植物学实验课程的教学研究与改进建议

王军娟

（江苏师范大学 生命科学学院，江苏徐州 221116）

植物学实验教学是植物学课程的重要组成部分，是学习植物学重要的实践环节，与植物学理论互相补充、互相结合，同时也是学习植物形态学、植物生理学、植物遗传学、植物生态学、植物生物化学及植物病理学等相关课程和进行科研工作的基础。通过对植物学实验课程的学习，使学生具备获取相关专业信息的能力，进行评价、鉴别、选择、加工处理，并与他人分享，为学生的终身学习和职业发展奠定基础。

植物学实验的目的是引导学生掌握扎实的实验基本技能与研究方法，了解实验室安全准则与规范；培养学生观察、动手能力和分析、解决问题的能力，初步训练学生的科学态度、独立工作能力；启发学生理论联系实际的能力，使学生对植物学理论课学习的内容有直观、清晰的了解；激发学生对探索植物学规律的浓厚兴趣。

植物学实验课程作为生物师范专业大学一年级的基础必修课，对培养学生的科学探究意识、探究能力及对学生后续相关课程的学习至关重要。但是，现有的植物学实验教授方法，尤其是关于植物分类部分的实验教学方法还存在一些不足。因此，笔者在查阅文献和教学实践积累的基础上，提出一些建议，以期激发学生的学习积极性，促进其学习效果的提高。

1 教学现状

江苏师范大学植物学实验课程是生物科学（师范）专业的一门专业基础课。实验课分为植物解剖部分与植物分类部分，共包括16 个实验：15 个验证性实验和1 个自主性实验，共计48 学时。实验设计与植物学课程相互呼应、互相补充，涵盖了植物学理论课的各章节内容，充分体现了培养学生植物学专业素养的目的。

植物学实验课开设时间为每年的2—6 月，此时正是春暖花开的时节，也为新鲜植物学材料采集与获取提供了环境保障。针对每一次实验，教研室都准备了新鲜、色彩鲜艳的植物材料，来激发学生主观能动性。授课采用多媒体教学方式，让学生对每次课程的实验目的、实验内容、实验步骤及实验要求有更加完整、清晰的了解。同时，教研室配备数字切片知识库系统，提供植物形态完整的全视野扫描切片，避免由于地域或季节的限制造成材料不全的现象，同时也使学生加深了对一些不易获得的植物组织的理解。在植物解剖实验部分，学生普遍对植物根、茎、叶、花、果实和种子这些需要亲自动手做水封片的实验表现出很高的积极性和参与度，并且能够从自己做的切片中成功观察到植物组织的一些显微结构，这一过程让学生感受到了极大的成就感，并且会在下一次的实验中更加积极主动。但是，在植物分类实验部分的教学实践中，笔者发现传统教学方法和教学内容难以提高学生的主观能动性和创新性，因此，还需要加以改进。

2 存在的主要问题

2.1 教学方法单一，学生注意力不集中

对于植物学实验教学，大部分情况下，教师以讲授法为主，学生参与度不高，导致学生无法集中注意力，使得一些学生以完成实验报告作为最终目的。对于实验报告要求绘制的植物形态是否为自己亲眼观察到的，或是自己通过观察而理解得到的，学生不重视。

2.2 自主实验不多，学生能动性不足

植物学分类部分实验涉及的自主实验不多，大多为验证性实验。学生通过观察永久切片，了解藻类、地衣、苔藓及蕨类植物各个亚门的形态特征。没有制作水封片的过程，使得实验趣味性不强。加之永久切片来自各个厂家，质量参差不齐，甚至有的切片里面并没有目标观察植物，而是一些杂质，导致学生兴致不高，能动性降低。

2.3 实验材料不全，学生学习主动性下降

植物学分类部分实验主要是通过永久切片来认识藻类、地衣、苔藓及蕨类植物结构形态，但是，一些藻类和苔藓植物的切片比较老旧，数量也不多，而新买的切片质量参差不齐。比如，一些藻类的切片，视野里全是杂质，没有目标样品。如果拿到这种切片，学生没有观察到真正藻类的显微结构，却同时耗费了精力和时间，最终没有达到教学目的和教学效果，使学生主动观察切片的兴趣下降，影响学习效果[1]。

3 教学改进建议

3.1 利用学校自身环境条件，多元化教学方法联合使用

在教学方法上，可以联合使用引入问题设计法、体验教学法及课堂讨论法等多种教学方法[2-3]。比如，在进行藻类植物观察实验的时候，可以利用问题设计法设计1 个问题：学校的玉泉河水体中，能观察到哪些藻类植物？然后利用体验教学法，让学生来到学校的玉泉河边，采集一些水体样本，拿到实验室，亲自做水封片观察；随后利用课堂讨论法，总结出玉泉河水体中的藻类植物种类，及每一类的颜色、气味及形态，最终总结出每一类植物的特征。这样既能提高学生学习的主观能动性，还能提高学生的创新能力[4]。从自然环境中辨别认识各种藻类，也能提升学生的理论认识水平。对水封片做得比较好的标本，学院可以做成永久封片，提高实验室植物切片的数量与质量。

