植物学与植物生理学实验教学资源的整合与实验教学内容和方法的研究

植物学与植物生理学实验教学资源的整合与实验教学内容和方法的研究张友民1 张治安1 曲同宝1 姚方杰1 王豫1（1. 吉林农业大学园艺学院吉林长春130118；2.吉林农业大学农学院吉林长春130118）摘要：植物学是农业院校的实验性较强的专业基础课。

本研究通过植物学和植物生理学实验资源的整合，教学内容采取“前拖后延”及“立体式”的教学模式，拓展了学生的实验技能，培养了学生融合知识和更新知识的能力，提高了实验教学质量和实验资源的利用率。

关键词：实验教学；资源整合；实验教学改革植物学课程是农业院校园艺、园林、植物保护、农学、应用化学等专业的专业基础课程，与植物生理学课程的开设同步进行。

作为生命科学的分支学科，植物学是研究植物的形态构造、生理机能、生长发育规律、植物与环境的相互关系以及植物的分布规律、植物的演化与分类和植物资源利用的一门科学。

其课程特点要求学生既要有坚实的专业基础理论知识，又要掌握基本基本的实验技能。

其教学质量的提高不仅体现在学生对专业基础理论知识的理解和掌握上，而且也要求学生能够运用所学知识独立进行实验技能操作和综合实验设计。

通过植物实验室和植物生理实验之间实验资源的整合，探索植物学和植物生理学基础课程实验教学内容和方法的改革，从而充分提高实验资源的利用率，培养学生拓展知识、融合知识和更新知识能力。

本课题组教师通过两年的植物学和植物生理学理论教学和实验教学内容和方法的探索和研究，通过实验资源整合、实验教学大纲和内容的修订和更新及制作实验教学课件，极大地提高了实验教学水平和学生的我整体素质，增强了学生的时间能力，为后续专业课程的学习奠定了基础。

1建设一支科学合理的师资队伍是实验学改革的保证建设一支优秀的教师队伍是教学改革取得成就的关键。

目前植物学课程组共教师6人，实验师2人。

所有教师均承担全校本科学生植物学理论课、实验课和植物学教学实习任务。

1.1师资队伍强，年龄结构合理50岁以上教师2人占25%，40~50岁教师3人占37.5%,40岁以下教师3人占37.5%；教授都在第一线授课和指导本科生实验。

是一支有经验且年富有力强的教学队伍。

1.2学历层次高具有硕士学位6人，其中具有博士学位3人；在读博士1人，今年7月份所有授课教师都将获得博士学位。

有1人出国深造过，1人在北京大学做访问学者。

1人在博士后流动站进行博士后科研课题研究。

1人在职攻读博士学位。

1.3学缘结构合理主讲教师中2人毕业于东北师范大学；1人毕业于兰州大学；2人毕业于吉林师范大学；3人毕业于吉林农业大学。

授课教师合理的知识结构为实验教学改革提供了有利条件。

1.4职业结构合理，业务素质好主讲教师6人中，教授占33.3%，副教授占33.3%，讲师占33.3%。

其中2人为省内知名专家，中国植物学会理事，吉林省植物学副理事长和副秘书长，1人为吉林省植物学会理事。

实验教师2人均为高级实验师，能有效地进行实验室的资源管理和整合，未开展培养学生动手能力的设计性实验和综合性实验提供各种准备工作，且能同教师共同探讨优化实验教学的方案。

2改革实验教学体系，整合实验教学内容植物学是生物科学的基础课程，也是一门实践性较强的课程。

通过本门课程的学习，要求学生掌握植物学实验的基本原理、基础知识，以及研究植物的一些基本方法和基本技能，并运用它们去研究植物个体发育中器官的形态建设与结构；学习植物学系统发育过程中植物界各大类群的主要形态特征、代表植物，以及在植物界中的地位及演化规律；巩固和加深“植物学”课程所学的理论。

