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SPOC学校专有课程
植物生理学
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spContent=早在6千年前,人们开始从实践中总结植物生理学相关知识来服务生产,而其作为一门学科已经历了从柳枝实验到植物矿质营养学说创立,再到植物生理学专著问世,直到20世纪随着物理学和化学的迅速发展,使人们研究植物生长发育现象本质和规律的工作才加快了速度。 时至今日,植物生理学成为研究植物生命活动基本规律的科学,是农业、林业、环境生态、食品、医药等相关产业发展的基础。它是高等师范院校生物科学专业的专业基础课。课程揭示植物与环境的相互作用关系,学生通过系统学习植物生命活动的功能及其调控机制,掌握植物与环境进行物质和能量交换的基本原理,形态建成的生理基础及植物生长发育的基本规律,理解环境对植物生命活动的影响和植物对逆境的适应性和抗性,学会主要的植物生理指标的测定方法和进行植物分析的基本技术及其原理。
—— 课程团队
课程概述

1、我为什么要学习这门课?

  了解生物学科发展历程和发展方向,掌握生物学科的基本原理和知识体系,理解并掌握生物学科基本思想和研究方法,也为了理解中学生物课程标准、准确把握中学生物学教材,熟悉生物学教学中的教学策略,更为理解生物学科的育人价值,能够在课程教学中融入思政、德育、美育等内容,实现综合育人。并培养学生在学习和实践中养成批判性思维方式,掌握反思的方法和技能,并能运用反思能力分析和解决教育教学问题。同学们应该学好这门必修课程。

2、这门课的主题是关于什么?

  植物生理学主题是研究植物生命活动过程中的“功能及其调控机制”。

3、学习这门课可以获得什么?

  学习本课程,学生培养目标如下:

  ⑴ 知识与技能方面

  目标1  掌握植物代谢生理:水分生理、矿质营养、光合作用机理等。

  目标2  熟悉生长发育生理:植物激素的生理作用、植物生长、成花、开花、结实、成熟和衰老的主要生理机制等。

  目标3  认识植物逆境生理:掌握提高植物抗逆性的可能方法等。

  ⑵ 过程与方法方面

  目标4  掌握课程知识系统研究方法。

  目标5  熟悉科学实验研究方法。

  ⑶ 情感、态度与价值观方面

  目标6  树立辩证唯物主义自然观和世界观:训练科学思维,培养生命观念,开展科学探究,理解科学过程;提升社会责任意识,增强担当能力。

4、课程特色和亮点是:

  ⑴  发展生物科学素养,培养创新能力

  植物生理学是一门实验性科学。在教学中充分重视从实验中提取问题为导向的引导作用,结合专业及行业特点,设计多种课堂形态,对课程的重要章节设置以典型科研实验探索为纽带的翻转课堂(概念学习策略为主)、科研创新小实验方案撰写(合作学习策略为主)、增加综合设计型实验和与研究探索性实验(探究学习策略为主)的占比。利用不同的课堂教学模式,学生从微观层面到宏观层面获取关于植物生命活动规律及其机理的正确认识,提升创新能力。

  ⑵  革新教学内容,融入课程思政。

  介绍植物生理学的发展历史、学科前沿、科技成果、技术应用等内容与求真务实的科学精神、心系家国的人文情怀、精益求精的工匠精神、以身许国的作为担当相结合,将课程思政内容融入到教学的实践中去。

  ⑶  养成创新思维,突出实践创新

  教学以学科前沿、产业和技术最新发展推动教学内容更新,以解决生产中的实际问题为导向,鼓励和引导学生积极参加“互联网+大学生创新创业大赛”、“全国大学生生命科学创新创业大赛”、“四川省大学生环保科普创意大赛”、“全国大学生生命科学创新创业大赛”等创新创业项目,通过学生自身的探究体验来获取新知识和增长新技能,培养创新思维。

  ⑷  理论联系实践,服务社会生产

  生产实践决定植物生理学的产生,而学习植物生理学的根本目的是指导生产实践。在课程教学中强化课程实践,培养劳动观念,投身教育,助力乡村振兴和科技创新。




 



授课目标

1  知识与技能

    (1)代谢生理:第一章~第六章,掌握植物对水分的吸收、运输、蒸腾的基本原理,掌握离子吸收、运转的基本规律和主要矿质元素的生理功能,掌握光合作用机理(包括C3、C4和CAM的代谢途径),掌握呼吸代谢的主要途径,了解同化物运输分配规律及主要次生产物代谢。通过这一部分的学习,掌握自由水和束缚水及生理需水和生态需水的概念,明确植物的一切正常生命活动必须在水充足的状况下才能进行,懂得农业生产“有收无收在于水”的道理及合理灌溉的生理基础,能够为制定合理灌溉方案提供理论依据;掌握大量元素、微量元素和有益元素的生理功能及其缺素症状,为合理施肥奠定理论基础;了解光合色素的理化特性,掌握光合作用与作物产量的关系,为合理密植、合理间种套作、合理利用光能和高光效培育良种提供理论依据;了解呼吸作用的生理意义及其影响因素,为种子萌发防止烂秧及农产品贮藏提供合理而有效措施。

