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摘要：本文以“双创”教育为目标进行了植物学开放性实验的设计和实践。开放性实验项目体系包括植物形态解剖和植物系统分类两个部分，共5个实验项目。开放性实验项目的考核成绩由实验过程中的表现、实验报告的撰写及实验的总结汇报三部分组成，分别占总成绩的20%、60%和20%。开放性实验的实践效果良好，能够在很大程度上激发学生的学习兴趣，提高学生的综合能力。
关键词：双创；植物学；开放性实验
中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）31-0278-03
一、前言
自教育部提出“把创新创业教育贯穿人才培养全过程”以来，“双创”已成为评价高校人才培养质量的重要指标。如何将“双创教育”融入人才培养体系，已成为高校人才培养不得不直面的问题[1]。植物学作为高校生物类和植物生产类专业必修的专业基础课程，具有很强的实践性，是培养学生实践能力、科研思维和综合素质的重要环节，也是激发学生学习兴趣，培养学生积极性、主动性和求知欲的重要途径[2]，更是开展“双创教育”不可忽视的重要抓手。传统的植物学实验教学以验证性实验为主，综合性和创新性实验的比例很小，且学时有限，往往仅集中于课堂实验教学的2—4小时内完成，很难真正挖掘出学生的潜能，培养学生的学习兴趣，更无法满足新时期对高校人才培养质量的要求[3，4]。因此，以“双创教育”为目标，设计一些开放性实验项目，供学生在课堂以外的时间进行实验实训，就显得非常必要。这既能弥补实验课堂教学学时的不足，又能真正培养学生，提高学生的综合素质。目前，已有高校在积极探索开展以“双创”为目标的综合性、设计性实验项目[5，6]，如柳文媛等设计开展了“兰索拉唑的合成、质量检验和体内分析的综合实验”。结果显示，综合性实验有利于培养学生的药物研发思维以及对实验技术的综合运用能力，是“双创”教育背景下提高学生药学专业技能及创新实践能力的有益尝试。本文以塔里木大学为例，将植物学课程的开放性实验项目设计与实践效果进行总结，旨在与同行进行交流和探讨。
二、开放性实验项目的设计与实践
1.开放性实验项目的设计思路。首先，植物学课程是一门系统性学科，各章节的知识点间存在紧密的联系。在开放性实验项目的设计中，既要体现出综合性和设计性，也要体现出系统性和完整性，实验项目体系要能够涵盖植物学包括植物形态解剖学和植物分类学在内的完整理论体系。其次，开放性实验项目的设计要保证在实验实施的过程中能够全方位培养学生对理论知识的运用能力，以及發现问题和解决问题的能力。再次，实验项目的设计要能体现学生的自主性和创造性，需要学生在实施的过程中自主查阅文献，自主选择实验材料和实验方法，自主安排实验进度，在教师的指导下自主完成实验，并能有效激发学生的创新性和创造力。
2.开放性实验项目的开设环境。开放性实验项目均在课堂教学以外的时间进行。所有开放性实验项目的开设地点均在塔里木大学开放式运行的生物学校级实验教学示范中心进行，中心的植物学实验室、数码显微互动实验室和综合创新开放实验室可为所有开放性实验项目的实施提供所需的仪器设备，每个实验项目均有植物学专业的教师进行指导。学生根据个人兴趣爱好，4—6人自由组合为一个小组，然后以小组为单位选择1—2个开放性实验项目，在中心实验室开放的时段内到实验室完成相关实验内容。
3.开放性实验项目的体系及内容。开放性实验项目体系包括植物形态解剖学、植物系统分类学2个部分，共5个实验项目（见下页图1）。
植物形态解剖部分包括“植物显微制片技术及营养器官解剖结构比较观察”、“不同条件下种子萌发及幼苗生长发育规律的观察”、“花、果实和种子微形态的观察、拍摄、描述和聚类”等3个实验项目。通过该部分实验项目，使学生能够学会观察植物外部形态和内部解剖结构的基本技术和方法；掌握植物种子萌发和幼苗生长发育的基本规律，学会分析生长发育与环境因子的关系。植物系统分类部分包括“校园植物种类调查及检索表的编制”和“校园植物形态特征拍摄及统计分析”2个实验项目。通过该部分实验，使学生能够学会植物形态分类的方法，学会利用形态术语描述植物特征，并能够将所有形态特征进行对比和统计分析，进一步编制出植物分类的检索表。