而植物生理学是研究植物不同组织、器官的生理功能和生命活动规律，揭示生命现象本质的科学。

植物学是植物生理学的基础，植物生理学是植物学的延伸，二者密不可分，通过课程的衔接和实验内容的融合，使学生能够系统了解织物结构与功能的统一，掌握学科之间的关联性和连续性，从而达到提高学生素质，培养学生动手能力、严谨的科学态度与实事求是的作风的目的，是学生对植物的生长发育和结构、植物界的演化、植物结构与功能、植物与环境的关系和规律有初步的认识。

2.1建立新的实验教学体系，整合与改革实验教学内容植物基础科学实验示范中心的建立，使实验教学设备和教学效果有了明显提高。

但是实验教学体系、内容等有待于进一步深化改革，以适应教育部发布的“全面推进素质教育，以培养学生创新精神和实践能力为重点”的教育精神和“加强基础、淡化专业、拓宽知识面、注重实践”的教学指导思想，适应21世纪实验教学和植物实验示范中心的特点、要求。

特别是植物实验课使用显微镜观察植物的显微结构，因几乎所有实验要在显微镜下操作，重复操作次数过多，是学生失去了植物实验学习的兴趣和积极性；实验教学内容除第一个实验介绍显微镜的结构与使用方法为操作性实验外，其他全为验证性实验，缺少综合性、设计性和创新性实验课，实验属性结构的比例不合理；学生实验时缺乏自主性，对实验课兴趣不高，不能很好地培养学生的实际操作能力，发挥实验教学的作用。

针对上述弊端，我们根据面向21世纪植物学课程体系和教学内容改革的研究成果，重新修订了《植物学实验教学指导》和《植物实习指导》，调整了大部分实验课的性质和内容，并且与东北农业大学共同主编出版了《植物学》全国统编教材和植物学辅导教材。

同时，根据实验条件，在学生已掌握本节课的实验内容和基本实验技能的基础上，在教师指导下，对未知植物结构材料实施实验鉴定，最后根据实验结果按照所发的试卷完成实验内容。

通过在园林、应化、植保等专业的实践，学生上实验课的积极性有了大幅度的提高，进一步培养了学生验证了或解决植物个体形态结构的实际问题的能力，培养学生的动手能力，分析解决问题的能力和创新意识及能力。

2.2整合实验资源，提高实验室利用效率为了培养学生的实验技能和创新能力，我们对植物实验室现有教学实验仪器和科研仪器进行了调整，并与植物生理实验室实验资源进行了整合，专为本科和研究生开设了研究型实验室，为学生全天开放。

学生可以根据植物学和植物生理学所学内容，结合本专业的特点和植物的生长发育规律，在研究型实验室在教师的指导下进行实验设计和操作。

同时，通过将科研机制引入实验课教学和参与式实验模式，极大的提高学生实验动手能力，并培养了学生的科研思维能力和素质。

结合任课教师的科研项目和研究生的学位论文，让学生在课余时间进入到实验室进行实验技能锻炼。

实验室的开放极大地激发了学生的兴趣和创造性。

同时横向联合植物生理实验室、蔬菜栽培实验室，共同指导学生进行植物生长发育与植物生理的综合实验设计，使学生了解学科之间的联系性、相关性和系统性。

从而充分提高实验资源的利用率，培养学生拓展知识、融合知识和更新知识的能力。

两年的实践，已有9名同学在研究型实验室独立进行了实验设计研究，为毕业论文的设计奠定了坚实的基础。

3改革实验教学方法和手段，提高实验课教学效果实验教学是高校教学体系的一个重要组成部分，是实施素质教育的重要手段，也是培养学生创新能力的有效途径。

植物基础科学实验中心的建成，是实验室仪器设备等有了根本性改善，实验室其他硬件也有了极大的好转，为了充分利用好实验课的时间，在教学过程中联系当前农业可持续发展的要求，改变传统的教学方式，变传统的教学为研究探索型教学，变被动接受为主动吸收，从常规教学到创新培养，激发学生的学习兴趣。

