基于研究性教學植物形態解剖實驗的改革與實踐

朱 丹，曹 迪，肖翠紅，朱光怡，陳 晶

（黑龍江八一農墾大學生命科學技術學院，黑龍江大慶 163319）

基于研究性教學植物形態解剖實驗的改革與實踐

朱 丹，曹 迪，肖翠紅，朱光怡，陳 晶

（黑龍江八一農墾大學生命科學技術學院，黑龍江大慶 163319）

以總結“植物生物學”研究性教學（實驗環節的形態解剖教學實踐）內容為基礎，通過增加實驗學時、單獨成課、利用數碼互動實驗室、采用新鮮的實驗材料、開設設計性實驗、改革考核方式等方式，提高學生實驗操作技能，提升學生專業技能。

植物生物學；研究性教學；實驗材料；實驗技能；實驗考核

“植物生物學”是生物科學類專業的專業基礎課之一，“植物生物學”的教學形式包括理論教學、實驗教學和野外實習教學3個部分，“植物生物學”的教學內容包括細胞、形態解剖和分類3個部分。形態解剖部分是植物學實驗教學大塊內容，其實驗效果直接影響著學生對植物學內容的掌握情況，并對學生動手能力、創新能力都有著重要意義，同時也影響著學生對專業的興趣和將來的發展［1-2］。為此，學院對植物學解剖實驗部分進行了一些改革，并取得了不錯的教學效果。

1 增加學時“植物生物學”實驗單獨成課

很多學校把“植物生物學”理論教學、實驗教學和野外實習教學放在一起，以理論課為主，實驗教學和實習教學都只是這門課的一部分而已，期末成績評定的時候，也是理論課成績占主要部分，實驗和實習都淪為次要部分。這樣就導致教師和學生不重視實驗和實習，有些同學戲稱“實驗畫圈、實習游玩”。為了提高學生對植物學實驗和實習的重視，學院把植物學的實驗和實習都增加學時后分別單獨開成一門課，即把傳統的“植物生物學”一分為三，變成3門課（“植物生物學”“植物生物學實驗”“動植物學野外實習”），各自都有單獨的學分。“植物生物學”全部是利用多媒體教室課題理論教學，“植物生物學實驗”是在實驗室中教學，“動植物學野外實習”，是在大自然中和“動物生物學”一起教學。把相關課程分開，都有各自的學時和學分，學生重視程度大大增加，而且教師也可以把學習內容側重在不同的部分。

2 增加形態解剖學學時讓學生學得更細致

改革后的“植物生物學實驗”共30學時，1個學分，屬必修課；“動植物學野外實習”有2周學時，2個學分，屬必修課，屬于實踐環節。由于野外實習時間充裕，這樣就可以把原本在實驗中完成分類部分的許多內容移到野外實習去完成。例如，在這幾年實驗教學中，僅保留了那些必須借助顯微鏡才能觀察清楚的植物分類內容，如根莖葉胚囊等的解剖結構觀察等，而被子植物和裸子植物的分類內容全部移到為期2周的野外實習環節中完成。這樣，在30學時的實驗課中，就大大增加了形態解剖學內容的學時，學生就可以學得更細更多，掌握的也更好。例如，“被子植物根的實驗”就包括了雙子葉植物根的初生結構和次生結構、單子葉植物根的初生結構、雙子葉植物根的初生結構和莖的初生結構的比較，幾方面內容通過實驗課，讓學生牢牢地掌握了被子植物根的結構。

3 改善教學條件使用數碼互動實驗室教學

數碼互動實驗室是基于數碼技術、用數碼顯微互動教學設備系統建立起來的現代化實驗室。在這種實驗室里，學生使用數碼顯微鏡，教師使用數字化多功能顯微鏡，師生之間可以進行顯微圖像的實時傳輸和視頻互動教學［3］。由于數碼互動實驗系統具有非常便捷的進行顯微圖像分析和處理，可以快速捕獲實驗植物的電子圖像，并且能對捕獲的植物圖像進行處理、剪裁、合并、融合及測量等，可以對圖像進行定量分析，而且還能夠長期保持圖像，并且可以隨時根據教學需要再現保留的圖像。由于可以隨時直接與上課的學生們互動，大大增加“植物生物學實驗”教學的直觀性和知識的完整性，通過真實生動、典型直觀的顯微畫面提高學生的學習興趣，而且學生還能夠利用預存的音頻、視頻仿真模擬等進行預習、復習以及開展相關內容的科研創新活動。由于數碼互動實驗室做到了整個“植物生物學”教學內容的“教、學、練”過程連貫進行，所以切實有效地提高了利用顯微鏡教學的實驗教學效率和教學效果。每次實驗課上，學生都可以和教師有效互動，隨時隨地解決實驗中發現的各種現象，并且可以和前面實驗課存儲的圖片對比觀察，總結出一些規律性的東西。例如，通過雙子葉植物根和莖的初生結構圖片對比觀察，就可以讓學生更好地明白二者之間的區別。