4.开放实验考核方式。实验考核方式要能够综合反映学生方方面面的实践能力。开放性实验项目的考核成绩由三部分组成。第一部分为实验过程中的态度、团结协作、实验操作及发现问题、解决问题的能力等，本部分主要考查学生对待实验的态度是否积极主动认真，是否能够与小组同学互助协作；实验过程中，操作技巧是否准确娴熟，是否善于发现问题和提出问题，对于出现的问题是否善于动脑思考并提出解决的方法等，占比20%。第二部分为小组PPT汇报情况，本部分主要考查学生对本组实验的研究结果是否熟知并能准确而条理清晰地向听众进行展示，同时也考查PPT的制作和运用水平，占比20%。第三部分为实验的完成和实验报告的撰写情况，主要考查学生对开放实验研究内容的完成、研究方案的设计及研究结果的分析的论述等方面，占比60%。此种考核方式能较为全面地反映学生的综合实践能力。
5.开放性实验项目的实施效果。通过实践发现，开放性实验项目的开设对增强学生的学习兴趣、提高动手能力和解决问题能力、增强创新意识及自主学习能力有着积极的效果[7]。以“植物显微制片技术及营养器官解剖结构比较观察”实验项目为例阐述如下。植物显微制片技术和方法多样，不同的材料和观察目的可以选用不同的制片方法。营养器官在植物体中执行一定的功能，与之相适应形成特殊的解剖结构特征，不仅同一植物的不同营养器官存在差异，不同植物的同一营养器官同样存在差异。为了使学生掌握各种植物显微制片技术并能针对不同材料选择不同的制片方法，掌握植物不同器官的解剖结构特点，并会分析和比较植物器官的差异，加深学生对结构—功能间的协调统一性的认识[8]，我们设计了“植物显微制片技术及营养器官解剖结构比较观察”的开放性实验项目。该实验项目在实施过程中，首先需要学生根据个人兴趣爱好自主选择实验材料，可以选择同一植物的不同营养器官，也可以选择不同植物的同一营养器官；其次，学生根据材料特点在自主查阅文献的基础上，自主选择徒手切片、石蜡切片或冷冻切片的制片方法；最后，在制片完成后自主进行显微观察，对结构的异同进行定性的比较分析，也可进一步采集显微结构图像，对各结构指标进行测定后进行定量的比较分析，还可进一步分析结构与环境的关系。通过这一实验项目，可以多方面培养学生的综合能力。一方面，由学生自主完成实验方案的设计，实验选择从哪个角度进行，进行到哪一个深度，完全由学生自主选择和设计，这就在很大程度上可以激发学生在实验过程中的积极性和主动性；另一方面，学生遇到问题后需要结合学到的理论知识，在查阅文献资料的基础上，自己动脑思考并与小组成员讨论解决问题的方法，不仅可以提高解决问题的能力，也能加强学生间的团结协作能力。此外，由于实验内容涉及根、茎、叶3个不同章节的内容，如果进行到一定深度还会涉及生态学方面的内容，这就要求学生对知识要有整体性和系统性的掌握，不能仅停留在对某一或某几个独立的知识点的掌握，必须以辩证的观点认识到知识点间的联系，增强学生综合分析问题的能力，加深他们对知识的理解和掌握。 三、结语
从实践来看，开放性实验项目的开设可以增强学生的学习兴趣，提高学生的实践能力和分析问题、解决问题及自主学习的能力，加强他们的创新意识，对学生综合素质的培养起着积极的作用。但也存在一定的问题，突出反映在以下两个方面。第一，目前我校植物学开放性实验的开设尚属于试验阶段，仅在少数班级中进行，虽然实践结果显示对学生综合能力的培养有较大的促进作用，但学生也反映这样的教学方式让他们花费更多的时间和精力去完成实验，存在个别学生有一定消极情绪的情况。另外，在指导学生进行开放实验的过程中，往往需要指导教师牺牲正常的休息时间，而这部分工作尚属于纯粹性的义务劳动，导致部分指导教师不太愿意承担指导任务，这就需要指导教师有正确的认识，积极争取学院和学校的政策支持。第二，开放性实验项目的数量有限，综合性和设计性还有待进一步加强，需要与学生双创素质的培养紧密地结合。
参考文献：
[1]王晓骞.大学生“双创”教育及“双创型”人才培养模式研究[J/OL].现代交际，：（2017-10-19）.http：//kns.cnki.net/kcms/detail/22.1010.C.20171019.1336.062.html.
