探讨植物生理学实验教学存在问题及对策

探讨植物生理学实验教学存在问题及对策
所谓植物生理学是一门探究植物生命现象和生命活动规律的学科，它不仅是农林院校一门至关重要的专业基础课，同时也是我校升级精品课程之一。

该门课程是生物学课程体系中的部分，既是高等院校生物学领域重要的专业基础课，又是进一步学好其它专业基础课和专业课的必要条件和基础。

它具有理论性强、基础要求高、抽象难学等特点[1]。

科研的本质是对知识的探索，教学的目的是对知识的传播，学习的内涵是对知识的索取。

而高校如何培养适应社会主义市场经济发展所需要的具备较高专业知识素养和创新精神的人才，正成为高等教育创新发展研究的热点议题之一，也是目前高校改革的主要目标。

研究型大学在美国高等教育系统中扮演着主导的角色。

但是，本科教育却是研究型大学常常忽视的问题。

因此大学应建立知识为中介的“科研—教学—学习连接体（the research-teaching-study nexus）”[2]。

我们对该课程的实验教学进行了与科研紧密结合的改革探索，并取得了一定成效。

1 植物生理学教学面临的新问题
（1）内容更新非常快。

随着科学技术的日新月异，植物生理学在学科内容的深度和广度方面都发生了质的变化，随着新理论、新学科和新技术的逐步渗入，最初的许多观点和方法都不断地被更新，涌现了许多新概念、新方法和新成果，导致该课程的诸多内容需要不断的进行更新[3]，只有这样，植物生理学才能最终成为一门内容丰富、并迅速发展壮大的学科。

比如，国外植物生理学教科书Plant Physiology（The fourth version，Taiz& Zeiger）已经及时更新了光合作用当中有关光合途径转变部分，即C4光合可以在单个叶肉细胞中进行[4]的内容。

这说明C3和C4植物的光合特征具有极大的可塑性[5]。

我们在课堂教学过程中已经及时补充了体现最新科研成果的这部分内容。

（2）课时压缩任务重。

近年来，我国植物生理学教科书的版本渐多，加之教学计划的调整，课程的学时数由原来90学时压缩到80学时。

目前，在植物生理学教学过程中教学内容、教学模式以及教学方法等还存在着一些问题。

比如教学内容比较陈旧，教学模式死板，不灵活，教学方法单一等。

特别是实验教学，课时只有32学时，且
内容以验证性实验为主，学生处于被动状态，在整个实验过程中扮演典型的“操作工”的角色，极大地影响了实验课的教学效果。

在有限的学时内，要更加全面而深入地让学生学习和掌握本门课程的内容，传统的教学方式方法就面临着挑战。

尽管探索教学改革的文章和思路也很多，但内容大同小异，很少有人提出一套完整有效的改革措施。

这种流于形式的教学改革，不能从根本上体现这门实践性非常强的课程的特点和精髓，阻碍了本科生从理解到实践的动手能力，进而影响创新思维培养，限制了紧跟国际前沿的科学创新能力，有可能错失具备科研能力的后备军。

这与我们提出的培养创新人才，提高素质教育的理念是背道而驰的，因此，本文探讨了在执行教改项目的过程中针对培养创新人才将科研要素适时加入、紧密配合植物生理学实验教学的措施和效果。

