以校园植物为选材的植物学教学方法改革与实践

邱爱军 张玲 黄文娟 杨赵平 李志军

植物学是一门实践性很强的学科,也是高等院校的农学、植保、园艺、资源与环境、林学、生物科学和生物技术等专业必修的一门专业基础课,要想在有限的课时安排内完成教学大纲的要求,就要更大程度的激发学生的学习兴趣,提高植物学的教学效果。校园植物是学生最熟悉的植物种类,也是学生最易于观察和学习的植物材料,可通过学生自己采集、观察大量的新鲜植物,加强学生直观的感性认识,通过教师的分析、归纳和总结,理解和掌握植物学的有关理论知识,尤其是对分类部分的学习有较大帮助,可牢固掌握常见科的特征。在多年的教学和实习过程中,我们不断对校园植物进行系统的调查和整理,现已鉴定的校园植物 74科 284种,其中有蕨类植物 1科 3种,裸子植物 2科 5种,被子植物71科 276种,其中乔木 61种、灌木 30种和草本 185种。因此,充分利用校园植物,结合教学内容进行植物学课程教学方法改进,是提高植物学课程教学效果的一种有效可行的途径。

1 利用校园植物探索实践以学生自主学习为主的参与式教学方法

理论教学内容包括植物形态解剖和植物系统分类两大部分。植物形态解剖部分一个重要部分就是介绍植物体的营养器官(根、茎、叶)和生殖器官(花、果实和种子)的形态特征。在学生课堂学习的过程中,主要靠教材和课件的内容来进行学习。尽管教学课件中显示了较丰富的植物形态图片,但是想要达到让学生对植物各器官形态特征有全面深入理解的教学目的,还是有一定的局限性,最主要的是学生缺乏对植物形态特征系统的感性认识和实践体验。为了弥补理论教学环节上的不足,我们充分利用校园植物的多样性、便利性和时效性,结合不同的教学内容,在理论教学环节中增加学生实地观察新鲜植物、增强感性认识的实践环节,探索实践了教师引导为辅、学生自主学习与合作性学习相结合的参与式教学方法,达到了良好的教学效果。如教师在讲授“植物叶的形态结构功能”这一章之前,给学生布置采集不同类型叶片的小作业,让学生自己分组,以 4-5人为小组单位,采集多种不同类型的植物叶片,进行现场拍摄、压制的实践活动。小组成员一起就采集的叶片进行形态特征和类型的分析、讨论,归纳总结后的知识点形成幻灯片提纲进行汇报。该实践阶段完成后,在开始讲解叶的形态特征时,利用课前 5-10分钟的时间,各小组分别汇报本小组实践活动的收获,展示小组对收集材料的分析、形态图片和压制的单叶标本。教师对各组的制作的单叶标本和汇报内容分别点评,指出其优点和不足。这种教学方法能充分调动每位学生的学习积极性,在以组为单位的自主学习、分工协作实践的过程中,能够最大限度地发挥学生自主能动性和自主创新性,增强实践动手能力和组员间的团结协作精神。

2 利用校园植物探索实践启发式和参与式相结合的教学方法

不同的教学内容应该与不同的教学方法和不同的教学手段有机结合,才能够达到最有效的教学效果。启发式教学是教学方法中一种有效的教学方法,它能够调动学生积极主动思考,与教师的教学活动形成有效的互动。针对教学内容的特点,我们从教师引导为主学生参与教学环节为辅的角度出发,设计了在启发式教学方法的基础之上有机结合学生参与教学环节的教学方案。如上“植物茎的形态结构功能”这一章时,将校园作为课堂,带学生实地观察校园各种植物。首先由教师以典型植物为代表讲解茎的分枝方式,如新疆杨是单轴分枝,苹果 、梨是合轴分枝,石竹是假二叉分枝等代表性植物;其次分小组让学生去观察其他植物,并根据学过的知识点对所观察植物茎的分枝方式作出分类和判断。这种教学方法和教学过程,会让学生不断碰到新问题,如非典型的分枝方式或介于两种类型之间的分枝方式学生难以做出判断,通过教师对难点的再一次讲解和分析,学生能够学会如何通过知识解决问题。该种启发式和参与式相结合的教学方法,可提高学生的学习兴趣,加深对知识点的理解和掌握,对培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力起着非常重要的作用。

3 利用校园植物探索实践以学生自我训练为主的实践教学方法

植物学实验教学是植物学课程学习的的重要环节,通过实验教学能使学生熟悉基本实验操作技能,培养学生观察问题、分析问题与解决问题的能力,自己动手进行科学实验的能力。在组织实验教学时,为学生提供创新能力培养的条件,学生从查阅资料—制订实验方案—实施实验过程—记录实验结果—分析整理实验数据,到撰写实验报告的整个实验活动的实施主体是学生,充分培养学生独立分析问题、解决问题的能力和综合表达能力,教师仅仅是组织者、指导者与监督者。