4 多用新鮮實驗材料增加設計性實驗

“植物學”是生物類學生在大一開設的課程，“植物學實驗”是學生上大學后接觸的繼“動物學實驗”后另一門專業方面的實驗課程，因此該課程的學習對學生將來的發展有著重要影響［4］。

“植物學實驗”教學是讓學生復習、鞏固和驗證課堂學習的理論知識，大都是驗證性實驗［5］。在能用新鮮實驗材料的情況下，教師盡可能多地讓學生使用新鮮實驗材料。例如，在觀察植物細胞后含物和植物各種組織的實驗中，通過摸索，使用合適的新鮮植物材料，讓學生通過一系列的實驗，掌握各種臨時玻片的制作方法，這樣大大地提高了學生的實驗技能。

在選用新鮮材料時，教師盡可能選擇那些學生熟悉的植物，如室內養的花卉、校園長出來的雜草或者野菜、園藝植物等，由于這些實驗材料均與學生生活密切相關，學生倍感親切。例如，在觀察植物表皮細胞和氣孔的時候，采用的是實驗室養的花卉天竺葵和校園的雜草羊蹄酸模以及東北大宗作物玉米葉片，讓學生通過對比觀察，掌握單子葉和雙子葉植物葉片表皮細胞的差異。而在觀察植物細胞后含物糊粉粒的時候，采用的是較短的黃豆芽下胚軸為實驗材料，通過徒手切片法橫切，就可以觀察到。而當黃豆芽下胚軸略長點后，縱切，就可以用來觀察到了導管的形態。觀察植物有色體時，學生熟悉的西紅柿果實就派上了用場，同時因為西紅柿果肉細胞較大，一般物鏡4倍或者10倍的時候就可以看到完整的細胞，加上可以看到細胞上的皺褶，學生就可以更加直觀地看清植物細胞近似球狀。在觀察植物細胞后含物淀粉的時候，教師采用東北常見的馬鈴薯和紅薯，當場給學生面切開使用，而且讓學生對比秋天成熟度較好的馬鈴薯塊莖和剛結薯不久的春天馬鈴薯塊莖，讓學生不僅掌握不同淀粉形狀，更明白淀粉輪紋的意義。

在多種臨時玻片操作技能都掌握的基礎上，教師把“植物組織的觀察”這個實驗設成設計性實驗，布置給學生實驗內容，讓學生自己去校園或者菜市場、花卉市場等處找鮮活的實驗材料，自己動手設計實驗操作方法來制備臨時玻片，教師逐一指導。學生帶來了各種根莖葉花和果實、種子，實驗材料五花八門，教師先讓學生自己操作，在學生自己操作得不理想時，教師再予以針對性的指導，當學生看到自己親自做出來的臨時玻片，尤其是看到那些在顯微鏡頭下呈現出來的顯微圖片時，一個個非常有成就感，都很興奮。許多人因此對生物尤其是植物產生了濃厚的興趣。

5 改革考核方式提高學生主動積極性

由于增加了很多實驗操作，因此在實驗考核時，大大增加了學生動手操作能力和積極性所占的比例，而且這種考核方法，提前告知學生，學生操作都很認真，不再應付了事，尤其是當他們實驗操作技能提高后，實驗興趣倍增，理論學習的積極主動性也隨之提高。

6 改革效果

通過這一系列的研究性教學改革，在植物形態解剖實驗教學環節上，學生動手操作能力及創新實踐大大提高，夯實了實驗基礎技能，而且為學習其他專業課程做了充分準備。尤其是培養了學生對生物科學的熱愛，許多同學也因此有了自覺的學習習慣和進一步深造的向往。有超過50%的學生在“植物學實驗”后就開始和各個教師聯系，在大一第2學期就進入實驗室，和大四的學生以及研究生一起學習實驗操作技能，有些人在畢業時考上了國外或者國內的研究生。

［1］ 陳鳳娥，吳珍，祝社民，等.植物學實驗教學中存在的問題及其解決對策 ［J］.商洛學院學報，2009，23（4）：66-69.

［2］ 姚國新，李長春.新農村建設背景下地方高校的農學人才培養探討 ［J］.出國與就業（就業版），2011（9）：81-82.

［3］ 何林，張仁波.數碼互動實驗室在植物學實驗教學中的應用 ［J］.科學之友，2010（12）：104-105.

［4］ 彭海峰，趙晟，章崇玲.高等農業院校植物學實驗教學的探索與實踐 ［J］.安徽農業科學，2013，41（13）：6 080-6 081.

［5］ 王靜.“有機化學”實驗教學改革的思考 ［J］.農產品加工（下），2016（1）：74-75.◇

This paper concluds about the content of Plant Biology research teaching，the teaching practice of morphology and anatomy in the experiment.We found some new teaching methods to improve the students'experimental and the professional skills，the use of digital interactive laboratory，the use of fresh material，set up the design experiment and reform of examination mode can significantly improve the effect of experiment.

Plant Biology；research teaching；experimental material；experiment skills；experiment examination

1671-9646（2016）09a-0071-02

Q94-33

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.09.024

2016-06-12

黑龍江八一農墾大學教研項目（編號NDJY15B30）

朱 丹（1972— ），女，碩士，副教授，研究方向為植物資源研究與應用。