植物生理学及实验技术课程教学方式改革研究

柳青

［摘           要］  植物生理学及实验技术是高校植物生产类专业的核心课程，也是我国不少高校的重点建设课程。在以往的教学过程中，该课程的教学方法单一，理论与实践相脱节，学生普遍反映课程难度大、课时少，难以掌握。因此，教师应结合该课程的特点及教学现状，根据新形势下学生对该课程的学习要求，提高该课程的教学质量，对该课程的教学方法进行改革和探索。

［关    键   词］  植物生理学及实验技术课程；教学方式；改革

［中图分类号］  G642                   ［文献标志码］  A                   ［文章编号］  2096-0603（2023）16-0129-04

植物生理学及实验技术课程是我校农学专业的一门核心课程，该课程主要学习和研究植物在生长发育过程中的生命活动规律，使学生掌握植物生理学基本知识、基本原理及实验方法。由于这门课程涉及内容较多，内容复杂，授课时间较短，所以让学生在有限的时间内理解、掌握相关知识，是提高教学效果的关键。

一、在教学内容上突出学科前沿及地方特色，更新教材

植物生理学及实验技术课程是一门理论与实践并重的学科，不仅要求学生掌握植物生理学的基本理论和基本方法，而且要在此基础上掌握植物生理及实验技术方面的理论与操作技能。因此，教师在教学过程中应坚持理论与实践相结合，对教学内容进行适当调整。首先，突出学科前沿，把“绿色食品与农业可持续发展”作为课程内容的主题，把“作物栽培学”和“生物技术”作为实验技术的主题，并将植物细胞工程、植物组织培养技术和植物组织培养原理与技术等作为选修课程，突出学科前沿及地方特色。其次，在实验教学中更新实验教材内容。以学校植物生理学及实验技术教学的实际情况为基础，结合近几年来学校植物生产类专业本科生的培养目标对课程教材进行更新，在保持内容相对稳定的前提下突出地方特色及学科前沿内容，并增加相关课程的实验项目[1]。

（一）加强实验课程设计，提高学生的创新能力

实验课程设计是对实验内容的一种更深入的探索，是学生通过自我设计、动手操作完成一项实验的全过程。由于以往的植物生理学及实验技术教学中只重视基本技能训练，而忽视学生创新能力的培养，学生在进行基本技能训练时积极性不高，出现应付的现象。针对这一现状，教师在教学中应提出加强实验课程设计的要求。通过这一举措，学生不仅掌握了实验操作技能，而且提高了独立思考和动手能力。如“植物细胞全能性诱导”这一实验项目，要求学生能够对植物体细胞进行离体培养以诱导细胞全能性的方法进行深入研究。为此，教师可设置一个综合性实验“植物体细胞培养与诱导”。通过这一实验项目，学生能够对植物体细胞的离体培养方法和原理进行深入研究，能够对植物体细胞全能性诱导的过程进行深入研究，并以此为基础解决一些植物组织培养技术方面的问题。这一实验项目的设置，激发了学生学习植物生理学及实验技术课程的兴趣，提高了学生的创新能力。

（二）注重实验教材中实验项目的开发，增加一些新的特色实验

随着分子生物学及生物技术的迅猛发展，植物生理学及实验技术作为一门新兴学科已成为植物生理学教学中的一项重要内容。为适应学科发展需要，我們对课程教材中的实验项目进行了调整，在保留传统的植物细胞工程、植物组织培养和植物生理生化等实验项目的同时，增加了“转基因植物及转基因食品的安全性评价”“作物新品种选育及高产高效栽培技术”“植物资源多样性调查”等新的实验项目。这些新实验项目既符合现代生物技术发展的需要，又能够使学生更好地掌握相关学科知识，拓宽了学生的知识面，培养了学生的探索精神、创新意识和综合能力，对于提高实验教学质量具有重要意义[2]。

（三）开设一些新课程

植物生理学及实验技术课程是一门发展迅速的学科，为了适应新形势下的人才培养目标，除了理论课以外，还应该开设一些选修课，使学生更好地了解学科的最新动态。为了开设植物生理学及实验技术课程选修课，教师应提前查阅文献，认真准备课件，并结合课堂讲授内容和实际问题进行授课。在开设植物生理学及实验技术课程选修课时，学校应邀请教学经验丰富的教授或副教授讲授。教师根据授课内容和学生需求编写讲义，在上课前让学生预习并整理相关知识。在课堂上教师针对学生反馈的问题进行讲解，并适时提问。通过这种方式能够有效达到教学相长的目的。

