植物生理學實驗教學改革模式探討

姜云天 張秋菊 顧地周 李玉梅

（1.通化師范學院生物系，吉林 通化 134002；2.吉林師范大學生態(tài)環(huán)境研究所，吉林 四平136000）

高校的教學質(zhì)量取決于課堂教學和實踐教學兩個方面，其中，實驗教學是貫穿于大學生學習生活全過程的實踐性教學環(huán)節(jié)，為學生提供了廣闊的活動空間和思維空間［1］，成為培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的重要陣地。因此，如何培養(yǎng)和提高大學生創(chuàng)新能力和實踐能力已成為高校實踐教學改革亟待解決的重要課題，愈來愈引起眾多學者的關(guān)注[2]。

“植物生理學實驗”課程是地方高師院校為生物科學專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)技術(shù)實踐課，該門課程不僅是理論課教學的重要補充，而且是培養(yǎng)學生實際操作能力、觀察能力、綜合分析能力和創(chuàng)新能力的主要途徑[3]。然而，傳統(tǒng)的實驗教學方法常常是教師照本講授，學生按照實驗流程機械操作，這種教學方法和教學模式在一定程度上限制了學生學習的積極性和主動性，削弱了學生獨立思考和分析問題、解決問題的能力，不利于學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為了提高植物生理學實驗課的教學效果，充分調(diào)動學生學習的積極性和主動性，植物生理學課程組成員在教學實踐中分別從教學內(nèi)容、教學方法、考核方式等方面進行了相關(guān)探索和改革，并取得了一定的成效。現(xiàn)將具體做法總結(jié)如下：

1 優(yōu)化教學內(nèi)容

教學內(nèi)容是解決教師教什么和學生學什么的問題，而一門課程的教學內(nèi)容設(shè)置是否合理，直接關(guān)系到該門課程的教學效果和教學質(zhì)量。為了提高植物生理學實驗課的教學效果和教學質(zhì)量，進一步滿足創(chuàng)新人才的培養(yǎng)需求，我們對實驗內(nèi)容進行了重新調(diào)整，把實驗內(nèi)容與教師的科研項目相結(jié)合，將以驗證理論為目的的“傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ健鞭D(zhuǎn)變?yōu)橐耘囵B(yǎng)學生創(chuàng)新應(yīng)用能力為目的的“創(chuàng)新型實驗?zāi)Ｊ健?。根?jù)學科特點及任課教師自身科研能力，將36學時的實驗教學內(nèi)容分為三個模塊，即基礎(chǔ)驗證性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗，縮減了基礎(chǔ)驗證性實驗學時，增加綜合性和設(shè)計性實驗比例，其比例為3:3:2。由于實驗內(nèi)容是從教師科研中提煉出來的問題，實驗教學內(nèi)容具有創(chuàng)新性、綜合性、研究性和連續(xù)性的特點，并且在實驗過程中沒有固定的實驗步驟和方法，需要學生通過查閱資料來完成，進而為學生留有足夠發(fā)展個性、開拓思維的空間，這樣使學生在實驗中學會發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，培養(yǎng)了學生主動學習能力和創(chuàng)新意識。具體課程設(shè)置見表1。

表1 植物生理學實驗課程設(shè)置

2 改革教學方法

2.1 將預(yù)備實驗中的細節(jié)融入課堂

預(yù)備實驗在“植物生理學實驗”課程教學中起著重要作用，通過任課教師的課前預(yù)實驗不僅大大提高了課堂的教學效率，而且可以極大限度的減少實驗材料與藥品因?qū)嶒炇∷斐傻牟槐匾睦速M。筆者在按照張志良，瞿偉菁[4]主編的《植物生理學實驗指導》（第三版）進行“葉綠體色素提取和分離”預(yù)備實驗中就深有體會。經(jīng)過多次反復(fù)的預(yù)備實驗后發(fā)現(xiàn)整個實驗過程中的每一個細節(jié)都關(guān)系到實驗的成敗。如材料的研磨，《植物生理學實驗指導》書中對于本實驗的材料研磨要求研磨成勻漿，但是在實驗中發(fā)現(xiàn)學生對于勻漿的概念很模糊，而且學生在研磨的過程中往往應(yīng)付了事，實驗材料研磨幾下就過濾，從而導致樣品提取液的濃度偏低，結(jié)果不明顯。在提取液的過濾過程中發(fā)現(xiàn)，將研磨后的勻漿內(nèi)再加入10mL的丙酮或95%的乙醇繼續(xù)研磨30s，然后將其過濾，提取的色素濃度較高；如果加入丙酮或乙醇直接過濾，則提取的色素濃度偏低。為了讓學生更直觀的觀察、掌握實驗細節(jié)，在材料研磨、過濾步驟中將學生分成兩組，一組讓學生任意操作，另一組嚴格限定研磨時間和過濾方法，即材料研磨的時間要求男生不間斷的快速研磨3min，女生不間斷的快速研磨5min；提取液的過濾則一組加入試劑后直接過濾，另一組加入試劑后繼續(xù)研磨再過濾，最終讓學生對兩組實驗結(jié)果進行比較分析，找出差異、闡明原因。此種教學方法既有利于培養(yǎng)學生獨立思考，善于觀察、分析問題的能力，也使學生深刻體會到在未來工作中細節(jié)是決定成敗的重要因素。

