邢永秀　周岐偉　葉燕萍

摘 要：設計性實驗對發(fā)揮學生的主觀能動性，提高學生綜合分析和解決問題的能力有重要作用。該文結合筆者的教學經(jīng)驗，針對實驗教學中存在的問題，探討在獨立設課的植物生理學實驗技術教學中進行設計性實驗的教學模式改革，同時對在開展實驗教學過程中存在的問題提出了自己的建議和設想，以期為實驗課的教學改革提供一定的借鑒。

關鍵詞：獨立設課 植物生理學 設計性實驗 教學創(chuàng)新

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（a）-0214-02

Abstract：It was known that design experiments were important to exert students'subjective initiative，to improve students'comprehensive analysis and solving problem ability.In this paper，the author combined with her own teaching experience，aimed at the problems existing in the experimental course teaching， explored the teaching mode reform in plant physiology experiment technology course，which was a independent set course.As well as some suggestions and ideas were put forward about the problems in the process of experiment teaching.These ideas could provide certain reference of experiment teaching reform.

Key Words：Independent Course；Plant physiology；Designing Experiments；Teaching Innovation

植物生理學是研究植物生命活動規(guī)律及其與環(huán)境互作關系的一門學科[1]，它與生產(chǎn)實踐聯(lián)系密切，是許多院校必設的專業(yè)基礎課。植物生理學實驗在好多學校都是附屬于理論課開設，每個小實驗教學時間為3學時。教師為了在規(guī)定時間內(nèi)完成教學任務，大多采用講授與演示相結合的方法，將實驗目的、原理、實驗方法和注意事項講清楚后，學生按照操作步驟完成實驗[2]。這樣的教學過程，學生沒有獨立思考的機會，處于盲目被動地位。同時學生在完成實驗的過程中，完全按照實驗指導書的步驟操作，很少去想為什么這樣做，不利于培養(yǎng)學生的觀察、分析、判斷問題的綜合能力。而現(xiàn)代課程教學強調(diào)要以學生為主體，發(fā)揮學生的主動積極性，促進學生主體性的發(fā)展。因此，實驗教學也應采用多元化的教學方法。設計性實驗的開設符合教育部提倡的“加強實驗教學等實踐環(huán)節(jié)，不斷地改革實驗教學內(nèi)容，改進實驗教學方法，以提高大學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和獨立研究的能力”的要求[3]，開設設計性實驗，對提高學生的綜合能力具有非常重要的意義。下面以廣西大學農(nóng)學院的獨立設課《植物生理學實驗技術》為例，探討在設計性實驗開展過程中存在的問題及解決方法，為實驗課的教學改革提供一定的借鑒。

《植物生理學實驗技術》是該院獨立設課課程，主要供農(nóng)學和園藝專業(yè)同學選修。該課程不同附屬于《植物生理學》課程設置的生理學實驗，其實驗的性質介于儀器分析和生理實驗之間，每個實驗都涉及一個儀器的使用，在完成實驗的同時也要求同學了解儀器的簡單工作原理及操作。在某種程度上講，它可看作是一門儀器分析和生理學實驗相結合的實驗課。該課程的教學安排每節(jié)課5學時，為開設綜合設計性實驗提供了保障。近年來，為了進一步強化學生實驗技能、提高其綜合能力，同時積極嘗試增加設計性實驗，探索設計性實驗的可操作性方法和思路。

設計性實驗是指給定實驗要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并完成實驗[4]。設計性實驗教師要結合實驗條件和學生當前的知識背景給出一個明確的要求，要求學生在此基礎上，通過查閱相關資料制訂出實驗方案，然后獨立完成自己的實驗，實驗結束后處理結果并按科技論文的格式撰寫實驗論文。進行設計性實驗主要分這么幾步進行：首先是布置任務。選修這門課的同學都已學習了植物生理學理論課程，并完成了植物生理學實驗課的學習，有了一定的生理學基礎。因此，在該課程的第一大節(jié)，就告訴大家設計實驗的目的和要求，介紹設計性實驗項目、實驗室的條件，引導學生查閱資料，結合該課程開設的實驗對自己的啟示及學過的知識，進行實驗方案設計的準備工作。其次，進行實驗設計與方案的篩選。在不局限學生思維方式的前提下，指導學生書寫設計性實驗方案，方案內(nèi)容包括實驗材料及處理、測定方法、欲解決的問題等。在這一過程中提倡學生之間及學生與老師交流，以提高自己設計的質量。學生在限定的時間內(nèi)提交自己的實驗設計報告后，老師批閱并與學生探討其的可行性及存在的問題，然后學生再修改，提出自己的實驗方案，經(jīng)老師同意后獨立完成自己的“課題”。在這一過程中，藥品和試驗材料的準備都是學生自己完成，但在試驗過程中，教師一定要仔細觀察學生的操作過程，尤其是涉及到大型儀器的使用，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。通過開展設計性實驗，增加了學生參與實驗的學習興趣，同時也鍛煉了他們分析問題和解決問題的能力。

