新時(shí)期高等師范院校植物學(xué)野外實(shí)踐課程面臨的問(wèn)題及挑戰(zhàn)*

張小卉 康菊清 肖婭萍

（陜西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 陜西西安 710119）

植物學(xué)野外實(shí)習(xí)是認(rèn)識(shí)植物界的實(shí)踐活動(dòng)，也是植物學(xué)教學(xué)中一個(gè)不可替代的環(huán)節(jié)。在野外，學(xué)生初次接觸豐富多樣的物種，眼花繚亂，不知該認(rèn)識(shí)哪種植物？識(shí)別植物有什么規(guī)律可循？不同于課堂教學(xué)，野外教學(xué)面臨環(huán)境復(fù)雜、時(shí)間有限、知識(shí)面廣、 人數(shù)眾多，以及在師范類(lèi)院校中還涉及男、女生源比例不協(xié)調(diào)的問(wèn)題。 因此，在教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中，教師會(huì)面臨很多客觀且多變的問(wèn)題，如何在保障安全的前提下，完整地完成植物學(xué)野外實(shí)習(xí)的內(nèi)容是每個(gè)教師面臨的最大挑戰(zhàn)。

1 植物學(xué)野外實(shí)踐教學(xué)新時(shí)期面臨的主要問(wèn)題

1）時(shí)間短。 定點(diǎn)、短期的實(shí)習(xí)，是國(guó)內(nèi)許多高等師范院校的現(xiàn)狀［1-2］。 在陜西師范大學(xué)為期2 周的生物學(xué)綜合野外實(shí)習(xí)中，植物學(xué)實(shí)習(xí)僅有4 天（包括半天的考核）。 學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)，僅能掌握基本的工作方法和對(duì)于少數(shù)植物的識(shí)別，無(wú)法深入了解該地區(qū)所有的植物物種及分布特征。

2）內(nèi)容多。按照傳統(tǒng)的兩界系統(tǒng)，廣義的植物界涉及藻類(lèi)、菌類(lèi)、苔蘚植物、蕨類(lèi)植物和種子植物，野外實(shí)習(xí)涉及到每個(gè)不同的植物類(lèi)群；此外，為了豐富和擴(kuò)展教學(xué)內(nèi)容，常融合了植物生態(tài)學(xué)、 藥用植物學(xué)、傳粉生物學(xué)等相近學(xué)科的知識(shí)。實(shí)習(xí)的環(huán)節(jié)多而復(fù)雜，包括野外安全知識(shí)、標(biāo)本的采集和壓制方法、物種的鑒定方法、實(shí)習(xí)地常見(jiàn)植物類(lèi)群特征、植物和環(huán)境的關(guān)系，教學(xué)內(nèi)容過(guò)于龐雜分散［3］。

3）學(xué)生人數(shù)多、性別比例不協(xié)調(diào)。近5年來(lái)，陜西師范大學(xué)生物學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生每年的實(shí)習(xí)人數(shù)均達(dá)到300 多人，與其他學(xué)校相比，人數(shù)多。 其中，女生占絕大多數(shù)，如2016 級(jí)321 人中，女生272 人，占總?cè)藬?shù)的85%，男生49 人，僅占總?cè)藬?shù)的15%。

4）專(zhuān)業(yè)教師不足。專(zhuān)業(yè)教師人數(shù)有限，以陜西師范大學(xué)為例，孢子植物實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師3～4 人，種子植物實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師3 人，每組學(xué)生約40～50人，教學(xué)效果不佳。

5）學(xué)生對(duì)野外環(huán)境了解少。近年來(lái)，學(xué)生生源多數(shù)是“90 后”獨(dú)生子女，特殊的成長(zhǎng)環(huán)境，缺乏基本的野外生活常識(shí)，沒(méi)有安全意識(shí)，經(jīng)常會(huì)迷路或掉隊(duì)，加上不能適應(yīng)當(dāng)?shù)氐娘嬍?，穿著不適合爬山的鞋和衣物等，導(dǎo)致突發(fā)小事故不斷。 此外，由于秦嶺深處人為干擾較少，實(shí)習(xí)地植被豐富，山溝路邊草木茂盛，有的道路被灌叢覆蓋，木橋腐朽失修，雨后路面濕滑，各種蜂窩數(shù)量急增，給深入山谷地區(qū)采樣增加了難度。

