本博贯通模式下植物生理实验教学的改革与实践

［摘 要］ 探讨本博贯通模式人才培养目标和特点以及对教学的要求，分析“植物生理实验”教学现状，并提出改革措施。本博贯通是高校培养拔尖创新人才的重要途径，“植物生理实验”作为重要专业基础课程，仍存在教学资源受限、教学内容陈旧、实验教学方法单一和评价方式不完善等问题。为此，通过优化教学资源配置、整合优化实验教学内容、革新实验教学方法、优化实验考核方式等措施提升实验教学效果，为提升拔尖创新型新农科人才培养质量，促进本博贯通模式下基础实验课程改革打下良好基础。

［关键词］ 本博贯通；实验教学；植物生理实验；教学改革

［基金项目］ 2021年度广东省本科高校教学质量与教学改革工程建设项目“植物生物学基础实验教研室”；2022年度广东省高等教育学会“十四五”规划高等教育研究课题“科教融合理念下‘双一流’高校基础实验课教学创新研究”（22GQN11）

［作者简介］ 李淮源（1989—），男，湖南平江人，硕士，华南农业大学基础实验与实践训练中心实验师，主要从事实验管理研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）39-0057-04 ［收稿日期］ 2024-02-13

引言

党的二十大报告指出，全面提高人才自主培养质量，着力造就拔尖创新人才［1］。培养创新型人才对建设创新型国家、实现高等教育的内涵式发展具有重要意义。近年来，许多高校围绕拔尖创新人才培养进行了探索，本博贯通培养模式现已成为高等院校培养拔尖创新人才的重要途径［2-3］。2022年华南农业大学设立本博贯通的新农学创新班，以“加强基础、突出创新、注重探索、追求卓越”为理念，依托校内外优质教育资源，培养具有厚实专业基础、较强创新能力、宽广国际视野的拔尖创新型新农科人才。课程质量直接决定了人才培养质量，而实践是课程的重要组成部分，是高校人才培养的重要一环，一流实践项目是提高高等教育，特别是本科教育人才培养质量的重要保证。因此，以课程为载体进行改革是教育改革最直接的手段，做好实验教学改革，加强基础要素建设，对于培养拔尖创新人才具有重要意义。本文结合华南农业大学本博贯通新农学创新班“植物生理实验”课程教学的改革与实践，为拔尖创新人才培养的实验课程改革提供参考。

一、本博贯通模式概述

本博贯通是一种高等教育长学制长周期人才培养模式，通过有效整合本科和研究生教育，形成学生从本科到博士的连续培养体系。该模式源于临床医学领域的8年本博连读，近年来，为了适应高等教育的发展需求，越来越多的高校开始积极采用本博贯通模式，以期选拔和培养具有高水平科研能力和创新能力的拔尖人才。清华大学依托“丘成桐数学科学领军人才培养计划”实施本博贯通，培养具备扎实的纯数学及理论物理基础，能够引领中国乃至世界基础数学及其相关应用领域发展的领军人才；浙江大学设立竺可桢学院新农科实验班，形成“六位一体”的特色培养模式，实施本博贯通培养；复旦大学推出了5个本博贯通和9个本研贯通项目，专注于拔尖创新人才培养。此外，西北农林科技大学建立了“以学生为中心”的本硕创新人才培养模式，通过系统化科研创新训练方法，统筹本研贯通培养过程，依托实验平台与科研项目一体化培养，建立本研交叉创新研究团队，解决了现有人才培养模式中的学制壁垒、课程重复、培养效率低等问题［4］。

本博贯通是适应新时代人才培养的一项重大举措，打破了传统的分段教育体系，是一种更连贯和系统化的教育路径。一方面，优化资源配置，合理缩短培养年限；另一方面，更加明确培养目的，减轻学生的考研、就业焦虑，使其专注于学术发展，进而提高人才培养效率。实施本博贯通培养模式的高校，不仅具备鲜明的学科特色，还有着强大的办学实力和丰富的教育资源。然而，作为一种较新的人才培养方式，本博贯通在取得初步成效的同时，面临着更高的要求和挑战。在这一过程中，课程设计是人才培养的核心环节，如何设计与本博贯通相适应的课程，对于保障拔尖创新人才的培养质量至关重要。

