《植物學(xué)實驗》教學(xué)新體系的探索與實踐

易華 姜在民 王曉靜 程金鳳

摘要：結(jié)合我校2008和2014版培養(yǎng)方案，加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，依據(jù)新的課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，將植物學(xué)實驗劃分為驗證型、綜合型和綜合自主型三個不同的實驗?zāi)K，明確實驗技能目標(biāo)，調(diào)整實驗內(nèi)容和課時分配，構(gòu)建新的植物學(xué)實驗教學(xué)體系。

關(guān)鍵詞：植物學(xué)實驗；課程體系；改革；實踐

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）17-0146-03

植物學(xué)是農(nóng)林院校中農(nóng)學(xué)、園藝、植保、林學(xué)以及生物類等許多專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程教學(xué)成效的優(yōu)劣直接影響到后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。植物學(xué)實驗作為植物學(xué)重要的組成部分，在農(nóng)業(yè)院校的教學(xué)中起著非常重要的作用。我校的植物學(xué)實驗課針對大一學(xué)生開設(shè)，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后的第一門實驗課。在實驗課中，學(xué)生不僅要驗證理論課中講授過的知識，還要掌握基本實驗技能、培養(yǎng)良好的實驗習(xí)慣，為后續(xù)其他課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，學(xué)生將終身受益。

隨著高等學(xué)校教學(xué)改革的深入發(fā)展，越來越重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。我校分別在2008年和2014年修訂了新的培養(yǎng)方案。為適應(yīng)新培養(yǎng)模式的需要，建立科學(xué)、符合素質(zhì)教育培養(yǎng)需要的植物學(xué)實驗教學(xué)體系，自2008年以來，基于全面掌握植物學(xué)的基本知識和技能，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和探索精神的教學(xué)理念，我們對原有的植物學(xué)實驗課程內(nèi)容進(jìn)行了多次調(diào)整，建立了適合我校實際的植物學(xué)實驗課程新體系，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提高了學(xué)生科研創(chuàng)新動手能力，實現(xiàn)了綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo)，收到較好的教學(xué)效果。

一、制定全新實驗課教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

為了提高教學(xué)質(zhì)量，規(guī)范課程教學(xué)關(guān)鍵質(zhì)量環(huán)節(jié)，強化教學(xué)，形成以學(xué)生為本，以知識重構(gòu)、能力培養(yǎng)為重點，配合新的培養(yǎng)方案，制定了新的實驗課教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在新的標(biāo)準(zhǔn)中，明確實驗教學(xué)要達(dá)到的目標(biāo)和要求，并按照實驗內(nèi)容和培養(yǎng)目標(biāo)，把實驗分為三個模塊，明確每一模塊實驗?zāi)康囊约耙_(dá)到的技能目標(biāo)（表1）。

二、全面調(diào)整實驗內(nèi)容，重新分配實驗課時

針對實驗?zāi)繕?biāo)，我們重新設(shè)置了實驗內(nèi)容和課時分配，壓縮驗證型實驗的比例，增加綜合性和綜合自主型實驗。具體調(diào)整方案見表2。

（一）壓縮驗證型實驗的比例

在原有的實驗教學(xué)體系中，植物解剖學(xué)實驗是結(jié)合理論課進(jìn)程，按照植物細(xì)胞、組織、營養(yǎng)器官、繁殖器官的順序安排的，實驗內(nèi)容主要是在顯微鏡下觀察已經(jīng)制作好的植物切片，學(xué)生需要動手制作的內(nèi)容比較少，只有少量觀察項目需要學(xué)生自己制作裝片。在第一次興致勃勃學(xué)習(xí)使用顯微鏡之后，學(xué)生的興趣逐漸減弱，實驗過程敷衍了事，達(dá)不到預(yù)期的實驗?zāi)康摹ａ槍@種情況，這一部分內(nèi)容我們做了大幅度的調(diào)整，把顯微鏡使用和植物細(xì)胞的觀察合并為一次，學(xué)時數(shù)由6學(xué)時壓縮為3學(xué)時，原來在植物細(xì)胞實驗中觀察的有絲分裂和植物組織合并為3學(xué)時，種子和幼苗的內(nèi)容調(diào)整到課余時間，給學(xué)生提供各類種子，學(xué)生自行設(shè)計實驗觀察種子結(jié)構(gòu)、萌發(fā)條件、萌發(fā)過程以及結(jié)果，并在規(guī)定時間把自己培養(yǎng)的幼苗帶到實驗室進(jìn)行比較討論。

（二）精簡觀察項目，突出觀察重點

在原有實驗體系中，觀察項目繁多，重點不突出，每次上課面對十多種植物裝片，學(xué)生比較茫然，不知道哪些是重點觀察項目，只是被動地完成作業(yè)。為此我們調(diào)整了觀察項目，減少植物裝片的種類，只提供重點觀察項目的切片，其余的內(nèi)容改為演示實驗，由教師通過視頻設(shè)備講解切片。比如根結(jié)構(gòu)的觀察，重點觀察單雙子葉植物根的初生結(jié)構(gòu)和雙子葉植物根的次生結(jié)構(gòu)，而側(cè)根的產(chǎn)生，變態(tài)根的觀察由必須觀察的內(nèi)容調(diào)整為演示實驗。莖周皮的發(fā)生部位，不同生態(tài)型葉結(jié)構(gòu)，薺菜胚的發(fā)育過程等內(nèi)容也都調(diào)整為演示實驗。

