生物科學師范專業植物生理學實驗教學改革實踐與體會

陳發波+魯庚+鄧麗

[摘 要]植物生理學實驗是生物科學師范專業的專業能力實踐課程，是提高師范生動手能力、科研能力與教學能力的重要實驗課程。生物科學師范專業植物生理學實驗目前主要存在以下問題：1.教學內容較陳舊；2.驗證性實驗較多，綜合設計性實驗少；3.教學方式單一，學生學習積極性不高，學生的動手能力與教學能力脫節；4.只注重學生的實驗操作，學生的科研素養及能力提高有限；5.考核方式單一，教學質量不高等。根據以上問題，提出以下改革措施：及時更新實驗項目；采用參與式教學方式，讓學生參與到實驗教學的備課、設計實驗、實驗準備、預實驗、課堂教學、撰寫論文和教學評價等各個環節；教師采用多元化的考核評定方法，提高教學的質量等。這一系列的改革措施提高了實驗課程的教學效果，培養了師范生實驗教學技能和教師綜合素質。

[關鍵詞]植物生理學實驗；生物科學；參與式教學；教學改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）09-0030-03

植物生理學是研究植物生命活動規律及其與環境相互關系的科學，重點研究植物生長情況和生長機制，解釋植物生命活動所呈現的自然規律。[1][2]相對于理論教學而言，實驗教學具有直觀性、實踐性、綜合性和設計性等特點，對加強學生素質教育和培養學生科研創新能力具有不可替代的作用。[3]植物生理學實驗課程是師范院校生物科學專業重要的實驗課程，該課程的教學是理論課程的重要補充，對培養學生的實驗技能、觀察發現問題的能力、分析問題的能力和開展科學研究的能力具有重大意義。[4]高等院校改革的不斷深入要求高校培養“厚基礎、強實踐、求創新、重素質”的應用型人才。[5][6]我國傳統的實驗教學模式是“注入式”教育，即教師提供和講解實驗方案，學生執行實驗方案。[7]這導致學生不重視實驗課，學習的積極性差，盲目機械地按照實驗指導書或教師講解的內容操作，不利于培養學生的創新思維以及主觀能動性。就師范專業而言，在培養學生動手能力的同時，還應注重培養學生的教學能力。因此，在生物科學師范專業的植物生理學實驗教學改革中，改變傳統的“注入式”教學，以多元化的參與式教學進行教學，不僅可以激發學生的學習熱情，培養學生的動手與科研思維能力，還可以提高學生的教學能力。

本文就長江師范學院生命科學與技術學院生物科學師范專業植物生理學實驗課程的現狀、改革與措施與各位同行進行分享，以期在實踐中不斷提高教學效果。

一、生物科學師范專業植物生理學實驗教學現狀及存在的問題

植物生理學不僅是植物學專業，也是其他與植物學相關專業的必修課程，是生物科學師范專業的核心骨干課程。植物生理學也是一門理論性極強的學科，知識相對抽象，學生難以理解和掌握。植物生理學實驗課程與植物生理學既密切關聯又各有側重，具有一定的獨立性和完整性，并且與理論課程相比，實驗課程能幫助學生更好地理解和掌握知識點。若采用傳統的實驗教學，不利于培養理論、創新、實驗技能兼具的應用型人才。為適應應用型人才發展的需要，我校早在2000年就將植物生理學實驗列成單獨的課程，與植物生理學理論課同時進行教學。植物生理學實驗共2學分32學時，一般開設10個實驗，每個實驗3-4個學時。植物生理學實驗在提高學生動手能力和生物科學素養方面起到了一定的作用，但教學中仍然存在以下不足。

（一）教學內容陳舊

植物生理學實驗實驗項目更新較慢，如采用改良半葉法測定植物光合強度，采用分光光度計測定色素含量，采用重量法測定葉面積。這些實驗已經和生產與科研脫節，不利于培養與時俱進的綜合性人才。

（二）驗證性實驗較多，綜合設計性實驗少

植物生理學實驗教材實驗內容多，課時少，根據實驗教學大綱選取每章節具代表性及經典的單一實驗項目，一般安排 10個左右，每次只有3個學時。受時間、實驗條件、材料和設備等客觀因素的影響，選取的實驗項目大多為基礎性、驗證性實驗，綜合性實驗比例偏少，缺少實踐環節。[8]

（三）教學方式單一，學生學習積極性不高，動手能力與教學能力脫節

植物生理學實驗教學方式單一，一般是教師提前準備好實驗，上課時進行講解、演示和指導，學生聽取教師講授、操作實驗、完成實驗報告。整個教學過程學生都是被動參與實驗，沒有思考，缺乏探索實驗的主觀能動性，學生學習的積極性不高。此外，實驗課更多的是注重學生動手能力的培養，往往忽略對師范生實驗教學技能和教師綜合素質的培養，學生的教學能力有待提高。

