项目教学法在课程教学设计中的尝试性研究与实践

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  摘要就培养基配置任务驱动对项目教学过程进行了尝试性的研究与实践,最终培养学生“会做人”,即与人沟通协作的组织能力;“能做事”,即组织培养操作等综合素质。实践证明项目教学法取得了较好的教学效果。
  关键词植物组织培养;培养基配置;项目教学;研究与实践
  中图分类号S-01文献标识码A文章编号0517-6611(2017)05-0241-04
  AbstractTentative research and practice was taken in the process of project teaching about medium configuration task driven to cultivate students’ life, that is, the ability to communicate with others;and able to do things, that is, the overall quality of organizational training operations. Practice has proved that the project teaching method has achieved good teaching effect.
  Key wordsPlant tissue culture;Medium allocation;Project teaching;Research and practice
  作者简介司守霞(1964—),女,河南长垣人,副教授,硕士,从事植物组织培养技术、植物育种技术、园林植物栽培养护技术等课程教学与科研工作。
  收稿日期2016-11-30
  植物组织培养技术是以项目为载体,以能力培养为核心,涉及组培生产设施与操作、组培快繁、脱毒苗培育、组培生产与应用、组培生产经营与管理等项目,包括组培生产设施等工学结合工作任务,基本涵盖了组培岗位所需的生产、研发、管理、销售等岗位的知识与技能[1]。植物组织培养技术课程特别适合任务驱动的项目教学法,在教师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理,信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价都由学生自己负责。学生通过该项目了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。
  项目教学法最显著的特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”,是师生共同完成项目,共同取得进步的教学方法[2]。项目教学法主张先练后讲,先学后教,强调学生的自主学习、主动参与,从尝试入手,从练习开始,调动学生学习的主动性、创造性、积极性等,以学生为主,教师为辅,实现了教师角色的换位,有利于加强对学生自学能力、创新能力的培养[3]。
  矮牵牛组织培养育苗中的“培养基配制”是典型的任务驱动项目教学,教学情境中“师生身份”不明显,有了组培企业的“职工”角色,促进了学生创新精神的培养[4]。笔者拟探讨该课程的具体教学组织过程,以供与同行交流学习。
  1教案首页实例
  教案首页主要包括项目名称,授课对象(年级、专业、层次),课型,学时,基本教材或参考资料,教学目的与要求,授课内容与时间安排、教学方法,教学重点、难点,教学组织[5]等(图1)。
  2教学准备
  2.1教学条件
  2.1.1场地。带有多媒体设备的组培实验室。
  2.1.2
  仪器设备。0.01和0.000 1电子天平,100 mL、500 mL、1 000 mL烧杯,100 mL、500 mL、1 000 mL容量瓶,100 mL、500 mL、1 000 mL棕色试剂瓶,10 mL、100 mL量筒,2 mL、5 mL移液管,吸尔球,玻璃棒,电磁炉,1 000或2 000 mL白瓷缸,pH试纸,培养瓶,培养盘,高压灭菌锅等。
  2.1.3
  教学材料。培养基1瓶、长有无根苗的培养基1个、多媒体课件、电教片等。
  2.2教师条件
  配备2名教师:1名专职教师,帮助学生完成资料的查找和搜集工作、指导学生完成学习任务,完成对学生的评价;1名兼职教师,负责指导学生生产方案的实施,给学生做操作演示,纠正学生不正确的操作。
  2.3课程及学生特点分析
  植物组织培养技术是园艺技术专业的重要課程,也是一门实践性很强的课程,与组培工岗位相对接。园艺14-1班是高中起点3年制统招班,学生综合素质较高,学习能力较强,具有良好的学习习惯和学习基础,踏实肯干,勤于动脑,但是大多学生性格稍内向,稳重有余、朝气不足。
