摘" 要：隨著信息化時代的迅猛發(fā)展，教育領(lǐng)域正經(jīng)歷著前所未有的變革。高校植物生理學課程作為生命科學領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)課程，其課程設(shè)計始終緊密圍繞國家農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和生物科學領(lǐng)域的行業(yè)需求，融入信息化元素，以提升教學質(zhì)量和效果。雖然多媒體教學和線上教學得到廣泛應(yīng)用，但傳統(tǒng)的講授式教學仍占主導(dǎo)地位，難以激發(fā)學生的學習興趣和主動性。隨著植物生理學研究的不斷深入，新的研究成果和理論不斷涌現(xiàn)，而植物生理學教材知識無法對其進行及時更新，故而教材內(nèi)容略顯滯后，無法及時反映學科前沿動態(tài)。該文旨在探討信息化時代背景下高校植物生理學課程設(shè)計面臨的問題、課程設(shè)計改革的必要性、具體實施策略及其實施效果，以期為相關(guān)教育工作者提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：信息化時代；植物生理學；多元化教學；改革；模塊化課程

中圖分類號：G642" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-9902（2024）24-0139-04

Abstract： With the rapid development of the information age， the field of education is undergoing unprecedented changes. As an important basic course in the field of life sciences， college plant physiology courses have always been designed closely around the national agricultural development strategy and industry needs in the field of biological sciences， and incorporate informatization elements to improve the quality and effectiveness of teaching. Although multimedia teaching and online teaching have been widely used， traditional lecture teaching still dominates and is difficult to stimulate students' interest and initiative in learning. With the continuous deepening of research on plant physiology， new research results and theories continue to emerge， but the knowledge of plant physiology textbooks cannot be updated in a timely manner. Therefore， the content of the textbooks lags behind and cannot reflect the cutting-edge trends of the subject in a timely manner. This paper aims to discuss the problems faced by plant physiology curriculum design in colleges and universities in the context of the information age， the necessity of curriculum design reform， specific implementation strategies and implementation effects， in order to provide reference for relevant educators.

Keywords： information age; plant physiology; diversified teaching; reform; modular curriculum

植物生理學是研究植物在生長、發(fā)育、代謝等方面的生理性特征和規(guī)律的科學，是植物科學的重要分支之一。它不僅涵蓋了植物生命活動的各個方面，還與農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、工業(yè)和醫(yī)藥學等多個領(lǐng)域密切相關(guān)。在信息化時代，教學資源的數(shù)字化成為課程設(shè)計的重要趨勢，而在信息化時代背景下的課程設(shè)計則更加強調(diào)互動式教學模式。高校植物生理學課程作為連接理論與實踐的橋梁，其內(nèi)容的設(shè)置緊密結(jié)合畢業(yè)要求，確保學生能夠達到規(guī)定的畢業(yè)標準。課程內(nèi)容涵蓋了植物生理學的基本理論、實驗技能以及應(yīng)用實踐等方面，包括植物細胞生理、植物水分生理、植物生長發(fā)育生理以及植物逆境生理等內(nèi)容。同時，注重與畢業(yè)要求的對接，通過實驗、實習、課程設(shè)計等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生的實驗技能和實踐能力，確保學生能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計或畢業(yè)論文。課程設(shè)計與信息化時代的需求相適應(yīng)，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)人才。本文將從信息化時代的特點出發(fā)，分析高校植物生理學課程設(shè)計改革的背景和意義。

1 信息化時代背景下植物生理學課程設(shè)計面臨的問題

信息化時代背景下，雖然多媒體教學資源以及線上教學平臺搭建得以廣泛應(yīng)用，在一定程度上豐富了教學手段，提高了學生的學習興趣，但單一的傳統(tǒng)講授方式仍占主導(dǎo)地位。線上教學在實際應(yīng)用中仍存在一些問題，如平臺搭建不完善、資源更新不及時、內(nèi)容同質(zhì)化嚴重以及缺乏互動性等[1]。

