摘要：植物生理學(xué)的課程是涉農(nóng)高校植物生產(chǎn)類專業(yè)的必修課程，植物生理學(xué)確實是涉農(nóng)高校植物生產(chǎn)類專業(yè)的必修課程之一，對于培養(yǎng)從事農(nóng)業(yè)、園藝、林學(xué)等領(lǐng)域工作的專業(yè)人才至關(guān)重要。這門課程不僅提供了關(guān)于植物生命活動的基本原理和機制的知識，還強調(diào)了這些原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。該文通過分析傳統(tǒng)植物生理學(xué)實驗課程中出現(xiàn)的問題，提出了一系列的改革措施，能夠很好地促進(jìn)學(xué)生科學(xué)研究素質(zhì)的養(yǎng)成，為培養(yǎng)植物生產(chǎn)創(chuàng)新和應(yīng)用復(fù)合型農(nóng)科人才奠定堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：植物生理學(xué)；實驗教學(xué)；教學(xué)改革；教學(xué)模式；設(shè)計性實驗

一、概述

植物生理學(xué)實驗是研究植物生命活動規(guī)律的科學(xué)，它通過實驗方法深入了解植物的各種生理過程及其與環(huán)境的關(guān)系。植物生理學(xué)實驗不僅能夠幫助我們理解植物的基本生命活動，如水分和礦物質(zhì)的吸收、光合作用、呼吸作用、生長發(fā)育等，還能為我們提供有關(guān)植物如何適應(yīng)不同環(huán)境條件的信息。隨著基礎(chǔ)學(xué)科研究的不斷發(fā)展和完善，前沿的研究技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到各個相關(guān)領(lǐng)域，學(xué)科間的融合發(fā)展也是大勢所趨。植物生長與調(diào)控的理論課程內(nèi)容在持續(xù)更新和調(diào)整，因此，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和教學(xué)理念的發(fā)展，植物生長與調(diào)控實驗教學(xué)課程也需要不斷地做出相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化，以適應(yīng)新時代的教學(xué)需求。

二、植物生理學(xué)課程傳統(tǒng)教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

（一）實驗教學(xué)方法單一

植物生產(chǎn)類實驗的實驗周期較長、受季節(jié)因素限制較大、實驗課程內(nèi)容冗雜等較多客觀因素都給這門課帶來了很大的難度與挑戰(zhàn)，這些問題極大地影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗和效果。此外，重復(fù)的教學(xué)內(nèi)容和一成不變的實驗指導(dǎo)書可能會導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容變得傳統(tǒng)化和模板化，從而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，極大地限制了授課教師的思維模式［23］。

（二）實驗教學(xué)內(nèi)容局限性大

植物的生長與發(fā)育是一個復(fù)雜而又精細(xì)的過程，它不僅貫穿于植物從種子萌發(fā)到成熟結(jié)實的整個生命周期，而且還受到內(nèi)外部多種因素的影響和調(diào)控，這些因素包括但不限于光照、溫度、水分、土壤養(yǎng)分以及植物自身的遺傳特性等。由于許多植物具有較長的生長周期，例如一些多年生植物可能需要幾年甚至更長時間才能完成一個完整的生命周期，這就給高校的教學(xué)活動帶來了極大的挑戰(zhàn)。

（三）實驗內(nèi)容脫離實際生產(chǎn)

植物生理學(xué)實踐的學(xué)習(xí)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)，了解植物生長和調(diào)控的原理有助于了解農(nóng)作物的生長規(guī)律，這在實際生產(chǎn)中有助于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理，在農(nóng)作物生長中遇到生物或者非生物脅迫才可以制訂相應(yīng)的處理方案，而如今的實驗過程中缺乏相應(yīng)的場景也是現(xiàn)在的實驗內(nèi)容中的主要問題之一。實驗內(nèi)容如果與實際生產(chǎn)脫節(jié)，不僅會使學(xué)生難以理解其實際應(yīng)用價值，還可能導(dǎo)致他們?nèi)狈⒗碚撝R轉(zhuǎn)化為實踐技能的能力。

