植物生理学实验教学改革模式探讨

2014-01-07姜云天张秋菊顾地周李玉梅

科技视界 2014年32期

姜云天张秋菊顾地周李玉梅

（1.通化师范学院生物系，吉林通化 134002；2.吉林师范大学生态环境研究所，吉林四平136000）

高校的教学质量取决于课堂教学和实践教学两个方面，其中，实验教学是贯穿于大学生学习生活全过程的实践性教学环节，为学生提供了广阔的活动空间和思维空间［1］，成为培养学生创新意识、创新思维、创新能力的重要阵地。因此，如何培养和提高大学生创新能力和实践能力已成为高校实践教学改革亟待解决的重要课题，愈来愈引起众多学者的关注[2]。

“植物生理学实验”课程是地方高师院校为生物科学专业开设的一门专业技术实践课，该门课程不仅是理论课教学的重要补充，而且是培养学生实际操作能力、观察能力、综合分析能力和创新能力的主要途径[3]。然而，传统的实验教学方法常常是教师照本讲授，学生按照实验流程机械操作，这种教学方法和教学模式在一定程度上限制了学生学习的积极性和主动性，削弱了学生独立思考和分析问题、解决问题的能力，不利于学生综合素质和创新能力的培养。为了提高植物生理学实验课的教学效果，充分调动学生学习的积极性和主动性，植物生理学课程组成员在教学实践中分别从教学内容、教学方法、考核方式等方面进行了相关探索和改革，并取得了一定的成效。现将具体做法总结如下：

1 优化教学内容

教学内容是解决教师教什么和学生学什么的问题，而一门课程的教学内容设置是否合理，直接关系到该门课程的教学效果和教学质量。为了提高植物生理学实验课的教学效果和教学质量，进一步满足创新人才的培养需求，我们对实验内容进行了重新调整，把实验内容与教师的科研项目相结合，将以验证理论为目的的“传统实验模式”转变为以培养学生创新应用能力为目的的“创新型实验模式”。根据学科特点及任课教师自身科研能力，将36学时的实验教学内容分为三个模块，即基础验证性实验、综合性实验和设计性实验，缩减了基础验证性实验学时，增加综合性和设计性实验比例，其比例为3:3:2。由于实验内容是从教师科研中提炼出来的问题，实验教学内容具有创新性、综合性、研究性和连续性的特点，并且在实验过程中没有固定的实验步骤和方法，需要学生通过查阅资料来完成，进而为学生留有足够发展个性、开拓思维的空间，这样使学生在实验中学会发现问题、分析问题、解决问题，培养了学生主动学习能力和创新意识。具体课程设置见表1。

表1 植物生理学实验课程设置

2 改革教学方法

2.1 将预备实验中的细节融入课堂

预备实验在“植物生理学实验”课程教学中起着重要作用，通过任课教师的课前预实验不仅大大提高了课堂的教学效率，而且可以极大限度的减少实验材料与药品因实验失败所造成的不必要的浪费。笔者在按照张志良，瞿伟菁[4]主编的《植物生理学实验指导》（第三版）进行“叶绿体色素提取和分离”预备实验中就深有体会。经过多次反复的预备实验后发现整个实验过程中的每一个细节都关系到实验的成败。如材料的研磨，《植物生理学实验指导》书中对于本实验的材料研磨要求研磨成匀浆，但是在实验中发现学生对于匀浆的概念很模糊，而且学生在研磨的过程中往往应付了事，实验材料研磨几下就过滤，从而导致样品提取液的浓度偏低，结果不明显。在提取液的过滤过程中发现，将研磨后的匀浆内再加入10mL的丙酮或95%的乙醇继续研磨30s，然后将其过滤，提取的色素浓度较高；如果加入丙酮或乙醇直接过滤，则提取的色素浓度偏低。为了让学生更直观的观察、掌握实验细节，在材料研磨、过滤步骤中将学生分成两组，一组让学生任意操作，另一组严格限定研磨时间和过滤方法，即材料研磨的时间要求男生不间断的快速研磨3min，女生不间断的快速研磨5min；提取液的过滤则一组加入试剂后直接过滤，另一组加入试剂后继续研磨再过滤，最终让学生对两组实验结果进行比较分析，找出差异、阐明原因。此种教学方法既有利于培养学生独立思考，善于观察、分析问题的能力，也使学生深刻体会到在未来工作中细节是决定成败的重要因素。