此外，實踐教學的弱化也是植物生理學課程設(shè)計的不足之處。植物生理學是一門實驗性很強的學科，實踐教學在培養(yǎng)學生實驗技能和創(chuàng)新能力方面具有重要作用。在教學中，可以組織學生到植物園、農(nóng)田、自然保護區(qū)等地實地考察，觀察不同植物的生長環(huán)境、生理特性及生態(tài)作用。在信息化時代背景下，部分高校過于依賴線上教學，忽視了實踐教學的重要性，導(dǎo)致實驗教學課時減少、實驗內(nèi)容陳舊、實驗設(shè)備落后等問題，導(dǎo)致學生實驗技能不足，創(chuàng)新能力培養(yǎng)受限[2]。

2 信息化時代對高校植物生理學課程設(shè)計的影響

2.1 知識更新速度加快

信息化時代，植物生理學領(lǐng)域的科研成果和技術(shù)進展日新月異。教學大綱應(yīng)具備內(nèi)容全面性、前沿性與動態(tài)性、與學生專業(yè)需求的適應(yīng)性以及及時健全的修訂機制。課程設(shè)計上注重及時更新內(nèi)容，并納入最新研究成果，以保持課程的時效性和前沿性。如植物的光合作用這一章節(jié)，老師們可以在講課時及時添加新的研究內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)于“層疊石”（strmoatolite）中的第五種葉綠素——葉綠素f，是一種比其他類型的葉綠素要更紅得多的吸收光譜，吸收峰主要在722 nm。然而研究發(fā)現(xiàn)，基于ChlF的光合作用，其能利用更低能量的紅外光進行光合反應(yīng)，是FRL下的光合作用主力。超越了普遍認為的紅光是光合作用的“紅光極限”，也表明自然界中廣泛存在第三類光合作用。

2.2" 教學方式多樣化

信息化技術(shù)為教學提供了多種手段，如動畫、模擬實驗軟件、在線課程等，使抽象復(fù)雜的生理過程直觀化、生動化；建立虛擬實驗室，讓學生在計算機上模擬實驗操作，彌補實驗條件不足的問題；還可以進行項目式學習，圍繞某個具體項目或問題（如提高作物抗旱性、優(yōu)化植物光合效率等），引導(dǎo)學生組建團隊，進行資料收集、方案設(shè)計、實驗實施和結(jié)果分析等環(huán)節(jié)。在實際教學中，注重多學科融合，將植物生理學與其他學科（如生物化學、分子生物學、環(huán)境科學等）進行融合教學，拓寬學生的知識面和視野。這些手段可以豐富教學形式，提高學生的學習興趣和參與度。

2.3" 學習需求個性化

信息化時代的學生具有更加個性化的學習需求。課程設(shè)計應(yīng)充分考慮學生的差異性和多樣性，提供多樣化的學習資源和路徑。在植物生理學課程中，教師可以通過課前線上測試或問卷調(diào)查了解學生的基礎(chǔ)知識掌握情況和學習興趣。針對不同層次的學生，設(shè)計不同難度和深度的學習任務(wù)。例如，對于基礎(chǔ)薄弱的學生，提供額外的輔導(dǎo)材料和基礎(chǔ)練習題；對于基礎(chǔ)扎實的學生，則設(shè)計具有挑戰(zhàn)性的案例分析和討論題，以促進其高階思維的發(fā)展。植物生理學作為生物學的一個分支，研究植物的生命活動規(guī)律和植物與環(huán)境之間的相互關(guān)系。這一特性使得植物生理學在多個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，如農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝、生態(tài)環(huán)境保護、生物技術(shù)和醫(yī)藥等。畢業(yè)生可以根據(jù)自己的興趣和專長選擇合適的就業(yè)方向，并在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)揮自己的專業(yè)優(yōu)勢。同時，隨著社會對生態(tài)環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的重視程度不斷提高，植物生理學專業(yè)的就業(yè)前景也將更加廣闊。

3" 高校植物生理學課程設(shè)計改革的策略

3.1 模塊化課程設(shè)計

基礎(chǔ)模塊：涵蓋植物生理學的基本概念和原理，如植物細胞結(jié)構(gòu)與功能、植物水分與礦質(zhì)營養(yǎng)、光合作用與呼吸作用等。讓學生掌握基本的知識理論，為后期理解植物生理機制奠定堅實的基礎(chǔ)。