二、“植物生理实验”教学现状分析

“植物生理实验”作为高等院校农林、生物类专业的重要专业基础实验课，具有很强的实践性和应用性，通过实验，学生可以熟悉植物生理学的基本实验方法，并在科学态度、实验技能技巧、独立工作能力方面获得初步的训练，能够解释和解决生产实际中有关植物生理学的一般问题，在培养学生的动手能力、科研思维及创新能力方面发挥着关键作用［5-7］。然而，“植物生理实验”教学在实施过程中仍然存在一些不足，具体包括以下内容。

（一）教学资源受限

教学资源受限是当前教育环境中一个普遍存在的问题［8］。首先，由于经费不足，难以为学生提供充足的实验材料和先进的实验设备。缺乏足够的实验材料，学生无法进行充分的实验操作，从而影响了学生对实验原理的理解和掌握。缺乏先进的实验设备使得学生无法接触到最新的科研技术和方法，在一定程度上限制了学生学术视野和创新能力的发展。其次，实验设备陈旧。过时和陈旧的仪器设备在性能、精度和可靠性方面都无法与现代科研标准相匹配。这不仅影响实验数据的准确性和可靠性，也会影响学生参与实验的积极性，甚至可能导致学生对实验教学产生抵触情绪。此外，老旧的设备限制了教师的教学创新，导致教学内容和方法的滞后，影响学生的学习体验和实验教学效果。

（二）教学内容陈旧

植物生理实验的内容包括水分生理、矿质营养生理、光合作用、呼吸作用、生长发育、植物生长调节物质及抗性生理学等。除植物组织水势、蒸腾作用测定等部分验证性的实验外，还安排了干旱对植物的生理生化指标的影响等综合性实验。然而，这些教学内容主要以容易采摘及获得的植物材料为研究对象，所选实验均是多年来在教学和科研中较为成熟的实验，在一定程度上显得陈旧，缺乏与前沿科学研究的结合，难以激发学生的兴趣和创新思维。在当前的科研领域，植物生理学的研究已经深入基因水平，涉及植物基因组学、蛋白质组学、代谢组学等多个方面。这些新的研究领域为“植物生理实验”教学提供了新的思路和方法，但传统的教学内容未能及时跟上这一发展。此外，由于学时的限制，学生一般不能参与实验的全过程。在实验前，实验技术人员负责实验材料的培养、试剂的配制和仪器的校准工作，学生只能按照既定的步骤进行实验操作，导致学生缺乏独立开展工作的能力。

（三）实验教学方法单一

目前，“植物生理实验”教学的方法主要侧重于为学生打下坚实的基础，却在很大程度上忽视了对学生研究能力、实践能力和创新能力的培养。尽管讨论式、研究式、情景式等教学方式也得到一定程度的发展和应用，但是以课堂为中心、教材为中心的模式并没有得到根本性转变。实验教学仍然是以教师为主导的。教师会详细讲解实验的原理、目的和步骤，而学生只需按照教师的指导，不用动脑就可“依葫芦画瓢”完成实验。这样的教学方式导致学生在实验过程中缺乏主动思考和创新的机会，长此以往，学生的创新能力将难以得到有效的提升，学生可能会变得习惯于被动接受知识，而不是主动探索和发现新知识，这对于他们未来的学术发展和职业生涯来说，无疑是一种潜在的劣势。

（四）评价方式不完善

目前，在“植物生理实验”教学中，评价方式过于单一，主要侧重于考勤和实验报告的完成情况。这种评价模式忽视了对学生实验过程中的表现、操作技能和创新能力的综合评估，由于这种评价方式的局限性，它无法全面地反映学生的实验能力和实际操作水平。此外，教学过程中缺乏一个及时和有效的反馈机制。由于课堂学生人数众多，学生难以及时得到教师的指导和建议，同时教师难以关注到每一个学生的实验具体操作情况，这导致教师无法根据学生的即时反馈来调整教学方法和内容，使得教学效果无法得到及时地改进和优化。

三、本博贯通模式下“植物生理实验”教学改革措施

（一）教学资源的优化配置

在广东省高水平大学建设经费和中央财政贴息贷款采购设备项目经费的支持下，学校对实验教学加大了资金投入，致力于完善实验条件。为了确保“植物生理实验”教学能够正常、高效地开展，学校更新了一批常规设备，如紫外分光光度计、研磨仪和人工气候箱等。此外，学校还新购了一些先进的实验设备和仪器，如全自动间断化学分析仪、全自动凯式定氮仪、多功能微孔读数板、荧光显微镜、扫描显微镜、植物叶片光谱仪、便携式光合作用测定系统和叶绿素荧光仪等，为开展前沿和创新性实验提供了强大的硬件支持。为了更好地培养学生的创新能力和实践能力，学校还设立了新农学创新班基础实验专项经费。这一经费主要用于实验室开放项目，鼓励学生积极参与实验研究，提高他们的动手能力和科研素养。