2 实验教学中对教学模式与教学方法的改进
实验教学是高校教学体系的重要组成部分。

实验教学对提高学生的综合素质，培养学生理论联系实际、创新精神和实践能力有着理论教学不可替代的特殊作用。

由于植物生理学实验教学中大多为验证性实验，不利于学生自主创新能力的培养。

因此我们尝试将教师的科研课题与学生实验紧密结合，倡导研究型实验培养。

（1）将科研实验材料应用于实验教学。

植物光合测定最好的季节是5～7月，而下半年有植物生理学实验课的学生不容易找到合适的光合实验材料，时间安排上存在困难。

为了让秋季开课学生在合理的周次进入实验，我们将正在科研工作中沙培或水培的实验材料或人工气候室种植的实验材料提供给学生进行光合实验。

这样学生既可以掌握组培技术和室内种植，提高学生的学习兴趣，又可以与科研实验结果作对照，相得益彰。

解决了取材季节与教学时间上的矛盾，并能在规定时间内较好地完成整个实验。

（2）改验证性实验为设计和干预性实验。

当前，教育改革对高等院校提出了很多新的要求，就专业实验来说，要求综合性、设计性实验的比例高于基础课和专业基础课的单元操作实验，尽量减少验证性实验的比例。

在以往的植物生理学实验中，大多数实验均属验证性实验。

一般的做法是课前由实验教师将所需实验物品准备好，课上讲解实验原理、步骤以及注意事项等，然后学生按照实验指导和教师的要求按部就班地进行。

它属于一种过程性实验，尽管对学生打下扎实基础是十分必要的，但不能体现学生的动脑能力和自主能力，
学生失去了想象和思维的空间。

为培养学生的科研思维能力和创新意识，在更改实验材料的同时，有意识地安排学生参与实验设计和实验准备。

（3）辅以一定数量难度较大的视频实验。

针对植物生理学是以实验为基础的课程特点，充分运用现代信息技术广泛收集配有动画或视频的实验内容，尽管有些实验因设备或配备不能及或实验学时紧张实验场地紧张而无法给本科生开设，可以通过一定数量视频实验的展示，特别是用视频展示难度较大、细节过多的实验，辅以关键步骤和处理的注意事项讲解，形象生动，易于理解，将某些难以理解和无法想象的实验内容变得具体可见，真实可信，收到了很好的实验教学效果。

（4）改实验报告为实验论文。

在过去的教学中，实验项目的设置往往相对独立，而且要求学生在固定的课时内完成，这就造成了实验项目之间缺乏必要的有机结合和连贯性。

学生每做完一次实验，就要将实验结果以报告的形式写出来，报告的统一格式为实验目的、实验原理、方法与步骤、结果与分析，大部分内容在实验指导上基本都有，学生之间所能体现不同的仅有“结果与分析”一项。

这样，不利于学生写作能力的培养。

通过科研与教学的有机结合，把验证性实验变为设计性实验，并思考实验与实验之间的衔接和连续，同时学生的实验报告也改为实验论文。

实验论文由教师拟定题目，并对论文的格式和要求进行指导性说明，要求学生自己分析，结合查阅相关文献资料，独立完成实验论文。

这不仅解决了学生照抄实验内容和抄袭实验结果的问题，促进了学生独立思考，而且教师也从中受益。

另外，加强学生论文讨论部分的权重，对于讨论的写作和思路感到迷茫的学生，通过回答实验指导的思考题、回忆实验注意事项和关键节点以及与其他同学的结果对比方面去充实讨论内容。

3 实验教学改革的特色及创新
笔者从事光合途径的适应性进化研究工作十几年，承担国家自然科学基金等项目，从事植物生理学的教学工作七年，具备较强的科研基础和理论基础，同时应用具体的教改思路，经过探索，赋予我校植物生理学课程鲜明的教改特色和优势——新颖、完整、前沿。

对提高教学质量、培养学生创造能力效果明显，具有较强的可操作性和可持续性。

创新之处在于实验教学中，通过自己动手进行实验设计，学生变被动学习为主动探索，既激发了学生的科研兴趣，增强了学习的自觉性，同时又提高了自主实验设计能力和论文写作能力。

另外解决了取材季节与教学时间上的矛盾，提高了学生实验设计能力和科研论文写作能力，高难度的演示实验和动手实验相结合，培养了学生分析问题和解决问题的能力。

参考文献
[1] 阮燕晔.提高农业院校植物生理学教学质量的实践途径[J].沈阳农业大学学报：社会科学版，2007（9）：400-402.
[2] 龚春梅.高校生命科学教学及时更新书本知识的必要性和技巧[J].中国科教创新导刊，2009（10）：95-97.。