植物學實驗課程的教學研究與改進建議

王軍娟

（江蘇師范大學 生命科學學院，江蘇徐州 221116）

植物學實驗教學是植物學課程的重要組成部分，是學習植物學重要的實踐環節，與植物學理論互相補充、互相結合，同時也是學習植物形態學、植物生理學、植物遺傳學、植物生態學、植物生物化學及植物病理學等相關課程和進行科研工作的基礎。通過對植物學實驗課程的學習，使學生具備獲取相關專業信息的能力，進行評價、鑒別、選擇、加工處理，并與他人分享，為學生的終身學習和職業發展奠定基礎。

植物學實驗的目的是引導學生掌握扎實的實驗基本技能與研究方法，了解實驗室安全準則與規范；培養學生觀察、動手能力和分析、解決問題的能力，初步訓練學生的科學態度、獨立工作能力；啟發學生理論聯系實際的能力，使學生對植物學理論課學習的內容有直觀、清晰的了解；激發學生對探索植物學規律的濃厚興趣。

植物學實驗課程作為生物師范專業大學一年級的基礎必修課，對培養學生的科學探究意識、探究能力及對學生后續相關課程的學習至關重要。但是，現有的植物學實驗教授方法，尤其是關于植物分類部分的實驗教學方法還存在一些不足。因此，筆者在查閱文獻和教學實踐積累的基礎上，提出一些建議，以期激發學生的學習積極性，促進其學習效果的提高。

1 教學現狀

江蘇師范大學植物學實驗課程是生物科學（師范）專業的一門專業基礎課。實驗課分為植物解剖部分與植物分類部分，共包括16 個實驗：15 個驗證性實驗和1 個自主性實驗，共計48 學時。實驗設計與植物學課程相互呼應、互相補充，涵蓋了植物學理論課的各章節內容，充分體現了培養學生植物學專業素養的目的。

植物學實驗課開設時間為每年的2—6 月，此時正是春暖花開的時節，也為新鮮植物學材料采集與獲取提供了環境保障。針對每一次實驗，教研室都準備了新鮮、色彩鮮艷的植物材料，來激發學生主觀能動性。授課采用多媒體教學方式，讓學生對每次課程的實驗目的、實驗內容、實驗步驟及實驗要求有更加完整、清晰的了解。同時，教研室配備數字切片知識庫系統，提供植物形態完整的全視野掃描切片，避免由于地域或季節的限制造成材料不全的現象，同時也使學生加深了對一些不易獲得的植物組織的理解。在植物解剖實驗部分，學生普遍對植物根、莖、葉、花、果實和種子這些需要親自動手做水封片的實驗表現出很高的積極性和參與度，并且能夠從自己做的切片中成功觀察到植物組織的一些顯微結構，這一過程讓學生感受到了極大的成就感，并且會在下一次的實驗中更加積極主動。但是，在植物分類實驗部分的教學實踐中，筆者發現傳統教學方法和教學內容難以提高學生的主觀能動性和創新性，因此，還需要加以改進。

2 存在的主要問題

2.1 教學方法單一，學生注意力不集中

對于植物學實驗教學，大部分情況下，教師以講授法為主，學生參與度不高，導致學生無法集中注意力，使得一些學生以完成實驗報告作為最終目的。對于實驗報告要求繪制的植物形態是否為自己親眼觀察到的，或是自己通過觀察而理解得到的，學生不重視。

2.2 自主實驗不多，學生能動性不足

植物學分類部分實驗涉及的自主實驗不多，大多為驗證性實驗。學生通過觀察永久切片，了解藻類、地衣、苔蘚及蕨類植物各個亞門的形態特征。沒有制作水封片的過程，使得實驗趣味性不強。加之永久切片來自各個廠家，質量參差不齊，甚至有的切片里面并沒有目標觀察植物，而是一些雜質，導致學生興致不高，能動性降低。

2.3 實驗材料不全，學生學習主動性下降

植物學分類部分實驗主要是通過永久切片來認識藻類、地衣、苔蘚及蕨類植物結構形態，但是，一些藻類和苔蘚植物的切片比較老舊，數量也不多，而新買的切片質量參差不齊。比如，一些藻類的切片，視野里全是雜質，沒有目標樣品。如果拿到這種切片，學生沒有觀察到真正藻類的顯微結構，卻同時耗費了精力和時間，最終沒有達到教學目的和教學效果，使學生主動觀察切片的興趣下降，影響學習效果[1]。

3 教學改進建議

3.1 利用學校自身環境條件，多元化教學方法聯合使用

在教學方法上，可以聯合使用引入問題設計法、體驗教學法及課堂討論法等多種教學方法[2-3]。比如，在進行藻類植物觀察實驗的時候，可以利用問題設計法設計1 個問題：學校的玉泉河水體中，能觀察到哪些藻類植物？然后利用體驗教學法，讓學生來到學校的玉泉河邊，采集一些水體樣本，拿到實驗室，親自做水封片觀察；隨后利用課堂討論法，總結出玉泉河水體中的藻類植物種類，及每一類的顏色、氣味及形態，最終總結出每一類植物的特征。這樣既能提高學生學習的主觀能動性，還能提高學生的創新能力[4]。從自然環境中辨別認識各種藻類，也能提升學生的理論認識水平。對水封片做得比較好的標本，學院可以做成永久封片，提高實驗室植物切片的數量與質量。