三、植物生長與調(diào)控實驗教學(xué)改革方法

（一）利用技術(shù)解決時間難點

在教育實踐中，教師往往難以通過傳統(tǒng)的實驗方式向?qū)W生展示植物完整生長周期中的各種變化及其背后的生物學(xué)機制。這主要是因為長期的觀察實驗不僅耗時久，而且需要持續(xù)的關(guān)注與記錄，這對于課程安排緊湊且資源有限的大學(xué)課堂而言是不太現(xiàn)實的。為了克服這一難題，教育者們采取了多種創(chuàng)新方法來幫助學(xué)生更好地理解和學(xué)習(xí)植物生長的相關(guān)知識。例如：

（1）模擬實驗：利用計算機軟件或模型來模擬植物的生長過程，讓學(xué)生能夠在較短的時間內(nèi)觀察到植物生長周期中的關(guān)鍵變化。

（2）視頻資料：收集并播放植物生長過程的延時攝影視頻，這樣可以在幾分鐘內(nèi)展示幾個月甚至幾年的變化，極大地提高了教學(xué)效率。實地考察：組織學(xué)生參觀植物園、農(nóng)場或其他植物栽培基地，通過實地觀察正在生長的植物來獲得直觀的感受。

（3）短期實驗：選擇生長周期較短的植物品種作為實驗對象，比如豌豆或擬南芥等，以便學(xué)生能在有限的時間內(nèi)完成從播種到收獲的全過程觀察。

（4）案例研究：分析歷史上著名的植物學(xué)實驗案例，結(jié)合現(xiàn)代研究成果，引導(dǎo)學(xué)生思考植物生長與環(huán)境之間的相互作用。

（二）變換實驗設(shè)計主體

設(shè)計性實驗主要是讓學(xué)生成為設(shè)計實驗的主角，讓學(xué)生擔(dān)任真正的引導(dǎo)者、組織者和開展者。例如，通過開展實驗“比較不同激素對種子萌發(fā)的影響”，學(xué)生分組選擇不同的植物材料、不同的激素和不同的濃度進(jìn)行處理。學(xué)生會去了解到激素的配置方法、每一種激素的特殊性、樣品采集、植物培養(yǎng)等一系列環(huán)環(huán)相扣的過程，讓學(xué)生了解實驗設(shè)計、實驗準(zhǔn)備過程和實驗開展過程等真正做實驗的每一個細(xì)節(jié)和步驟。讓學(xué)生真實地體驗獨立科研實驗的每一個環(huán)節(jié)。較早地培養(yǎng)學(xué)生良好的科研習(xí)慣，為今后的科研學(xué)習(xí)、培養(yǎng)良好的科研習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科研太多打下堅實的基礎(chǔ)［7］。

（三）強化實驗報告

此外，學(xué)生的實驗報告撰寫環(huán)節(jié)也需要強化。掌握實驗技術(shù)，了解實驗設(shè)計和實驗步驟是非常重要的，但是實驗報告也是必不可少的環(huán)節(jié)。實驗報告的作用除了讓學(xué)生回顧整個實驗過程，包括實驗?zāi)康摹⒁饬x和方法等，還能夠讓學(xué)生對本次實驗課程進(jìn)行思考和總結(jié)。傳統(tǒng)的實驗報告只是讓學(xué)生模板式地寫出實驗結(jié)果，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。實驗報告的強化可以從以下幾個方面進(jìn)行：

（1）提供模板：為學(xué)生提供實驗報告的標(biāo)準(zhǔn)模板，明確每部分的要求和注意事項，幫助他們構(gòu)建清晰的報告框架。

（2）定期檢查進(jìn)度：在實驗過程中定期檢查學(xué)生的進(jìn)展，提供及時的反饋和建議，尤其是在數(shù)據(jù)收集和分析階段。

（3）小組討論：鼓勵學(xué)生之間進(jìn)行小組討論，分享彼此的實驗經(jīng)驗、遇到的問題以及解決方案，促進(jìn)交流與合作。

（4）一對一輔導(dǎo)：針對個別學(xué)生的需求，提供個性化的指導(dǎo)和支持，幫助他們在撰寫過程中克服困難。

（5）創(chuàng)新實踐：鼓勵學(xué)生使用多媒體元素，如視頻、動畫等，以增強報告的表現(xiàn)力和吸引力。

（6）跨學(xué)科融合：鼓勵學(xué)生將植物學(xué)與其他學(xué)科（如數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)等）的知識相結(jié)合，探索新的研究方法和技術(shù)。

