【理学论文】植物学实践教学改革与学生创新能力的培养

    摘　要　通过调整实验教学模式、开展课外科技活动、加强野外实习教学等手段对植物学实践教学进行改革,旨在培养学生的创新能力。
　　关键词　植物学　实践教学改革　创新能力
    一、多方面改革实验教学模式,加强实验技能和创新意识的培养(一)优化课程设置结构,重组课程体系为了将传授知识、训练技能和培养能力三者有机结合,针对以往植物学实验中验证型实验多的弊端,我们对实验教学内容进行重新整合、归类,划分出三层次课程结构:技术型实验、验证型实验、探索型实验。"技术型实验"是指基本的植物学实验技术,包括显微镜的使用方法、临时装片法、徒手切片法、压片法、绘图技术、植物标本的采集制作技术等,是学生必须掌握的内容,但安排贯穿于后两个层次的实验教学中,让学生反复练习,熟练操作。"验证型实验"与理论教学密切相关,以利于学生巩固课堂知识,实现感性认识与理性认识的统一,以往的实验体系中,验证型实验所占比例很大、课时多,改革后我们对这部分实验内容进行了大规模删减和整合,既突出了教学重点又解决了课程改革后实验课时不够的矛盾。"探索型实验"的内容既有综合性又有探索性,主要侧重于对学生创新能力的开发,我们采取在一些传统验证型实验中开放部分实验内容,鼓励学生自己选择不同的实验材料,在教师指导下设计不同的实验方案,经教师审核后进行实验,激发了学生的实验兴趣和参与意识,学习主动性明显增强。
　　(二)积极探索,因材施教,采取利于创新能力培养的实验教学方法以往的实验教学一般是由教师介绍实验内容和方法,学生再根据实验指导书中的步骤来进行操作,以求得到书上的结果。在此过程中,学生被动地按照老师的思路、方法、步骤去做,缺乏设计性和创造性,懒于思考,懒于动手,渐渐地就会对实验失去兴趣。因此,在改革实验教学体系结构的同时我们还必须改革实验教学的方法。实验教学方法的改革就是要让学生变被动为主动,变消极为积极,使实验教学的各个环节、各个层次都能锻炼学生的动手能力,激发学生的创新意识,使实验教学从传统的"以教师为主"的模式转变为"以学生为主体、教师为主导"的模式,充分发挥学生的积极性和创造性。对于验证型实验,学生可以自行设计实验方法和实验步骤,边做、边分析、边思考,教师只在重点环节予以指导,充分调动学生的主动性。对于综合型、设计型的实验,更要对学生放开手脚,发挥他们的创造性,这样学生在每一点进步中都能感觉到自己付出的努力,从而产生成就感。通过实验促进了学生个性的发展和创新能力的培养,使学生成为实验的主动参与者、探索者。
　　(三)运用利于创新能力培养的实验教学手段1·采用现代化多媒体教学手段在实验教学过程中引入计算机多媒体技术、计算机网络技术等现代化的教学手段,不仅可以提高实验教学效率、优化教学过程,而且还可以使实验教学更加生动、活泼、直观,不断激发学生的学习热情,提高学习兴趣。2000年,为适应新形势下教学改革的需要,学校对基础生物学实验室加大了经费投入,为植物学实验室配置了全套多媒体教学设备,实验教师充分利用现代化教育手段,多渠道搜索教学素材,精心组织,创造出了一批质量较高的多媒体实验教学课件,克服了以往实验教学仅凭挂图或手绘图进行教学的弊端,教学效果直观清晰,事半功倍。同时,也开阔了学生的眼界,激发了他们的学习热情和创作热情,在教学过程中,师生共同参与,针对课件的不完善之处加以补充,真正实现了教学相长。
　　2·积极开放实验室通过成立课外活动小组、吸纳学生参加教学科研活动等形式向学生开放实验室,能够弥补课堂实验教学的不足,是提高实验教学质量、学生实际动手能力和科研能力的良好途径。通过开放实验室,可以为学生自主学习、个性发展、培养创新能力提供充裕的时间和空间[4]。学生在完成必做的实验任务后,可根据自己的专业特长、爱好选做其他实验,也可以将日常生活中的创意带到实验室来实现。开放式实验教学不仅可以使学生由"被动式"实验转变为"主动探索式"实验,而且给学生提供了独立活动的空间,学生可以有足够的时间来反复修正实验方案、研究实验现象、分析实验结果。这样可大大提高学生分析问题和解决问题的能力,使实验室真正成为培养创新人才的重要基地。
