探究式教学法在植物生理学实验教学改革中的应用

李海云 吴冰洁 曹兴 吕福堂 褚鹏飞

摘要：实验教学是高校教学体系的重要组成部分，实验教学改革是教学改革的重要环节。文章以传统实验“叶绿素含量的测定”为例，介绍了探究性实验教学改革的具体做法。这种教学方式强调了学生的主体地位，调动了学生的学习积极性，有助于培养学生的团队意识和合作精神，提高了学生的科学素养和教学质量。

关键词：探究式教学法;植物生理学;实验教学

中图分类号：Q945;G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）51-0107-02

植物生理学是研究植物生命活动规律及其与环境相互关系、揭示植物生命现象本质的科学，是生物、农学、园艺、园林、植物保护、生态、种子科学与工程及資源环境等专业的重要专业基础课程，同时也是一门实践性非常强的课程。植物生理学分为理论教学及实验教学，实验教学不仅可加强对理论知识的理解和掌握，提高理论课教学效果，还有利于培养学生的动手能力及实验技能，提高综合素质，为毕业论文的顺利完成奠定坚实的基础。以教师为主体的传统实验教学模式显然已经不适于植物生理学学科的发展趋势和社会对人才培养的需求。因此，针对植物生理学实验教学的现状和存在问题，我们通过引入探究式教学方法，建立以培养学生实践和创新能力为核心的实验教学模式。

一、探究式教学法的概念

探究式教学法是由著名教育家施瓦布等倡导的，目前在教育界备受推崇的一种新式教学方法。该方法一改过去的“填鸭式”、“注入式”教学模式，而是以学生为主体，以“探究”为主线，在教师的引导下，学生积极主动分析问题、解决问题，从而认知和探索新知识，构建知识体系，提高科学素养。

二、探究式教学法在“叶绿素含量的测定”中的应用

“叶绿素含量的测定”是植物生理学实验中一个必做的验证性实验项目，根据叶绿体色素提取液对可见光谱的吸收，利用分光光度计在某一特定波长测定其吸光度，即可用公式计算出提取液中各色素的含量。

1.课前准备。理论课讲解光合色素时就以实验内容为基础，引出“悬念”问题。学生根据个人兴趣与爱好分组，分别完成下列任务：查找叶绿色含量测定有哪几种方法，并分析比较它们各自的优点;同一植物不同叶位的叶片叶绿素含量是否一样;同一叶片不同部位叶绿素含量是否一样;传统实验方法（研磨过滤法）实验原理步骤及注意事项的总结和讲解;准备实验所需仪器、用具及所需药品的配置。这样给学生提供探索机会和思维空间，充分发挥学生的主观能动性，从而有助于提高实验教学的质量。

2.实验方案讲解。根据前面学生的分组情况，每组随机抽取一名学生用PPT或者板书讲解各自的任务完成情况，由主讲教师进行归纳总结。引导学生思考实验过程中的问题，如研磨时添加石英砂和碳酸钙的目的，研磨时为什么要避光快速，取材时为什么去掉中脉，滤纸用什么液体润湿，容量瓶是否可以用无色的替代棕色的，浸提法所用试管是否需要避光，比色时用什么液体做参比液，比色前浸提液为什么要混匀，实验过程涉及的数据哪些必须精确，哪些可以粗略估计，若提取液浓度太高怎么办等等，这些问题都需要一定的知识积累以及积极认真地思考，在这个过程中增强了学生获取知识的自主性和探索性，也由此营造一个探究性学习的氛围。

3.方案确定。采取分组实施，合作创新的方式。每次实验课分为8个实验小组，每小组2人，根据自愿的原则，每个小组在传统方法（Arnon分光光度法）的基础上，增设SPAD法、直接浸提法或热醇法，但一定要保证增设的3种方法每种都至少有一个小组实施。其中4个小组选用玉米不同叶位（顶部叶位和基部叶位）的叶片分别用不同方法测定，另外4个小组选取棉花同一叶位不同部位（叶尖和叶缘）分别用不同方法进行测定，每小组对每种样品用每种方法至少重复测定3次。这样，学生能通过实验比较不同材料和不同提取试剂的差异性，让学生开动脑筋，积极思考。

4.进行实验。规范实验操作是实验成功的保障，在实验进行过程中，指导老师随时观察并纠正学生的不规范操作，如玻璃器皿的洗涤，移液管、容量瓶、胶头滴管、玻璃棒、天平以及分光光度计的使用等等，还要指导学生对实验数据进行规范的记录和整理，这有利于培养学生的基本实验技能和认真严谨的科学态度，提高教学效果。

5.实验结果的分析与讨论。实验结束后，每个实验小组汇报自己的实验结果和出现的问题，汇总后进行小组间的交流与讨论，讨论出现这些相同或不同实验结果的原因，以及由这些结果我们可以得出什么样的结论。学生很快就展开积极的思考与讨论，激发了学生强烈的探究兴趣和求知欲。然后当堂完成实验报告的撰写，这些问题都要在实验报告中用适当的方式表达出来。

6.课后反馈。教师批改实验报告的过程中，除了在报告中把出现的问题进行标注指正之外，也把共性的问题（如写作格式不对、表格不规范、结论不明确、分析不合理等）记录下来，理论课上或下次实验课前抽时间反馈给学生，另外每班选择1—2本写得比较好的实验报告拍照后发在班级QQ群或微信群里供同学们学习和参考。

三、教学效果

1.调动了学生学习的积极性。在探究式教学模式中，教师由讲解者、示范者转变为教学行为的引导者、协助者，强调学生的主体地位，看重学生探索新知识的经历和体验。他们都是根据自己的兴趣参与实验准备、方案制订、实验结束后的思考、实验报告的撰写等环节，主体地位得到充分体现，所以最大限度地调动了他们的积极性。表现为实验报告的撰写质量大幅提升，理论课的成绩也有明显提高。

2.培养学生的团队合作意识。从实验准备、方案制订、结果汇总到讨论都需要全体师生共同参与，不是一个人或一个小组单独完成的。因为不同小组采用的实验方法及取材有所不同，所以实验结果的汇总以及之后进行的交流与讨论就需要师生互动、个人和小组互动、小组与小组互动，这有助于培养学生的团队意识和合作精神。

3.提高学生的科学素养。本研究利用现有的实验条件，把一个验证性实验转化为探究性实验，为学生提供一个发现问题、分析问题、解决问题、自主获取知识的机会。学生参与整个实验过程，不仅掌握了实验原理，理解了实验不同结果产生的原因，了解到植物叶片的叶绿素含量与采用的实验方法、植物的种类、叶位、叶片的不同部位以及环境等诸多因素有关，拓宽了学生知识的广度和深度，也培养了学生的自主学习能力和探索意识。

四、结束语

通过对植物生理学实验课程进行探究式教学模式的探索与实践，取得了较好的研究结果。随着植物生理学实验技术和方法的不断发展更新，我们一定要不断探索新的教学方法，树立“以学生为本”的教学新观念，使学生由被动灌输变为主动探索，提高学生的综合创新能力，从而为教学质量的提高和高素质人才的培养提供可靠的保障。

参考文献：

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