肖繼坪　于虹漫　陳疏影

［摘 要］ “植物生理學”是高等農(nóng)林院校植物生產(chǎn)類本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課，教學涉及的專業(yè)多，授課對象的知識結(jié)構(gòu)和學習特點不斷變化，且面臨學時少、新知識和新技術(shù)層出不窮的窘境。因此，從甄選教學內(nèi)容、豐富教學題材，改進教學方法，學以致用。建立“植物生理學”開放課堂，科研反哺教學、指導學生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、增強科研創(chuàng)新意識等方面對“植物生理學”進行了教學改革與實踐。同時，“植物生理學”教學的研究對象選用本地的植物類型或地方品種并列舉它們與當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，使教學內(nèi)容既貼近生活實際又符合學校的辦學特色，既能提高學生的綜合素質(zhì)與實踐能力，又可為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才奠定基礎(chǔ)。

［關(guān)鍵詞］ 植物生理學；教學內(nèi)容；教學方法；理論聯(lián)系實際；科研創(chuàng)新

［基金項目］ 2023年度云南農(nóng)業(yè)大學課程思政教改項目“植物生理學課程思政教學體系構(gòu)建與探索”（YNAUKCSZJG2023014）；2019年度國家一流專業(yè)建設(shè)“雙萬計劃”-生物技術(shù)“云南省一流專業(yè)及重點支持學科建設(shè)項目”（教高廳函〔2019〕46號）；2022年度云南農(nóng)業(yè)大學校級一流本科課程“植物生理學”（2021YLKC147）

［作者簡介］ 肖繼坪（1982—），女，云南永勝人，博士，云南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學與生物技術(shù)學院副教授，主要從事植物分子遺傳及生理生化研究；陳疏影（1972—），男，云南大理人，碩士，云南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學與生物技術(shù)學院副教授（通信作者），主要從事植物生理生化教學與科學研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2024）04-0051-04［收稿日期］ 2023-05-20

植物生理學是研究植物生命活動規(guī)律與環(huán)境關(guān)系的一門學科，其中物質(zhì)與能量代謝、信息傳遞及由此表現(xiàn)出來的外觀形態(tài)建成之間的有機聯(lián)系是“植物生理學”課程的重點。首先，“植物生理學”是高等農(nóng)林院校植物生產(chǎn)類專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課和主干課，教學涉及的專業(yè)多，授課對象的知識結(jié)構(gòu)和學習特點不斷變化。其次，“植物生理學”知識發(fā)展迅速，新的技術(shù)和研究層出不窮，實際教學課時卻不斷減少［1］。最后，教學大綱要求教學案例與學校的辦學特色相匹配。因此，符合上述教學特點及要求是“植物生理學”課程教學所面臨的問題。本文從甄選教學內(nèi)容、改進教學方法、注重理論聯(lián)系實際、培養(yǎng)創(chuàng)新精神等方面對“植物生理學”的教學改革進行了探索與實踐。

一、甄選教學內(nèi)容，豐富教學題材

“植物生理學”的教學內(nèi)容大致可以分為細胞生理、代謝生理、植物生長發(fā)育生理和逆境生理等四個模塊。針對農(nóng)林院校專業(yè)和生源特點，在學時緊、內(nèi)容多的情況下，很難做到全本書的精講、細講。因此，教師主要精講章節(jié)的知識框架及重點和難點，實施過程中注意內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性，構(gòu)架好基礎(chǔ)理論與專業(yè)課的橋梁。在精講“植物生理學”課程的基本理論和重點知識的同時，適當反映學科前沿，內(nèi)容上貫徹少而精的原則，在深度和廣度上注意專業(yè)的適用性。對于與前序課程有重復的內(nèi)容，如“細胞生物學”中細胞、葉綠體的結(jié)構(gòu)，“植物學”中花這一器官的形成與開花，“基礎(chǔ)生物化學”中的呼吸代謝途徑等進行泛講，而對呼吸作用的末端氧化酶系統(tǒng)以及呼吸作用在農(nóng)產(chǎn)品儲藏中的應(yīng)用等知識進行重點講解。對于教材中并列的內(nèi)容，可選擇具有代表性的內(nèi)容或最重要的部分進行講授，其余內(nèi)容讓學生自學。如逆境生理各論，植物的五大類激素及生長調(diào)節(jié)劑的知識框架基本是一致的。教師可選擇1～2類，如逆境生理各論中的抗旱性、抗寒性；植物激素中促生長的生長素和抑生長的乙烯，從發(fā)現(xiàn)歷程、化學本質(zhì)、合成路徑及部位、存在狀態(tài)、運輸特點、生理效應(yīng)及作用機理等方面進行詳細講解，其余內(nèi)容讓學生按此方式自學［2］。

通過插入精美的圖片、動畫和視頻等形式制作生動形象的多媒體課件，增加教學內(nèi)容的趣味性和豐富性。如可以將光合作用中水的光解、光合電子的傳遞、呼吸鏈的電子傳遞、植物細胞信號轉(zhuǎn)導和激素作用機制等抽象難懂的知識輕松、淺顯地表達出來。通過清晰直觀的展示，既可以幫助學生化繁為簡地理解和掌握所學知識，突破教學的重點和難點，還能加深學生的記憶，克服畏難情緒，為后續(xù)高難度的階梯式學習夯實基礎(chǔ)［3-4］。

