踐課程探索背景下[5]，福建農林大學自2010年開始，對植物學實驗解剖部分和分類部分均獨立設置課程，具體如表1所示。其中形態解剖部分共計21學時，在實驗技能訓練方面主要包括掌握顯微鏡的結構和使用、熟練地進行徒手切片、臨時裝片的制作、細胞中部分物質（如淀粉）的簡易化學檢測鑒定以及生物繪圖等操作技能;在觀察的內容方面，主要包括植物的細胞、組織、營養器官（根、莖、葉）和繁殖器官（花、果實、種子）等形態結構的識別。

二、以往教學中存在的問題

（一）教學內容單一，學生參與實踐程度低

在植物學實驗教學中，通常的做法是教師結合PPT講解實驗方法和步驟、具體觀察內容和實驗中的注意事項，隨后學生根據教師的講解動手開展實驗，完成統一印制的規范的實驗報告冊。在這個過程中，教師往往重復強調理論課的內容，仔細講解觀察的每個部位結構，隨后學生則完全按照教師的講解機械地觀察教師提供的永久切片，完成統一印刷好的實驗報告冊。這些提供給學生觀察的永久切片，與教師課件上的示范圖片幾乎完全一樣。在這種教學模式下，學生不需要太多的思考，只需根據教師講解的課件PPT內容，就能填寫實驗報告中各個圖片結構的名稱。特別是在營養器官和繁殖器官的形態結構觀察中，學生往往忽略切片的觀察，用手機直接拍攝教師PPT的內容，以用于抄寫到統一印制的實驗報告中，從而將本需要動手實踐的實驗課演變成作業練習課。這種以教師為主、強調知識點的重現與鞏固、學生被動吸收的教學模式，已經遠遠不能適應飛速發展的現代生物學，不僅缺乏實驗學科動手能力和創新能力的訓練，還嚴重影響了學生的積極性和主動性，嚴重違背了通過植物生物學實驗課程培養學生動手、創新和探索精神的初衷。

（二）教學方法與考核形式單一，過分強調實驗結果

受長期應試教育的影響，教師在植物學實驗教學中，往往只注重基礎知識的傳授，而忽視學生能力的培養，從而偏離教學改革中素質教育教學的目標。特別在植物解剖學部分，僅借助顯微鏡觀察根、莖、葉和花等的解剖結構，關注學科知識結構，強調學生對知識的掌握與理解。課程考核大多根據平時實驗報告和期末知識點的考核情況給出評定，缺乏多元化的考核方式。這種考核模式過度偏重實驗結果，過分強調知識考核，忽視了實踐課程中學生應有的實驗訓練過程，特別是植物學實驗中至關重要的實驗技能，包括顯微鏡的使用、臨時標本片的制作以及顯微觀察記錄過程中非常重要的生物繪圖等技能，從而導致學生將注意力集中在植物組織結構等基礎知識點的學習，甚至忽視實驗過程，不專注于實驗和觀察，而錯誤地將自身投入各組織結構的填圖作業中，缺乏對學生專業技能、技巧和方法的訓練，嚴重違背實踐教學的初衷。

三、以教師為主導、學生為主體的實驗教學探索

（一）任務驅動課前預習

在以往的植物學實驗教學中，教師在上課之前會精心準備好需要觀察的各種永久切片和植物標本。學生通常都是匆匆來到課堂，聽完教師的講解，就機械地開展實驗并完成實驗報告。整個過程沒有什么挑戰性，只要按時來上課，根據PPT完成好實驗報告就能達到要求，缺少學習的樂趣;隨之產生的千篇一律的實驗報告又使學生間的成績沒有明顯差異，從而導致學生缺乏學習的積極性，喪失探索精神。針對這種情況，在教學改革中，教師利用符合當代學生學習特點的教學手段，基于超星學習平臺構建課程，布置課前任務，驅動學生開展課前探索學習。例如在莖的形態結構學習中，讓學生到學校的后山或植物園觀察植物的頂芽、腋芽和修剪過的樹干，根據理論課的知識常識識別樹皮、周皮、維管形成層、初生韌皮部、次生韌皮部、初生木質部和次生木質部等結構，思考樹為什么不怕空心、怕剝皮，要求學生將觀察到的內容分享到課程平臺討論區。同時，通過各種方法展示觀察結果，可以繪圖解析，也可拍照注釋或文字描述，學生間相互溝通、討論學習。與此同時，在不破壞校園植被的情況下，每人采集部分便于徒手切片的枝條或草本植物莖帶到課堂觀察，這樣既提升了學生的探知欲，也豐富了實驗材料。又如在繁殖器官的學習過程中，我們讓學生到校園或周邊的公園去觀察花和果實的各種類型，區分完全花和不完全花，思考真果和假果，記錄并分享比較獨特的花和果實的類型。通過觀察，學生往往有許多意外的發現和喜悅，他們經常會迫不及待地分享觀察成果。比如，很多學生覺得校園里常見的紅背桂是從來不開花的，當他們認真觀察后發現紅背桂正在開著不起眼的花時，非常激動，也好奇為什么這些花沒有花冠。總之，通過課前任務驅動，學生提高了自我學習能力，激發了學習興趣，常常是帶著問題來到實驗室，充滿好奇地進入課堂。