植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

張洋+孟令軍+程瑛琨+劉艷+閆國(guó)棟+姜丹

摘 要 植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物專業(yè)本科生的一門主干必修專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，具有不可替代的地位。加強(qiáng)植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才，是植物生物學(xué)課程的培養(yǎng)目標(biāo)。通過(guò)改革教學(xué)內(nèi)容、轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、改進(jìn)教學(xué)手段、制定完善的考核制度，突出學(xué)生主體地位，提高學(xué)生積極性和創(chuàng)造性、實(shí)踐技能與動(dòng)手能力，取得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)；生物專業(yè)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2016）20-0132-03

Abstract Plant biology experiment is a backbone of biological under-graduate compulsory professional basic experiment has an irreplace-able position. Strengthen the reform of plant biology experiment tea-ching and train applied innovative talents is the training objective of plant biology curriculum. Through the reform of teaching content， change teaching idea， improve teaching methods， making perfect appraisal system， highlight the students subject status， improve the students enthusiasm and creativity， practical skills and ability， has obtained the good teaching effect.

Key words plant biology experiment； biological major； teaching reform

植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物專業(yè)本科生的一門主干必修專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，具有不可替代的地位。它既是生物學(xué)科類各門專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的重要基礎(chǔ)，也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，是生物類專業(yè)本科教學(xué)計(jì)劃中的一個(gè)重要組成部分，更是培養(yǎng)學(xué)生科研、實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)的重要途徑，也是實(shí)施素質(zhì)教育的重要手段[1]。因此，它對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，尤其對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有獨(dú)特的作用[2]。

為更好地提高植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，吉林大學(xué)國(guó)家級(jí)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心（簡(jiǎn)稱“生物實(shí)驗(yàn)中心”）通過(guò)修訂教學(xué)大綱、整合教學(xué)內(nèi)容、轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、改進(jìn)教學(xué)手段和制定完善的考核制度，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性、實(shí)踐技能與動(dòng)手能力，取得良好的教學(xué)效果。

1 整合與優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、內(nèi)容，應(yīng)既有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)、技能和方法的掌握，又有利于學(xué)生科學(xué)思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)及綜合素質(zhì)的提高，是提高植物生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要基礎(chǔ)[3]。傳統(tǒng)的植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，如植物組織和器官的結(jié)構(gòu)觀察、植物理化性質(zhì)的測(cè)定等，其優(yōu)點(diǎn)是能夠及時(shí)鞏固課堂知識(shí)，缺點(diǎn)是教學(xué)內(nèi)容重復(fù)，不能活躍學(xué)生的思維。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采取的教學(xué)方法通常是教師介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法，然后由學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料，按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法的描述驗(yàn)證學(xué)過(guò)的理論知識(shí)。雖然通過(guò)教師的講解，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)規(guī)范有了較詳細(xì)的了解，實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也在不斷地督導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，但是多數(shù)學(xué)生因?yàn)槿鄙賹?shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中大多敷衍了事，照本宣科地完成實(shí)驗(yàn)，不去分析實(shí)驗(yàn)的機(jī)理，不去探討實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)活動(dòng)中沒(méi)有發(fā)揮其相應(yīng)的輔助作用。

為了加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力和科學(xué)思維的培養(yǎng)，生物實(shí)驗(yàn)中心借助新版實(shí)踐教學(xué)大綱修訂之機(jī)，進(jìn)一步整合與優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容分為四部分：基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。同時(shí)設(shè)置選修實(shí)驗(yàn)供學(xué)生自行選擇。

基本實(shí)驗(yàn)技術(shù) 植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是吉林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院學(xué)生入學(xué)時(shí)第一門專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，課程涉及的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)訓(xùn)練對(duì)以后學(xué)習(xí)至關(guān)重要。顯微鏡技術(shù)、生物繪圖技術(shù)是植物學(xué)實(shí)驗(yàn)里最重要的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)，也是生物學(xué)課程中常用的方法，要求學(xué)生必須熟練掌握。此外，還有其他的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，如葉綠體色素提取技術(shù)、種子發(fā)芽率測(cè)定技術(shù)等可以分散安排在不同實(shí)驗(yàn)課中，讓學(xué)生反復(fù)練習(xí)，直到熟練操作并在期末的實(shí)驗(yàn)考核中能有所反映。