3.2 增加多元化的自主实验设计，增强实验趣味性，提高学生参与度

目前，自主实验设计只有1 项：不同植物不同器官结构的比较。这项自主实验能够增强学生对校园植物种类的认识；对植物茎的生长习性、分枝类型和皮孔的形状有了初步的认识和理解；对植物叶的类型、叶脉和叶序有了初步的认识和理解。但是，自主实验设计内容偏少，应再适当地增加2～3 项。比如，对植物开花习性的观察（是先开花后长叶，还是先长叶后开花），对两性花、单性花及无性花的识别；对子房上位、子房下位及子房周位的认识；对常见的无限花絮（总状花序、伞房花序、伞形花序、柔荑花序、肉穗花序、头状花序、隐头花序）和常见的有限花序（单歧聚伞花序、二歧聚伞花序、多歧聚伞花序）的认识。

除了学生在校园自主进行实验，学校还可结合学校所处城市徐州的地理优势及季节变化，与徐州农业科学院合作，参与植物果实的采收工作。教师带着学生来到田间地头，让学生对植物果实和植物的生产有更深入的认识。比如，在小麦成熟季节，观察以小麦为代表的禾本科植物的颖果结构，观察甘薯的变态根，观察棉花种子表皮毛附属物——纤维，观察油菜的假隔膜等。这样的实践经历将会使学生加深对植物学理论的理解，同时体验植物生产过程的艰辛，更加珍惜粮食。

3.3 将“热爱生命，敬畏生命”主题引入教学实践

利用学生走进地头田间、走入大自然观察学习的机会，结合植物生长特点，引导学生对田间的农作物、校园植物、公园植物、路边杂草及墙缝或石缝中长出的植物进行识别和观察。在此过程中，突出“无论是炎热的夏季，还是寒冷的冬季，抑或是营养贫瘠的石缝或墙缝，只要有一丝的生存希望，植物都会拼尽全力，生长、开花、结果”这样的主题。启发学生在日常的生活中学习植物的生长态度，像植物一样热爱生命，珍惜生命，乐观向上，努力拼搏，积极生长，迎风绽放，能够承受一定的环境压力，进而促进学生的身体和心理健康[1,5]。

3.4 建立完善的植物标本资源库

植物标本的质量影响学生对植物微观结构的认识与理解，因此，建立完整的植物标本资源库迫在眉睫[6]。随着网络技术的发展，各学校的植物学专业之间可以建立网络合作共享平台。每所学校的植物标本可以进行编号，并在网上登记入库。每所学校的课程设计和开课时间不同，能错开使用植物标本。同时根据学校的地理位置不同，每所学校提供的自制切片的代表植物也不同，这样就实现了资源互补与共享。对于不能自制的植物切片，可以由合作院校建立评价体系与标准，确定出备选的几家植物标本生产厂家，以供院校购买。这样节省了对植物标本的筛选时间，同时也让学生在实验课有限的时间内观察到了清晰的植物组织结构，增强了自信心与成就感，也激发了科研探索的兴趣[7]。

3.5 将诚信教育纳入实验考核体系

对于实验报告，教师不清楚实验报告要求绘制的植物结构来源于实际显微镜观察还是借鉴其他网络资源或课本。因此，将诚信实验操作纳入期末总成绩的考核体系，可以在一定程度上提升学生的动手积极性[8]，并且促进考核体系多元化发展[9]。植物学实验总成绩为百分制，其中，学生的实验报告册成绩占比为50%，期末考试成绩占比为50%。诚信实验操作可以占实验报告册成绩的10%～20%。具体诚信实验操作界定标准为：学生在显微镜下观察到了植物的结构，并在实验报告册上绘出其结构，经教师现场进行显微镜与实验报告册结果的检查对比，直接确定诚信实验操作分数；即使学生绘制的植物结构不是很完美，只要实验报告册绘制的是显微镜下观察的结构，诚信实验操作分数可以为满分。在循序渐进的引导下，学生为日后各种实验学科的学习树立端正的实验态度，为将来的科学研究奠定良好的科学素养。

3.6 线上线下教学相结合

对于学生难以理解的一些植物组织或器官的形成过程，比如，被子植物茎的初生生长和次生生长、8 核成熟胚囊的形成、植物的传粉与受精、水绵的接合生殖等，教师可以利用网络多媒体[10-11]技术进行线上的三维动画、视频展示，让学生对植物组织的动态空间变化有清晰的理解[12]。

2023 年4 月，教育部印发《普通高等教育学科专业设置调整优化改革方案》，指出到2025 年，优化调整高校20%左右的学科专业布点，未来要突出优势特色；以新工科、新医科、新农科、新文科建设为引领，做强优势学科专业，形成人才培养高地；做优特色学科专业，实现分类发展、特色发展。植物学实验是建设新农科的基础课程，也是江苏师范大学一流本科专业生物科学的基础必修课。因此，植物学实验课程的教学改革是形成生物科学特色专业的基础，是强化专业特色的必备条件，是培养拔尖创新型人才的基础[13]。在实际教学过程中，教授植物学实验课程的教师之间也可以定期举行教学论坛或教学沙龙，交流经验，取长补短，同时对一些创新性或尝试性的教学方法共同讨论，研究其可行性、科学性及适用性。同时，教师应参加兄弟院校植物学相关课程的教学讲座，增进交流，积极参加省级、国家级教师技能大赛，从优秀教师的教学经验中获得启发，及时调整与改进教学方法。教师应注重学生的课后反馈，通过学生的课后作业，了解学生的学习状态、学习效果，设计下一次课的教学方法，以让学生在兴趣中学习知识，感受探索科学的乐趣，为新农科创新型人才的培养奠定基础[14]。