植物生物學(xué)課程實踐教學(xué)的改革和探索

滕紅梅，周玉亭，李寶平

(運城學(xué)院 生命科學(xué)系，山西運城044000)

植物生物學(xué)課程是生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生首先接觸的一門必修課程。其實踐環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響著生物學(xué)人才的質(zhì)量，對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)也會起一定的作用。植物生物學(xué)實踐環(huán)節(jié)包括實驗、實習(xí)兩大部分。近年來，為了更好地加強實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實踐能力，我們從增加現(xiàn)場實踐教學(xué)環(huán)節(jié)入手，通過精心組織安排實習(xí)、充分發(fā)揮顯微數(shù)碼互動實驗室，改革實驗、實習(xí)的教學(xué)方法和手段，并結(jié)合導(dǎo)師制，在實踐環(huán)節(jié)進行了有益的嘗試。

1.在學(xué)期中間增加現(xiàn)場實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

植物生物學(xué)是一門實踐性、直觀性很強的課程。無論形態(tài)解剖學(xué)還是系統(tǒng)分類學(xué)，都要求理論和實際的緊密結(jié)合。原來的教學(xué)計劃有24個實驗學(xué)時和一周的高山實習(xí)，存在實踐學(xué)時偏少的情況。同時，由于高山實習(xí)是在理論課結(jié)束之后進行，理論課和實踐課間隔時間較長，學(xué)生往往不能及時對所學(xué)理論知識進行消化及鞏固，理解不夠充分，再加上由于學(xué)生對以前所學(xué)知識遺忘較多，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不夠理想。因此，我們在學(xué)期中間增加了6學(xué)時的期中實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，共分兩次進行，分別在校園和與學(xué)校毗鄰的舜帝陵公園進行，在校園進行營養(yǎng)器官形態(tài)的現(xiàn)場教學(xué)，在舜帝陵公園則是利用其種類豐富的植物進行分類學(xué)的現(xiàn)場教學(xué)。

通過現(xiàn)場實物教學(xué)，使學(xué)生對基礎(chǔ)知識理解更深刻，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，關(guān)于葉子的形態(tài)知識，對葉緣、葉基、葉裂的描述;雌雄蕊的形態(tài)特點和類型，果實的分類等知識;很多名詞術(shù)語，如異形葉性、葉鑲嵌、互生、合軸分枝等內(nèi)容，對于初學(xué)者來講，僅靠老師的講解和課本上的文字描述內(nèi)容會感覺較難理解，而現(xiàn)場教學(xué)能夠見到實物，通過老師對照實物的講解，再來理解課本上的描述，學(xué)生會印象深刻。對于植物分類學(xué)內(nèi)容而言，通過現(xiàn)場教學(xué)學(xué)生能夠?qū)χ参锏臓I養(yǎng)器官、生殖器官以及整體形態(tài)有全面的認(rèn)識，能夠牢固掌握該物種的特征，而不是通過死記硬背來記憶。

通過在學(xué)期中間增加現(xiàn)場實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生邊學(xué)習(xí)理論知識邊接觸植物，增強了理論和實踐教學(xué)之間的時效性，提高了學(xué)習(xí)效率，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。

2.精心組織安排實習(xí)，使學(xué)生獲益匪淺

以往的高山植物實習(xí)常常由于學(xué)生多，教師少，野外環(huán)境空曠，學(xué)生活動范圍較大，往往效果不夠理想，近年來我們采取以下措施來提高實習(xí)效果。

第一，分組競賽法。為提高學(xué)習(xí)效率，激發(fā)學(xué)生求知欲和榮譽感，我們將全班分成4個大組，每個組的成員進行分工協(xié)作，對標(biāo)本的采集、栓簽、整理、記錄進行分工，輪換不同的“崗位”，使學(xué)生在一周的時間鍛煉不同的技能，每天晚上進行小組之間競賽，小組間的標(biāo)本進行交流。實習(xí)結(jié)束時，對各組采集的標(biāo)本質(zhì)量和數(shù)量開展比賽，根據(jù)標(biāo)本的珍稀程度及采集的難易程度評出最佳標(biāo)本采集獎;根據(jù)制作標(biāo)本的科學(xué)性和觀賞性評出最佳標(biāo)本制作獎;根據(jù)采集本和采集記錄標(biāo)簽上的記錄情況評出最佳紀(jì)錄獎，最后評出最佳采集人，最佳標(biāo)本制作人等。

第二，內(nèi)容拓展法。植物分類知識是植物生物學(xué)中的難點內(nèi)容，在以往的實習(xí)中學(xué)生常常是記住了植物的名稱，對特征和用途等了解不夠。近年來，在實習(xí)中我們盡可能充分講解實踐性的內(nèi)容，把植物分類講活。將每科植物的特征編成順口溜，便于學(xué)生記憶，例如，“葫蘆科中多為瓜，水果蔬菜都有它，卷須攀援到處爬，花冠合生單性花，一枚雌蕊能結(jié)瓜，瓠果來于下位花”等等。同時將經(jīng)濟植物、中草藥、野生花卉等方面的相關(guān)知識介紹給學(xué)生，介紹植物在園林綠化、農(nóng)業(yè)及環(huán)境保護等方面的具體應(yīng)用。另外，盡可能地向?qū)W生介紹學(xué)科發(fā)展中的應(yīng)用性新成果，把教師的科研內(nèi)容融入到實習(xí)的內(nèi)容中，激發(fā)學(xué)生的求知欲。例如，講解黃連木、漆樹的應(yīng)用價值及發(fā)展前景，領(lǐng)春木的科研價值，金蓮花的保護價值、翅果油樹、文冠果的能源價值、丁香屬植物、槭樹科植物的觀賞價值等等，通過這些理論聯(lián)系實際的講解，激發(fā)起同學(xué)們對植物分類的濃厚興趣，也為今后的工作打下相應(yīng)的基礎(chǔ)。