2 陜西師范大學(xué)植物學(xué)野外實(shí)踐教學(xué)特色及策略

針對(duì)師范院校植物學(xué)野外實(shí)踐人數(shù)多（尤其是女生多）、內(nèi)容多、時(shí)間短、學(xué)生對(duì)環(huán)境了解少等問(wèn)題，充分利用地域優(yōu)勢(shì)、引入數(shù)字化信息平臺(tái)、豐富考核方式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生野外動(dòng)手能力的培養(yǎng)，以期達(dá)到更好的實(shí)習(xí)效果。

2.1 充分利用地域優(yōu)勢(shì) 秦嶺的動(dòng)、植物資源非常豐富，是我國(guó)重要的生物基因庫(kù)和世界生物多樣性豐富的典型代表區(qū)域之一，植被景觀分界明顯，是我國(guó)特有植物的重要分布中心［4］，共有苔蘚植物79 科202 屬581 種，石松類(lèi)和蕨類(lèi)植物27科75 屬319 種［5］，種子植物164 科1 052 屬3 839種［6］。 種子植物中，有秦嶺特有植物192 種，中國(guó)特有植物達(dá)到了1 428 種，還分布著大量的國(guó)家珍稀瀕危保護(hù)植物［7］。

在長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐中，陜西師范大學(xué)利用秦嶺地區(qū)物種多樣性的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，每年7—8月在不同區(qū)域進(jìn)行植被垂直分布帶、物種鑒定及常見(jiàn)類(lèi)群認(rèn)識(shí)、特有植物（包括珍稀瀕危植物）等內(nèi)容的野外實(shí)習(xí)。

1）太白山植被垂直分布帶觀察。秦嶺植物種類(lèi)豐富，北坡短而陡峭、海拔梯度變化大，并具有非常明顯的垂直分布帶譜。實(shí)習(xí)中，由于時(shí)間短，主要借助汽車(chē)、纜車(chē)到達(dá)高海拔區(qū)域。實(shí)習(xí)沿途中，隨著海拔的明顯變化，觀察植被基帶（海拔800～1 000 m）、落葉櫟林帶（海拔800 ～2 300 m）、樺木林帶（2 300～2 800 m）、針葉林帶（2 800～3 400 m）、高山灌叢草甸帶（3 400 m 以上）的特征及其變化，認(rèn)識(shí)每個(gè)植被帶的主要代表植物，介紹國(guó)家Ⅰ級(jí)保護(hù)植物獨(dú)葉草（Kingdonia unifloraBalf.f. et W. W. Sm）、Ⅱ級(jí)保護(hù)植物太白紅杉（Larix chinensisBeissn.）等的特征及分布區(qū)。

2）實(shí)習(xí)基地的植物物種鑒定和常見(jiàn)類(lèi)群的認(rèn)識(shí)。 2007年以來(lái)，陜西師范大學(xué)建立了以寧陜縣旬陽(yáng)壩為主的生物學(xué)野外實(shí)習(xí)基地，旬陽(yáng)壩位于秦嶺腹地，距離西安138 km，海拔約1 300 m，植被覆蓋度高，分布的植物種類(lèi)豐富多樣。通過(guò)常見(jiàn)物種的采集、解剖、鑒定，從而鞏固該類(lèi)群的特征，舉一反三，了解不同類(lèi)群之間的差異，重點(diǎn)講解該地區(qū)特有植物、常見(jiàn)植物、藥用作物、外來(lái)入侵植物、栽培植物等；同時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生“找親戚”，哪幾個(gè)采集的植物有較近的親緣關(guān)系，為什么？介紹一些當(dāng)?shù)氐闹饕幱弥参铮琰h參［Codonopsis pilosula（Franch.） Nannf.］、石沙參（Adenophora polyanthaNakai）、 桔梗 ［Platyco－don grandiflorus（Jacq.） A. DC.］等，一方 面，運(yùn)用 比 較 教 學(xué) 法［8］，從其特征入手，說(shuō)明不同種的特征及其藥用價(jià)值，另一方面，說(shuō)明其結(jié)構(gòu)上的相似性，說(shuō)明它們屬于同科（桔?？疲┑奶卣鳌?掌握實(shí)習(xí)地常見(jiàn)科的識(shí)別特征，以種子植物為例，總結(jié)包括唇形科、蝶形花科、薔薇科、菊科、毛茛科、禾本科等常見(jiàn)科的重點(diǎn)識(shí)別特征，以唇形科植物為例，可總結(jié)出“莖四棱、葉對(duì)生、輪傘花序、花唇形、二強(qiáng)雄蕊、子房四深裂、4 個(gè)小堅(jiān)果”等特征。

