生态专业植物生理学实验课教学改革的一些做法和体会*

贾国梅 陈芳清 张丽萍 陈 菽

三峡大学 湖北宜昌 443002

生态专业植物生理学实验课教学改革的一些做法和体会*

贾国梅 陈芳清 张丽萍 陈 菽

三峡大学 湖北宜昌 443002

植物生理学是生态学专业的一门重要的必修课。尝试植物生理学实验课的改革对于提高植物生理学教学具有重要意义。本文简述了我校目前生态专业植物生理学实验课教学改革的一些做法，总结了改革后植物生理学实验课的经验。

植物生理学；实验课；教学改革；体会

生态学是一门发展十分迅速的学科，它着重研究生物与环境之间的各种关系，特别是生态系统在人类活动干预下的各种运行机制及变化规律。现代生态学注重解决全球面临的生态环境重大问题和社会经济发展中的众多生态问题。在我国建设生态文明，走向可持续发展的今天，生态学正发挥着越来越重要的作用。生态学的人才培养和科学研究越来越受到很多相关部门的重视。近年来我国数十所高校陆续设立了生态学本科专业，以求为社会输送合格的生态学人才及其相关领域后备力量，进一步满足社会需求。培养具有理论基础扎实、动手能力强、能够进行创新性思维的生态专业人才，对于推动生态文明社会的建设具有十分重要的意义。实验教学是学生理论与实际相结合的桥梁，是培养学生动手能力的起点、也是培育学生创新思维的摇篮。开展生态学专业各门专业课程实验教学的改革，对于培养学生的实验能力和创新能力显得极为迫切。本文以植物生理学的实验教学改革为例证，对此进行了探讨。

一、合理构建专业课程实验教学知识体系，满足人才培养要求

三峡大学生态学专业包含生态园林和生态环境两个培养模块,植物生理学课程为该专业的主干课程,总共64学时,其中实验课24学时,占整个植物生理学总学时的37.5%。为了培养园林规划、设计、环境改善和保护等方面的人才,植物生理学实验教学注重培养学生实践操作能力与独立动手操作等方面的能力和技能,其培养目标是使学生熟悉植物生理学的基本实验方法,并在科学态度、实验技能技巧、独立工作能力方面获得初步的训练,能初步运用所学的基本知识和基本原理,解决生产实际中有关园林和生态环境的一般问题。

该课程的教学重点和核心知识为水分代谢、光合作用、呼吸作用以及环境生理等内容。围绕教学重点,结合我校生态专业的特色,植物生理学课程的主要实验内容为：植物组织水势的测定；叶绿素含量的测定；光合速率的测定；呼吸速率的测定；可溶性总糖的测定以及丙二醛含量的测定。实验内容知识体系见表1。

表1 植物生理学实验项目

二、强化基础操作能力训练，提高实验技能

植物生理学是一门以实验为基础的学科，实践性很强。实验教学，是加深学生对所学理论知识的理解和运用的一个重要环节，更重要的是能够培养学生实验操作能力、观察、发现问题能力与分析解决问题能力、数据分析处理能力、严谨的学风和创新能力，可进一步提高植物生理学教学质量，从而为今后的生态学相关研究奠定坚实基础。为此，我们花了大量的精力来进行实验课教学的组织和指导。

为了搞好实验教学，我们及时地从国内外科技刊物和植物生物、生化以及有关实验教材中筛选了与科学研究中紧密相关的实验方法应用到实践当中，这样做既注意到植物生理学所应具备的自身特点和系统性，又尽量体现实用性和先进性。

我们认为：实验不在多，而在于精，在于养成一种科学实验的良好习惯，所以我们注重强化基础操作能力的训练。例如，在“叶绿素a、b含量测定”和“可溶性糖含量测定”过程中，由于样品量和提取效果有可能不同，稀释倍数也会存在差异，这样学生可以在充足的时间内通过反复实验，自行摸索条件，因而可取得更好的实验结果。所以我们并没有安排大量的实验，而是以引导为主，让学生理解做每一个实验的整个操作过程和意义，让学生仔细观察每一个操作过程，注意实验的准确性，培养学生良好的实验操作过程，而不是为了完成任务而做实验。

三、全面规范实验过程，培养严谨的科研习惯

1.让学生从试管容器的清洗到标准溶液的配制以及整个实验步骤都亲手操作

实验本身不仅仅是一个简单的操作过程，而是需要进行创作思维的过程。为此我们要求学生在动手做实验之前提炼出问题，带着问题做实验，之后用实验结果对自己的问题进行求证。只有这样进行实验结果的分析和讨论才是有意义的。

2.经常性做重复实验

不同的人操作和把握的尺度不同，实验误差有可能很大。但是同一个人同时进行重复实验，就会发现实验误差存在的原因，就会在今后的实验中注意实验的细节，使实验结果更为精确。

3.做对照实验

有些实验是与生态环境的变化紧密相关的，如果没有对照，就不知道环境因素和具体的生理指标是否发生相应的变化。比如我们在进行丙二醛含量的测定时，就设了两个处理，一个是水分干旱胁迫，一个是正常浇水的对照。通过对比实验，学生发现水分胁迫的植物叶片的丙二醛含量比对照高，这就说明水分胁迫确实提高了有毒物质丙二醛含量。这样一来，使学生既掌握了测定丙二醛含量的实验方法，也加深了丙二醛物质测定的意义，更为重要的是大大激发了思维的活跃性，掌握了科学的思维方法，激发了学生主动要求参与实验的积极性。