植物生理学及实验技术课程包括植物生长发育、光合作用、呼吸作用、生命活动等方面的内容。针对课程中有关植物生理方面的内容较多的特点，为了能更好地利用课堂教学时间完成教学任务，教师应将这些知识编成讲义在课堂上进行讲授，讲授这些知识时充分利用多媒体课件辅助教学。如在讲解光合作用时，将实验录像结合 PPT课件进行讲解，使学生对光合作用有更深入的了解。此外，还可以利用网络上丰富的资源丰富授课内容。

二、改进教学方法，提高学习兴趣

植物生理学及实验技术课程涉及的内容较多，如何使学生在有限的时间内掌握更多的知识，提高学习兴趣，是教师需要思考和解决的问题。通过多年的教学经验，教师可从以下两个方面着手提高学生对该课程的学习兴趣。

（一）采用启发式教学，激发学生的兴趣

教师在授课过程中应该采用启发式教学方式，引导学生主动思考，激发他们学习的积极性和主动性。通过提问、讨论、辩论等多种形式，让学生积极参与到教学过程中，充分发挥学生在课堂中的主体作用，提高学生主动学习和分析问题、解决问题的能力。

（二）采用多媒体教学手段，增加授课信息量

随着现代科技的发展，多媒体教学手段被广泛应用于课堂教学中。通过多媒体技术可以将文字、声音、图像等多种形式结合起来进行演示，使抽象、枯燥的内容变得生动、形象。例如，在讲植物细胞有丝分裂时，采用多媒体技术进行演示；在讲光合作用时，采用多媒体技术进行演示；在讲光合作用时，采用投影展示叶绿体和叶绿素荧光图；在讲植物器官解剖时，采用 PPT展示植物器官解剖结构图等[3]。这些生动、形象的教学内容可以使学生对知识有更加深刻的认识和理解，同时也可以激发学生对本门课程的学习兴趣和学习热情。

三、加强实践环节，提高学生的动手能力

由于传统教学方式的局限性，很多实验课只能在理论课教学之后进行，导致学生实验热情不高，积极性不强，造成实验课的时间不能充分利用。因此，我们应改变传统的教学方式和手段，在理论课教学结束后增加一次实验课。在实验课上，首先，教师可向学生讲述实验的目的、原理、实验材料、操作步骤和注意事项等基本内容。然后组织学生分组，每组4～6人不等，每组学生根据自己的兴趣和能力选择实验内容。其次，教师应给学生讲解和演示如何操作。这样可以让学生在轻松、愉快的氛围中掌握所学知识。由于增加了实践环节，学生不再感觉到学习的枯燥和乏味，能积极、主动地参与到整个实践过程中。另外，教师还可以积极组织学生参加大学生创新活动、大学生创业计划大赛、科技论文大赛、生物技术大赛等，提高学生的综合素质。要想提高植物生理学及实验技术课程的教学质量和水平，必须改变传统的教学方式和手段，增加实践环节，提高学生的动手能力。

（一）理论教学与实验教学紧密结合

植物生理学及实验技术课程中的很多内容都是通过实验来验证的，因此，在教学过程中，教师一方面要对所学理论知识进行详细的讲解，使学生对所学内容有一个全面的了解和掌握；另一方面要将理论教学与实验教学紧密结合起来，通过理论教学中的知识点，有目的地选择一些实验内容来验证所学知识。同时，在实验课上要做好充分的准备工作，以保证实验课程顺利进行。例如，在讲植物细胞壁的结构时，教师可选择一些基本的结构实验来让学生进行验证。在讲植物激素对植物生长发育的影响时，教师可选择一些比较常见的植物激素进行对比实验[4]。通过这些理论与实验教学内容的有机结合和合理安排，可以提高学生学习本课程的兴趣和积极性，有助于提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。

（二）优化实验教学内容，增强学生的学习兴趣

随着科技的发展，新的实验技术和方法层出不穷，在传统实验课教学内容中加入新的实验技术和方法，不仅可以拓宽学生的知识面，而且可以提高学生的实验能力。如在植物组织培养中，教师可增加 DNA提取、 PCR扩增、电泳等实验项目；在细胞培养中，教师可增加染色体观察、染色质分离、染色体数目分析等实验项目；在植物生理学实验中，教师可增加生理指标的测定等内容。优化和调整这些实践教学内容，不仅丰富了学生的知识储备，而且增强了学生的学习兴趣。比如，教师对细胞培养中DNA提取方法进行了改进，将传统的压片染色法改为流式细胞仪提取法和激光扫描共聚焦显微镜观察法。