[2]黎科，邹永东，张永夏.植物学创新性实验教學改革探索与实践[J].实验室研究与探索，2011，30（08）：309-311.
[3]唐立红，刘铁志，申玉华.《植物学》综合性·设计性实验项目的设计与实践[J].安徽农业科学，2010，38（25）：14146-14147 14177.
[4]范玉琴，廖富林.植物学综合性实验教学与应用型人才培养研究[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2011，11（03）：118-120.
[5]柳文媛，李志裕.深化创新创业教育背景下药学类综合性实验的设计[J].药学教育，2016，32（02）：61-63.
[6]邹艳芳，章立新，高明，王治云.“大学生创新创业训练计划”与实验教学的协同关系[J].实验技术与管理，2016，33（09）：172-174 185.
[7]洪俐，彭学.药用植物学教学中开设综合性、设计性实验初探[J].卫生职业教育，2008，26（23）：87-88.
[8]淮虎银，金银根，孙国荣，张彪，吴晓霞，高红明，崔月花.植物学综合性实验项目的设计与实践[J].实验室研究与探索，2006，（05）：638-640 649.
关键词：双创；植物学；开放性实验
中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）31-0278-03
一、前言
自教育部提出“把创新创业教育贯穿人才培养全过程”以来，“双创”已成为评价高校人才培养质量的重要指标。如何将“双创教育”融入人才培养体系，已成为高校人才培养不得不直面的问题[1]。植物学作为高校生物类和植物生产类专业必修的专业基础课程，具有很强的实践性，是培养学生实践能力、科研思维和综合素质的重要环节，也是激发学生学习兴趣，培养学生积极性、主动性和求知欲的重要途径[2]，更是开展“双创教育”不可忽视的重要抓手。传统的植物学实验教学以验证性实验为主，综合性和创新性实验的比例很小，且学时有限，往往仅集中于课堂实验教学的2—4小时内完成，很难真正挖掘出学生的潜能，培养学生的学习兴趣，更无法满足新时期对高校人才培养质量的要求[3，4]。因此，以“双创教育”为目标，设计一些开放性实验项目，供学生在课堂以外的时间进行实验实训，就显得非常必要。这既能弥补实验课堂教学学时的不足，又能真正培养学生，提高学生的综合素质。目前，已有高校在积极探索开展以“双创”为目标的综合性、设计性实验项目[5，6]，如柳文媛等设计开展了“兰索拉唑的合成、质量检验和体内分析的综合实验”。结果显示，综合性实验有利于培养学生的药物研发思维以及对实验技术的综合运用能力，是“双创”教育背景下提高学生药学专业技能及创新实践能力的有益尝试。本文以塔里木大学为例，将植物学课程的开放性实验项目设计与实践效果进行总结，旨在与同行进行交流和探讨。
二、开放性实验项目的设计与实践
1.开放性实验项目的设计思路。首先，植物学课程是一门系统性学科，各章节的知识点间存在紧密的联系。在开放性实验项目的设计中，既要体现出综合性和设计性，也要体现出系统性和完整性，实验项目体系要能够涵盖植物学包括植物形态解剖学和植物分类学在内的完整理论体系。其次，开放性实验项目的设计要保证在实验实施的过程中能够全方位培养学生对理论知识的运用能力，以及發现问题和解决问题的能力。再次，实验项目的设计要能体现学生的自主性和创造性，需要学生在实施的过程中自主查阅文献，自主选择实验材料和实验方法，自主安排实验进度，在教师的指导下自主完成实验，并能有效激发学生的创新性和创造力。
