植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)研究探索

植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)研究探索【摘要】傳統(tǒng)的植物生實(shí)驗(yàn)教學(xué)只注重基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ奖容^單一，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生科研和創(chuàng)新能力不利。探討了植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的意義及實(shí)施步驟，深刻到設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)于提高學(xué)生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與能力，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性的重要性。

【關(guān)鍵詞】植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；探索

實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力具有特殊的作用。培養(yǎng)高素質(zhì)的科學(xué)研究與型人才，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力是大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要是訓(xùn)練學(xué)生查閱資料,發(fā)現(xiàn)問題,靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),完成實(shí)驗(yàn),以培養(yǎng)學(xué)生驗(yàn)證或解決某一實(shí)際問題的能力,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要包括下列環(huán)節(jié)：第一，選題。由教師講解開展設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的、意義和具體安排,介紹實(shí)驗(yàn)室所具備的實(shí)驗(yàn)條件,明確選題的范圍,指導(dǎo)學(xué)生選題。第二，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。教師講解設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本原則，學(xué)生進(jìn)一步查閱資料、討論,寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,交教師審閱、修改、完善。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括:課題名稱,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?基本原理,材料與用品,方法與步驟。第三，實(shí)施所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備,包括試劑的配置、實(shí)驗(yàn)器具和實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備;按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法步驟,完成實(shí)驗(yàn)全過程,并做實(shí)驗(yàn)記錄;向教師實(shí)驗(yàn)情況和結(jié)果,經(jīng)教師批準(zhǔn)后方可結(jié)束實(shí)驗(yàn)。

1植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問題

植物生理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，它幾乎和所有與植物有關(guān)的學(xué)科都有密切，也與分子水平的生物類學(xué)科甚至自然科學(xué)其他學(xué)科都有密切聯(lián)系。傳統(tǒng)的植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本模式是教師依據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，合理安排每次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料和器具，安排實(shí)驗(yàn)程序，然后指導(dǎo)學(xué)生完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，最后學(xué)生寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)是目的明確，通過完成不同實(shí)驗(yàn)使學(xué)生分別獲得植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理和實(shí)驗(yàn)技能。但也有不足：每次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和操作程序都是教師規(guī)定好的，學(xué)生按照規(guī)定內(nèi)容和程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，大部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果明確，這樣學(xué)生自己的積極性和主動(dòng)性不能充分發(fā)揮。由于有些環(huán)節(jié)是教師準(zhǔn)備的，學(xué)生只是熟悉了部分環(huán)節(jié)，缺乏對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的全面了解［1］。改造傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法，加強(qiáng)綜合性、提高性、設(shè)計(jì)性研究性實(shí)驗(yàn)，建立新型的適應(yīng)學(xué)生能力培養(yǎng)、鼓勵(lì)探索的多元化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是非常必要的。

2增設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的意義

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生經(jīng)歷了發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題的過程，重視了對(duì)學(xué)生問題意識(shí)的培養(yǎng)。將設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)培養(yǎng)和開發(fā)學(xué)生智能及創(chuàng)造能力，有著重要的價(jià)值和意義。以往的植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多數(shù)依附于理論課教學(xué)，實(shí)驗(yàn)課只是學(xué)生按照教師設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)方案做，其目的一是驗(yàn)證課堂教學(xué)的理論，二是學(xué)習(xí)基本的實(shí)驗(yàn)操作方法。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法存在的問題是學(xué)生并沒有參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，始終處于被動(dòng)地位，忽視了學(xué)生積極參與的作用。而設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，把自主權(quán)交給了學(xué)生，充分給學(xué)生思維的空間和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的自主性，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑之一［2］。

