论文部分内容阅读
【基金项目】西北农林科技大学教学改革项目（JY1102）“植物生理学教学中紧密结合科研培养创新人才的实证研究”。
【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）05-0162-01
植物生理学是研究植物生命现象和生命活动规律的科学，是农林院校一门重要的专业基础课，是我校省级精品课程之一。而高校如何培养适应社会主义市场经济发展所需要的具备较高专业知识素养和创新精神的人才，正成为高等教育创新发展研究的热点议题之一，也是目前高校改革的主要目标。加之作为精品课程，在“以学生发展为中心，面向全体学生，提高全面素质，坚持以人为本促进自主发展”的教育理念指引下，我们对该课程的教学进行了改革探索，并取得了一定成效。
一、植物生理学理论课教学中存在的问题
近年来，我国植物生理学教科书的版本渐多，加之教学计划的调整，课程的学时数由原来90学时压缩到70～80学时。目前，在植物生理学教学过程中教学内容、教学模式以及教学方法等还存在着一些问题。比如教学内容比较陈旧，教学模式死板，不灵活，教学方法单一等。特别是实验教学，课时只有32学时，且内容以验证性实验为主，学生处于被动状态，在整个实验过程中扮演典型的“操作工”的角色，极大地影响了实验课的教学效果。在有限的学时内，要更加全面而深入地让学生学习和掌握本门课程的内容，传统的教学方式方法就面临着挑战。尽管探索教学改革的文章和思路也很多，但内容大同小异，很少有人提出一完整有效的改革措施。这种流于形式的教学改革，不能从根本上体现这门实践性非常强的课程的特点和精髓，阻碍了本科生从理解到实践的动手能力，进而影响创新思维培养，限制了紧跟国际前沿的科学创新能力，有可能错失具备科研能力的后备军。这与我们提出的培养创新人才，提高素质教育的理念是背道而驰的，因此本文探讨了在执行教改项目的过程中针对培养创新人才教学中将科研要素适时加入、紧密配合植物生理学教学的措施和效果。
二、课堂教学中对教学内容的更新
首先是对教学内容进行一些更新，随着科学技术的迅猛发展，学科内容的深度和广度都发生了深刻的变化，新学科、新理论、新技术的渗入，使植物生理学成为一门内容更丰富、发展更迅速的学科。原来的许多观点和方法不断地被更新，许多新方法、新概论和新成果不断涌现，致使该课程的许多内容需要进行不断地更新（贺岩等，2005）。比如国外植物生理学教科书Plant Physiology （The fourth version， Taiz & Zeiger）已经及时更新了光合作用当中有关光合途径转变部分，即C4光合可以在单个叶肉细胞中进行的内容。高等植物光合作用的碳同化途径分C3途径、C4途径和CAM（景天酸代谢）途径，相应的植物因其CO2固定的最初光合产物不同分别称为C3、C4和CAM植物。随着研究的日益深入，科学家们发现C3植物和C4植物的区分并非绝对的。大多数植物系C3植物，而C4和CAM植物是由C3植物进化而来（Sage， 2004）。一些C3物种具有某些C4光合特征（Hibberd & Quick， 2002）；而某些C4植物的特定发育阶段又具有C3特征的分化（Pyankov et al.， 1999）；植物的光合途径能够在C3和C4途径之间相互转变（Ueno， 1998）。一些C3-C4中间类型植物如Moricandia arvensis（Monson & Rawsthorne，2000）和Orcuttia spp生长于季节性湖泊，湖泊干涸后的陆生阶段营C4途径生活（Keeley，1998）。甚至粟米草属（Mollugo nudicaulis）同一植物内可同时存在C3和C4途径，嫩叶属C3途径，老叶属C4途径，而中部叶属于中间类型。C3作物大豆叶片中存在C4途径的关键酶，形成较完整的C4途径（李卫华等，2000）。这说明C3和C4植物的光合特征具有极大的可塑性（Hibberd et al.， 2008）。我们在课堂教学过程中已经及时补充了体现最新科研成果的这部分内容。
三、课堂教学中对教学方法的改进
