项目驱动在植物生理学实验教学改革中的运用

陈德碧 朱建勇

摘 要：为培养具有创新精神的应用型人才，该文针对目前植物生理学实验教学中存在的问题，引入项目驱动，分析了项目驱动的意义。结合植物生理学实验项目設计、组织管理、实施过程及项目评价，明确指出在植物生理学实验教学中，项目驱动对转变学生的学习方式及开发学生创造力发挥重要的作用。

关键词：项目驱动；植物生理学实验；教学改革

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）03-04-0113-3

Abstract：In order to cultivate applied talents with innovative spirit， this paper introduces project-driven and analyzes the significance of project-driven in view of the current problems in plant physiology experimental teaching. In combination with plant physiology experimental project design， organization and management， implementation process and project evaluation， it is clearly pointed out that the project-driven plays an important role in changing students' learning styles and developing students' creativityin plant physiology experimental teaching.

Key words：Project-driven；Plant physiology experiment；Teaching reform

1 引言

植物生理学实验课程是生物科学、生物技术及各农学专业的一门专业技术课程，已从附属于理论课中独立出来成为一门单独的实验课程，在培养学生独立动手能力、创新思维、分析问题及解决问题的能力等方面起着非常重要的作用[1，3]。但长期以来，该门课程的教学偏向于验证理论知识和学习实验技术，忽视了学生的创新能力的培养，实验内容也无法适应创新型人才培养的要求[4，6]。随着卓越工程师教育培养计划的实施[7，8]，传统的教学模式已严重阻碍了新世纪创新人才的培养。为此，本文以重庆文理学院生物科学专业的植物生理学实验教学为例，转变实验教学理念，采用项目驱动，优化整合了植物生理学实验教学内容，进行了大胆的探索，以期提高植物生理学实验教学质量。

2 植物生理学实验课程教学现状与存在的问题

2.1 实验内容设置缺乏有机联系 植物生理学实验教学内容较多，涉及的知识面广，包含有水分生理、矿质营养、光合作用、呼吸作用、物质代谢、生长发育、植物激素及逆境生理。一般安排有32学时，设置有10个实验，每个实验3～4学时。由于受学时的限制，在实验项目设置时往往考虑知识的覆盖面，会从每章节选择经典的具有代表性的单一的实验来巩固理论知识，学习实验技术。这些经典的实验主要是一些基础验证性实验，实验内容较陈旧，每个实验之间缺乏有机联系，显得零散，不利于学生对植物生理问题整体性和综合性的认识与领悟。

2.2 实验内容和实验方法未及时更新 当今社会科学技术迅猛发展，植物生理学实验技术也日新月异，各项新技术、新成果不断涌现，但实验项目更新较慢，大部分实验内容还是十几年前的实验项目，如用改良半叶法测定植物光合强度，用小篮子法测定植物呼吸强度，实验简单，测定的结果极不准确，而且这些实验方法在教学和科研中也应用很少，与当今分子生物学与植物生理学日益渗透的趋势极不协调，也不符合当今社会人才培养。

2.3 教学理念落后和教学方法单一 在植物生理学实验教学时，常采用封闭的教学体系，灌入式的教学方法。封闭式的教学体系由于受教学时间的限制，教师提前将实验材料、药品、实验仪器准备好，实验原理及步骤写在黑板上。上课时，教师讲清实验原理，实验方法，实验步骤。学生就按黑板或实验教材上的步骤一步一步完成实验操作，同时将实验目的、实验原理、实验步骤抄在实验报告册上，实验结束后补上实验结果，实验报告也难分出差异。在整个课堂中，学生主动思考少，只是机械的按实验步骤操作，并没有带着问题来上实验课，实验结束后也是机械的将实验数据和实验结果填写在实验报告册上，这种教学模式学生一直处于被动接受学习状态，无法调动学生的主观能动性，学习兴趣不浓厚，更谈不上培养学生的分析问题，解决问题、创新思维能力。

3 项目驱动在植物生理学实验教学改革中的应用

3.1 项目驱动实验教学的意义 项目驱动实验教学是以学生为主体，教师为辅的教学方法，它的理论基础是建构主义学习理论，认为学习是学习者主动构建内部心理结构的过程，学生是知识意义的主动建构者；教师是教学过程的组织者、帮助者、指导者和促进者[9]。项目驱动用于实验教学过程中，将有助于转变学生的学习方式，由以前被动的学习转变为主动的学习，极大的激发学生的学习兴趣，更有利于培养学生主动去发现问题、分析问题、解决问题以及创造力。学习时间也由课堂延伸到课外，教师不再担心教学时间不够，更有利于培养学生的自主学习能力。教师精心设置实验项目后，项目实施过程完全交给学生完成，从查阅文献、收集资料、设计实验方案与实施，到项目完成后对项目的评价等均由学生全程参与，教师在整个项目实施中仅仅起到咨询、答疑以及参与项目评价的作用[10]。

