植物学实验教学改革的思考与建议

杨瑞平，杨丽，唐伯平

（盐城师范学院 湿地学院，江苏省盐土生物资源研究重点实验室，江苏省滩涂生物资源与环境保护重点实验室，江苏滩涂生物农业协同创新中心，江苏盐城 224007）

实验教学是实践性教学的一种组织形式，是对理论知识的理解和对实践能力进行提高的必要环节。 目的不仅是验证书本知识，更着重培养学生正确使用仪器，调整、分析、综合、设计实验方案，撰写实验报告的能力。

植物学实验是植物学课程的延伸，对植物学教学具有十分重要的意义，理论联系实际，可帮助学生克服实验课程中的难点，巩固理论知识，培养基本的实验技能，提高创新能力。

本课程作为大学一年级的一门专业基础实验课，对培养大学生的动手能力、 创新意识以及对后续相关课程的学习具有重要作用。然而，随着社会的发展和人才培养的新要求，现有的植物学实验课程体系在植物学科学素养培养方面存在着明显的不足，因此，在文献查阅和教学经验积累的基础上，推进教学改革迫在眉睫。笔者认真思考了高校植物学实验课程存在的问题，并提出了一些改革建议，以期提高学生的学习效果。

1 教学改革现状

我校植物学实验课程是生物技术专业的一门专业学科必修课程。植物学基础课课时由原来的64 学时改为现在的96 学时，其中理论课48 学时，实验课48 学时，外加2 周零2 天共计96 学时的野外实习。 理论课与实验课学时的比例为48：48，其中实验课占到植物学总课时的50%，实习与实验课学时之和是理论课学时的3 倍，占总课时的75%。 可见，不仅植物学总课时增加了，实验与实习课的学时所占的比例也增加了，充分体现了培养学生动手能力的目的。

针对总课时的增加和课程结构的改革，我们同时调整了实验课内容，如原来的“生物显微镜的构造”和“植物细胞的基本结构”等实验内容均需要2 次实验课共6 学时才能完成，现在合并为1 次实验课共4 课时完成；同时利用“云班课”等APP 提前上传生物显微镜的构造介绍及使用注意事项短视频和植物徒手切片技术视频等资料，提前演示实验内容，缩短了学生上课观察的时间，使学生带着问题进课堂，提高了学生上课学习的效率；另外，实验课采用多媒体教学，课堂上大部分的验证和观察图像(如花的组成和结构)都可以通过多媒体显示出来。 一方面避免了季节限制造成材料不完整的弊端，另一方面减少了学生观察切片的时间，大大提高了实验课的效率。

随着学校培养计划的不断修订，植物学实验课程与理论课程分开，独立上课，独立计算学分，这对通过实验课充分提高学生的综合素质能力起了很好的作用。但是，在传统的教学实践中，笔者发现植物学实验课程教学中无论在教学内容和方法上，还是在考核方法上，对于满足学生创新能力和自主能力的提高上，还存在着一些问题，我们还需要进行更深入的思考和改革。

2 存在的主要问题

2.1 教学模式陈旧，教学手段单一，学生积极性不高

植物学课程的教学方法随着现代教育技术的发展，也有了很大的改革，但实验教学方法改革相对滞后。即课前由教师准备实验材料和试剂，然后课中学生根据教师讲授内容完成实验。因此，学生习惯了这种教学模式，就会非常依赖教师，照搬实验方法，不会过多考虑实验的内容和目的。这很难提高学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，更不用说培养创新能力了[1]。虽然在实验课上，理论教学先于实验教学，但很多学生并不熟悉教师讲的内容，一旦观察到的实验结果与理论知识不匹配，就难以达到教学效果。

2.2 实验内容多验证性实验，学生创新性不足

从目前的教学内容来看，实验课教学内容的设置以对理论课内容的验证为主，从而达到对理论知识理解的目的。在以往的植物学实验课程中，大纲制定以验证性实验为主，而设计性实验很少。我校植物学实验课程48 学时，2 学时或4 学时一次课，一共安排了14 个实验，验证性实验11 个，综合性实验2 个，设计性实验1 个，其中验证性实验占总实验课的78.57%。对于大一的学生来说，验证性实验可以很好地巩固理论知识，培养学生的基本实验技能，但不能够很好地培养学生的动手能力和分析、解决问题的能力。 因此，现有植物学实验课，应该增加一定次数的设计性实验。

2.3 实验材料漏缺，学生参与度不高

植物学是一门研究植物体的形态结构特征、 植物界类群识别与进化的专业学科，而植物学实验的分类部分受季节的影响很大。 以“花的组成与结构”实验为例，我校实验开设在大一第二学期，按照课程大纲安排，本节课程安排在第七次上课，而由于学校春季运动会和学院安排学生见习，到本节次课程上课，已经是五月中旬，不要说一些夏季或秋季开花的植物如荷花、石榴、紫薇等植物的花还没开，就是一些春季开花的植物如桃花、樱花、油菜、白玉兰、小麦等的花期都过了，导致实验课缺少一些新鲜植物材料。 由于不能保证学生的观察材料全面，直接影响到学习效果，尤其是缺乏重要的作物如小麦、油菜等的鲜花材料，这是后续专业课程的基础知识学习的一个漏洞，最终影响教学效果。