4.指导学生写好实验报告

(1)实验目的要简单明了地写出来,不需要抄书。

(2)实验材料是什么？为什么？需要心中有数。

(3)实验原理简明扼要，要求学生要把很多的实验原理做以归纳。

(4)方法步骤都要进行归纳。

(5)原始数据要在实验报告中呈现，数据要有明确的计算，且至少需要两个以上的重复，然后进行统计分析，最后结果要求用图表来表示。掌握一个原则：能做表，一定不用文字表示，能做图，一定不用表表示，尽量做到简单明了，一目了然。

(6)实验结果的分析讨论。实验结果分析是实验课堂教学的关键环节，在植物生理实验中，很多实验方法和手段都存在各种各样的误差，影响了实验的最终结论。因此分析重复性好坏，好在哪里，不好在那里？是偶然因素造成的，还是自己在操作过程中的失误造成的，通过这样的分析，引导学生对可能影响实验的各种误差进行细致的分析，对于培养学生缜密的科研思维，提高分析解决问题的能力具有重要意义，使学生真正掌握实验操作和学会科学实验的严谨态度。

四、精心设计实验内容，培养观察分析能力

综合考虑植物生理学学科特色和生态专业特色，搞好实验内容的设计。植物生理学实验内容既有基础性的、验证性的，也有综合性的，还有综合设计性的。综合性实验是在基础实验的基础上，打破学科界限，运用多学科的理论和实验技术手段，培养学生综合运用知识和各种实验技能及综合分析问题、解决问题的能力。

搞好实验设计是实验教学的关键部分，尤其是如何设计才能够有效培养学生观察分析问题的能力，更是实验教学的重中之重。所以教师要做好充分的备课。在进行实验之前的讲解时，教师不要把所有的东西和操作过程中可能出现的一切现象都告诉学生。仅重点讲解实验原理，扼要提示一些关键实验操作步骤就可以了，然后要放手让学生自己独立理解和操作，以求在实践中发现和解决问题，调动学生的积极性，培养他们分析解决问题的能力。

比如在用半叶法测定光和速率的时候，一半叶要进行光合作用，而另一半叶不能进行光合作用，那么这个半叶应该放到哪里比较适合，学生自己设计，然后观察实验结果的差异，分析差异的原因。这样理论和实验一联系起来，学生的兴趣也就调动起来了，对实验操作充满了设想，对自己设计的实验结果也充满了兴趣。再比如测定呼吸速率的时候，打开广口瓶时，要求嘴远离广口瓶，那么对着或者远离广口瓶的差异是否很大，学生都可以自己尝试，以加深理解实验操作步骤。除此之外，教师在每一个实验开始之前，预先提出一些有启发性和探索性的问题，指导学生自觉查找资料和认真思考。教师还应当由始至终关注整个实验过程,解答学生实验课堂上的提问,及时发现并纠正学生不规范的操作，培养正确的操作习惯。

五、积极引导科技创新，培育创新意识和能力

鼓励学生积极参加科技创新，把所学的植物生理学知识和实验方法与科学研究真正结合起来。结合学科特点进行科研能力的培养，是对跨世纪人才具有参与可持续发展能力的迫切要求，也是摆在生态学专业的植物生理学教师面前亟待解决的现实问题。三峡大学的生态学专业是湖北省生态学重点学科，虽然办学历史较短，但是前期研究工作较多。消落带植物的遴选、濒危植物的保护、药用植物的开发以及水体污染治理一直是我校生态学研究的热点。消落带植物对淹水和干旱的不断适应引起生理生态响应的研究、濒危植物和药用植物生理生态的研究以及水体污染治理研究等都是学生每年参加科技创新的课题。由于科技创新的开展，学生学习热情高涨，选题、设计、操作、结果讨论都以学生为主体，使得独立工作、实验操作、分析问题和解决问题的能力得以提高，科研气氛更加浓厚，每年参加科技创新的学生人数逐步增加。

六、结束语

总之，虽然我们在植物生理学实验教学中进行了一些改革，但是目前还是存在一定的问题和不足，需要我们在今后的教学改革中加以改进，比如有些实验，我们还是沿用最原始的方法测定，如水势用小液滴法测定，这种方法最容易受到实验操作的限制，如果我们能改用最原始的方法和先进的方法结合起来对比测定，也许对学生的理解更有帮助；还有光合速率的测定，我们采用的是改良半叶法，这个方法如果韧皮部处理不好，干物质的积累就会运输到别的部位，影响结果的精确性，如果我们在用改良半叶法测定光合速率的同时也用最先进的仪器光合仪测定，这样就更能激发学生实验的兴趣，而且会使学生了解先进的科学仪器，为以后的科学实验打下良好的实验基础。

[1]陶懿伟，史益敏，姚雷，等．植物生理学实验教学改革探索[J]．实验室研究与探索，2004，23(7)：72～74

[2]张志良，瞿伟菁．植物生理学实验指导（3版）[M].北京：高等教育出版社，2002

[3]朱东兴,郁达,沈宗根,等.浅析植物生理实验准备环节对学生素质的培养[J].植物生理学通讯,2009,45(4):403～404

Personal understanding of plant physiology teaching reform for ecological majors

Jia Guomei, Chen Fangqing, Zhang Liping, Chen Shu
Three gorges university, Yichang, 443002,China

This paper elaborates some tries in teaching plant physiology experiment teaching for ecological majors and then summarizes the personal understanding.

plant physiology; experiment teaching; teaching reform; personal understanding

book=90,ebook=353

2009-11-17

贾国梅，博士，副教授。陈芳清，博士，教授，化学与生命科学学院院长。张丽萍，本科，副教授，生物系主任。陈菽，本科，实验员。

*本文系三峡大学新世纪教育教学改革工程项目(G200708)。