生物技术专业植物生物学实验教学改革与实践

生物技术专业植物生物学实验教学改革与实践龚红梅，于洪飞（河南理工大学资源与环境学院，河南焦作　４５４０００）摘　要：针对生物技术专业植物生物学实验教学中存在的问题，采取转变实验教学理念，整合实验教学内容，建立层次化、模块化实验教学内容体系，实行多种途径的教学方法和全面综合的考核机制等一系列措施，对植物生物学实验教学进行改革与实践，旨在强化学生主体地位，提高学生积极性和创造性、实践技能与动手能力，提升植物生物学实验课教学效果。

关键词：生物技术；植物生物学实验；教学改革中图分类号：Ｇ６４２．０ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００２－４９５６（２０１０）０８－０１６７－０４Ｒｅｆｏｒｍ　ａｎｄ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｌａｎｔ　ｂｉｏｌｏｇｙ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｔｅａｃｈｉｎｇｆｏｒ　ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｃａｌ　ｓｐｅｃｉａｌｔｙＧｏｎｇ　Ｈｏｎｇｍｅｉ，Ｙｕ　Ｈｏｎｇｆｅｉ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｈｅｎａｎ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ　４５４０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｏｆ　ｐｌａｎｔ　ｂｉｏｌｏｇｙ　ｗａｓ　ｒｅｆｏｒｍｅｄ　ａｎｄ　ｐｒａｃｔｉｓｅｄ　ｗｉｔｈ　ａ　ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　ｍｅａｓｕｒｅｓｔｈｒｏｕｇｈ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｕｒｓｅ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｃｈａｎｇｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｉｄｅａｓ，ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｅａｃｈｉｎｇｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｐｌａｎｔ　ｂｉｏｌｏｇｙ　ｗｉｔｈ　ｍｕｌｔｉｓｔｒａｔａ　ａｎｄ　ｍｏｄｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ，ｅｘｅｃｕｔｉｎｇ　ｍｕｌｔｉ－ｃｈａｎｎｅｌ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｉｎ　ｗｈｉｃｈｓｕｂｊｅｃｔ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ｗａｓ　ｇｉｖｅｎ　ｐｒｏｍｉｎｅｎｃｅ，ｔｈｅｉｒ　ｐｏｓｉｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｃｒｅａｔｉｖｉｔｙ　ｗｅｒｅ　ａｄｖａｎｃｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｐｒａｃ－ｔｉｃａｌ　ｓｋｉｌｌｓ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｗｅｒｅ　ｅｎｈａｎｃｅｄ．Ｔｈｕｓ　ｔｈｅ　ｆａｖｏｒａｂｌｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｗａｓ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉ－ｍｅｎｔａｌ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｐｌａｎｔ　ｂｉｏｌｏｇｙ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｒｅｆｏｒｍ收稿日期：２００９－１０－０９　修改日期：２０１０－０１－２９基金项目：河南理工大学２００８—２０１０年重点课程建设项目（ＺＨ２００８－９）作者简介：龚红梅（１９７２—）女，宁夏西吉县人，博士，讲师，主要从事植物学教学与研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｏｎｇｈｍ０７０１＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ 许多专家预言，２１世纪是“生命科学的世纪”。

以生物技术为支撑的生物高新技术产业将成为本世纪的支柱产业之一，是具有强劲生命力的新的经济增长点。

由于生物技术是一门新兴的以现代生命科学为基础，实践性很强的综合性学科，因此，实验教学在生物技术专业人才培养方面举足轻重。

植物生物学是生物技术专业本科生的一门主干基础课程，它既是植物学科类各门专业课的重要基础，也是学习细胞学、遗传学、生态学、分子生物学、发育生物学等课程的必要条件和基础。

植物生物学也是一门实验性学科，它不仅是生物技术专业本科教学计划中的一个重要组成部分，也是培养学生科研、实践能力和综合素质的重要途径，更是实施素质教育的重要手段。

植物生物学实验教学对学生分析问题和解决问题能力的培养，尤其对学生综合素质的提高和创新能力的培养具有独特的作用［１－３］。

由于地方理工科院校开设生物技术专业时间短，师资力量相对薄弱，在植物生物学实验教学方面还存在一些亟需改进的问题，需要我们转变观念，对植物生物学实验课进行全面深入的理性分析，及时总结经验，不断探索植物生物学实验课程建设和教学改革。

１　植物生物学实验教学存在问题分析基于对上述植物生物学实验教学重要性的认同和重视，很多地方理工科院校在实验室建设、仪器设备购置等方面都投入了大量资金，教师在教学内容、方式方法等方面都做了许多有益的尝试，在实验教学上取得了一定的成绩。

但实验教学中也还存在有如下问题。

１．１　实验教学理念存在误区植物生物实验教学是植物生物学重要的实践性教学环节，只有通过实践，教学才能满足生物技术产业飞速发展和高素质人才培养的要求。

但在实际教学中，ＩＳＳＮ　１００２－４９５６ＣＮ１１－２０３４／Ｔ 实　验　技　术　与　管　理Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ 第２７卷　第８期　２０１０年８月Ｖｏｌ．２７　Ｎｏ．８　Ａｕｇ．２０１０仍存在重理论、轻实践的现象，这在地方理工科院校表现得更为突出。

大多数地方理工科院校的生物技术专业为新上专业，师资大多为新进年轻教师，除了教育、教学经验不足，在教学理念上也存在误区，以为只要自己把理论讲清、讲透就可以，对学生是否提高了动手能力和综合素质考虑较少。