基礎(chǔ)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 植物營(yíng)養(yǎng)器官內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察和植物繁殖器官內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察等是植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中較為經(jīng)典的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)主要要求學(xué)生掌握被子植物營(yíng)養(yǎng)器官的各部分結(jié)構(gòu)，了解花粉粒和胚囊的發(fā)育過(guò)程和種子的發(fā)育過(guò)程等。以植物生物學(xué)中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)和觀察性實(shí)驗(yàn)為主，使學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法和培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，鞏固課堂所學(xué)的理論知識(shí)。

綜合性實(shí)驗(yàn) 主要針對(duì)的是植物分類學(xué)的實(shí)驗(yàn)和植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)，以基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)和基礎(chǔ)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的技能為基礎(chǔ)，變實(shí)驗(yàn)室單一觀察的方法為實(shí)驗(yàn)室與野外觀察相結(jié)合的方法，把傳統(tǒng)分類學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為以室內(nèi)觀察和野外資源調(diào)查為主的綜合實(shí)驗(yàn)，主要包括種子植物標(biāo)本的采集、制作與保存，理化性質(zhì)的測(cè)定等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。以種子植物標(biāo)本的采集、制作與保存為例，先通過(guò)理論講授學(xué)習(xí)讓學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)不同類群的植物，總結(jié)各類植物的特征，然后帶學(xué)生到野外進(jìn)行對(duì)照和采集，識(shí)別各種常見的種子植物，進(jìn)而掌握標(biāo)本的采集、制作和保存方法。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 通過(guò)基本技能實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，學(xué)生已經(jīng)具備一定的植物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、操作和動(dòng)手能力。教師可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際能力和實(shí)驗(yàn)室的具體情況確定幾個(gè)研究方向，讓學(xué)生自己查資料，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)教師檢查修改后，利用野外實(shí)習(xí)和課外假日時(shí)間來(lái)完成實(shí)驗(yàn)的題目。設(shè)計(jì)植物的無(wú)土栽培、環(huán)境因素對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響兩個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生任選其一。

1）植物的無(wú)土栽培實(shí)驗(yàn)：學(xué)生自己選擇植物，用人工配制的營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng)，并與對(duì)照組土壤培養(yǎng)的植物對(duì)比，比較無(wú)土栽培和常規(guī)方法對(duì)植物生長(zhǎng)的影響。

2）環(huán)境因素對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響實(shí)驗(yàn)：學(xué)生通過(guò)研究洗滌劑和重金屬等污染物對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，探索環(huán)境污染對(duì)植物可能造成的危害。

通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，引導(dǎo)學(xué)生的科研興趣，訓(xùn)練學(xué)生的綜合科研技能和協(xié)作能力。

2 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念和教學(xué)方法應(yīng)該符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，有利于教學(xué)思想和教育理念的貫徹，有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣和實(shí)驗(yàn)積極性的調(diào)動(dòng)，有利于學(xué)生科學(xué)思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。生物實(shí)驗(yàn)中心從2001年開始，逐漸探索先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，如今已形成一套成熟穩(wěn)定的實(shí)踐教學(xué)新模式。

開設(shè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)原理與技術(shù)課程，實(shí)現(xiàn)學(xué)生從理論到實(shí)踐的良好過(guò)渡 為了配合植物生物學(xué)的教學(xué)改革，植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容分為生物學(xué)實(shí)驗(yàn)原理與技術(shù)課程植物學(xué)實(shí)驗(yàn)部分和植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)兩門課程，兩者有機(jī)結(jié)合在一起，相輔相成。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)原理與技術(shù)課程是學(xué)生大學(xué)四年必修生物學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的理論講授，共分為9個(gè)部分，每一部分都配在相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程之前兩周進(jìn)行講授。主要為學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課開始前對(duì)這門課程所有實(shí)驗(yàn)的基本原理與技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)梳理，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法及注意事項(xiàng)等。植物生物學(xué)部分由植物學(xué)所有課程教師在實(shí)驗(yàn)課開展之前為學(xué)生對(duì)本門課程全部實(shí)驗(yàn)進(jìn)行詳細(xì)講解和梳理，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)從植物生物學(xué)課程到植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的良好過(guò)渡。