采取设疑或启发的方法，在说明原理时可采用提问的方式与学生进行互动，在讲解实验操作时只需强调注意事项该出现的现象或结果设为疑问，多给学生一些独立思考的时间和空间，让学生在了解实验目的和原理的前提下带着问题去做实验。

在教学方法上，根据不同的实验教学内容，采用“讲解法”、“直观教学法”、“图表法”、“启发式”、“探究式”等灵活多样的教学方法。

通过课题组教师2年的实验教学研究，跟据植物学课程的特点，逐步摸索出了一套“立体式”实验教学模式，极大地激发了学生对植物学实验学习的兴趣和实验的观察能力及操作能力，提高了实验教学质量。

3.1以制作多媒体课件为突破口，促进实验教学手段全面教学质量植物基础科学实验教学中心建立了我校第一批多媒体实验室。

实验课演示实验内容时，由于植物切片新旧不一，染色程度不同，导致它的成像质量相对较差，教学效果不够理想，增加了学生完成实验报告的难度。

为了提高实验教学质量，我们新购进了500片植物营养器官和生殖器官永久切片，并选择镜下清晰植物显微照片，利用显微技术拍成数码照片，建立植物图片库：利用因特网和数码相机，收集了大量的真实清晰植物显微照片、植物生境及植物茎、叶、花果的数码照片几千张，为制作图文并茂的CAI课件提供有力的资料，有助于学生对植物体结构的理解和特征的掌握加深印象，也大大的提高了学生学习植物学知识的兴趣和效率。

制作植物学实验课件，应用到植物学实验教学中。

彻底放弃那种采用每节课教师都用切片进行的演示教学方式。

这样既提高了实验教学质量，又减少了学生显微镜下观察时的难度，激发了同学们动手操作的热情，从而使教学质量得到提高。

3.2 微观和宏观相结合的手段根据不同的实验内容，如在观察植物的根、茎、叶、厥原叶等器官的实验中，我们既准备了各种宏观标本和教学模具，还有相应的永久切片，二者有机地结合起来，是实验内容显得更加直观直观、形象、生动，培养了学生们对实验课的兴趣，使同学们不但对现实生活中常见的植物的根、茎、叶等器官外部形态和内部解剖结构有了更深的认识，而且对于其显微镜构造也有了进一步掌握，不仅仅只局限在植物会图上，提高了实验教学质量。

3.3 离体实验和活体观察相结合的实验教学植物学实验内容除了显微镜下观察了解植物的解剖结构外，还需识别和鉴定长春地区常见野生植物。

我们根据植物生长季节的不同，将植物分类学实验选在自然界中，将学生带到生机盎然的大自然界中，这样一个个鲜活的植物实验材料展现在学生面前，让学生领略到生物形态的多样性，生境的多样性，极大地增加了学生感性认识。

同时，根据植物的发育规律及物候现象，植物结构与环境的关系，植物之间、植物与其他生物之间的关系，植物之间、植物与其他生物之间的关系，让学生及早触及专业问题，激发学生的求知欲和探索生命神秘现象的好奇心，使学生的思维和视野立刻开阔起来，不在局限于僵死的标本、生硬的教具和显微镜下眼花缭乱的植物组织结构。

这样，一节简单地由教师讲解、学生观察的实验课变成学生自己观察、记录、提问，教师回答讲解的以参与式教学为主的互动理论教学模式，实验内容更加灵活、生动、宽泛。

3.4 植物学实验和植物生理学实验协同进行植物学和植物生理学作为生物学的基础学科，与其他学科密切相关。

教师在教授过程中与其他学科应相互渗透，不断引入国际先进的研究成果，保证与国际最新研究的接轨。

在实验教学过程中，二学科任课教师之间相互交流，根据实验教学进度和教学内容进行适当调整，将实验教学进度和教学内容进行适当调整，将植物实验和植物实验协同进行，使学生进一步理解学科之间的系统性和联系性，进一步了解植物结构和功能的统一。