3）珍稀瀕危植物及特有植物的認(rèn)識(shí)。 實(shí)習(xí)地分布有許多古老、孑遺和特有物種，如獨(dú)葉草、紅豆 杉［Taxus chinensis（Pilger） Rehd.］、水青樹(shù)（Tetracentron sin－ensisOliv.）、 連香樹(shù)（Cercidiphyllum japonicumSieb. et Zucc.）、廟臺(tái)槭（Acer miaotaienseP. C. Tsoong）、太白紅杉等，介紹其獨(dú)有的特征、分類(lèi)地位、分布信息、現(xiàn)狀及保護(hù)措施。

4）圍繞實(shí)習(xí)地植物的科研小項(xiàng)目。 為了提高學(xué)生的科研能力，許多高校都開(kāi)展了圍繞實(shí)習(xí)基地的專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查（小課題）［1］。 學(xué)生通過(guò)實(shí)習(xí)期間的學(xué)習(xí)，確定感興趣的題目，題目可自擬，例如“實(shí)習(xí)基地珍稀瀕危植物資源及保護(hù)現(xiàn)狀調(diào)查”“旬陽(yáng)壩外來(lái)入侵物種的調(diào)查”“旬陽(yáng)壩藥用植物資源及開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀調(diào)查”等，然后收集材料、設(shè)計(jì)（實(shí)施）調(diào)查或者實(shí)驗(yàn)、獲得的數(shù)據(jù)分析處理、總結(jié)，提升學(xué)生從事科研活動(dòng)的能力。

2.2 分組實(shí)習(xí) 植物學(xué)野外實(shí)踐教學(xué)是大一的課程，每個(gè)年級(jí)約300 人，女生占有絕大多數(shù)。 由于野外實(shí)踐中，大多數(shù)山路較為狹窄往往只能單人通行，如果實(shí)習(xí)小組人數(shù)過(guò)多，隊(duì)伍的首尾距離相對(duì)較遠(yuǎn)，會(huì)存在安全隱患。

針對(duì)人數(shù)過(guò)多問(wèn)題，陜西師范大學(xué)的植物學(xué)實(shí)習(xí)分批進(jìn)行，分別在7月上旬和8月中旬進(jìn)行實(shí)習(xí)，每次約150 人，分為5 個(gè)大組（每組約30人）。 有關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，分組學(xué)習(xí)（實(shí)習(xí)）能發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性［8］。 因此，在野外實(shí)習(xí)中，盡可能將學(xué)生以5～6 人為單位分組，選擇責(zé)任心強(qiáng)、吃苦耐勞、野外適應(yīng)能力強(qiáng)、積極熱情的學(xué)生為小組長(zhǎng)，既有合作又有分工。 同時(shí)，由于女生約占總?cè)藬?shù)的85%，野外活動(dòng)中，應(yīng)發(fā)揮少數(shù)男生、體能較好的女生的作用，將他們分在不同小組中，在采集標(biāo)本、背負(fù)工具、上山過(guò)河等過(guò)程中幫助同伴，有助于活動(dòng)的安全進(jìn)行。

2.3 引入數(shù)字化教學(xué)平臺(tái) 隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，一些人工智能植物識(shí)別APP，例如“花伴侶”“形色”等，可以通過(guò)圖片的比對(duì)給出鑒定的物種名稱(chēng)，然而這些科普性質(zhì)的軟件往往只是看圖識(shí)字，不能教會(huì)學(xué)生識(shí)別植物的規(guī)律，并不適合生物學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)。 陜西師范大學(xué)在植物學(xué)野外實(shí)踐教學(xué)的過(guò)程中，結(jié)合在實(shí)習(xí)基地的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，引入了數(shù)字化信息平臺(tái)，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和場(chǎng)景多元化，不同教學(xué)模式的結(jié)合提高了植物學(xué)野外實(shí)踐的教學(xué)效率。

1）野外實(shí)習(xí)基地的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。 配備了專(zhuān)業(yè)的植物檢索工具書(shū)，例如除《中國(guó)植物志》、《秦嶺植物志》外，還有教研組編著的《秦嶺植物學(xué)野外實(shí)習(xí)手 冊(cè)》、《植物學(xué)野外實(shí)習(xí)指導(dǎo)》［3］。 初步檢索參考《植物學(xué)野外實(shí)習(xí)指導(dǎo)》鑒定到科級(jí)分類(lèi)單元，精確檢索（在科以下水平的檢索），通過(guò)查閱《中國(guó)植物志》、《秦嶺植物志》，也可以結(jié)合《中國(guó)植物志》電子版（http://frps.eflora.cn/），或《中國(guó)植物志》微信版等專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站和軟件，進(jìn)行科以下分屬、分種的檢索。

