植物生理学实验课教学内容和教学方法的改革探索

黄彤 罗通 魏琴 曾进

摘要针对目前植物生理学实验课教学中存在的问题，为提高教学质量，对植物生理学实验课教学内容和方法进行了改革。优化实验内容，增加综合、设计性实验；改革教学方法，采用启发讨论式教学方法，鼓励学生参与实验教学，有效利用实验等待时间，既充分调动了学生学习的积极性和主动性,培养了学生科学实验的态度，又促进了学生的实验操作技能、实践能力和创新能力等综合实验素质的提高。

关键词植物生理学实验教学内容教学方法改革

中图分类号：G642 文献标识码：A

植物生理学是研究植物生命活动规律及其与外界环境相互关系的一门科学，①具有理论知识复杂、实践性很强的特点，是我校生物学专业的重要基础课。一直以来，实验课的教学都没有得到重视，所选的实验项目大多是验证型的，教学方法和手段也没有进行改革创新，这些不利于学生综合能力的培养。高教部在下发的《关于加强高等学校本科教学工作，提高教学质量的若干意见》中也特别强调要“进一步加强实践教学，注重学生创新精神和实践能力的培养”，为此，我们于2008年申请对植物生理学实验课教学内容和方法进行改革,取得了较好的效果。

1 实验课教学内容改革

实验教学是理论与实践相结合的纽带, 是培养学生实验操作技能和应用技术的有效手段之一, 对整个教学质量起着举足轻重的作用。②植物生理学以植物生命活动规律为研究对象，而植物的生命活动十分复杂，分为生长发育与形态建成、物质与能量转化、信息传递与信号转导三个方面，③因此植物生理学实验内容复杂，种类较多。同时在“宽口径、厚基础”的培养模式下，植物生理学实验课的课时也在不断减少，为了在有限的实验学时内达到教学要求，促进学生实践能力的提高与创新能力的培养，必须优化实验教学内容：在基础验证性实验基础上增加综合性实验和设计性实验。

（1）基础验证性实验。基础验证性实验的开展有利于学生加深对理论知识的理解，掌握植物生理学的基本研究方法，培养学生的基本实验技能，所以要重视基础验证性实验项目的选择。开设频率较高的基础性实验项目有：植物组织水势的测定，植株中硝态氮含量的测定，植物光合作用和呼吸作用的测定，吲哚乙酸氧化酶活性的测定，种子活力的快速测定法，乙烯对果实的催熟作用，高温和低温对植物的伤害等。

（2）综合性实验。综合性实验主要是训练学生对所学知识和实验技术的综合运用能力、对实验的独立工作能力、对实验结果的综合分析能力，有利于启发和树立学生的创新意识。近年来开设的综合性实验有：叶绿素a和叶绿素b含量的测定，生长素对植物幼苗生长发育的影响，光对种子萌发及幼苗生长的影响，植物光周期现象的诱导，这些实验项目大多是由多种实验手段和技术以及多层次的实验内容所组成，如“生长素对植物幼苗生长发育的影响”实验中，学生需要进行种子的萌发、幼苗培养及形态、生理指标的测定。通过这个实验，学生能熟练掌握电子天平、光照培养箱、分光光度计、离心机等仪器的使用方法，会用标准曲线进行相关计算，大大提高了学生系统地分析问题、综合运用知识和技能研究问题和解决问题的能力。

（3）设计性实验。设计性实验以组为单位进行，每组5-6人，在组长带领下共同完成整个实验。从实验题目的选择、实验方案的制定、实验操作到实验论文的撰写都由学生自主完成。学生可以根据自己的兴趣选题，当学生选题困难时，教师可以结合自己的科研项目提出指导性建议，或引导学生联系当地农业生产的实际，根据生产中存在的问题进行选择(例如果蔬的贮藏、植物的抗性等)。实验过程中，学生遇到疑难问题时，教师不是主动为其答疑解惑，而仅是作启发式的提示，引导学生自主查阅资料找寻答案，以培养学生分析和解决问题的能力。所以设计性实验的开展不仅有效调动了学生学习的积极性和主动性，而且有利于学生查阅文献能力、综合运用知识能力、分析问题和解决问题能力及创新能力的培养，使学生得到科学研究的初步训练，为以后毕业论文研究工作的开展打下良好的基础，同时也培养了学生之间的团队协作。近几年学生自选的设计性实验项目有：不同浓度乙烯利对番茄的催熟作用比较；葛根异黄酮提取方法的比较；盐胁迫对小麦生长发育的影响等。

2 教学方法的改革

传统的实验教学通常是以教师为主，学生只需要按照步骤操作就可完成实验，不利于学生实验技能的培训和掌握以及观察能力和分析能力的培养，当然更谈不上培养学生的创新能力了。所谓“教学无法、教无定法、贵在得法”，④要提高实验课教学质量，促进学生综合能力的提高，除了优化实验内容外，还需要注重以下几个方面的要求和改革。