二、優(yōu)化教學方法

為了提高學生的學習興趣，根據(jù)不同的教學內(nèi)容，選取行之有效的教學方法，如啟發(fā)引導教學法、“假說”法、問題驅(qū)動和討論式教學法等。

1.重點和難點的突破，可采用啟發(fā)引導教學法。例如，光合作用中的能量轉(zhuǎn)化可采用啟發(fā)引導教學法，讓學生想象光合鏈上的多個電子傳遞體組成了一段樓梯，樓梯的高低是由電子傳遞體的標準氧化還原電位決定的；光能激發(fā)產(chǎn)生的電子（小球）在樓梯上滾動，根據(jù)運動規(guī)律，小球只能從高向低滾動，最終到達樓梯的末端。通過啟發(fā)引導教學法使教學內(nèi)容由抽象變?yōu)榫唧w，化難為易［5］。

2.有爭議的內(nèi)容，運用“假說”教學法開展教學活動，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。在植物科研進展的快速推動下，對經(jīng)典的“植物生理學”知識，如K+轉(zhuǎn)運結(jié)構(gòu)中的通道和泵的模型、氣孔運動機理、同化物運輸?shù)臋C理、光合作用的機理、生長素的生物合成及作用機理、春化作用和光周期誘導開花機理以及衰老脫落和逆境傷害機理等［4］，從新視角提出了新的認識。因此，合理運用“假說”，講解“假說”存在的問題及合理性，并告訴學生任何一種學說都是要經(jīng)過多方證實、不斷檢驗和完善的。鼓勵學生在掌握基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，引導學生對“假說”發(fā)表自己的觀點，大膽懷疑、小心求證，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。

3.新知識點的提出，可采用問題驅(qū)動法和討論式教學法。針對每個知識點設(shè)置具體的問題，鼓勵學生查閱資料，勇于表達自己的觀點，肯定學生的創(chuàng)新思維，挖掘其科研潛能。如“海兔和海底蝸牛為什么能進行光合作用”［6］“蓮子心為什么是綠色的”“獨腳金內(nèi)酯是一種新的植物激素嗎”“西瓜膨大劑和乙烯利的施用注意事項以及對人體是否有害”“頂端優(yōu)勢在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用有哪些”“絲瓜果實苦的原因是什么”等。通過問題驅(qū)動法及討論教學法激發(fā)了學生探究科學問題的熱情，引導學生自主思考，培養(yǎng)勇于探索、敢于挑戰(zhàn)經(jīng)典和權(quán)威的務(wù)實精神及發(fā)掘新理論的潛能。

4.課程思政則通過教師授課潛移默化地滲透于心。一是將“課程即思政”理念融入新農(nóng)科建設(shè)，打造學農(nóng)愛農(nóng)的“大思政”育人格局。二是引入名人軼事，擴展知識，弘揚吃苦耐勞的精神和進行愛國主義教育。“新農(nóng)人”搞科研既要揮得動鋤頭，也要坐得了“冷板凳”。如我國科學家湯佩松［7］、羅宗洛、李繼侗、殷宏章等的故事；袁隆平、謝華安院士在水稻育種上的貢獻；國外科學家卡爾文團隊十年磨一劍終于摸索出C3循環(huán)每一個反應(yīng)步驟的孜孜不倦的科研精神。三是挖掘?qū)I(yè)知識中所蘊含的人生哲理，樹立正確的“三觀”。如從細胞器的相互聯(lián)系理解人類社會的合作，從內(nèi)聚力學說理解人類社會合作的重要性，從礦質(zhì)營養(yǎng)的再分配特點理解中華民族的孝道，從植物與逆境到人的挫折教育、生命狀態(tài)與人生規(guī)律的把握。春華秋實，一年之計在于春，一日之計在于晨。人和植物都需要潛心汲取養(yǎng)分，奮力成長，從而使生動的思想政治理論課開到田間地頭，開進植物世界。