進階模塊：引入當前植物生理學領(lǐng)域的前沿研究，如植物分子生理學、植物逆境生理、植物次生代謝等，通過案例分析、專題研討等形式，讓學生了解最新的研究成果和動態(tài)。同時注重學生的自我分析與理解能力的培養(yǎng)，在課堂上可以對所授內(nèi)容提出小的問題，讓學生課下通過查閱文獻來加深理解，然后在下堂課對其進行提問，豐富課堂內(nèi)容，提高學生的課堂積極性，進而提升學生的科學素養(yǎng)。

實踐模塊：加強實驗和實踐環(huán)節(jié)，設(shè)計一系列具有創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性的實驗項目，引入前沿的科學研究成果和新技術(shù)，激發(fā)學生的創(chuàng)新精神和探索欲望。鼓勵學生參與科研項目或創(chuàng)新實驗，培養(yǎng)他們的實踐能力和創(chuàng)新能力。氣候變化對植物生長和發(fā)展造成了嚴重的威脅。未來植物生理學研究將加強對植物逆境適應(yīng)機制的研究，探討植物如何應(yīng)對溫度、干旱、鹽堿等逆境，并尋找相應(yīng)的調(diào)控途徑和策略，以提高植物對環(huán)境逆境的抗性。例如，在培育抗逆作物中，介紹最新的基因編輯技術(shù)（如CRISPR-Cas9），讓學生懂得其基本原理并嘗試設(shè)計簡單的基因編輯實驗，增加課堂趣味性的同時也提高了學生的主動學習能力[3]。其次結(jié)合微信公眾號“植物生理之光”，將植物生理學的理論前沿和最新研究進展融入教學，并及時更新，帶給學生最新的知識和觀點。

3.2 優(yōu)化課程內(nèi)容

整合經(jīng)典理論與最新研究成果。定期更新教材內(nèi)容，確保課程既包含植物生理學的經(jīng)典理論，又涵蓋最新的科研成果和技術(shù)進展。與出版社保持密切聯(lián)系，定期評估并選用最新版本的教材。同時，鼓勵教師自編或參編教材，融入最新的研究成果和教學理念。

引入跨學科內(nèi)容。加強植物生理學與其他學科的交叉融合。植物生理學與生物化學、分子生物學的結(jié)合將更加緊密，通過深入研究生物分子（如蛋白質(zhì)、酶、激素等）的結(jié)構(gòu)與功能，揭示植物生理過程的分子機制。此外，植物生理學將更加注重與生態(tài)學和環(huán)境科學的交叉融合，研究植物與環(huán)境之間的相互作用關(guān)系，為生態(tài)保護和環(huán)境治理提供理論支持。具體實施方法為與其他學科的教師建立合作關(guān)系，共同設(shè)計跨學科的教學內(nèi)容和實驗項目。

增加實踐性內(nèi)容。設(shè)計更多與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)保護等實際問題相關(guān)的實驗和案例分析，提升學生的實踐能力。將植物生理學的研究成果應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，推動精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。如加強與農(nóng)業(yè)科技園、自然保護區(qū)等實踐基地的合作，為學生提供更多的實踐機會。同時，鼓勵學生在教師指導(dǎo)下參與科研項目，將所學知識應(yīng)用于實際問題解決中。在實驗教學中，將傳統(tǒng)的“老師講，學生做”的模式，轉(zhuǎn)變?yōu)榉D(zhuǎn)課堂，以實驗探索帶動理論教學，先小組討論和實驗操作，再拓展授課和答疑。

3.3" 創(chuàng)新教學方法

采用多媒體教學、在線課程等信息化手段，豐富教學形式，使抽象復(fù)雜的植物生理學知識更加直觀易懂，從而提高教學效果。在這方面，教師需提前制作高質(zhì)量的多媒體課件，并熟悉各種多媒體工具的使用。同時，鼓勵學生利用網(wǎng)絡(luò)資源進行自主學習。利用網(wǎng)絡(luò)教學平臺發(fā)布課程資料、布置作業(yè)、組織在線討論等，方便學生隨時隨地進行學習。