2.2 組織部分學生參與教師的預(yù)備實驗

為了充分調(diào)動學生的學習主動性，培養(yǎng)學生的學習興趣。根據(jù)所授課程班級學生人數(shù)和計劃學時數(shù)，將班級學生分成幾個小組，在教師進行預(yù)備實驗時，每班抽3-5個學生參與教師預(yù)備實驗，并且要求每次參與的學生輪換，確保每位學生都有鍛煉的機會。在預(yù)備實驗中重點引導學生對實驗方法、實驗?zāi)康摹嶒灢襟E等進行思考，注重培養(yǎng)學生的獨立思考能力，鼓勵學生提出自己的想法和創(chuàng)新的觀點，改進和完善實驗方法。

在整個預(yù)備實驗過程中，任課教師只是起到一個“導”的作用，參與預(yù)實驗的小組從儀器設(shè)備的準備、實驗藥品的配制到整個實驗過程的操作，均在教師的指導下獨立完成，這樣不僅拉近了學生與教師之間交流的距離，可以隨時回答學生提出的疑問，而且使教師能夠在預(yù)備實驗中直接觀察到學生實際操作過程中存在的問題，在正式授課時可以重點關(guān)注，大大提高了教學效率和教學質(zhì)量。同時學生在參與預(yù)備實驗的過程中，發(fā)揮了同學之間相互交流與合作意識，這也為大學生在就業(yè)工作中如何學會與人為善，團隊協(xié)作打下堅實基礎(chǔ)。

2.3 鼓勵學生參與科學研究

高師院校生物專業(yè)的學生，將來的就業(yè)一般走向教師崗位從教或者從事科學研究工作。無論從事何種職業(yè)，都會面臨著一個共性問題，那就是涉及實驗的實際動手和科學研究，這些能力的具備離不開平時知識的積累和實踐。

為了提高學生從事科學研究和實際動手能力，我們鼓勵學生以大學生科研創(chuàng)新項目或者直接參與教師科研等形式，獨立地或者在教師的指導下進行科學研究。例如，植物的逆境生理實驗，就結(jié)合教師的科研項目“有關(guān)園林花卉植物的耐鹽性研究”中的一部分展開，讓學生自主選擇花卉品種，研究不同鹽堿脅迫下種子萌發(fā)的特性，從藥品配制到整個實驗過程的觀察、記錄、統(tǒng)計均由學生獨立來完成，這樣讓學生參與到科學研究工作中，可以讓學生在實驗中去發(fā)現(xiàn)問題，帶著問題去學習，這種教學模式不僅提高了學生的理論課教學效果，更重要的是培養(yǎng)了學生理論聯(lián)系實際的工作作風、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，以及實際動手能力、觀察能力和團隊合作能力，促進學生創(chuàng)造性思維的形成。

3 改革傳統(tǒng)的考核方式

傳統(tǒng)的植物生理學實驗考核方式與理論部分相同，即在期末時出一套與實驗相關(guān)的試題，成績完全由這套試題來決定[5]，這樣往往使學生重理論輕實踐，出現(xiàn)考前“死記硬背”，考后“一無所獲”的現(xiàn)象。這種考核方式不僅不利于學生實踐能力的培養(yǎng)，更無法滿足“新課改”背景下的人才培養(yǎng)模式的需求。

為了加強學生實際動手能力，提高學生實踐操作技能，我們改變了以期末“一張試卷定成績”的傳統(tǒng)的考核模式，采取“多元化”綜合評定的考核模式。具體做法如下：將實驗考核成績分為四部分，其中理論原理占10%，這部分內(nèi)容包括實驗原理、方法、步驟等，主要采取口試的方式，由任課教師將考核內(nèi)容做成題簽，現(xiàn)場由學生隨機抽取題簽口述；實驗操作占40%，這部分內(nèi)容主要包括常規(guī)儀器的使用和藥品的配制等，如電子天平的調(diào)平、分光光度計的調(diào)零等。主要采取現(xiàn)場抽簽操作的方式，學生根據(jù)自己抽到的實驗內(nèi)容現(xiàn)場操作，任課教師現(xiàn)場評分；平時成績占 45%，這部分主要包括參與教師的預(yù)備實驗、平時上課的實驗操作規(guī)范程度、撰寫實驗報告的質(zhì)量、撰寫設(shè)計性實驗小論文等的綜合成績；出勤占總成績的5%。這種考核模式公平公正公開，不僅提高了學生的實際動手能力，而且培養(yǎng)了學生獨立思考、團結(jié)協(xié)作能力，避免了學生應(yīng)付實驗，作弊、造假，抄襲的現(xiàn)象。

4 教學效果

通過對生物科學專業(yè)兩個班級實施教學改革后發(fā)現(xiàn)，學生對植物生理學實驗課的學習興趣濃厚了，由“被動學習”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃訉W習”，實驗操作動手能力得到加強，改變了以往“應(yīng)付實驗”的現(xiàn)象。同時學生普遍反映教師的教學方法靈活多樣，教學內(nèi)容與生產(chǎn)實際密切相關(guān)，易于理解、學有所用，考核方式更加客觀、公正。

［1］梁文耀,陳武喝.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的自主性實驗教學改革探討[J].實驗室研究與探索，2012,31(8).

［2］王偉,孟祥貴,安寅.“創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式”下的實驗教學改革探索[J].實驗科學與技術(shù),2013,11(2).

［3］丁國華,池春玉.高等師范院?！爸参锷韺W實驗”課程改革初探[J].植物生理學通訊,2007,43(1).

［4］張志良,瞿偉菁.植物生理學實驗指導[M].北京:高等教育出版社,2003.

［5］吳三林,劉芳,劉超,等.新課改背景下高師“植物生理學實驗”教學改革模式研究[J].