（四）只注重學生的實驗操作，學生的科研素養及能力提高有限

學生只進行實驗操作，對實驗設計、準備、數據記錄、數據分析及科技論文寫作等不了解或不重視。實驗報告格式死板，與科技論文和學生畢業論文脫節。生物科學師范專業中有較多學生會考取研究生，畢業時都需要進行科研實驗和論文的撰寫。因此，有必要在植物生理學實驗中加強學生科研能力的培養。

（五）考核方式單一，教學質量不高

成績評定一般由實驗態度、實驗報告和實驗操作考試3部分組成，這種評定往往忽略對實驗課最重要的環節——實驗過程的考核。

二、生物科學師范專業植物生理學實驗教學的改革與措施

（一）及時更新實驗項目

根據當前實驗室所具備的儀器及實驗研究現狀，及時更新實驗項目和方案，這能最大限度地讓學生了解植物生理學研究前沿的方法。例如將傳統的改良半葉法測定光合強度更改為先進的LI6400便攜式光合儀來測植物光和強度、利用液相色譜儀和U3010分光光度計測定色素含量、用葉面儀測定葉面積等。通過對實驗方案的改良，讓學生學習先進的儀器，了解植物生理學最新的動態。

（二）設置綜合性、開放性實驗，培養學生的動手能力

設置綜合性實驗。如將“植物光合作用的測定”改為“光合作用與作物生產潛力研究”、“花粉活力的測定”改為“花粉活力對植物開花結果的影響”；“植物中丙二醛測定”改為“逆境脅迫對植物的影響”、“過氧化物酶的測定”改為“蔗糖對植物低溫傷害的保護作用”等。將傳統的驗證性實驗設計為綜合性實驗。同時設置開放性實驗，教師不再提供實驗內容及過程，由學生自主查閱相關文獻資料，確定實驗材料，設置實驗方案并完成具體實驗，最后記錄實驗數據，處理數據，完成數據分析。教師在此過程只是學生學習的組織者、引導者和合作者。這可以培養學生搜集信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力，培養學生的動手能力。endprint

（三）參與式教學，激發學生的學習興趣，提高學生的教學能力

應打破傳統的以教師講解和指導為主體的教學模式，轉為學生參與式教學，使教師和學生有不同的教學任務。就教師而言，其在參與式教學過程中的任務如下。

1.分組。將每個不超過30人的教學班，按2-3人分成10個小組，每個小組承擔一個實驗的教學任務。每個小組指定一名學生作為組長，由組長分配組員任務。教師單獨指導小組進行實驗的準備及教學。

2.確定實驗項目。根據植物生理學實驗培養方案和課程標準，確定實驗大綱，再通過隨機抽簽的方式，確定每個小組負責的實驗項目。

3.參與和指導小組教學工作。指導相應小組的學生確定實驗方案，進行備課、試講、實驗準備、預實驗、論文的撰寫和批改等，并對實驗教學準備過程中出現的問題提出建議。要求小組成員在講課過程中，打破常規授課方式，必須有創新點，如利用模型、多媒體、播放視屏、提問等多種方式進行教學。另外，教師還需指導小組的實驗設計、備課、實驗準備、試講等。

4.組織課堂教學和評課活動。在實驗教學課上，由負責當次實驗項目的小組成員作為本次實驗教學課的“教師”，學生授課結束后，本次授課的“教師”進行自評，而教師組織學生對擔任本堂實驗課的“教師”進行評課，指出“教師”講課中的問題，最后再由教師補充說明實驗重、難點及實驗操作的細節。

5.指導論文的撰寫和批改。教師單獨指導每次授課的小組成員撰寫和批改論文，論文嚴格按畢業論文或科技論文的格式進行撰寫，再由小組指導余下同學撰寫論文，并批改論文。

學生的教學任務如下。

1.實驗設計。根據教師的分組和實驗項目，每組成員查閱相關文獻資料，設計實驗的目的、原理、材料和步驟。實驗設計好后交予教師檢查，根據教師意見，改進并完善實驗設計。

2.備課。在所承擔實驗項目正式上課的2-3周里，由組長組織小組成員進行集體備課，根據實驗內容準備一份實驗教學設計和人員分工，包括實驗材料準備、預實驗、課件制作、試講等環節的負責人員和時間安排等，并將教學設計與教師進行溝通，根據教師的建議進行修改。

3.實驗準備。由組長安排小組成員進行實驗材料購買、相關藥品的配制、書寫板書及進行預備實驗等。在此過程中，學生一方面能熟悉實驗內容，培養實驗技能，另一方面也可以發現實驗中可能出現的問題，并及時對這些問題進行調整，改進實驗方案。

