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农林院校植物学实验教学的改革与探索

时间:2024-11-05 06:22:24

植物学是高等农林院校生物类各专业必修的一门公共基础课,主要研究植物的形态解剖、植物基本类群和被子植物的分类等内容。在整个植物学教学工作中,植物学实验补充了理论课程,是重要的实践环节之一。它不仅验证和巩固理论知识,而且对增强学生实验能力具有重要的指导意义。因此,如何在新形式下,提高植物学实验课的教学质量,是一个值得探索的问题。近年来,众多高校学者在实验教学内容和考试模式等方面进行了不断研究和积极探索。为此,本人根据十多年的植物学实验课教学经验和体会,结合实际情况,对该实验课做出了以下六个方面的尝试与探索。

一、植物学实验独立开课

在传统的植物学教学模式中,实验一直依附于植物学课程,处于从属位置,成绩仅占理论总评的20%,这使得学生对实验课兴趣小,参与度低,影响了教学效果。随着教学大纲的修订,从2010年开始,我们将植物学实验,设置为一门独立的,但又和理论有紧密联系的课程,从15学时升至21学时。实践表明,实验课的独立开设充分提高了学生对实验课的学习积极性,几乎没有无故缺课现象发生。即使因病假或事假缺做实验,学生都会自觉地来实验室跟随别的班级补做。

二、实行开放式教学

为保证各项实验的正常开设,使学生有充足的实验空间和可支配的实验时间,通过预约制,实验室全面开放,实行开放式教学。鼓励学生提前进入实验室,开展科学研究,参加挑战杯项目,进行毕业论文设计,等等。有效建立与理论教学协调的实验教学体系,充分发挥实验室资源优势,挖掘学生的潜能,培养其创新思维。

三、更新实验教学方法

1.网络教学平台翻转课堂。目前植物学实验的教学,从80年代的“一支粉笔、一张挂图和一本书”的传统教学形式,到20世纪初“多媒体”的普遍应用,再随着信息技术的发展,以“翻转课堂”为代表的混合式教学在全球兴起。翻转课堂充分体现了以学生为主体,教师为主导的理念。而网络教学平台是根据网络辅助教学实际需要,构建起来的基于互联网的教学管理和沟通平台,因此,我们把植物学实验课程大纲、教案、讲稿、课件及微课视频均上传至平台。在“翻转课堂”教学模式思想下,学生在课前完成知识的学习,而课堂变成了老师学生之间、学生与学生之间互动的场所。网络平台是课堂教学的延伸,可以不受时间和空间的限制,是一种开放式教学。学生可以课后进一步巩固知识,从而提升了教学效果和效率。

2.PBL教学法辅助教学。PBL教学法(Problem—BasedLearning),即以问题为中心,以学生为主体,以教师为主导的小组讨论式教学。PBL教学实施过程中,教师由课堂的主导者转变成学生自主学习的指导者,由知识的传授者转变成学生自主学习的促进者;同时,教师也是学习者,教师不仅要熟练掌握本专业、本课程的内容,还要掌握相关学科的知识,并要求具备提出问题和解决问题的能力及灵活运用知识及掌控课堂的能力。

在植物外部形态观察的实验教学中,教师会准备相应的一些浸制标本和蜡叶标本以及新鲜标本。但教师在材料的选取上有其主观性和局限性,学生被动地听和看,远不如亲自动手采集和操作印象深刻。因此,教师要求学生分小组自主采集福建农林大学校园植物。学生要正确采集植物的哪个器官哪个部位,必须要提前了解本次实验的目的和要求。这样,学生由被动变主动地去学习。比如在“茎”这章节的实验中,学生自主采集的新鲜木本枝条,由学生讲解如何判断枝龄和芽,教师点评。因有提前预习和接触植物材料,这种教学方式,不仅有效地促进了学生之间相互学习共同进步的氛围,也锻炼了他们的观察力,提高了课堂效率。

