“以學生為中心”的植物學課程教學體系構(gòu)建與實踐

付春華, 栗茂騰, 蔣 濤, 余龍江

(華中科技大學 生命科學與技術(shù)學院， 武漢 430074)

“以學生為中心”的植物學課程教學體系構(gòu)建與實踐

付春華, 栗茂騰, 蔣 濤, 余龍江

(華中科技大學 生命科學與技術(shù)學院， 武漢 430074)

以 “以學生為中心” 教育理念本質(zhì)是實現(xiàn)從以“教”為中心向以“學”為中心轉(zhuǎn)變。植物學是生命科學一門綜合性、實踐性很強的基礎(chǔ)學科，對學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要作用。在植物學的教學實踐中，在強調(diào)知識點的同時，從教學內(nèi)容、教學方法、教學手段和考試考核體系等方面構(gòu)建了“以學生為中心”的植物學課程教學體系。教學效果明顯，學生的學習興趣和綜合能力，尤其是創(chuàng)新意識和能力得到了提高。

植物學；課堂教學；教學改革；以學生為中心；創(chuàng)新能力

世界高等教育發(fā)展趨勢和全球著名大學的成功經(jīng)驗表明，牢固樹立“以學生為中心”的教育理念是提高教學質(zhì)量的根本[1-2]。 “以學生為中心”的教育理念的轉(zhuǎn)變給中國高等教育帶來了挑戰(zhàn)和機遇[3]?！耙詫W生為中心”，最根本的是要實現(xiàn)從以“教”為中心向以“學”為中心轉(zhuǎn)變，即從“教師將知識傳授給學生”向“讓學生自己去發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造知識”轉(zhuǎn)變[4]。研究性教學[5-6]、PBL教學[7]、啟發(fā)式和討論式教學[8]、基于問題探究和合作學習[9]等是實現(xiàn)“以學生為中心”教育理念的有效教學方法。植物學作為一門實踐性很強的學科，對學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要作用。在植物學的教學實踐中，我們積極貫徹“以學生為中心”的教育理念，在強調(diào)知識點的同時，圍繞學生自主探求知識的興趣和能力的培養(yǎng)，從教學內(nèi)容設(shè)計、教學方法、教學手段和考試考核體系等方面進行有益的改革和嘗試，將上述教學方法在課堂中進行了有效利用，加強學生綜合能力，尤其是創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)，教學效果取得了明顯提高。

1 通過教學內(nèi)容設(shè)計，培養(yǎng)自主學習能力、理論聯(lián)系實際解決問題能力

課程內(nèi)容的有效組織是提高學生自主學習的積極性和綜合能力培養(yǎng)的前提。以課程教學大綱為依據(jù)，對教學內(nèi)容進行了重新設(shè)計，把知識點分3個層面，有側(cè)重點進行學習。在課堂講授中將教材上內(nèi)容陳述非常詳細的植物形態(tài)結(jié)構(gòu)特征及藻類、苔蘚、蕨類和種子植物的基本特征等知識點作為第一層次，強調(diào)學生的自學能力，要求學生在細胞、組織和器官水平上掌握植物生長發(fā)育過程中的形態(tài)結(jié)構(gòu)，掌握被子植物分類的基本知識和基本技能，認識植物界的系統(tǒng)演化規(guī)律。為便于學生活學活用，融會貫通，加強學生綜合能力，尤其是創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)，將第一層次知識點從擴展知識層面(機理層面的研究進展)和補充知識層面(植物應用方面的研究進展)進行了擴展。如在講述植物個體發(fā)育中的結(jié)構(gòu)特征時，一方面，將植物適應逆境機理的最新科學研究結(jié)果，作為擴展知識層面引入課堂，使學生進一步理解植物結(jié)構(gòu)與其功能的相適應性；另一方面，將植物仿生學等作為補充知識在課堂上講授，使學生進一步了解植物特性及其與人類的關(guān)系，引導學生如何利用植物來解決人類所面臨的資源短缺問題。在講授植物分類及特征時，對于有特色的植物特征及用途結(jié)合科學研究進行了擴展。如在講授豆科植物時，將豆科植物特征及常見豆科植物及其特征作為第一層次知識點介紹，將豆科植物的生物固氮機理研究進展作為擴展知識進行講授，再現(xiàn)了固氮機理逐步深入揭示的過程，使學生了解解析生物學現(xiàn)象背后機理的科學研究思路。作為補充知識和拓展知識的植物學相關(guān)現(xiàn)象引起了學生的濃厚興趣，例如2010級生物技術(shù)專業(yè)的4位同學組成一個小組查閱了大量資料，完成了一篇有關(guān)植物仿生的小綜述，并利用課前5分鐘向全班同學展示，并以此為題目申請了大學生創(chuàng)新項目進行研究，通過設(shè)計一個磁場發(fā)射裝置，試圖解析植物運動與磁場的關(guān)系。