　　二、多渠道开展课外科技活动,启发学生的创新思维课外科研是实现课堂教学与课外活动相结合、学校教育与未来的社会实践相结合的重要环节,能够完善学生的知识结构,激发学生的求知兴趣,发展学生的创造性思维,是培养创新人才的重要途径。
　　(一)在教学中渗透对学生科研意识的培养在大学一年级的实验教学和野外实习中,开展一系列小型科研活动,如各类经济植物资源的调查、植物的分布与环境污染的关系、校园植物种类调查、外来入侵植物调查及危害性分析等等,还可将教师科研中有利于培养学生创造力的内容及时转化为实验内容,以启蒙学生的科研意识,熟悉科研的基本套路,为将来完成毕业论文和走上工作岗位开展科研打下扎实的基础。
　　(二)开展科技创新系列讲座,启发学生的创新思维在大二下学期,我们组织开展了一系列科学讲座,由本院的博士、教授和校外聘请的专家主讲,主讲者根据自己的科研经验,向学生介绍了当今生命科学领域比较前沿的知识和技术。几年植物学实践教学改革与学生创新能力的培养来,我们先后邀请了10多名专家学者为学生进行科学讲座,大大开阔了学生的视野,提升了学生的科研兴趣,对吸引学生快速参与科学研究有很强的感召力,有效地促进了学生科技创新意识和科学思维的培养。
　　(三)吸收学生参与教师的科研课题,培养学生的科研技能针对部分学生科研热情高而又缺乏科研经验和条件的实际情况,在大学三年级,我们鼓励部分学生参与教师的科研工作,成为课题组教师的好帮手,学生在老师的言传身教下,进一步熟悉和掌握了科研的基本程序和基本技能,不仅提高了学生的科研素质,而且也大大减轻了老师的科研工作量。
　　(四)鼓励学生申报科研课题,培养学生独立开展科研工作的能力为了适应培养创新型人才的需要,鼓励学生进行科技创新, 2003年学校设立了学生科技创新项目专项基金,给申报科研课题的学生以经费资助,鼓励学生积极申报校级科研课题,相对独立地开展科研工作。资环学院也在教学经费紧张的情况下,挤出部分资金资助学生参加科研。通过学生自己对课题的设计、项目报告的撰写和组织实施直至课题的完成,进一步加强了学生的科研动手能力和协调处理问题的能力。
　　三、加强野外实习的各个环节,拓展学生的创新能力植物学野外实习是植物学理论知识与自然界密切结合的重要手段。近年来,我们通过野外实习培养学生植物分类学的基本研究方法,引导学生主动探索研究自然界,扩大和丰富学生植物分类学知识,提高学生科学研究的素质,并应用所学知识完成实际的调查研究任务,以进一步拓展学生的创新能力。
　　(一)加强野外实习基地的建设建立野外实习基地,是生物科学学科建设的一项重要课题,也是顺利地进行野外实习和不断提高实习质量的基本保证。近年来,我院不断加大经费投入以加强对野外实习基地的建设力度。
　　到目前为止,共挂牌确立了2个校外生物学科野外实习基地,一是湛江的州岛,一是永顺县的小溪。州岛动、植物种类丰富,具有明显的热带特色,而且,附近有湛江海洋大学、南亚热带植物研究所等教学科研单位,能满足生物科学学生野外实习的专业要求。永顺小溪是国家级自然保护区,境内存有大量保存完好的原始森林,分布有许多珍稀的植物种类,是学生进行野外实习的理想场所。另外在学校附近还有一些理想的野外实习场所,适宜让学生进行短期的野外实习训练或开展小型的资源调查。这些野外实习基地的建设,为进一步拓展学生的创新能力提供了广阔的平台。
　　(二)改革野外实习教学的内容传统的野外实习教学,内容偏重于野外植物的鉴认,学生野外实习成了单纯的认识物种竞赛。离开了实习地特定的环境,随着时间的推移,学生学到的知识逐渐淡忘,达不到野外实习的目的。为了克服这种实习的弊端,我们对野外实习教学的内容进行了拓展,在教学生认识植物的同时,更要致力于让学生掌握植物分类的方法。尤其鼓励学生利用所学知识进行相关的科学研究,采用课题小组为活动单位,带队教师在实习前拟定出若干小的研究课题。在实习带队教师的指导和协调下,各小组独立开展活动,完成各自的小课题。这样,学生带着各自的问题和任务进入实习地,无疑会激发起研究和探索植物世界奥妙的兴趣,主动地观察、分析、归纳、总结,获得知识,提高能力。对野外实习成绩的评定上,改变了以往单纯以识别多少植物种类为标准的做法,而把它和实习的小论文、小报告的完成质量结合起来,促使其主动、全面而深人地了解有关知识,达到良好的实习效果。