3設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的步驟

實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備由教師講解開展設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的、意義和具體安排,介紹實(shí)驗(yàn)室所具備的實(shí)驗(yàn)條件,明確選題的范圍,指導(dǎo)學(xué)生選題。學(xué)生根據(jù)教師的要求和期限，結(jié)合自己的興趣，自愿組合，以4～8名學(xué)生組成一個(gè)課題實(shí)驗(yàn)小組，選定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，自主設(shè)計(jì)。由于各組選題不同，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多，實(shí)驗(yàn)材料豐富，有些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目我們不曾親自做過，這就要求實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員必須負(fù)責(zé)準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)中所需的實(shí)驗(yàn)材料。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必須讓學(xué)生建立起一個(gè)相對(duì)有保證的實(shí)驗(yàn)技能與實(shí)驗(yàn)知識(shí)基礎(chǔ)。對(duì)于設(shè)計(jì)內(nèi)容比較重的實(shí)驗(yàn)，如果新增知識(shí)點(diǎn)較為復(fù)雜，不是單個(gè)實(shí)驗(yàn)在很短時(shí)間可以比較熟練掌握的，則應(yīng)該安排在知識(shí)基本學(xué)完的一些階段［3］。例如,讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究《重金屬污染對(duì)種子萌發(fā)的影響》，此研究必須在學(xué)生掌握了種子萌發(fā)的條件的基礎(chǔ)上，同時(shí)熟悉種子發(fā)芽率、種子活力、發(fā)芽指數(shù)測(cè)定方法等，才能對(duì)此實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行實(shí)施。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案隨著植物生基本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了一些植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。當(dāng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到一定階段時(shí)，教師開始讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣設(shè)計(jì)一個(gè)與植物生理學(xué)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)方案，用以解決某個(gè)與植物生理學(xué)有關(guān)的實(shí)際問題等。例如，設(shè)計(jì)一個(gè)酸雨對(duì)植物生長(zhǎng)的影響的實(shí)驗(yàn)，酸雨的形成是此實(shí)驗(yàn)的難題，教師首先啟發(fā)學(xué)生對(duì)酸雨的形成過程進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)過學(xué)生認(rèn)真思考，教師啟發(fā)學(xué)生用一個(gè)大燒杯覆罩，其中放一個(gè)二氧化硫發(fā)生裝置，旁邊放置濕潤(rùn)的正在萌發(fā)的種子，然后通過二氧化硫發(fā)生裝置放出二氧化硫。初步方案完成后由指導(dǎo)教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件及實(shí)驗(yàn)方案的可行性等提出修改意見，根據(jù)教師的修改意見，學(xué)生進(jìn)行修改［4］。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求教師不再是單純的知識(shí)傳授者，而是學(xué)生學(xué)習(xí)的引領(lǐng)者、者、參與者和學(xué)習(xí)顧問，學(xué)生也不再是被動(dòng)的知識(shí)接受者，而是學(xué)習(xí)的主體。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，利用課余時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這段時(shí)間實(shí)驗(yàn)室全天對(duì)學(xué)生開放，并為學(xué)生配備所需的實(shí)驗(yàn)材料、試劑和儀器等，以滿足實(shí)驗(yàn)需要。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程由學(xué)生自己負(fù)責(zé)，包括實(shí)驗(yàn)材料的取放、標(biāo)記及結(jié)果的記錄。教師只提供給學(xué)生在設(shè)計(jì)方案中用到的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和材料，具體的使用及實(shí)驗(yàn)進(jìn)展由學(xué)生自己掌握。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，力求使設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)從形式到內(nèi)容接近一次真正意義上的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生真正得到鍛煉和提高。

撰寫實(shí)驗(yàn)論文各組實(shí)驗(yàn)做完后對(duì)各自實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析，在教師的指導(dǎo)下，按照科研論文的基本格式，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組遞交一篇實(shí)驗(yàn)論文。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的思維方式，使他們基本掌握實(shí)驗(yàn)型論文的模式，為畢業(yè)論文和畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。根據(jù)實(shí)驗(yàn)論文及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案評(píng)定成績(jī)，計(jì)入實(shí)驗(yàn)總成績(jī)。實(shí)驗(yàn)論文完成后，按照畢業(yè)論文答辯的模式，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)論文進(jìn)行一次小型答辯［5］。每位學(xué)生介紹自己的實(shí)驗(yàn)背景、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，回答教師和學(xué)生的提問。通過小型答辯會(huì)，一方面，完善自己的實(shí)驗(yàn)，另一方面，了解其他同學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理及方法，學(xué)習(xí)其他同學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中的一些好的實(shí)驗(yàn)方法，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。

4設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，學(xué)生們普遍反映設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)于他們來說是一種挑戰(zhàn)，給他們一個(gè)自由發(fā)揮的空間。從查閱資料、尋找自己感興趣的課題和獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，到每個(gè)實(shí)驗(yàn)操作、每次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察和實(shí)驗(yàn)論文的完成，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高了學(xué)生綜合分析能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、團(tuán)結(jié)協(xié)助的科學(xué)精神。進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，對(duì)教師提出了更高的要求。面對(duì)幾十份不同題材、不同風(fēng)格的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，要求教師不但要對(duì)本專業(yè)有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)技能，而且還要查閱文獻(xiàn)資料，不斷更新和拓寬知識(shí)面，掌握相關(guān)的知識(shí)。

【參考文獻(xiàn)】

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［2］余前媛.植物生理學(xué)及生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課改革初探［J］.西昌高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2002，16：1