体验式教学在《植物生理学》本科教学中的应用与探索

卫丹丹，王丙全，刘美君

(1.忻州师范学院，山西 忻州 034000；2.山西农业大学玉米研究所，山西 忻州 034000；3.新疆农业大学，新疆 乌鲁木齐 830052)

植物生理学是研究植物生命活动的规律和植物与外界环境相互关系的学科，是农业类院校和师范类院校开设的一门基础性课程，它与农业发展、粮食安全密切相关。农业产业在我国经济产业中占据着重要地位，尤其我国人口众多，而土地种植面积有限，我国需要大力发展现代农业来解决粮食问题。传统的教学方法是教师在课堂上用黑板或课件辅助讲授，教学过程为知识的解释和记忆的过程，并没有亲身感受。为了使课堂教学鲜活起来，提高学生学习植物生理学的兴趣，我们引入体验式教学的方法，通过培养植物盆栽和农场劳动的方式，让学生亲身去体验观察植物的生长活动规律。随着生活中网络的普及，网络改变了人们的生活方式，也对课堂教学产生了影响。因此将网络与课堂教育相结合，推动高等教育发展，学农助农，培养出当代社会需要的新型农业人才至关重要。

1 体验式教学的内涵

图1 体验式教学理论模型[1]

20世纪80年代初期，美国科学家凯斯西储大学教授大卫·库伯(David Kolb)首次提出体验式教学。他的观点认为，对知识有效的学习是从活动体验开始的，通过感受真实情境，形成自己的观点，进而总结形成理论，并以理论作为行为指导，服务应用于实践。其理论模型如图1所示[1]。体验式教学的核心是体验。在教师指导下，学生通过亲身经历，在真实情境的体验中发现问题，并通过学生自己的努力解决问题，从而形成更深刻的印象。

2 植物生理学的研究内容及课堂现状

植物生理学主要研究植物生理代谢过程，它研究植物生命活动的规律、揭示植物生命现象的本质。它的学习过程相对抽象难懂，在传统教学模式下，学生对大学课堂中的理论学习缺乏兴趣，不能深入理解。而且由于植物生理学课堂课时有限，学生如果课前不预习或课后不巩固知识，学习效果都会降低。随着城市化发展和农民工越来越多，新一代的年轻人真正去过地头或进行过农业生产劳动的却越来越少，能种地会种地的年轻人越来越少，这就直接导致农村大量土地荒芜或少耕种。要发展农业，要科学种田，就得认识了解植物，植物生理学课程的学习就显得尤为重要。但是少了劳动历练，学生对植物生理学的学习和理解就不深刻。缺乏对生命科学领域科研动态的关注和实践探索精神的缺失都不利于农业新型人才的培养。另外，随着信息化智能化的快速发展，国家需要新型农业人才，也需要这些人才将新技术带到农场中，切切实实提高农业生产效率，给农民带来实惠。

3 体验式教学在植物生理学中的应用

3.1 学生培养盆栽，观察植物生长，同时教师合理安排课程章节

国务院在有关文件中强调，教师在课堂教学过程中要重视创设教学情境。鉴于植物生理学较抽象，在每学期开课时，每学期第一节课，让每个学生种植一盆杜鹃等花卉盆栽，从种子萌发开始，仔细观察植物成长规律并记录植物的生长状态。通过照顾植物盆栽培养学生的责任感，并引起学生的兴趣。学生在植物培养过程中会遇到浇水施肥、植物生病等问题，学生可以通过查阅资料或请教老师来解决问题，这样可以提高学生学习植物生理学知识的兴趣，还可以让学生获得成就感。同时为了约束学生，可以将培养盆栽的生长状况计入平时成绩，这样学生照顾植物就会更尽心。例如，植物的生长需要适宜光照、充足水分、营养和适宜温度，因此从种子萌发开始，学生就会设法创造适宜植物生长的条件，这样也可以培养学生与盆栽的感情，学生每天观察植物、总结植物生长规律、体验植物的生长过程，这样有利于学生对理论知识的理解。

植物生理学课程的安排不必拘泥于教材的编排，可以根据植物的生长规律，对课程进行重排。通过讲授了解这门课程的基础知识，让学生对植物生理过程和生长规律进行系统了解，并让学生举例他们培养的盆栽植物哪些现象符合这些生长规律。学生培养植物，首先要播种种子，所以课堂教学中，教师可以先讲《种子萌发生理》、《植物的生长》；在学生培养植物的过程中，可以讲《植物的水份生理》《植物的矿质营养》，让学生培养植物时，注意对植物矿质营养成分的补充和水分的补充；等到植物长出真叶，叶片是光合作用的主要器官，就可以讲《植物的光合作用》《植物的呼吸作用》，比较呼吸作用和光合作用这两个生理过程对植物的影响；等到植物开花结种子时，花作为生殖器官，不能进行光合作用，它的养分的来源是植物的叶片，叶片中的营养物质会转运到花中才能供应花的生长，这时讲《植物同化物的运输》和《植物的次级代谢产物》，学生就能更好理解知识。而学生培养植物盆栽时可能会遇到夏天温度高或冬天温度低的问题，不适宜的温度会影响植物的生长，这就涉及《植物的抗性生理》。这样的安排方式，学生既体验了植物盆栽的整个生命周期，又学习了它整个生命过程中涉及到的植物生理学知识。另外，根据学生培养植物过程中感兴趣的话题点及遇到的问题，分小组，组织课堂讨论会，要求学生查阅中英文文献，让学生学会利用知网等数据库资料解决他们遇到的问题，并了解科研前沿进展，拓展知识面。通过在课堂上对植物生理过程进行分组讨论并自己总结知识要点，使学生成为课堂教学的主人，从而达到“翻转课堂”的目的。通过创设情境，让学生培养植物并发现问题，引导学生思考解决问题，这种体验式教学的方式有利于提高学生的学习兴趣，从而提高课堂教学质量。这种基于情境与问题引导学生思维的方式，是体验式教学的关键环节。