3.2 增加多元化的自主實驗設計，增強實驗趣味性，提高學生參與度

目前，自主實驗設計只有1 項：不同植物不同器官結構的比較。這項自主實驗能夠增強學生對校園植物種類的認識；對植物莖的生長習性、分枝類型和皮孔的形狀有了初步的認識和理解；對植物葉的類型、葉脈和葉序有了初步的認識和理解。但是，自主實驗設計內容偏少，應再適當地增加2～3 項。比如，對植物開花習性的觀察（是先開花后長葉，還是先長葉后開花），對兩性花、單性花及無性花的識別；對子房上位、子房下位及子房周位的認識；對常見的無限花絮（總狀花序、傘房花序、傘形花序、柔荑花序、肉穗花序、頭狀花序、隱頭花序）和常見的有限花序（單歧聚傘花序、二歧聚傘花序、多歧聚傘花序）的認識。

除了學生在校園自主進行實驗，學校還可結合學校所處城市徐州的地理優勢及季節變化，與徐州農業科學院合作，參與植物果實的采收工作。教師帶著學生來到田間地頭，讓學生對植物果實和植物的生產有更深入的認識。比如，在小麥成熟季節，觀察以小麥為代表的禾本科植物的穎果結構，觀察甘薯的變態根，觀察棉花種子表皮毛附屬物——纖維，觀察油菜的假隔膜等。這樣的實踐經歷將會使學生加深對植物學理論的理解，同時體驗植物生產過程的艱辛，更加珍惜糧食。

3.3 將“熱愛生命，敬畏生命”主題引入教學實踐

利用學生走進地頭田間、走入大自然觀察學習的機會，結合植物生長特點，引導學生對田間的農作物、校園植物、公園植物、路邊雜草及墻縫或石縫中長出的植物進行識別和觀察。在此過程中，突出“無論是炎熱的夏季，還是寒冷的冬季，抑或是營養貧瘠的石縫或墻縫，只要有一絲的生存希望，植物都會拼盡全力，生長、開花、結果”這樣的主題。啟發學生在日常的生活中學習植物的生長態度，像植物一樣熱愛生命，珍惜生命，樂觀向上，努力拼搏，積極生長，迎風綻放，能夠承受一定的環境壓力，進而促進學生的身體和心理健康[1,5]。

3.4 建立完善的植物標本資源庫

植物標本的質量影響學生對植物微觀結構的認識與理解，因此，建立完整的植物標本資源庫迫在眉睫[6]。隨著網絡技術的發展，各學校的植物學專業之間可以建立網絡合作共享平臺。每所學校的植物標本可以進行編號，并在網上登記入庫。每所學校的課程設計和開課時間不同，能錯開使用植物標本。同時根據學校的地理位置不同，每所學校提供的自制切片的代表植物也不同，這樣就實現了資源互補與共享。對于不能自制的植物切片，可以由合作院校建立評價體系與標準，確定出備選的幾家植物標本生產廠家，以供院校購買。這樣節省了對植物標本的篩選時間，同時也讓學生在實驗課有限的時間內觀察到了清晰的植物組織結構，增強了自信心與成就感，也激發了科研探索的興趣[7]。

3.5 將誠信教育納入實驗考核體系

對于實驗報告，教師不清楚實驗報告要求繪制的植物結構來源于實際顯微鏡觀察還是借鑒其他網絡資源或課本。因此，將誠信實驗操作納入期末總成績的考核體系，可以在一定程度上提升學生的動手積極性[8]，并且促進考核體系多元化發展[9]。植物學實驗總成績為百分制，其中，學生的實驗報告冊成績占比為50%，期末考試成績占比為50%。誠信實驗操作可以占實驗報告冊成績的10%～20%。具體誠信實驗操作界定標準為：學生在顯微鏡下觀察到了植物的結構，并在實驗報告冊上繪出其結構，經教師現場進行顯微鏡與實驗報告冊結果的檢查對比，直接確定誠信實驗操作分數；即使學生繪制的植物結構不是很完美，只要實驗報告冊繪制的是顯微鏡下觀察的結構，誠信實驗操作分數可以為滿分。在循序漸進的引導下，學生為日后各種實驗學科的學習樹立端正的實驗態度，為將來的科學研究奠定良好的科學素養。

3.6 線上線下教學相結合

對于學生難以理解的一些植物組織或器官的形成過程，比如，被子植物莖的初生生長和次生生長、8 核成熟胚囊的形成、植物的傳粉與受精、水綿的接合生殖等，教師可以利用網絡多媒體[10-11]技術進行線上的三維動畫、視頻展示，讓學生對植物組織的動態空間變化有清晰的理解[12]。

2023 年4 月，教育部印發《普通高等教育學科專業設置調整優化改革方案》，指出到2025 年，優化調整高校20%左右的學科專業布點，未來要突出優勢特色；以新工科、新醫科、新農科、新文科建設為引領，做強優勢學科專業，形成人才培養高地；做優特色學科專業，實現分類發展、特色發展。植物學實驗是建設新農科的基礎課程，也是江蘇師范大學一流本科專業生物科學的基礎必修課。因此，植物學實驗課程的教學改革是形成生物科學特色專業的基礎，是強化專業特色的必備條件，是培養拔尖創新型人才的基礎[13]。在實際教學過程中，教授植物學實驗課程的教師之間也可以定期舉行教學論壇或教學沙龍，交流經驗，取長補短，同時對一些創新性或嘗試性的教學方法共同討論，研究其可行性、科學性及適用性。同時，教師應參加兄弟院校植物學相關課程的教學講座，增進交流，積極參加省級、國家級教師技能大賽，從優秀教師的教學經驗中獲得啟發，及時調整與改進教學方法。教師應注重學生的課后反饋，通過學生的課后作業，了解學生的學習狀態、學習效果，設計下一次課的教學方法，以讓學生在興趣中學習知識，感受探索科學的樂趣，為新農科創新型人才的培養奠定基礎[14]。