基本技術(shù)提前培訓(xùn)，強(qiáng)化基本實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng) 為增進(jìn)對(duì)學(xué)生興趣的培養(yǎng)，給學(xué)生更加自主的選擇機(jī)會(huì)，利用學(xué)校國(guó)家級(jí)生物基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心24小時(shí)開放的優(yōu)勢(shì)，植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)所用儀器設(shè)備采取提前培訓(xùn)。即在開課學(xué)期開學(xué)的前3周為基本儀器培訓(xùn)，學(xué)生課前通過(guò)教材進(jìn)行預(yù)習(xí)，在課上由實(shí)驗(yàn)教師為學(xué)生專門講解顯微鏡基本技術(shù)的基本原理、顯微鏡操作方法；講解之后，學(xué)生進(jìn)行課堂練習(xí)，并當(dāng)堂進(jìn)行操作考試。操作合格的學(xué)生由實(shí)驗(yàn)教師在儀器使用證上簽字，學(xué)生方可用顯微鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解 為加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，拓展學(xué)生視野，在開學(xué)前將植物生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟等相關(guān)信息掛在實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)上；同時(shí)建立植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)資源共享課程，將實(shí)驗(yàn)操作視頻、PPT、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源等掛在愛(ài)課網(wǎng)、吉林大學(xué)課程中心等網(wǎng)站上，方便學(xué)生預(yù)習(xí)。為保證預(yù)習(xí)效果，上課開始前10分鐘對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)情況進(jìn)行課前小考并進(jìn)行打分，計(jì)入實(shí)驗(yàn)課總成績(jī)。教師在實(shí)驗(yàn)課開始后僅需要對(duì)實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)進(jìn)行簡(jiǎn)要提示，留出較多時(shí)間讓學(xué)生自己動(dòng)手觀察，然后通過(guò)相互討論來(lái)解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，最后由教師做總結(jié)。

課后組織總結(jié)討論，拓展學(xué)生知識(shí)面 在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后統(tǒng)一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)討論，學(xué)生將自己在實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的思路等實(shí)驗(yàn)相關(guān)問(wèn)題及由此拓展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目方面的問(wèn)題跟教師進(jìn)行交流，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程有了更深層次的理解與掌握，解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，拓展學(xué)生的知識(shí)面。

3 改革實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定方法

科學(xué)、客觀評(píng)定學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)，會(huì)引導(dǎo)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，否則會(huì)挫傷學(xué)生的積極性[4]。為此，通過(guò)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)習(xí)慣等統(tǒng)籌評(píng)定學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)。植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課通過(guò)多元實(shí)驗(yàn)考核方法，統(tǒng)籌考核實(shí)驗(yàn)過(guò)程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果。成績(jī)?cè)u(píng)定分配比例為：實(shí)驗(yàn)習(xí)慣占10%，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)占10%，實(shí)驗(yàn)操作占40%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占20%，設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)占20%。為加強(qiáng)學(xué)生良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的培養(yǎng)，制定28條相關(guān)規(guī)定，學(xué)生違反一條減0.5～3分，累計(jì)扣除10分后，取消該門實(shí)驗(yàn)成績(jī)，重修該門實(shí)驗(yàn)課程。歷屆畢業(yè)生在反饋意見中都反映實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)他們實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的培養(yǎng)使他們終身受益。通過(guò)實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定方法改革，對(duì)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展起到導(dǎo)向作用。

4 植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的效果

經(jīng)過(guò)幾年的改革與實(shí)踐，植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系已形成自身鮮明的特色。在教學(xué)內(nèi)容改革、教師教學(xué)理念轉(zhuǎn)變和教學(xué)手段改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)、考試考核制度調(diào)整等方面均有所改革，取得顯著成績(jī)，獲得良好的教學(xué)效果。植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革突出了學(xué)生的主體地位，多樣化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中得以錘煉[5]。植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核體系的建立使學(xué)生在知識(shí)、能力和素質(zhì)等方面均能得到鍛煉，使之成為學(xué)生接觸社會(huì)的載體和培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、提高實(shí)驗(yàn)技能和綜合素質(zhì)的良好平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)

[1]韓多紅，張勇，張芬琴，等.淺談植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].甘肅科技，2005，21（9）：192-194.

[2]龔雙姣，姜業(yè)芳，劉世彪，等.植物學(xué)實(shí)踐教學(xué)改革與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].高等理科教育，2006（3）：104-107.

[3]滕利榮，孟慶繁，逯家輝，等.國(guó)家級(jí)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的研究與實(shí)踐[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2007（7）：36-38.

[4]程瑛琨，孟慶繁，劉成柏，等.高?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)估體系的研究[J].高教論壇，2006（2）：116-118.

[5]王曉鵬，陳慶榆，史鈞，等.植物生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)探索與改革[J].安徽科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，23（1）：74-76.