生物科学师范专业植物生理学实验教学改革实践与体会

[摘 要]植物生理学实验是生物科学师范专业的专业能力实践课程，是提高师范生动手能力、科研能力与教学能力的重要实验课程。生物科学师范专业植物生理学实验目前主要存在以下问题：1.教学内容较陈旧；2.验证性实验较多，综合设计性实验少；3.教学方式单一，学生学习积极性不高，学生的动手能力与教学能力脱节；4.只注重学生的实验操作，学生的科研素养及能力提高有限；5.考核方式单一，教学质量不高等。根据以上问题，提出以下改革措施：及时更新实验项目；采用参与式教学方式，让学生参与到实验教学的备课、设计实验、实验准备、预实验、课堂教学、撰写论文和教学评价等各个环节；教师采用多元化的考核评定方法，提高教学的质量等。这一系列的改革措施提高了实验课程的教学效果，培养了师范生实验教学技能和教师综合素质。

[关键词]植物生理学实验；生物科学；参与式教学；教学改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）09-0030-03

植物生理学是研究植物生命活动规律及其与环境相互关系的科学，重点研究植物生长情况和生长机制，解释植物生命活动所呈现的自然规律。[1][2]相对于理论教学而言，实验教学具有直观性、实践性、综合性和设计性等特点，对加强学生素质教育和培养学生科研创新能力具有不可替代的作用。[3]植物生理学实验课程是师范院校生物科学专业重要的实验课程，该课程的教学是理论课程的重要补充，对培养学生的实验技能、观察发现问题的能力、分析问题的能力和开展科学研究的能力具有重大意义。[4]高等院校改革的不断深入要求高校培养“厚基础、强实践、求创新、重素质”的应用型人才。[5][6]我国传统的实验教学模式是“注入式”教育，即教师提供和讲解实验方案，学生执行实验方案。[7]这导致学生不重视实验课，学习的积极性差，盲目机械地按照实验指导书或教师讲解的内容操作，不利于培养学生的创新思维以及主观能动性。就师范专业而言，在培养学生动手能力的同时，还应注重培养学生的教学能力。因此，在生物科学师范专业的植物生理学实验教学改革中，改变传统的“注入式”教学，以多元化的参与式教学进行教学，不仅可以激发学生的学习热情，培养学生的动手与科研思维能力，还可以提高学生的教学能力。

本文就长江师范学院生命科学与技术学院生物科学师范专业植物生理学实验课程的现状、改革与措施与各位同行进行分享，以期在实践中不断提高教学效果。

一、生物科学师范专业植物生理学实验教学现状及存在的问题

植物生理学不仅是植物学专业，也是其他与植物学相关专业的必修课程，是生物科学师范专业的核心骨干课程。植物生理学也是一门理论性极强的学科，知识相对抽象，学生难以理解和掌握。植物生理学实验课程与植物生理学既密切关联又各有侧重，具有一定的独立性和完整性，并且与理论课程相比，实验课程能帮助学生更好地理解和掌握知识点。若采用传统的实验教学，不利于培养理论、创新、实验技能兼具的应用型人才。为适应应用型人才发展的需要，我校早在2000年就将植物生理学实验列成单独的课程，与植物生理学理论课同时进行教学。植物生理学实验共2学分32学时，一般开设10个实验，每个实验3-4个学时。植物生理学实验在提高学生动手能力和生物科学素养方面起到了一定的作用，但教学中仍然存在以下不足。

（一）教学内容陈旧

植物生理学实验实验项目更新较慢，如采用改良半叶法测定植物光合强度，采用分光光度计测定色素含量，采用重量法测定叶面积。这些实验已经和生产与科研脱节，不利于培养与时俱进的综合性人才。

（二）验证性实验较多，综合设计性实验少

植物生理学实验教材实验内容多，课时少，根据实验教学大纲选取每章节具代表性及经典的单一实验项目，一般安排 10个左右，每次只有3个学时。受时间、实验条件、材料和设备等客观因素的影响，选取的实验项目大多为基础性、验证性实验，综合性实验比例偏少，缺少实践环节。[8]

（三）教学方式单一，学生学习积极性不高，动手能力與教学能力脱节

植物生理学实验教学方式单一，一般是教师提前准备好实验，上课时进行讲解、演示和指导，学生听取教师讲授、操作实验、完成实验报告。整个教学过程学生都是被动参与实验，没有思考，缺乏探索实验的主观能动性，学生学习的积极性不高。此外，实验课更多的是注重学生动手能力的培养，往往忽略对师范生实验教学技能和教师综合素质的培养，学生的教学能力有待提高。