2.开放性实验项目的开设环境。开放性实验项目均在课堂教学以外的时间进行。所有开放性实验项目的开设地点均在塔里木大学开放式运行的生物学校级实验教学示范中心进行，中心的植物学实验室、数码显微互动实验室和综合创新开放实验室可为所有开放性实验项目的实施提供所需的仪器设备，每个实验项目均有植物学专业的教师进行指导。学生根据个人兴趣爱好，4—6人自由组合为一个小组，然后以小组为单位选择1—2个开放性实验项目，在中心实验室开放的时段内到实验室完成相关实验内容。
3.开放性实验项目的体系及内容。开放性实验项目体系包括植物形态解剖学、植物系统分类学2个部分，共5个实验项目（见下页图1）。
植物形态解剖部分包括“植物显微制片技术及营养器官解剖结构比较观察”、“不同条件下种子萌发及幼苗生长发育规律的观察”、“花、果实和种子微形态的观察、拍摄、描述和聚类”等3个实验项目。通过该部分实验项目，使学生能够学会观察植物外部形态和内部解剖结构的基本技术和方法；掌握植物种子萌发和幼苗生长发育的基本规律，学会分析生长发育与环境因子的关系。植物系统分类部分包括“校园植物种类调查及检索表的编制”和“校园植物形态特征拍摄及统计分析”2个实验项目。通过该部分实验，使学生能够学会植物形态分类的方法，学会利用形态术语描述植物特征，并能够将所有形态特征进行对比和统计分析，进一步编制出植物分类的检索表。
4.开放实验考核方式。实验考核方式要能够综合反映学生方方面面的实践能力。开放性实验项目的考核成绩由三部分组成。第一部分为实验过程中的态度、团结协作、实验操作及发现问题、解决问题的能力等，本部分主要考查学生对待实验的态度是否积极主动认真，是否能够与小组同学互助协作；实验过程中，操作技巧是否准确娴熟，是否善于发现问题和提出问题，对于出现的问题是否善于动脑思考并提出解决的方法等，占比20%。第二部分为小组PPT汇报情况，本部分主要考查学生对本组实验的研究结果是否熟知并能准确而条理清晰地向听众进行展示，同时也考查PPT的制作和运用水平，占比20%。第三部分为实验的完成和实验报告的撰写情况，主要考查学生对开放实验研究内容的完成、研究方案的设计及研究结果的分析的论述等方面，占比60%。此种考核方式能较为全面地反映学生的综合实践能力。
5.开放性实验项目的实施效果。通过实践发现，开放性实验项目的开设对增强学生的学习兴趣、提高动手能力和解决问题能力、增强创新意识及自主学习能力有着积极的效果[7]。以“植物显微制片技术及营养器官解剖结构比较观察”实验项目为例阐述如下。植物显微制片技术和方法多样，不同的材料和观察目的可以选用不同的制片方法。营养器官在植物体中执行一定的功能，与之相适应形成特殊的解剖结构特征，不仅同一植物的不同营养器官存在差异，不同植物的同一营养器官同样存在差异。为了使学生掌握各种植物显微制片技术并能针对不同材料选择不同的制片方法，掌握植物不同器官的解剖结构特点，并会分析和比较植物器官的差异，加深学生对结构—功能间的协调统一性的认识[8]，我们设计了“植物显微制片技术及营养器官解剖结构比较观察”的开放性实验项目。该实验项目在实施过程中，首先需要学生根据个人兴趣爱好自主选择实验材料，可以选择同一植物的不同营养器官，也可以选择不同植物的同一营养器官；其次，学生根据材料特点在自主查阅文献的基础上，自主选择徒手切片、石蜡切片或冷冻切片的制片方法；最后，在制片完成后自主进行显微观察，对结构的异同进行定性的比较分析，也可进一步采集显微结构图像，对各结构指标进行测定后进行定量的比较分析，还可进一步分析结构与环境的关系。