模块化教学模式在植物生理学实验课教学中的应用

李林锋 谢东雄 王育林 陈建国

摘要针对当前植物生理学实验教学中存在的具体问题，通过整合原有实验内容，构建了包含基础实验模块、综合实验模块和探究实验模块的植物生理学实验课教学模式，并阐述了每个模块的具体内容与考核目标及具体保障措施。通过在实验课教学中的试点应用，旨在使学生在实验教学中由被动学习变为主动学习，不断提高学生的动手及综合分析能力，进而培养学生的科研素质和创新思维。

关键词植物生理学实验；模块化教学模式；课程改革

中图分类号S-01；G642文献标识码

A文章编号0517-6611（2017）32-0241-02

Application of Modularized Teaching Model in Laboratory Course of Plant Physiology

LI Linfeng， XIE Dongxiong， WANG Yulin et al（Agricultural College of Guangdong Ocean University， Zhanjiang，Guangdong 524088）

AbstractIn view of the specific problems existing in the experimental teaching of Plant Physiology， the teaching model of plant physiology experiment course was constructed by integrating the original experiment content， which including basic experiment module， comprehensive experiment module and inquiry experiment module.The specific content of each module and assessment objectives and specific safeguards were described.Through the pilot application in experiment teaching， the purpose was to make the students change from passive learning to active learning in experiment teaching， continuously improve handson and comprehensive analysis ability， and cultivate students' scientific quality and innovative thinking.

Key wordsLaboratory course of plant physiology；Modularized teaching model；Curriculum change

植物生理學是研究植物生命活动规律的基础学科，是高等农业院校园艺、林学、农学、环境科学和生物技术等专业的骨干专业基础课[1]。该课程的理论知识与实践技能并重，是训练学生科学研究能力的基础。教育部明确指出： “实践教学对于提高学生综合素质、培养学生创新精神与实践能力具有特殊作用”[2-5]。因此，为了加强学生的创新实践能力，许多高校将理论与实验课分离，单独开设植物生理学实验课程，广东海洋大学也不例外。目前，广东海洋大学植物生理学实验教学主要采用以单项实验为主的小实验教学法，不利于学习兴趣的培养和创新、综合实践能力的锻炼，也不符合广东省教育厅关于“建设高水平大学”的部署和广东海洋大学“建设一本大学”的远景规划。鉴于此现状，在文献调研的基础上，笔者探讨了模块化教学模式在植物生理学实验课教学中的应用问题，旨在提高学生的科研素质和创新水平。

1现状与不足

目前，广东海洋大学植物生理学实验教学主要采用以单项实验为主的小实验教学法，即在每次实验中，为保证学生顺利完成实验操作，实验指导教师依据理论课的章节内容，选择一项生理指标让学生进行测定，获得单个实验数据，最后完成一篇程式化的实验报告。由于各个单项实验内容相互独立或者彼此割裂，缺乏系统性和整体观，学生只是机械地按照实验课程安排完成实验操作，对每次实验结果囫囵吞枣，不求甚解。因此，这种授课模式难以培养各专业学生的学习兴趣和激发他们的创新思维、锻炼他们的综合实践能力。

2模块化教学模式思路

基础实验模块选择了最基本的、能代表植物生理学学科特点的实验方法和技术的实验内容， 如小液流法测定植物组织的水势，TTC显色法测定种子活力等。旨在培养学生的基本实验技能，提高动手操作能力，能结合课堂理论知识，理解实验原理，并通过实验操作加以验证。

综合性实验模块是在基础模块的基础上添加了试验处理环节。以种子萌发为例，通过添加盐度、模拟酸雨、重金属离子或激素等试验处理，使实验结果不再是唯一的。学生通过对不同试验处理数据的整理分析，使实验结果“活”起来，培养内在联系和整体思维意识。

探究实验模块是在综合实验模块的基础上，以植物生理代谢与环境适应为中心，结合学生的专业、个人兴趣，只要条件许可，可由学生自己进行实验设计、试剂配制、材料处理、指标测定和数据分析等过程，培养他们的创新能力。

3教学实施

上述3个模块是一个连贯的体系，不是单独割裂的。在经过模块一基础实验的训练后，学生就进入模块二的实验阶段。围绕种子萌发这个主题，学生自由组合成5～6个实验小组，实行小组长负责制，选择适合自己的种子和研究主题。为了避免选题过于发散和便于学生尽快进入角色，指导教師可以建议一些主题，如不同条件下火龙果种子萌发质量比较、百香果种子萌发过程中的抗逆能力研究、模拟酸雨对木瓜种子萌发的影响等。在每组学生确定了本组的主题后，指导他们查找文献，进行简单的实验设计，确定实验检测指标等。接着组织各小组在班级内讨论，查漏补缺，进一步完善计划。计划确立后就上报各自实验需要的器材和试剂等，待实验仪器和试剂到位后，就严格按照试验设计方案进行实验操作；得到实验数据后，指导学生进行数据处理与分析，撰写实验报告，并在班级汇报和讨论。待第二模块完成后，让学生继续按照这一流程，开展第三模块的探究性实验。该模块可以根据不同专业的特点，实验内容有所倾斜，在实验条件许可的情况下，鼓励发散和创新，如园艺和农学专业，适当考虑植物激素对园艺、作物幼苗生长、花芽分化或缺素植株症状诊断和灰分元素分析等；对于环境科学专业，开展逆境或重金属污染条件下植物组织水势、叶绿素含量、光合、呼吸速率的测定，可溶性总糖、脯氨酸及丙二醛含量的测定等。

