摘 要：植物生理學(xué)是高等院校生物學(xué)領(lǐng)域重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，理論性強、基礎(chǔ)要求高、抽象難學(xué)。輔以必要的實驗教學(xué)對提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、創(chuàng)新精神和實踐能力有著理論教學(xué)不可替代的特殊作用。針對本科生的學(xué)習(xí)興趣和植物生理學(xué)的科研特點及建設(shè)研究性大學(xué)的教學(xué)目標(biāo)，本文就實驗教學(xué)中存在的問題，嘗試將教師的科研課題與學(xué)生實驗緊密結(jié)合，倡導(dǎo)研究型實驗培養(yǎng)方案的制定，以期為高校教師改善實驗教學(xué)方法提供參考。

關(guān)鍵詞：植物生理學(xué) 科研 實驗教學(xué)

中圖分類號：G64 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）08（b）-0074-02

所謂植物生理學(xué)是一門探究植物生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的學(xué)科，它不僅是農(nóng)林院校一門至關(guān)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，同時也是我校升級精品課程之一。該門課程是生物學(xué)課程體系中的部分，既是高等院校生物學(xué)領(lǐng)域重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，又是進一步學(xué)好其它專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的必要條件和基礎(chǔ)。它具有理論性強、基礎(chǔ)要求高、抽象難學(xué)等特點[1]。科研的本質(zhì)是對知識的探索，教學(xué)的目的是對知識的傳播，學(xué)習(xí)的內(nèi)涵是對知識的索取。而高校如何培養(yǎng)適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟發(fā)展所需要的具備較高專業(yè)知識素養(yǎng)和創(chuàng)新精神的人才，正成為高等教育創(chuàng)新發(fā)展研究的熱點議題之一，也是目前高校改革的主要目標(biāo)。研究型大學(xué)在美國高等教育系統(tǒng)中扮演著主導(dǎo)的角色。但是，本科教育卻是研究型大學(xué)常常忽視的問題。因此大學(xué)應(yīng)建立知識為中介的“科研—教學(xué)—學(xué)習(xí)連接體（the research-teaching-study nexus）”[2]。我們對該課程的實驗教學(xué)進行了與科研緊密結(jié)合的改革探索，并取得了一定成效。

1 植物生理學(xué)教學(xué)面臨的新問題

（1）內(nèi)容更新非?？?。

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，植物生理學(xué)在學(xué)科內(nèi)容的深度和廣度方面都發(fā)生了質(zhì)的變化，隨著新理論、新學(xué)科和新技術(shù)的逐步滲入，最初的許多觀點和方法都不斷地被更新，涌現(xiàn)了許多新概念、新方法和新成果，導(dǎo)致該課程的諸多內(nèi)容需要不斷的進行更新[3]，只有這樣，植物生理學(xué)才能最終成為一門內(nèi)容豐富、并迅速發(fā)展壯大的學(xué)科。比如，國外植物生理學(xué)教科書Plant Physiology（The fourth version，Taiz Zeiger）已經(jīng)及時更新了光合作用當(dāng)中有關(guān)光合途徑轉(zhuǎn)變部分，即C4光合可以在單個葉肉細胞中進行[4]的內(nèi)容。這說明C3和C4植物的光合特征具有極大的可塑性[5]。我們在課堂教學(xué)過程中已經(jīng)及時補充了體現(xiàn)最新科研成果的這部分內(nèi)容。

（2）課時壓縮任務(wù)重。

近年來，我國植物生理學(xué)教科書的版本漸多，加之教學(xué)計劃的調(diào)整，課程的學(xué)時數(shù)由原來90學(xué)時壓縮到80學(xué)時。目前，在植物生理學(xué)教學(xué)過程中教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式以及教學(xué)方法等還存在著一些問題。比如教學(xué)內(nèi)容比較陳舊，教學(xué)模式死板，不靈活，教學(xué)方法單一等。特別是實驗教學(xué)，課時只有32學(xué)時，且內(nèi)容以驗證性實驗為主，學(xué)生處于被動狀態(tài)，在整個實驗過程中扮演典型的“操作工”的角色，極大地影響了實驗課的教學(xué)效果。在有限的學(xué)時內(nèi)，要更加全面而深入地讓學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握本門課程的內(nèi)容，傳統(tǒng)的教學(xué)方式方法就面臨著挑戰(zhàn)。盡管探索教學(xué)改革的文章和思路也很多，但內(nèi)容大同小異，很少有人提出一套完整有效的改革措施。這種流于形式的教學(xué)改革，不能從根本上體現(xiàn)這門實踐性非常強的課程的特點和精髓，阻礙了本科生從理解到實踐的動手能力，進而影響創(chuàng)新思維培養(yǎng)，限制了緊跟國際前沿的科學(xué)創(chuàng)新能力，有可能錯失具備科研能力的后備軍。這與我們提出的培養(yǎng)創(chuàng)新人才，提高素質(zhì)教育的理念是背道而馳的，因此，本文探討了在執(zhí)行教改項目的過程中針對培養(yǎng)創(chuàng)新人才將科研要素適時加入、緊密配合植物生理學(xué)實驗教學(xué)的措施和效果。

2 實驗教學(xué)中對教學(xué)模式與教學(xué)方法的改進

實驗教學(xué)是高校教學(xué)體系的重要組成部分。實驗教學(xué)對提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、創(chuàng)新精神和實踐能力有著理論教學(xué)不可替代的特殊作用。由于植物生理學(xué)實驗教學(xué)中大多為驗證性實驗，不利于學(xué)生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此我們嘗試將教師的科研課題與學(xué)生實驗緊密結(jié)合，倡導(dǎo)研究型實驗培養(yǎng)。