2）野外實(shí)踐教學(xué)和能力培養(yǎng)平臺(tái)。 學(xué)院擁有植物學(xué)野外實(shí)踐的專(zhuān)業(yè)平臺(tái)，包括國(guó)家理科人才培養(yǎng)基地（生物學(xué)）野外實(shí)踐教學(xué)基地（網(wǎng)址：http://qfpb.snnu.edu.cn）和國(guó)家級(jí)生物學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心的學(xué)習(xí)平臺(tái)（網(wǎng)址：http://vlab.snnu.edu.cn）。

前者的內(nèi)容主要包括實(shí)習(xí)基地概況、 野外工作方法、實(shí)習(xí)路線(xiàn)、實(shí)習(xí)地植被類(lèi)型、常見(jiàn)植物、珍稀瀕危植物圖片，以及現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)視頻，并附有往屆學(xué)生野外實(shí)習(xí)的成果展示（圖片、小論文），學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)站學(xué)習(xí)相關(guān)的內(nèi)容。 后一個(gè)平臺(tái)是實(shí)習(xí)隊(duì)教師和實(shí)驗(yàn)中心教師通過(guò)多次實(shí)地采集不同季節(jié)實(shí)習(xí)地的影像數(shù)據(jù)，整合圖像資料、植被資料、物種資料（常見(jiàn)物種不同器官的三維立體構(gòu)建），建立了虛擬生境下物種的發(fā)現(xiàn)和識(shí)別程序，并且有其生物學(xué)特征、分布、結(jié)構(gòu)等圖文并茂的介紹。 學(xué)生可以在專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)本人賬號(hào)進(jìn)入模擬場(chǎng)景（根據(jù)5 個(gè)不同的植被垂直帶譜劃分的場(chǎng)景，例如針葉林帶場(chǎng)景、高山灌叢草甸帶場(chǎng)景），即可在虛擬的生境中，尋找該植被類(lèi)型中的特有植物，點(diǎn)擊觀察對(duì)象的圖片，即可顯示其主要生物學(xué)特征、生境、分布區(qū)域和三維立體結(jié)構(gòu)。

2.4 強(qiáng)化野外觀察、解剖和拍照 認(rèn)識(shí)植物，不僅僅需要知道它的名稱(chēng)，而且需要知道它與眾不同的特征。 有的學(xué)生在野外只喜歡記植物的名字，或翻看彩色植物手冊(cè)看圖識(shí)植物，囫圇吞棗，這樣短時(shí)記憶后很快就遺忘。隨著相機(jī)、手機(jī)的普及，學(xué)生拍照更為方便，有的直接拍照，查看植物識(shí)別的APP，不求甚解，對(duì)植物的認(rèn)識(shí)僅停留在表面。

陜西師范大學(xué)植物學(xué)的野外實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)中，提倡學(xué)生自己采集圖片，既可以在鑒定標(biāo)本時(shí)作為參考，在實(shí)習(xí)結(jié)束后，學(xué)院還會(huì)組織各種實(shí)習(xí)圖片的展覽和比賽，或者選擇主題明確、拍攝精美的圖片編著成實(shí)習(xí)手冊(cè)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在野外進(jìn)行拍照時(shí)，要求學(xué)生要從專(zhuān)業(yè)角度出發(fā)，對(duì)觀察對(duì)象進(jìn)行由遠(yuǎn)及近、由整體到局部的觀察和拍照，注意采集的三要素：1）生長(zhǎng)小環(huán)境。每種植物具有自己獨(dú)特的生境，應(yīng)該先觀察生長(zhǎng)環(huán)境，周?chē)陌樯参锏刃畔ⅲ?）全身照。 拍照時(shí)，要有一張觀察植株的整體照片，是喬木、灌木、草本，還是藤本，盡量附上參照物，能判斷其株高等信息；3）“花容葉貌”的特寫(xiě)。 在觀察器官特征，從莖、葉、節(jié)、花、果實(shí)等細(xì)節(jié)入手，詳細(xì)完成拍照。不同器官的拍照角度和多少有不同要求，例如在葉的特征中，應(yīng)采集到基生葉和莖生葉，葉腹面和背面特征； 例如花的特征，應(yīng)包括頂面觀和側(cè)面觀，不同花器官的形態(tài)等特征細(xì)節(jié)，例如唇形科植物雄蕊是否伸出花冠筒等特征。