其次是对教学模式和教学方法做了一些改进，比如：1）积极实行启发式教学，激发学生独立思考精神和创新意识。鼓励并指导学生在思考时敢于求异，提供学生独立思考和思维求异的机会，指导学生一些求异思维的方法。摒弃不利于培养学生创新精神的填鸭式、满堂灌、题海战术等教学方法，在效率、效益、效果上下功夫，减轻学生的课业负担，还给学生思维空间。2）重视植物生理学的基础知识教学生物化学是研究生命有机体化学组成和化学变化的科学。植物生物化学与植物生理学有着密切的联系，要学好植物生理学就必须首先打好植物生物化学这个基础。为此，我们也对基础生物化学的教学进行教改试点，以期提高该门课程的教学质量，使学生在学习植物生理学这门课之前打好植物生物化学的基础。3）结合本学科发展史，进行知识讲授。在讲授时，不仅要让学生知道结论，还要使其明白它是怎么来的。因此在绪论部分和以后每章的前言部分都较为突出地介绍了这门学科或本章理论的发展史以及最新研究进展。4）注意学科交叉，跟上时代的脉搏植物生理学是随着化学和物理学的发展而产生和发展起来的。随着分子生物学的发展与植物基因工程技术的兴起，使得植物生理学的研究将进入一个新的阶段。分子生物学和基因工程的发展给植物生理学的发展带来了大好机遇，使得在分子生物学水平深入地研究和解析复杂奇妙的植物生理现象成为可能。在学习植物生理学的基础理论、基础知识和基本技能的同时，了解一些分子生物学和基因工程的基本原理， 显然是十分必要的。随着分子生物学的迅猛发展和深入，许多植物生理学的传统研究工作逐步与分子生物学的研究交叉融合。
四、教学改革特色及创新
笔者从事光合途径的适应性进化研究工作十几年，从事植物生理学的教学与研究工作七年，具备一定的科研基础和理论基础，对提高教学质量、培养学生创造能力效果明显。 创新之处在于课堂教学中，将植物生理学重要的光合途径转变的科学前沿进展与国内外教科书相关内容整合，具体、翔实地给出需要补充进课本的前沿内容，文献资料充实，近期进展居多，可信度高，新颖性强，为国内教科书提升科研分量，增强学生科研兴趣和创新意识做出贡献。
参考文献：
[1]Hibberd JM， Quick WP（2002）. Characteristics of C4 photosynthesis in stems and petioles of C3 flowering plants. Nature， 415， 451-454.
[2]Hibberd JM， Sheehy JE， Langdale JA（2008）. Using C4 photosynthesis to increase the yield of rice—rationale and feasibility. Current Opinion in Plant Biology， 11， 228-231.
[3]Keeley JE（1998）. C4 photosynthetic modifications in the evolutionary transition from land to water in aquatic grasses. Oecologia， 116， 85-97.
[4]Monson RK， Rawsthorne S（2000）. CO2 assimilation in C3-C4 intermediate plants. In： Leegood RC， Sharkey TD， von Caemmerer SC， eds. Photosynthesis： physiology and metabolism. Advances in photosynthesis， Vol.9. Kluwer Academic Publishers， Dordrecht， 533-555.
[5]Pyankov VI， Black Jr CC， Artyusheva EG， Voznesenskaya EV， Ku MSB， Edwards GE（1999）.
[6]Features of photosynthesis in Haloxylon species of Chenopodiaceae that are dominant plants in central Asian deserts. Plant Cell Physiology， 40， 125-134.
[7]Sage RF（2004）. The evolution of C4 photosynthesis. New Phytologist， 161， 341-370.
[8]Ueno O（1998）. Induction of Kranz anatomy and C4-like biochemical characteristics in a submerged amphibious plant by abscisic acid. Plant Cell， 10， 571-583.
[9]贺岩， 等. （2005）. 提高植物生理学教学质量的探讨 [J]. 山西农业大学学报， 4（ 6）： 7-8.
[10]李卫华， 卢庆陶， 郝乃斌， 戈巧英， 张其德， 蒋高明， 杜维广， 匡廷云. （2000）. 大豆C4途径与光系统II光化学功能的相互关系 [J]. 植物学报， 42： 689-692.
