设计教学活动，助力研究生创新能力的培养

2020-08-25梁新华

教师·中 2020年6期

摘要：文章结合本科生课程植物生理学和研究生课程高级植物生理学的教学实际，浅谈通过设计教学活动，有效地衔接和贯通本科与研究生阶段植物生理学的相关知识点，并在教学活动过程中，重点培养本科生的自主学习能力、科研实操能力以及观察分析能力、解决问题能力，助力研究生创新能力的培养。

关键词：植物生理学;教学活动;创新能力;培养

中图分类号：G643.0;Q945 文献标识码：A 收稿日期：2020-02-15 文章编号：1674-120X（2020）17-0056-03

目前我国研究生人数居全世界第二，2019年9月29日，教育部网站数据显示：2018年全国在校研究生273.13万人，全国毕业研究生60.44万人。研究生在推动我国社会发展等许多方面发挥了重要的作用，但研究生培养过程中显现出的一些问题也亟须解决，其中针对理工科类研究生的培养最突出的问题是忽视了其创新能力。

研究生创新能力的培养与研究生自身创新意识、导师水平、学校创新平台及研究生培养机制密切相关。而在培养机制这一环节，笔者认为要培养具备创新能力的研究生，在专业课程的设置上，应考虑本科阶段与研究生阶段相关专业课程内容的有序衔接，并且能紧跟学术研究前沿与热点。换句话说，研究生创新能力的培养与提高离不开本科阶段相关专业课程知识的铺垫及一些先导性的科研素养的培养。

植物生理学和高级植物生理学分别是植物学、农学相关专业学生在本科阶段和研究生阶段需要学习的课程。在本文中，笔者将结合近些年教授上述两门课程的教学感悟，浅谈如何在本科阶段植物生理学教学过程中，针对不同知识点，采取有针对性的教学方法，设计适宜的教学活动，衔接和贯通本科与研究生阶段的知识点，引导、培养学生的自主学习能力和相关科研素养，助力研究生创新能力的培养。

一、知识竞赛和主题演讲，变被动学习为主动学习

时下，有相当数量的研究生选择读研，其最原始的出发点并非是缘于对本专业浓厚的兴趣，相反，是由于暂时逃避就业或不能直面严峻的就业现实。因此，他们在开启读研生涯时，往往没有明确的学习目标，没有强烈的探究精神，也缺乏培养自主创新能力的意识。另外，由于在小学阶段养成了被动学习的习惯，这些学生很难在本科阶段改变这样的学习习惯，甚至在研究生阶段依然会下意识地沿用过去的学习习惯。然而，自主创新意识恰恰是研究生创新能力培养的首要前提。所以，在本科阶段讲授一些与研究生阶段知识密切相关的课程时，任课教师如果能够注重对学生自主学习能力及一些先导性的科研素养进行培养，将会在一定程度上改变这部分学生读研后自主创新能力薄弱的局面。

笔者据此选择大学教材《植物生理学》中植物生长物质一章，采用知识竞赛和主题演讲两种方法（不同教学年级）进行本科阶段的教学：其一，是因为学生在中学已经接触过植物生长物质中有关生长素的部分知识，有前期基础;其二，是因为有关植物生长物质的知识不仅是本科植物生理学课程的重点内容，也是植物学、农学相关专业研究生学习和研究高级植物生理学课程的前沿领域;其三，是因为教师指导学生备战知识竞赛和主题演讲，可以更好地调动学生的学习兴趣，帮助他们自主学习本章节知识，并以点带面，带动学生养成自主学习课程其他知识点的习惯;其四，是因为这样的教学方式便于一些有志于继续攻读研究生的学生在任课教师的引导下提前在本科二年级或三年级（因植物生理学在本校是大学二年级或三年级开设的一门专业必修课）时就养成主动了解的习惯，掌握未来考研所需专业课程相关拓展知识，及时掌握专业研究热点及动态，实时拓宽知识面，实现本科与研究生阶段学习的有效贯通和延伸。

（一）知识竞赛具体操作流程

1.赛前组队

赛前三周请学习委员以宿舍为单位对全班同学进行分组，采用抽签形式，即抽到相同数字的两组为竞赛时互相对决的竞赛组;同时，请其他班委成员负责竞赛时的时间提醒和现场拍照及录制小视频等工作。以宿舍为单位组成竞赛组，目的是促进学生在课余合理地利用宿舍这个小家庭中共同相处的时间，互相帮助、共同学习，取长补短，这将有助于学生的个人成长，有助于其团队协作精神的培养。

2.设计竞赛试题

在竞赛组队的同时，教师根据教学内容，结合学生实际，推送可供学生参考查阅的教材内容、中外文文献、相关微信公众号及网上慕课视频资源等，并且设计好难度、知识覆盖面基本相同的竞赛试题库。

