植物生理学实验教学改革的探索与实践

李华 薛瑞丽 汪月霞 李海霞 袁志良

[摘 要] 植物生理学实验除了对理论知识的验证，还应启发学生对相关科学领域的思考和探索。但长期以来由于“灌输式”的教学模式，实验项目和内容缺乏设计，考核模式单一等问题，导致学生积极性不高，创新能力培养不足。因此，河南农业大学从教学方法、教学内容和设计、实验方法及考核方式等方面对植物生理学实验教学进行改革，以增强学生兴趣，提高学生创新和实践能力，助力学生科学思维能力的培养。

[关键词] 植物生理学实验;教学方法;实验设计

[基金项目] 河南省高等学校优秀基层教学组织建设项目“植物生理学基层教学组织”（2019-26）;河南农业大学教学改革研究与实践项目“植物生理学线上线下混合式金课教学模式探究”（2019-37）

[作者简介] 李 华（1985—），女，四川射洪人，理学博士，硕士研究生导师，河南农业大学生命科学学院副教授，主要从事植物逆境生理与分子生物学研究;薛瑞丽（1977—），女，河南许昌人，农学博士，河南农业大学生命科学学院讲师，主要从事植物逆境生理研究;汪月霞（1980—），女，安徽安庆人，理学博士，硕士研究生导师，河南农业大学生命科学学院副教授，主要从事植物逆境分子生物学研究;李海霞（1972—），女，河南辉县人，农学硕士，河南农业大学生命科学学院实验师，主要从事植物生理生化实验教学与管理研究。

[中图分类号] G64    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）40-0184-02    [收稿日期] 2020-04-08

隨着高校教学改革的深化，“基础厚，实践强，能创新，素质高”的创新型人才成为高校培养大学生的目标。同时，随着《植物生理学》的不断发展，出现许多新的理论和技术方法，学科内容也在不断更新。原有的教学内容和教学方式已不能完全适应新的教学要求，为了适应学科的发展，提高学生的创新和实践能力，为社会培养更多的复合型创新人才，本校对植物生理学实验教学进行了改革和创新。

一、改革教学方法，增强学生兴趣

原有的植物生理学实验教学方式基本是“灌输式”的模式，实验所需植物材料和试剂都由老师准备好，上课时，学生也只需按着实验步骤操作完成即可，参与感不强，缺乏思考。因此，需要对整个教学过程进行改革。

首先，要求学生以实验组为单位参与实验准备环节[1]，包括实验材料的培育、实验试剂的配制等。通过植物材料的培养，让学生经历植物从种子到幼苗的生长过程，可帮助其理解植物的生命活动规律。在准备试剂时，老师会为其讲解各种试剂在实验中的用途，这样学生对整个实验有了初步的了解，在上课时就能更好的理解实验原理和方法。

其次，基于学生在实验准备过程中对实验已有一定了解，在实验课上老师可以提问准备实验的学生[2]，让学生来讲解相关实验原理和步骤，老师进行必要的引导和补充，这样可以极大地激发学生的学习动力和兴趣，也能加深其对实验内容的理解。

再次，随着信息化技术的发展，现代化电子教学手段也需应用到植物生理学实验教学中来。可将所有实验课程拍摄成视频，上传到网上，供学生预习、操作、复习过程中使用[3]。针对一些较难、较易出错的步骤和方法以及昂贵仪器的使用等录制微视频发送到社交群，在学生实验过程中起提示和强调作用。

二、优化实验设计和内容

原有的植物生理学实验是在每一章节选取一个实验进行，实验内容衔接不强，学生对实验缺乏连贯性和整体性的认识。因此，构建了围绕植物生长发育为主线的植物生理学实验教学内容[4]。例如：实验教学中心为学生提供常见的小麦、玉米种子等，首先进行实验1“植物种子活力的测定”;待种子发芽后，进行幼苗培育，生长一周后进行实验2“植物根系活力测定”和实验3“硝酸还原酶活性测定”;再生长一周后进行实验4“叶绿素含量测定和分离”和实验5“植物光合速率测定”;实验4和5完成后，进行综合实验，对植株进行逆境胁迫处理（缺素、干旱、高温、盐、重金属等），学生可以根据自己兴趣设计不同处理，测定相关生理指标如“丙二醛含量”“电导率”“脯氨酸含量”“超氧化物歧化酶活性”“过氧化物酶活性”等。

