模塊化教學(xué)模式在植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的應(yīng)用

李林鋒 謝東雄 王育林 陳建國(guó)

摘要針對(duì)當(dāng)前植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的具體問(wèn)題，通過(guò)整合原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，構(gòu)建了包含基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K、綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K和探究實(shí)驗(yàn)?zāi)K的植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式，并闡述了每個(gè)模塊的具體內(nèi)容與考核目標(biāo)及具體保障措施。通過(guò)在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的試點(diǎn)應(yīng)用，旨在使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，不斷提高學(xué)生的動(dòng)手及綜合分析能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)和創(chuàng)新思維。

關(guān)鍵詞植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)；模塊化教學(xué)模式；課程改革

中圖分類(lèi)號(hào)S-01；G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A文章編號(hào)0517-6611（2017）32-0241-02

Application of Modularized Teaching Model in Laboratory Course of Plant Physiology

LI Linfeng， XIE Dongxiong， WANG Yulin et al（Agricultural College of Guangdong Ocean University， Zhanjiang，Guangdong 524088）

AbstractIn view of the specific problems existing in the experimental teaching of Plant Physiology， the teaching model of plant physiology experiment course was constructed by integrating the original experiment content， which including basic experiment module， comprehensive experiment module and inquiry experiment module.The specific content of each module and assessment objectives and specific safeguards were described.Through the pilot application in experiment teaching， the purpose was to make the students change from passive learning to active learning in experiment teaching， continuously improve handson and comprehensive analysis ability， and cultivate students' scientific quality and innovative thinking.

Key wordsLaboratory course of plant physiology；Modularized teaching model；Curriculum change

植物生理學(xué)是研究植物生命活動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)學(xué)科，是高等農(nóng)業(yè)院校園藝、林學(xué)、農(nóng)學(xué)、環(huán)境科學(xué)和生物技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的骨干專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課[1]。該課程的理論知識(shí)與實(shí)踐技能并重，是訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)研究能力的基礎(chǔ)。教育部明確指出： “實(shí)踐教學(xué)對(duì)于提高學(xué)生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力具有特殊作用”[2-5]。因此，為了加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，許多高校將理論與實(shí)驗(yàn)課分離，單獨(dú)開(kāi)設(shè)植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，廣東海洋大學(xué)也不例外。目前，廣東海洋大學(xué)植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要采用以單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)為主的小實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，不利于學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)和創(chuàng)新、綜合實(shí)踐能力的鍛煉，也不符合廣東省教育廳關(guān)于“建設(shè)高水平大學(xué)”的部署和廣東海洋大學(xué)“建設(shè)一本大學(xué)”的遠(yuǎn)景規(guī)劃。鑒于此現(xiàn)狀，在文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，筆者探討了模塊化教學(xué)模式在植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的應(yīng)用問(wèn)題，旨在提高學(xué)生的科研素質(zhì)和創(chuàng)新水平。

1現(xiàn)狀與不足

目前，廣東海洋大學(xué)植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要采用以單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)為主的小實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，即在每次實(shí)驗(yàn)中，為保證學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師依據(jù)理論課的章節(jié)內(nèi)容，選擇一項(xiàng)生理指標(biāo)讓學(xué)生進(jìn)行測(cè)定，獲得單個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后完成一篇程式化的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。由于各個(gè)單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相互獨(dú)立或者彼此割裂，缺乏系統(tǒng)性和整體觀(guān)，學(xué)生只是機(jī)械地按照實(shí)驗(yàn)課程安排完成實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)每次實(shí)驗(yàn)結(jié)果囫圇吞棗，不求甚解。因此，這種授課模式難以培養(yǎng)各專(zhuān)業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和激發(fā)他們的創(chuàng)新思維、鍛煉他們的綜合實(shí)踐能力。

2模塊化教學(xué)模式思路

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K選擇了最基本的、能代表植物生理學(xué)學(xué)科特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容， 如小液流法測(cè)定植物組織的水勢(shì)，TTC顯色法測(cè)定種子活力等。旨在培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，提高動(dòng)手操作能力，能結(jié)合課堂理論知識(shí)，理解實(shí)驗(yàn)原理，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作加以驗(yàn)證。

綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)K是在基礎(chǔ)模塊的基礎(chǔ)上添加了試驗(yàn)處理環(huán)節(jié)。以種子萌發(fā)為例，通過(guò)添加鹽度、模擬酸雨、重金屬離子或激素等試驗(yàn)處理，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不再是唯一的。學(xué)生通過(guò)對(duì)不同試驗(yàn)處理數(shù)據(jù)的整理分析，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果“活”起來(lái)，培養(yǎng)內(nèi)在聯(lián)系和整體思維意識(shí)。