3.制定具体竞赛章程

比赛现场各竞赛组抽签确定竞赛试题。因为没有抢答器，所以采用笔试方式，每组均给予1分钟的准备时间，正式笔试时间為5分钟，各组成员共同答题，答题时间截止时，由工作组的学生提醒，两组交换答题纸;之后，教师以PPT形式给出该组竞赛试题、试题答案解析及判分标准，两组成员据此交换批阅，其他还未参赛的学生观看PPT;批阅结束后，任课教师核查批阅是否规范，计分是否准确，核查无误后，板书已竞赛两组学生的成绩，并讲解该组的竞赛试题。依此操作流程，结束所有竞赛组的竞赛，同时请竞赛工作小组的学生全程拍照或录制简短视频。

竞赛结束时，根据各组得分的高低排序，评出一等奖、二等奖及三等奖，同时设立鼓励奖，颁发奖品。将各组竞赛答题纸及照片、短视频保存备档。

（二）主题演讲具体操作流程

1.主题

植物激素与植物的生长发育。

2.竞赛主旨

团队合作、主动学习。

3.活动实施办法

于学期伊始，将全班学生每两人分为一组，可以不按学号，自由组合，每小组选出主题演讲学生1名，负责课堂现场演讲，并根据学生人数，设定演讲时长范围，一般为5～10分钟，请各组学生做好准备。

每组学生根据活动主题，细化确定本组要演讲的题目，并将演讲内容制作为PPT，同时提交演讲内容的讲稿。该项工作请学习委员于演讲前收齐上交任课教师。

演讲当天由任课教师随机抽取学生学号，选出9～10名学生组成评委会，从现场演讲的表现（占总分50%）、PPT制作（占总分30%）及讲稿内容（占总分20%）三个方面，现场打分，评分时去掉一个最高分和一个最低分，其余评委分数求和后计得平均分，演讲完一组，现场公布一组成绩。整个比赛结束后，再根据各组得分高低，评出一等奖、二等奖及三等奖，同时设立鼓励奖，颁发奖品。

在整个知识竞赛和主题演讲过程中，从备战到现场比赛，学生的学习兴趣被充分调动起来，能够积极主动备战，每组学生组内分工明确，取长补短，主动配合，学习教材知识、查阅课外文献等资料，力争在课堂知识竞赛和主题演讲环节取得优异成绩。

课堂灵活采用知识竞赛和主题演讲的方式进行教学：一方面，能够激发学生的学习兴趣，引导、培养本科生自主学习的能力，而主动学习的能力是学生在大学阶段、研究生阶段乃至今后工作中需要永久保持的一种学习、工作能力;另一方面，能够帮助他们熟练掌握查阅专业文献、阅读分析专业文献的方法，培养他们的团队协作能力，锻炼他们的口头表达能力，并为有志于攻读研究生的学生提前储备所必需的一些基本技能。

二、思维导图绘制，激发创意，平衡逻辑与想象

在学习过程中，理想的学习状态应该是学生能够一边听讲，一边经过自我梳理、加工，构建起立体的知识框架体系（即知识不是静静地睡在书本、笔记本上的文字、符号，而是合上书本后，可以在需要的时候呼之即出，随时出现在眼前的、存在于大脑中的规律跳动的文字和符号）。而绘制思维导图，是利用记忆、阅读、思维的规律，协助学生在科学与艺术、逻辑与想象之间平衡发展，充分利用左右脑的机能，关联已有的专业概念和知识，建立彼此间的联系，不断完善知识点的联结、组块，使其立体结构化，从而建立完整的知识结构，方便使用时将各个分支上的知识点勾连、扩散、放大的一个行之有效的学习方法。

光合作用是目前生命科学、农学等相关科学研究领域中的重点“前沿阵地”，也是大学教材《植物生理学》中非常重要的一章，占该教材四分之一的篇幅。虽然学生在中学阶段简单了解过光合作用的基本过程及影响光合作用速率的环境因素，但中学所学的知识仅仅是揭开了光合作用的扉页。此外，从1771年人们开始系统研究光合作用至今已有200多年的历史，其间，一些经典的研究案例及很多新的研究成果，也需要教师在本科阶段植物生理学课程教学和研究生阶段高级植物生理学课程教学中适时融入教学。

因此，笔者曾以光合作用这一重点章节为试点，于学生学习之初，向学生布置绘制本章思维导图的学习任务，要求学生学习完本章，结合教材及相关推送的随堂必读文献资料，通过自我梳理、归纳相应知识点，绘制完成本章知识点思维导图（可以是手绘，也可以借助软件绘制）。通过思维导图的绘制，一方面，学生能够学习思维导图的绘制方法，锻炼发散性思维和逻辑思维，掌握高效的学习方法，激发更多创意。而无论是逻辑思维还是发散性思维，都对他们未来选择继续攻读研究生具有非常重要的作用。而创意，与一个人创新能力的强弱则更具显著的相关性。另一方面，结合班级活动进行导图评比，学生在评比的过程中等于完成了知识的二次加工、整理、交流，并能取长补短，实现平面知识的立体化，令存储于大脑的知识变得简单、系统和明晰。

三、围绕主要研究领域，设计实验方案，鼓励合作探究

植物生理学实验内容过去一般由一个一个单独的验证性实验组成。每个实验内容均为某一代谢过程的一个生理指標的测定，课程知识点之间缺乏有机联系，不利于学生通过具体操作系统地掌握和应用所学理论知识及实验技能。而善于将所学知识进行高效系统关联，并从中发现、找出规律，提出问题，解决问题，也是未来攻读研究生所必备的学习技能之一。

