植物生物學實驗教學模式的探索與實踐

摘要 在優化實驗教學內容、構件模塊式實驗教學體系，改革實驗教學方法，改善實驗教學條件，改革實驗考核方法，建立雙向考核評價體系，注重學生綜合能力和創新能力培養等方面對植物生物學實驗教學進行了探索和實踐，旨在提高植物生物學實驗課的教學質量和教學效果，培養學生的創新能力。

關鍵詞 植物生物學;實驗教學模式;教學改革

中圖分類號 S-01 "文獻標識碼

A "文章編號 0517-6611（2014）32-11609-02

Exploration and Practice on the Experimental Teaching Model of Plant Biology

DENG Xianlan， LONG Wanwan， XIAO Chunling et al "（College of Life Science， Jinggangshan University， Ji’an， Jiangxi 343009）

Abstract "The article explores and practices the following aspects on the experiment teaching model of plant botany： optimizing experimental teaching content， constructing moduletype experiment teaching system， reforming the experimenta teaching way， improving experimental teaching condition， reforming the experimental examination method， establishing twoway evaluation system， emphasizing student's integrative and innovative capability training etc. It aims to improve the teaching quality and teaching result of the plant botany experiment teaching， and cultivate students’ creativity.

Key words "Plant botany; Experimental teaching model; Teaching reform

植物生物學是一門具有綜合性植物學基礎知識的課程[1]，是井岡山大學生物技術專業學生必修的專業基礎課。植物生物學實驗教學是培養學生動手能力、綜合素質和科研素養的重要途徑，更是實施創新型人才培養的重要手段，在生物技術專業人才培養方面舉足輕重[2-4]。隨著科學技術的飛速發展，高等院校傳統的植物生物學實驗教學，在教學內容、教學方法及實驗手段等方面都不能滿足新世紀對高素質人才的需求[5]。長期以來，植物生物學實驗的目標主要定位于驗證理論，側重于加深對理論知識的理解;實驗教學基本是“照方抓藥”，忽視了學生綜合能力和創新意識的培養，極大地束縛了學生的思維，限制了學生的視野，不利于學生主動性和創造性的發揮;實驗教學方法陳舊，教學手段落后也嚴重影響教學質量[6-7]。對植物生物學實驗教學中存在的問題，近年來對植物生物學實驗教學進行了以下幾個方面的初步探索和實踐，取得了較好的教學效果。

1 優化實驗教學內容，構建模塊式實驗教學體系

根據生物技術專業課程設置情況，井岡山大學的植物生物學實驗主要包含植物形態解剖和植物系統分類兩大部分教學內容。隨著學校植物生物學實驗教學課時由原來的64學時縮減為32學時，根據實驗教學大綱的要求、實驗課開設時間和植物地域特點，對實驗教學內容進行優化整合成3個模塊：基礎性實驗模塊、綜合性實驗模塊和設計性實驗模塊。

基礎性實驗模塊在植物生物學實驗的3個模塊中處于先導地位，由驗證、觀察實驗與基本技能組成，約占總實驗學時的62.5%，內容涵蓋了植物細胞形態與結構、植物各器官的形態結構及其發育，以及植物各類群主要特征的驗證等內容，并在這些實驗中，介紹顯微鏡的使用與植物繪圖、徒手切片、臨時制片、染色技術等基本技能和方法;主要進行植物生物學的基本實驗技能訓練和基本理論知識的鞏固，使學生能夠熟練掌握植物生物學實驗的基本技能、植物形態結構特點和各類群植物的主要特征，并將理論與實踐緊密地結合起來。如在“植物的各類組織”基礎性實驗“芹菜葉柄厚角組織的觀察”中，學生既要練習徒手切片法，將芹菜葉柄切成薄片，接著再制成臨時裝片觀察，然后要根據所學理論知識——厚角組織的特點，去識別芹菜葉柄中的厚角組織，理解其作用。通過該實驗，學生不僅得到了徒手切片和臨時制片技術的訓練，還鞏固了所學的理論知識，并能進一步理解這類組織在芹菜葉柄中的支持作用。

