农科专业“植物生理学”研究式教学的探究

李鲁华

摘 要： “植物生理学”是研究植物的生长发育、物质与能量代谢等生命活动的规律及其作用机理、调节机制与调控方式以及植物适应内外界环境的科学。依据“植物生理学”教学大纲要求，针对农科专业学生的教学应与农业生产实际紧密接轨的特点。文章从教学内容的优化、研究式教学方法的探讨以及综合提高学生素质等方面，探讨了农科专业“植物生理学”研究式教学改革实践对学生培养的重要性，以期为农科专业“植物生理学”教学改革提供参考，通过教学实践真正实现农业创新和研究型人才的培养。

关键词： 植物生理学；研究式教学；教学改革

中图分类号：G64；G420 文献标识码：A 文章编号：1674-7615（2018）04-0088-04

DOI：10.15958/j.cnki.jywhlt.2018.04.018

植物生理学诞生于19世纪初，掀开了以植物为研究对象，探究植物生命活动规律的新篇章。“植物生理学”作为一门“以理论指导科学实验，以科学实验修正理论”不断完善发展的专业基础课，在高等农林院校相关专业领域，特别是农科专业的重要性日益突出。一方面，进入21世纪以来由于技术和理论更新速度加快，“植物生理学”学科内容的更新速度也随之加快并逐渐地深入完善；另一方面，我国农业领域的发展与科技创新的联系也日益紧密。因此，有必要对农科专业“植物生理学”的传统教学方法和教学内容进行相应的改革和创新，以适应该学科的发展趋势及生产实践，从而培养出综合素质高、科研能力强的应用型人才。

研究式教学是指教师以引导的方式进行课程内容的讲授，学生能够运用科学的研究方法实现对基础知识、实验技能和科研思维的有效结合，从而使学生具备独立学习、自我建构和创新能力的教学形式[1]。研究式教学对学生的影响是循序渐进的，在这个学习的过程中激发学生的主动性和探索性，通过不断地提出、研究和解决问题，有效地提升学生各方面的综合能力[2]。

一、“植物生理学”教学中存在的问题

“植物生理学”课程不仅是贵州大学农学院的专业基础课程，也是生命科学学院、林学院和茶学院的专业基础课程，该课程的开设对于学生学习能力的培养和实践技能的锻炼具有重大影响。此外，该门课程的教学对于培养学生具有扎实理论基础以及创新科研思维也具有深远的现实意义。本课程学时为32（理论）+16（实验），其中部分理论课程如水势的计算相对抽象、理论性较强，使得其讲解过程相对枯燥。同时，在以往的教学过程中教师的授课过程相对单调，讲解方法相对单一，与学生的互动较少或者互动效果差，上述问题使得学生对该门课程的理解较少，对知识的掌握仅为死记硬背。另外，在实验课程中存在实验单一、内容重复等问题，以至于学生的学习参与性不高，进而影响了实验课对学习的理论知识的巩固效果。因此，如何充分调动学生学习的积极性，实现理论与实践更好的结合是该课程的一个主要目标[3]。

二、“植物生理学”研究式教学实施内容

笔者在教学过程中积极推行研究式教学的方法，并取得了一定的效果。在整个教学过程中，坚持尊重学生的思维方式，注重以引导的方式培养学生提出问题、对问题进行更深层次的思考以及解决问题的能力[4]。通过这样的手段，解决了部分学生“开口难、不思考”的问题，使其获得了自主学习的能力和分析问题的能力。同时“植物生理学”是一门实践性和应用性很强的学科，为了实现学以致用、理论联系实际的培养目标，笔者将学生带进国家小麦改良中心贵州大学分中心参观学习。该过程使学生有机会接触先进的科研仪器设备，了解不同的仪器设备在“植物生理学”的应用情况，如LI6400可以用于测量植物的光合速率、蒸腾速率及气孔导度等生理参数，既帮助学生理解并巩固了基础知识，也提高了学生对科学研究的兴趣。

三、“植物生理学”研究式教学的实践

鉴于研究式教学“提出问题-思考问题-解决问题”的模式特点，借助合理的引导将该模式应用于“植物生理学”的教学和实验中。

（一）传授知识方式探究，引导学生学习思维

研究式教学是从以教师讲授为主的教学方式转变为以教师引导学生提出问题、思考问题并解决问题为主的教学方式。在课堂的教学过程中，不拘泥于固定的授课形式，通过在PPT制作过程中适当地引入问题、鼓励学生积极思考问题、教师合理地引导学生解决问题等方式，提高课程的趣味性、学生的参与性、教师的引导性和教学的实用性。