（四）只注重学生的实验操作，学生的科研素养及能力提高有限

学生只进行实验操作，对实验设计、准备、数据记录、数据分析及科技论文写作等不了解或不重视。实验报告格式死板，与科技论文和学生毕业论文脱节。生物科学师范专业中有较多学生会考取研究生，毕业时都需要进行科研实验和论文的撰写。因此，有必要在植物生理学实验中加强学生科研能力的培养。

（五）考核方式单一，教学质量不高

成绩评定一般由实验态度、实验报告和实验操作考试3部分组成，这种评定往往忽略对实验课最重要的环节——实验过程的考核。

二、生物科学师范专业植物生理学实验教学的改革与措施

（一）及时更新实验项目

根据当前实验室所具备的仪器及实验研究现状，及时更新实验项目和方案，这能最大限度地让学生了解植物生理学研究前沿的方法。例如将传统的改良半叶法测定光合强度更改为先进的LI6400便携式光合仪来测植物光和强度、利用液相色谱仪和U3010分光光度计测定色素含量、用叶面仪测定叶面积等。通过对实验方案的改良，让学生学习先进的仪器，了解植物生理学最新的动态。

（二）设置综合性、开放性实验，培养学生的动手能力

设置综合性实验。如将“植物光合作用的测定”改为“光合作用与作物生产潜力研究”、“花粉活力的测定”改为“花粉活力对植物开花结果的影响”；“植物中丙二醛测定”改为“逆境胁迫对植物的影响”、“过氧化物酶的测定”改为“蔗糖对植物低温伤害的保护作用”等。将传统的验证性实验设计为综合性实验。同时设置开放性实验，教师不再提供实验内容及过程，由学生自主查阅相关文献资料，确定实验材料，设置实验方案并完成具体实验，最后记录实验数据，处理数据，完成数据分析。教师在此过程只是学生学习的组织者、引导者和合作者。这可以培养学生搜集信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，培养学生的动手能力。

（三）参与式教学，激发学生的学习兴趣，提高学生的教学能力

应打破传统的以教师讲解和指导为主体的教学模式，转为学生参与式教学，使教师和学生有不同的教学任务。就教师而言，其在参与式教学过程中的任务如下。

1.分组。将每个不超过30人的教学班，按2-3人分成10个小组，每个小组承担一个实验的教学任务。每个小组指定一名学生作为组长，由组长分配组员任务。教师单独指导小组进行实验的准备及教学。

2.确定实验项目。根据植物生理学实验培养方案和课程标准，确定实验大纲，再通过随机抽签的方式，确定每个小组负责的实验项目。

3.参与和指导小组教学工作。指导相应小组的学生确定实验方案，进行备课、试讲、实验准备、预实验、论文的撰写和批改等，并对实验教学准备过程中出现的问题提出建议。要求小组成员在讲课过程中，打破常规授课方式，必须有创新点，如利用模型、多媒体、播放视屏、提问等多种方式进行教学。另外，教师还需指导小组的实验设计、备课、实验准备、试讲等。

4.组织课堂教学和评课活动。在实验教学课上，由负责当次实验项目的小组成员作为本次实验教学课的“教师”，学生授课结束后，本次授课的“教师”进行自评，而教师组织学生对担任本堂实验课的“教师”进行评课，指出“教师”讲课中的问题，最后再由教师补充说明实验重、难点及实验操作的细节。

5.指导论文的撰写和批改。教师单独指导每次授课的小组成员撰写和批改论文，论文严格按毕业论文或科技论文的格式进行撰写，再由小组指导余下同学撰写论文，并批改论文。

学生的教学任务如下。

1.实验设计。根据教师的分组和实验项目，每组成员查阅相关文献资料，设计实验的目的、原理、材料和步骤。实验设计好后交予教师检查，根据教师意见，改进并完善实验设计。

2.备课。在所承担实验项目正式上课的2-3周里，由组长组织小组成员进行集体备课，根据实验内容准备一份实验教学设计和人员分工，包括实验材料准备、预实验、课件制作、试讲等环节的负责人员和时间安排等，并将教学设计与教师进行沟通，根据教师的建议进行修改。

3.实验准备。由组长安排小组成员进行实验材料购买、相关药品的配制、书写板书及进行预备实验等。在此过程中，学生一方面能熟悉实验内容，培养实验技能，另一方面也可以发现实验中可能出现的问题，并及时对这些问题进行调整，改进实验方案。

