以培养学生创新能力为主体的植物生理生化实验教学改革

岑举人++田丽波++祝志欣++刘子金++商桑

摘 要 近年来，生物学相关技术有了长足发展，植物生理生化实验课程中存在的实验内容陈旧、缺乏综合性、设计性以及考核形式单一等问题日显突出。以海南大学植物生理生化实验课程为研究对象，从优化重组教学内容、加强基本实验操作技能、提高学生综合科研素质及培养创新能力和改进实验成绩考核制度等方面进行了一系列改革。通过3年的教改实践，显著提高了学生主动学习植物生理生化课程的兴趣，提高了学生实验操作的能力，促进了学生综合科研素质的提升和创新能力的提高。

关键词 植物生理生化；实验教学改革；创新能力

中图分类号 G420

Abstract With the rapid development of biotechnology in recent years， the problems in teaching the experiments of plant physiology and biochemistry become prominent. The problems include out-dated contents， lack of comprehensiveness and the single form of assessment. A series of reforms were carried out in our research on the experimental teaching of Plant Physiology and Biochemistry in Hainan University. Our reform aimed to optimize and reorganize the teaching contents， strengthen the students' basic experiment skills and their scientific research capacity， cultivate the students' creative ability and improving the assessment system. With three years of educational practice， the above aims were more or less achieved. The students' interest in studying Plant Physiological and Biochemistry had significantly increased， with their experimental operation， scientific research capacity and creative ability all improved.

Key words Plant Physiology and Biochemistry ； experimental teaching reform ； creative ability

植物生理生化課程是运用物理、化学、生物学等的基本原理和方法，研究植物生命活动的基本规律及其分子机理的一门专业基础科学，也是学生理解生命科学的重要前沿学科[1]。植物生理生化相关的实验技术已渗透到生物环境治理、生物能源、生物医药、植物逆境生理、遗传育种等各个研究领域[2]。植物生理生化理论课所对应的实验课程的开设不仅可以帮助学生学以致用的理解相关知识，同时可以培养学生的实际操作、观察、综合分析和创新思维能力[3]。近年来随着生命科学演技的突飞猛进，相关的生物学实验方法及技术都有了大的发展，相对于理论教学，植物生理生化实验教学普遍存在着内容陈旧、缺乏综合性、设计性以及考核形式单一等问题。

传统的实验教学常常是教师照本宣科，学生按照实验流程机械操作[4]。这种教学模式在一定程度上限制了学生的积极性和主动性，降低了学生独立思考及解决问题的能力，不利于学生综合素质的提高和创新能力的培养[4]。随着中国高等教育改革的不断深入，植物生理生化实验教学改革势在必行。为了提高学生的自主能动性，提高教学效果，以海南大学植物生理生化实验课程为切入点，在长期教学实践中进行了一系列改革并取得一定的成效，现将相关做法及经验总结如下。

1 优化实验教学内容

植物生理生化实验对植物生产类本科生是一门必修的专业基础课程，涉及农学、生物技术、生物科学、设施农业科学与工程学、园艺专业及农业资源与环境学和植物保护、农药等多个专业。不同的专业培养的人才的侧重点各有偏好，因此在实验项目的设置方面应注意不同的专业的个性化需求，根据不同专业的教学重点和难点，删除与本专业其它课程重复及陈旧的实验教学项目，增加本专业相关的前沿内容。同时可适当调整理论课的教学章节及内容，以便突出重点，因材施教。

近年来，生物学相关技术有了长足发展。海南大学植物生理生化实验室自2009年以来，依托中西部高校提升计划项目增添了多种现代化仪器和设备，实验条件得到了大幅改善。为此，笔者与其他老师对实验教材进行了修订，摒弃了一些技术陈旧的实验，并依托新增加的仪器修订了实验的内容，如光合作用、激素、逆境生理等方面的实验。同时，老师对同一种实验目的采用多种方法加以比较，如叶绿素含量的测定除研磨法外，另外增加了浸泡法、加热法和活体叶绿素仪（SPAD叶绿素仪）法；对于光合速率的测定，除了改良比色法外，另外增加了利用光合作用测定仪综合测量光合、蒸腾和呼吸速率的方法，不仅使学生对实验原理有了更深刻的认识，同时也使学生的仪器操作能力大大提高。

2 加强基本实验技能教学

因实验学时数安排紧凑，以往一些实验由教师先配置了各种试剂，而学生仅需在课堂上按步骤进行实验操作即可，这使学生对整个实验的了解和掌握程度有所欠缺。因此，笔者与其他老师在不占用实验学时的前提下，请学生在课余成为老师的小助手，在老师指导下自行配制试剂，增加了学生的学习积极性。为了加强学生的基本实验技能，老师去除了沿用多年的一些验证性的实验内容，并增加了一些涵盖了生理生化的基本技术的较大型实验。比如：植物DNA及RNA的提取与含量测定；植物蛋白质的提取分离及测定；植物天然产物的分离纯化等。学生通过掌握这些生理生化的基本实验技术，为后续学科（如分子生物学、基因工程、细胞生物学等学科）的学习研究打下较坚实的基础，并为本科生毕业论文的顺利完成甚至是今后的研究生学习都提供了良好的条件。

