新建本科院校植物生理学实验研究性教学改革与实践

吴珍

（商洛学院生物医药与食品工程学院，陕西商洛726000）

植物生理学是研究植物生命活动规律的科学[1]，生命活动的基本规律和生理过程的作用机理，都必须经过实验验证。植物生理学实验是植物生理学课程的重要组成部分，这门实验课程在专业能力培养中,起着承前启后的作用，在生命科学实验技术研究中占有很重要的基础地位。植物生理学实验对训练学生的实验技能，培养学生严肃的科学态度和提高分析问题与解决问题的能力，使学生早日进入研究性学习和科研探索过程的重要过渡阶段，为在分子水平研究植物的生理代谢积累知识和经验，对学生后续课程的学习和实践具有重要意义。

近年来国内多所高校的学者从实验教学体系和教材建设、实验设计、考核方法[2-6]等方面对各自学校植物生理学实验教学的状况进行了分析，找出了制约植物生理学实验教学发展的因素，也有学者从如何开展研究性、合作性实验教学进行了探索[7]，提出了许多实验改革的方案。2014年，商洛学院被陕西省确定为首批向应用型转型发展试点高校。为满足转型发展对生物学人才的新要求，增强学生动手能力的训练，培养学生严格的科学态度和提高分析问题与解决问题的能力，促使我们积极推进实验课程内容改革,将先进的实验内容和研究技术反映到植物生理学的实验教学课程中。在对植物生理学实验教学现状进行深刻剖析的基础上，依托陕西省优势学科——生物学及陕西省植物学系列课程教学团队，结合生物学类应用型人才培养的主要问题，进行了一系列改革实践，取得了较好的教学效果。

1 植物生理学实验教学的现状

1.1 人才培养方案滞后，教学大纲不能适应转型发展要求

学校在原2009版、2012版人才培养方案的基础上，积极探索“双四六”应用型人才培养模式，原来使用的植物生理实验教学大纲已经明显不适应新版人才培养方案的要求，实验内容简单只求数量不求质量，有些实验学生高中时就做过，学生学习兴致不高，实验效果不好。实验项目繁多，简单重复，实验设计不合理，实验课时集中在代谢生理、有机物性质鉴定等验证性实验上，没有层次性和连续性，实验内容的相关性不强。没有体现多学科的交叉与新技术的渗透应用。实验项目以基础性验证性实验为主，没有综合性、设计性实验，不能有效地培养学生的创新精神和提高应用能力，达不到应用型人才培养的要求。

1.2 实验教材建设滞后，缺乏具有区域特点和专业特色的实验教材

不同专业的植物生理学实验课程都用同一本教材，教材多选用研究型大学学生教材，没有专门体现专业特色的实验教材，加之实验室现有的设备与实验指导中的实验内容要求的仪器设备不匹配，造成很多实验开设比较困难，实验开出率降低，实验材料选择上也没有突出学校现有的专业特色和优势。

1.3 实验考核评价体系单一，不能激发学生学习兴趣

植物生理学实验课程考核未单列，实验报告总成绩即为实验成绩，占《植物生理学》课程成绩的20℅，植物生理学实验不进行考核，因而学生很不重视这门实验课程，这样单一化的考核方式严重影响了学生的主动学习，实验课前不预习，实验课上不动手，课后编造实验结果或抄他人实验报告，不利于学生的严肃科学的态度和严谨的学术作风的养成[8]，更不能形成科学思考的习惯，无法激励学生进行科学探索的兴趣。

1.4 教师教学和科研能力不足，缺乏改革实践的动力

植物学生理实验课程对提高学生的实验操作技能，养成严谨的科学态度,掌握科学研究方法具有重要作用。目前植物生理学实验师资力量比较薄弱，教学手段比较落后，实验教师缺乏现代创新实验教学理念，在确定实验课内容和准备实验时，多选择教学成熟、实验课时少简单易行的基本实验、基础性实验，往往回避那些难度较大的综合性实验，不注重学生能力的提高，忽略了对学生的创新精神和科研能力的培养。