在開展這類實驗的過程中，我們也發(fā)現(xiàn)了一些值得注意的問題。

第一，學生態(tài)度不端正。在篩選方案初稿的過程中，部分學生為了完成任務，從期刊中抄寫實驗設計，更有甚者從以前學過的實驗指導書中照搬一個實驗上交。如，有的同學交來“植物組織中自由式和束縛水含量的測定”這是植物生理學本科實驗中開設的一個經(jīng)典實驗。再如，試驗的結果要求以科研論文格式上交，但大部分同學都沒有做到這一點。因此，學生的態(tài)度問題直接影響實驗的實施，教師要想辦法引導學生產(chǎn)生興趣，以端正學習態(tài)度。

第二，開設設計性實驗需要一定的條件保證。如，時間、實驗室設施、一定的資金支持（購買實驗耗材、材料、器皿及用具）及開課實驗室現(xiàn)有儀器設備等等。如，上課時學習了LI-6400光合作用測定系統(tǒng)的使用，有的同學就受到了啟發(fā)，想探討一下溫度和光照對她們自己宿舍養(yǎng)的花影響如何，設計了相關的試驗，并且很成功。還有的同學結合學習的分光光度技術相關的實驗，自己設計出了水分脅迫對不同甘藍品種過氧化物酶、過氧化氫酶和超氧化物歧化酶等的影響，并與生理課上學過的抗逆生理知識聯(lián)系在一起，探討水分脅迫對甘藍的影響。還有的同學結合課堂上學過的火焰光度技術的實驗，設計了比較不同來源的污水中重金屬含量的差異小課題，這些都體現(xiàn)了學生學以致用的能力。同學們在采納老師建議的基礎上，在獨立完成設計實驗的過程中，其動手能力和綜合分析能力得到了提高。

第三，實驗室無法提供學生需要的實驗條件，可能是制約開設設計性實驗的主要障礙。同學們對開設設計性實驗熱情較高，但實驗室所提供的條件滿足不了他們的試驗設想，影響了他們進行設計的熱情。如，有一個同學在查閱了相關文獻的基礎上，設計了不同光質對芒果樹光合特性的影響試驗，但由于實驗室無法提供不同的光質條件，這個設計也只能停留在書面水平，教師只能在口頭上評價其設計獨特。因此，實驗室條件對開設一些綜合設計性試驗有重大的影響。

第四，開設設計性實驗對老師素質和能力也有一定要求。大二的學生科研素質還很薄弱，主動思考和分析問題的能力還不強，研究報告書寫也未受過訓練，這就要求開設設計性實驗的老師要付出較多的精力和時間來修改他們的實驗設計和報告，要有耐心指導學生完成試驗。同時，老師要具備較高的學術和科研能力，力爭在每一個環(huán)節(jié)都能給予學生指正和引導。

總之，開設設計性實驗的嘗試是有益的，它為本科學生創(chuàng)造了一個實施個人設計思路、實驗方案的機會和體會自己獨立完成一個實踐操作的機會，提高了學生學習的主動性和積極性。在完成設計性實驗的過程中，學生能自行完善實驗設計，獨立實施測定過程，這其中包括材料的選擇是否得當，試劑的配制、器皿和用具的準備和儀器的調(diào)試等過程。選修該課程的同學非常認可這種嘗試，認為這種教學模式對于鍛煉和培養(yǎng)學生獨立思考問題的能力、實驗設計的能力和動手操作的能力，對激發(fā)學生的創(chuàng)新意識有積極作用。同時，也會為他們以后進行畢業(yè)課題和科學研究奠定一定的基礎。因此，設計性實驗在培養(yǎng)學生科研素質方面的作用也是顯而易見的。

設計性實驗的開設符合教育部提倡的“加強實驗教學等實踐環(huán)節(jié)，不斷地改革實驗教學內(nèi)容，改進實驗教學方法，以提高大學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和獨立研究的能力”的要求。設計性實驗可體現(xiàn)學生的主動性，使學生在實驗過程中不斷地提高自身的思維分析能力、應變能力以及創(chuàng)新能力。在教學過程中，教師要努力為學生創(chuàng)設各種機會和條件，在完成教學任務的同時，努力挖掘學生自身的創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神，盡一切可能創(chuàng)造條件讓學生體現(xiàn)他們的主動積極性。如果學校的本科教學硬件條件有限，是否可以嘗試與一些實驗設備較好的學科相結合開展設計性實驗，值得大家共同探討。

參考文獻

[1] 王忠.植物生理學[M].2版.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2014.

[2] 徐新娟.芻議植物生理學實驗教學中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].科技信息，2014，2（25）：47-48.

[3] 教育部關于印發(fā)《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》和周濟部長在第二次全國普通高等學校本科教學工作會議上的講話的通知[R].2005-01-07.

[4] 代容春，何文錦，林榮華，等.植物生理學設計性實驗教學的探索[J].實驗室科學，2010，13（3）：19-20.