基于“互联网+”植物生理学以学生为中心的教学模式的应用探索

摘要 为探索以学生为中心的教学模式，推动一流本科教育建设，提升学生综合素质，植物生理学课程在“互联网+”背景下进行了一系列教学改革，具体措施为：精选课程资源，丰富教学内容；多措并举，捕捉学科前沿；创设宿舍实验，体验科研乐趣；创作压花作品，增强爱课爱校爱国情怀。

关键词 植物生理学；文献分享；学科前沿；宿舍实验；压花作品

中图分类号 S-01   文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2022）21-0265-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.21.068

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Application and Exploration of Student-centered Teaching Model of Plant Physiology Based on Internet

DONG Pan，YANG Li-ting，LI Zheng-guo

（School of Life Sciences，Chongqing University，Chongqing 401331）

Abstract In order to explore the student-centered teaching model，promote the construction of first-class undergraduate education and improve students’ comprehensive quality，the course of plant physiology has carried out a series of teaching reforms in the “Internet” era.Specific measures are as follows：select curriculum resources and enrich the teaching content; capture the frontier of the subject based on multi-measures; create dormitory experiments to improve the fun of scientific research; create embossed works to enhance love for school patriotic feelings.

Key words Plant physiology； Literature sharing； Subject frontiers； Dormitory experiments；Embossed works

习近平总书记《在网络安全和信息化工作座谈会上的讲话》中提到可以发挥互联网优势，实施“互联网+教育”模式。随着“互联网+”技术的突飞猛进，国内众多大学利用“互联网+”开展了行之有效的探索与实践，将互联网充分运用到教学过程中，取得了丰硕成果，拥有了一大批高质量线上“金课”，线上线下混合式“金课”不断涌现。以学生为中心教学模式是与以教师为中心教学模式相对而言的，强调的是学生在教学活动中的主体地位，充分发挥学生的主观能动性。陈凡［1］基于51所大学本科课堂现状的实证研究，发现“以教师为中心”的当前主流模式，较突出的问题包括教学效果不好、学习效果不明显和学习态度较差等，认为“以学生为中心”是大学教育应对新时代需求的重要方式，从“以教师为中心”到“以学生为中心”的转变，需要大学教师进一步树立以学生为中心的教学理念，明确以学生为中心的教学目的，并对教学和评价进行精心、科学的战略设计。近年来，很多教师在课程中进行了“以学生为中心”的教学模式和传统常规带教模式的比较研究，发现“以学生为中心”的教学模式可以充分调动学生自主学习的积极性，培养学生的实践和创新能力，提高学生综合素质［2-4］。

植物生理学是国内众多高校生物学及农林相关专业的核心课程，是研究植物生命活动规律、揭示植物生命现象本质的科学，课程内容涉及植物生长过程中的能量与物质转换、信息传递及形态建成等［5］。由于课程内容知识点繁杂，存在很多难以理解的专业术语，教师又往往将内容在有限的学时中“填鸭式”满堂灌，因此课程较为枯燥，学生常处于被动学习状态，对课堂教学兴趣不高，学习效率低下。为此，迫切需要对传统植物生理学教学模式进行改革。植物生理学传统教学模式虽有所改革，如微信公众号平台在植物生理学教学中的运用、植入人文元素让植物生理学教学更贴近生活、互动式教学模式在植物生理学中的应用、“说课”在植物生理学课程教学中的应用、植物生理学全程研究性实践教学探索、高校植物生理学蕴含的思政元素挖掘与应用等［6-11］，然而基于 “互联网+”背景下以学生为中心教学模式的系统研究还比较少。从2016年开始，笔者对重庆大学生物科学专业植物生理学课程进行系列改革，初步探索形成基于“互联网+”以学生为中心的教学模式，收到很好的效果。

1 精选课程资源，丰富教学内容

植物生理学已有150多年的发展历史，国内外涌现了大量的优秀教材，为了更好地开展双语教学，选择高等教育出版社出版的《植物生理学（英汉双语版）》作为教材，该教材由深圳大学莫蓓莘教授主编，英文审校由加拿大皇家科学院院士J.Derek Bewley教授完成［12］。同时，以电子版全英文教材《Plant physiology》［13］及国内众多植物生理学中文教材等作为参考资料。随着翻转课堂的盛行，各种慕课、微课资源也日益丰富，教师向学生推荐了华南师范大学、华中农业大学等制作的慕课。一方面，注重引导学生科研兴趣，如植物生理学的诞生发展与繁荣过程中，大量的植物生理学家获得了诺贝尔奖，然而他们的成功并不是一蹴而就的，分享他们的科研故事，希望学生学习他们持之以恒锲而不舍的精神，勇于追求科学的高峰［14］；另一方面，注重课程思政元素的挖掘，向学生介绍我国植物生理学学科奠基人张挺、钱崇澍、汤佩松等老一辈科学家放弃国外优越生活，回到祖国工作，奠定了我国现代植物生理学坚实的基础的事迹，激发学生的爱国情操和民族自豪感［15］；此外，引进日常生活事例，如植物激素往往被普通市民误解，认为乙烯催熟的香蕉不能吃等，希望学生学习植物生理学后能对植物激素有正确的理解，并能够通过自媒体科普植物激素的正确知识，让谣言不攻自破［16］。