2 轉(zhuǎn)變思維模式，使單向的教學過程變成交互式，激發(fā)積極思維

“以學生為中心”教育理念強調(diào)3個 “著力于”：著力于學生的發(fā)展、著力于學生的學習和著力于學生的學習效果[10]。我們在教學過程中轉(zhuǎn)變思維模式，在教案設(shè)計上，注重理論聯(lián)系實際、注重課堂互動，采用啟發(fā)式、討論式、理論與實踐相結(jié)合的教學方法，將問題貫穿教學的全過程，引導學生帶著問題學習、帶著問題探究。教師除了根據(jù)教學內(nèi)容設(shè)計一些思考題外，設(shè)置環(huán)節(jié)讓學生大膽提出自己的問題或者對一些問題的看法進行互動，培養(yǎng)學生的問題意識，真正形成以學生為中心的互動，達到學生主動學習、主動思考的目的。在講授植物的繁殖內(nèi)容的重難點時設(shè)置了許多問題，以啟發(fā)學生的積極思維。如傳粉受精過程中花粉管為什么會定向生長？農(nóng)藝上如何利用植物開花習性的“花時鐘”？蘭科植物的欺騙性傳粉則更是引起了同學們無盡的遐想：蘭科植物的生殖器官如此精巧，是什么機制使它們獲得了這些擬態(tài)？在講授植物葉器官變態(tài)時，針對食蟲植物，從植物生境的適應性引起學生思考進化這種結(jié)構(gòu)的原因，并進一步引導學生從結(jié)構(gòu)上理解植物如何實現(xiàn)此功能進行思考，最后以視頻來給出答案。這些引人入勝的設(shè)問，在激發(fā)學生學習興趣、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、提高教學效果和效率等方面是其他教學手段無法比擬的。

3 理論聯(lián)系實際，將實踐教學、科研成果作為案例引入課堂教學，提高學習積極性

植物學涉及很多新概念、新專業(yè)術(shù)語，不易記憶和掌握，借助實踐可加深學生對知識點的理解。因此，在教學大綱制定時增加了8個學時的課外學時，在校園中進行植物認知，使學生對根、莖、葉、花、果實的專業(yè)術(shù)語有直觀了解。同時，課堂教學中，將課外學時中認識的典型特征植物帶入教室，結(jié)合理論學習進一步加深學生理解。如在講植物花序時，將油菜(總狀花序)、石楠(傘房花序)、珊瑚樹(圓錐花序)、紫花地丁(單花)等植物的花帶入課堂，為學生深入講解，根據(jù)植物來記憶概念，將抽象的概念轉(zhuǎn)化為記憶身邊常見植物，學生很快掌握了此方面知識，且記憶深刻；在講述果實結(jié)構(gòu)時，將常見果實，如蘋果(梨果、假果)，香蕉(瓠果)，桃子(核果)，菠蘿(聚花果)，草莓(聚合瘦果)帶進教室讓學生邊解剖、邊品嘗，不知不覺中掌握了專業(yè)術(shù)語。另外，在課堂教學中將與知識點相關(guān)的科學研究在課堂上延伸，有利于培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際和解決問題的能力。在講授藻類植物時，對于教材上介紹非常清楚的特點部分引導學生自學，課堂上重點講微藻生物能源方面的研究，引導學生自學和思考。