（1）將科研實驗材料應(yīng)用于實驗教學(xué)。

植物光合測定最好的季節(jié)是5～7月，而下半年有植物生理學(xué)實驗課的學(xué)生不容易找到合適的光合實驗材料，時間安排上存在困難。為了讓秋季開課學(xué)生在合理的周次進入實驗，我們將正在科研工作中沙培或水培的實驗材料或人工氣候室種植的實驗材料提供給學(xué)生進行光合實驗。這樣學(xué)生既可以掌握組培技術(shù)和室內(nèi)種植，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可以與科研實驗結(jié)果作對照，相得益彰。解決了取材季節(jié)與教學(xué)時間上的矛盾，并能在規(guī)定時間內(nèi)較好地完成整個實驗。

（2）改驗證性實驗為設(shè)計和干預(yù)性實驗。

當(dāng)前，教育改革對高等院校提出了很多新的要求，就專業(yè)實驗來說，要求綜合性、設(shè)計性實驗的比例高于基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課的單元操作實驗，盡量減少驗證性實驗的比例。

在以往的植物生理學(xué)實驗中，大多數(shù)實驗均屬驗證性實驗。一般的做法是課前由實驗教師將所需實驗物品準(zhǔn)備好，課上講解實驗原理、步驟以及注意事項等，然后學(xué)生按照實驗指導(dǎo)和教師的要求按部就班地進行。它屬于一種過程性實驗，盡管對學(xué)生打下扎實基礎(chǔ)是十分必要的，但不能體現(xiàn)學(xué)生的動腦能力和自主能力，學(xué)生失去了想象和思維的空間。為培養(yǎng)學(xué)生的科研思維能力和創(chuàng)新意識，在更改實驗材料的同時，有意識地安排學(xué)生參與實驗設(shè)計和實驗準(zhǔn)備。

（3）輔以一定數(shù)量難度較大的視頻實驗。

針對植物生理學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的課程特點，充分運用現(xiàn)代信息技術(shù)廣泛收集配有動畫或視頻的實驗內(nèi)容，盡管有些實驗因設(shè)備或配備不能及或?qū)嶒瀸W(xué)時緊張實驗場地緊張而無法給本科生開設(shè)，可以通過一定數(shù)量視頻實驗的展示，特別是用視頻展示難度較大、細節(jié)過多的實驗，輔以關(guān)鍵步驟和處理的注意事項講解，形象生動，易于理解，將某些難以理解和無法想象的實驗內(nèi)容變得具體可見，真實可信，收到了很好的實驗教學(xué)效果。

（4）改實驗報告為實驗論文。

在過去的教學(xué)中，實驗項目的設(shè)置往往相對獨立，而且要求學(xué)生在固定的課時內(nèi)完成，這就造成了實驗項目之間缺乏必要的有機結(jié)合和連貫性。學(xué)生每做完一次實驗，就要將實驗結(jié)果以報告的形式寫出來，報告的統(tǒng)一格式為實驗?zāi)康?、實驗原理、方法與步驟、結(jié)果與分析，大部分內(nèi)容在實驗指導(dǎo)上基本都有，學(xué)生之間所能體現(xiàn)不同的僅有“結(jié)果與分析”一項。這樣，不利于學(xué)生寫作能力的培養(yǎng)。通過科研與教學(xué)的有機結(jié)合，把驗證性實驗變?yōu)樵O(shè)計性實驗，并思考實驗與實驗之間的銜接和連續(xù)，同時學(xué)生的實驗報告也改為實驗論文。實驗論文由教師擬定題目，并對論文的格式和要求進行指導(dǎo)性說明，要求學(xué)生自己分析，結(jié)合查閱相關(guān)文獻資料，獨立完成實驗論文。這不僅解決了學(xué)生照抄實驗內(nèi)容和抄襲實驗結(jié)果的問題，促進了學(xué)生獨立思考，而且教師也從中受益。另外，加強學(xué)生論文討論部分的權(quán)重，對于討論的寫作和思路感到迷茫的學(xué)生，通過回答實驗指導(dǎo)的思考題、回憶實驗注意事項和關(guān)鍵節(jié)點以及與其他同學(xué)的結(jié)果對比方面去充實討論內(nèi)容。

3 實驗教學(xué)改革的特色及創(chuàng)新

筆者從事光合途徑的適應(yīng)性進化研究工作十幾年，承擔(dān)國家自然科學(xué)基金等項目，從事植物生理學(xué)的教學(xué)工作七年，具備較強的科研基礎(chǔ)和理論基礎(chǔ)，同時應(yīng)用具體的教改思路，經(jīng)過探索，賦予我校植物生理學(xué)課程鮮明的教改特色和優(yōu)勢——新穎、完整、前沿。對提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力效果明顯，具有較強的可操作性和可持續(xù)性。

創(chuàng)新之處在于實驗教學(xué)中，通過自己動手進行實驗設(shè)計，學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動探索，既激發(fā)了學(xué)生的科研興趣，增強了學(xué)習(xí)的自覺性，同時又提高了自主實驗設(shè)計能力和論文寫作能力。另外解決了取材季節(jié)與教學(xué)時間上的矛盾，提高了學(xué)生實驗設(shè)計能力和科研論文寫作能力，高難度的演示實驗和動手實驗相結(jié)合，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

參考文獻

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