“双创”教育背景下植物学设计性实验的实践与思考

濮晓珍　徐文斌　黄刚　肖守德

【摘要】本文以“双创”教育为目标进行了植物学设计性实验的设计和实践，旨在提高高校人才培养质量。笔者根据自己多年的教学经验，就植物学设计性实验的内容设置、教学方法和考核方式等方面提出了一些实践心得与思考。

【关键词】创新创业  植物学  设计性实验

【中图分类号】G64   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）49-0173-02

近年来，中宣部、教育部等均提出，高等院校要不断创新人才培养模式，强化实践育人环节，加强大学生创新创业教育，要把创新创业教育贯穿人才培养的全过程（张林等，2019）。课堂教学作为高校人才培养的主要方式，如何将“双创教育”融入课堂教学，已成为高校人才培养不得不直面的问题（黄文娟等，2018）。植物学是生物各专业的主干基础课程，一般在大一年级开设，植物学的理论知识和实践可为学生的后续学习、科研和工作奠定基础（刘昀，2013）。实验课程是植物学教学的重要环节。传统的植物学实验内容以验证性实验为主，有助于学生巩固理论知识和提高实验技能;但此过程多为学生被动学习，学生自己动手和思考的部分较少，无法满足新时期对高校人才培养质量的要求。因此，本文以“双创教育”为目标，在植物学实验中设计一些综合性开放性的实验项目，此类项目的实施有助于学生形成独立思考的意识，锻炼学生活跃的科研思维，提高学生创新创业能力。

一、设计性实验的概念与特征

设计性实验是指在教师的引导下，由学生利用所学的知识，并结合相关文献和书籍资料等，自行设计实验方案和内容并独立实施完成的一类综合性的实验。实验过程包括查阅资料、设计方案、记录和观察、分析、比较和提出结论并最终形成书面实验报告（段仁燕和涂云博，2009）。与传统的验证性实验相比，首先，设计性实验使学生参与到整个实验过程当中，学生始终是实验活动的主体，有利于学生的实践动手、独立思考能力的锻炼;其次，设计性实验带有一定的趣味性和研究性（毕建杰等，2007），不仅激发了学生学习兴趣和求知欲，还有利于学生养成主动探究的科学态度。最后，由于实验内容多，过程长，运用知识面广，能给学生留有充分的发挥余地，且实验最终的结论具有非唯一性，能大大拓展学生的思维空间，实现对学生“跳跃性”思维的训练，培养他们的创新意识。近年来，越来越多的实践证明，设计性实验对提高学生的创新创业意识具有非常重要的意义。

二、设计性实验的内容设置

根据笔者多年来植物学解剖部分的教学经驗，主要在植物形态解剖部分设置了2个设计性实验，包括“植物器官临时装片制片技术与显微结构比较观察”和“种子萌发与幼苗形态建成”。

“植物器官临时装片制片技术与显微结构比较观察”实验中，学生根据自己的兴趣结合已有理论知识设计实验目的，选择合适、典型的实验材料，通过适当的临时制片方法，在光学显微镜下观察植物的组织结构、细胞内部结构及后含物等。整个实验过程从选材、制作、观察、拍照、记录，以及过程分析与实验总结都由学生独立完成，切身体会植物结构与功能的统一性。

“种子萌发与幼苗形态建成”实验中，从种子开始，由学生自主设计实验方案和准备相应的实验用具，根据自己兴趣选择实验材料，通过查阅资料设置合适的种子萌发条件，并在萌发和幼苗形成过程中不断调整和完善环境条件。期间要求对环境条件、植物生长状况进行观察、测量，并随时记录和拍照。通过该实验项目，学生能够学会分析生长发育与环境因子的关系;而且培养长成的植株在后续实验中还可观察根、茎、叶的形态和解剖结构，使学生进一步了解植物体各器官的整体性和统一性。

