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强化植物生理学实验教学的实践与探索



全 文 :植物生理学通讯 第 43卷 第 6期,2007年 12月1170
收稿 2007-10-18 修定 2007-11-14
* 通讯作者(E-ma il:shba i@qa u .edu .cn;T el:0 53 2 -
8 2 1 4 0 9 5 8 )。
强化植物生理学实验教学的实践与探索
柏素花,战淑敏 *,刘新,张英昊
青岛农业大学生命科学学院,山东青岛 266109
从上个世纪 90年代初起,我们就把植物生理
实验单独列为一门“植物生理实验技术”课,并
进行单独考试,收到较好的效果。近几年来,我
们以教学合格评价及实验室评估为契机,进一步
完善了植物生理学实验教学体系,进行了积极的
探索,取得一些经验,现总结如下,与大家共
同切磋。
1 加强教材建设
植物生理学实验一般采用的是统编教材,上
个世纪 90年代以后,各校根据实验教学的需要自
己编写。我校也在多年实验教学和科研的基础上
于 1993年编写了《植物生理学实验指导》。1999
年 8月,又对该实验指导进行了修改并补充和吸
纳了一些新技术和新方法。为了迎接 21世纪国际
生命科学研究的挑战,推动植物生理学教学与研
究的发展并尽快与国际先进科学技术接轨,我们
从国内外科技刊物和植物生理、生化及有关实验
教材中选择了一些比较新的植物生理生化实验方
法,切实可行并在科研中也多次应用,加以补充
完善,在此基础上,我们与东北农业大学合编了
《植物生理学实验技术》。该书收集了 78个实验
项目,覆盖面广,既有前辈们设计的经典实验项
目,也有新的技术和方法,增加的实验大多数是
定量分析实验和酶学实验,目的在于由验证植物
生理学中的基本理论为主转变到测定植物体内生理
生化变化为主,从而让学生在学习专业基础课阶
段就能学到更多的新技术、新方法,接触到新仪
器,开阔他们的视野,提高他们的思维能力,为
今后就业和从事科研工作打好基础。
2 更新仪器设备
过去植物生理实验课中的比色分析实验,如
叶绿素的定量测定、硝酸还原酶(NR)活性的测
定、根系活力的测定用的是 721型分光光度计,
植物组织水势的测定用的是小液流法,测光合用
的是改良半叶法,这些实验中的设备陈旧,灵敏
度差,误差较大,不能满足实验教学的需要。近
年来,我们以双基实验室评估为契机,争取院里
重点设备投资近 60万元,配备UV-9100分光光度
计 12台(有 3个研究分析实验用这种仪器),数字
阿贝折射仪8台,便携式红外线CO2分析仪10台,
高速冷冻离心机及其他设备等。这些设备大都带
有数据处理系统,数字阿贝折射仪还带有温度测
试和校正系统,使用方便,功能齐全,灵敏度
高。利用这些设备我们开出 8个实验,其中新实
验 4个。仪器设备的更新,提高了实验的测试水
平,也使实验教学上了一个新档次,为使实验教
学适应新的生物科学技术的发展和培养创新人才提
供了条件(张志良和瞿伟菁 2003)。
3 改革实验教学,注意对学生素质和能力的培养
3.1 完善课程设计 我们早已将植物生理学实验列
为独立的一门实验技术课程,以前为 50学时,开
设 16个实验,近几年来,随着教学改革的需要,
压缩部分必修课的学时,植物生理学实验技术课
也减少到 30学时。为了充分利用这 30学时,让
学生能系统学习必须掌握的实验技术,经过反复
研究,我们设计了叶绿体色素的提取分离及理化
性质、硝酸还原酶活性的测定、根系活力的测
定、植物组织水势的测定、红外线 CO2分析法测
定植物光合速率和果蔬呼吸速率、烟草叶片的组
织培养等 12个实验,分 10次完成,这既保留了
部分经典的实验项目,同时又吸纳了一些新的研
究性实验,从而保证了实验教学的系统性和完整
教学园地 Teaching
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性,而且还将教师的科研成果直接应用于实验,
收到了较好的效果。如烟草叶组织培养直接获得
再生植株的实验,学生接种后 3周就可以观察到
不同处理的培养基中外植体形态发生的变化。在
细胞分裂素(CTK)和生长素(IAA)适宜的培养基中
可以观察到分化出大量的丛生芽,4周后,见到
形成带有根、茎、叶的完整植株。通过实验学
生既能掌握植物生理的基本操作技能,又能学到
一些新技术、新方法(苍晶等 2003)。
3.2 加强实验课程规范化管理 严格按照实验教学
大纲的要求进行教学,先后制定了“植物生理实
验课规程”、“植物生理实验课平日成绩评分标