其次，原有实验内容“基础性”“验证性”实验较多，通常都是以一种植物材料为样品进行实验，但最后的测定结果是否准确，说明什么问题，具有什么意义，学生无从分析。为此，通过引入多个处理组，将实验改为设计型和研究型为主的模式[5]，使学生能更加理解测定该生理指标的目的意义，对理论知识的认识也更加深刻。比如：种子活力的测定，可以将种子分别用赤霉素和蒸馏水预处理，让学生比较不同处理方法下的种子活力，不仅对种子活性大小有判断，也使学生掌握了赤霉素促进种子萌发的理论知识;植物光合速率测定可在不同光照强度、不同温度条件下进行，也可测定不同物种（C3和C4植物）的叶片光合速率等，这样可以使学生将光合作用的影响因素、C3和C4植物光合作用的异同等理论知识联系起来对实验结果进行分析。

三、实验方法和手段精确化

植物生理学实验中有一些方法在现代科学研究和应用中已很少使用，需要将这些测定方法更换。比如甲烯蓝法测定根系活力，这种方法准确性低，学生测得的结果甚至出现负值，应更替为TTC法或萘胺法。硝酸还原酶活性的测定也应优先选择离体法测定。总之，实验方法的选择应遵循有用、精确的原则。

此外，实验教学还应培养学生严谨的科学意识，应尽量让学生按照科研的标准去完成实验。比如，实验中加1mL、1.5mL甚至0.2mL小体积的样品或试剂时不应使用移液管，应改用相应量程的移液枪，使实验结果更加精准。另外，实验教学中也应做三次重复，并且要对结果进行方差分析，可以让学生明白科学实验中重复性的重要性，也可以培养他们数据处理的能力，从而为他们毕业实习的顺利完成及研究生的考取打下良好的科研基础。

四、考核方式多样化

原有的考核方式多是上交实验报告，实验报告相互抄袭的情况较多，无法起到真正考核学生的作用，所以对实验考核体制的改革势在必行。

对于植物生理学实验附属于植物生理学课程的情况，可增加植物生理学在植物生理学课程考核中的比例，如30%。最终提交的实验报告也不以单个实验为单位，而是在学生理解实验设计的基础上，对所有实验进行综合整理，以学术论文的形式提交，锻炼其整体把握能力、分析能力。此外，实验报告也不再是单一的评判标准，要求学生以照片或视频的形式记录实验过程，最终制作成PPT或视频资料提交，以此督促学生动手操作。

五、结语

教学改革需要教师和学生的一起努力，教师要有革新的意识和创新的教学理念，学生要有学习的动力和兴趣，其次还需要相关硬件软件设备的完善，因此，植物生理学实验课的改革不是一朝一夕能够完成的，是一项长期的复杂工程。随着教学的进行，肯定还会碰到很多问题，不管怎样，我们都会不断努力探索，逐步完善植物生理学实验课教学，助力创新型人才的培养。

参考文献

[1]陈楚，张云芳.植物生理学实验开放教学体系的研究与实践[J].牡丹江大学学报，2018（5）：143-145.

[2]李小霞，肖仲久.植物生理学课程教学中提高学生学习兴趣的方法[J].绿色科技，2017（9）：236-237.

[3]钟俐，谢丽琼，李群.现代化电子教学手段和方法在植物生理学实验课中的应用探讨[J].课程教育研究，2018（19）：2-3.

[4]张子义，王光霞，刘慧艳，等.基于拔尖创新型人才培养机制的《植物生理学实验》课程设计与运用[J].科技经济导刊，2017（23）：153-154.

[5]刘景玲，位刚，唐燕，等.项目教学法在“植物生理学研究技术”实验教学中的应用[J].教育教学论坛，2017（42）：172-173.