“以学生为中心”的植物学课程教学体系构建与实践

付春华, 栗茂腾, 蒋 涛, 余龙江

(华中科技大学 生命科学与技术学院， 武汉 430074)

“以学生为中心”的植物学课程教学体系构建与实践

付春华, 栗茂腾, 蒋 涛, 余龙江

(华中科技大学 生命科学与技术学院， 武汉 430074)

以 “以学生为中心” 教育理念本质是实现从以“教”为中心向以“学”为中心转变。植物学是生命科学一门综合性、实践性很强的基础学科，对学生综合素质和创新能力的培养具有重要作用。在植物学的教学实践中，在强调知识点的同时，从教学内容、教学方法、教学手段和考试考核体系等方面构建了“以学生为中心”的植物学课程教学体系。教学效果明显，学生的学习兴趣和综合能力，尤其是创新意识和能力得到了提高。

植物学；课堂教学；教学改革；以学生为中心；创新能力

世界高等教育发展趋势和全球著名大学的成功经验表明，牢固树立“以学生为中心”的教育理念是提高教学质量的根本[1-2]。 “以学生为中心”的教育理念的转变给中国高等教育带来了挑战和机遇[3]。“以学生为中心”，最根本的是要实现从以“教”为中心向以“学”为中心转变，即从“教师将知识传授给学生”向“让学生自己去发现和创造知识”转变[4]。研究性教学[5-6]、PBL教学[7]、启发式和讨论式教学[8]、基于问题探究和合作学习[9]等是实现“以学生为中心”教育理念的有效教学方法。植物学作为一门实践性很强的学科，对学生综合素质和创新能力的培养具有重要作用。在植物学的教学实践中，我们积极贯彻“以学生为中心”的教育理念，在强调知识点的同时，围绕学生自主探求知识的兴趣和能力的培养，从教学内容设计、教学方法、教学手段和考试考核体系等方面进行有益的改革和尝试，将上述教学方法在课堂中进行了有效利用，加强学生综合能力，尤其是创新意识和能力的培养，教学效果取得了明显提高。

1 通过教学内容设计，培养自主学习能力、理论联系实际解决问题能力

课程内容的有效组织是提高学生自主学习的积极性和综合能力培养的前提。以课程教学大纲为依据，对教学内容进行了重新设计，把知识点分3个层面，有侧重点进行学习。在课堂讲授中将教材上内容陈述非常详细的植物形态结构特征及藻类、苔藓、蕨类和种子植物的基本特征等知识点作为第一层次，强调学生的自学能力，要求学生在细胞、组织和器官水平上掌握植物生长发育过程中的形态结构，掌握被子植物分类的基本知识和基本技能，认识植物界的系统演化规律。为便于学生活学活用，融会贯通，加强学生综合能力，尤其是创新意识和能力的培养，将第一层次知识点从扩展知识层面(机理层面的研究进展)和补充知识层面(植物应用方面的研究进展)进行了扩展。如在讲述植物个体发育中的结构特征时，一方面，将植物适应逆境机理的最新科学研究结果，作为扩展知识层面引入课堂，使学生进一步理解植物结构与其功能的相适应性；另一方面，将植物仿生学等作为补充知识在课堂上讲授，使学生进一步了解植物特性及其与人类的关系，引导学生如何利用植物来解决人类所面临的资源短缺问题。在讲授植物分类及特征时，对于有特色的植物特征及用途结合科学研究进行了扩展。如在讲授豆科植物时，将豆科植物特征及常见豆科植物及其特征作为第一层次知识点介绍，将豆科植物的生物固氮机理研究进展作为扩展知识进行讲授，再现了固氮机理逐步深入揭示的过程，使学生了解解析生物学现象背后机理的科学研究思路。作为补充知识和拓展知识的植物学相关现象引起了学生的浓厚兴趣，例如2010级生物技术专业的4位同学组成一个小组查阅了大量资料，完成了一篇有关植物仿生的小综述，并利用课前5分钟向全班同学展示，并以此为题目申请了大学生创新项目进行研究，通过设计一个磁场发射装置，试图解析植物运动与磁场的关系。