　　(三)改革野外实习教学的方式在野外观察认识植物时,教师应摒弃传统的填鸭式教学方法,采取启发性、抓重点的教学方法,即对观察对象只作一些启发性的提示,指导学生亲身体验认识过程,用眼看手摸、鼻嗅口尝等途径,进行自主观察,启发学生将自身的体验跟所学理论知识联系起来,由学生自己确定被观察的植物种类。如观察荷花、玉兰时,先提示学生注意观察小枝的节上是否具有托叶环痕,并折断叶柄或枝条,看有无乳汁。启发学生联系木兰科与桑科榕属的主要识别要点,从植物体有托叶环痕、没有乳汁,可以确定它是木兰科的。再提示学生观察顶生花、无伸长的雌蕊群柄,可以确定它是木兰属的。最后,根据叶厚革质、叶背密生铁锈色茸毛、白色大型荷花状花、香气浓郁等特征,确定它的种名。这种方法,不仅避免了对理论课所授内容的全面复述,而且变学生被动的"听"和"记"为主动的"看"和"想",让他们通过自己的观察和思维得出结论,印象深刻。同时,还使学生学会并掌握了观察、描述植物的方法。同时,在教师的指导下,训练学生熟练掌握植物分类工具书的使用,对一些不能马上鉴定的植物种类,通过查阅中国高等植物科属检索表、中国高等植物图鉴和湖南植物志等工具书及有关文献,对各个种及种下等级作出正确的鉴定。
　　四、结语在以创新能力为培养宗旨的实践教学体系中,学生的综合素质和创新能力都得到了很大的提高,取得了不少优秀成果,获得了许多奖项。如2003级生物科学(2)班的毛泳渊同学在由中国青年报社等单位主办的"关注西南生物多样性宝库---2004年全国大学生电影月"活动中取得了"优秀影评奖"(全国仅两项)。在植物学实践教学改革的实施过程中,也面临着一些现实问题。首先是由于学生的能力和兴趣参差不齐,导致在教学结果上的两极分化,那些基础好、动手能力强、科研兴趣浓厚的同学在这种模式培养下其创新思维和各项潜能都得到了充分发展,而少数基础差、欠缺主动学习积极性的学生则容易产生消极心理,在其他同学的成绩面前产生自卑感。教师要避免厚此薄彼的不公正心态,加强对差生的鼓励和督促,对差生重点辅导,给予适当的表扬,经常与他们谈心交流,逐步培养他们的自信心和科研兴趣。其次,创新性的实践教学对教师的业务素质和思想素质提出了更高的要求,由于实验材料和实验方法上的不同设计和变化,导致实验过程中出现很多课本上找不到答案的新问题,这就要求教师既要有扎实的基础理论知识,熟练的操作技能,又要积极跟踪学科发展趋势,不断充实自己,更新自己的知识,才能给学生以更好的指导。另外,创新性的实践教学工作量比传统的实验教学要大的多,工作内容也更加繁杂,这就要求指导老师具有奉献精神,付出更多的时间和心血对学生进行耐心的指导。
　　参考文献:
　　[1]周琼,黎桦,盛玉萍,等·植物学实验教学改革的探讨[J]·高教论坛, 2003 (1): 85-87·[2]张雅君,张学文·实验教学中学生创新能力的培养[J]·实验室研究与探索, 2001, 20 (8): 3-5·[3]张学军,王锁萍·全面改革实验教学培养学生创新能力[J]·实验室研究与探索, 2005, 24 (1): 4-6·[4]龚双姣,陈功锡,刘应迪,等·开放实验室与提高实验教学质量初探[J]·高等理科教育, 2001 (2): 92-94·[5]周文富·课外科研活动与创新人才培养[J]·大学化学, 2004, 19 (3): 27-28·[6]陈模舜,李钧敏·植物学野外实习教学改革实践与探讨[J]·生物学杂志, 2003, 20 (3): 43-45·[7]高迟·谈谈植物分类野外实习的教学方法[J]·植物杂志, 1996 (2):第35页·