基于科研人才培养的植物学教学模式探讨与改革

冯超

摘    要：植物学作为农学专业与生命科学专业的基础课，作用与地位十分显著。文章结合植物学的特点，利用长期的教学经验来对草业科学专业的课程进行改革探究，从教学模式、教学内容、考核方式和能力培养等方面分析探讨如何构建“探究式”教学模式，以此来解决传统课堂课程枯燥、效率不佳及学生实践能力不强的问题，激发学生的学习兴趣，培养学生的科研能力，为培养科研人才打好基础。

关键词：植物学;科研能力;教学改革;探究式教学

中图分类号：G642          文献标识码：A          文章编号：1002-4107（2021）08-0050-03

植物学是草业科学、环境保护学、生态学等专业的基础课，在生态建设的背景下怎样培养具有科研能力的人才是各个高校关注的话题。为适应社会发展与时代所需，许多学者对教学方法、考核方式、实习模式等进行了改革且在实施后获得一定的成效[1-3]。但也遗留了较多问题，如学生课堂效率不佳、实验能力较差等。本文基于以上问题，以培养科研人才为目的，提出“探究式教学”的思路和方法，以培养学生学习兴趣及独立思考与操作的能力。

一、传统教学模式下所存在的问题

（一）缺乏高效的教学模式

在植物学课堂上，存在重理论讲授，缺乏实践的问题[4]。近年来，虽然各个高校相继进行了教学改革，但植物学课堂教学模式仍存在“填鴨式”教学现象。又由于植物类群众多，特征易混淆且需掌握的基础知识点较多，在信息资源高度发达的今天，很多高校教师在课堂上的授课方式仍以放映PPT或口头描述等模式为主。这种教学模式使得学生被动地接受知识而缺乏探索知识的热情，甚至产生了厌学情绪，长此以往将导致学生形成应试心理。即使教师反复强调重点和难点也是做无用功，且学生在野外实习与实验中难以将所学知识运用到实践。本文通过对50位植物学专业学生以线上填写调查问卷的形式，统计其学习情况。调查发现，其中63.64%的学生认为自己当堂掌握了50%～70%的内容，而24.24%的学生认为自己只掌握了50%以下的内容，且植物学课程本身具有高度实践性的特点，像种子结构、花的结构等抽象内容需要学生亲自实践观察才能更好地掌握所学内容，通过实践结合理论知识激发学生对植物学学习的兴趣。灌输式教学不仅效率不高，而且既不利于知识的积累，也不利于培养学生独立思考的能力。

（二）实验教学轻实践重理论

依据《国家中长期教育改革和发展规划纲要 （2010—2020年）》[5]，应注意知行统一，要以培养应用型、复合型、技能型人才为目标，增强学生参加实践与科研的能力， 把提高学生的探索与应用能力作为高等学校主要的任务。

部分高校存在过于注重理论知识而忽略实际应用的问题，并且学生不能灵活地将理论知识应用于实验过程，对实验课的重要性认识不够深刻。此外，实践课程内容单一，部分学校对实习与实验课要求较低，进而导致了本科生实验水平逐年下降。因此在有限的时间里很难培养学生的实验兴趣和能力[6]。

（三）期末考核评价功能欠缺

传统的考核方式过于单一，且知识点覆盖不全面，考核评价功能欠缺[7]。这导致了学生虽然考试成绩及格但所掌握的知识并未达到要求。内蒙古农业大学的植物学课程以出勤10%、平时绩20%及期末考试70%组成。由于考试成绩所占比例较高，使平日里学生缺乏自主学习的动力，课上课下不注重积累，多数学生靠考前突击蒙混过关。这样既不利于学生掌握知识，又有失锻炼学生的机会。在对上述学习情况的随机调查中，69.7%的学生选择了考前突击，30.3%的学生没有突击，可见学生将大部分时间与精力投入到考前突击中。考前突击所导致的问题是知识掌握不牢固，无法将所学知识与实际问题联系起来，进而难以独立且深入地思考并解决问题。

（四）本科教材缺乏学科前沿信息

高等教育的教材要求学生掌握最新的信息和技术，而随着知识的不断翻新，教材出版的时差难以使学生获取最新的技术和知识。且高等教材具有普遍性的特点，即达不到因材施教的要求也难以符合每个学校培养的标准。在时效性方面，本科生接受的知识大部分来源于课本中相对基础的知识。接触不到学科前沿的知识不仅会使学生在视野与技能方面落后于他人，还会阻碍学生创新能力的启蒙与发展。这就意味着教师不能只是照本宣科地讲述教材上已有的知识，还应及时补充学科前沿信息，为学生拓宽视野，强调经典学科的知识并非是一成不变的。