2 转变思维模式，使单向的教学过程变成交互式，激发积极思维

“以学生为中心”教育理念强调3个 “着力于”：着力于学生的发展、着力于学生的学习和着力于学生的学习效果[10]。我们在教学过程中转变思维模式，在教案设计上，注重理论联系实际、注重课堂互动，采用启发式、讨论式、理论与实践相结合的教学方法，将问题贯穿教学的全过程，引导学生带着问题学习、带着问题探究。教师除了根据教学内容设计一些思考题外，设置环节让学生大胆提出自己的问题或者对一些问题的看法进行互动，培养学生的问题意识，真正形成以学生为中心的互动，达到学生主动学习、主动思考的目的。在讲授植物的繁殖内容的重难点时设置了许多问题，以启发学生的积极思维。如传粉受精过程中花粉管为什么会定向生长？农艺上如何利用植物开花习性的“花时钟”？兰科植物的欺骗性传粉则更是引起了同学们无尽的遐想：兰科植物的生殖器官如此精巧，是什么机制使它们获得了这些拟态？在讲授植物叶器官变态时，针对食虫植物，从植物生境的适应性引起学生思考进化这种结构的原因，并进一步引导学生从结构上理解植物如何实现此功能进行思考，最后以视频来给出答案。这些引人入胜的设问，在激发学生学习兴趣、培养学生的创新能力、提高教学效果和效率等方面是其他教学手段无法比拟的。

3 理论联系实际，将实践教学、科研成果作为案例引入课堂教学，提高学习积极性

植物学涉及很多新概念、新专业术语，不易记忆和掌握，借助实践可加深学生对知识点的理解。因此，在教学大纲制定时增加了8个学时的课外学时，在校园中进行植物认知，使学生对根、茎、叶、花、果实的专业术语有直观了解。同时，课堂教学中，将课外学时中认识的典型特征植物带入教室，结合理论学习进一步加深学生理解。如在讲植物花序时，将油菜(总状花序)、石楠(伞房花序)、珊瑚树(圆锥花序)、紫花地丁(单花)等植物的花带入课堂，为学生深入讲解，根据植物来记忆概念，将抽象的概念转化为记忆身边常见植物，学生很快掌握了此方面知识，且记忆深刻；在讲述果实结构时，将常见果实，如苹果(梨果、假果)，香蕉(瓠果)，桃子(核果)，菠萝(聚花果)，草莓(聚合瘦果)带进教室让学生边解剖、边品尝，不知不觉中掌握了专业术语。另外，在课堂教学中将与知识点相关的科学研究在课堂上延伸，有利于培养学生理论联系实际和解决问题的能力。在讲授藻类植物时，对于教材上介绍非常清楚的特点部分引导学生自学，课堂上重点讲微藻生物能源方面的研究，引导学生自学和思考。

4 建立任务驱动的团队自主合作学习教学模式，培养科学思维和自主学习能力

“任务驱动”的教学方法是让学生带着真实的任务在探索中学习，这个过程能极大地激发学生的求知欲和成就感，逐步形成一个感知心智活动的良性循环，进而培养其勇于独立探索的自学能力。在植物学课程教学中多次使用此方法，要求学生3～5人组成研究小组，分工协作完成选题，建立了由任务驱动的团队自主合作学习教学模式[9，11]。如在讲述植物分类知识后，组织学生以小组为单位，对校园典型植物进行电子标本采集，每组选取10种以上植物，要求有植物全株整体及枝、叶、花的局部特征的照片，并要求每位学生对两种以上植物进行描述。学生对植物叶序、叶形、单叶和复叶、花序、果实类型等的特征及术语知识点理解得到了进一步加深。再如绪论课结束后，趁学生对植物充满了幻想，布置了“以小组为单位，针对感兴趣的植物现象，通过查阅文献找出答案，并撰写成报告”。学生的积极性非常高，针对植物适生、植物药效、植物仿生、植物结构等相关的问题，如“九死还魂草不死之因”“多样而有用的植物毒素”“昙花一现的探究与思考”“植物绞杀之谜”“植物手性特点探究”“植物间是否能通过电磁场的作用互相影响”“植物的花期调控”“柳树飞絮的治理”等问题进行了深入调研，并给出了研究思路或研究结论。同时，让学生参与报告的评阅，从问题提出是否明确、背景知识了解、方案论证、结论是否可靠、悬而未决问题等方面引导学生对报告质量进行评估，极大地提高了学生科学研究的逻辑思维能力。讲到植物形成层细胞(又被称为植物干细胞)时，与动物干细胞相联想，引导学生思考植物干细胞的用途。目前市场上有很多植物干细胞化妆品，是否有科学意义？同时，设置了与课程相关的科研训练题目，如：喻家山植物多样性调查；银杏叶提取物综合利用；甘草细胞培养物综合利用；植物中绿原酸生物合成与转化等。学生通过第二课堂训练研究，取得了较好的结果，部分结果分别在ProcessBiochemistry、PhysiologiaPlantarum、JournalofChromatographicScience等杂志上发表。通过这种训练，学生的专业思想、科学研究素质、创新能力得到了很大提高。