（三）引入课外科研活动，提高学生的综合素质

教师可组织学生开展一些科研活动，让学生在活动中学会应用所学知识解决实际问题。例如，在教学过程中，教师会发现有些植物细胞壁很难去除，通过查阅资料、上网查询并咨询专家，教师在实验室里能够成功地利用刀片和锯条去除洋葱表皮细胞上的细胞壁。另外，教师还可利用实验室现有的资源对实验结果进行分析，發现洋葱表皮细胞壁不能用刀片去除的原因是洋葱表皮细胞壁中含有大量的植物激素。通过这样的活动，学生不仅掌握了专业知识，而且提高了学习兴趣和解决实际问题的能力[5]。总之，这些课外科研活动，可以提高学生分析问题、解决问题的能力和科研兴趣，培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。

四、加强现代教育技术在教学中的应用

多媒体技术和网络技术是当今科学技术发展的主要成果之一，将现代教育技术应用于教学过程中，可增强学生的学习兴趣，提高教学质量和教学效率，是提高人才培养质量的重要手段。

在传统的教学模式下，受时间、空间、师资力量等诸多因素的限制，课堂教学只能是教师一个人在讲，学生被动地听；学生在课堂上所掌握的知识也是零散的。而多媒体技术和网络技术在课堂上的应用可为教师提供丰富的教学资源，提供更加形象、生动的知识展现形式，能有效地弥补传统教学模式存在的缺陷。多媒体技术可以将抽象、难懂的内容通过画面和声音形象地展示出来，可以把静态的内容动态地展现出来，使枯燥乏味、复杂抽象的内容变得生动活泼、丰富多彩，从而激发学生的学习兴趣。比如，在讲授植物生理学及实验技术课程时，为了让学生更好地理解植物光合作用、呼吸作用、蒸腾作用等有关内容，教师可利用多媒体把这部分内容制作成课件进行教学。首先，利用课件将光合作用、呼吸作用、蒸腾作用等内容呈现给学生，使学生从不同角度对这些现象进行分析。其次，通过教师与学生互动，使学生对光合作用、蒸腾作用等理论知识有一个清晰的认识。最后，让学生积极参与到课堂教学中[6]。这样不仅提高了学生学习本课程的兴趣，还增强了学生对理论知识掌握的牢固程度。

五、加强实验教学体系的建设

（一）调整实验教学内容

为了进一步提高学生的动手能力，教师必须对实验教学内容进行改革和调整。教师应对每个实验项目进行相应的优化，每个实验项目都由2～3个不同的内容组成，即设置了基础实验、综合性实验和创新实验三大模块。通过对不同内容模块的合理安排，将实验项目具体分为5个模块，每个模块3个课时，每个模块1周。这样不仅使学生在一个学期内能掌握实验技能和操作技能，而且使学生在不同的课程学习中能够有针对性地掌握所学知识。

（二）改变考核方式

为了更好地体现“以学生为主体”的教学理念，教师可将原来的期末考试改为过程性考核。过程性考核不仅要求学生在课堂上认真听讲，按时完成课后作业，而且在实验过程中要认真操作、细心观察。要求学生对每个实验项目按照教师提供的方案进行操作，同时也要求学生按照教师所讲的方法和步骤进行观察和记录，这样不仅培养了学生的实验技能和观察能力，而且培养了他们对科学研究过程中严谨、认真、负责等科学态度的认识和理解。在过程性考核中，教师对平时成绩也进行了调整。对平时作业较多、参与度高、操作比较熟练、完成情况较好的学生，在期末理论考试中适当降低了考试难度；对于平时作业不太多、参与度低或不能完全按照教师所讲的方法和步骤进行操作、完成情况较差的学生，在期末理论考试中适当提高了考试难度。

（三）建设开放实验室

为使学生真正融入科学研究中，教师应对原有开放实验室进行改造，使其成为真正意义上的科学研究实验室。为了使学生参与到实验中，教师应对现有开放实验室进行优化设计：每个实验室分为教学实验区域和科研区域。在教学实验区域内，教师可以让学生按照自己设计的方案进行操作和观察；在科研区域内，可以让学生独立完成实验研究工作。

六、完善实验体系，丰富实验内容

实验课是植物生理学及实验技术课程的重要组成部分，在整个课程体系中具有承上启下的作用，是理论与实践相结合的桥梁。通过实验教学，学生可以更好地掌握植物生理学基础知识，掌握实验技能。但目前该课程的实验体系还不够完善，尤其是验证性实验多，综合性、设计性实验少，不能满足学生培养目标的要求。为此，我们在完善原有实验体系的基础上，增加了设计性实验和综合性实验。