2 综述引领，捕捉学科前沿

随着分子生物学的快速发展，植物生理学的发展日新月异，学生仅限于课本知识的学习，会对当前社会热点与学科前沿不了解，缺乏创新能力。在授课阶段，就向学生推荐植物学领域的优质公众号（iPlants、BioArt、植物生物技术Pbj、iNature、中国作物学会等），并要求学生关注跟踪，动态拓展植物生理学前沿教学内容。结合课程进度，在公众号遴选该章节近期发表的文章，以课前5分钟的方式进行文献速递，或者在文献数据库下载全文并利用一节课进行文献分享与讨论，在文献的分享中锻炼学生的文献解读、PPT制作、口头表达能力等。分享的文献以近年来在国际著名期刊发表的植物领域综述［17-19］为主。鼓励学生结合自己所分享的文献或植物生理学章节内容，自行拟定感兴趣的研究题目，进行文献检索，撰写综述论文，并择优投稿。综述论文的撰写能够促使学生广泛地搜集该领域的研究资料，掌握最新研究动态，及时发现该领域的成果及局限性，从而达到对某一领域有更为全面的认知。如2013级生物科学专业吕英奇等同学对彩色马铃薯很感兴趣，究其原因是花色苷在发挥作用，于是就以彩色马铃薯、花色苷、花青素等为关键词在中国知网、维普、万方、Web of Science、NCBI Pubmed等中英文数据库搜集文献，从中英文综述、研究论文、硕博论文，逐一过滤，最后建立核心文献库，利用Endnote进行管理，对核心文献分类整理后，拟定写作大纲，对每一部分进行写作、修改、完善，最终该综述《彩色马铃薯花色苷研究进展》发表在《中国马铃薯》［20］，吕英奇同学也在13级和14级同学中分享了综述的撰写、文章的发表心得，起到了很好的模范带头作用。同时，建立班级植物生理学学习微信群，在微信群中分享学科热点、科研方法、奇闻趣事等。

3 创设宿舍实验，体验科研乐趣

植物生理学是一门实验性很强的学科，传统的教学方式下，容易导致理论与实践脱节，学生对知识死记硬背，缺乏独立思考和解决实际问题的能力。因此，根据植物生理学教学大纲要求设计适合在宿舍完成的植物生理实验，取得很好的效果，很受学生欢迎（图1）。开展的实验包括用实验室获得的单盐溶液、双盐溶液等在宿舍水培植物，观察植物的生长过程，从而理解“单盐毒害”和“离子颉颃”；对9盆土培的植物，3盆正常浇水、3盆用少量的肥料、3盆用大量的肥料，观察“烧苗”的发生；将水果分成2部分，一部分用3个塑料袋系好保存，另一部分同样用3个塑料袋装好但直接暴露在空气中，比较存放时间，理解水果利用自身的呼吸作用进行保鲜；将大豆分成2组，1组黑暗培养，另1组光下培养，7 d后黑暗培养长成了豆芽，光下培养长出了嫩绿的大豆幼苗，以此正确区分光形态建成和暗形态建成的形态特征；将水仙花

水培一段时间后，将其横着放、斜着放、倒着放后，观察植株的生长，理解植物在生长素的作用下具有向重力性；取若干宿舍生长的植物叶片进行遮光处理，观察叶片的变化，理解光合作用的相关概念等。学生利用课余时间完成宿舍实验，进行观察和记录，分析实验结果，发现问题，查阅文献解决问题，分享实验结果，感受科研乐趣。

4 创作压花作品，增强爱课爱校爱国情怀

在制作植物平面标本的基础上，引入压花艺术［21］，以花材为笔创作不同主题的压花画。学生以小组为单位，在学校搜集植物材料，利用普通压花器进行花材压制，使其保持原有的姿彩。植物材料的搜集过程是学生对园林式校园植物进一步认识的过程，也是亲近大自然的过程；植物材料的干燥脱水处理能更好地帮助学生理解植物的水分生理教学内容。压花主题的选择能够进一步挖掘思政元素，如“压花作品献礼国庆70周年”“压花作品喜迎建党100周年（图2）”“重庆大学之四季”“重庆大学90周年校庆之压花作品”和“以花材为笔构建月球生物圈”等，增强学生的爱国爱校情怀。很多学生在学习了压花技术之后，通过三下乡、支教、社团活动、志愿者活动等教会了身边更多的同学和孩子，例如2020年1月，生命科学学院“脱贫攻坚、生态同行”寒假社会实践团队走进重庆市巫溪县尖山镇大包村，与村里的孩子一起享受压花的快乐、创作的乐趣。这些活动使该课程有了更多的外延与服务。

5 结语

植物生理学课程经过一系列的改革，学生的学习兴趣和主动性大大提高，课堂出勤率高，成效显著，学生对该门课程满意度不断提高，学生评教排名从改革前学院后30%提升至改革后位列学院前列，2017年位于全院所有课程第一，植物生理学主讲教师董攀获得2019年重庆大学第七届最受学生欢迎老师。综述式教学的推动下，很多本科生乐于就某一专题分析整理文献，撰写综述，在吕英奇发表综述的带动下，Wu等［22］

同学完成的综述《Melatonin：biosynthesis，content，and function in horticultural plants and potential application》已于2021年10月发表于园林植物领域著名期刊《Scientia Horticulturae》；史志雯等同学撰写的综述《Tropane alkaloids（hyoscyamie，scopolamine and atropine） in genus Datura：extraction，content，synthesis and effect》已投稿；邹晟洁等同学撰写的综述《Green prevention and control of potato late blight：a review》已完成初稿。宿舍实验的开展激发了学生对科研的兴趣，很多同学以此申报了国家及其他各级科研创新项目，锻炼了动手动脑能力，也为将来系统从事科研工作奠定了一定的基础。文献分享过程中，学生感受到了科研魅力，任课教师也获得了科研灵感，有效地促进了科研提升。通过创作国庆校庆主题压花作品，增加学生对大自然的热爱，增强学生爱校爱国情怀，压花作品于2019年10月70周年国庆及2021年7月建党百年之际在全校进行了专题展览。