2.5 豐富考核方式 以前的考核大多僅考查標(biāo)本及其所屬科名，單一的考核方式，學(xué)生容易死記硬背，不注意觀察和歸類(lèi)學(xué)習(xí)，翻著標(biāo)本照片嘴里念念有詞。近年來(lái)，各高等院校的考核方式日趨多樣，有的考察野外實(shí)地操作和標(biāo)本圖片制作［9］，有的實(shí)施多元化的考核方式［1-2］，即考試+考核+匯報(bào)+論文。

陜西師范大學(xué)在實(shí)習(xí)的過(guò)程中，從多個(gè)環(huán)節(jié)考察植物學(xué)野外實(shí)習(xí)的效果，包括以下內(nèi)容：1）植物野外采集記錄。 主要考核學(xué)生對(duì)采集標(biāo)本的信息記錄是否規(guī)范、完整、細(xì)致，例如是否記錄了“有特殊氣味、卷須、乳汁、花色”等，占考核的10%；2）標(biāo)本的采集和壓制?？己藢W(xué)生是否學(xué)會(huì)采集不同對(duì)象（如木本、草本、帶有特征的枝條等）、如何壓制大小不同的材料、 如何梳理修剪不同的標(biāo)本等內(nèi)容，應(yīng)該注意的事項(xiàng)等，占考核的10%；3）標(biāo)本的鑒定和檢索過(guò)程。 考核對(duì)檢索對(duì)象數(shù)量（要求每人每天2 個(gè)物種）、結(jié)構(gòu)的掌握（形態(tài)描述）、準(zhǔn)確描述（花程式的書(shū)寫(xiě)）、正確檢索等，占考核的30%；4）標(biāo)本識(shí)別考試。采集實(shí)習(xí)地20～30種常見(jiàn)植物，編號(hào)后，讓學(xué)生寫(xiě)出其名稱(chēng)及所屬的科名，占考核的50%。

2.6 熟悉實(shí)習(xí)路線(xiàn) 鑒于學(xué)生人數(shù)多、不熟悉野外環(huán)境、缺乏基本的安全常識(shí)，因此，選擇有不同代表物種、安全的實(shí)習(xí)路線(xiàn)尤為重要。

陜西師范大學(xué)實(shí)習(xí)隊(duì)每年出行前，會(huì)從以下幾方面入手，選擇合適路線(xiàn)。 1）提前1 個(gè)月的實(shí)地考察。隨著退耕還林的實(shí)施，實(shí)習(xí)地的植被恢復(fù)迅速，山路路況復(fù)雜多變。 每年實(shí)習(xí)前，學(xué)院主要帶隊(duì)教師深入實(shí)習(xí)地，考察當(dāng)年的各條實(shí)習(xí)路線(xiàn)和基地的準(zhǔn)備情況，做好應(yīng)對(duì)措施，為野外實(shí)習(xí)的安全實(shí)施打好前站；2）設(shè)定熟悉而且安全的實(shí)習(xí)路線(xiàn)。到達(dá)實(shí)習(xí)地后，專(zhuān)業(yè)教師在提前考察好的實(shí)習(xí)路線(xiàn)中，根據(jù)具體的天氣和環(huán)境因素，選定固定、安全的實(shí)習(xí)路線(xiàn)，例如發(fā)現(xiàn)蜂窩后，在其附近標(biāo)注明顯的提醒標(biāo)識(shí)字樣，避免學(xué)生路過(guò)時(shí)驚擾蜂群，減少危險(xiǎn)因素；3）出發(fā)前的路線(xiàn)介紹。 給學(xué)生詳細(xì)介紹當(dāng)天實(shí)習(xí)路線(xiàn)和特有植物，說(shuō)明時(shí)間安排、分組情況和實(shí)習(xí)任務(wù)。

通過(guò)對(duì)高等師范院校生物學(xué)專(zhuān)業(yè)植物學(xué)野外實(shí)踐的分析，在實(shí)習(xí)的過(guò)程中，應(yīng)發(fā)揮當(dāng)?shù)氐赜騼?yōu)勢(shì)、結(jié)合定點(diǎn)和散點(diǎn)的實(shí)習(xí)地［10］、引入信息化的教學(xué)輔助平臺(tái)、突出植物學(xué)野外實(shí)習(xí)的特色內(nèi)容、豐富考核方式，使這一實(shí)習(xí)課程得到較好的效果，為以后學(xué)習(xí)相關(guān)專(zhuān)業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。