3 教学改革的建议

3.1 加强实验室建设，营造良好实验氛围

实验室建设是实验教学的物质基础，是保证实验教学质量的重要保障，也是学生进行实际动手操作、创新实验的主要场所。 数字显微镜互动教学系统等先进教学设备和实验平台的迅速出现，使教师和学生可以通过公共界面针对微观观察进行引导和讨论，有效实现互动式教学。该系统在增强师生之间互动的同时，可以实现图像共享、扩大教学信息容量等[2]。另外，还可以通过建立虚拟实验平台，借助计算机来模拟植物形态结构特征的变化，利用虚拟实验的开发和发展，使学生不受季节的限制，在没有显微镜的情况下提高植物学实验教学的效果。 同时，对于珍稀濒危植物，开展模拟解剖实验，既解决了实验材料问题，又保护了野生珍稀濒危植物资源。

3.2 整合教学内容，培养高质量复合型人才

验证性实验要开设，但为了加强学生对实验技能、方法、设备和技术的掌握，同时，增加综合性、设计性实验，从而培养学生科学探究的精神。验证性实验以总实验的60%-70%为宜，综合性和设计性实验比例适当增加到30%-40%。 以设计性实验为例，“不同生境下叶片形态结构的比较观察”实验，通过观察水生和旱生植物叶片两面气孔数量的多少，发现生活在不同生境中的植物，其叶片的上下表皮的气孔数不同，这是植物对环境的一种适应。 学生也可以选择教师的科研项目中的一部分，自己设计实验，这既可以保证学生从文献检索，到实验方案设计、实验验证的整个过程，独立思考、自己动手，又可以让学生接触到科技前沿的内容，培养其探究精神和学科素养。

3.3 改革教学方法与手段，激发学生的学习兴趣

教学模式和教学手段多样化，是充分调动学生的积极性和主动性的条件之一，可使学生真正参与到课堂。 例如，可采用翻转课堂模式，弥补学生的学习主动性、思维活跃性相对较弱的缺点[3]。充分利用微课、短视频等现代教育技术，例如，“花的形态”微视频是由一年中不同时间开放的花材料合成的，同时可以重复播放，保证了学生知识的系统性和完整性[4]。智能手机的更新和发展也为植物学实验的改革带来了更广泛的途径。教师可以在实验课和科研中使用手机拍照，学生也可以拍摄各种照片，与教师一起讨论，丰富课堂内容[5]。另外，在野外实践中，我们要求学生跟随教师的实习路线，辨认植物并用手机拍照。

3.4 挖掘思政元素，实现全程育人、全方位育人

通过对植物学实验课程教学内容和教学环节的整理，挖掘出其中蕴含的思政内容及其与教学内容的契合点。 在固定课时的约束下，探索多样化的教学设计，使思政因素贯穿于植物学实验课程教学的全过程[6]。

在“生物显微镜的构造和使用方法”的实验中，从显微镜是人类最伟大的发明之一，展示了一个全新的世界，讲到第一个发明显微镜的是一个眼镜制造商，教会学生善于观察，多动脑，勤思考；而列文虎克的故事，显示了他在科学探索中不懈的努力，我们要向他学习；从使用显微镜的方法和注意事项，引导学生养成科学、严谨、实事求是的学风。

在讲到“植物类群及代表植物”时，主要从文化传承中挖掘思政元素，“日出江花红胜火，春来江水绿如蓝”描写的是藻类植物；“苔痕上阶绿，草色入帘青”讲述的是苔藓植物。优美如画的诗句，不仅加深了学生对低等植物的记忆和理解，而且让学生领略中国古典诗歌之美，树立文化自信。 举例我校师生共同编著的《江苏沿海地区原色种子植物志》，这是我校几届师生历经二十多年野外采集、室内鉴定分析的工作积累，是使命担当与工匠精神的集中体现。

3.5 完善课程考核评价体系，提高实验课程教学质量

传统实验教学考核中，大多数植物学实验考核往往只注重实验结果，为了得到高分，花费整个实验课的时间制作一张张完美的图片，导致学生在专业课实验上徒手切片都做不好[7]。随着教学方法的完善和教学内容的整合，需要进一步完善实验课的考核方式，也是对改革效果的验证。一是加强对实验全过程的监控，同时实验前必须做充分的准备工作，包括预习，使自己在整个实验过程中变被动为主动[8]。二是对最终实验效果开展期末现场评估。最后，本教研组提出一个实验考核体系，该考核体系由4 部分构成，课堂讨论或回答问题占10%、实验报告占20%、课堂操作技能占30%、期末考试占40%、这样的考核体系，增加了过程性考核所占比例，能够真实反映学生在实验课堂上的学习情况。