二、植物学教学模式改革措施

（一）创建探究式教学模式，注重实践能力培养

传统教学方式为纯理论教学，方式简单且收效甚微。教师可将课程理论知识灵活切割，以单元或章节的形式作为课题分给学生，以计划、实验并汇报等步骤开展，由学生自主设计、教师亲自指导共同完成该课题。如学习种子萌发这一章节时，让学生选择种子培育、观察其形态及生长方式、解剖种子观察其内部结构，最后以实验报告的形式进行班级汇报。在理论性较强或难以实践的部分，由教师提出问题供学生探索。以内蒙古农业大学草业科学专业基础课植物学分类部分为例，分类部分的特点是知识庞杂、内容枯燥，学生难以理解消化。教师授课时可以植物的进化史为主线进行授课，如由藻类→苔藓→蕨类→裸子植物→被子植物逐渐递进，并重点讲述它们的生物学特征，比较不同纲和目的差异，给学生提出问题，让学生自行查阅文献，培养其独立思考的能力。例如：植物某一特征的作用以及与环境的关系，被子植物与裸子植物有什么共同的特点等简单却需要仔细思考的问题，以此构建“探究式”教学模式，培养学生查阅文献与自主思考的能力。在构建“探究式”教学模式的同时，可以将其与网络教学模式结合，采用SPOC模式教学，既能提升学生自主学习的能力，又能提升学生之间探讨问题和解决问题的能力[8-11]。可让学生提前熟悉教学内容与实验操作，遇到问题反复讨论，以此提高学生的表达能力。由此，采用“探究式”与SPOC相结合的模式相较传统模式更能提升教学效果。

（二）实施多元化教学考核方式

课程考核的不仅仅是知识的掌握程度，还包括对学习态度与实践能力等素质的考核[12]。要转变教学模式，首先要转变教师态度，即有些教师认为，考核就等于考试。在探索式教学改革中，应适当增加平时成绩所占比例，增加课堂表现的平时成绩，使学生的平时成绩不仅仅固定在出勤与作业中，而更多的在于自我能力的展示，最后根据每一堂课的表现成绩相加得出相应的总成绩。以内蒙古农业大学草原与资源环境学院为例，教师引导学生根据兴趣选择教学内容，设计其中部分章节的教学内容并制作PPT，将学生变为“小教师”，为学生提供接触讲台的机会，同时由其他同学评分，最终算入学生的平时成绩，不仅使评定平时成绩的方式更加灵活，而且有利于学生注重平时积累相关知识。教师在授课过程中应重点强调补充本章的重点和难点，以方便学生梳理知识和复习[13]。在最终考核时，应考虑学生在“探究式”学习中各个过程中的表现，有效提高学生探究的积极性和学习的质量。

（三）重视本科实验课程，构建新型教学模式

植物学实验一般附属于植物学课程。据以往的教学经验，学生在上课过程中兴致不高，常常为完成作业草草了事。为此，教师制定了一系列方案以提高实验效率。首先，我们尝试利用线上教学软件提前录制实验操作视频，如在课程开始之前要求学生观看仪器操作内容，让学生提前熟悉显微镜、解剖镜的操作方式;播放植物切片染色视频，使学生提前熟悉植物体内糖和脂肪能够被染色的原理与植物组织切片的技巧。既节省了课堂讲授的时间，也保证每位学生都能重复观看和学习。其次，教师在实验课上会将学生平均分成各个小组并将彩色的植物组织解剖图片分发给每个小组，要求学生仔细对照观看。我们利用多媒体的便利，制作一系列植物与环境的视频，既活跃课堂氛围，增加学生兴趣，又能使学生思考双子叶植物与单子叶植物叶片有哪些不同，旱生与水生植物根或茎组织结构又有什么差异等问题，以激发学生的探索精神与实验兴趣。再次，将实验明确分类，分为验证性实验与探索性实验。验证性实验应注重培养学生自主学习能力，而不仅仅是用显微镜观察永久装片的植物组织解剖结构，教师应尽量缩短讲授时间，在三个小时的实验课中将课堂的主动权还给学生，给学生留有多次验证与实验失败重新验证的时间。引导学生自主设计相关实验，与上文中验证性实验有所不同的是，设计性实验不要求当堂完成，而是给予学生一个实验周期，要求学生在此周期内设计实验，例如采集实验课以外的植物标本，在教师指导下自己制作组织切片，观察并提出问题，进行研究，撰写报告，最后汇报总结。教师可以根据以上五个步骤打分，最后将创新性实验与验证性实验分数合并，计入实验课的总成绩。这种模式使传统课堂以教师为主的讲授方式翻转过来，既能巩固理论知识，又能够使学生积极思考，培养学生科研能力。