探究實(shí)驗(yàn)?zāi)K是在綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K的基礎(chǔ)上，以植物生理代謝與環(huán)境適應(yīng)為中心，結(jié)合學(xué)生的專(zhuān)業(yè)、個(gè)人興趣，只要條件許可，可由學(xué)生自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、試劑配制、材料處理、指標(biāo)測(cè)定和數(shù)據(jù)分析等過(guò)程，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。

3教學(xué)實(shí)施

上述3個(gè)模塊是一個(gè)連貫的體系，不是單獨(dú)割裂的。在經(jīng)過(guò)模塊一基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練后，學(xué)生就進(jìn)入模塊二的實(shí)驗(yàn)階段。圍繞種子萌發(fā)這個(gè)主題，學(xué)生自由組合成5～6個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，實(shí)行小組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，選擇適合自己的種子和研究主題。為了避免選題過(guò)于發(fā)散和便于學(xué)生盡快進(jìn)入角色，指導(dǎo)教師可以建議一些主題，如不同條件下火龍果種子萌發(fā)質(zhì)量比較、百香果種子萌發(fā)過(guò)程中的抗逆能力研究、模擬酸雨對(duì)木瓜種子萌發(fā)的影響等。在每組學(xué)生確定了本組的主題后，指導(dǎo)他們查找文獻(xiàn)，進(jìn)行簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，確定實(shí)驗(yàn)檢測(cè)指標(biāo)等。接著組織各小組在班級(jí)內(nèi)討論，查漏補(bǔ)缺，進(jìn)一步完善計(jì)劃。計(jì)劃確立后就上報(bào)各自實(shí)驗(yàn)需要的器材和試劑等，待實(shí)驗(yàn)儀器和試劑到位后，就嚴(yán)格按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作；得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并在班級(jí)匯報(bào)和討論。待第二模塊完成后，讓學(xué)生繼續(xù)按照這一流程，開(kāi)展第三模塊的探究性實(shí)驗(yàn)。該模塊可以根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有所傾斜，在實(shí)驗(yàn)條件許可的情況下，鼓勵(lì)發(fā)散和創(chuàng)新，如園藝和農(nóng)學(xué)專(zhuān)業(yè)，適當(dāng)考慮植物激素對(duì)園藝、作物幼苗生長(zhǎng)、花芽分化或缺素植株癥狀診斷和灰分元素分析等；對(duì)于環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)，開(kāi)展逆境或重金屬污染條件下植物組織水勢(shì)、葉綠素含量、光合、呼吸速率的測(cè)定，可溶性總糖、脯氨酸及丙二醛含量的測(cè)定等。

4模塊化教學(xué)模式的注意事項(xiàng)

為了使模塊化教學(xué)模式得以順利執(zhí)行，以下幾個(gè)方面的工作也不能忽視。

4.1規(guī)范實(shí)驗(yàn)過(guò)程基礎(chǔ)模塊階段從訓(xùn)練學(xué)生認(rèn)真清洗試管、容量瓶、移液管等開(kāi)始，到準(zhǔn)確稱(chēng)量實(shí)驗(yàn)藥品、取材等，熟練操作分光光度計(jì)、離心機(jī)和電導(dǎo)率儀等，學(xué)會(huì)計(jì)算不同濃度、不同比例溶液的配制及具體操作步驟。如將98%的濃硫酸稀釋成72%的稀硫酸100 mL，在配制時(shí)，要求不僅會(huì)計(jì)算出溶質(zhì)或溶劑的數(shù)量而且要寫(xiě)清配制過(guò)程。沒(méi)有規(guī)矩不成方圓，實(shí)驗(yàn)時(shí)每個(gè)學(xué)生要認(rèn)真聽(tīng)從教師指導(dǎo)，嚴(yán)格按操作規(guī)程正確操作，仔細(xì)觀(guān)察，積極思考，堅(jiān)決杜絕漫不經(jīng)心和粗枝大葉的行為。

4.2強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)過(guò)程的依據(jù)，是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的前提。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K是嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行的，但綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K就需要進(jìn)行不同的試驗(yàn)處理。這個(gè)試驗(yàn)處理需要學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前查找文獻(xiàn)，進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，做到每一個(gè)處理都事出有因且符合常識(shí)。其次，強(qiáng)調(diào)對(duì)照實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)重復(fù)。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K測(cè)定時(shí)沒(méi)有要求個(gè)人做重復(fù)，其實(shí)全班學(xué)生測(cè)定同一個(gè)指標(biāo)，最后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是有差異的。主要是由不同的學(xué)生的取樣、實(shí)驗(yàn)操作誤差造成的。為了消除這種因?qū)嶒?yàn)操作者本人引起的誤差而真實(shí)反映試驗(yàn)處理結(jié)果，在綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K中引入對(duì)照和重復(fù)，并結(jié)合方差分析等數(shù)據(jù)處理方法來(lái)對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

