植物生理學設計性實驗開設初探

1、植物生理學設計性實驗開設初探摘要：應對貴州省普通本科高校向應用型高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的需求，結(jié)合植物科學與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)要求及植物生理學實驗教學的要求，開設設計性實驗“植物生長物質(zhì)對種子萌發(fā)的影響”。通過實施獲得以下經(jīng)驗：結(jié)合植物科學與技術(shù)專業(yè)選擇常見蔬菜的種子作為材料，開展植物生長物質(zhì)誘導植物種子萌發(fā)的研究。通過改變生長素類、細胞分裂素類等植物生長物質(zhì)的藥劑處理的濃度、浸泡時間以及培養(yǎng)條件等，觀察種子的萌發(fā)情況，統(tǒng)計8d內(nèi)各種處理的種子發(fā)芽率和下胚軸長。結(jié)合實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象、問題、結(jié)果進行總結(jié)分析，探討改進的方法；增強了學生的學習主觀能動性，提高了學生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)了學生的探索創(chuàng)

2、新精神，為以后進行大學生科研項目及畢業(yè)論文的設計奠定一定的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：植物生長物質(zhì)；設計性實驗；初探中圖分類號G642.0文獻標識碼A文章編號1007-7731（2018）01-0113-03Abstract：InordertomeettheneedsofthetransformationfromordinaryundergraduatecollegesinGuizhoutoapplication-orientedcollegesanduniversities，therequirementsofplantscienceandtechnologyspecialtytrainingandther

3、equirementsofplantphysiologyteaching，thedesigningexperimentsof“effectofplantgrowthsubstanceonseedgermination”.Thefollowingexperiencehasbeenachievedthroughimplementation：theselectionofcommonvegetableseedsasplantmaterialsshouldbecombinedwithplantscienceandtechnologyspecialty；bychangingauxin，cytokinina

4、ndotherplantgrowthsubstancestreatmentsconcentration，soakingtimeandcultivationcondition，thegerminationofseedgerminationratewasobservedandstatisticswithin8daysofvariousprocessingseedsandhypocotyllength；summaryanalysisshouldcombinethephenomena，problemaandresultsintheexperiment，anddiscusstheimprovedmeth

5、od；enhancethelearninginitiativeofstudents，improvestudents'abilitytoanalyzeandsolveproblems，tocultivatethestudents'innovativespirit，layafoundationforthedesignofcollegestudentsaftergraduationthesisandresearchprojects.Keywords：Plantgrowthsubstance；Designingexperiment；Exploration植物生理?W設計性實驗，是集植物

6、生理學課程的綜合知識或與其相關(guān)課程知識于一體的實驗項目，其目的是培養(yǎng)學生的綜合分析能力、實驗動手能力、數(shù)據(jù)處理能力及查閱中外文資料的能力1-2。六盤水師范學院植物生理學課程是省級精品課程，是植物科學與技術(shù)專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，實驗學時為36學時。2015年12月，六盤水師范學院被省教育廳確定為貴州省普通本科高校向應用型高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的試點學校，根據(jù)教育部、國家發(fā)展改革委、財政部關(guān)于引導部分地方普通本科高校向應用型轉(zhuǎn)變的指導意見（教發(fā)20157號）的要求，以培養(yǎng)學生的實驗技能和綜合素質(zhì)為重點，我們準備改革植物生理學實驗教學內(nèi)容和實驗項目，對原有實驗項目進行整合和改進，降低原來驗證性實驗的比例，新增

7、設計性實驗項目。通過設計性實驗項目的增設，充分鍛煉了學生查閱文獻資料、撰寫實驗方案、實驗操作、實驗數(shù)據(jù)處理和綜合分析的能力。通過植物生理學實驗系統(tǒng)的技能的訓練，逐步提高學生認識問題、分析問題、解決問題的能力，為今后從事與植物生產(chǎn)類相關(guān)的工作打好基礎(chǔ)。實施以來，在促進教學內(nèi)容和方法的改進、學生操作技能和科研素質(zhì)的提高方面取得了一定效果3-4。1 實驗方案的設計1.1 植物材料的選擇植物生理學是植物生產(chǎn)類各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，開設學期是大學二年級第一學期，學生僅學過相應的基礎(chǔ)性課程，對專業(yè)課了解甚少，植物生理學是銜接基礎(chǔ)和專業(yè)課重要的橋梁紐帶，在教學過程中結(jié)合植物生產(chǎn)中的相關(guān)知識進行植物生理學實驗的