例如，在植物细胞培养方面增加了种子萌发、根尖细胞有丝分裂、胚根生长和胚芽伸长等综合性和设计性实验；在植物激素测定方面增加了 IAA、ABA、GA3和 ZR等植物激素的测定；在植物生理生化方面增加了呼吸速率、可溶性蛋白含量测定、脱落酸含量测定等实验。通过这些综合性和设计性实验的开设，学生不仅学会了基本的理论知识，而且掌握了实验技能，同时还培养了分析问题和解决问题的能力。此外，教师还应对一些学生感兴趣的热门研究课题进行延伸教学，鼓励学生自己动手设计、分析和解决问题。这样既培养了学生的兴趣和爱好，又培养了学生的创新能力和动手能力。

七、加大实践教学比重，培养创新意识

实践教学是学生获得知识的主要途径，是培养创新能力的重要环节，也是提高教学质量的重要环节。因此，在授课过程中，教师应强调实践教学，加大实践教学的比重，鼓励学生在实验过程中进行思考、讨论、质疑、创新，培养学生的创新意识。为了激发学生的兴趣和积极性，教师设计实验内容时应充分考虑学生的学习特点，设计一些趣味性较强的实验内容。如在讲到植物激素的调节时，教师安排学生做了一个有趣的小实验：给植物喷上不同浓度的赤霉素溶液，观察不同浓度赤霉素溶液对植物生长的影响；还设计了一个“利用植物激素测定某一种物质在植物体内含量”的小实验：用不同浓度、不同颜色（红、蓝、绿）的三种染料分别给不同部位、不同器官染色（根、茎、叶）；用不同浓度的三种染料分别给两种植物染色（洋葱、番茄）。这些实践操作使学生在获得知识的同时又掌握了一定的操作技能和思维能力。

在实验教学方法上，教师结合教学内容采取了多种实验教学方法。例如，在讲到植物细胞膜结构时，教师就采用了观察细胞膜结构和细胞膜透性变化来揭示细胞膜功能。为了使学生对实验现象有更深刻的认识，教师让学生自己设计实验并完成实验报告。学生通过自己设计实验并完成实验报告，不仅提高了创新能力，而且加深了对课本理论知识的理解和掌握[7]。实践教学是一种新形式，在实施过程中有许多问题需要解决。在今后的教学中，教师应继续改进和完善教学方式方法，增加实践教学比重；通过改革实验内容、整合实践教学环节、建立完善的课程考核体系等措施提高实践教学质量，培养出符合社会需求和适应时代发展要求的应用型人才。

八、加强师资队伍建设，提高教师素质

教师是教学工作的组织者，在教学中起主导作用，是学生的榜样和楷模。要提高教学质量，关键在于提高教师的素质。因此，在教学改革过程中，学校应特别重视教师素质的提高。一方面积极引进人才，加强师资队伍建设，提升教师的科研能力、创新能力及实践能力；另一方面要求教师不断更新知识结构，转变教育思想观念和教育方法。学校应鼓励教师积极参加各类学术交流活动，从而提高理论水平和教学水平。同时学校也应组织教师参加各种培训活动，例如，聘请校外专家来校做报告，邀请本校本专业的知名教授做讲座等。这些活动为教师提供了很好的学习机会，开阔了眼界，提高了教学水平，同时学校也积极鼓励和支持教师到国外进修和访问学习。教师只有不断学习和提高自己的业务水平，才能适应教学改革的需要。因此，在教学过程中，教师应坚持“以学生为本”的原则，充分调动学生学习的积极性和主动性；在课堂上始终贯彻启发式教学方式，注意启发学生思考、解决问题，让学生参与到教学中，激发他们的学习兴趣。

九、结语

植物生理学及实验技术课程教学还存在一定的不足，为此，教师还需在今后的工作中不斷总结经验，对原有的教学方法和手段进行改进和完善，根据课程的特点及学生的实际情况，不断探索新的教学方式和手段。同时加大实践教学比重，不断提高学生实践动手能力，从而提高学生的专业水平。

参考文献：

［1］李璐，胡永峰，左雪枝，等.基于创新能力培养的《植物生理学实验》课程考核改革研究［J］.科技资讯，2020，18（13）：96-97.

［2］王燕，张吉民，张丽，等.基于技能型人才培养的研究型综合设计实验在植物生理学实验中的应用［J］.现代园艺，2020，43（5）：183-184.

［3］黄超.植物生理学及实验技术课程教学方式改革初探［J］.教育现代化，2020，7（13）：33-34.

［4］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，2018，27（5）：143-145.

［5］吴珍.新建本科院校植物生理学实验研究性教学改革与实践［J］.商洛学院学报，2018，32（2）：50-53.

［6］陈德碧，朱建勇.项目驱动在植物生理学实验教学改革中的运用［J］.安徽农学通报，2018，24（Z1）：113-115.

［7］周奕含.植物生理学实验技术课教学模式创新［J］.黑龙江科技信息，2016（28）：108.

◎编辑 郑晓燕