5 改革考试考核体系，采用多方面综合考察学生的综合能力

考核是教学环节的重要一环，是督促学生认真学习和巩固所学知识的有效手段，也是调动学生学习积极性和主动性的有效措施。以往考核模式以考试分数作为学生成绩的唯一标准，学生往往考前突击，造成知识面窄，不利于学习及创新能力的培养[12]。植物学课程考试中我们采用的是综合评价体系，分为卷面成绩(占60%)和平时成绩(40%)。平时成绩由探究小论文、实践作业、课堂讨论等组成。卷面考试除了基本知识点的考核外，还有利用知识点解决问题的题目，考核学生学以致用、活学活用的能力。如“北半球树木年轮为何北密南疏”、“药用植物杜仲为何剥皮不死”、 “请设计研究植物落果机理的实验方案”等。这个综合考评体系，较全面地考查了学生的观察能力、动手能力、理论联系实际能力、分析问题和解决问题能力，特别是对学生综合素质和创新能力的培养具有重要作用。

[1]夏莉艳．以学生为本的美国高校教育制度[J]．湖南师范大学教育科学学报, 2011,10(1):78-81.

[2]刘献君．大学课程建设的发展趋势[J]．高等教育研究，2014，35(2): 62-69.

[3]张俊超．推进从“教”到“学”的本科教育教学变革——“院校研究:‘以学生为中心’的本科教育变革”国际学术研讨会暨中国高等教育学会院校研究分会2012年年会综述[J]．高等教育研究，2012(8):104-109.

[4]BARR R B, TAGG J．From teaching to learning-a new paradigm for undergraduate education[J]．Change, 1995, 27(6): 12-25.

[5]骆 乐，徐小颖，张顺仓，等．基于被子植物分科知识的研究性课堂教学实践与体会[J]．生物学杂志，2016，33(2):119-121.

[6]韩立敏．基于创新型人才培养的研究性教学策略在基因工程课程中的应用[J]．生物学杂志，2015，32(4):110-113.

[7]石 慧，陈海燕，张俊红．不同教学方法在微生物学教学中的比较研究[J]．生物学杂志，2016，33(2): 122-124.

[8]栾希英、杨玉涛，张晓姝，等．医学免疫学教学中问题讨论式教学模式的构建与实践[J]. 西北医学教育，2011，19(1):110-112.

[9]王雪峰，曲春香，刘 超，等．基于问题探究、合作学习与团体考核的《生物化学》教学方法的研究[J]．生物学杂志，2015，32(6):122-123.

[10]刘献君．论“以学生为中心”[J]．高等教育研究，2012(8):1-6.

[11]尹军霞，沈国娟．由任务驱动的团队自主合作学习教学模式在微生物学课程中的探索和实践[J]．微生物学通报，2016，43(2): 410-416.

[12]邢万金，莫日根，苏慧敏．生物学教学中研究型教学方法与内容的探索[J]．遗传， 2014， 36(7): 732-738.

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

湖北省高等学校省级教学研究项目

付春华，博士，副教授，主要从事植物生物技术方面的教学和研究工作， 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