植物系統(tǒng)分類學(xué)實驗教學(xué)改革實踐

劉 艷

(重慶師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，重慶 401331)

植物學(xué)是一門實踐性非常強的學(xué)科。實驗教學(xué)以其“親身經(jīng)歷與感受”為特色，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力有著其它教學(xué)無法替代的特殊作用，在人才培養(yǎng)的過程中占有極其重要的地位。實驗教學(xué)又是理論教學(xué)的堅實后盾，對學(xué)生理論知識的吸收和消化起著重要作用。近年來，不少高校針對植物學(xué)實驗教學(xué)開展改革實踐，取得了良好教學(xué)效果。然而，這些教學(xué)研究多聚焦于植物形態(tài)解剖學(xué)部分[1-5]，很少涉及系統(tǒng)分類部分[6]。

植物學(xué)教學(xué)通常分為形態(tài)解剖學(xué)和系統(tǒng)分類學(xué)兩大部分，各占總教學(xué)課時數(shù)的一半。其中，植物系統(tǒng)分類部分以進(jìn)化為主線，闡述各大植物類群的主要形態(tài)特征、代表種類及其系統(tǒng)演化規(guī)律。我校目前使用王幼芳等編寫的《植物學(xué)實驗指導(dǎo)》作為實驗教學(xué)教材[7]。由于近年課時數(shù)壓縮，植物學(xué)系統(tǒng)分類部分的實驗教學(xué)共計9個實驗27個學(xué)時。本文結(jié)合筆者近幾年教學(xué)實踐，圍繞如何調(diào)動學(xué)生主觀能動性、發(fā)揮學(xué)生主體作用、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、實踐精神和科研能力，與同行交流教學(xué)改革措施。

1 傳統(tǒng)實驗教學(xué)的主要弊端

隨著高等教育教學(xué)改革的推進(jìn)和深入，傳統(tǒng)植物學(xué)實驗教學(xué)的弊端十分明顯，主要體現(xiàn)在：1)實驗教學(xué)依附于理論教學(xué)。教師和學(xué)生對實驗教學(xué)的重視程度不夠。不少學(xué)生認(rèn)為，實驗課無非就是檢視教學(xué)裝片或者解剖植物標(biāo)本，然后繪圖，“不需要動腦筋”就能“很快、很輕松”的完成學(xué)習(xí)任務(wù)。2)實驗教學(xué)內(nèi)容基本上是驗證性的基礎(chǔ)性實驗，綜合性實驗少，探索性實驗基本沒有，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，對所學(xué)知識無法靈活應(yīng)用，不利于學(xué)生創(chuàng)新精神、實踐能力和綜合分析能力的培養(yǎng)。3)在教學(xué)過程中，教師是中心，教法以“滿堂灌”的講授方式為主。實驗材料的準(zhǔn)備工作都是由教師或?qū)嶒瀻熗瓿?，學(xué)生直接進(jìn)入實驗，按照實驗指導(dǎo)進(jìn)行觀察，被動學(xué)習(xí)的現(xiàn)象較為普遍。

2 教學(xué)改革措施

2.1實驗教學(xué)與理論教學(xué)有機結(jié)合

實驗教學(xué)與理論教學(xué)孰先孰后，一直存在爭議。傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)置通常將實驗教學(xué)置于理論教學(xué)之后，認(rèn)為學(xué)生應(yīng)該先有理論知識，再通過實驗去驗證知識。然而，現(xiàn)代科技史上無數(shù)事實證明，科學(xué)實驗是理論知識的源泉。傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)置無法讓學(xué)生真正體驗到探索未知的科學(xué)研究過程。事實上，實驗教學(xué)與理論教學(xué)不應(yīng)該是從屬關(guān)系，而是各自獨立又相輔相成的教學(xué)體系。實驗教學(xué)先于理論教學(xué)將更有利于提高理論教學(xué)效果。植物系統(tǒng)分類學(xué)涉及大量專業(yè)術(shù)語，例如種鱗、大小孢子葉、孢子囊群、單體雄蕊、瓠果、合蕊柱等，抽象而枯燥。絕大多數(shù)學(xué)生都是死記硬背，并沒有真正理解。若先進(jìn)行實驗教學(xué)，可以使學(xué)生具有感性認(rèn)識，將抽象的概念具體化、形象化，為進(jìn)一步理論學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。另一方面，實驗教學(xué)不應(yīng)該只停留在“觀察現(xiàn)象”的層面，而需要將現(xiàn)象上升到理論層面。在教學(xué)過程中，筆者除了使用實驗教材[7]，還結(jié)合馬煒梁等編寫的理論教材輔助實驗教學(xué)[8]，要求學(xué)生把觀察到的結(jié)構(gòu)、特征與專業(yè)術(shù)語一一對應(yīng)。

