項目驅動在植物生理學實驗教學改革中的運用

陳德碧 朱建勇

摘 要：為培養具有創新精神的應用型人才，該文針對目前植物生理學實驗教學中存在的問題，引入項目驅動，分析了項目驅動的意義。結合植物生理學實驗項目設計、組織管理、實施過程及項目評價，明確指出在植物生理學實驗教學中，項目驅動對轉變學生的學習方式及開發學生創造力發揮重要的作用。

關鍵詞：項目驅動；植物生理學實驗；教學改革

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）03-04-0113-3

Abstract：In order to cultivate applied talents with innovative spirit， this paper introduces project-driven and analyzes the significance of project-driven in view of the current problems in plant physiology experimental teaching. In combination with plant physiology experimental project design， organization and management， implementation process and project evaluation， it is clearly pointed out that the project-driven plays an important role in changing students' learning styles and developing students' creativityin plant physiology experimental teaching.

Key words：Project-driven；Plant physiology experiment；Teaching reform

1 引言

植物生理學實驗課程是生物科學、生物技術及各農學專業的一門專業技術課程，已從附屬于理論課中獨立出來成為一門單獨的實驗課程，在培養學生獨立動手能力、創新思維、分析問題及解決問題的能力等方面起著非常重要的作用[1，3]。但長期以來，該門課程的教學偏向于驗證理論知識和學習實驗技術，忽視了學生的創新能力的培養，實驗內容也無法適應創新型人才培養的要求[4，6]。隨著卓越工程師教育培養計劃的實施[7，8]，傳統的教學模式已嚴重阻礙了新世紀創新人才的培養。為此，本文以重慶文理學院生物科學專業的植物生理學實驗教學為例，轉變實驗教學理念，采用項目驅動，優化整合了植物生理學實驗教學內容，進行了大膽的探索，以期提高植物生理學實驗教學質量。

2 植物生理學實驗課程教學現狀與存在的問題

2.1 實驗內容設置缺乏有機聯系 植物生理學實驗教學內容較多，涉及的知識面廣，包含有水分生理、礦質營養、光合作用、呼吸作用、物質代謝、生長發育、植物激素及逆境生理。一般安排有32學時，設置有10個實驗，每個實驗3～4學時。由于受學時的限制，在實驗項目設置時往往考慮知識的覆蓋面，會從每章節選擇經典的具有代表性的單一的實驗來鞏固理論知識，學習實驗技術。這些經典的實驗主要是一些基礎驗證性實驗，實驗內容較陳舊，每個實驗之間缺乏有機聯系，顯得零散，不利于學生對植物生理問題整體性和綜合性的認識與領悟。

2.2 實驗內容和實驗方法未及時更新 當今社會科學技術迅猛發展，植物生理學實驗技術也日新月異，各項新技術、新成果不斷涌現，但實驗項目更新較慢，大部分實驗內容還是十幾年前的實驗項目，如用改良半葉法測定植物光合強度，用小籃子法測定植物呼吸強度，實驗簡單，測定的結果極不準確，而且這些實驗方法在教學和科研中也應用很少，與當今分子生物學與植物生理學日益滲透的趨勢極不協調，也不符合當今社會人才培養。

2.3 教學理念落后和教學方法單一 在植物生理學實驗教學時，常采用封閉的教學體系，灌入式的教學方法。封閉式的教學體系由于受教學時間的限制，教師提前將實驗材料、藥品、實驗儀器準備好，實驗原理及步驟寫在黑板上。上課時，教師講清實驗原理，實驗方法，實驗步驟。學生就按黑板或實驗教材上的步驟一步一步完成實驗操作，同時將實驗目的、實驗原理、實驗步驟抄在實驗報告冊上，實驗結束后補上實驗結果，實驗報告也難分出差異。在整個課堂中，學生主動思考少，只是機械的按實驗步驟操作，并沒有帶著問題來上實驗課，實驗結束后也是機械的將實驗數據和實驗結果填寫在實驗報告冊上，這種教學模式學生一直處于被動接受學習狀態，無法調動學生的主觀能動性，學習興趣不濃厚，更談不上培養學生的分析問題，解決問題、創新思維能力。

3 項目驅動在植物生理學實驗教學改革中的應用

3.1 項目驅動實驗教學的意義 項目驅動實驗教學是以學生為主體，教師為輔的教學方法，它的理論基礎是建構主義學習理論，認為學習是學習者主動構建內部心理結構的過程，學生是知識意義的主動建構者；教師是教學過程的組織者、幫助者、指導者和促進者[9]。項目驅動用于實驗教學過程中，將有助于轉變學生的學習方式，由以前被動的學習轉變為主動的學習，極大的激發學生的學習興趣，更有利于培養學生主動去發現問題、分析問題、解決問題以及創造力。學習時間也由課堂延伸到課外，教師不再擔心教學時間不夠，更有利于培養學生的自主學習能力。教師精心設置實驗項目后，項目實施過程完全交給學生完成，從查閱文獻、收集資料、設計實驗方案與實施，到項目完成后對項目的評價等均由學生全程參與，教師在整個項目實施中僅僅起到咨詢、答疑以及參與項目評價的作用[10]。