三、實地取材，學以致用，校企合作建立“植物生理學”開放課堂

“植物生理學”源于人類對農(nóng)林生產(chǎn)實踐的探索和總結(jié)，可用于指導其生產(chǎn)實踐。首先，可以實地取材，在日常生活中融入“植物生理學”知識，創(chuàng)設(shè)“植物生理學”開放課堂。如讓學生運用植物生理學知識解釋和解密日常生活中花果顏色隨成熟和季節(jié)的變化；春桃夏荷秋菊冬梅，花之美也是“四時之美”，季節(jié)變化催生花之造化；油菜“花而不實”，棉花“蕾而不鈴”；跳舞草“聞聲起舞”；果樹的大小年；“麥熟一響，枝葉枯黃”；等等現(xiàn)象，既加深了感性認識又增加了學習的樂趣和積極性。其次，教師講授基礎(chǔ)理論知識的同時聯(lián)系生產(chǎn)實際，有針對性地帶領(lǐng)學生到試驗地和農(nóng)場等地方進行探究性教學實踐。如在講述干旱、澇害和病害的形態(tài)指標及礦質(zhì)營養(yǎng)的缺素癥狀時可把學生帶到田間，結(jié)合生產(chǎn)實踐進行講解，不僅給學生帶來直觀的認識，也能使其明白“午不澆園”的道理，還能指導農(nóng)民合理灌水和施藥施肥［8］。最后，校企合作，引導就業(yè)創(chuàng)業(yè)。如茶學專業(yè)的學生會到云南的普洱茶廠參觀實習，明白制茶工藝中“綠茶殺青，紅茶發(fā)酵”的原理；生物技術(shù)專業(yè)的學生會到云南英茂現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司參觀鮮花和中藥材的組織培養(yǎng)、溫室培育以及鮮切花的保鮮，切身體會植物組織培養(yǎng)技術(shù)和植物生長調(diào)節(jié)劑的使用帶來的經(jīng)濟價值，增強學生的學習主動性和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，同時增強校企合作，增加就業(yè)的機會。

四、科研反哺教學，指導創(chuàng)新大賽，增強科研創(chuàng)新意識

云南地處低緯度高海拔地區(qū)，且素有“植物王國”之美譽。隨著海拔的升高，光照、UV-B輻射強度、溫度和濕度等因素也在隨之變化，繼而影響到植物的生長發(fā)育、物質(zhì)代謝、結(jié)構(gòu)和功能等方面。植物的生長具有可塑性，在這種復雜環(huán)境中生存的植物，經(jīng)過長期的自然選擇和適應(yīng)，不斷與環(huán)境因子相互協(xié)調(diào)，形成了一套能夠抵御外界環(huán)境脅迫的特殊機制，主要表現(xiàn)在植物的形態(tài)特征、生理生化、營養(yǎng)分配和基因表達等方面。由于筆者的研究方向之一為不同環(huán)境因子對馬鈴薯等薯類作物生長發(fā)育和次生代謝物質(zhì)的積累的影響，因此，圍繞此方向鼓勵學生參加“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，“挑戰(zhàn)杯”中國大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目，其中“不同UV-B輻射對彩色馬鈴薯相關(guān)生理生化特性影響”和“馬鈴薯StAN1基因響應(yīng)低溫調(diào)控花色苷合成的表達模式研究”立項為云南省省級2022年大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目。通過指導學生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，使學生學會從“植物生理學”的理論知識出發(fā)，通過合理地實驗設(shè)計和實踐，層層分析、環(huán)環(huán)相扣、嚴密分析，或撰寫論文發(fā)表，或最終解釋及解決生產(chǎn)實際與生活中的現(xiàn)象，提高了學生動手和解決問題的能力［9］。此外，“植物生理學”教學的研究對象選用本地的植物類型或地方品種并列舉它們與當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，使教學內(nèi)容和學校的辦學特色相得益彰［10］。

通過對“植物生理學”課程改革的探索與實踐，使課程結(jié)合學校所處生態(tài)環(huán)境，在精選教學內(nèi)容和研究對象的基礎(chǔ)上，理論聯(lián)系當?shù)氐纳a(chǎn)實際，建立“植物生理學”開放課堂，運用合理的教學手段和方法，使課堂生動有趣且具有一定的實用性和學術(shù)性。越來越多的學生對“植物生理學”課程表現(xiàn)出濃厚的學習興趣，他們積極參加課程組教師的相關(guān)科研課題，并在教師的指導下，申報大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目，或撰寫論文發(fā)表，或解決生產(chǎn)實際中的問題。通過這一過程的鍛煉，學生不僅加深和鞏固了基礎(chǔ)理論知識，還全面提升了綜合素質(zhì)與實踐能力，為創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。

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［10］王鳳茹，路文靜，韓建民.“植物生理學”教學改革與實踐［J］.河北農(nóng)業(yè)大學學報（農(nóng)林教育版），2017，19（4）：74-78.

Teaching Model Reform of Plant Physiology Theory Combined with Practice

XIAO Ji-ping， YU Hong-man， CHEN Shu-ying

（Institute of Agriculture and Biotechnology， Yunnan Agricultural University， Kunming， Yunnan

650201， China）

Abstract： Plant physiology is a basic professional course for biology and agriculture undergraduates in higher agriculture and forestry universities. The teaching involves many majors， the knowledge structure and learning characteristics of the teaching objects are constantly changing， and they are faced with the dilemma of less class time and endless emergence of new knowledge and new technology. Therefore， this article selects teaching content， enriches teaching resources， optimizes teaching methods， establishes an open classroom of plant physiology， carries out scientific research to feed teaching， instructs students to participate in innovation and entrepreneurship competition， and strengthens the consciousness of scientific research and innovation in plant physiology teaching reform and practice. At the same time， the research object of plant physiology teaching is local plant types or local varieties and the relationship between them and local ecological environment is given， which not only makes the teaching content in line with the characteristics of school running， but also comprehensively improves the comprehensive quality and practical ability of students， which lays a foundation for cultivating innovative talents.

Key words： plant physiology; teaching contents; teaching methods; theory combined with practice; scientific research innovation