2.2 參與實驗材料準(zhǔn)備，調(diào)動學(xué)生主觀能動性

為了讓學(xué)生主動、自覺地學(xué)習(xí)，筆者在教學(xué)中，要求學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)、查閱相關(guān)資料，聯(lián)系實際，選擇各類群的代表種類，獨立準(zhǔn)備實驗材料。重慶師范大學(xué)大學(xué)城校區(qū)背靠縉云山系，植物多樣性豐富，為學(xué)生采集標(biāo)本提供了優(yōu)良的地理條件。對于獨立準(zhǔn)備實驗材料的“作業(yè)”，多數(shù)學(xué)生表現(xiàn)出很高的積極性，他們利用課余時間采集了許多標(biāo)本，一定程度上改善了以往教師準(zhǔn)備實驗材料、學(xué)生被動學(xué)習(xí)的狀況，使得學(xué)生真正參與到實驗教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)中，有助于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和學(xué)習(xí)能力。

又例如，在傳統(tǒng)教學(xué)中，藻類部分的實驗教學(xué)基本上都是以觀察教學(xué)顯微玻片為主。藻類植物在學(xué)生印象中，似乎就是海帶、紫菜等眾所周知的海水藻類的代名詞，而對于物種數(shù)相對更多的淡水藻類，則十分陌生。即使觀察部分淡水藻類的教學(xué)顯微玻片，學(xué)生對藻類植物的認(rèn)識仍然是片面和被動的。于是，筆者在教學(xué)過程中，利用校園池塘眾多的地理優(yōu)勢，鼓勵學(xué)生課前自己取水樣、采水綿等，甚至到校園周邊一些富營養(yǎng)化的水體中采集水樣，然后帶到課堂上進(jìn)行顯微觀察。很多學(xué)生在觀察到水樣中形態(tài)各異的不同藻類時都興奮不已。另一方面，筆者還指導(dǎo)學(xué)生采集校園內(nèi)的氣生藻類進(jìn)行觀察，拓寬他們的知識面。這樣的改革措施極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也使得實驗教學(xué)不再是驗證知識，而變成了學(xué)生積極探索知識的學(xué)習(xí)過程。

2.3 開展小組學(xué)習(xí)，發(fā)揮學(xué)生主體作用

傳統(tǒng)教學(xué)是教師先講，學(xué)生后學(xué)的模式。于是知識是教師灌輸給學(xué)生，學(xué)生被動接受，不利于他們發(fā)現(xiàn)問題和思考問題。筆者在教學(xué)過程中顛倒傳統(tǒng)教學(xué)順序，采用學(xué)生先學(xué)、教師后講的方式，以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體。教師講解內(nèi)容少而精，留更多的時間給學(xué)生操作、學(xué)習(xí)。具體做法如下：將學(xué)生分成若干個學(xué)習(xí)小組，先對照標(biāo)本邊觀察，邊查閱教材、工具書自學(xué)，然后開展小組討論，總結(jié)類群的形態(tài)特征。再由各小組派代表發(fā)言描述所觀察的某一個科或?qū)俚男螒B(tài)特征以及科屬鑒定的主要依據(jù)，其它小組隨后進(jìn)行補充。最后由教師指正、歸納總結(jié)。植物形態(tài)特征的描述是植物系統(tǒng)分類學(xué)理論教學(xué)的重要內(nèi)容，讓學(xué)生通過解剖觀察，對照標(biāo)本進(jìn)行總結(jié)描述，有利于考查他們對知識的理解和掌握程度。教學(xué)實踐證明，這種小組式學(xué)習(xí)方式有助于學(xué)生間形成“比、學(xué)、趕、幫”的良好學(xué)習(xí)氛圍。