將過去的“以教師為主的線下教學”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W生為主的線上線下混合式教學”。教師在進行課程內(nèi)容講授時，應(yīng)結(jié)合講授法、討論法、案例分析法等多種教學方式組織課堂教學。例如，在講授植物生理機制時，采用講授法系統(tǒng)介紹基本概念和原理；在探討植物生理過程與環(huán)境因素的關(guān)系時，采用案例分析法引導(dǎo)學生分析實際問題；在討論植物生理學的應(yīng)用前景時，則采用討論法激發(fā)學生的思考和表達。根據(jù)教學內(nèi)容和學生特點靈活選擇教學方式，注重各種教學方式之間的銜接和配合，以形成完整的教學體系。同時，還可以嘗試引入新的教學技術(shù)和手段，如在線課程、微課等，以提高課堂教學的效果和質(zhì)量[4]。

將教師單一講授的傳統(tǒng)教學轉(zhuǎn)變?yōu)橹v授法、翻轉(zhuǎn)課堂和小組研討等方法混合使用，激發(fā)學生的學習興趣和主動性。教師通過設(shè)計明確的預(yù)習任務(wù)和課后作業(yè)，并在課堂上組織有效的討論和答疑活動。同時，建立在線學習平臺或利用現(xiàn)有平臺（如釘釘、騰訊會議、喜鵲兒和學習通等）進行遠程教學以及答疑。

注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維以及創(chuàng)新能力。通過設(shè)計開放性問題、組織科研小組、鼓勵參加學術(shù)競賽等方式培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。例如，要求學生自行設(shè)計實驗方案探究某一植物生理現(xiàn)象的原因和機制，或者組織學生進行植物生理學相關(guān)的科研項目研究，以培養(yǎng)學生的科研能力和創(chuàng)新精神。注重培養(yǎng)學生的自主學習和獨立思考的能力，鼓勵學生勇于探索和實踐，激發(fā)學生的求知欲和創(chuàng)造力。同時，還應(yīng)為學生提供必要的支持和指導(dǎo)，幫助學生解決在創(chuàng)新過程中遇到的問題和困難[5-6]。

利用虛擬仿真實驗技術(shù)，解決實驗資源不足的問題，提高學生的實驗操作能力。學校應(yīng)加大對虛擬仿真實驗室的投入，購買或開發(fā)適合植物生理學課程的虛擬仿真實驗軟件。教師需接受相關(guān)培訓(xùn)，掌握軟件的使用方法，并指導(dǎo)學生進行實驗操作。

3.4" 完善過程化管理，創(chuàng)新評價體系

根據(jù)課程目標制定教學大綱，明確教學要求和重點。根據(jù)教學大綱設(shè)計教學方案，編寫講義（或課件）和安排實驗項目。在考試環(huán)節(jié)，根據(jù)教學大綱和課程目標制定考試大綱，并設(shè)計試卷內(nèi)容以檢驗學生的學習成果。這種一致性的設(shè)計確保了學生能夠系統(tǒng)地掌握知識和技能，實現(xiàn)課程目標。同時，建立了多元化、動態(tài)化、綜合化的教學效果評價體系。多種評價結(jié)果共存體現(xiàn)了課程的過程化管理，既考核學生的學習過程又突出學生能力的發(fā)展[7]。

同時，引入自我評價和同伴評價機制，培養(yǎng)學生的自我反思能力和團隊協(xié)作能力。關(guān)注學生的學習過程和學習態(tài)度，給予及時反饋和指導(dǎo)。信息化技術(shù)的應(yīng)用也促進了教學評價的多元化和精準化。通過在線測試、學習數(shù)據(jù)分析等手段，能夠及時了解學生的學習進度和掌握情況，從而進行有針對性的指導(dǎo)和幫助。這種精準化的教學評價方式不僅提高了教學效果，也增強了學生的學習信心和動力。

3.5 加強師資隊伍建設(shè)

提升教師的信息化素養(yǎng)和教學能力，使他們能夠熟練運用信息化手段進行教學。此外，作為教師，應(yīng)深知自身的責任和使命，因此應(yīng)不斷提升自己的專業(yè)素養(yǎng)和師德修養(yǎng)。積極參加各種培訓(xùn)和學術(shù)研討會，不斷更新自己的知識和教育理念。同時，注重自身品德修養(yǎng)，以身作則、言傳身教為學生樹立良好的榜樣。

學校應(yīng)為教師提供參加學術(shù)會議的經(jīng)費支持，并鼓勵教師與國際國內(nèi)的同行建立合作關(guān)系。同時，建立教師學術(shù)交流成果展示平臺，分享教師的學術(shù)成果和教學經(jīng)驗，拓寬教師的學術(shù)視野，更新知識結(jié)構(gòu)，提高教學水平。