（7）社區(qū)參與：邀請行業(yè)專家或科研人員參與到學(xué)生的實驗項目中，為他們提供專業(yè)指導(dǎo)和實踐經(jīng)驗。

（四）建立多維度的評價標(biāo)準(zhǔn)

建立多維度的評價標(biāo)準(zhǔn)是改進(jìn)植物生理學(xué)實驗課程評價體系的關(guān)鍵一步，這樣的評價體系不僅能夠全面評估學(xué)生的綜合能力，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。例如，在“植物對不同干旱脅迫的響應(yīng)”實驗中，授課教師可以讓學(xué)生自己當(dāng)博主，開展科普活動，對重要的知識點用最普通而又通俗易懂的語言、文字、畫面進(jìn)行記錄和分享，讓學(xué)生用自己喜聞樂見的形式主動學(xué)習(xí)。學(xué)生會運用自己的方式，例如拍照片、拍視頻、設(shè)計腳本、編輯Vlog等多種多樣的方式了解植物對非生物脅迫的響應(yīng)，學(xué)生可以把植物在干旱條件下葉片萎蔫、氣孔變小這些響應(yīng)拍下視頻，加上音樂和文字等，把課堂的重要知識點串聯(lián)起來。在分組學(xué)習(xí)中，不同組的學(xué)生可以參考借鑒學(xué)習(xí)其他組同學(xué)的展現(xiàn)模式想法等。此外，在學(xué)生復(fù)習(xí)的過程中，也不光是枯燥無味地翻書、背誦，而是在等公交、等電梯、等外賣的時候打開手機，利用碎片化的時間對一個個的知識點進(jìn)行復(fù)習(xí)，加深印象，這種方式比書本的文字性知識更容易理解，學(xué)習(xí)效果一定大有提升。當(dāng)然除了在課堂設(shè)計上，也應(yīng)加強多媒體教學(xué)。植物種類多、繁雜，授課教師可以通過展示不同的植物的生長環(huán)境聯(lián)系到植物的外觀形態(tài)等。鼓勵學(xué)生以小組形式完成項目，共同解決實驗中的問題，通過團隊合作的方式培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和團隊精神。項目展示的方式可以提高學(xué)生的積極性。小組成員共同完成項目后，進(jìn)行項目成果展示，可以是PPT演示、海報展示等形式，展示研究成果的同時也鍛煉學(xué)生的演講技巧。同時，可以通過引入同伴互評機制，讓同學(xué)們互相評價對方的實驗報告或口頭報告，以此促進(jìn)相互學(xué)習(xí)和交流。另外，鼓勵學(xué)生參與社區(qū)綠化項目或?qū)W校園藝活動，將所學(xué)知識服務(wù)于社會，培養(yǎng)社會責(zé)任感和實踐能力。通過實施上述多維度的立體考察模式，不僅能夠更全面地評估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，還能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和積極性，促進(jìn)綜合素質(zhì)的全面提升［46］。

（五）實踐與創(chuàng)新能力

提升學(xué)生和教師的實踐與創(chuàng)新能力對于培養(yǎng)未來的科學(xué)家和技術(shù)人才至關(guān)重要，而如何提升學(xué)生和教師的創(chuàng)新能力呢？主要有以下幾種方法：

