朱 丹，曹 迪，肖翠紅，朱光怡，陳 晶

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，黑龍江大慶 163319）

基于研究性教學(xué)植物形態(tài)解剖實(shí)驗(yàn)的改革與實(shí)踐

朱 丹，曹 迪，肖翠紅，朱光怡，陳 晶

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，黑龍江大慶 163319）

以總結(jié)“植物生物學(xué)”研究性教學(xué)（實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的形態(tài)解剖教學(xué)實(shí)踐）內(nèi)容為基礎(chǔ)，通過(guò)增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)、單獨(dú)成課、利用數(shù)碼互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室、采用新鮮的實(shí)驗(yàn)材料、開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、改革考核方式等方式，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能，提升學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能。

植物生物學(xué)；研究性教學(xué)；實(shí)驗(yàn)材料；實(shí)驗(yàn)技能；實(shí)驗(yàn)考核

“植物生物學(xué)”是生物科學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之一，“植物生物學(xué)”的教學(xué)形式包括理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和野外實(shí)習(xí)教學(xué)3個(gè)部分，“植物生物學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容包括細(xì)胞、形態(tài)解剖和分類(lèi)3個(gè)部分。形態(tài)解剖部分是植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大塊內(nèi)容，其實(shí)驗(yàn)效果直接影響著學(xué)生對(duì)植物學(xué)內(nèi)容的掌握情況，并對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力都有著重要意義，同時(shí)也影響著學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的興趣和將來(lái)的發(fā)展［1-2］。為此，學(xué)院對(duì)植物學(xué)解剖實(shí)驗(yàn)部分進(jìn)行了一些改革，并取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果。

1 增加學(xué)時(shí)“植物生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)單獨(dú)成課

很多學(xué)校把“植物生物學(xué)”理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和野外實(shí)習(xí)教學(xué)放在一起，以理論課為主，實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)習(xí)教學(xué)都只是這門(mén)課的一部分而已，期末成績(jī)?cè)u(píng)定的時(shí)候，也是理論課成績(jī)占主要部分，實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)都淪為次要部分。這樣就導(dǎo)致教師和學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)，有些同學(xué)戲稱(chēng)“實(shí)驗(yàn)畫(huà)圈、實(shí)習(xí)游玩”。為了提高學(xué)生對(duì)植物學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)的重視，學(xué)院把植物學(xué)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)都增加學(xué)時(shí)后分別單獨(dú)開(kāi)成一門(mén)課，即把傳統(tǒng)的“植物生物學(xué)”一分為三，變成3門(mén)課（“植物生物學(xué)”“植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”“動(dòng)植物學(xué)野外實(shí)習(xí)”），各自都有單獨(dú)的學(xué)分?！爸参锷飳W(xué)”全部是利用多媒體教室課題理論教學(xué)，“植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”是在實(shí)驗(yàn)室中教學(xué)，“動(dòng)植物學(xué)野外實(shí)習(xí)”，是在大自然中和“動(dòng)物生物學(xué)”一起教學(xué)。把相關(guān)課程分開(kāi)，都有各自的學(xué)時(shí)和學(xué)分，學(xué)生重視程度大大增加，而且教師也可以把學(xué)習(xí)內(nèi)容側(cè)重在不同的部分。

2 增加形態(tài)解剖學(xué)學(xué)時(shí)讓學(xué)生學(xué)得更細(xì)致

改革后的“植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”共30學(xué)時(shí)，1個(gè)學(xué)分，屬必修課；“動(dòng)植物學(xué)野外實(shí)習(xí)”有2周學(xué)時(shí)，2個(gè)學(xué)分，屬必修課，屬于實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于野外實(shí)習(xí)時(shí)間充裕，這樣就可以把原本在實(shí)驗(yàn)中完成分類(lèi)部分的許多內(nèi)容移到野外實(shí)習(xí)去完成。例如，在這幾年實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，僅保留了那些必須借助顯微鏡才能觀察清楚的植物分類(lèi)內(nèi)容，如根莖葉胚囊等的解剖結(jié)構(gòu)觀察等，而被子植物和裸子植物的分類(lèi)內(nèi)容全部移到為期2周的野外實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)中完成。這樣，在30學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課中，就大大增加了形態(tài)解剖學(xué)內(nèi)容的學(xué)時(shí)，學(xué)生就可以學(xué)得更細(xì)更多，掌握的也更好。例如，“被子植物根的實(shí)驗(yàn)”就包括了雙子葉植物根的初生結(jié)構(gòu)和次生結(jié)構(gòu)、單子葉植物根的初生結(jié)構(gòu)、雙子葉植物根的初生結(jié)構(gòu)和莖的初生結(jié)構(gòu)的比較，幾方面內(nèi)容通過(guò)實(shí)驗(yàn)課，讓學(xué)生牢牢地掌握了被子植物根的結(jié)構(gòu)。

