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(一)、植物学整体优化,促进学生学习效果

《植物学》是高等农业院校农林类专业基础课教学的重要组成部分,是华南农业大学现有农学、林学、茶学、植保、环境、园艺、生物科学、生物技术、游憩、园林等十多个专业、千余名学生的基础课程。

《植物学》的教学包括理论教学和实验教学。该课程随着植物学科的快速发展和教育教学水平的不断提高,以及植物学面向农业生产的需要和二十一世纪对高素质人才的要求,面临如何更新教学内容、改进教学办法和手段、提高教学质量,以适应新形势下面向农业生产和突出华南地域特点的要求等问题。

为此华南农业大学生命科学学院植物学教研室教师在《植物学》课程教学体系优化和教学改革实践方面进行了建设与探索。逐渐形成了由注重课内学习——重视课外学习,由注重理论学习——注重实践能力提高,由学习书本知识为主——追求研究创新能力的提高这样的教学模式,在《植物学》整体优化、促进学生学习效果方面取得了显著的成效。

1、理论课程教学优化

2003年以前,《植物学》课程学时不统一,有50学时、60学时,造成了教学内容的矛盾日益突出。2003年《植物学》课程作为华南农业大学重点建设的精品课程,又经过植物教研室教师多年的改革与优化,修订教学大纲,完善教学内容,改革教学方法,2008年《植物学》课程被评为为广东省精品课程。植物学理论课程的整体优化效果,还体现在教材的优化:2003年以前选用教研室教师1999年编写的《植物学》教材(华南理工大学出版社),2004年在该教材基础上进行了修订,编写出具有农林院校特点的、兼顾华南特色的《植物学》教材,2006年该教材被评为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,并于2008年正式出版。但植物学及相关学科的发展日新月异,为了更新内容,更加优化教材,2010年获批普通高等教育“十二五”国家级规划教材项目,教研室教师在原来教材基础上进一步更新与修订,2012年正式出版了新的教材,并投入使用。

    2、实践课程教学优化

《植物学》实验课是植物学专业基础知识的辅助课程,是植物学理论与实践相结合的桥梁。实验课的目的不仅在于验证课堂理论知识,加深学生对理论知识的理解和巩固,更重要的还在于对学生实验技能和创造能力的培养。

针对高校学生多,教学任务繁重,授课班级多的现象,植物学教研室规范了实验内容和实验材料准备卡,做到了四个统一,即统一实验教材、统一学时数、统一实验内容、统一实验材料准备卡。实验材料准备卡规定了同样的实验内容、实验材料和实验报告。与此相配套,还编制了各实验室的实验安排表,主讲教师只需在每周的“实验课安排表”上填写实验序号就行了。这样减轻了教师负担,提高了工作效率,使实验教学工作有条不紊,保证实验教学按时、按质、按量完成,提高了教学质量,使教学管理更为规范。

为了加强学生创新能力的培养,在实验课中设置了综合性实验和创新实验。为了促进实践能力的提高,在实践课中重视实习环节,一方面设置3次室内动手实习课,另一方面充分利用校园1800多种维管植物种类资源的优势与华南地区丰富的植物物种多样性优势,分别设置了校园植物实习、树木园植物实习和广东惠东县南昆山自然保护区野外实习。

3、教学管理方式优化

由于《植物学》教学任务繁重、教学班级较多,《植物学》教师也多达十几位。因此,统一、规范、科学的教学管理方式很重要。教研室教师在不断优化教学大纲的基础上,编写了统一的理论课教学PPT,以此为主要内容,各位老师可以根据自己的科研专长与个人才智完善、美化、充实PPT。实践课方面,由于受实验材料准备的限制,则统一了实验内容与教学PPT。

因此,经过全体教师的共同努力,在教材建设、教学内容更新、教学方法与手段提高、教学管理规范等方面取得到了明显的成效,使《植物学》课程教学水平与教学质量明显提高,使华南农业大学农林、生物类专业学生专业基础课学习取得了良好的效果。同时,课程的整体优化和改革实践对于同类农林院校具有一定的示范作用和推广价值。

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(二)、加强教学研究,拓宽改革思路

《植物学》课程理论性强,内容描述多,重点是阐述植物器官外部形态和内部结构的特点,以及相关的功能。对于学生来说,最大的困难是如何正确理解和牢记这些特点;对于教师来说是如何把植物形态和结构的枯燥描述转变为生动活泼的直观教学,以提高教学效果。

