易華 姜在民 王曉靜 程金鳳
摘要:結合我校2008和2014版培養(yǎng)方案,加強實踐教學環(huán)節(jié)中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),依據(jù)新的課程質量標準,將植物學實驗劃分為驗證型、綜合型和綜合自主型三個不同的實驗模塊,明確實驗技能目標,調整實驗內容和課時分配,構建新的植物學實驗教學體系。
關鍵詞:植物學實驗;課程體系;改革;實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)17-0146-03
植物學是農林院校中農學、園藝、植保、林學以及生物類等許多專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎課,該課程教學成效的優(yōu)劣直接影響到后續(xù)專業(yè)課程的學習。植物學實驗作為植物學重要的組成部分,在農業(yè)院校的教學中起著非常重要的作用。我校的植物學實驗課針對大一學生開設,是學生進入大學后的第一門實驗課。在實驗課中,學生不僅要驗證理論課中講授過的知識,還要掌握基本實驗技能、培養(yǎng)良好的實驗習慣,為后續(xù)其他課程的學習打下良好的基礎,學生將終身受益。
隨著高等學校教學改革的深入發(fā)展,越來越重視實踐教學環(huán)節(jié)中學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。我校分別在2008年和2014年修訂了新的培養(yǎng)方案。為適應新培養(yǎng)模式的需要,建立科學、符合素質教育培養(yǎng)需要的植物學實驗教學體系,自2008年以來,基于全面掌握植物學的基本知識和技能,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和探索精神的教學理念,我們對原有的植物學實驗課程內容進行了多次調整,建立了適合我校實際的植物學實驗課程新體系,充分調動了學生學習的積極性和主動性,提高了學生科研創(chuàng)新動手能力,實現(xiàn)了綜合素質和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標,收到較好的教學效果。
一、制定全新實驗課教學質量標準
為了提高教學質量,規(guī)范課程教學關鍵質量環(huán)節(jié),強化教學,形成以學生為本,以知識重構、能力培養(yǎng)為重點,配合新的培養(yǎng)方案,制定了新的實驗課教學質量標準。在新的標準中,明確實驗教學要達到的目標和要求,并按照實驗內容和培養(yǎng)目標,把實驗分為三個模塊,明確每一模塊實驗目的以及要達到的技能目標(表1)。
二、全面調整實驗內容,重新分配實驗課時
針對實驗目標,我們重新設置了實驗內容和課時分配,壓縮驗證型實驗的比例,增加綜合性和綜合自主型實驗。具體調整方案見表2。
(一)壓縮驗證型實驗的比例
在原有的實驗教學體系中,植物解剖學實驗是結合理論課進程,按照植物細胞、組織、營養(yǎng)器官、繁殖器官的順序安排的,實驗內容主要是在顯微鏡下觀察已經制作好的植物切片,學生需要動手制作的內容比較少,只有少量觀察項目需要學生自己制作裝片。在第一次興致勃勃學習使用顯微鏡之后,學生的興趣逐漸減弱,實驗過程敷衍了事,達不到預期的實驗目的。針對這種情況,這一部分內容我們做了大幅度的調整,把顯微鏡使用和植物細胞的觀察合并為一次,學時數(shù)由6學時壓縮為3學時,原來在植物細胞實驗中觀察的有絲分裂和植物組織合并為3學時,種子和幼苗的內容調整到課余時間,給學生提供各類種子,學生自行設計實驗觀察種子結構、萌發(fā)條件、萌發(fā)過程以及結果,并在規(guī)定時間把自己培養(yǎng)的幼苗帶到實驗室進行比較討論。
(二)精簡觀察項目,突出觀察重點
在原有實驗體系中,觀察項目繁多,重點不突出,每次上課面對十多種植物裝片,學生比較茫然,不知道哪些是重點觀察項目,只是被動地完成作業(yè)。為此我們調整了觀察項目,減少植物裝片的種類,只提供重點觀察項目的切片,其余的內容改為演示實驗,由教師通過視頻設備講解切片。比如根結構的觀察,重點觀察單雙子葉植物根的初生結構和雙子葉植物根的次生結構,而側根的產生,變態(tài)根的觀察由必須觀察的內容調整為演示實驗。莖周皮的發(fā)生部位,不同生態(tài)型葉結構,薺菜胚的發(fā)育過程等內容也都調整為演示實驗。