（二）实验教学内容的整合优化

一方面是合并基础性与验证性实验。例如分别将小液流法测定植物组织水势和容积法测定植物蒸腾强度、植物根系活力测定和种子生活力快速测定进行合并，既避免内容重复和时间浪费，又能提升实验的综合性和研究性。另一方面是设计综合性和设计性实验。“植物生理实验”教学的内容应符合科研进展和技术发展，引入反映植物生理学最新研究成果的前沿实验项目。例如增设香蕉的催熟、冷害及青皮熟现象观察实验和荔枝果实品质评价与采后褐变机制虚拟仿真实验，确保实验内容的新颖性和科学性。此外，增加实验设计性，例如在缺素培养实验中增加补素培养，使得学生在掌握基本实验技能的基础上，能够综合运用所学知识来设计和实施实验方案，培养其科研思维和实践创新能力。

（三）实验教学方法的革新

实验教学方法的革新成为提升学生实践能力和创新思维的重要途径。第一，推行模块化教学。根据植物生理学的水分生理、矿质营养生理、光合作用、呼吸作用、生长发育、植物生长调节物质及抗性生理学等教学内容设置相应的基础实验和综合性与设计性实验模块，学生可以从基础实验技能的训练逐步过渡到实践创新能力的培养，从而实现知识的系统化和深入理解。第二，采用探究式教学。通过提出问题、设计实验、实施实验、分析数据等，鼓励学生主动参与到实验过程中来，有效地提高了学生主动学习和解决问题的能力。第三，利用雨课堂等在线教学平台辅助教学，强化学习过程的管理，通过即时问题、小测验或在线讨论，跟踪学生的学习进度和效果，及时调整教学策略，同时学生可通过反馈功能提出问题，学生可以更加及时地获得教师的指导和帮助，从而提高学习效率。第四，实行开放式实验教学的模式，利用学校建立的智慧实验室管理平台和实验室在线互动平台，学生可根据自己的时间和兴趣安排实验，并即时得到教师远程辅导。开放式实验教学模式打破了传统的固定时间、固定地点的实验教学模式，这种灵活性和自主性的提高不仅增加了学生对实验的兴趣，还为他们提供了更多的选择和发展空间。

（四）实验考核方式的优化

首先，利用在线教育平台加强实验过程的评价。课前，教师通过雨课堂发布学习任务，要求学生在实验前充分预习实验内容，为顺利进行实验奠定基础。实验过程中，教师利用雨课堂的在线测验功能，插入针对实验操作步骤、实验现象的解释等的即时问题或小测验。这样，教师能对学生的实验过程进行量化考核。其次，采取多元化的考核方式。不再仅依赖实验报告，还引入同行评审、实验设计评比等形式。在同行评审环节，利用雨课堂的小组协作功能，组织学生进行互评。每个学生都需要评审其他小组的实验报告和实验设计方案，从中找出优点和不足，并提出建设性的意见和建议。同行评审的方式不仅能加强学生之间的交流，还能培养学生的批判性思维和公正评价的能力，同时能增强学生的创新意识，提高了实验教学的质量。

结语

本博贯通是高等教育改革发展下的新型培养模式，为保障其人才培养质量，“植物生理实验”教学需不断改革。当前“植物生理实验”教学虽取得了一定成效，但仍需继续深化教学改革，未来，随着本博贯通培养模式的深入实施和植物生理学领域的发展，“植物生理实验”教学将继续深化改革与创新实践，以适应新时代对高层次人才培养的需求。通过改革构建相适应的实验教学体系，提升学生科研、创新和综合素质，为培养新农科拔尖创新人才奠定基础。

参考文献

［1］习近平：高举中国特色社会主义伟大旗帜 为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗：在中国共产党第二十次全国代表大会上的报告［EB/OL］.（2022-10-25）［2024-01-13］.https：//www.gov.cn/xinwen/2022-10/25/content_5721685.htm.