  针对课程和学生特点,在做教学设计时强化了技能训练,要求人人都有训练的机会,进一步培养学生的自我学习能力,在教学中多给学生创造自主学习、发表自己意见与见解的学习环境。
  2.4学生分组
  为方便教学和使每个学生得到均等的训练机会,每5~6人分成1组,共分成6个小组。要求每个小组男女生搭配;理论学习较好的学生和动手能力强的学生搭配。
  2.5课前预习
  教师提前2天给学生布置本次课的教学任务,让学生在课余时间查阅、预习以下学习内容。
  2.5.1
  理论知识预习内容。要求学生了解组培育苗的相关内容。
  A.组织培养的应用;B.组织培养所需仪器设备及其使用方法;C.培养基的种类及Ms培养基的基本成分。
  2.5.2操作知识预习内容。要求学生熟记操作过程并能熟练使用各种称量仪器。
  2.6培养基配方
  矮牵牛培养基配方为:1 L MS+6-BA 10 mg/L+NAA 0.1 mg/L+2.5%蔗糖+0.50%琼脂,pH 58。培养基配置过程见图2。   注意:在学生准备预习材料时,教师要督促,还要安排各种称量仪器的使用练习,以使课堂内容顺利进行。
  3教学过程
  整个教学环节是告知→实施→评价→演示→巩固→总结→迁移(图3)。
  3.1告知(6 min)
  组织教学和简要提问要求预习的内容。考勤用时1 min,然后提问要求预习的内容。
  教师向学生做如下介绍:组织培养育苗技术开始于19世纪后半叶,当时植物细胞全能性的概念还没有完全确定。随着对植物组织培养研究的深入,组培技术越来越成熟,现在植物组织培养已经变成了一种常规的实验技术,广泛应用于植物的脱毒、快繁、基因工程、细胞工程、遗传研究、次生代谢物质的生产、工厂化育苗等多个方面[6],从高级的研究机构、大专院校到普通的生物技术公司,甚至农民专业户,都在不同程度地利用或开展组织培养工作。
  在此基础上,提出问题:培养基的种类有哪些?MS培养基的基本成分有哪些?然后根据学生回答情况进行简单总结。
  3.2新课导入(4 min)
  3.2.1
  教师讲解。讲解内容及流程如下:大田苗以土壤为基质,从土壤中吸收其生长所需的营养和水分。(拿起组培瓶苗)这株组培苗生长所需的营养从哪里来呢?(学生议论或集体回答)对,它生长所需营养就来自培养基底部的乳白色的培养基。(拿起带有培养基的三角瓶展示给学生)培养基为组培苗提供了多种无机营养元素,如氮、磷、钾、钙、镁、硫等;有机成分,如维生素、肌醇、氨基酸等;糖类和植物生长调节剂。这些物质的需求量是多少?又以什么样的比例混合在一起的呢?这节课,就要学习培养基的制备方法。这两个学时要完成的教学内容是培养基的制备。通过本次课的学习,大家需要掌握培养基的组成成分、植物生长调节物质的种类和作用等基础知识内容,以及正确计算药品需要量、培养基熬制等基本技能。
  3.2.2
  知识目标。①了解培养基的种类和用途;②了解培养基的组成成分及比例;③掌握植物生长调节物质的种类及其作用。
  3.2.3
  能力目标。①学会培养基的配制方法;②能够正确计算药品需要量准确称量;③能够掌握培养基分装、灭菌方法。
  3.3教学实施
  3.3.1
  分配任务(2 min)。用多媒体播放MS培养基配方和配制流程图。
  3.3.1.1
  任务单。任务单具体内容详见图4。
  3.3.1.2
  任务操作过程。由于事先已经预习了培养基的制备方法,也掌握了培养基的主要成分,现在,已经给出了培养基配制表,每个小组根据给出的表格进行培养基制备的操作练习,每组配制1L的培养基。同一组学生互相配合、科学分工,以求快速高质量地完成操作练习。
  如果有学生有问题,可以举手提问,教师予以解答,帮助学生解决认识上的困惑,以最大限度地减少操作中的错误。如果没人提问就可以马上进入操作阶段。
  3.3.2学生操作练习(30 min)。根据教师分配的任务,学生互相配合共同完成。教师在各组间巡视,提醒学生在操作练习过程中注意安全:一是玻璃器皿易碎,二是注意各种溶液和液体药品容易泼洒;三是使用电磁炉加热,容易烫伤。各组之间一定要保持一定距离,避免互相碰撞。教师在巡视过程中要监督、提醒学生注意安全问题,对操作不正确之处要及时予以指导纠正,以免一错再错。
  3.4评价(4 min)
  3.4.1
  学生互评。教师在大部分学生都完成培养基制备的操作后进行总结,首先由学生互评,由组长对各个小组的操作进行典型性点评。
  3.4.2
  教师点评。学生互评后,由教师总评并指出各个小组学生在操作中的正确和错误之处,对正确之处加以表扬,激励学习兴趣;指出操作错误之处,提出改正意见。特别是对学生普遍性错误要进行重点点评(图5)。
  3.5教师演示(15 min)
  教師对个人的培养基配制情况进行点评,让每个人都明确自己操作的不正确之处并进行反思,总结经验,重新认真思考操作技术要点,尤其是操作失误之处,避免在以后的工作中再重复犯错。
