基于高寒生態環境的植物生理學教學內容構建

李彪，鞏紅冬，董剛，雒國霞

摘 要：文章作者依據目前植物生理學課程的教學現狀，基于高寒生態環境的特點，對植物生理學教學內容進行構建，激發了學生學習興趣，提高了植物生理學的教學效果。

關鍵詞：高寒生態環境；植物生理學；教學內容

中圖分類號：G652；Q945.4 文獻標識碼：A 收稿日期：2017-10-16

基金項目：2017年甘肅民族師范學院教學成果培育項目“基于高寒生態環境的植物生理學教學內容構建”（GNUNJXCGPY1711）。

作者簡介：李 彪（1986—），男，甘肅甘谷人，講師，碩士研究生，研究方向：植物生理學教學。

植物生理學是高等院校生物科學專業的一門主干課和必修課，主要研究植物的生命規律和生命現象，這在現代農業生產過程中運用極為廣泛，為農作物的生產和品質改良提供理論依據。因此，該課程的教學內容構建與生物科學專業的發展緊密相連。

近年來，隨著新建本科院校的轉型發展，其專業課程結構不斷調整，學時數大幅度刪減。因此植物生理學課程出現課時短、內容多、涉及面廣、概念抽象、理解困難等問題。在課時變短、內容增加的情況下，能保證教學質量和課堂效果，培養出一批合格的應用技術型人才，是當今高等學府面臨的主要任務。

一、植物生理學教學提綱的構建

甘肅民族師范學院地處青藏高原東端，是典型的高寒生態環境。為了達到良好的教學效果，筆者根據高寒生態環境的特征（干旱和寒冷、高光照、強紫外線，空氣稀薄，溫度變化劇烈，晝夜溫差極大，生長季短等），改變傳統的教學內容，重新構建植物生理學教學內容。基于高寒生態環境的特征，筆者于2013～2017年在植物生理學教學過程中，對授課內容進行了一些探索，提出了“植物生理學”教學內容的課程提綱（如下表）。

二、植物生理學教學內容

（1）逆境脅迫（干旱和寒冷）下植物生理學效應。重點闡述植物在不良環境下次級代謝產物的積累、滲透調節物質的變化、逆境相關基因的挖掘、生理生化指標的變化、鈣離子調節信號轉導途徑的機制、逆境激素的變化及轉基因提高農作物逆境的最新進展。

（2）高光照對植物生理效應的影響。重點闡述高光照條件下植物的光合作用和呼吸作用機理、光形態建成機理、對植物生殖生理（開花過程和果實發育）的影響、同化物的裝載和卸出、氣孔運動機理和植物根冠比的變化。

（3）強紫外線對植物生理效應的影響。重點闡述強紫外線對果實品質、植物酚類物質的代謝、葉綠體蛋白質組、植物抗氧化系統、植物次級代謝產物、植物形態、氮素營養及植物信號轉導機理等的影響。

（4）缺氧對植物生理效應的影響。重點闡述缺氧條件下抗氧化機制、光合作用（光飽和點和光補償點的概念及運用）、礦質營養分配、根系代謝途徑、相關基因的結構及功能分析、防御蛋白和轉錄蛋白的表達、碳氮代謝途徑及缺氧傷害調節途徑。

（5）晝夜溫差大對植物生理效應的影響。重點闡述晝夜溫差大對植物營養植物和干物質的分配、抗氧化酶活性、光合特性和作物品質等方面的影響。

（6）生長季短對植物生理學效應的影響。重點闡述較短的生長季對植物衰老機理、種子休眠和芽休眠的機理、同化物的運輸、C3植物和C4植物的結構及其代謝。

三、結合實際，激發學生學習興趣

（1）合理利用生態資源。甘南地區地處青藏高原東端，地處黃河、長江兩大水系的上游，是黃河重要的水源涵養區，是長江上游的一道重要生態屏障，氣候屬于高寒生態環境，境內有豐富的草原、森林和濕地資源，在我國生態系統中占有重要的作用，其主要植被類型為亞高山草甸，是我國畜牧業的主要基地。筆者在講授教學內容時，將高原特色植物、經濟植物和飼用植物等生理方面的知識穿插于教學中，增強學生對草地生態資源的認識度，使學生成為當地農牧民合理利用資源的指導員。

（2）挖掘民族文化。高原學府應當盡可能地挖掘民族文化課程資源，充分發揮自身優勢，弘揚民族傳統文化。藏藥學是藏族人民在同各種疾病長期斗爭的實踐過程中形成的一個科學完整的理論體系。藏藥的主體是植物藥，藏藥植物具有種類繁多、 就地取材、本民族獨用、生活環境獨特、 特有種多和療效顯著等特色。根據《甘南藏族自治州藏醫志》 記載，甘南藏族自治州共有藏藥植物 660 種，隸屬于 132科。因此在植物生理學教學中，教師均以甘南藏族自治州常用的藏藥植物為例進行講解，把原本枯燥乏味的知識變得豐富多彩。學生學習的興趣深厚，積極性高漲，收到了很好的教學效果。

（3）開展環保教育。近年來，高原生態環境遭到嚴重的破壞，面臨著極大的威脅，因此，結合甘南地區生態環境面臨的問題，教師應在授課過程中滲透環境教育的相關內容，例如，在講授“根對水分的吸收”時，使學生了解根系能防止水土流失，目前草原沙漠化需要大規模的造林，調節氣候。這樣將所授內容與環境問題有效地結合，深刻理解人與自然和諧發展的意義，增強學生熱愛環境、保護環境的意識。

（4）重視學科最新進展。在植物生理學課程講授中，任課教師緊盯國內外學科最新發展動向，及時講授最新成果，為生物科學專業學生學習深造或就業提供一大幫助。例如，在講授C3植物和C4植物時，談及C3和C4植物的光合特性具有較大的可塑性，將C4植物代謝過程中固定CO2的羧化酶的基因導入C3植物中，這樣可提高C3植物的光合效率，這一新技術的運用將會非常廣泛。通過解讀植物生理學的最新動態，不僅能加深學生的理解，還能啟發學生走上科研之路。

總之，植物生理學教學內容與高寒生態環境相聯系，不僅縮短了傳統的教學章節及學時，而且提高了學生學習植物生理學的積極性和主動性，也為其他高校植物生理學教學提供了案例，保證了教學質量，為提升學生的生物科學素養打下堅實基礎。近年來，課程組結合學校所處生態環境，在植物生理學教學內容構建方面取得了一定的成績，但仍存在一些不足。今后的教學，任課教師應在保證教學內容知識傳授的前提下，盡可能結合當地的生產實際，運用合理的教學手段，使課堂具有一定的學術性，培養學生的創新意識和實踐能力，構建適合高寒生態環境的植物生理學教學模式。

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