（三）綜合相關(guān)比較性實驗

把根、莖、葉、雌、雄蕊解剖結(jié)構(gòu)幾個驗證性實驗調(diào)整合并為三個綜合實驗：

（1）根尖分區(qū)、單雙子葉植物根的初生結(jié)構(gòu)和莖尖觀察，單雙子葉植物莖初生結(jié)構(gòu)合并為一個綜合實驗，學(xué)生不僅能縱向?qū)Ρ扔^察分析同一器官不同部位的結(jié)構(gòu)演變，掌握器官結(jié)構(gòu)的發(fā)生發(fā)展過程，還能橫向?qū)Ρ炔煌鞴僖约皢坞p子葉植物根莖的結(jié)構(gòu)的差異。

（2）雙子葉植物根的次生生長、雙子葉植物莖次生結(jié)構(gòu)、裸子植物莖次生結(jié)構(gòu)合并為一個綜合實驗，同樣進(jìn)行縱向和橫向兩方面的對比分析學(xué)習(xí)，學(xué)生能更好掌握根、莖次生生長過程以及次生結(jié)構(gòu)的差別。同時這一部分實驗增加徒手切片的內(nèi)容，學(xué)生可以對通過植物根、莖不同部位、不同切面方向做徒手切片觀察，結(jié)合教學(xué)切片，增加感性認(rèn)識，全面掌握根、莖的結(jié)構(gòu)特征和功能，樹立起結(jié)構(gòu)連續(xù)性的概念。

（3）葉結(jié)構(gòu)和雌雄蕊結(jié)構(gòu)的觀察合并為一個綜合實驗。葉的結(jié)構(gòu)觀察，我們只提供棉花、玉米、小麥三種葉的切片，分別代表雙子葉植物、C4植物和C3植物。另外采集不同的單雙子葉植物葉片，供學(xué)生做徒手切片，學(xué)生通過對不同植物葉片的觀察，可以綜合總結(jié)葉結(jié)構(gòu)特征以及不同類群植物葉結(jié)構(gòu)的區(qū)別。雌雄蕊結(jié)構(gòu)依然采用教學(xué)切片。

（四）強化分類基礎(chǔ)實驗內(nèi)容

器官外形的觀察是學(xué)習(xí)分類的基礎(chǔ)，我們在強化課堂教學(xué)的同時，增加了這部分實驗的課時，根莖葉外形和果實外形觀察課時維持不變，花外形的觀察難度最大，課時由原來的2課時增加為4課時，讓學(xué)生有充足的時間仔細(xì)解剖花的結(jié)構(gòu)，全面掌握相關(guān)的知識。根莖葉外形觀察可以結(jié)合校園植物識別在課外強化。

（五）大幅增加植物分類實驗

植物分類部分一直是學(xué)生學(xué)習(xí)比較困難的部分，需要對實物進(jìn)行大量的觀察，原有的課時遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足教學(xué)要求。為此我們增加分類實驗的課時，由原來的4學(xué)時增加到9學(xué)時，在實驗內(nèi)容設(shè)置上，第一次實驗課主要讓學(xué)生掌握植物檢索表的使用和編制方法，此后的實驗課給學(xué)生提供典型的代表植物標(biāo)本，同時要求學(xué)生根據(jù)教學(xué)內(nèi)容自己采集不同科屬的植物標(biāo)本，教師重點教會學(xué)生觀察的方法，通過以點及面的方式，讓學(xué)生掌握相關(guān)科屬的特征。

（六）充分利用校園植物，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

我校校園及博覽園共有138科431屬709種植物（含野生植物），植物資源豐富，為分類學(xué)實驗提供了得天獨厚的條件。在新的實驗課教學(xué)體系中，我們把分類實驗延伸到課堂外，把學(xué)生分為若干小組，針對校園植物，學(xué)生自己選題，對校園植物進(jìn)行識別、分類，完成各自的選題。同時要求學(xué)生用手機(jī)拍攝植物，做成圖文并茂的校園植物圖鑒并且定期交流。通過這一環(huán)節(jié)，學(xué)生對校園植物的辨識能力明顯提高，對學(xué)習(xí)植物分類學(xué)知識產(chǎn)生了濃厚的興趣，有效地促進(jìn)了植物分類部分的學(xué)習(xí)。

三、豐富實驗教學(xué)手段

為了讓更多的學(xué)生掌握更多實驗知識和實驗技能，有一些常規(guī)實驗難以完成的觀察內(nèi)容，我們則通過虛擬仿真技術(shù)讓學(xué)生完成實驗。如雙子葉植物根、莖的次生生長過程，雌、雄蕊的發(fā)育過程等內(nèi)容，利用視頻、錄像、動畫等多種技術(shù)，把這些過程做成動態(tài)效果，同時結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源、微課等新的教學(xué)手段，讓學(xué)生在逼真的虛擬環(huán)境下，生動地觀察到這些動態(tài)的變化過程。這些方式提供的信息量很大，展示的內(nèi)容直觀易于理解，彌補了實驗課時不足，實驗材料缺乏等因素對實驗教學(xué)效果的影響。

四、開展大學(xué)生科技創(chuàng)新活動

結(jié)合教學(xué)實際，吸引對植物學(xué)有興趣的學(xué)生開展大學(xué)生科技創(chuàng)新活動，是提高教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生素質(zhì)的良好途徑。目前我們已經(jīng)指導(dǎo)學(xué)生從大一開始，完成10項和植物學(xué)相關(guān)的科創(chuàng)項目，其中國家級科創(chuàng)項目6項（表3）。項目實施過程中，還吸引了很多非項目組成員參與到項目中，通過這些科技創(chuàng)新項目的實施，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了同學(xué)們的創(chuàng)新意識和科研素質(zhì)，顯著提高了植物學(xué)的教學(xué)效果。

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