8、講解和實踐，不僅可以增加學生對植物生產(chǎn)類的專業(yè)興趣，也為植物栽培的專業(yè)課打下良好基礎(chǔ)5。因此，在進行植物生理學實驗教學中我們設計了涵蓋“植物生長物質(zhì)”和“植物的營養(yǎng)生理”兩個章節(jié)的實驗項目“植物生長物質(zhì)對種子萌發(fā)的影響”，由學生自主選擇與專業(yè)相關(guān)的常見的作物種子如番茄、甘藍、辣椒、茄子、小麥等作為實驗材料，通過這樣可以在實踐過程中培養(yǎng)學生對本專業(yè)的興趣。1.2 植物生長物質(zhì)的選擇植物生長物質(zhì)是一類能調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的微量有機物，包括植物激素和植物生長調(diào)節(jié)劑。植物激素是在植物體內(nèi)合成的，由于含量很低、難以提取，無法滿足大規(guī)模現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，目前，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用的植物生長物質(zhì)主要是植物

9、生長調(diào)節(jié)劑，包括植物生長促進劑和植物生長延緩劑6-7。將學生分成若干小組（每組45人），以組為單位，根據(jù)已掌握的理論知識，?M行相關(guān)文獻的檢索查閱，并進行實驗方案的設計與撰寫，自主選擇不同的植物生長物質(zhì)的種類、處理濃度及處理時間來處理植物種子，對照為蒸餾水。學生根據(jù)自己選擇的植物種類，結(jié)合期刊數(shù)據(jù)庫查閱文獻資料的結(jié)果，來設計出具體的生長物質(zhì)（以下簡稱藥劑）處理條件，寫出方案，讓教師最后把關(guān)。通過這樣的方式，可以讓學生真正掌握種子萌發(fā)實驗設計的整個過程、方法，包括實驗方案的撰寫。1.3 培養(yǎng)條件的選擇培養(yǎng)條件的選擇包括溫度、光照、水分及通氣狀況。學生根據(jù)自己選擇的植物種類，結(jié)合期刊數(shù)據(jù)庫查閱文獻

10、資料的結(jié)果，來選擇出具體的每一種種子萌發(fā)的培養(yǎng)條件。在整個實驗過程中，要求學生對每份材料從藥劑處理濃度、藥劑處理時間到發(fā)芽試驗均設3次重復，并詳細記錄實驗過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象、問題及注意事項。1.4 實驗方案的確定通過選擇不同的植物材料、不同濃度的藥劑處理、不同的處理時間、不同的培養(yǎng)條件，完成了整個實驗方案的設計。每45個同學為1小組，要求每組同學選擇一種植物材料，一種生長物質(zhì)，分別設計3個不同濃度的藥劑及3個不同的浸泡時間的處理，分別以蒸餾水處理為對照，共10個不同的處理進行發(fā)芽試驗，均設3次重復。2 實驗方案的實施2.1 材料處理學生將選擇好的種子材料先消毒，以防種子在萌發(fā)過程霉變。然后根據(jù)設

11、計好的實驗方案，按照藥品配制要求對實驗所需植物生長物質(zhì)進行配制，并自己總結(jié)實驗步驟，繪制出實驗操作的流程圖和實驗操作中的注意事項表。本實驗所需要的試劑種類都是植物生長調(diào)節(jié)劑類，由于這類物質(zhì)在水中的溶解度不盡一致，有的需要醇為助溶劑、有的需要酸或是堿作為助溶劑，所以在配制過程中需要教師進行適當?shù)闹笇В蓪W生自己配制完成。根據(jù)方案對已經(jīng)消毒的種子進行不同濃度的藥劑和不同浸泡時間處理。2.2 發(fā)芽試驗將處理好的種子在培養(yǎng)皿中以濾紙作發(fā)芽床，隨機選取種子50粒播于其中，放入設定的培養(yǎng)條件下進行實驗。2.3 種子活力的測定學生需要熟練掌握種子活力的概念、表示、具體的測定方法及計算公式8。在培養(yǎng)過程中，從

12、第3天開始每天定時記錄發(fā)芽的種子粒數(shù)，到第9天為止。第9天記發(fā)芽率并隨機選取10株測定各處理正常幼苗的下胚軸長，計算種子的活力指數(shù)。3 結(jié)果分析根據(jù)發(fā)芽種子數(shù)和下胚軸長的測定結(jié)果計算種子活力并進行分析，如不同藥劑處理導致發(fā)芽粒數(shù)和下胚軸長的差異，不同浸泡時間導致發(fā)芽粒數(shù)和下胚軸長的差異，比較哪種藥劑處理可以提高發(fā)芽粒數(shù)，哪些藥劑處理可以促進下胚軸伸長，以及各種不同種子的藥劑處理的最適濃度和最適浸泡時間。4 討論與總結(jié)4.1 討論實驗指標測定完成后，根據(jù)實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象給學生提出問題，引導學生根據(jù)實驗現(xiàn)象進行文獻資料查詢，為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？讓學生學會思考研究問題。組織討論課討論交流不同藥劑