以上2个实验项目，要求学生所设计的实验目的要新颖独特，实验意义要清晰明确，实验方法和过程的实施不受限制，但要符合科学实验的基本要求。教师通过有效的教学方法加以引导和启发，学生在实验实施中不断挖掘新信息，并对之进行整理和加工，形成可信的、具有一定意义的、富有创造力的实验结果。

三、设计性实验的教学方法

在整个教学过程中，教师要发挥好指导作用，并且通过运用合适的教学方法，保证实验过程的高效进行。例如，（1）引导式教学。整个实验过程虽然由学生独立完成，但不能缺少教师的引导环节。毕竟大一学生的知识储备有限，查阅信息能力不足，独立思考意识欠缺，需要教师在适当的时候给予正确引导，才能避免学生在走了较多弯路时丧失信心，失去对后续实验的兴趣和耐心;而且在教师的启发与引导下，学生求知欲越来越强，学生会主动去思考和探索未知，并开始大胆假设。（2）讨论式教学。设计性实验持续时间长，运用的知识较为广泛，且实验过程相对复杂，这就需要组织学生进行分组讨论，交流实验心得，分享成功经验，这不仅让学生认清自己的不足，更重要的是在这种相对自由、开放、平等的交流环境中，同等能力水平的学生之间思维火花的碰撞，会让学生的思维更加活跃。（3）鼓励式教学。有些设计性实验的结果是可预知的，但试验方法和结论是非唯一的，要鼓励学生在实验过程中大胆尝试、多维思考，敢于质疑，对于实验中出现的未知情况敢于猜测并实施验证，构建大实验中的小实验。经过这样的思维锻炼，学生的认知能力不断提高，观察、认识世界的能力增强，能够从平凡、普通的事物或事件中找到创新点或突破口。

四、设计性实验的考核方式

设计性实验的考核方式不仅要反应出学生实践动手能力，还要体现其创新创业能力。实验成绩由三部分组成，第一部分为实验操作技能考核。本部分包括操作方法是否正确、仪器的使用是否规范，操作是否娴熟、步骤是否清晰等，占比20%。第二部分为分析问题能力考核。本部分主要考查学生对待实验的态度是否积极主动，是否善于发现问题和提出问题，对于出现的问题是否善于动脑思考并提出有效的解决办法，能否提出新颖的结论或对实验结论提出独特的见解等，占比30%。第三部分为实验完成度考核。本部分主要考查学生对研究内容的完成情况、研究方案的合理性及实验报告的撰写情况等。为鼓励学生创新，教师可以对有创新点的设计方案和独特的设计思路适当加分，同时为了避免学生间相互抄袭，可把雷同的方案适当减分，该部分占比50%。

结束语

从教学实施情况来看，开放性实验项目的设置可以增强学生的学习兴趣，提高学生的实践动手能力和自主探索能力，对学生创新意识的培养起着积极的作用。但在实践过程中也暴露出一些问题，如由于实验时间较长、内容较多，需要学生花费较多时间和精力去完成，个别学生表现出不积极和应付的心态，极个别学生甚至有消极情绪;整个实验过程并非每个步骤都有教师亲临指导和监督，个别学生实验结果不真实，出现“凑数据”、“虚报实验结果”的现象。因此，在今后的教学过程当中还应加强对学生科学素养的教育。

参考文献：

[1]毕建杰，孙印石，叶宝兴，房信胜，王建华.开设药用植物学设计性实验的思考与体会[J].实验科学与技术，2007（2）：69-70.

[2]段仁燕，涂云博.植物学实验中设计性实验的考核研究[J].实验室科学，2009，3：55-57.

[3]黄文娟，刘艳萍，张玲，邱爱军，李志军.基于“双创”人才培养的植物学开放性实验设计与实践[J].教育教学论坛.2018，31：278-280

[4]刘昀.生物科学专业植物学实验教学改革与大学生创新能力的培养[J].教育教学论坛，2013，4：73-75.

[5]张林，苗灵童，李青青，范航.基于科研创新训练的创新型人才培养对策[J].宁波大学学报（教育科学版），2019（2）：42-46.