2 植物生理学实验研究性教学改革具体实施方案

2.1 按照研究性教学的要求，修订实验教学大纲，做好实验课程设计

根据专业特点编写特色实验教材，进行实验内容整合，按照以培养应用型人才为目标、以培养创新精神为核心、以技能训练为主线的植物生理学实验研究型教学设计理念，做到“四定”即：定实验大纲、定实验项目、定实验要求和定实验目标。根据实验室现有的设备和人力资源，按照模块化教学，确定实验内容和实验项目，进行实验教材建设，编写体现区域特色和专业特色的实验教材，既保证知识结构体系的系统性、科学性，又体现地方性和应用型。

2.2 强化现代技术应用，合理统筹资源，科学设置实验项目

通过对实验项目进行删除、整合、改进、新增等措施，减少验证性实验，增加了综合性研究性实验内容。设置基础性、综合性、研究性实验三个实验类型，通过递进式的实验设计，使学生能够掌握植物生理学实验的基本原理及基本实验技术，比如，细胞器及质膜分析技术、组织培养技术、同位素技术、植物光合、呼吸测定技术、光谱分析技术、组织化学技术等实验内容。同时，对有科研意识及操作能力强的学生进一步培养训练，要求他们能够掌握酶联免疫测定技术、植物分子生物学和植物基因工程等实验技术，通过合作研讨式的强化训练，将现代信息技术与植物生理学实验教学手段相结合，培养学生的团队精神、创新精神、科研能力，不断提高应用型人才的质量。

2.3 加强实验教学团队建设,提高实验教学质量

植物生理学实验既有传统的经典基础性实验，又与现代分子生物学、物理学、化学内容紧密结合，因而对实验教师提出很高的要求，如果仍用传统的教学方法，根本无法胜任教学工作。因而提倡教师积极学习，组建校级植物生理学实验教学团队,团队从专业理论和实验技术两个方面提高教师的专业水平，把握实验内容的时代性、科学性，掌握灵活多样的先进教学技术。团队教师将个人科研成果转化分解为可行的实验项目，根据专业特点进行特色实验，基本确定以我院选育的系列优质高产抗逆小麦新品种和“十大商药”资源作为基本实验资源，进行代谢生理、生长发育生理以及逆境生理的等方面研究。在新的教学模式下，团队教师之间互相学习、博采众长，进行多学科的交叉渗透学习和合作，有力地促进教学整体水平的提高。

2.4 建立多维多元考核评价体系，形成有效的激励机制

改革传统的考核方式，建立全程化、多元化的考核评价体系[9]。逐步将实验课程单列，引入研究性教学等措施，有效的激发了学生的“学”和教师的“教”的兴趣，课程单列后，成绩由实验考试成绩（60%）、实验技能考核成绩（30%）、平时成绩（10%）三部分组成，注重对学生参与实验过程的考核。而研究性教学过程促使学生提前查阅文献资料、探讨并确立可行的实验方案，让学生自己选择有兴趣的实验材料并对实验材料进行培养处理并进行实验指标测定，在实验过程中要对实验现象和数据进行分析和处理，最后的分组讨论能够培养学生的语言表达能力，这样的设计性实验有利于合作精神的培养，培养学生的科学思维方法和创新精神。教师对学生的研究性学习的每一过程适时指导，帮助解决实验过程中的问题，并对学生的学习过程进行评价，驱使教师将更多的时间和精力投入实验教学，并努力提高自己的科研水平，在考核学生的同时也促进了教师的自我学习。

3 植物生理学实验研究性教学改革成效

3.1 学生知识水平、实验技能明显提高，具备基本科研素质

在研究性教学学习过程中，经过查询资料、小组学习、制定实验方案、培养处理材料、预实验、实验、数据处理分析、分组讨论、教师点评等诸多环节，要求小组各成员全程参与，各尽其职也各显其才，极大地提高了学生自主学习的积极性和主动性，培养了学生的合作意识和团队精神。

3.2 “大创项目”立项数量质量逐年增加，大学生科学素养逐渐增强

通过植物生理学实验课程研究性学习的全过程参与，学生搜集查询资料能力，分析整理信息能力得到有效锻炼，基本掌握了根据实验材料、实验目的不同，选择相应的实验手段和实验方法培养处理材料，能自行设计并进行相关的实验。有部分学生在兴趣驱动下参与部分教师的科研课题，较早开始科研工作，实验技能也得到了相应的提升，对学生申报各级大创项目奠定了良好基础。