4.3狠抓實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的記錄和總結(jié)，也是實(shí)驗(yàn)課的繼續(xù)和提高。通過(guò)撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，使知識(shí)條理化，可以培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力。一個(gè)實(shí)驗(yàn)的價(jià)值在很大程度上取決于實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量的高低，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)必須予以充分重視。為此，特別要求學(xué)生注意細(xì)節(jié)和格式，實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)方法和步驟、結(jié)果分析和討論都要有，而且要學(xué)會(huì)自己總結(jié)和凝練語(yǔ)言，不能生搬硬套書(shū)本內(nèi)容。原始數(shù)據(jù)一定要求要在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中呈現(xiàn)，有統(tǒng)計(jì)分析過(guò)程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果一般要求用圖或者表格來(lái)表示，且用圖就不用表，用表就不用圖，避免無(wú)謂的重復(fù)和羅列數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論分析是實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在植物生理實(shí)驗(yàn)中，對(duì)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能計(jì)算出來(lái)就完事，而要依據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，結(jié)合課堂講授和自己知識(shí)儲(chǔ)備情況進(jìn)行有針對(duì)性的分析。

4.4培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)實(shí)行探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊，就是將現(xiàn)有的單個(gè)獨(dú)立傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)逐步變現(xiàn)為一個(gè)個(gè)科學(xué)問(wèn)題。學(xué)生帶著這樣一個(gè)個(gè)問(wèn)題，自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施。對(duì)實(shí)驗(yàn)所需的材料，尤其是實(shí)驗(yàn)苗木要進(jìn)行催芽、播種、養(yǎng)護(hù)和處理、取樣和測(cè)定分析等環(huán)節(jié)。這種模式的開(kāi)展就需要學(xué)生分工協(xié)作，精心付出。如果一次偷懶或者避重就輕也許小組成員還能容忍，但如果什么也不參與，就會(huì)招致小組成員反對(duì)。這在客觀(guān)上培養(yǎng)了學(xué)生的責(zé)任心和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，對(duì)做事缺乏主動(dòng)性、凡事懶得伸手的學(xué)生也是一種無(wú)形的鞭策。

5結(jié)語(yǔ)

上述模塊化教學(xué)模式試點(diǎn)后，學(xué)生在第二模塊剛開(kāi)始時(shí)就叫苦連天，實(shí)驗(yàn)室工作人員管理任務(wù)瑣碎，工作量加大，也出現(xiàn)了個(gè)別實(shí)驗(yàn)藥品、試劑的浪費(fèi)。但長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，學(xué)生的參與性普遍提高，實(shí)驗(yàn)室晚上也燈火通明，周末也有學(xué)生去，真

正將講了多年的開(kāi)放落到實(shí)處。但一些問(wèn)題也隨之出現(xiàn)，如有部分學(xué)生抱怨時(shí)間太長(zhǎng)，花費(fèi)精力太多；探索性實(shí)驗(yàn)有時(shí)不在安排的既定時(shí)間做，學(xué)校教務(wù)督查人員核查時(shí)因?qū)嶒?yàn)室沒(méi)有學(xué)生而誤以為缺課，后面需要指導(dǎo)教師口頭或書(shū)面解釋等。總之，沒(méi)有嘗試就沒(méi)有成功。在新一輪的人才培養(yǎng)計(jì)劃修訂過(guò)程中，雖然每個(gè)專(zhuān)業(yè)的總學(xué)分又壓縮了，但實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)每個(gè)學(xué)分對(duì)應(yīng)的學(xué)時(shí)數(shù)卻增加了，由此可見(jiàn)學(xué)校對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重視。因此可以此為契機(jī)，不斷探索，不斷總結(jié)，爭(zhēng)取做得更好，讓更多的學(xué)生從中受益。

參考文獻(xiàn)

[1]

李合生.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，2003：1-132.

[2] 陸長(zhǎng)梅，沙莎.植物生理學(xué)“模塊化”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式：提高學(xué)生創(chuàng)新能力的新模式[J].高等教育研究，2013，30（4）：53-56.

[3] 王曉明，易兵，徐瑞宇.基于創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的構(gòu)建[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（2）：15-17.

[4] 石海英，白音.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].輕工科技，2015（12）：189，191.

[5] 蔣素梅，黃勝琴，李玲，等.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K教學(xué)方式的探索與實(shí)踐[J].植物生理學(xué)通訊，2008，44（3）：554-556.

[6] 張以順，黎茵，陳云鳳.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)研究型教學(xué)模式探索與實(shí)踐[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（4）：2515-2516，2520.