2.2 组织部分学生参与教师的预备实验

为了充分调动学生的学习主动性，培养学生的学习兴趣。根据所授课程班级学生人数和计划学时数，将班级学生分成几个小组，在教师进行预备实验时，每班抽3-5个学生参与教师预备实验，并且要求每次参与的学生轮换，确保每位学生都有锻炼的机会。在预备实验中重点引导学生对实验方法、实验目的、实验步骤等进行思考，注重培养学生的独立思考能力，鼓励学生提出自己的想法和创新的观点，改进和完善实验方法。

在整个预备实验过程中，任课教师只是起到一个“导”的作用，参与预实验的小组从仪器设备的准备、实验药品的配制到整个实验过程的操作，均在教师的指导下独立完成，这样不仅拉近了学生与教师之间交流的距离，可以随时回答学生提出的疑问，而且使教师能够在预备实验中直接观察到学生实际操作过程中存在的问题，在正式授课时可以重点关注，大大提高了教学效率和教学质量。同时学生在参与预备实验的过程中，发挥了同学之间相互交流与合作意识，这也为大学生在就业工作中如何学会与人为善，团队协作打下坚实基础。

2.3 鼓励学生参与科学研究

高师院校生物专业的学生，将来的就业一般走向教师岗位从教或者从事科学研究工作。无论从事何种职业，都会面临着一个共性问题，那就是涉及实验的实际动手和科学研究，这些能力的具备离不开平时知识的积累和实践。

为了提高学生从事科学研究和实际动手能力，我们鼓励学生以大学生科研创新项目或者直接参与教师科研等形式，独立地或者在教师的指导下进行科学研究。例如，植物的逆境生理实验，就结合教师的科研项目“有关园林花卉植物的耐盐性研究”中的一部分展开，让学生自主选择花卉品种，研究不同盐碱胁迫下种子萌发的特性，从药品配制到整个实验过程的观察、记录、统计均由学生独立来完成，这样让学生参与到科学研究工作中，可以让学生在实验中去发现问题，带着问题去学习，这种教学模式不仅提高了学生的理论课教学效果，更重要的是培养了学生理论联系实际的工作作风、严谨的科学态度，以及实际动手能力、观察能力和团队合作能力，促进学生创造性思维的形成。

3 改革传统的考核方式

传统的植物生理学实验考核方式与理论部分相同，即在期末时出一套与实验相关的试题，成绩完全由这套试题来决定[5]，这样往往使学生重理论轻实践，出现考前“死记硬背”，考后“一无所获”的现象。这种考核方式不仅不利于学生实践能力的培养，更无法满足“新课改”背景下的人才培养模式的需求。

为了加强学生实际动手能力，提高学生实践操作技能，我们改变了以期末“一张试卷定成绩”的传统的考核模式，采取“多元化”综合评定的考核模式。具体做法如下：将实验考核成绩分为四部分，其中理论原理占10%，这部分内容包括实验原理、方法、步骤等，主要采取口试的方式，由任课教师将考核内容做成题签，现场由学生随机抽取题签口述；实验操作占40%，这部分内容主要包括常规仪器的使用和药品的配制等，如电子天平的调平、分光光度计的调零等。主要采取现场抽签操作的方式，学生根据自己抽到的实验内容现场操作，任课教师现场评分；平时成绩占 45%，这部分主要包括参与教师的预备实验、平时上课的实验操作规范程度、撰写实验报告的质量、撰写设计性实验小论文等的综合成绩；出勤占总成绩的5%。这种考核模式公平公正公开，不仅提高了学生的实际动手能力，而且培养了学生独立思考、团结协作能力，避免了学生应付实验，作弊、造假，抄袭的现象。