基于高寒生态环境的植物生理学教学内容构建

李彪，巩红冬，董刚，雒国霞

摘 要：文章作者依据目前植物生理学课程的教学现状，基于高寒生态环境的特点，对植物生理学教学内容进行构建，激发了学生学习兴趣，提高了植物生理学的教学效果。

关键词：高寒生态环境；植物生理学；教学内容

中图分类号：G652；Q945.4 文献标识码：A 收稿日期：2017-10-16

基金项目：2017年甘肃民族师范学院教学成果培育项目“基于高寒生态环境的植物生理学教学内容构建”（GNUNJXCGPY1711）。

作者简介：李 彪（1986—），男，甘肃甘谷人，讲师，硕士研究生，研究方向：植物生理学教学。

植物生理学是高等院校生物科学专业的一门主干课和必修课，主要研究植物的生命规律和生命现象，这在现代农业生产过程中运用极为广泛，为农作物的生产和品质改良提供理论依据。因此，该课程的教学内容构建与生物科学专业的发展紧密相连。

近年来，随着新建本科院校的转型发展，其专业课程结构不断调整，学时数大幅度删减。因此植物生理学课程出现课时短、内容多、涉及面广、概念抽象、理解困难等问题。在课时变短、内容增加的情況下，能保证教学质量和课堂效果，培养出一批合格的应用技术型人才，是当今高等学府面临的主要任务。

一、植物生理学教学提纲的构建

甘肃民族师范学院地处青藏高原东端，是典型的高寒生态环境。为了达到良好的教学效果，笔者根据高寒生态环境的特征（干旱和寒冷、高光照、强紫外线，空气稀薄，温度变化剧烈，昼夜温差极大，生长季短等），改变传统的教学内容，重新构建植物生理学教学内容。基于高寒生态环境的特征，笔者于2013～2017年在植物生理学教学过程中，对授课内容进行了一些探索，提出了“植物生理学”教学内容的课程提纲（如下表）。

二、植物生理学教学内容

（1）逆境胁迫（干旱和寒冷）下植物生理学效应。重点阐述植物在不良环境下次级代谢产物的积累、渗透调节物质的变化、逆境相关基因的挖掘、生理生化指标的变化、钙离子调节信号转导途径的机制、逆境激素的变化及转基因提高农作物逆境的最新进展。

（2）高光照对植物生理效应的影响。重点阐述高光照条件下植物的光合作用和呼吸作用机理、光形态建成机理、对植物生殖生理（开花过程和果实发育）的影响、同化物的装载和卸出、气孔运动机理和植物根冠比的变化。

（3）强紫外线对植物生理效应的影响。重点阐述强紫外线对果实品质、植物酚类物质的代谢、叶绿体蛋白质组、植物抗氧化系统、植物次级代谢产物、植物形态、氮素营养及植物信号转导机理等的影响。

（4）缺氧对植物生理效应的影响。重点阐述缺氧条件下抗氧化机制、光合作用（光饱和点和光补偿点的概念及运用）、矿质营养分配、根系代谢途径、相关基因的结构及功能分析、防御蛋白和转录蛋白的表达、碳氮代谢途径及缺氧伤害调节途径。

（5）昼夜温差大对植物生理效应的影响。重点阐述昼夜温差大对植物营养植物和干物质的分配、抗氧化酶活性、光合特性和作物品质等方面的影响。

（6）生长季短对植物生理学效应的影响。重点阐述较短的生长季对植物衰老机理、种子休眠和芽休眠的机理、同化物的运输、C3植物和C4植物的结构及其代谢。

三、结合实际，激发学生学习兴趣

（1）合理利用生态资源。甘南地区地处青藏高原东端，地处黄河、长江两大水系的上游，是黄河重要的水源涵养区，是长江上游的一道重要生态屏障，气候属于高寒生态环境，境内有丰富的草原、森林和湿地资源，在我国生态系统中占有重要的作用，其主要植被类型为亚高山草甸，是我国畜牧业的主要基地。笔者在讲授教学内容时，将高原特色植物、经济植物和饲用植物等生理方面的知识穿插于教学中，增强学生对草地生态资源的认识度，使学生成为当地农牧民合理利用资源的指导员。

（2）挖掘民族文化。高原学府应当尽可能地挖掘民族文化课程资源，充分发挥自身优势，弘扬民族传统文化。藏药学是藏族人民在同各种疾病长期斗争的实践过程中形成的一个科学完整的理论体系。藏药的主体是植物药，藏药植物具有种类繁多、 就地取材、本民族独用、生活环境独特、 特有种多和疗效显著等特色。根据《甘南藏族自治州藏医志》 记载，甘南藏族自治州共有藏药植物 660 种，隶属于 132科。因此在植物生理学教学中，教师均以甘南藏族自治州常用的藏药植物为例进行讲解，把原本枯燥乏味的知识变得丰富多彩。学生学习的兴趣深厚，积极性高涨，收到了很好的教学效果。

（3）开展环保教育。近年来，高原生态环境遭到严重的破坏，面临着极大的威胁，因此，结合甘南地区生态环境面临的问题，教师应在授课过程中渗透环境教育的相关内容，例如，在讲授“根对水分的吸收”时，使学生了解根系能防止水土流失，目前草原沙漠化需要大规模的造林，调节气候。这样将所授内容与环境问题有效地结合，深刻理解人与自然和谐发展的意义，增强学生热爱环境、保护环境的意识。

（4）重视学科最新进展。在植物生理学课程讲授中，任课教师紧盯国内外学科最新发展动向，及时讲授最新成果，为生物科学专业学生学习深造或就业提供一大帮助。例如，在讲授C3植物和C4植物时，谈及C3和C4植物的光合特性具有较大的可塑性，将C4植物代谢过程中固定CO2的羧化酶的基因导入C3植物中，这样可提高C3植物的光合效率，这一新技术的运用将会非常广泛。通过解读植物生理学的最新动态，不仅能加深学生的理解，还能启发学生走上科研之路。

总之，植物生理学教学内容与高寒生态环境相联系，不仅缩短了传统的教学章节及学时，而且提高了学生学习植物生理学的积极性和主动性，也为其他高校植物生理学教学提供了案例，保证了教学质量，为提升学生的生物科学素养打下坚实基础。近年来，课程组结合学校所处生态环境，在植物生理学教学内容构建方面取得了一定的成绩，但仍存在一些不足。今后的教学，任课教师应在保证教学内容知识传授的前提下，尽可能结合当地的生产实际，运用合理的教学手段，使课堂具有一定的学术性，培养学生的创新意识和实践能力，构建适合高寒生态环境的植物生理学教学模式。

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