  在此之后,由教师给大家做示范操作,请大家仔细观察,认真思考,观察教师在操作过程中的窍门,明确怎样做才是符合操作规范要求的。教师开始示范操作后,学生分散在教师周围,观察操作,使学生统一认识,规范操作标准,让学生明确操作标准和需要达到的操作目标。
  3.6巩固(30 min)
  3.6.1
  深化练习(27 min)。在操作练习和演示操作之后,大家都明确了操作标准和要求,然后按照事先分好的小组,每个小组再配制1份1L培养基作为展示作品,供学生互相评价和教师打分,并为下次课的接种做准备。
  3.6.1.1
  安排任务要适量。教师安排任务要适量,且量化任务,先完成者先休息,调动工作积极性。
  3.6.1.2
  教师巡视指导。在学生练习过程中,教师要逐组巡视,巡视过程中要加以指导,对不正确的操作要进行纠正和示范操作,直至学生会做。
  3.6.1.3
  强调安全。学生练习过程中要注意安全,由于培养基温度高,在熬制、分装的时候,教师要不断强调注意事项和提示学生注意操作安全。
  3.6.1.4
  成果展示(3 min)。巩固训练结束后,以小组为单位上交所制备的培养基,作为学习成果提交,并作为教师测评和打分依据。
  3.6.2
  总结(2 min)。由教师做如下总结:学生通过本次课的学习,应该学会培养基的配制方法;能够正确计算药品需要量,正确进行培养基的分装和灭菌。要求学生熟记MS培养基的配方,熟练掌握MS培养基制备步骤和技术要点。在操作过程中,学生要明确有哪些地方做得好,哪些地方需要改进。   3.7学习迁移(2 min)
  3.7.1
  迁移和布置作业。教师讲解:19世纪30年代,德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺创立了细胞学说,根据这一学说,如果给细胞提供和生物体内一样的条件,每个细胞都应该能够独立生活。1902年德国植物学家哈伯兰特根据细胞学说,提出单个细胞的植物细胞全能性理论。1958年,一个振奋人心的消息从美国传向世界各地,美国植物学家斯蒂瓦特等人用胡萝卜韧皮部的细胞进行培养,终于得到了完整植株,并且这一植株能够开花结果,证实了哈伯兰特在50多年前关于细胞全能的预言。根据植物细胞具有全能性这个理论,近几十年来发展起来一项无性繁殖的新技术——植物的组织培养技术[7]。现在组织培养育苗技术被广泛应用于生产,在学习了MS培养基的配制方法后,要求大家课后查找1/2MS培养基的制备方法。每人整理一份资料上交。
  3.7.2
  工具的归集和清洗。组织各小组学生将所用的工具进行归集并清点数量,检查是否有短缺和损坏,将清点好的工具放置到指定的存放位置。
  4教学效果与教学感受
  4.1教学效果
  任务驱动的项目教学针对植物组织培养的特色:以项目为载体,以实践操作能力培养为主体的任务引领教学模式;依托生产性实训基地建设,强调课堂教学与组培生产实践的有机结合;更要着眼于组培生产技术的实践应用与推广,培养学生分析问题和解决问题的能力[5]。
  4.2教学感受
  4.2.1
  教学观念的转变。教学方法的改变:任务、做、学一体化。教学效果的质变:学生积极主动学习,团队协作意识增强,逐步养成严谨的科学态度。
  4.2.2
  教学方法的转变。彻底改变了过去的“教师先讲授,学生后操作”的教学模式。
  4.2.3
  利于學生综合素质的整体提高。学生逐步能适应组培生产艰苦的工作环境,具有吃苦耐劳精神;具有团队合作意识,在完成组培苗生产工作任务中能起到核心和骨干作用;具有责任心和荣誉感,能够细致认真地对待每一项工作任务;勇于探索育苗新技术,具有刻苦钻研的精神和创新意识;培养学生的协作组织能力和组织培养操作的技能。
  5结语
  在项目教学法的具体实践中,教师的作用不再是一部百科全书或一个供学生利用的资料库,而成为了一名向导和顾问。他帮助学生在独立研究的道路上迅速前进,引导学生在实践中发现新知识、掌握新内容。学生作为学习的主体,通过独立完成项目把理论与实践有机结合起来,不仅提高了理论水平和实操技能,而且又在教师有目的的引导下锻炼了合作、解决问题的综合能力。同时,教师在观察学生、帮助学生的过程中也开阔了视野,提高了专业水平。可以说,项目教学法是师生共同完成项目、共同取得进步的教学方法。在职业学院、职业教育中,项目教学法有其独特的优势,应更进一步总结提高,大力试用推广。
  参考文献
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  [3] 郑金洲.教学方法应用指导[M].上海:华东师范大学出版社,2006.
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  [5] 盛群力.教学设计的涵义与价值[J].浙江教育学院学报,2008(3):45-49.
  [6] 曹春英.植物组织培养[M].北京:中国农业出版社,2006.
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