4.试讲。由小组组长分配组员讲课内容，每个组员15-20分钟。在正式上课前三天，小组开始进行模拟授课。任课教师参与试讲，并在试讲结束后指出学生在讲课过程中存在的问题，并提出改进措施，学生则根据教师的意见，不断提高自己的教学水平。

5.教学。在实验教学课前一天，负责实验项目的小组成员需要配置好实验药品，做好板书工作，正式实验课教学当天，提前到达实验室检查实验药品、材料等。在正式上课时学生按照自己的讲课任务，分别介绍实验目的、实验原理、实验步骤、注意事项等。在讲课结束后小组成员和任课教师一起指导其他学生进行正式实验操作，在实验操作过程中，“教师”要仔细观察同学的操作，对同学的实验操作及实验结果进行评分。

6.教学反思和教学评课。在实验课堂结束之后，首先由小组成员对实验准备和教学进行自评，然后任课教师组织全班学生对负责实验教学小組的课堂教学进行点评，最后授课小组成员总结他们在参与实验教学中的收获和经验教训，并提交教学反思一份。

7.论文撰写与批改。学生在教师的指导下学习撰写并批改论文，再去指导班级同学论文的撰写，其他同学论文撰写好后，交由“教师”批改。

参与式教学不仅能激发学生的学习兴趣，而且能让学生全程参与实验课教学的全部过程，使学生对实验项目的原理、方法步骤及实验操作有更深刻的了解，这提高了学生学习的积极性和教学的成效。给予学生上台讲课的机会，让学生熟悉实验教学的各个环节，能提高学生的教学能力。

（四）强调实验论文撰写，提高学生科研能力

基于综合实验的优势，应改革传统的实验报告写作格式，要求学生按科技论文及毕业论文的格式撰写实验报告。[9]植物生理学实验要求每份实验报告都按科研论文的格式进行撰写，以锻炼学生科技论文的写作能力。这样，学生在查阅资料、实验设计、材料培养、结果记录、数据分析和论文撰写等各个环节都得到了锻炼，这极大地促进了学生科学研究的热情。

（五）多元化考核，保证教学质量

植物生理学实验是单独的一门课程，与理论课程分开考核。实验课考核内容包括实验态度、实验操作、实验论文、备课、讲课及教学反思6个部分，分别占实验总成绩的5%、20%、30%、20%、20%和5%，实验成绩总分为100分。新的考核方式更注重实验过程的考核，保证教学的质量。

三、结语

在农业院校、一些综合性大学和师范院校中，植物生理学实验是生物技术、生物科学、农业等专业的必修基础课，是其他学科科学研究的重要手段，对提高学生的动手操作能力、分析问题和解决问题的能力具有重要的作用。植物生理学实验打破了传统的被动式教学，以学生扮演教师的角色进行教学，通过让学生参与查阅资料、实验设计、材料培养、结果记录、数据分析和论文撰写等各个环节，激发了学生的学习兴趣，取得了明显的教学效果。增强学生的动手能力、科研能力及教学能力，这对学生进行毕业设计、研究生深造以及从事科研工作都有极大的帮助。但在改革中仍存在开放性实验如何进一步加强实验室管理、教师工作量增大等突出问题，还需要我们不断探索和改革，这样才能不断提高植物生理学实验的教学效果。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 柏素花，刘新.提高植物生理学实验课教学质量的实践与探索[J].教育教学论坛，2016（2）：114-115.

[2] 石海英，白音.植物生理学实验教学改革的探索与实践[J].轻工科技，2015（12）：189-191.

[3] 侯福林，邱军，贺继临，等.改革植物生理学实验课教学方法加强学生能力培养[J].山东师范大学报（自然科学版），2001（3）：339-340.

[4] 万华方，梁颖，杨昆，等. 植物生理学实验教学改革探讨[J].西南农业大学学报（社会科学版），2013（1）：150-152.

[5] 郭志平，杨晓琴，朱宏彪. 强化学生能力培养改进植物生理学实验教学[J].丽水学院学报，2011（2）：93-96.

[6] 谢文华，王璐，白璐. “植物生理学”实验课程教学改革初探[J].新课程研究（中旬刊），2015（11）：75-76.

[7] 张立新，胡景江，麻鹏达，等. 植物生理学实验教学多元化互动模式探索[J].实验技术与管理，2013（7）：130-132，146.

[8] 韦美玉. 改革植物生理学实验，促进高校学生能力培养[J]. 黔南民族师范学院学报，2015（4）：31-34.

[9] 胡君艳，陈国娟，高岩，等.基于科研能力培养的地方高校植物生理学实验教学改革[J].实验室科学，2016（5）：94-97.

[责任编辑：陈 明]

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