（1）項目驅(qū)動學(xué)習(xí)：鼓勵學(xué)生參與真實的研究項目，如校園綠化項目、社區(qū)園藝活動等，通過實踐加深對理論知識的理解。學(xué)生從小生活在家庭的溫室中，到了大學(xué)階段又生活在溫暖的象牙塔里，對外界接觸較少，不知道實際生產(chǎn)中的問題，更無法用所學(xué)的知識應(yīng)用。因此，在大學(xué)階段，參加真實的研究項目，參與社區(qū)綠化建設(shè)等項目是非常有必要，非常有意義的。首先，學(xué)生可以自己尋找合作機會：與當(dāng)?shù)卣畽C構(gòu)、社區(qū)組織或非營利組織合作，尋找參與社區(qū)綠化建設(shè)的機會。接下來學(xué)生可以自主進(jìn)行項目策劃：與合作伙伴共同策劃綠化項目，包括確定項目目標(biāo)、選擇合適的植物種類、規(guī)劃種植區(qū)域等。繼而，學(xué)生可以組隊進(jìn)行真正的實地考察：在項目開始之前，對項目地點進(jìn)行實地考察，了解當(dāng)?shù)氐耐寥罈l件、氣候特點等。按照計劃實施綠化項目，包括植物種植、日常養(yǎng)護等。當(dāng)然，后續(xù)維護也是非常重要的。項目完成后，進(jìn)行長期的維護和監(jiān)測，確保植物健康成長。最后一個階段就是進(jìn)行成果展示：通過報告、展覽等形式，向社區(qū)居民展示項目成果，提高公眾對環(huán)境保護的認(rèn)識。這類實踐活動不僅能夠幫助學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實際工作中，還能培養(yǎng)他們的社會責(zé)任感和團隊合作能力。

（2）創(chuàng)新競賽：舉辦創(chuàng)新設(shè)計大賽、實驗技能競賽等活動，舉辦植物生理學(xué)創(chuàng)新設(shè)計大賽，鼓勵學(xué)生設(shè)計新的實驗裝置或方法，以解決植物生理學(xué)領(lǐng)域的問題。鼓勵學(xué)生設(shè)計新的實驗裝置或方法，對于解決植物生理學(xué)領(lǐng)域的問題具有重要意義。這不僅能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，還能培養(yǎng)他們的實踐能力和解決問題的能力。以下是一些建議，旨在幫助學(xué)生在植物生理學(xué)實驗中設(shè)計新的實驗裝置或方法：確定研究問題并明確目標(biāo)。首先，學(xué)生需要明確實驗的目標(biāo)是什么，例如，極端天氣出現(xiàn)的頻率每年都呈上升趨勢，研究植物在不同環(huán)境條件下的生長響應(yīng)有較為實際的意義。學(xué)生可以進(jìn)行相應(yīng)的文獻(xiàn)調(diào)研，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，了解現(xiàn)有研究的進(jìn)展和存在的問題，找出可以改進(jìn)的地方。例如，抗性強的植物可以抵抗極端天氣的出現(xiàn)，在極度干旱或者極度高溫的條件下也可以生長得很好的植物。創(chuàng)新實驗設(shè)計頭腦風(fēng)暴：組織小組討論，鼓勵學(xué)生提出創(chuàng)新的想法和實驗方案。原型制作：根據(jù)提出的方案制作初步的實驗裝置原型，進(jìn)行初步測試。改進(jìn)與優(yōu)化：根據(jù)測試結(jié)果不斷調(diào)整和優(yōu)化實驗裝置或方法。實驗裝置的設(shè)計與制作材料選擇：選擇合適的材料來制作實驗裝置，考慮到耐用性、成本等因素。技術(shù)應(yīng)用：結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)，如傳感器、自動化控制系統(tǒng)等，提高實驗的精確度和效率。安全性考量：確保實驗裝置的安全性，避免潛在的風(fēng)險。方法的創(chuàng)新，例如數(shù)據(jù)收集：開發(fā)新的數(shù)據(jù)收集方法，如使用無人機進(jìn)行遙感監(jiān)測，以獲得更全面的植物生長實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)。而在數(shù)據(jù)分析中，可以采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，如利用機器學(xué)習(xí)算法來處理大量數(shù)據(jù)，提取有用的信息。緊接著便是進(jìn)行實驗驗證：通過對比實驗，驗證新方法的有效性和可靠性。實驗結(jié)果的應(yīng)用，實際應(yīng)用：將實驗結(jié)果應(yīng)用于實際項目中，如社區(qū)綠化建設(shè)等，以解決實際問題。成果展示：通過報告、論文等形式，展示實驗成果，與同行分享經(jīng)驗。持續(xù)改進(jìn)：根據(jù)反饋意見，不斷改進(jìn)實驗裝置或方法，提高其性能和實用性。教師指導(dǎo)與支持提供資源：為學(xué)生提供所需的實驗材料和技術(shù)支持。定期檢查：定期檢查學(xué)生的進(jìn)展，提供及時的反饋和建議。鼓勵創(chuàng)新：鼓勵學(xué)生大膽嘗試新想法，即使失敗也是寶貴的經(jīng)驗，從失敗中總結(jié)教訓(xùn)，獲得能量。激勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造力，開發(fā)新的實驗方法或技術(shù)。通過一系列系統(tǒng)的訓(xùn)練模式，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力，還能促進(jìn)他們在植物生理學(xué)領(lǐng)域的深入研究，為解決實際問題提供新的思路和方法。