（四）增设创新性实习活动，培养大学生探索能力

本科生野外考察实践活动能锻炼学生的科研能力，同时有利于学生将理论知识应用于实际， 巩固课堂上所学知识。教师可以在保证实习基本内容不变的条件下适当地增加创新性实践内容。例如，我们带领学生参观植物标本馆，使学生在参加实习之前就能够掌握一部分植物的特征。在实习期前，我们让学生记录采集时间、地点、生境等信息，在鉴定植物后，引导学生运用课上掌握的知识探索思考，鼓励学生积极参与，亲自动手查阅工具书以及专业词语，学会观察采集植物的主要特征并分类，制作植物标本，观察植物结构，制作检索表并提出自己感兴趣的问题。内蒙古农业大学草原与资源环境学院还鼓励并协助学生自主组织植物鉴别大赛等校级活动，分为初赛——学生笔试答题，以“植物学”的内容为主，复赛——学生以三人自主采集鉴定标本，以PPT形式呈现并介绍植物的特点，如形态、生境、文学背景和利用价值等，由教师去指导和评分。决赛——抢答以“植物学”和“植物分类学”为主的问题，根据最终得分决定胜负。举办植物鉴别大赛既能使学生自主探索获得知识，也能培养学生科研兴趣，为科研型人才的培养打好基础。

三、结语

教学改革任重而道远。为了满足培养科研型人才的需要，提升学生的综合能力和科研素质，学校和教师需要从学生的特点与需求出发，不断改革创新植物学的教学模式。笔者以自身的教学经历以及作为本硕导师的具体经验对从课堂到实践等具体方面进行了初步的分析，得出“探索式”教学模式相较传统教学模式能够更加合理利用教学资源，完善教学内容，培养学生的科研素养，最终达到社会所需要的科研型人才。内蒙古农业大学在植物学教学课程改革的不断探索下，将实践与理论相结合，将课堂讲授与野外探索相结合，将基础知识与科技前沿相结合，形成了适应植物学课堂“提出问题—引导思考—小组解决—提炼总结”的探究式教学模式。在生态文明建设的背景下，提升每一位学生的能力既是时代所需，也是每位教师义不容辞的责任。

参考文献：

[1]罗利群.植物学的探究式学习[J].生物学杂志，2008（3）.

[2]巩红冬.基于项目式教学的植物学课程翻转课堂构建[J].    生物学杂志， 2020（1）.

[3]徐恒戬，赵凤云.我国本科植物科学课程教学现状及对策    [J].生物学通报，2016（5）.

[4]刘大林，黄玉婷，张卫红，等.草地资源学课程实践教学改革    研究[J].教育教学论坛，2017（38）.

[5]中共中央国务院.国家中长期教育改革和发展规划纲要    （2010-2020年） [N].中国教育报，2010-07-31.

[6]廖雯，杨再超，左经会，等.基于以能力为本位的植物学实验    教学改革与探索[J].六盘水师范学院学报，2019（6）.

[7]陈志亮，关蓓蓓，韩瑜，等.高校专业课程考核方式现状及改    革研究[J].西部素质教育，2017（21）.

[8]金英善，侯婷婷，殷宝法，等.基于网络教学平台的植物学混    合课程教学效果[J].生物学杂志，2019（6）.

[9]金英善，黄佳双，殷宝法.我国高校混合课程研究现状分析    [J].教育教学论坛，2018（3）.

[10]原帅.混合式学习的学生滿意度及影响因素研究——以      北京大学教学网为例[J].中国远程教育，2010（6）.

[11]梅迎军.高校专业课程考核现状及改革[J].宁波大学学      报，2009（12）.

[12]邰玉玲，袁艺，黄世霞.混合多元教学法在植物学教学中      的探索与实践[J].教育现代化，2019（91）.

[13]陈拥军，邹菊花，雷抒情.植物学实验中开发学生创新能      力初探[J].实验室研究与探索，2010（11）.