建立教師激勵機制，激發(fā)教師的教學熱情和創(chuàng)造力。如設(shè)立教學優(yōu)秀獎、科研成果獎等，對在教學和科研方面表現(xiàn)突出的教師進行表彰和獎勵。同時，關(guān)注教師的職業(yè)發(fā)展需求，為他們提供晉升和轉(zhuǎn)崗的機會。

注重引入國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)課程資源，豐富學生的學習資源和途徑。加強與其他高校和科研機構(gòu)的合作與交流，共同推動植物生理學課程的發(fā)展。

4" 實施效果與展望

通過實施上述改革策略，高校植物生理學課程將實現(xiàn)以下幾個方面的顯著提升。

教學質(zhì)量提高。課程內(nèi)容更加系統(tǒng)、前沿和實用，教學方法更加多樣化和個性化，學生的學習效果將得到顯著提升。學生的期末成績優(yōu)秀率由原來的30%提升至50%，課堂氣氛活躍，抬頭率以及舉手率顯著提高，改革之前只有固定的4～5位同學積極回答課堂問題，改革之后提升至20多位同學積極參與其中。

學生能力增強。學生的實踐能力、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力等綜合素質(zhì)將得到全面提升，更好地適應(yīng)信息化時代的需求。在實驗教學中，改革之前，只有一半的學生能認真做實驗，其余的學生參與度不高，只是簡單地應(yīng)付了事。實施教學改革后，學生們的參與度達到了80%。只有改變原來枯燥單一的教學模式，才能真正提高學生的學習積極性。此外，在組織的項目式教學中，學生能做到認真查閱相關(guān)文獻、進展，豐富到自己的實驗項目中，與植物生理學的發(fā)展接軌，更好地適應(yīng)植物生理學的發(fā)展。

課程影響力擴大。通過課程資源共享和合作交流，高校植物生理學課程的知名度和影響力將得到進一步擴大。

隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，高校植物生理學課程設(shè)計改革將不斷深入和完善。我們期待通過不斷的探索和實踐，為培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)人才貢獻力量。

5" 結(jié)束語

在信息化浪潮席卷全球的今天，植物生理學作為生命科學領(lǐng)域的重要基石，其教學模式與課程設(shè)計亦不可避免地迎來了深刻的變革。這一時代變遷所帶來的挑戰(zhàn)與機遇并存。通過構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學平臺，完善教育教學改革機制，豐富教學手段與方法、加強師生互動與反饋以及拓展教學資源與合作。信息化技術(shù)為植物生理學課程注入了前所未有的活力。通過引入多媒體教學、在線學習平臺、虛擬實驗室等現(xiàn)代化教學手段，打破了傳統(tǒng)課堂的時空限制，使得學習內(nèi)容更加生動直觀，學習路徑更加靈活多樣。課程設(shè)計的改革更加注重學生主體性的發(fā)揮。在信息化時代，更加注重以學生為中心的教學理念，通過設(shè)計探究式學習、合作學習等教學活動，激發(fā)學生的學習興趣和積極性。同時，鼓勵學生利用互聯(lián)網(wǎng)資源進行自我拓展和深度學習，不斷拓寬知識視野和提升綜合素質(zhì)，學生不再僅僅依賴于教材和教師的講授，而是能夠主動探索、自主學習，從而培養(yǎng)起獨立思考和解決問題的能力。多元化測評能夠全方面多角度地了解學生的學習動態(tài)以及對所學知識點的理解和掌握能力?；仡欉^去，我們見證了信息化技術(shù)在植物生理學課程設(shè)計中的廣泛應(yīng)用和顯著成效；展望未來，我們更加期待能夠繼續(xù)深化這一領(lǐng)域的改革與創(chuàng)新。相信在信息化時代的推動下，植物生理學課程將會煥發(fā)出更加璀璨的光芒，為培養(yǎng)更多優(yōu)秀的生命科學人才貢獻力量。

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第一作者簡介：蔣海芳（1990-），女，理學博士，講師。研究方向為植物（玉米）響應(yīng)逆境機制解析。

*通信作者：盧文杰（1992-），男，林學博士，教授。研究方向為林木遺傳育種。