4模块化教学模式的注意事项

为了使模块化教学模式得以顺利执行，以下几个方面的工作也不能忽视。

4.1规范实验过程基础模块阶段从训练学生认真清洗试管、容量瓶、移液管等开始，到准确称量实验药品、取材等，熟练操作分光光度计、离心机和电导率仪等，学会计算不同浓度、不同比例溶液的配制及具体操作步骤。如将98%的浓硫酸稀释成72%的稀硫酸100 mL，在配制时，要求不仅会计算出溶质或溶剂的数量而且要写清配制过程。没有规矩不成方圆，实验时每个学生要认真听从教师指导，严格按操作规程正确操作，仔细观察，积极思考，坚决杜绝漫不经心和粗枝大叶的行为。

4.2强化实验设计实验设计是实验过程的依据，是实验数据处理的前提。基础实验模块是严格按照实验指导书进行的，但综合实验模块就需要进行不同的试验处理。这个试验处理需要学生在实验前查找文献，进行科学的实验设计，做到每一个处理都事出有因且符合常识。其次，强调对照实驗和实验重复。基础实验模块测定时没有要求个人做重复，其实全班学生测定同一个指标，最后的实验数据是有差异的。主要是由不同的学生的取样、实验操作误差造成的。为了消除这种因实验操作者本人引起的误差而真实反映试验处理结果，在综合实验模块中引入对照和重复，并结合方差分析等数据处理方法来对比分析实验结果。

4.3狠抓实验报告实验报告是科学实验的记录和总结，也是实验课的继续和提高。通过撰写实验报告，使知识条理化，可以培养学生综合分析问题的能力。一个实验的价值在很大程度上取决于实验报告质量的高低，因此对实验报告的撰写必须予以充分重视。为此，特别要求学生注意细节和格式，实验目的、实验材料、实验方法和步骤、结果分析和讨论都要有，而且要学会自己总结和凝练语言，不能生搬硬套书本内容。原始数据一定要求要在实验报告中呈现，有统计分析过程，实验结果一般要求用图或者表格来表示，且用图就不用表，用表就不用图，避免无谓的重复和罗列數据。实验结果的讨论分析是实验课堂教学的关键环节，在植物生理实验中，对得到的实验结果不能计算出来就完事，而要依据实验设计，结合课堂讲授和自己知识储备情况进行有针对性的分析。

4.4培养团队意识实行探究性实验教学模块，就是将现有的单个独立传统验证性实验逐步变现为一个个科学问题。学生带着这样一个个问题，自己进行实验设计和实施。对实验所需的材料，尤其是实验苗木要进行催芽、播种、养护和处理、取样和测定分析等环节。这种模式的开展就需要学生分工协作，精心付出。如果一次偷懒或者避重就轻也许小组成员还能容忍，但如果什么也不参与，就会招致小组成员反对。这在客观上培养了学生的责任心和团队协作意识，对做事缺乏主动性、凡事懒得伸手的学生也是一种无形的鞭策。

5结语

上述模块化教学模式试点后，学生在第二模块刚开始时就叫苦连天，实验室工作人员管理任务琐碎，工作量加大，也出现了个别实验药品、试剂的浪费。但长远来看，学生的参与性普遍提高，实验室晚上也灯火通明，周末也有学生去，真

正将讲了多年的开放落到实处。但一些问题也随之出现，如有部分学生抱怨时间太长，花费精力太多；探索性实验有时不在安排的既定时间做，学校教务督查人员核查时因实验室没有学生而误以为缺课，后面需要指导教师口头或书面解释等。总之，没有尝试就没有成功。在新一轮的人才培养计划修订过程中，虽然每个专业的总学分又压缩了，但实验、实习等实践环节每个学分对应的学时数却增加了，由此可见学校对培养学生实践能力的重视。因此可以此为契机，不断探索，不断总结，争取做得更好，让更多的学生从中受益。

参考文献

[1]

李合生.植物生理学实验指导[M].北京：高等教育出版社，2003：1-132.

[2] 陆长梅，沙莎.植物生理学“模块化”实验教学模式：提高学生创新能力的新模式[J].高等教育研究，2013，30（4）：53-56.

[3] 王晓明，易兵，徐瑞宇.基于创新、创业能力培养的新型实验教学模式的构建[J].实验技术与管理，2011，28（2）：15-17.

[4] 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.

[5] 蒋素梅，黄胜琴，李玲，等.植物生理学实验模块教学方式的探索与实践[J].植物生理学通讯，2008，44（3）：554-556.

[6] 张以顺，黎茵，陈云凤.植物生理学实验研究型教学模式探索与实践[J].安徽农业科学，2011，39（4）：2515-2516，2520.