为此目标,教研室教师积极组织开展教学方法的学习和研讨,不断完善教学条件,重点开展了以下几项工作:

1、积极申报各级教学改革与实践项目。

通过国家级、省级、校级等各级项目的开展,可以更好的促进更新教学内容、改进教学办法和手段、提高教学质量,以适应新形势下农业生产和华南地域特点的植物学教学要求。近几年来,教研室教师共主持或主要参加国家级教改项目4项、省级教改项目9项、校级重点项目4项、校级教改项目12项。

2、定期开展教学讨论,分析教学难点与重点,邀请有经验的教师传授教学经验。

不定期的邀请国外同行专家介绍国外大学植物学教学方式和体系,要求植物学科“丁颖讲座教授”每年来校期间为本科生开展专题讲座。组织知名教授开设本科生研讨课-生物科学进展,不仅激发了学生专业兴趣和学习动力,专家的科学态度和学术魅力对学生的品格塑造起到了潜移默化的作用。灵活多样的教学方式,不仅培养了学生批判性分析问题和深入探询科学问题的能力和意识,还获得了“授之于渔”的效果。

3、教学与科研相结合,以科研推动教学。

在教学中,教师将自己的科研成果有机地整合到教学过程中,做成课件、或教学标本和教学切片直接用于课堂教学,以提高教学效果和质量。如课堂上通过对芸香科分泌囊发生方式的争论进行分析讨论,使学生充分理解了裂生、溶生和裂溶生分泌囊的概念和关系,尤其使学生了解了学科理论体系的逐渐发展和完善是与人们对事物的认识不断提升以及与现代技术发展密切相关的;对牧草、乡土草重要基因的挖掘与功能验证的研究,可以大大延伸传统的、基础性的植物结构与功能的教学内容,使学生搭建起基因-结构-功能的关系;对被子植物重点类群的系统学研究,把现代的分子生物学数据和传统的宏观形态学性状相结合,在研究层面、研究手段、新技术的应用等方面都得到拓展。

4、增加讨论式、探究式、参与式教学内容。

有意识地引导学生从被动地接受知识,转变为主动汲取知识,激发学生的学习热情,培养学生主动分析和解决问题的能力。

5、加强青年教师的外出学习与交流,提高教师自身素质。

例如每年安排教师参加“高校生命科学论坛”、“高校植物学青年骨干教师培训与研讨会”等。通过多学习、多交流,提高教师自身素质。

根据学校关于青年教师培养的规定,植物学教师中有多名青年教师被学校评为校级青年骨干教师重点培养对象、广东省高校“千百十”工程校级培养对象。以教师自身素质的提高来推动植物学的教学工作。

6、构建多媒体电化教学的实践设备和教学体系。

7、开展 CAI 多媒体课件制作和网络资源共享课程网站建设

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(三)更新教学内容

1、课程学时数调整。

为了适应我国社会主义市场经济发展的需要,扩大学生的知识面,提高学生的综合素质,近几年学校增开了不少新课程,传统课程的学时数相对被压缩。

《植物学》学时数压缩到目前的64学时,其中理论课学时数为32学时。针对生物科学和生物技术专业开设的《植物学》总学时压缩到88学时,其中理论课为56学时。

2、教材编写。

“教学内容多,学时数少”的矛盾在很多院校都很突出。编写具有现代内容、符合农业院校特点、适合本校教学实际的植物学教材对每一个农林院校来说都非常重要。

(1)《植物学》教材编写

在1997版、1999版、2004版《植物学》教材编写的基础上,2006年高等院校“十一五”农林规划教材立项,2010年获全国高等院校“十二五”农林规划教材立项,经过2年多的努力,目前,教材已由高等教育出版社出版发行,并在教学中使用。

本教科书在前二版教材基础上,结合多年教学实践经验,遵循农业院校本科教学的方向和培养目标,吸收近十年来学科发展的成果编写而成。坚持“科学性、基础性、知识性、地方性、先进性、可读性”编写原则,重点培养学生“了解植物、热爱植物、研究植物”的兴趣。教材内容力求“符合农业院校、兼顾华南特色、适合本科教学”的特点,主要以重要粮农、林木、果蔬、观赏、药用等经济植物为代表,包括介绍植物的细胞与组织、植物营养器官和生殖器官、植物界的基本类群等,使学生系统了解种子植物个体发育的一般过程和规律、植物界的基本面貌和多样性。经过教学实践,取得了显著的教学效果。