3 改善教學(xué)條件使用數(shù)碼互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)

數(shù)碼互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室是基于數(shù)碼技術(shù)、用數(shù)碼顯微互動(dòng)教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)建立起來(lái)的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室。在這種實(shí)驗(yàn)室里，學(xué)生使用數(shù)碼顯微鏡，教師使用數(shù)字化多功能顯微鏡，師生之間可以進(jìn)行顯微圖像的實(shí)時(shí)傳輸和視頻互動(dòng)教學(xué)［3］。由于數(shù)碼互動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有非常便捷的進(jìn)行顯微圖像分析和處理，可以快速捕獲實(shí)驗(yàn)植物的電子圖像，并且能對(duì)捕獲的植物圖像進(jìn)行處理、剪裁、合并、融合及測(cè)量等，可以對(duì)圖像進(jìn)行定量分析，而且還能夠長(zhǎng)期保持圖像，并且可以隨時(shí)根據(jù)教學(xué)需要再現(xiàn)保留的圖像。由于可以隨時(shí)直接與上課的學(xué)生們互動(dòng)，大大增加“植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)的直觀性和知識(shí)的完整性，通過(guò)真實(shí)生動(dòng)、典型直觀的顯微畫(huà)面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且學(xué)生還能夠利用預(yù)存的音頻、視頻仿真模擬等進(jìn)行預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)以及開(kāi)展相關(guān)內(nèi)容的科研創(chuàng)新活動(dòng)。由于數(shù)碼互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室做到了整個(gè)“植物生物學(xué)”教學(xué)內(nèi)容的“教、學(xué)、練”過(guò)程連貫進(jìn)行，所以切實(shí)有效地提高了利用顯微鏡教學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和教學(xué)效果。每次實(shí)驗(yàn)課上，學(xué)生都可以和教師有效互動(dòng)，隨時(shí)隨地解決實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的各種現(xiàn)象，并且可以和前面實(shí)驗(yàn)課存儲(chǔ)的圖片對(duì)比觀察，總結(jié)出一些規(guī)律性的東西。例如，通過(guò)雙子葉植物根和莖的初生結(jié)構(gòu)圖片對(duì)比觀察，就可以讓學(xué)生更好地明白二者之間的區(qū)別。

4 多用新鮮實(shí)驗(yàn)材料增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

“植物學(xué)”是生物類(lèi)學(xué)生在大一開(kāi)設(shè)的課程，“植物學(xué)實(shí)驗(yàn)”是學(xué)生上大學(xué)后接觸的繼“動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)”后另一門(mén)專(zhuān)業(yè)方面的實(shí)驗(yàn)課程，因此該課程的學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生將來(lái)的發(fā)展有著重要影響［4］。

“植物學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)是讓學(xué)生復(fù)習(xí)、鞏固和驗(yàn)證課堂學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，大都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)［5］。在能用新鮮實(shí)驗(yàn)材料的情況下，教師盡可能多地讓學(xué)生使用新鮮實(shí)驗(yàn)材料。例如，在觀察植物細(xì)胞后含物和植物各種組織的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)摸索，使用合適的新鮮植物材料，讓學(xué)生通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)，掌握各種臨時(shí)玻片的制作方法，這樣大大地提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。

在選用新鮮材料時(shí)，教師盡可能選擇那些學(xué)生熟悉的植物，如室內(nèi)養(yǎng)的花卉、校園長(zhǎng)出來(lái)的雜草或者野菜、園藝植物等，由于這些實(shí)驗(yàn)材料均與學(xué)生生活密切相關(guān)，學(xué)生倍感親切。例如，在觀察植物表皮細(xì)胞和氣孔的時(shí)候，采用的是實(shí)驗(yàn)室養(yǎng)的花卉天竺葵和校園的雜草羊蹄酸模以及東北大宗作物玉米葉片，讓學(xué)生通過(guò)對(duì)比觀察，掌握單子葉和雙子葉植物葉片表皮細(xì)胞的差異。而在觀察植物細(xì)胞后含物糊粉粒的時(shí)候，采用的是較短的黃豆芽下胚軸為實(shí)驗(yàn)材料，通過(guò)徒手切片法橫切，就可以觀察到。而當(dāng)黃豆芽下胚軸略長(zhǎng)點(diǎn)后，縱切，就可以用來(lái)觀察到了導(dǎo)管的形態(tài)。觀察植物有色體時(shí)，學(xué)生熟悉的西紅柿果實(shí)就派上了用場(chǎng)，同時(shí)因?yàn)槲骷t柿果肉細(xì)胞較大，一般物鏡4倍或者10倍的時(shí)候就可以看到完整的細(xì)胞，加上可以看到細(xì)胞上的皺褶，學(xué)生就可以更加直觀地看清植物細(xì)胞近似球狀。在觀察植物細(xì)胞后含物淀粉的時(shí)候，教師采用東北常見(jiàn)的馬鈴薯和紅薯，當(dāng)場(chǎng)給學(xué)生面切開(kāi)使用，而且讓學(xué)生對(duì)比秋天成熟度較好的馬鈴薯塊莖和剛結(jié)薯不久的春天馬鈴薯塊莖，讓學(xué)生不僅掌握不同淀粉形狀，更明白淀粉輪紋的意義。