近年来，笔者在实际的植物生理学实验教学过程中，依据现有实验条件，尝试通过开始综合设计实验将植物生理学理论知识点与相关科研研究领域有机串联起来，鼓励小组合作探究;同时，积极鼓励学生结合日常生活中观察到的一些现象，从中提出与植物生理学相关的研究问题（只要现有实验室条件能够满足，就纳入备选研究题目），要求学生以宿舍为单位组成研究小组，根据所选题目，在指定的参考实验教材中查阅相关实验原理，设计切实可行的实验方案，确定测定指标。教师利用课余辅导答疑时间，检查方案，提出修改意见;学生修改完善后，教师再次审核;无误后，开始正式实验研究，根据具体研究方案，小组学生一起完成每一步实验研究内容;最后，分析数据、绘制图表，撰写实验报告及心得。

通过多年的探索，虽然开设设计实验大大增加了任课教师的工作量，但是绝大多数学生都表现出较大的热情，因为在一个较为漫长的研究探索过程中，他们可以更主动、更全面地去参与，从配制实验所需试剂，培养试验材料，到每一步实验操作，再到分析数据、绘制图表、撰写报告，他们锻炼的是从事生物科学相关研究的各个环节所需具备的能力。一些学生也由此加入教师的课题团队，并积极申报了不同级别的大学生创新项目。

学生在完成上述全部综合设计实验过程的同时，一方面培养了自身的科研素养，另一方面也拥有了难得的团队成员间高效协作、配合的磨炼机会。而这两方面的能力——科研实操和团队协作能力，都是未来有志于攻读研究生的学生所不可或缺的基本技能。

四、回归育人本真，“授业、解惑”，更要“传道”

不论是哪个阶段的教育，笔者认为都应该包括知识传授、能力培养和价值塑造三个环节。完成了上述1～3部分相关教学活动后，学生基本经历了知识传授和能力培养的过程。然而，教育不仅仅是“授业、解惑”，更要“传道”。

而“传道”的教学方法有多种，可以细化到每一位教师日常工作生活中的一言一行，也可以具体到某一教学内容有温度的精心设计。笔者在此谈谈在植物生理学教学中如何有效利用科学史，帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观，在学习过程中实现个人人文情怀、思辨能力、理想信念、价值取向、社会责任、使命担当、国际视野等方面的提升。

学科史的学习，简言之，就是帮助我们了解相关学科的萌芽、诞生、发展的历程。有针对性地搜集较为全面的本学科的学科史，并在实际课堂教学过程中，结合各章节教学内容，有针对性地适时以课上或课下学习的方式导入，可以帮助学生在一定程度上实现古今贯通、中外贯通和文理贯通。所以，一直以来，笔者在课程教学中，力求通过注重文理贯通，提升学生的人文素养;注重中外贯通，开阔学生的知识视野;注重古今贯通，帮助学生知晓研究历史。而上述三个贯通的实现，也是我们在教育的过程中以育人为本，帮助学生树立正确的“三观”不可或缺的环节。

笔者认为，一门课程中的绪论都承载着提纲挈领概述一门学科的重要任务。因此，在植物生理学课程绪论部分的教学时，教师可结合古今中外，从植物生理学这一学科在其萌芽阶段、产生及发展过程中涌现出的一位位杰出的科学家，一桩桩为探明真相而进行的科学研究事件，一本本记载着作者研究心血的论著，一个个推动农业发展的伟大科学研究成果中挑选经典案例，环环相扣地介绍植物生理學的产生、发展历程，适时安排讨论，激发学生学习本专业的热情与兴趣。课下，学生的闲暇时间较多，所以可结合班级活动，组织全班学生进行相关学科史素材的阅读、交流（可以是书评或其他方式）。让熠熠生辉的历史长河中的这些人物或事件成为每一个有志于学习的学生最好的“生长促进剂”。

五、结语

2012年2月28日，国务院学位委员会第二十九次会议上关于《全面提升学位与研究生教育水平》的重要讲话中就提到研究生教育的关键是创新人才培养。研究生创新能力培养是国家高级人才培养的重点，被国家作为重点工作来抓。百年大计，教育为本;教育大计，教师为本。大学的核心使命是人才培养，专业教师的道德、文化以及能力水平等直接影响着我们所培养的学生的质量。因此，从细节处着眼，对教授相关专业课程的每一位普通高校教师来讲，如何在本科阶段有针对性地做好知识传授与能力培养的铺垫工作，在此过程中有意识地、有计划地引导、培养本科阶段的学生的自主学习能力、科研实操能力以及观察分析解决问题能力。同时，做好科学合理地有效衔接本科与研究生阶段知识传授上具有前后延续的各门专业课程的教学工作，采用恰当的授课方法，提高高校本科生与研究生课程教学质量和教学效果，应是助力提高我国研究生尤其是理工科研究生创新能力的关键所在。

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