結(jié)語

植物生理學(xué)確實是一門理論性和實踐性都非常強的學(xué)科，它不僅涵蓋了植物生命活動的基本規(guī)律和機制，還涉及了植物如何適應(yīng)環(huán)境變化等多個方面。因此，在植物生理學(xué)的教學(xué)中，實驗課程環(huán)節(jié)不可或缺且非常重要。本文通過分析傳統(tǒng)的植物生長與調(diào)控實驗課程存在的問題提出了優(yōu)化實驗內(nèi)容、強化實驗報告和改革教學(xué)模式等幾種方式。以期為以后的課程發(fā)展和改革提供建設(shè)性的建議，希望能夠在一定程度上提高學(xué)生的實驗技能，培養(yǎng)科學(xué)的思維模式和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實驗精神。隨著國家和社會對糧食安全及種質(zhì)資源的重視，植物生長與調(diào)控實驗課程需要緊跟生物技術(shù)前沿，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，提升教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的實踐能力，讓學(xué)生參與生產(chǎn)，了解生產(chǎn)實際情況，豐富實踐知識，開拓思路，同時堅定專業(yè)思想，為國家培養(yǎng)高質(zhì)量植物生產(chǎn)類人才。

參考文獻(xiàn)：

［1］黎菌，張以順，張志紅，等.高校本科實驗課程研究性項目教學(xué)實踐與探索［J］.實驗室研究與探索，2018（6）：2216.

［2］張巍巍，魏健，馮大領(lǐng).通過植物學(xué)教學(xué)課程改革培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力［J］.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報：農(nóng)林教育版，2014（2）：4850.

［3］鄭元，趙芬，馬煥成.“植物生理學(xué)”課程教學(xué)改革的探討［J］.中國林業(yè)教育，2017（2）：1.

［4］裴瑾，萬德光，馬云桐，等.關(guān)于優(yōu)化藥用植物學(xué)課程知識體系的思考［J］.成都中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報：教育科學(xué)版，2011（3）：2325.

［5］張永江，劉連濤，李存東.農(nóng)科類虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)探索與實踐［J］.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（農(nóng)林教育版），2017（2）：8588.

［6］張亞玲，臺蓮梅，李海燕，等.農(nóng)學(xué)專業(yè)《植物病理學(xué)》課程實踐課教學(xué)存在問題與應(yīng)對措施［J］.農(nóng)學(xué)學(xué)報，2014（7）：96.

［7］胡琳莉，師桂英，安澤山.工廠化育苗課程教學(xué)素材庫的建立與應(yīng)用［J］.山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報，2018（5）：2933.

［8］敖妍，馬履一.美國普渡大學(xué)“森林培育學(xué)”課程教學(xué)的特色及啟示［J］.中國林業(yè)教育，2019（6）：7278.

［9］趙曉峰，侯志廣，梁爽，等.“植物化學(xué)保護學(xué)”實驗課程教學(xué)改革［J］.農(nóng)業(yè)工程，2022（5）：113115.

［10］劉侯俊，楊麗娟，林國林，等.“植物與肥料分析”實驗課程教學(xué)改革探討與實踐［J］.實驗室科學(xué)，2020（4）：118121.

［11］李蘭芝，陳淵，易圖永.淺談《R語言與生物統(tǒng)計學(xué)》的“慕課學(xué)習(xí)+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式［J］.教育現(xiàn)代化，2019（03）：202203.

項目基金：貴州大學(xué)人才引進(jìn)科研啟動項目［編號：2023（59）］

作者簡介：劉萌萌（1991—），女，漢族，貴州畢節(jié)人，博士研究生，實驗師，研究方向：植物逆境生理。