(三)綜合相關比較性實驗
把根、莖、葉、雌、雄蕊解剖結構幾個驗證性實驗調整合并為三個綜合實驗:
(1)根尖分區(qū)、單雙子葉植物根的初生結構和莖尖觀察,單雙子葉植物莖初生結構合并為一個綜合實驗,學生不僅能縱向對比觀察分析同一器官不同部位的結構演變,掌握器官結構的發(fā)生發(fā)展過程,還能橫向對比不同器官以及單雙子葉植物根莖的結構的差異。
(2)雙子葉植物根的次生生長、雙子葉植物莖次生結構、裸子植物莖次生結構合并為一個綜合實驗,同樣進行縱向和橫向兩方面的對比分析學習,學生能更好掌握根、莖次生生長過程以及次生結構的差別。同時這一部分實驗增加徒手切片的內容,學生可以對通過植物根、莖不同部位、不同切面方向做徒手切片觀察,結合教學切片,增加感性認識,全面掌握根、莖的結構特征和功能,樹立起結構連續(xù)性的概念。
(3)葉結構和雌雄蕊結構的觀察合并為一個綜合實驗。葉的結構觀察,我們只提供棉花、玉米、小麥三種葉的切片,分別代表雙子葉植物、C4植物和C3植物。另外采集不同的單雙子葉植物葉片,供學生做徒手切片,學生通過對不同植物葉片的觀察,可以綜合總結葉結構特征以及不同類群植物葉結構的區(qū)別。雌雄蕊結構依然采用教學切片。
(四)強化分類基礎實驗內容
器官外形的觀察是學習分類的基礎,我們在強化課堂教學的同時,增加了這部分實驗的課時,根莖葉外形和果實外形觀察課時維持不變,花外形的觀察難度最大,課時由原來的2課時增加為4課時,讓學生有充足的時間仔細解剖花的結構,全面掌握相關的知識。根莖葉外形觀察可以結合校園植物識別在課外強化。
(五)大幅增加植物分類實驗
植物分類部分一直是學生學習比較困難的部分,需要對實物進行大量的觀察,原有的課時遠遠不能滿足教學要求。為此我們增加分類實驗的課時,由原來的4學時增加到9學時,在實驗內容設置上,第一次實驗課主要讓學生掌握植物檢索表的使用和編制方法,此后的實驗課給學生提供典型的代表植物標本,同時要求學生根據(jù)教學內容自己采集不同科屬的植物標本,教師重點教會學生觀察的方法,通過以點及面的方式,讓學生掌握相關科屬的特征。
(六)充分利用校園植物,提高學生學習興趣
我校校園及博覽園共有138科431屬709種植物(含野生植物),植物資源豐富,為分類學實驗提供了得天獨厚的條件。在新的實驗課教學體系中,我們把分類實驗延伸到課堂外,把學生分為若干小組,針對校園植物,學生自己選題,對校園植物進行識別、分類,完成各自的選題。同時要求學生用手機拍攝植物,做成圖文并茂的校園植物圖鑒并且定期交流。通過這一環(huán)節(jié),學生對校園植物的辨識能力明顯提高,對學習植物分類學知識產生了濃厚的興趣,有效地促進了植物分類部分的學習。
三、豐富實驗教學手段
為了讓更多的學生掌握更多實驗知識和實驗技能,有一些常規(guī)實驗難以完成的觀察內容,我們則通過虛擬仿真技術讓學生完成實驗。如雙子葉植物根、莖的次生生長過程,雌、雄蕊的發(fā)育過程等內容,利用視頻、錄像、動畫等多種技術,把這些過程做成動態(tài)效果,同時結合網(wǎng)絡教學資源、微課等新的教學手段,讓學生在逼真的虛擬環(huán)境下,生動地觀察到這些動態(tài)的變化過程。這些方式提供的信息量很大,展示的內容直觀易于理解,彌補了實驗課時不足,實驗材料缺乏等因素對實驗教學效果的影響。
四、開展大學生科技創(chuàng)新活動
結合教學實際,吸引對植物學有興趣的學生開展大學生科技創(chuàng)新活動,是提高教學質量與學生素質的良好途徑。目前我們已經指導學生從大一開始,完成10項和植物學相關的科創(chuàng)項目,其中國家級科創(chuàng)項目6項(表3)。項目實施過程中,還吸引了很多非項目組成員參與到項目中,通過這些科技創(chuàng)新項目的實施,大大提高了學生的學習興趣,培養(yǎng)了同學們的創(chuàng)新意識和科研素質,顯著提高了植物學的教學效果。
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