【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）05-0162-01
植物生理学是研究植物生命现象和生命活动规律的科学，是农林院校一门重要的专业基础课，是我校省级精品课程之一。而高校如何培养适应社会主义市场经济发展所需要的具备较高专业知识素养和创新精神的人才，正成为高等教育创新发展研究的热点议题之一，也是目前高校改革的主要目标。加之作为精品课程，在“以学生发展为中心，面向全体学生，提高全面素质，坚持以人为本促进自主发展”的教育理念指引下，我们对该课程的教学进行了改革探索，并取得了一定成效。
一、植物生理学理论课教学中存在的问题
近年来，我国植物生理学教科书的版本渐多，加之教学计划的调整，课程的学时数由原来90学时压缩到70～80学时。目前，在植物生理学教学过程中教学内容、教学模式以及教学方法等还存在着一些问题。比如教学内容比较陈旧，教学模式死板，不灵活，教学方法单一等。特别是实验教学，课时只有32学时，且内容以验证性实验为主，学生处于被动状态，在整个实验过程中扮演典型的“操作工”的角色，极大地影响了实验课的教学效果。在有限的学时内，要更加全面而深入地让学生学习和掌握本门课程的内容，传统的教学方式方法就面临着挑战。尽管探索教学改革的文章和思路也很多，但内容大同小异，很少有人提出一完整有效的改革措施。这种流于形式的教学改革，不能从根本上体现这门实践性非常强的课程的特点和精髓，阻碍了本科生从理解到实践的动手能力，进而影响创新思维培养，限制了紧跟国际前沿的科学创新能力，有可能错失具备科研能力的后备军。这与我们提出的培养创新人才，提高素质教育的理念是背道而驰的，因此本文探讨了在执行教改项目的过程中针对培养创新人才教学中将科研要素适时加入、紧密配合植物生理学教学的措施和效果。
二、课堂教学中对教学内容的更新
首先是对教学内容进行一些更新，随着科学技术的迅猛发展，学科内容的深度和广度都发生了深刻的变化，新学科、新理论、新技术的渗入，使植物生理学成为一门内容更丰富、发展更迅速的学科。原来的许多观点和方法不断地被更新，许多新方法、新概论和新成果不断涌现，致使该课程的许多内容需要进行不断地更新（贺岩等，2005）。比如国外植物生理学教科书Plant Physiology （The fourth version， Taiz & Zeiger）已经及时更新了光合作用当中有关光合途径转变部分，即C4光合可以在单个叶肉细胞中进行的内容。高等植物光合作用的碳同化途径分C3途径、C4途径和CAM（景天酸代谢）途径，相应的植物因其CO2固定的最初光合产物不同分别称为C3、C4和CAM植物。随着研究的日益深入，科学家们发现C3植物和C4植物的区分并非绝对的。大多数植物系C3植物，而C4和CAM植物是由C3植物进化而来（Sage， 2004）。一些C3物种具有某些C4光合特征（Hibberd & Quick， 2002）；而某些C4植物的特定发育阶段又具有C3特征的分化（Pyankov et al.， 1999）；植物的光合途径能够在C3和C4途径之间相互转变（Ueno， 1998）。一些C3-C4中间类型植物如Moricandia arvensis（Monson & Rawsthorne，2000）和Orcuttia spp生长于季节性湖泊，湖泊干涸后的陆生阶段营C4途径生活（Keeley，1998）。甚至粟米草属（Mollugo nudicaulis）同一植物内可同时存在C3和C4途径，嫩叶属C3途径，老叶属C4途径，而中部叶属于中间类型。C3作物大豆叶片中存在C4途径的关键酶，形成较完整的C4途径（李卫华等，2000）。这说明C3和C4植物的光合特征具有极大的可塑性（Hibberd et al.， 2008）。我们在课堂教学过程中已经及时补充了体现最新科研成果的这部分内容。
三、课堂教学中对教学方法的改进
其次是对教学模式和教学方法做了一些改进，比如：1）积极实行启发式教学，激发学生独立思考精神和创新意识。鼓励并指导学生在思考时敢于求异，提供学生独立思考和思维求异的机会，指导学生一些求异思维的方法。摒弃不利于培养学生创新精神的填鸭式、满堂灌、题海战术等教学方法，在效率、效益、效果上下功夫，减轻学生的课业负担，还给学生思维空间。2）重视植物生理学的基础知识教学生物化学是研究生命有机体化学组成和化学变化的科学。植物生物化学与植物生理学有着密切的联系，要学好植物生理学就必须首先打好植物生物化学这个基础。为此，我们也对基础生物化学的教学进行教改试点，以期提高该门课程的教学质量，使学生在学习植物生理学这门课之前打好植物生物化学的基础。