4.試講。由小組組長分配組員講課內容，每個組員15-20分鐘。在正式上課前三天，小組開始進行模擬授課。任課教師參與試講，并在試講結束后指出學生在講課過程中存在的問題，并提出改進措施，學生則根據教師的意見，不斷提高自己的教學水平。

5.教學。在實驗教學課前一天，負責實驗項目的小組成員需要配置好實驗藥品，做好板書工作，正式實驗課教學當天，提前到達實驗室檢查實驗藥品、材料等。在正式上課時學生按照自己的講課任務，分別介紹實驗目的、實驗原理、實驗步驟、注意事項等。在講課結束后小組成員和任課教師一起指導其他學生進行正式實驗操作，在實驗操作過程中，“教師”要仔細觀察同學的操作，對同學的實驗操作及實驗結果進行評分。

6.教學反思和教學評課。在實驗課堂結束之后，首先由小組成員對實驗準備和教學進行自評，然后任課教師組織全班學生對負責實驗教學小組的課堂教學進行點評，最后授課小組成員總結他們在參與實驗教學中的收獲和經驗教訓，并提交教學反思一份。

7.論文撰寫與批改。學生在教師的指導下學習撰寫并批改論文，再去指導班級同學論文的撰寫，其他同學論文撰寫好后，交由“教師”批改。

參與式教學不僅能激發學生的學習興趣，而且能讓學生全程參與實驗課教學的全部過程，使學生對實驗項目的原理、方法步驟及實驗操作有更深刻的了解，這提高了學生學習的積極性和教學的成效。給予學生上臺講課的機會，讓學生熟悉實驗教學的各個環節，能提高學生的教學能力。

（四）強調實驗論文撰寫，提高學生科研能力

基于綜合實驗的優勢，應改革傳統的實驗報告寫作格式，要求學生按科技論文及畢業論文的格式撰寫實驗報告。[9]植物生理學實驗要求每份實驗報告都按科研論文的格式進行撰寫，以鍛煉學生科技論文的寫作能力。這樣，學生在查閱資料、實驗設計、材料培養、結果記錄、數據分析和論文撰寫等各個環節都得到了鍛煉，這極大地促進了學生科學研究的熱情。

（五）多元化考核，保證教學質量

植物生理學實驗是單獨的一門課程，與理論課程分開考核。實驗課考核內容包括實驗態度、實驗操作、實驗論文、備課、講課及教學反思6個部分，分別占實驗總成績的5%、20%、30%、20%、20%和5%，實驗成績總分為100分。新的考核方式更注重實驗過程的考核，保證教學的質量。

三、結語

在農業院校、一些綜合性大學和師范院校中，植物生理學實驗是生物技術、生物科學、農業等專業的必修基礎課，是其他學科科學研究的重要手段，對提高學生的動手操作能力、分析問題和解決問題的能力具有重要的作用。植物生理學實驗打破了傳統的被動式教學，以學生扮演教師的角色進行教學，通過讓學生參與查閱資料、實驗設計、材料培養、結果記錄、數據分析和論文撰寫等各個環節，激發了學生的學習興趣，取得了明顯的教學效果。增強學生的動手能力、科研能力及教學能力，這對學生進行畢業設計、研究生深造以及從事科研工作都有極大的幫助。但在改革中仍存在開放性實驗如何進一步加強實驗室管理、教師工作量增大等突出問題，還需要我們不斷探索和改革，這樣才能不斷提高植物生理學實驗的教學效果。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 柏素花，劉新.提高植物生理學實驗課教學質量的實踐與探索[J].教育教學論壇，2016（2）：114-115.

[2] 石海英，白音.植物生理學實驗教學改革的探索與實踐[J].輕工科技，2015（12）：189-191.

[3] 侯福林，邱軍，賀繼臨，等.改革植物生理學實驗課教學方法加強學生能力培養[J].山東師范大學報（自然科學版），2001（3）：339-340.

[4] 萬華方，梁穎，楊昆，等. 植物生理學實驗教學改革探討[J].西南農業大學學報（社會科學版），2013（1）：150-152.

[5] 郭志平，楊曉琴，朱宏彪. 強化學生能力培養改進植物生理學實驗教學[J].麗水學院學報，2011（2）：93-96.

[6] 謝文華，王璐，白璐. “植物生理學”實驗課程教學改革初探[J].新課程研究（中旬刊），2015（11）：75-76.

[7] 張立新，胡景江，麻鵬達，等. 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（7）：130-132，146.

[8] 韋美玉. 改革植物生理學實驗，促進高校學生能力培養[J]. 黔南民族師范學院學報，2015（4）：31-34.

[9] 胡君艷，陳國娟，高巖，等.基于科研能力培養的地方高校植物生理學實驗教學改革[J].實驗室科學，2016（5）：94-97.

[責任編輯：陳 明]endprint