2.4以興趣促學(xué)習(xí)，拓展教學(xué)內(nèi)容

興趣是最好的老師。豐富的植物多樣性總是給人愉悅與享受。在完成教學(xué)任務(wù)的前提下，筆者允許并鼓勵學(xué)生根據(jù)自身興趣，采集教學(xué)大綱以外的科屬種類進(jìn)行解剖觀察。植物的花往往是最能吸引學(xué)生并激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的。例如校園里常見的紅花羊蹄甲、紅千層、白花車軸草、紅花酢漿草、鳳仙花、三角梅等是學(xué)生采集最多的種類。對于自己感興趣的標(biāo)本，例如“試管刷花”(紅千層)，學(xué)生總是想盡快知道種名。這時，教師會引導(dǎo)學(xué)生解剖、觀察形態(tài)特征，查閱工具書，找出標(biāo)本所屬的科和屬，最后鑒定到種，而不會直接把答案告訴學(xué)生。對于那些學(xué)生熟悉且能準(zhǔn)確說出種名的標(biāo)本，則要求學(xué)生進(jìn)一步說出鑒定的依據(jù)。有時候，即使是那些學(xué)生能夠正確鑒定的種類，相關(guān)理論知識仍然有學(xué)習(xí)的必要性。例如，重慶地區(qū)非常常見的三角梅，幾乎所有學(xué)生都能說出其種名，但是“我們主要的觀賞部位屬于花的哪一個結(jié)構(gòu)呢？”，學(xué)生們往往一致認(rèn)為“是花瓣”而不是苞片。

2.5開設(shè)創(chuàng)新性實驗，培養(yǎng)學(xué)生實踐精神

創(chuàng)新思維的培養(yǎng)離不開實踐活動。筆者在前人相關(guān)教學(xué)實踐基礎(chǔ)上[9-10]，結(jié)合學(xué)情和校情，要求學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位通過自主選題、設(shè)計、完成至少1個創(chuàng)新性實驗。具體實施過程主要利用學(xué)生課余時間，以實驗教學(xué)平臺和學(xué)院生物學(xué)研究基地為依托來完成相關(guān)實驗內(nèi)容。考慮到大一學(xué)生專業(yè)知識儲備十分有限，因此創(chuàng)新性實驗的選題并不強調(diào)“難”和“新”，而重在過程，強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、解決問題的能力。從學(xué)生的選題來看，主要聚焦于對校園內(nèi)某一個科的植物進(jìn)行分類研究。他們對植物的花和果實進(jìn)行形態(tài)解剖，制作臘葉標(biāo)本，并拍照記錄。然后，通過形態(tài)特征比較，編制分類檢索表，形成較為完整的分類學(xué)資料。此外，也有不少學(xué)生利用學(xué)院生物學(xué)基地種植常見蔬菜種類(以茄科植物為主)和一些觀花、觀葉植物，探究如何促進(jìn)植物生長發(fā)育。極個別學(xué)生還在此基礎(chǔ)上申報了重慶市大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽項目。

2.6科研與教學(xué)相結(jié)合，提升學(xué)生科研能力

在當(dāng)前實驗教學(xué)課時數(shù)被大幅度壓縮的背景下，有限的課堂教學(xué)只能讓學(xué)生掌握植物系統(tǒng)分類學(xué)最基本知識和實驗技能。為了讓學(xué)有余力或?qū)χ参飳W(xué)懷有濃厚興趣的學(xué)生，其科研能力獲得更多拓展機會，教研室教師組織成立課外興趣小組，利用地方植物志等資料，認(rèn)識校園、公園的常見植物、開展學(xué)校周邊外來入侵植物調(diào)查、觀察校園植物物候現(xiàn)象等培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合分析問題的能力。另一方面，吸收學(xué)生參與教師的科研項目，進(jìn)一步培養(yǎng)他們的動手能力和科研素養(yǎng)，為將來求學(xué)深造奠定基礎(chǔ)。近兩年來，學(xué)生從植物學(xué)研究領(lǐng)域選題，先后獲得重慶市高校大學(xué)生創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目資助共3項，多個項目參加了第十二屆、第十三屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽。一些學(xué)生順利通過碩士研究生入學(xué)考試，先后被中國科學(xué)院水生生物研究所、華南植物園、成都生物研究所、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、四川大學(xué)等國內(nèi)知名研究機構(gòu)錄取。

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