3.2 项目设计 由于植物生理学实验内容多，上课时间又有限，为了充分调动学生的学习兴趣，对植物生理研究问题有一个整体的认识，提高学生实验独立工作能力，提高学生分析问题、解决问题能力，在项目设计时应充分考虑项目之间要有一定的依赖性和开放性，让学生意识到实验的准备工作不充分，不负责任，将导致整个学期的实验课程无法完成，无法获得学分。实验课教学也从传统的验证性实验和技术学习为主转移到以解决和研究植物生命现象的思路和方法上来。因此，依据人才培养方案及教学大纲的要求，将以前单一的实验重新优化整合，对实验内容进行大胆改革，去掉一些内容陈旧、重复、实验方法简单的验证性实验，如植物组织水势的测定（小液流法）、小篮子法测定植物呼吸强度、植物叶子气孔密度和面积的测定，优化为3个研究性的大实验，如表1所示。由表1可知，整个学期围绕3个大实验进行研究，以3个大项目为导向，实验内容覆盖面广，3个大实验都以番茄幼苗作为实验材料，番茄幼苗的培养直接影响后面的实验实施，学生需要精心的管护，要有一定的耐心、细心。每位学生都应有担当，增强了学生的责任感，同时让学生亲自由种子的萌发开始培养植物，直到研究相关生理，让学生对植物生长发育既获得了感性认识，又获得了理性认识。每一个项目做完后有的是要求每一位学生写出实验心得，有的要求按论文格式撰写小论文，学生需要在中国知网、万方、维普等中文数据查阅相关文献，要求学生实验数据可共享，但论文写作不能相同，避免了学生相互抄袭的现象。这种小论文的写作，促进了学生自主阅读科技论文，提高学生分析归纳能力、科研思维能力及科研写作能力，同时还能促进学生对植物生理学知识的系统领悟。

3.3 项目驱动实验教学实施

3.3.1 做好思想动员工作 任课教师在第一次课上对本课程的学习内容、学习要求、学习评价进行详细的介绍，同时给学生分发一份任务书及时间安排表，让每一位学生都非常明确本课程的学习任务，学习时间。引起学生的高度重视，转变思想观念，转变学生的学习方式。

3.3.2 集中与开放性教学并存 每周集中上课一次，解决实验设计与实验过程中出现的共性问题，使教师的指导与学生的独立工作做到有机结合，保证教学质量。除了集中上课后，学生还要利用业余时间上网查阅资料，讨论和拟定实验方案，设计番茄幼苗的培养装置，实验材料的培养与养护、药品的配制、仪器的清洗、调试等。教师起一个帮助者，协助者，检查者的作用。

3.3.3 做好组织管理与过程监控 帮助学生分组，分组时遵行组内异质，组间同质，以保证每一小组能及时完成相关项目任务。具体按每4位同学为一小组，每一小组内设置一名小组长，负责汇报实验进行情况及遇到的问题。教师通过QQ或邮箱形式随时答疑解惑。对有关实验设计，要求学生事先查阅资料，写出方案，审核通过后，进行实施。如逆境条件下对番茄幼苗生理指标的影响这个项目时，有的学生设计出盐胁迫、干旱胁迫、低温胁迫等，这样分析问题，解决问题的能力得到了大幅度的提升。对常规仪器如电子天平、容量瓶、离心机、分光光度计等的使用采用集中培训小组长，纠正操作错误和不规范，再由小组长去纠正其他同学的操作错误。对复杂的光合仪器进行集中讲解原理和操作。小组进行实验数据测定的时候提前到实验室进行预约。教师在学生实验操作时进行巡视，发现问题及时解决，这样学生在项目的驱动下，主动能动性得到了很好的发挥，积极性高，责任心强，分析问题，解決问题及协作能力也得到大幅度提升。

3.3.4 项目评价 作为项目驱动教学模式改革和实施的一项内容，项目教学质量的考核与评价占有重要的地位，在制定对应考核评价内容时需将学生的实践能力评价和最终结果相结合[11]。由于植物生理学实验特点，有的材料需要培养，有的材料需要处理，处理后也须培养一段时间，因此实验过程显得非常重要，将直接影响实验进程及结果。再加上项目驱动实验教学采用的集中与开放性教学相结合，因此考核评价中采用结果性和过程性考核相结合，避免仅以实验心得和小论文成绩来评定。学生的最终成绩由4项组成，如表2所示。

4 结语

实践证明，倡导项目驱动实验教学能真正激发学生对植物生理学实验的兴趣，启发学生对植物生理的研究思路。既训练了学生的操作技能，掌握了研究植物生理学的方法和手段，更有利于培养学生独立开展实验工作的能力、合作协作及创新能力，大幅度地提升了植物生理学实验教学质量。

参考文献

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（责编：张宏民）