准”,对植物生理实验课教学进行了规范化管
理。在教学方法上采取启发诱导的教学方式,培
养学生独立思考及分析问题和解决问题的能力,
不断提高他们的实验技能。
(1)做好课前预习课中的思考总结。针对实验
课的特点(专业基础课),要求学生提前预习实验
指导,实验前以提问的方式要求学生叙述实验的
原理、步骤、注意事项,然后由教师补充,着
重强调实验设计的原理及完成实验的关键步骤。
做定量分析的实验时,要求学生无论是材料处理
还是使用仪器,都要严格按照操作规程进行,以
培养学生严谨的科学态度;对于学生的提问,指
导教师一般不予直接回答,而是采取启发诱导的
方式引导学生独立思考。如抗坏血酸氧化酶和多
酚氧化酶活性的测定实验中,有的同学问用的是
同一个梨,为什么实验结果相差那么大,对于
此,教师先让学生分析一下自己与他人的取材部
位有何不同,思考一下为什么储藏久了的梨越是
靠近果核越容易变褐,让学生自己分析结果差异
的原因。每次实验结束后要求当堂交实验数据,
并分析实验结果及实验过程中出现的问题。
(2)创造条件增加学生动手机会。在学院的支
持下虽然增添了一些新仪器,但学生众多,还是
显得不够,目前只能是两人一组合做实验,但有
些内容还是尽量让学生自己做,如试剂的配制和
仪器的调试等。实验中要求学生相互配合,特别
是定量分析,不仅要处理好材料,而且都要学会
使用仪器,并了解仪器的工作原理,准确地操
作,不断提高实验技能。
(3)教师多巡视并及时指导。在实验过程中教
师要多巡视,观察学生的实验操作,小至如何正
确使用移液管吸取溶液都要关注,发现问题及时
指导纠正。尤其是有些实验,需用有毒试剂和贵
重仪器,教师更应多留意,这样既可以及时指导
学生正确操作,避免实验事故的发生,又可调动
学生做实验的积极性。学生的实验报告要批改,
并在下一次实验课前作简单总结,及时指出存在
的问题以免以后再次发生。
4 改革实验考试制度和评分方法
4.1 考试方法和评分标准 以前的实验成绩一般由
两部分组成,即平时成绩和考试成绩,前者是指
实验报告成绩,后者是实验理论考试成绩,这种
评定成绩的方法对提高学生的实验技能和做实验的
积极性并不理想。自 2001年开始,我们注意到
学生综合能力的培养,改革考试制度,将实验成
绩分为平时成绩、实验操作成绩和实验理论成绩
三部分:平时成绩占 20%,根据实验课表现、实
验结果和实验报告评定;实验操作成绩占 50%,
从实验中选择几个有代表性的实验和仪器设备,
分别编号,让学生随机抽取,按编号要求进行操
作,嗣后根据操作的准确性和熟练程度评定成
绩;实验理论考试成绩占 30%,将实验原理、操
作步骤和数据分析编成问答题,让学生随机抽
题,限时回答,根据其回答的准确程度评定成
绩。
4.2 实验考试 考试时间由教务处统一安排,实验
操作考试与实验理论考试同时进行。考试时,把
实验操作项目和实验理论考试题分别编号,每位
同学抽两个题,一个为实验操作题,另一个为实
验理论题,实验操作和实验理论考试分别由两个
教师主持。实验操作成绩根据学生在限定时间内
操作的熟练和准确程度当场打分,实验理论考试
也是根据学生在限定的时间内回答问题的正确程度
当场打分。对实验操作和回答问题有错误的同
学,在指出其错误的同时,告知正确的操作方法
和答案,这样学生在考试的过程中可以得到再次
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学习的机会。为了避免一次抽号可能产生的片面
性,对第一次抽的考题认为不会做的学生,由教
师再另指一题让其回答并操作,操作回答正确的
可以给及格分,再答不出则定为不及格。
4.3 考试的效果 这种考试方法要求学生从上实验
课开始就必须认真做好每一个实验,理解实验原
理,认真操作,正确分析实验结果,写好实验
报告,扎扎实实地掌握实验理论和操作技能。在
以前,有的学生实验课上不做实验,到时抄一下
别人的实验数据,写一份实验报告了事。这种考
试方法实施一年半以后,学生对实验课的态度明
显改变,做实验的积极性有了提高:有的学生因
病或因事耽误一次试验,会主动要求补做;有的
学生在实验中出现了失误或实验结果不够理想,
会主动用业余时间重做;有的同学对仪器操作不
够熟练,必会抽出其他时间到实验室补做实验,
直到能熟练为止。这样,学生的动手能力和实验
成绩都明显提高。
参考文献
苍晶, 郝再彬, 王军虹, 赵越, 史芝文(2003). 改革植物生理学实验
课教学方式初探. 植物生理学通讯, 39 (2): 165~167
张志良, 瞿伟菁(2003). 植物生理学实验指导. 第 3版. 北京: 高
等教育出版社