批判性思維在植物生理學實驗應用中的初探

劉杰

摘 要：批判性思維是一個人科學素質的重要組成部分，在植物生理學實驗教學中可以從多層面、多角度培養學生的批判性思維。初步探討了園藝專業學生可以依靠自己的專業優勢，在植物生理學實驗過程中積極采用批判性思維，提高自己的綜合實驗能力。

關鍵詞：園藝專業；植物生理學；批判性思維

中圖分類號：G40 文獻標志碼：A 文章編號：2095-9214（2016）01-0131-02

引言

植物生理學實驗是為了加深學生對植物生理學理論和實驗基本原理的理解，更好地促進植物生理學理論課程的教學所開設的重要課程[1]。為了進一步提高實驗教學質量，培養學生的創新精神與實踐能力，貴州師范大學生命科學科學學院植物生理學教學團隊，結合植物生理學實驗課程的特點，開展了系列實驗課程教學改革，對植物生理學實驗教學做了有益的探索。

2012年9月 14日，溫家寶在清華大學演講時指出，要“提倡獨立思想和批判思維”[2]。批判性思維有利于對于應付復雜多變的世界，提升現代社會生活的人文精神，因此被普遍確立為教育特別是高等教育的目標之一。所以在實驗教學中培養學生批判性思維技能是發展學生批判性思維較好的策略[3]。

1.傳統植物生理學實驗課教學過程中存在的問題

受傳統教育思想的影響，我國高等院校的實驗教學以學科知識為體系，植物生理學實驗教學成為理論教學的輔助部分，與理論課同步開設，造成實驗內容、方法單一，缺乏綜合性、設計性與創新性；實驗學時有限，課堂時間利用效率低，學生積極性不高[4]。

園藝專業是以生物學為基礎，研究果樹、蔬菜的育種、栽培、生理等理論與技術的學科。因此《植物生理學》課程就成了本專業的必修課之一，而精確掌握植物生理學實驗也成為本專業的重中之重。部分院校因課時有限，極度壓縮植物生理學實驗內容，通常上課前由教師準備實驗材料、儀器和試劑，板書實驗方案，通過課堂講解，灌輸給學生，學生比葫蘆畫瓢簡單完成實驗操作，教師和學生之間的情感相互隔離，缺乏溝通，不利于學生綜合素質的培養[5]。

2.依靠園藝專業優勢在實驗過程中培養學生的批判性思維

貴州師范大學園藝專業于2012年開設，同年招收第一批本專業四年制本科生。園藝專業優勢明顯，歷代在溫室培養園藝田、果樹繁殖和栽培技術、名貴花卉品種的培育以及在園藝事業上與各國進行廣泛交流等方面卓有成就。20世紀以后，園藝生產日益向企業經營發展。現代園藝已成綜合應用各種科學技術成果以促進生產的重要領域。園藝產品已成為完善人類食物營養及美化、凈化生活環境的必需品。園藝專業本身綜合實踐應用性較強，因此在實驗過程中加強鍛煉學生的綜合能力，并注重培養學生的批判性思維能力是重中之重。

（1）夯實實驗基礎

植物生理學實驗期初要強化實驗基本技能，因此教師可利用幾個學時，著重介紹實驗基本技能，包括實驗安全知識、實驗室常識、玻璃儀器的洗滌、常用儀器的使用、各種溶液的配置和實驗報告書寫要點等，使學生理解常用實驗技術及原理，認識植物生理學實驗的重要性，并給學生示范常用儀器的使用方法，直至學生掌握為止。其次，園藝專業學生應結合自身特點和實際情況，加強基礎實驗，掌握基礎實驗技能，在此基礎上提高學生的綜合分析能力。選擇操作簡單、涉及的儀器和配置藥品較多的基礎實驗進行講解，使學生較快地掌握實驗方法和步驟，如 “葉綠素的提取、分離”和“分光光度法測定葉綠素含量”實驗，可使學生熟悉分光光度計的使用方法。根據學生掌握情況，由淺入深，適當增加實驗難度，逐步的由學生自己確定實驗步驟和方法，使其基本技能和基礎實驗能力有機地結合起來，提高其實踐動手能力，為今后專業課的學習打好扎實的實驗基礎[6]。

（2）綜合實驗中提高批判性思維能力

綜合性實驗是對學生綜合能力的考驗，在實驗過程中，園藝專業的學生可結合自己的專業優勢，設計相關的綜合性實驗。同時，培養學生多問幾個為什么？讓學生在做實驗的過程中自己找出問題，解決問題，加深學生對實驗的印象，提高學生的批判性思維能力。