3 提高学生的科研综合素质和探索创新能力

在基本实验技能训练的基础上，老师也注重培养学生独立探索与创新的能力。因此，笔者与其他老师在优化实验教学内容的基础上，同时实行了课外兴趣小组与课内实验相结合的方式，设置课外开放性实验，让学生自主设计并执行实验内容，尝试培养学生的科学兴趣。由于学生的实验内容大多是从教师的科研中提炼出来，其内容一般具有创新性、综合性、研究性和连续性的特点。实验过程常常没有固定的实验步骤和方法，需要学生通过自主查阅资料来完成，为学生留有足够发展个性、开拓思维的空间。学生在这种实验中需要自主的发现问题、分析问题、提出可行的解决方案，实施实验方案，并最后解决问题。这一过程中，学生会主动运用所学知识分析解决问题，从而提高他们的科研综合素质。如对于2013级生物技术专业本科生，笔者与其他老师开展了植物生理生化开放性实验，让学生根据导师的研究领域，自主查文献，设计实验方案，然后跟导师讨论确定最终的实验方案。其中一组学生设计了“盐分胁迫对角果木光合作用和膜系统的影响”的研究性实验，导师提供实验设备及药品，学生自主做实验，分析结果，最后以研究论文的形式上交实验报告。通过开设植物生理生化开放性实验，学生可以更加生动地掌握理论课的基础知识，并将基本实验技能运用于植物生理生化问题假设的验证中，分析数据并解释相关的植物生理生化现象。在本次的教学实践中，学生普遍反映实验操作能力提高，对理论知识理解地更为透彻，分析问题和解决问题的能力也有所提高。

4 改进实验成绩考核制度

植物生理生化教学中，学生往往出现偏重书本理论知识的学习，忽视实验操作技能的训练现象。合理的成绩评定标准的制定可改善此现象，以加强学生的实践操作技能。笔者与其他老师采取了“多元化”综合评定的考核模式，以取代以期末“一張试卷定成绩”的传统的考核模式。具体来说，植物生理生化实验成绩被分成以下四部分：第一部分是平时成绩，占30 %，由课前预习、课堂表现和实验报告组成；第二部分是实验操作成绩，占30 %，主要包括常规仪器的使用和药品的配制等，如电子天平的调平、分光光度计的调零、滴定技术等。具体操作则主要采取现场抽签方式，学生根据自己抽到的实验内容现场操作，任课教师现场评分；第三部分是实验理论考试，占20 %，主要考查学生对植物生理生化实验所涉及到的实验现象的分析和解释的能力；第四部分是开放性实验成绩，占20 %，主要考核学生提交的开放性实验报告的质量。以上的考核模式可有效提高学生的自主性，锻炼学生发现问题及解决问题的能力，而且有效地避免了学生应付实验，作弊、造假，抄袭的现象。

通过在生物技术和生物科学2个专业实施的教学改革，学生对植物生理生化实验课的兴趣增加，由“被动学习”向“主动学习”转变，实验操作动手能力也得到加强，改变了以往“应付实验”的现象。同时学生普遍反映教师的教学方法灵活多样，教学内容与生产实际密切相关，易于理解、学有所用，考核方式更加客观、公正。

5 展望

对于海南大学植物生理生化实验课程，笔者与其他老师通过实施教学改革取得了一定成效，但还是存在着一些问题。如：近几年海南大学依托各种项目资助补充了多种先进的实验设备，但实验室面积相对较小，造成了目前教学改革的瓶颈。另外，本课程相应的整体师资力量仍显不足，应加大高层人才引入的力度，增加骨干青年教师的国内外培训及交流的机会，把先进的技术和理论应用到教学实践中。总之，对于海南大学植物生理生化实验课程，今后应着力扩大教学实验室面积，改进教学实验设备，增加师资队伍水平，努力提高课程的教学质量。

参考文献

[1] 周小慧，龙绛雪，邢伟一. 加强实验教学，培养学生实验技能和综合素质[J]. 中南林业科技大学学报：社会科学版，2010，4（4）：164-165.

[2] 聂立孝，崔克辉，黄见良. 大学生植物生理生化实验课教学方法初探[J]. 教育教学论坛，2012（14）：250-251.

[3] 敖 红，张秀丽，王 荣，等. 改革植物生理实验教学 加强素质教育与创新能力培养[J]. 实验室研究与探索，2015，34（11）：166-169 .

[4] 从心黎，黄绵佳，吴岚芳，等. 农科学生植物生理学综合性实验的开设与探索[J]. 中国园艺文摘，2015（4）：201-202.