笔者在教学过程中，特别重视调动学生的学习积极性。在课程的第一节课中，进行简单问题的提问，通过语言和行动明示课堂提问将会是本门课程的常态，并将会坚持从一而终-即心理暗示法。采取的比较有效的方式之一：言语与肢体鼓励法，即当某一学生被随机提问时，给予言语上的鼓励和肯定如“这只是个小问题，请保持冷静……”“请结合本章节的内容对该问题进行回答，相信你……”“你前面的回答很好，那么该问题是否还有其他的解释，请尽情发表你的看法……”等等，为学生创造一种相对宽松的学习环境，并配合合理的眼神关注和恰当的肢体语言，使学生乐于并积极参加课堂讨论，从而逐渐产生学习的积极性和主动性。如在“植物的矿质营养”一章中，设计的问题是“植物缺少哪些矿质元素老叶先变黄？为什么？”。借此引导学生主动探讨不同矿质元素的功能，并让学生将农业生产中作物营养缺陷的表型与缺乏的矿质进行对应。通过这样的学习，使理论课程与农业实践有机地结合，提高了学生学以致用、理论联系实际的能力。在“植物的生长物质”一章中，为了鼓励学生大胆的提出科研问题，设计了“激动素与DNA的关系、发现激动素的偶然性和必然性”等问题。通过对问题的思考和解答，引导学生树立“科研就在身边”“科研的路也是充满神奇”的观念，既让学生认识到基础知识的重要性，也让他们对科学研究有积极的认识。借助这样的方式，提高学生对学习的兴趣，从而激发学生的自主学习能力和创新能力。方式二：部分参与法，即让学生参与某一页PPT的讲解，从而引导学生对知识的融会贯通。如在“植物的生长物质”一章中，由學生讲解“叶片局部涂抹细胞分裂素延缓叶片衰老的原理及其在农业生产中的应用”的内容。通过这样的方式让学生积极地参与课堂学习，提高了学习的主动性。在“植物的生长生理”一章中，在讲解“植物的昼夜周期性”内容的过程中，引导学生思考“新疆的西瓜甜不甜？”“为什么甜？”以及“新疆的地理位置的特点是什么？”等问题。这种由浅入深的引导、由问题引出问题及由问题解决问题的研究式教学方式使学生上课期间思维活跃，积极从多角度思考问题，从而培养了学习兴趣，提高了创新能力。

（二）实验教学优化探究，加强学生能力培养

“植物生理学”是一门基础学科，同时也是一门实践性很强的学科[5]，在提高学生动手能力和思维能力方面起着重要作用。因此，重视实验室建设、改善实验室条件、适当增加研究性实验的比例等措施极大地改善了实验教学条件，为实现教学内容与实验内容合理结合，培养学生分析问题并独立解决问题的能力，提高学生的创新思维方面提供较好的基础。

为了巩固讲授的教学内容，设计了5个基础性实验，包括小液流法测定植物组织水势、植物细胞膜透性测定、植物叶绿素性质的鉴定和定量测定、植物组织呼吸速率的测定以及种子活力的快速测定。通过基础性实验，培养学生基本的实验技能，使学生掌握基本的植物生理学的研究方法和研究思路，并学会对实验结果进行合理的分析。在以往的实验教学中，为了节省时间以及避免由于操作不当造成的实验误差大、仪器设备损坏和试剂耗材浪费等问题，任课教师通常会将实验材料的前期准备工作做好[6]。这就导致学生不能很好地把握整个实验过程，缺少思考能力和主观能动性，仅机械地参照实验步骤进行操作，而不懂得思考为什么要这样做。如在“种子活力的快速测定”实验中，实验老师选取玉米作为实验材料并提前将玉米进行浸泡，而学生并没有参与该过程。这种做法导致很多学生并不了解也不思考提前进行种子浸泡的目的及实验原理，极大地削弱了实验课对学生创新思维、逻辑思维和动手能力的培养。笔者针对上述问题，分组安排学生参与实验材料的准备过程，从而一定程度上提高了学生对整个实验的理解。

在基础性实验的基础上，设计了2个综合性实验，包括植物组织含糖量的测定和生长素的生物鉴定法。綜合性实验的目的是在学生已经掌握了“植物生理学”基本实验技能的基础上，培养学生综合运用理论知识和各种实验方法的能力，使之在教师的引导下能够围绕实验目标有针对性的查阅相关文献、设计实验并开展实验。通过提出问题（实验设计）、分析问题（实验过程）并解决问题（探讨结果）的过程，综合提高学生的实验设计、实验操作和实验观察记录能力。同时，鼓励学生以2～3人为一组进入国家小麦改良中心贵州大学分中心体验实验室生活。在老师的指导下，学生选取感兴趣的课题，之后自主完成相关文献资料的查阅、实验方案的设计、仪器设备的使用以及论文的撰写等过程，从而使学生能够获得观察、发现、分析和解决问题的能力，为将来从事科学研究和生产应用奠定了基础。目前，在研究式教学模式下，已有多名学生积极参与到笔者所在课题组的实验中。

（三）注重科研与教学的结合，激发学生的学习兴趣

贵州大学农学院农学系的教师在各自的科研领域都有着丰富的理论和实践经验。通过与学生交流互动的形式，教师将学科发展的前沿，如种子发育生物学、植物抗病高产品种的选育以及植物抗病机理等研究内容合理地引入植物生理学的教学内容中，使学生深入了解农学专业相关的最新研究进展，开阔了视野，提升了科研素养。这种理论基础支持科学研究，而科学研究又深化理论基础的教学方式，对学生有很强的吸引力。