13、處理的最適濃度？討論為什么有些藥劑可以提高發(fā)芽粒數(shù)？有些藥劑可以促進下胚軸伸長？生產(chǎn)上還可以選擇哪些藥劑處理來提高種子活力？討論測定結(jié)果與理論的聯(lián)系？并將討論課所提出的問題及分析結(jié)果作為實驗報告的討論9。4.2 總結(jié)針對實驗中的討論問題進行總結(jié)，讓學生真正掌握植物生長生理的研究思路、方法，并對植物生長物質(zhì)的生理功能進行深入講解，分析植物生長物質(zhì)對植物種子萌發(fā)影響的研究方法，加深學生對植物生長生理理論的理解。并進一步擴展研究范圍，說明還可以進行哪些方面的研究，給學生列出植物生長生理研究的方向，如植物生長物質(zhì)間的相互影響，植物生長物質(zhì)對植物營養(yǎng)生長、生殖生長和性別分化的影響等10-11方面，引導學

14、生深入學習和研究的興趣。5 撰寫實驗報告按照科研論文的格式進行實驗報告的撰寫，包括題目、中文摘要、關(guān)鍵詞、前言、材料與方法、結(jié)果與分析、討論與結(jié)論、參考文獻12。6 效果分析自2016年實施“植物生長物質(zhì)對種子萌發(fā)的影響”的設計性實驗以來，在整個實驗實施過程中，學生通過查閱文獻自己撰寫出實驗方案，設計不同的藥劑、不同浸泡時間及不同的培養(yǎng)條件、根據(jù)實驗結(jié)果測定不同處理的種子生活力，并根據(jù)實驗結(jié)果對提高種子生活力的方法進行總結(jié)，體現(xiàn)了以學生為主體的教學理念。在這個過程中，充分發(fā)揮了學生的主觀能動性和創(chuàng)造性，讓學生積極的參與到整個實驗過程中。在整個實驗教學過程中，教師積極參與到學生中，對實驗過程中出

15、現(xiàn)的問題與他們進行互動交流，在查閱文獻資料、實驗方案的設計等環(huán)節(jié)上對學生進行指導，針對學生在實驗中出現(xiàn)的具體問題和操作錯誤，采用提出問題及提示等方法引導學生根據(jù)實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象，通過查閱文獻資料并結(jié)合所掌握的專業(yè)知識進行問題的分析，最終解決問題。學生自己通過動手實踐，可以加深他們對專業(yè)理論知識的理解，并擴展到本專業(yè)涉及到的其他相關(guān)領(lǐng)域的知識，增加了學生對本專業(yè)的學習興趣。本實驗綜合了植物學實驗、植物生理學實驗、生物統(tǒng)計和數(shù)據(jù)分析等方面的理論知識和實驗技能，以學生為主體，讓學生自主進行文獻資料查閱、實驗步驟的設計、實驗方案的撰寫、實驗數(shù)據(jù)的處理及實驗結(jié)果的分析，最終撰寫出完整的實驗報告，為學生們

16、提供了一個全方位、多層次的綜合試驗技能提升平臺，以培養(yǎng)學生良好的科研素養(yǎng)。通過這個實驗項目的開展，不僅可以提高學生的實驗動手能力、綜合分析問題和解決問題的能力，并可以加深學生對植物生理學生長生理這章的理論知識的理解掌握，培養(yǎng)了學生的研究興趣，為以后進行大學生科研項目和畢業(yè)論文的設計奠定一定的基礎(chǔ)。參考文獻1 江月玲.植物生理學綜合性實驗的教學探討與實踐J.植物生理學通訊，2007，43（1）：l55-l56.2 敖紅，張秀麗，王榮，等.改革植物生理實驗教學加強素質(zhì)教育與創(chuàng)新能力培養(yǎng)J.實驗室研究與探索，2015，34（11） ：166-169.3 任麗麗，吳濤，許卉.植物生理學實驗教學改革初探J.實驗科學與技術(shù)，2010，8（5）：99-100.4 陳剛，張彪，王忠，等.植物生理學實驗課程體系的構(gòu)建J.實驗科學與技術(shù)，2011,9（6）:85-89.5 李忠光，楊仕忠，龔明.植物生理驗證性實驗轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合性實驗的幾個實例J.植物生理學通訊，2008,44（1）:137-138.6 王忠.植物生理學（第2版）M.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2010.7 張志良，瞿偉菁.植物生理學實驗指導（第4版）M.北京：高等教育出版社，2009.8 李合生.植物生理生化實驗原理和技術(shù)M.北京：高等教育