    (2)生长发育生理:第七章~第十二章,掌握植物激素的生理作用,了解植物生长发育的基本规律,掌握植物生长、成花、开花、结实、成熟和衰老的主要生理机制。通过对植物激素和生长调节剂的学习,将在插条生根、促进萌发、调节生长、防止倒伏、控制休眠、防止器官脱落、安全贮藏等方面起着积极作用;对植物细胞全能性和植物组织培养的研究,为育种工作开辟了新的途径;通过学习春化作用和光周期现象,使不同地域之间的引种和良种培育成为现实。

    (3)逆境生理:第十三章,了解逆境(干旱、水涝、高低温和大气污染等)引起植物异常生理变化的规律,掌握提高植物抗逆性的可能方法;通过对高温、低温、干旱、水涝、盐碱、有毒物(废气、废水、废渣)污染以及病虫危害等逆境对植物伤害的研究,可在人为干预下,提高作物对逆境的抗性。

2  过程与方法

    (1)植物的生存需要水分、营养物质和能量。学会植物缺素症的诊断方法,植物生理学中水培、砂培技术;可以阐释不同物质(水分、矿物质)通过被动运输或主动运输方式进出植物体,以维持植物的正常生理代谢活动的现象和基本原理;能描述光合作用的机理、过程和影响因素(光合作用电子传递途径、碳同化、光呼吸),这是植物生理学研究的主要方向之一。

    (2)能熟练选用实验方法测定植物的水势、呼吸强度、净光合速率、蒸腾速率、种子生活力、根系分泌物种类、可溶性糖、光合色素的分离及理化性质的鉴定等植物生理指标。

    (3)通过虚拟仿真实验项目“植物不同逆境下光合荧光参数测量虚拟仿真实验”体验植物培养、光合仪、荧光仪等仪器设备操作使用,操作并感知植物不同逆境下光合荧光参数测定操作步骤,整理并理解植物不同逆境下光合荧光参数测定基本原理课程相应知识点。

    (4)收集和探究植物生长调节剂的生理作用和正确使用方法;分析和研究植物抗逆性鉴定的方法等。

3  情感、态度与价值观

     《植物生理学》揭示植物与环境的相互关系,植物生命活动的基本规律,植物与环境进行物质和能量交换的基本原理。生物学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的,在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的价值观念、必备品格和关键能力,是学生知识、能力、情感态度与价值观的综合体现;包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。

    首先培养学生建立生命观念,促进科学的自然观和世界观的形成。理解植物生理学概念、规律的提炼和升华。生命观念是形成科学的自然观和世界观的基础,能指导探究生命活动规律,解决实际问题。

    其次是训练科学思维,提升思维品质。具体来讲是运用证据和逻辑评价论点、运用模型作解释、分析数据。这些思维训练聚焦事实材料的处理、证据与逻辑的运用。

    第三,开展科学探究,理解科学的过程和本质。亲历实验和探究,理解科学过程。

    第四,提升社会责任意识,增强担当能力。

    《植物生理学》课程内容的学习培养学生的生物学素养,而生物学素养是生物学核心素养形成的条件和基础。本课程的目标是通过课程学习各环节,在教学的主要环节形成合作教学为主的综合交流方式,通过师生共同解构课程资源中媒体资源、信息技术资源、生活资源和社会资源等课程资源的内容,赋予学习者更大的自主性,训练和应用合理的教学技能,提高学生的生物学素养,并探索形成新的课程实施大纲、微课、翻转课堂等课程资源开发案例。引导学生形成的品格和能力,应该包含以科学精神、人文底蕴为依托的求真、理性等良好品格;包括能够以生物学思想观念为指导,以探究能力为基础,运用科学思维方法探索生命世界、解决与生物学有关问题的能力。




成绩 要求

      本期慕课有覆盖课程内容的74个视频和课件,每个视频内容都有课堂作业(提供答案)、讨论题以及重要的参考文献。学员要在线上课堂讨论区参与讨论6次、完成4个单元的作业(测试)和参加课程考试即可获得成绩。其中在线讨论20%(仅统计课堂交流区回复次数6次即可得满分,评论不计分,其他讨论区不计分),单元作业(测试)成绩40%,课程考试占40%。总分60分及以上为合格,80分及以上为优秀。线上学习成绩占40%,期末考试为线下考试,占比60%。

课程大纲
预备知识

1. 前期课程:植物生物学、生物化学等。

2. 平行课程:细胞生物学。

3. 后续课程:植物组织培养、分子生物学、进化生物学等。




参考资料

1.陈晓亚、薛红卫主编,《植物生理学与分子生物学(第4版)》,北京:高等教育出版社,2012

2.Lincoln Taize、Eduardo Zeiger(美)主编,宋纯鹏、王学路、周云等译,《植物生理学(第5版)》,北京:科学出版社,2015

3.武维华主编. 《植物生理学(第三版)》,北京:科学出版社,2018





常见问题

Q :  本校学生选课需要密码吗?A :  本校学生选课不需要密码。