四、精简观察项目

尽管现在摄影技术已经很普遍,但生物绘图仍是生物教学过程中的重要部分,可以让复杂的组织结构变得简单明了。而且在实验报告和将来的科研中,都需要用到简洁的线条图来反映生物的形态结构特征。因此,需要培养学生学会手绘简图,手脑结合,这不但省时简单,而且其观察力、想象力和分析判断力也得到了极大提高。

由于每次上课,实验台都摆放了十几种观察切片,学生很茫然,不知道观察哪个才是重点。因此,我们精简了切片数目。比如根的切片,要求学生重点观察双子叶植物根的初生与次生结构,并且在光学显微镜下拍照,打印成彩色图片,拉引线标注相关结构。然后在彩图下面绘出相应的结构简图,分析回答根由初生构造至次生构造发生了哪些变化。其次观察禾本科植物根的结构,让学生分析与双子叶根在成熟区横切面有何异同点。通过这一环节,学生既掌握了详图的结构部位,又提高了生物绘图能力。而一些次重要的知识点,比如根尖的分区、侧根的发生、根瘤与菌根等知识,由老师多媒体演示讲解。

五、制作植物二维码标识牌

随着校园信息化和高水平大学的建设,二维码技术将在校园植物的科普方面扮演重要的角色。二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的一种技术,将二维码应用于植物识别,利用手机扫一扫功能就能获取植物的相关信息。

过去在讲解被子植物分类时,都是在课堂上让学生观察永久性切片或观看幻灯里的植物图片,但这样的教学较为抽象,学生看到实物,仍然无法识别各种植物。因此,我们增加了校园辨识植物的环节。但学生想课余重温老师讲解过的植物时,却发现校园内的植物标识牌往往缺失或张冠李戴,而且标牌印刷内容较为简单,仅限于科名种名。基于此,教师指导学生,根据“二维码生成器”,输入植物的相关信息和链接网站,制成植物的二维码,保存后打印并塑封或者印刷到塑料牌上,鼓励学生亲自去挂牌。通过此项措施,拓展了实验教学的新思路,改善了教学效果,增强了学生野外辨识和认知植物的能力,也提高了学生的自豪感。

六、完善评分标准

过去植物学实验课程主要以完成《植物学实验和实习手册》里面的题目为考核依据,导致很多学生来到实验室不做切片,不看显微镜,或操作不认真,只为完成作业。学生为了获得作业高分,过分依赖老师,要求老师讲一个答案,他们写一个。长此以往,这样的评分机制造成了学生准备不足,积极性下降,片面追求实验作业成绩。从根本上体现不出要求学生掌握的植物学实验的基本知识和实际操作能力水平。

目前,考核的具体办法如下:平时成绩占50%,包括学生的出勤率10%和实验报告成绩40%。不再用《植物学实验和实习手册》里面的大量题目填鸭式地满堂灌,而是要求学生完成实验报告,用以评价学生基础实验操作技能和对实验结果的分析能力。期末技能操作考试占50%,包括徒手切片技术、临时玻片的制作、生物显微镜的正确操作以及生物绘图等基本技能相结合的考核,占30%,变态器官和果实类型的识别技能考核,占20%。该考核方法使学生的学习目标明确,每个人只有全面地掌握操作技能才能考试过关,这就能充分检查学生的实验能力。

植物学实验教学改革是一项长期的工作,是教师和学生互动的、交流的一个过程。随着科学技术的发展,借助现代化教学方法进行教学时,必须要从学生学习的实际出发,充分考虑到不同层次学生的接受能力,对传统教学形式进行修正和调整,恰到好处地运用网络平台的诸多功能,努力地寻求它和传统教学手段的结合点,各施所长,充分发挥教师的主导作用,调动学生的积极性,促进实验教学改革的不断深入和推进,以适应新形势的要求。

(本文系2016年福建农林大学本科教学改革研究指定项目:以二维码植物标识牌为基础的植物学教学改革与实践,编号:111416019)

(作者单位福建农林大学生命科学学院)

(本栏责任编辑刘艳军)
   

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