(2)《植物学实验指导》教材编写

为了配合新教材的实施,在和《植物学》配套的《植物学实验指导》各版本基础上,教研室组织教师结合农林生产需要和华南地域特点编写了全国高等院校“十二五”农林规划教材《植物学实验指导》,并于2012年由高等教育出版社出版发行。

教材内容更新:该教材在不增加学时又要完成教学任务的前提下,紧扣理论课的内容,借鉴国内外先进大学的经验,对实验项目和内容做了重新设计和调整,最后归纳为二十个实验,共计32学时,使实验教学做到更为系统、精练和合理。其中三个实验为实物教学,学生先观看教学录像,再每4人一组识别预先准备好的新鲜材料,掌握其特征,使枯燥的外部特征描述转变为生动活泼的实物教学,提高了学生的学习兴趣,增强了学生对理论的理解和认识。

新开综合性实验与设计性实验:教研室还组织开展了综合性实验,把不同章节之间互为相关的多个知识点有效衔接起来,让学生从实验的“点”上去理解理论的“面”;反过来,利用理论的“面”来指导实验的“点”,增强了学生综合分析问题和解决问题能力。在设计性实验方面,充分利用亚热带地域特点和学校树木园具有1000余种野生及栽培植物的优势,组织学生根据校园植物的形态特点,利用所学植物形态学和分类学知识,自己编写校园植物检索表,培养学生的观察能力、分析能力、归纳能力,最终达到具备通过理论知识指导独立识别植物的能力。

实验内容更新:在实验课堂上,教师在具体指导实验时,着重培养学生的思维能力和动手能力。要达到好的制片效果,学生既要对实验观察的对象知其然,还要知其所以然。这样既掌握了植物学知识和实验技能,又培养学生养成独立思考的良好习惯。为了有充分的时间让学生动手操作和观察实验材料,适当减少课堂上绘图的数量。如绘根或茎的结构图,要求学生绘出各部分符合比例的轮廓图,再绘出部分结构图。这种少而精的图既可表现出完整性,又可反映出各部分形态结构特点和彼此的关联性,既锻炼了学生绘图能力,又把省出的时间用于观察和操作。

实习内容加强:除了64学时的理论和实验课外,还有一周的植物学实习。内容有植物制片技术,植物标本的采集与压制,叶脉标本的制作,植物压花技术,检索表的使用与植物鉴定,校园、树木园植物识别和野外实习等。学生动手制作切片既掌握了植物制片的一般技术,又加深了对理论知识的理解;通过制作叶脉标本和植物压花,把植物学和美学结合起来,陶冶了学生的艺术情操,增强了学生学习植物学的兴趣。到野外实习,预先布置题目,做到有的放矢,避免走马观花。如带学生到南昆山自然保护区实习时,要求学生以小组为单位,撰写图文并茂、反映保护区植物种类和资源评价及实习所见所闻所学等的实习报告,并编辑成册。一周的实习中,学生态度认真,热情高,收获大,为学生深化课程理论教学和实验课程学习起到了化龙点睛的作用。

(3)辅助教材编写

《植物学复习指导》:为进一步提高学生对《植物学》理论知识的掌握,及加深对植物学问题的理解,植物教研室的教师还积极编写了《植物学复习指导》,为学生课前预习、课后复习以及主动思考问题提供良好的帮助。 

《华南农业大学中心校区古树名木》:近年来,教研室组织教师对学校中心校区古树名木做了全面的调查、定位及拍照,编写了《华南农业大学中心校区古树名木》。

《华南农业大学校园木本植物图鉴》的出版:对校园植物和古树名木的植物学名、生长习性、形态特征、经济用途、原产地及校园分布等进行记录和描述,拟定出相应的保护等级,以便学生拓宽知识。

《华南农业大学校园植物检索表》的编写。

《华南农业大学校园植物实习手册》的编写。

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(四)、开放式教学

1、校园植物网页建设。

在对校园植物调查、统计的基础上,利用ASP网页技术制作校园植物网页——华南农业大学“古树名木”网站(http://xy.scau.edu.cn/tree/ ),挂在学校主页的“校内链接”和“学校概况”处。它不但提供了我校现存古树名木的名录,对其进行了合理的分类,还提供了搜索功能,并附上了各种植物的彩色照片,方便查阅和了解古树名木的科属名称、生长习性、形态特征、经济用途、原产地等相关信息。这项工作对于帮助学生提高植物学方面的科普知识,提升学校的校园文化品味,起到辅助作用。