１．２　实验教学内容侧重验证性实验，设计性、研究性实验较少植物生物学实验内容多为验证性实验，如植物细胞结构的观察、植物组织的主要类型及结构的观察等，其优点是能够及时巩固课堂知识，缺点是教学内容重复，不能活跃学生的思维。

缺乏培养学生的创新意识和研究能力的设计性、研究性实验，导致学生探索、研究的兴趣不高。

由于每一部分的实验学时有限，所以在选择实验内容时只能多选择实验设计相对简单、周期短的实验，因此很难培养起学生的学习兴趣和宏观思维，从而影响教学效果。

１．３　实验教学方法呆板由于植物生物学实验课时少，内容多，特别是在实验仪器套数少的情况下，学生在规定时间内难以完成整个实验，因此形成了以教师为中心、为主体的实验教学模式［４］，从实验内容的选择、实验用具、实验材料的准备，到仪器调试等中间环节及试剂的配制完全由教师包办。

实验教学程式化：学生预习一教师讲解一学生操作一预期结果一实验报告，造成了学生对教师和教材的依赖心理。

在整个的实验教学过程中，学生处于被动学习的地位，思考空间较小，只是被动地“依葫芦画瓢”完成实验流程，既不利于提高学生实验操作技能，也不利于提高学生分析问题和解决问题的能力。

１．４　实验教学考核体系不够完善植物生物学实验教学的考核办法还不够完善，对实验教学的要求远没有对理论教学要求的那样严格，考核仅凭实验报告，使一些学生“重报告、轻操作”，出现抄袭实验报告的现象。

这种现象完全背离实验教学的宗旨，不但没有培养出学生探索、创新的能力，反而养成一些学生投机取巧、弄虚作假的习惯。

通过对植物生物学实验教学模式的上述分析，我们认为以上问题的存在影响和制约了应有的教学效果和学生能力、素质的培养，逐步改进和完善植物生物学实验教学模式刻不容缓。

２　植物生物学实验教学改革２．１　改变教学理念，提升教学质量植物生物学实验教学改革要以转变教育思想和教育观念为先导，逐步改变过去在教学过程中形成的重理论轻实践的现象，提高对人才培养的认识，把技能培养看成人才培养的关键之一。

教师和实验技术人员要逐渐认识到实验教学不仅仅是传授知识、验证理论和掌握实验技能，更重要的是培养学生严谨的科学态度、较强的独立工作能力和良好的生物学素质。

良好的实验课教学质量有利于学生能力的培养，我们必须从观念转变出发，切实推动实验教学改革，不断提升植物生物学实验教学实验课的教学质量。

２．２　建立多层次模块化实验教学内容体系教学内容是教学目标的直接载体［５］，教学内容的改革是教学改革的中心。

由于植物生物学实验数量多、内容丰富，涵盖了以前的植物形态解剖学、植物系统分类和植物生理学等实验内容，因此在有限的时间内要顾及所有的实验是根本不可能的。

据此，我们对原有实验内容进行了重新调整和优化组合，按能力和素质培养要求以及难度综合安排，采用“分层次”、“分模块”的内容安排，将实验教学内容界定为基础的验证性实验—综合性实验—设计性实验３个层次，构建由浅入深、由易到难、由基础到前沿，由接受知识到培养综合能力逐步提高的一、二、三级课程实验体系，并注重减少验证性实验，加大综合性、设计性、研究性实验的比重。

２．２．１　基础验证性实验基础的验证性实验为第一层次，包括基本操作训练和简单的验证与观察实验，要求学生掌握基本操作技术，熟练使用生物实验常用的仪器，学会生物实验的基本方法，为综合实验奠定坚实的基础。

这一层次的实验教学，一方面要求学生自己制作植物的细胞、组织切片，掌握制片、染色技术，另一方面进行结构的观察和描记，也要求学生必须具备良好的显微镜使用能力和生物绘图技术。

该层次实验内容包括：实验１植物细胞的基本形态、结构观察与制片；实验２植物组织、器官结构观察与制片。

２．２．２　综合性实验第二层次是综合性实验，这类实验需综合运用多个生物学科理论知识或多种实验操作技能的实验［６］，目的是为了让学生掌握生物研究的一般方法，培养学生的系统思维以及分析问题和解决问题的综合能力，提高科学素质。

我们以模块方式组建本层次实验教学内容，对实验内容按照一定的梯度进行有效筛选和整合，采取循序渐进的方式，将综合实验分为２个模块：植物分类模块和植物生理模块。

（１）植物分类模块以基本实验技术和基础的验证性实验的技能为基础，变实验室单一观察的方法为实验室与野外观察相结合的方法，把传统分类学实验设计为以比较解剖和野外资源调查为主的综合实验。

先通过学习让学生直观地认识不同类群的植物，总结各８６１实　验　技　术　与　管　理类植物的特征，然后带学生到野外进行对比和扩展实验，巩固理论知识。

充分利用校园植物资源，采取现场教学方式，要求学生对校区不同植物的种类、分布和作用等进行分类统计，采制部分标本，在此基础上制作校园植物图集和视频资料，提高了学生的实验兴趣，效果良好。

该模块实验内容包括：实验３裸子植物、被子植物常见重要类群的特征和分布特点；实验４校园常见物种的识别、鉴定，检索表的编制。

（２）植物生理模块在掌握基本的植物生物学形态部分静态操作技术之后，引入植物生理功能的动态检测实验内容。

我们重新设计了实验内容体系，如把原先的“叶绿体色素的提取分离和理化性质”实验和“叶绿体色素的定量测定”实验进行重新设计和组合，合二为一，设计为一个综合性实验。