綜合性實驗模塊中實驗的設置主要是基于科學現象的復雜性，利用某單一知識點或單一學科的知識往往不能對復雜問題做出圓滿的解釋。該模塊的實驗項目是建立在學生已較為熟練掌握植物生物學基本實驗技能和有關理論知識基礎上設置的，以進一步強化實驗操作能力和綜合運用知識能力為核心。該模塊內容包括各類群植物形態特征的比較、植物檢索表的使用和植物鑒定、植物標本的采集與制作及校園植物觀察和識別4個實驗，約占總實驗學時的25%。開設這些綜合性實驗的教學目的主要是培養學生綜合運用知識分析問題和解決問題的能力。如學完植物各類群的主要特征之后，開設了綜合性實驗“植物各大類群形態特征的比較”，在實驗中由學生自己到校園內外采集或購買各類群的代表植物，并對不同類群的植物（包括藻類、菌類、苔蘚、蕨類、裸子植物和被子植物）的形態進行仔細觀察、解剖、識別和比較，找出各類群植物的相同點和不同點，進一步分析各類群植物間的關系。這樣既加深和鞏固了所學各類群植物的主要特征，又能更好地區分不同類群的植物以及植物類群之間的演化關系。

在設計性實驗模塊，根據實驗教學大綱及現有實驗條件共設計了4個實驗選題供學生選擇，學生按照自愿的原則分成若干實驗小組（每組5～6人），要求每組學生要完成2個實驗選題。學生選題后，根據所學的知識，通過查詢相關資料，自行設計實驗目的、方案、步驟等，然后獨立完成實驗，進行實驗結果的分析和實驗數據的處理并書寫實驗報告。開展設計性實驗的目的在于培養學生獨立的思維能力、嚴謹的科學態度、相互協作的團隊精神和勇于開拓的創新意識，激發學生的主動性和創造性。設計性實驗的選題盡可能與日常生活聯系起來。例如在“變態營養器官形態結構與功能的相關性研究”設計性實驗中，許多變態器官都是日常食用的蔬菜、調料和食物（如白蘿卜、胡蘿卜、洋蔥、姜和紅薯等），或日常生活中常見的結構（如卷須、枝刺等）。學生確定該選題后，通過查閱資料，自主設計實驗方案，然后分組討論各個方案的可行性及優、缺點， 最終確定各小組總的實驗方案和時間安排，列出本組實驗所需購買或采集的實驗材料。指導教師對每個小組的實驗方案進行審閱，提出修改和補充意見，并在實驗教學管理的各個環節為學生服務。審閱通過后，通過開放實驗室，學生自己動手準備實驗材料，在小組長的帶領下開展實驗，記錄各種觀察解剖結果，遇到問題及時商討或與指導教師交流。實驗結束后，整理、分析實驗結果，最后每位學生按照科研論文的格式提交研究報告。通過該實驗的開設，學生不僅弄清了白蘿卜和胡蘿卜等變態器官的結構與功能的關系（如白蘿卜食用的主要是木質部，所以含水分多，而胡蘿卜食用的是韌皮部，所以更甜，這就解釋了為什么人們常說胡蘿卜更甜的道理），而且培養了學生的獨立思維能力、嚴謹的科學態度和相互協助的團隊精神，激發學生的主動性和創造性。