3.2 引导学生建立植物生理学思维导图，总结巩固课堂知识

俗话说，三人行，必有我师。现在是大数据时代，大数据将会对教育带来革命性的变化，网络在线教育和大规模开放式网络课程将会改变学生的学习、教师的教学方式与方法。通过建立微信群，可以加强教师与学生的联系。教师利用微信群及时了解植物生长状况，指导学生解决植物生长过程中遇到的问题，同时引导学生巩固理论知识，并利用手机应用等网络平台进行知识学习。

教师可以利用微信群提前做课程预告，扩充课堂先行知识，解决课堂课时有限的问题。目前生命科学领域发展迅速，教师可以将一些与课程内容相关的前沿科研成果的文章和相关视频发到微信群，让学生对课程内容先做预习，对于一些难理解的知识点，可以先行查阅资料，拓展学生的学习途径。例如向日葵向太阳，窗台上的植物朝着有光的方向生长，这些都是生长素的分布不均造成的。这些现象会引起学生兴趣，也可以在课堂上让学生结合他们培养的植物盆栽，针对学习过程中的疑问和兴趣点进行知识讲解和专题讨论。鼓励学生利用慕课app和知网等数据库，学习各高校硕博论文及期刊论文，查找他们感兴趣的课题，让学生主动学习，发挥学生的主体作用。同时引导学生关注时事热点及农业产业政策，了解科研动态。课后教师还可以利用微信群或其他网络平台给学生布置作业，让学生利用百度等网络搜索引擎查阅资料，查找文献，利用大数据筛选功能，精准查找查阅。综合分析植物生理学中各知识点的关联，让学生以思维导图的方式总结各种植物生理过程和生长规律，为他们以后更好地为农业生产服务打好基础。

3.3 带领学生进入农场，体验生产劳动，并为农民提供技术指导

知识运用到生产中，才不浪费知识，要做到学以致用。大学生的课堂学习要跟农业科研与农民需求相结合。教师带领学生对花卉市场、农场和蔬菜大棚进行实地考察，学习植物种植经验，参与生产劳动，与农民沟通农业生产中植物种植中遇到的问题，及时汇总、查阅资料，并通过微信群的方式及时反馈，帮助农民解决问题，做到教学相长。学生也可以通过网络直播的方式宣传农产品，用自己学到的知识为大众讲解农产品的生长条件及生长规律，帮农民打开产品销路，达到助农的目的。

让学生体验农场生活，让学生真正地参与到劳动中去，从劳动中巩固知识，在农业生产中将理论与实践相结合。在农业生产上，植物会经常遇到一些病虫害，学生在农场劳动中，可以更真切地观察作物的生长以及作物遭受病虫害后的具体特征。让学生进入大田或大棚农作物生产中，参加农业劳动，多观察作物，多与农民沟通，询问农民在生产中遇到的问题，对反馈的问题进行小组讨论或网络查阅，提出解决方案和对策，利用自己学到的农业知识帮助农民解决问题，为农民提供技术指导。例如，冬天大棚种植中会遇到低温弱光天气，在天气放晴的时候不能太早打开遮蓬布，而应该让植物有个适应的过程。因为此时如果太早打开遮蓬布，强光就会照进来，此时的强光能量太大，会对光合系统造成极大伤害，反而不利于光合作用，影响植物正常生长。再比如，冬天大棚里的蔬菜经常会由于低温而生长缓慢或生长矮小，而研究结果表明，外缘蔗糖可以提高植物的抗低温能力，蔗糖成本低廉，且不会对植物造成伤害，因此可以通过外源喷施的方式来保护植物，减轻低温胁迫对植物叶片造成的伤害[2]。

4 结语

图2 体验式教学在植物生理学教学中的实施步骤

我们国家需要的农业型人才应该是将农业生产与农民需求相结合、知识与产业技能并存的人才。课堂教学要高效也要育人。本文创新《植物生理学》课堂教学模式，以学生体验观察植物生长、自主发现问题、查阅文献解决问题为主导，以教师知识讲解为辅助，并以思维导图的方式对知识点进行总结，达到“翻转课堂”的目的。如图2所示，体验式教学模式在植物生理学本科教学中的实施步骤：教师合理安排课堂教学，以体验式教学的方式让学生体验观察植物的生长、参与生产劳动，通过让学生自己发现问题、解决问题的方式调动学生学习的积极性，并以思维导图的方式对植物生理过程和生长规律进行总结。并与网络在线教育相结合，提高植物生理学的课堂教学效果。同时鼓励学生走入农业生产实践中，利用课余时间扩展学习资源，学习实验技术，提高学生自主学习和解决问题的能力，培养专业型新型农业科技人才，达到教辅相长、学以致用、教育强国的目的。