在教学环节，注重将研究式的科研思维渗透到学生的学习中。随时引导和鼓励学生发现和提出问题，捕捉他们的创新性思维并进行启发性的引导，从而培养学生深入发掘问题的能力。对于“植物生理学”中提出的假说，允许学生以多种多样的形式进行探讨，鼓励他们从不同的角度全面看待问题并阐明自己的观点。针对部分学生上课期间注意力不集中的情况，适当地引入科学研究中比较有趣的事例，如“碳原子的发现过程？”“指甲油在生物学研究中的用途”等趣味性较强的小故事，以吸引学生的注意力。

在实验环节中，尽量安排学生积极参加与实验相关的所有环节。教师可以通过一定的提问，引导学生对实验问题进行思考。在课余时间，安排实验室的研究生与学生接触，支持学生参与研究生的课题并承担其中的一部分内容，引导学生独立设计实验、开展研究并分析实验结果，培养其热爱科学、勇于探索的科研精神。在这个过程中，学生将学过的理论知识和实验技能运用到研究内容中，并通过得到的研究结果对所学的理论知识和实验技能进行合理的修正。本科生参与研究生研究课题的环节使本科生亲身感受研究课题组的学术和科研氛围，并通过积极参与和学习掌握了一定的科研技能和科研思维，为日后从事科研工作奠定了基础。

研究式教学的实践不仅帮助学生培养了善于思考、勇于提出问题并独立解决问题的能力，而且使其意识到与他人进行沟通共同解决问题的重要性。这种使学生从课堂学习转入实验室实践的教学模式，既加深了学生对抽象理论知识的理解，也强化了其动手操作能力，进而提高了学生开展一定的实验工作的综合能力。

四、研究式教学的体会

一言以蔽之，如何开好“植物生理学”这门课程需要教师的摸索和感悟，也离不开学生的积极参与[7]。教师通过研究式教学，提高了教学内容的趣味性，活跃了课堂气氛，极大地调动了学生的学习积极性和主动性，提高了学习成绩，期末成绩及格率高达95%；培养了学生“无中生有”“有中出新”的创造能力和创新思维，也使使学生具备了“敢想”“敢说”“敢做”“敢创新”的品格。随着农业科学技术的快速发展，培养具有较高科研素养的新时代农科专业大学生是每个农科专业教师的责任。教师在研究式教学过程中，要注意以下几个方面：一、课程讲授过程中引导学生积极思考问题，要求任课教师在充分尊重和了解学生的基础上，给予恰当的引导；二、课程讲授过程中要结合最新的科研进展和研究方法，要求任课老师要不断地提高自身的科研技术水平和追踪科研进展的能力；三、实验教学中给予学生充分发挥主观能动性的机会，鼓励学生积极参与基础实验、综合实验以及课题组的实验内容；四、实验教学中引导学生在现有理论基础上进行创新，教育学生用辩证的思维看待已有的理论和假说。总之，在“植物生理学”的教学过程中，应充分发挥该课程在人才培养中的作用，从学科特点和教学需求出发，在学科教学中落实理论学习和素质培养，不断地提升教书育人的水平，更好地促进学生健康成长、全面发展，树立热爱农学的品质，使他们将来为社会的发展和国家的繁荣做出应有的贡献。

參考文献：

[1] 喻国华. 研究式教学模式探究[J]. 教学与管理，2006（6）.

[2] 何丽君，何丽霞. 高等学校研究式教学策略的研究[J]. 高等理科教育，2007（4）.

[3] 郭其强，卫敏，李慧娥，杨东升. 强化农业院校植物生理学教学与改革的探索[J]. 吉林农业，2014（3）.

[4] 赵媛媛，郑彩霞，张淑静，刘玉军，孙立炜.“植物生理学”研究式教学的研究与实践[J]. 中国林业教育，2017（s1）.

[5] 郑艳玲，马焕成. 研究式植物生理学课程教学改革探讨与实践[J]. 现代农业科技，2017（3）.

[6] 阮景军，徐如宏，田恩堂，程剑平. 科研促进基因工程实验教学改革初探[J]. 分子植物育种，2016（12）.

[7] 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）.

（责任编辑 赵广示）

Abstract： Plant physiology is the subject that studies the law of life activities such as plant growth and development， substance and energy metabolism， and its regulatory mechanism and mode of control， and plants adaptation to internal and external environments. Based on the requirements of the Plant physiology syllabus and according to the characteristic of teaching agricultural majors being closely linked with the agricultural actual production practice， this paper discusses the importance of research-type teaching of Plant physiologyin training students of agriculture major in the following three aspects of optimization of teaching contents， investigation of research-type teaching and comprehensive improvement of students ability， so as to realize agricultural innovation and cultivation of research-type professionals through teaching and provide some reference for teaching reform in Plant Physiology for agricultural majors.

Key words： plant physiology； research-type teaching； teaching reform