2 改革實驗教學方法，提高學生創新能力與科研素養

傳統的“教師講授—學生驗證裝片或植物材料—繪圖”式實驗教學模式會導致學生學習被動，依賴心理強，學習積極性不高，懶于思考，達不到預期的教學效果，更重要的是不利于學生創新能力和科研素養的培養。針對這一現象，對傳統的實驗教學方法進行了改革，采取探究式和啟發式的教學方法，以引導和啟發為主，強調學生自主探索。如學生學完植物學的基本知識和植物檢索表的使用后， 開設了“植物檢索表的使用和植物鑒定”實驗，要求學生在錦葵科、菊科、蝶形花科、薔薇科、唇形科、百合科和禾本科等重要科中選取幾種植物（或標本）進行檢索，確定它們分別屬于何科。通過探究式的檢索，學生學習和掌握了這幾個科的特征，而不是死記硬背老師講授的內容，這樣學到的知識是難以忘記的，并且通過探究，學生受到了獨立檢索、識別植物的訓練，培養了學生植物分類的能力，這種能力是可以終身受用的。又如在設計性實驗“植物葉片形態結構對環境的適應”實驗中，由教師先進行引導和啟發，提出“夾竹桃、紫薇和云錦杜鵑三者的葉片從形態上有什么不同？生長在什么環境下？它們是如何適應環境的？”然后學生帶著問題思考，并分組設計實驗方案，經過教師指導和修改后分組獨立實施，最后撰寫實驗報告和實驗論文。探究式和啟發式教學方法的運用，使學生成為實驗教學的主體，學習由被動變為主動，不受教師思維的限制，可以積極主動地去觀察、思考，發現問題、提出問題、解決問題，也有利于激發學生的多元思維和學習植物生物學的興趣，培養學生的科研素質，提高學生的創新能力和實驗教學的質量。

3 改善實驗教學條件，提高實驗教學效果

課題組成員在完成“教學標本子平臺運行服務項目：井岡山大學教學標本數據更新專題”工作中，拍攝了大量的植物精細解剖圖和野外植物彩色圖，修訂和完善了植物標本，并將這些圖片和標本應用在植物生物學實驗教學過程中，同時采用多媒體等現代化教學手段，把抽象的微觀世界變得形象具體、生動有趣，有利于學生對教學內容的理解和掌握，提高教學效果和學生的學習興趣，促進教學質量的提高。例如在種子植物實驗中，有些植物的花期并不在實驗開設的下半年，如禾本科和蝶形花科等植物的花，因此利用精細解剖的鵝觀草和丁葵草等植物圖片（從全株到種子等），將其放在實驗課件內容中，然后由老師邊講解，學生邊認真觀察，直觀形象，一方面彌補了實驗材料的限制，另一方面也提高了實驗教學效果。

4 改革實驗考核方法，建立雙向考核評價體系

實驗考核是檢查教師教學質量和學生掌握實驗基本技能和基本理論的重要手段。植物生物學實驗在井岡山大學已作為一門獨立的課程，并獨立考核和計算學分，這可以使學生端正實驗課的學習態度，重視實驗課。為了克服傳統實驗考核中不能夠全面真實地反映學生實驗能力的弊端，對實驗考核方法進行了改革，首先在實驗教學中，把要求學生掌握的知識、實驗技能等進行量化，讓學生逐步去掌握，期末對學生進行現場考核評分，未達標者，必須繼續訓練，直到達標通過;第二將實驗考核首先分為平時考核和期末考核兩部分，每部分成績各占總成績的50%。平時考核主要是根據學生平時實驗課時的出勤、實驗準備、預習報告、課堂紀律，實驗操作的規范狀況、熟練程度，實驗設計的合理性以及實驗報告成績均等進行評定;期末考核主要分為實驗技能考核和植物顯微結構觀察識別兩部分。實驗技能考核成績占期末考核成績的40%，考核的技能有顯微鏡的使用、徒手切片法、植物標本的采集與制作、植物檢索表的使用和植物花的解剖等;植物顯微結構觀察識別的考核成績占期末考核成績的60%，主要是教師根據該學期的主要實驗內容，每個實驗內容選取一張制片效果較好的裝片（如玉米莖橫切等），由學生隨機抽取一張在顯微鏡下觀察，學生要在規定的時間內正確地指出需要觀察考核的結構。對教師的考核主要是由學生采用無記名方式，對實驗教師的授課水平、過程輔導、引導啟發、實驗報告批改及責任心等方面進行綜合評價，使教師既能看到成績，又能發現工作中的不足，并重視學生對教學的信息反饋和建議，不斷完善實驗教學。幾年來考核體系的建立和考核方法的改革實踐較全面地檢查了學生的綜合實驗能力，有力地調動了學生學習的積極性，促進了教學質量的提高，而且培養了學生團結協作的精神和認真負責的責任心及良好的學習工作習慣。