通过这一实验项目，可以多方面培养学生的综合能力。一方面，由学生自主完成实验方案的设计，实验选择从哪个角度进行，进行到哪一个深度，完全由学生自主选择和设计，这就在很大程度上可以激发学生在实验过程中的积极性和主动性；另一方面，学生遇到问题后需要结合学到的理论知识，在查阅文献资料的基础上，自己动脑思考并与小组成员讨论解决问题的方法，不仅可以提高解决问题的能力，也能加强学生间的团结协作能力。此外，由于实验内容涉及根、茎、叶3个不同章节的内容，如果进行到一定深度还会涉及生态学方面的内容，这就要求学生对知识要有整体性和系统性的掌握，不能仅停留在对某一或某几个独立的知识点的掌握，必须以辩证的观点认识到知识点间的联系，增强学生综合分析问题的能力，加深他们对知识的理解和掌握。 三、结语
从实践来看，开放性实验项目的开设可以增强学生的学习兴趣，提高学生的实践能力和分析问题、解决问题及自主学习的能力，加强他们的创新意识，对学生综合素质的培养起着积极的作用。但也存在一定的问题，突出反映在以下两个方面。第一，目前我校植物学开放性实验的开设尚属于试验阶段，仅在少数班级中进行，虽然实践结果显示对学生综合能力的培养有较大的促进作用，但学生也反映这样的教学方式让他们花费更多的时间和精力去完成实验，存在个别学生有一定消极情绪的情况。另外，在指导学生进行开放实验的过程中，往往需要指导教师牺牲正常的休息时间，而这部分工作尚属于纯粹性的义务劳动，导致部分指导教师不太愿意承担指导任务，这就需要指导教师有正确的认识，积极争取学院和学校的政策支持。第二，开放性实验项目的数量有限，综合性和设计性还有待进一步加强，需要与学生双创素质的培养紧密地结合。
参考文献：
[1]王晓骞.大学生“双创”教育及“双创型”人才培养模式研究[J/OL].现代交际，：（2017-10-19）.http：//kns.cnki.net/kcms/detail/22.1010.C.20171019.1336.062.html.
[2]黎科，邹永东，张永夏.植物学创新性实验教學改革探索与实践[J].实验室研究与探索，2011，30（08）：309-311.
[3]唐立红，刘铁志，申玉华.《植物学》综合性·设计性实验项目的设计与实践[J].安徽农业科学，2010，38（25）：14146-14147 14177.
[4]范玉琴，廖富林.植物学综合性实验教学与应用型人才培养研究[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2011，11（03）：118-120.
[5]柳文媛，李志裕.深化创新创业教育背景下药学类综合性实验的设计[J].药学教育，2016，32（02）：61-63.
[6]邹艳芳，章立新，高明，王治云.“大学生创新创业训练计划”与实验教学的协同关系[J].实验技术与管理，2016，33（09）：172-174 185.
[7]洪俐，彭学.药用植物学教学中开设综合性、设计性实验初探[J].卫生职业教育，2008，26（23）：87-88.
[8]淮虎银，金银根，孙国荣，张彪，吴晓霞，高红明，崔月花.植物学综合性实验项目的设计与实践[J].实验室研究与探索，2006，（05）：638-640 649.