3）结合本学科发展史，进行知识讲授。在讲授时，不仅要让学生知道结论，还要使其明白它是怎么来的。因此在绪论部分和以后每章的前言部分都较为突出地介绍了这门学科或本章理论的发展史以及最新研究进展。4）注意学科交叉，跟上时代的脉搏植物生理学是随着化学和物理学的发展而产生和发展起来的。随着分子生物学的发展与植物基因工程技术的兴起，使得植物生理学的研究将进入一个新的阶段。分子生物学和基因工程的发展给植物生理学的发展带来了大好机遇，使得在分子生物学水平深入地研究和解析复杂奇妙的植物生理现象成为可能。在学习植物生理学的基础理论、基础知识和基本技能的同时，了解一些分子生物学和基因工程的基本原理， 显然是十分必要的。随着分子生物学的迅猛发展和深入，许多植物生理学的传统研究工作逐步与分子生物学的研究交叉融合。
四、教学改革特色及创新
笔者从事光合途径的适应性进化研究工作十几年，从事植物生理学的教学与研究工作七年，具备一定的科研基础和理论基础，对提高教学质量、培养学生创造能力效果明显。 创新之处在于课堂教学中，将植物生理学重要的光合途径转变的科学前沿进展与国内外教科书相关内容整合，具体、翔实地给出需要补充进课本的前沿内容，文献资料充实，近期进展居多，可信度高，新颖性强，为国内教科书提升科研分量，增强学生科研兴趣和创新意识做出贡献。
参考文献：
[1]Hibberd JM， Quick WP（2002）. Characteristics of C4 photosynthesis in stems and petioles of C3 flowering plants. Nature， 415， 451-454.
[2]Hibberd JM， Sheehy JE， Langdale JA（2008）. Using C4 photosynthesis to increase the yield of rice—rationale and feasibility. Current Opinion in Plant Biology， 11， 228-231.
[3]Keeley JE（1998）. C4 photosynthetic modifications in the evolutionary transition from land to water in aquatic grasses. Oecologia， 116， 85-97.
[4]Monson RK， Rawsthorne S（2000）. CO2 assimilation in C3-C4 intermediate plants. In： Leegood RC， Sharkey TD， von Caemmerer SC， eds. Photosynthesis： physiology and metabolism. Advances in photosynthesis， Vol.9. Kluwer Academic Publishers， Dordrecht， 533-555.
[5]Pyankov VI， Black Jr CC， Artyusheva EG， Voznesenskaya EV， Ku MSB， Edwards GE（1999）.
[6]Features of photosynthesis in Haloxylon species of Chenopodiaceae that are dominant plants in central Asian deserts. Plant Cell Physiology， 40， 125-134.
[7]Sage RF（2004）. The evolution of C4 photosynthesis. New Phytologist， 161， 341-370.
[8]Ueno O（1998）. Induction of Kranz anatomy and C4-like biochemical characteristics in a submerged amphibious plant by abscisic acid. Plant Cell， 10， 571-583.
[9]贺岩， 等. （2005）. 提高植物生理学教学质量的探讨 [J]. 山西农业大学学报， 4（ 6）： 7-8.
[10]李卫华， 卢庆陶， 郝乃斌， 戈巧英， 张其德， 蒋高明， 杜维广， 匡廷云. （2000）. 大豆C4途径与光系统II光化学功能的相互关系 [J]. 植物学报， 42： 689-692.