2、校园植物挂牌。

在校园植物调查统计的基础上,完成了对中心校区49科94属126种植物的挂牌工作,其中包括裸子植物9种、被子植物117种,发现百龄以上古树2株,分别为樟科的樟树和蝶形花科的降香黄檀。

3、开放实验室。

为了提高学生的学习兴趣,以及自主动手能力,植物学实验室在正常上班期间面向学生开放。学生首先通过网上预约,然后即可到相应的实验室进行相关实验,届时有实验指导老师给予指导。

4、植物学省级精品课程建设。

《植物学》课程早在2003年就已经作为华南农业大学校级精品课程立项建设,是学校第一批建设的精品课程。随着学科的不断发展,教研室教师根据建设精品课程的要求不断地采取建设与改革措施,从课程体系、教学内容、实践教学环节的建设、网络教学资源建设及加强师资队伍建设等方面进行了建设探索与课程实践,提高了《植物学》课程的整体教学水平,2008年《植物学》被评为广东省省级精品课程。《植物学》精品课程网站由植物学教研室和现代教育技术中心的教师联合构建,采用HTML-ASP动静态网页混合信息呈现模式,依托校园网络服务器,向本校学生及社会大众开放,其角色特点对外表现为共享的课程资源网站,对内表现为参与日常教学工作的辅助教学网站。

5、校园、树木园、野外实习。

学习《植物学》离不开大量的野外实物教学,为此,我们充分利用丰富的校园植物、树木园植物进行室外教学,并带领学生前往广东惠东南昆山自然保护区,驻扎在山中,真正认识野生植物与植被。开阔了学生视野,提高了学生的学习兴趣。南昆山野外实习成为学生最感兴趣的教学环节之一。

6、《华南农业大学校园木本植物图鉴》的编写与出版。

华南农业大学自1952年移址建校以来,就十分重视校园环境建设,并结合农、林、生物等学科的办学需要,在充分利用乡土植物的同时,还不断收集和种植国内外热带、亚热带植物,至今累计植物种类一千多种。为充分发回校园植物的教学功能,我校教师先后组织编写了《华南农业大学校园常见种子植物拉汉英名称手册》、《华南农业大学校园植物名录》、《植物学教学校内实习手册》等教学资料。

但是,随着校园建设和绿化工作的不断推进,我校校园植物的种类和分布格局也在不断地发生变化,因此,经常性的对校园植物进行整理编录也显得尤为必要。为充分展示校园植物资源,并配合相关课程教学需要,我们专门组织师生对校园内的教学区、学生宿舍区、教工住宅区等区域的植物做了全面的调查和标示工作,并在此基础上编写了《华南农业大学校园木本植物图鉴》,于2009年正式出版。该书收录木本植物223种,内容包括植物科属种名称、形态特征、产地、用途及校园分布,并附有部分植物的分种检索表,全书配有彩色照片235幅。

该书的编写与出版,为学生学习植物学提供了极大的帮助。收到了显著效果。

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(五)鼓励学生自主学习

近年来,随着生物形态学、组织化学、染色体组学、组织胚胎学等各个科学领域研究工作的不断深入和学科交叉的不断升级,不同专业学生对植物学显微观测技能的专业训练需求也日益增强。

为了探索新形势下《植物学》实验教学新方法,《植物学》基础实验教学中心于2007年开始立项调研,提出建立生物显微观测虚拟实验室的设想,2008年组建了植物学显微观测虚拟实验室,利用计算机网络和Web技术,采取B/S模式,建成植物学虚拟显微结构实验教学网页,进行《植物学》虚拟实验网络教学。

在数码互动系统与网络平台下,结合数字切片应用,可根据课程安排和实验要求,进行数字切片的编辑、分类与管理等,然后在数字切片库的基础上,开发客户端浏览软件,可扩展到校园网或Internet上,进行预习、练习、复习和考试等,让学生学习起来无时间和空间限制,大大提高了学生自主学习的积极性,提高了实验教学效率和质量。

尤其是通过多媒体课件建设,增加了课堂教学单位时间的信息量,提高了学生联想记忆能力,提高了教学效率;基于网络资源开展植物学网上教学,学生可以不受时空限制开展自学,通过教师在网上解答学生的疑难问题,强化了学生的学习效果;教研室老师编写新版的《植物学自学指导书》,有效地帮助学生补充课堂笔记,避免教师忙于“讲和写”、学生忙于“记录”的现象,使学生有充分的时间理解和思考,真正让“教”与“学”有机地结合起来,显著地提高了教学质量和效果。