在多種臨時(shí)玻片操作技能都掌握的基礎(chǔ)上，教師把“植物組織的觀察”這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，布置給學(xué)生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生自己去校園或者菜市場(chǎng)、花卉市場(chǎng)等處找鮮活的實(shí)驗(yàn)材料，自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作方法來(lái)制備臨時(shí)玻片，教師逐一指導(dǎo)。學(xué)生帶來(lái)了各種根莖葉花和果實(shí)、種子，實(shí)驗(yàn)材料五花八門(mén)，教師先讓學(xué)生自己操作，在學(xué)生自己操作得不理想時(shí)，教師再予以針對(duì)性的指導(dǎo)，當(dāng)學(xué)生看到自己親自做出來(lái)的臨時(shí)玻片，尤其是看到那些在顯微鏡頭下呈現(xiàn)出來(lái)的顯微圖片時(shí)，一個(gè)個(gè)非常有成就感，都很興奮。許多人因此對(duì)生物尤其是植物產(chǎn)生了濃厚的興趣。

5 改革考核方式提高學(xué)生主動(dòng)積極性

由于增加了很多實(shí)驗(yàn)操作，因此在實(shí)驗(yàn)考核時(shí)，大大增加了學(xué)生動(dòng)手操作能力和積極性所占的比例，而且這種考核方法，提前告知學(xué)生，學(xué)生操作都很認(rèn)真，不再應(yīng)付了事，尤其是當(dāng)他們實(shí)驗(yàn)操作技能提高后，實(shí)驗(yàn)興趣倍增，理論學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性也隨之提高。

6 改革效果

通過(guò)這一系列的研究性教學(xué)改革，在植物形態(tài)解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)上，學(xué)生動(dòng)手操作能力及創(chuàng)新實(shí)踐大大提高，夯實(shí)了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)技能，而且為學(xué)習(xí)其他專(zhuān)業(yè)課程做了充分準(zhǔn)備。尤其是培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)生物科學(xué)的熱愛(ài)，許多同學(xué)也因此有了自覺(jué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣和進(jìn)一步深造的向往。有超過(guò)50%的學(xué)生在“植物學(xué)實(shí)驗(yàn)”后就開(kāi)始和各個(gè)教師聯(lián)系，在大一第2學(xué)期就進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，和大四的學(xué)生以及研究生一起學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作技能，有些人在畢業(yè)時(shí)考上了國(guó)外或者國(guó)內(nèi)的研究生。

［1］ 陳鳳娥，吳珍，祝社民，等.植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題及其解決對(duì)策 ［J］.商洛學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，23（4）：66-69.

［2］ 姚國(guó)新，李長(zhǎng)春.新農(nóng)村建設(shè)背景下地方高校的農(nóng)學(xué)人才培養(yǎng)探討 ［J］.出國(guó)與就業(yè)（就業(yè)版），2011（9）：81-82.

［3］ 何林，張仁波.數(shù)碼互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室在植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用 ［J］.科學(xué)之友，2010（12）：104-105.

［4］ 彭海峰，趙晟，章崇玲.高等農(nóng)業(yè)院校植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)踐 ［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（13）：6 080-6 081.

［5］ 王靜.“有機(jī)化學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思考 ［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工（下），2016（1）：74-75.◇

This paper concluds about the content of Plant Biology research teaching，the teaching practice of morphology and anatomy in the experiment.We found some new teaching methods to improve the students'experimental and the professional skills，the use of digital interactive laboratory，the use of fresh material，set up the design experiment and reform of examination mode can significantly improve the effect of experiment.

Plant Biology；research teaching；experimental material；experiment skills；experiment examination

1671-9646（2016）09a-0071-02

Q94-33

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.09.024

2016-06-12

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)教研項(xiàng)目（編號(hào)NDJY15B30）

朱 丹（1972— ），女，碩士，副教授，研究方向?yàn)橹参镔Y源研究與應(yīng)用。