在實驗過程中我們將很多實驗作為設計性實驗，并對其進行部分改進，充分調動起學生的積極和主動性。例如學生在綜合實驗環節，為什么選擇組織培養來繁殖各種名貴植物？是因為常規的扦插繁殖難以滿足國內市場對各種名貴植物種苗的需求，且扦插繁殖系數低，生根速度慢，并容易攜帶病毒，阻礙了種植面積的擴大。組織培養具有用材少、繁殖系數高的優點，是快速解決當前苗木供應瓶頸的首選方法。另外為什么在組織培養過程中加入2，4-D，6-BA，NAA等？各種植物激素調節物質濃度配比如何？都需要學生在實驗過程中分組進行，自己得出實驗結果。此外在植物逆境實驗過程中，不同植物對相同逆境的耐受性也不同，如何證明？可由學生自主選用不同植物如大豆，苜蓿，白刺花等進行不同濃度鹽性處理，并檢測四個抗氧化酶（SOD，CAT，POD，APX）活性，讓學生獨立完成實驗并得出結論。再例如植物生長過程中莖是否一直直立向上生長？根是否直立向下生長？這些都可以通過學生自己設計實驗來證明。同時學生還可以自己設計并制作或改進簡易實驗器材，如根據不同植株大小制作水培花盆的覆膜等。從而鍛煉學生獨立自主和批判性思維的能力。

（3）實驗結果審核

教師在審核學生的實驗結果時，可選用多種方法進行。例如學生在設計性實驗過程中選用不同材料測試植物葉綠素的含量，因此實驗結果不盡相同。再如學生可將自己的實驗報告匯總成電子版，實驗結果公開展示大家，讓大家提出不同的意見和建議，同時也能找出自己實驗過程中的不足。鼓勵學生在實驗中不要因為怕實驗失敗而畏首畏尾，應當大膽地去探索，不要擔心實驗沒有達到預期的結果，關鍵是能找出實驗中存在的問題，并對問題進行認真分析。教師應教育引導學生批判性看待自己的實驗結果，鼓勵學生自己探索實驗條件的輕微轉變對實驗結果的影響。實驗結束后要注意反思，比如此實驗用到什么物理思想方法，此實驗的關鍵是什么，結論是否合理，這里也就是對學生元認知水平的評價；實驗結果與理論結論有何異同？影響實驗缺陷的主要因素是什么等[7]。

3.結束語

實踐證明，能力型人才在就業和個人及社會發展中都占有優勢地位。實驗教學是一個良好的強能力的平臺。在實驗過程中結合學生自己的專業，鼓勵學生積極主動地自我反思、嚴格檢查。甚至挑剔自己的思維過程和結論。使學生養成自我反思的習慣，使思維活動更具主動性、分析性、策略性和獨立性。減少盲目性、狹隘性，思維的結果更具正確性，從而優化學生思維的批判性[8， 9]。

在植物生理學實驗教學改革中，通過對植物生理學實驗教學的教學方法、教學內容、考核方式的改進，讓學生在掌握理論知識的同時，培養學生的基本實驗操作能力、嚴謹的科研態度和濃厚的科研興趣[10]。

總之，植物生理學實驗教學的實施對老師和學生均提出了更高的要求。學生在理論課學習、實驗課操作、結果匯報中，他們的植物生理學知識得到不斷鞏固、拓展和升華，他們的批判性思維、動手和創新能力得到穩步鍛煉和提高。

（作者單位：貴州師范大學生命科學學院）

基金項目：貴州省博士科研啟動金項目（11904-0514012）

參考文獻：

[1]龔春梅.植物生理學緊密結合科研改進實驗教學的探索[J].科教創新導刊，2013（23）：74—76.

[2]溫家寶.在清華大學的演講[J].北京日報，2012—09—15 （02）.

[3]朱利君，楊遠兵，陳光升. 在植物生理學實驗教學中探索批判性思維的培養[J]. 高校實驗室工作研究，2014（1）：96-97.

[4]郭麗麗，李亞娟，侯小改. 生物技術專業植物生理學實驗教學改革初探[J]. 教育教 學論壇， 2014（24）： 48-49.

[5]陸長梅，沙莎. 植物生理學“模塊化”實驗教學模式：提高學生創新能力的新模式[J]. 2013（30）： 53-56.

[6]曹春燕. 植物生理學實驗教學改革的幾點思考[J]. 學園，2013（36）：41-41.

[7]張立新，胡景江，麻鵬達，趙 軍，史永敏. 植物生理學實驗教學多元化互動模式探索[J]. 實驗技術與管理，2013（30）：130-132.

[8]段崇偉.批判性思維的培養與創新 [J].生物學通報，2005，40 （8）：37—39.

[9]多拉 ·豪維爾，王 爽譯.批判性思維和創造性思維—— 推動知識社會前進的主要動力 [J].全球教育展望，2011，12：1.

[10]李濱，彭濤，張立立.探究性植物生理實驗教學改革與實踐[J]. 實驗室研究與探索，2009，28（3）：130—132.