3.2 項目設計 由于植物生理學實驗內容多，上課時間又有限，為了充分調動學生的學習興趣，對植物生理研究問題有一個整體的認識，提高學生實驗獨立工作能力，提高學生分析問題、解決問題能力，在項目設計時應充分考慮項目之間要有一定的依賴性和開放性，讓學生意識到實驗的準備工作不充分，不負責任，將導致整個學期的實驗課程無法完成，無法獲得學分。實驗課教學也從傳統的驗證性實驗和技術學習為主轉移到以解決和研究植物生命現象的思路和方法上來。因此，依據人才培養方案及教學大綱的要求，將以前單一的實驗重新優化整合，對實驗內容進行大膽改革，去掉一些內容陳舊、重復、實驗方法簡單的驗證性實驗，如植物組織水勢的測定（小液流法）、小籃子法測定植物呼吸強度、植物葉子氣孔密度和面積的測定，優化為3個研究性的大實驗，如表1所示。由表1可知，整個學期圍繞3個大實驗進行研究，以3個大項目為導向，實驗內容覆蓋面廣，3個大實驗都以番茄幼苗作為實驗材料，番茄幼苗的培養直接影響后面的實驗實施，學生需要精心的管護，要有一定的耐心、細心。每位學生都應有擔當，增強了學生的責任感，同時讓學生親自由種子的萌發開始培養植物，直到研究相關生理，讓學生對植物生長發育既獲得了感性認識，又獲得了理性認識。每一個項目做完后有的是要求每一位學生寫出實驗心得，有的要求按論文格式撰寫小論文，學生需要在中國知網、萬方、維普等中文數據查閱相關文獻，要求學生實驗數據可共享，但論文寫作不能相同，避免了學生相互抄襲的現象。這種小論文的寫作，促進了學生自主閱讀科技論文，提高學生分析歸納能力、科研思維能力及科研寫作能力，同時還能促進學生對植物生理學知識的系統領悟。

3.3 項目驅動實驗教學實施

3.3.1 做好思想動員工作 任課教師在第一次課上對本課程的學習內容、學習要求、學習評價進行詳細的介紹，同時給學生分發一份任務書及時間安排表，讓每一位學生都非常明確本課程的學習任務，學習時間。引起學生的高度重視，轉變思想觀念，轉變學生的學習方式。

3.3.2 集中與開放性教學并存 每周集中上課一次，解決實驗設計與實驗過程中出現的共性問題，使教師的指導與學生的獨立工作做到有機結合，保證教學質量。除了集中上課后，學生還要利用業余時間上網查閱資料，討論和擬定實驗方案，設計番茄幼苗的培養裝置，實驗材料的培養與養護、藥品的配制、儀器的清洗、調試等。教師起一個幫助者，協助者，檢查者的作用。

3.3.3 做好組織管理與過程監控 幫助學生分組，分組時遵行組內異質，組間同質，以保證每一小組能及時完成相關項目任務。具體按每4位同學為一小組，每一小組內設置一名小組長，負責匯報實驗進行情況及遇到的問題。教師通過QQ或郵箱形式隨時答疑解惑。對有關實驗設計，要求學生事先查閱資料，寫出方案，審核通過后，進行實施。如逆境條件下對番茄幼苗生理指標的影響這個項目時，有的學生設計出鹽脅迫、干旱脅迫、低溫脅迫等，這樣分析問題，解決問題的能力得到了大幅度的提升。對常規儀器如電子天平、容量瓶、離心機、分光光度計等的使用采用集中培訓小組長，糾正操作錯誤和不規范，再由小組長去糾正其他同學的操作錯誤。對復雜的光合儀器進行集中講解原理和操作。小組進行實驗數據測定的時候提前到實驗室進行預約。教師在學生實驗操作時進行巡視，發現問題及時解決，這樣學生在項目的驅動下，主動能動性得到了很好的發揮，積極性高，責任心強，分析問題，解決問題及協作能力也得到大幅度提升。

3.3.4 項目評價 作為項目驅動教學模式改革和實施的一項內容，項目教學質量的考核與評價占有重要的地位，在制定對應考核評價內容時需將學生的實踐能力評價和最終結果相結合[11]。由于植物生理學實驗特點，有的材料需要培養，有的材料需要處理，處理后也須培養一段時間，因此實驗過程顯得非常重要，將直接影響實驗進程及結果。再加上項目驅動實驗教學采用的集中與開放性教學相結合，因此考核評價中采用結果性和過程性考核相結合，避免僅以實驗心得和小論文成績來評定。學生的最終成績由4項組成，如表2所示。

4 結語

實踐證明，倡導項目驅動實驗教學能真正激發學生對植物生理學實驗的興趣，啟發學生對植物生理的研究思路。既訓練了學生的操作技能，掌握了研究植物生理學的方法和手段，更有利于培養學生獨立開展實驗工作的能力、合作協作及創新能力，大幅度地提升了植物生理學實驗教學質量。

參考文獻

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（責編：張宏民）