3.1 以学生自我训练为主的实践教学方法在综合性实验中的实践应用

3.1.1 以野外资源调查为主要内容的综合性实验,其目的是让学生了解植物物种的多样性和植物资源的丰富性,需要学生掌握校园园林绿化植物和常见植物的的名称、特征、分布、观赏价值等。在做综合性实验课前,由教师提出实验目的和要求,然后由学生自己完成从查阅资料—制订实验方案—实施实验过程—记录实验结果—分析整理实验数据,到撰写实验调查报告的整个实验活动的实施。通过对调查资料的收集、整理、分析、归纳,作出书面研究报告,培养学生的行文与表达能力;通过对实际案例的深入研究和讨论,培养学生分析问题和解决问题的能力。

3.1.2 以植物检索表的编制和使用为内容的综合性实验。教师使用以学生自我训练为主的实践教学方法,引导学生自主完成查阅资料确定校园及其周边常见植物的类型——确定一个大科为实验材料——制订实验方案——实验材料采集——对采集到科的代表植物进行特征分析和归纳整理(对其中种名不确定的植物通过使用植物分种检索表来检索、确定其种名)——编制等距检索表——撰写实验报告的全过程。其目的是训练学生在实践中逐渐掌握正确的植物实验材料的采集方法,理解和掌握正确的植物解剖结构和分类的形态术语,达到培养学生提高自我观察能力和解决问题能力的目的。

3.1.3 以校园及其周边植物为对象,开展植物信息的收集、植物标本采集、制作和鉴定为主要内容的野外教学实习。其目的是提高学生的实践动手能力和理论知识的提升。其训练过程是,让学生利用课堂、实验课程上学到的理论和实验方法、实验技能运用到教学实习中。学生自行分组、自行管理、分工协作,自主完成植物信息的收集、植物标本的采集、植物标本的压制、植物标本的制作和鉴定、实习报告的撰写等环节。通过植物学教学实习,使学生能够正确的掌握确定植物种的科学系统方法,尤其是学会在植物种的鉴定过程中,先观察新鲜植物的形态特征,学会从性状、营养器官到生殖器官这样的顺序描述植物,再使用植物检索表来鉴定出植物的种名。这种以学生自我训练为主的实践教学方法,在调动学生积极性、培养学生自主学习、创新性学习和合作性学习以及提升实践能力方面都起到非常好的教学效果。

3.2 以学生自我训练为主的实践教学方法在课外实践活动中的实践运用

3.2.1 以制作植物组织切片为内容的科研训练,其目的是让学生掌握植物组织切片制作技术,通过解剖学的方法比较认识校园内各种植物形态差异下的结构差异。首先由教师从理论上讲解石蜡切片制作的方法和原理,然后由学生自行设计实施从实验材料的选择(选择校园植物合适的根、茎或叶等器官)——取材——石蜡切片制作——组织切片的观察——结果比较分析的全过程。这种方法激发了学生学习植物学的热情,从内容上体现了科研的全过程,从过程上体现了实验技术的系统性,增强学生动手能力、科研创新能力和理论联系实际解决问题的能力,对培养学生的科研探索精神也具有重要作用。3.2.2 以制作微型植物标本为内容的兴趣活动。在教师指导下,学生根据自己的兴趣爱好,在课余时间采集花和叶片,制作贴花标本(主要展示花序、花的形态、颜色、类型的多样性,也可搭配叶片和果实,增强其观赏性)和叶片标本(主要展示叶片的形态、类型的差异)。实践效果超乎教师的想象,这种在第二课堂探索实践以学生自我训练为主的实践教学方法,不仅强化学生认识了花和叶的形态多样性、花和叶的形态组成特点,而且还提升了学生对同一科、属植物花和叶形态特征上的共同点进行理论归纳总结的能力;学生不仅能制作出精美的单花、单叶标本,而且还能够制作出不同花、叶有机组合的艺术标本,极大地激发学生自主学习植物学课程的兴趣,挖掘了学生想象力和自主创新的潜力。在课余时间开展的课外教学活动,作为课堂教学的一个有益补充补,收到了预期的教学效果。

校园植物不仅美化了校园,净化了空气,陶冶师生的情操,又为植物学的教学和实践活动提供了新鲜、丰富的教材。通过上述几种教学方法的探索实践,推进了教学方法、教学手段和教学内容为一体的改革,提高了培养学生认知能力、动手能力、实验设计能力等教学环节的教学效果,培养了学生进行科学研究的基本素质,严谨的科学态度和工作作风,为学生将来从事教学、科研工作奠定一定的基础。

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