基于实践能力提升为本位的植物学实验教学改革

谢小芳 陈煜 林向民

[摘 要] 植物学实验是生物学相关专业的一门基础课程。基于福建农林大学植物学实验教学中存在的问题开展教学改革，建立了以教师为主导、学生为主体贯穿全课程的教学模式，完善了考核评价体系，有效激发了学生的学习积极性和主动性，提升了学生的实践能力和创新思维。因此，监督和考核学生整个学习过程，采取融入态度考核、知识考核和技能考核的多元化的考核方式对提高学生的学习积极性和主动性、植物学实验教学效果，有非常重要的作用。

[关键词] 植物学实验;改革;动手能力;主体

[基金项目] 2020年度福建农林大学校级教改项目“教学模式构建”（69915001008）

[作者简介] 谢小芳（1978—），女，福建龙岩人，理学博士，福建农林大学生命科学学院副教授，硕士生导师，主要从事植物遗传学和植物基因组学研究;陈煜（1977—），女，硕士，四川成都人，福建农林大学生命科学学院副教授，主要从事植物学研究;林向民（1977—），男，博士，福建漳州人，福建农林大学生命科学学院教授，博士生导师（通信作者），主要从事生态学研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）38-0046-04   [收稿日期] 2021-03-05

植物学是高等农林院校生物类专业的基础课程。该课程旨在培养学生的生命科学素养，要求学生通过该课程的学习，掌握植物学的基本理论、基础知识和基本技能，为后续其他课程的学习奠定坚实的基础。植物学实验作为植物学课堂教学内容的延伸，是课程教学中必不可少的组成部分，是学生提升实践能力、创新能力和探知能力的重要环节[1，2]，对教学内容的巩固、提高具有至关重要的作用。以往的植物学实验教学更倾向于基础知识的巩固，教学形式较为单一，往往片面强调实验结果的观察，而忽视实验过程，从而大大地降低了实践教学效果。当前以能力培养为导向的实践教学改革，对植物学实验课程的教学提出了更高的要求。

植物学实验是农林院校农学、园艺、植保和生物科学大类等专业学生必修的基础课程。为了培养学生的实践能力和创新思维，鼓励学生动手参与实践，植物学教学团队对植物学实验开展了符合当代学生学习特点的实践教学改革。通过十来年的教学探索，逐渐形成了以学生为主体，注重学生的参与性，实验项目可选择化、实验过程自主化、实验结果多样化的教学模式。该教学模式可为其他同类院校的植物学实验教学改革提供参考。

一、课程概况

植物学实验包括解剖学和分类学[3，4]。在全国高等农业院校植物生物学理论和实践课程探索背景下[5]，福建农林大学自2010年开始，对植物学实验解剖部分和分类部分均独立设置课程，具体如表1所示。其中形态解剖部分共计21学时，在实验技能训练方面主要包括掌握显微镜的结构和使用、熟练地进行徒手切片、临时装片的制作、细胞中部分物质（如淀粉）的简易化学检测鉴定以及生物绘图等操作技能;在观察的内容方面，主要包括植物的细胞、组织、营养器官（根、茎、叶）和繁殖器官（花、果实、种子）等形态结构的识别。

二、以往教学中存在的问题

（一）教学内容单一，学生参与实践程度低

在植物学实验教学中，通常的做法是教师结合PPT讲解实验方法和步骤、具体观察内容和实验中的注意事项，随后学生根据教师的讲解动手开展实验，完成统一印制的规范的实验报告册。在这个过程中，教师往往重复强调理论课的内容，仔细讲解观察的每个部位结构，随后学生则完全按照教师的讲解机械地观察教师提供的永久切片，完成统一印刷好的实验报告册。这些提供给学生观察的永久切片，与教师课件上的示范图片几乎完全一样。在这种教学模式下，学生不需要太多的思考，只需根据教师讲解的课件PPT内容，就能填写实验报告中各个图片结构的名称。特别是在营养器官和繁殖器官的形态结构观察中，学生往往忽略切片的观察，用手机直接拍摄教师PPT的内容，以用于抄写到统一印制的实验报告中，从而将本需要动手实践的实验课演变成作业练习课。这种以教师为主、强调知识点的重现与巩固、学生被动吸收的教学模式，已经远远不能适应飞速发展的现代生物学，不仅缺乏实验学科动手能力和创新能力的训练，还严重影响了学生的积极性和主动性，严重违背了通过植物生物学实验课程培养学生动手、创新和探索精神的初衷。

（二）教學方法与考核形式单一，过分强调实验结果

受长期应试教育的影响，教师在植物学实验教学中，往往只注重基础知识的传授，而忽视学生能力的培养，从而偏离教学改革中素质教育教学的目标。特别在植物解剖学部分，仅借助显微镜观察根、茎、叶和花等的解剖结构，关注学科知识结构，强调学生对知识的掌握与理解。课程考核大多根据平时实验报告和期末知识点的考核情况给出评定，缺乏多元化的考核方式。这种考核模式过度偏重实验结果，过分强调知识考核，忽视了实践课程中学生应有的实验训练过程，特别是植物学实验中至关重要的实验技能，包括显微镜的使用、临时标本片的制作以及显微观察记录过程中非常重要的生物绘图等技能，从而导致学生将注意力集中在植物组织结构等基础知识点的学习，甚至忽视实验过程，不专注于实验和观察，而错误地将自身投入各组织结构的填图作业中，缺乏对学生专业技能、技巧和方法的训练，严重违背实践教学的初衷。

三、以教师为主导、学生为主体的实验教学探索

（一）任务驱动课前预习

在以往的植物学实验教学中，教师在上课之前会精心准备好需要观察的各种永久切片和植物标本。学生通常都是匆匆来到课堂，听完教师的讲解，就机械地开展实验并完成实验报告。整个过程没有什么挑战性，只要按时来上课，根据PPT完成好实验报告就能达到要求，缺少学习的乐趣;随之产生的千篇一律的实验报告又使学生间的成绩没有明显差异，从而导致学生缺乏学习的积极性，丧失探索精神。针对这种情况，在教学改革中，教师利用符合当代学生学习特点的教学手段，基于超星学习平台构建课程，布置课前任务，驱动学生开展课前探索学习。例如在茎的形态结构学习中，让学生到学校的后山或植物园观察植物的顶芽、腋芽和修剪过的树干，根据理论课的知识常识识别树皮、周皮、维管形成层、初生韧皮部、次生韧皮部、初生木质部和次生木质部等结构，思考树为什么不怕空心、怕剥皮，要求学生将观察到的内容分享到课程平台讨论区。同时，通过各种方法展示观察结果，可以绘图解析，也可拍照注释或文字描述，学生间相互沟通、讨论学习。与此同时，在不破坏校园植被的情况下，每人采集部分便于徒手切片的枝条或草本植物茎带到课堂观察，这样既提升了学生的探知欲，也丰富了实验材料。又如在繁殖器官的学习过程中，我们让学生到校园或周边的公园去观察花和果实的各种类型，区分完全花和不完全花，思考真果和假果，记录并分享比较独特的花和果实的类型。通过观察，学生往往有许多意外的发现和喜悦，他们经常会迫不及待地分享观察成果。比如，很多学生觉得校园里常见的红背桂是从来不开花的，当他们认真观察后发现红背桂正在开着不起眼的花时，非常激动，也好奇为什么这些花没有花冠。总之，通过课前任务驱动，学生提高了自我学习能力，激发了学习兴趣，常常是带着问题来到实验室，充满好奇地进入课堂。