2.1 采用启发式教学，加强课前预习

改变过去由教师讲授、示范，学生按部就班操作的传统模式，加强学生课前预习，采取学生讲授示范、集体讨论、教师总结相结合的方式，充分体现了学生在学习中的主体地位，提高了学习的主动性。

教师在第一次上实验课前就把全部实验项目的内容和安排告诉学生，并且每个实验都附带有一些思考题，要求学生通过课前预习来解答。如在叶绿体色素的提取、分离及理化性质鉴定试验中，为什么用丙酮提取叶绿体色素？叶绿体色素分离的原理是什么？研磨叶片时加入少量CaCO3的目的是什么？选择何种材料进行叶绿体色素的提取效果较好？在植物组织水势的测定实验中，每组中加入的叶圆片数量对实验有何影响？加入甲烯蓝溶液的多少对实验结果有影响吗？放置过程中为什么要摇动数次？放置时间对实验结果有影响吗？在吲哚乙酸氧化酶活性测定实验中，为什么磷酸缓冲液要预冷？实验中有两次30℃30min的保温，各有什么样的作用？第二次保温为什么要在黑暗条件下进行？通过对这些问题的思考和回答，学生在实验前就对所做的实验有了总体的掌握，对于不能回答的问题，还可以通过查阅资料来解决，使学生对实验的学习变被动为主动，培养了学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。

2.2 鼓励学生参与实验教学

植物生理学每个实验项目时间是3个学时，为保证实验在有限时间内顺利进行，一般由教师准备好一切实验材料，学生只需要按步骤操作，得到实验结果，完成实验报告，即所谓“勤奋教师培养懒惰学生”，⑤不利于学生动手能力和创新性的培养。为改变这种现状，我们通过主动报名的方式召集8~10个对植物生理学感兴趣的同学，组建一个创新团队，以两人为一组分成若干小组。每次安排一个小组在教师的指导下完成实验所需材料的准备，同时进行预实验，然后让这一小组的学生参与实验教学，代替老师走上讲台讲解。当然在此过程中，老师不能完全放任学生去随意讲解，要注意引导学生讲出自己预实验中的精髓,讲出自己的观点，对重难点以及学生讲错的地方，老师需要根据情况进行补充和纠正。实验过程中该小组学生也参加实验指导工作，根据预实验的经验指导纠正同学们不正确的操作并回答同学们实验操作中的疑问。通过鼓励学生参与实验教学，成功地将“勤奋教师培养懒惰学生”转变为“懒惰教师培养勤奋学生”。不少学生反映，通过参与实验的准备和实验教学，不仅进一步激发了学习的兴趣，而且在极大程度上提高了实验技能和分析问题、解决问题的综合能力，为以后走向工作岗位打下了良好的基础。

2.3 有效利用等待时间

有些实验中等待时间较长，如植物组织水势的测定，植物光合强度的测定，植物呼吸强度的测定，吲哚乙酸氧化酶活性测定，种子活力的快速测定等。教师可以补充介绍一些新的研究技术或安排一些因实验时间过长或因实验条件有限而无法开展的实验教学视频给学生看，如补充介绍光合强度测定的一些其它方法：氧电极法、化学滴定、pH法、红外线CO2气体分析法、光合测定仪法等，观看组织培养、光对叶绿体运动的调控作用、植物向性运动等视频，这样不仅使学生了解更多的实验技能和科学研究方法，提高了实验学时的利用率，而且培养了学生对科学研究的兴趣。

3 结语

实验教学的主要目的就是为了培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才, 注重在传授知识的同时加强对学生实践能力的培养, 这是新形势下人才培养的需要。⑥如何合理利用有限的实验课达到以上教学目的，是植物生理学实验教学改革的主要任务。教，关键在于“授之以渔”，实验科学更是如此。近四年的教学改革实践证明：实验教学的改革, 极大地提高学生的实验操作技能、分析解决问题的能力和创新能力，使其真正成为学习的主体，因而受到学生的普遍欢迎。在此基础上，我们将继续努力完善实验课程的各个教学环节，争取让植物生理学实验课改革更加成熟、完善，学生综合能力更强，向“培养新形势下的高级专门人才”目标奋斗。

注释

①③潘瑞炽主编.植物生理学(第六版)[M].北京:高等教育出版社,2008.

②苍晶,郝再彬,王军虹等.改革植物生理实验课教学方式初探[J].植物生理学通讯,2002(2):75-77.

④姜丹,方铭,余丽芸,等.植物生理学理论课与实验课及考核方式的优化研究[J].安徽农学通报,2012.18(3):105-106.

⑤陈瑛,黄承才,金叶飞.师范专业植物生理学实验教学改革探索[J].绍兴文理学院学报,2011.31(9):76-79.

⑥王若仲,丁君辉,黄志刚等.植物生理学实验教学的改革与创新[J].实验科学与技术,2010.8(6):106-108.