以商洛学院为例，自2012年开始申报“大学生创新创业训练计划项目”，前三年各级项目申报中，均没有植物生理学实验研究类的项目申报成功，2015年共申报48项省级“大创项目”立项，有关植物生理学实验研究类的项目有5项，占省级“大创项目”立项的10.4%；2015年申报的23项省级“大创项目”立项中，有关植物生理学实验研究类的项目有4项，占国家级“大创项目”立项的17.4%；2016年年申报的44项省级“大创项目”立项中，有关植物生理学实验研究类的项目有8项，占国家级“大创项目”立项的27.6%，植物生理学实验改革成效逐渐显现。

3.3 促进了教学质量的提高，毕业论文水平明显提升

毕业论文是本科教学的一个重要环节，毕业论文质量是对选题的性质、难度、科研素质与创造思维、研究方法、专业综合训练、文献资料检索与利用、知识的掌握与运用、论文撰写整体水平、论文的创新性或先进性及语言与文字表达能力的综合体现。生命科学系两个专业学生近几年毕业论文中有关植物生理学实验研究类的选题数量与比例逐年增加，2013届生物技术及生物科学专业毕业生共64人，论文涉及植物生理学研究的12篇，占18.75%；2014届毕业生62人，涉及植物生理学研究的17篇，占27.42%；2015届共63人，涉及植物生理学研究的36篇，占57.14%；2016届毕业生85人，涉及植物生理学研究的51篇占60%。不仅与植物生理学研究相关的选题数量剧增，论文质量也逐步提升，2015届全系两介专业共有10篇有关植物生理学研究的毕业论文成绩为优秀，占全系优秀论文的55.6%。 2016届两个专业共有4篇有关植物生理学研究优秀毕业论文，占全系优秀论文的75.0%。学生的科研能力和综合素质明显提高，植物生理学实验研究性教学改革实践活动取得了显著效果。

3.4 提升了教师教学科研水平，促进了教学团队建设

进行研究性教学需要教师大量的时间和精力的投入，要求教师自身科研素质过硬，具有渊博的理论知识和精湛的实验技能，了解本学科发展的前沿，同时也要求教师之间相互协作，在教学团队的合作中较好的完成了植物生理学实验研究性教学[10]。

4 结语

改变传统实验教学方法，积极探索具有地域和专业特色的实验研究性教学改革模式，以实验课程内容作为改革的切入点，以学生创新意识培养、创新思维养成、应用技术能力提高为核心，是地方高校转型发展，深入推进课堂革命，培养应用型人才的必经之路，这也是新时代生物类专业建设的必然要求。

参考文献：

[1]潘瑞炽.植物生理学[M].北京：高等教育出版社，2011:1.

[2]王学奎,黄见良,李合生.中国植物生理学教材建设的回顾、探索与展望[J].植物生理学报，2013,49(6):510-514.

[3]王若仲,丁君辉,黄志刚,等.植物生理学实验教学的改革与创新[J].实验科学与技术,2010,8(6):106-108.

[4]姜丹,方铭,余丽芸,等.植物生理学理论课与实验课及考核方式的优化研究[J].安徽农学通报,2012,18(3):105-106.

[5]郑元,赵芬,陈诗,等.基于项目教学法构建植物生理学实验教学新体系[J].教育教学论坛,2016,32(8):171-173.

[6]刘伟,常征,丁长春.半开放式植物学实验教学模式初探[J].文山学院学报，2013,26(6):51-53.

[7]樊佳,王雨昊,陶成秋,等.植物生理实验教学中开设综合性实验探索[J].实验科学与技术，2015,13(3):101-104

[8]石海英,白音.植物生理学实验教学改革的探索与实践[J].轻工科技，2015(12):189-191.

[9]刘青,许晔,徐国华,等.植物生理实验教学中表现性评价的应用[J].高教学刊，2015(23):228-229.

[10]徐芬芬,赵静.研究型教学在植物生理学课程中的应用[J].黑龙江农业科学,2017(5):140-141.