4 建立任務(wù)驅(qū)動的團隊自主合作學習教學模式，培養(yǎng)科學思維和自主學習能力

“任務(wù)驅(qū)動”的教學方法是讓學生帶著真實的任務(wù)在探索中學習，這個過程能極大地激發(fā)學生的求知欲和成就感，逐步形成一個感知心智活動的良性循環(huán)，進而培養(yǎng)其勇于獨立探索的自學能力。在植物學課程教學中多次使用此方法，要求學生3～5人組成研究小組，分工協(xié)作完成選題，建立了由任務(wù)驅(qū)動的團隊自主合作學習教學模式[9，11]。如在講述植物分類知識后，組織學生以小組為單位，對校園典型植物進行電子標本采集，每組選取10種以上植物，要求有植物全株整體及枝、葉、花的局部特征的照片，并要求每位學生對兩種以上植物進行描述。學生對植物葉序、葉形、單葉和復葉、花序、果實類型等的特征及術(shù)語知識點理解得到了進一步加深。再如緒論課結(jié)束后，趁學生對植物充滿了幻想，布置了“以小組為單位，針對感興趣的植物現(xiàn)象，通過查閱文獻找出答案，并撰寫成報告”。學生的積極性非常高，針對植物適生、植物藥效、植物仿生、植物結(jié)構(gòu)等相關(guān)的問題，如“九死還魂草不死之因”“多樣而有用的植物毒素”“曇花一現(xiàn)的探究與思考”“植物絞殺之謎”“植物手性特點探究”“植物間是否能通過電磁場的作用互相影響”“植物的花期調(diào)控”“柳樹飛絮的治理”等問題進行了深入調(diào)研，并給出了研究思路或研究結(jié)論。同時，讓學生參與報告的評閱，從問題提出是否明確、背景知識了解、方案論證、結(jié)論是否可靠、懸而未決問題等方面引導學生對報告質(zhì)量進行評估，極大地提高了學生科學研究的邏輯思維能力。講到植物形成層細胞(又被稱為植物干細胞)時，與動物干細胞相聯(lián)想，引導學生思考植物干細胞的用途。目前市場上有很多植物干細胞化妝品，是否有科學意義？同時，設(shè)置了與課程相關(guān)的科研訓練題目，如：喻家山植物多樣性調(diào)查；銀杏葉提取物綜合利用；甘草細胞培養(yǎng)物綜合利用；植物中綠原酸生物合成與轉(zhuǎn)化等。學生通過第二課堂訓練研究，取得了較好的結(jié)果，部分結(jié)果分別在ProcessBiochemistry、PhysiologiaPlantarum、JournalofChromatographicScience等雜志上發(fā)表。通過這種訓練，學生的專業(yè)思想、科學研究素質(zhì)、創(chuàng)新能力得到了很大提高。

5 改革考試考核體系，采用多方面綜合考察學生的綜合能力

考核是教學環(huán)節(jié)的重要一環(huán)，是督促學生認真學習和鞏固所學知識的有效手段，也是調(diào)動學生學習積極性和主動性的有效措施。以往考核模式以考試分數(shù)作為學生成績的唯一標準，學生往往考前突擊，造成知識面窄，不利于學習及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[12]。植物學課程考試中我們采用的是綜合評價體系，分為卷面成績(占60%)和平時成績(40%)。平時成績由探究小論文、實踐作業(yè)、課堂討論等組成。卷面考試除了基本知識點的考核外，還有利用知識點解決問題的題目，考核學生學以致用、活學活用的能力。如“北半球樹木年輪為何北密南疏”、“藥用植物杜仲為何剝皮不死”、 “請設(shè)計研究植物落果機理的實驗方案”等。這個綜合考評體系，較全面地考查了學生的觀察能力、動手能力、理論聯(lián)系實際能力、分析問題和解決問題能力，特別是對學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要作用。

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Theconstructionandpracticeoftheteachingsystemofbotanycoursebasedoneducationalideaof"takingthestudentsasthecenter"

FU Chun-hua, LI Mao-teng, JIANG Tao, YU Long-jiang

(School of Like Science & Techhology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)

The essence of educational idea of of "taking the students as the center" is to realize the transformation from "teaching" to "learning". Botany is a fundamental discipline of practical and comprehensive, it should play an important role in the development of comprehensive quality and innovation ability of the student. In the teaching practice of Botany, besides emphasizing knowledge points, we construct a new teaching system of botany course based on educational idea of "taking the students as the center" from the aspects of teaching content, teaching methods, and examination system reform. The students′ comprehensive ability, especially the cultivation of innovative consciousness and ability, and the teaching effect has been improved significantly.

botany; classroom teaching; teaching reform; taking the students as the center; innovation ability

2016-10-08；

2016-12-02

湖北省高等學校省級教學研究項目

付春華，博士，副教授，主要從事植物生物技術(shù)方面的教學和研究工作， E-mail：fuchunhua@hust.edu.cn

10.3969/j.issn.2095-1736.2017.06.113

G642.4；Q93

C

2095-1736(2017)06-0113-03