第三，串聯(lián)講解法。為了對實習(xí)中所涉及的有關(guān)知識進行整理和梳理，并進一步鞏固學(xué)生的實習(xí)成果，我們安排在實習(xí)的最后一天進行實習(xí)總結(jié)，主要做法是教師通過實例把形態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)、分類學(xué)及生態(tài)學(xué)知識進行融會貫通的講解和歸納總結(jié)。例如，我們會分別拿出同學(xué)們做好的6份標(biāo)本，有蕨類植物、真菌、苔蘚植物、裸子植物和被子植物中的單、雙子葉植物，讓同學(xué)們先從形態(tài)上分析它們的各自識別要點，進行辨認(rèn)，再分析他們的生境、習(xí)性、形態(tài)特點以及周圍伴生的植物種類，然后對形態(tài)特征一一進行比較，讓學(xué)生歸納它們的進化順序和親緣關(guān)系的疏遠(yuǎn)，進一步理解它們的系統(tǒng)學(xué)地位，通過這樣融會貫通的講解，使學(xué)生能夠過通過全局來認(rèn)識植物及植物界的分門別類，更好地把握和理解本門課程，起到加深記憶的作用。

3.充分發(fā)揮顯微數(shù)碼互動實驗室作用，改革實驗教學(xué)方法和手段

原來的實驗課主要是學(xué)生通過顯微鏡觀察裝片，對照課本上的圖片進行結(jié)構(gòu)的識別，但由于顯微鏡視野范圍的限制，交流不便，師生互動較少，往往存在有些學(xué)生對所觀察的植物內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)不甚清楚或者一知半解的情況。另外，學(xué)生在觀察自制的裝片時，有些同學(xué)做得效果很好，但只是周圍的少數(shù)同學(xué)能夠看到，大部分同學(xué)無法觀摩。為了彌補傳統(tǒng)實驗課的弊端，我們建設(shè)了顯微數(shù)碼互動實驗室，安裝了顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)。有了這個系統(tǒng)后，一方面消除了師生在顯微圖像上的溝通障礙，充分實現(xiàn)了師生互動，另一方面能夠使教師對全體或個別學(xué)生實現(xiàn)快速而有效的指導(dǎo)和幫助，改變了傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)實驗課的教學(xué)模式，使教師可以隨時監(jiān)控和掌握每個學(xué)生的觀察情況，便于及時進行督促和指導(dǎo)。

有了這個系統(tǒng)后，教師可以通過主控臺上的電腦觀察到每位學(xué)生所擁有的顯微鏡視野，繼而通過投影儀把所有的圖像投影到大屏幕上，這樣，每位學(xué)生都可以看到老師和其他同學(xué)的圖像，并且顯微鏡的指針系統(tǒng)可以指示顯微鏡中的任何位置，使討論雙方對內(nèi)容一目了然，師生間的交流也十分直觀［1］。例如，厚角組織的觀察是教學(xué)中的難點，又是徒手裝片，許多學(xué)生所做切片厚薄不均勻或者太厚不容易找到，有些同學(xué)片子做得很好，但由于組織細(xì)胞形態(tài)特點不夠突出，還是找不到要觀察的目標(biāo)。采用新系統(tǒng)后，能夠及時通過大屏幕展示某一個同學(xué)的優(yōu)秀裝片，使全班同學(xué)都能夠及時觀察到目標(biāo)，并且能夠?qū)ο鄳?yīng)的結(jié)構(gòu)做很好的解釋，極大地提高了學(xué)習(xí)的效率。

同時，我們對舊的教學(xué)模式進行了改革，消除了原來實驗課觀察時間少，作業(yè)難度大，繪圖量大的缺陷。原來的課堂上習(xí)慣讓學(xué)生將在顯微鏡下觀察到的根、莖、葉的解剖結(jié)構(gòu)進行繪圖，結(jié)果是學(xué)生要花費較多的時間去繪制解剖結(jié)構(gòu)詳圖，疲于應(yīng)付作業(yè)，影響了觀察的時間和效果。改革后，我們要求學(xué)生繪圖時繪出各部分結(jié)構(gòu)的輪廓圖，然后再繪制橫切面的1/4或1/8詳圖，這樣節(jié)省了大量的作業(yè)時間，利于學(xué)生更好地進行觀察和思考。

4.組織學(xué)生參與標(biāo)本室的建設(shè)

植物標(biāo)本室是收集和儲藏植物標(biāo)本的場所，它對于植物生物學(xué)的教學(xué)和研究是必不可少的。我校因搬遷新校，標(biāo)本在裝箱運輸后需重新整理、歸類和統(tǒng)計。利用這一契機，我們大膽讓學(xué)生參與標(biāo)本室的建設(shè)和整理工作。整理標(biāo)本由大學(xué)三年級和四年級的部分同學(xué)承擔(dān)，同學(xué)們利用暑假時間，從標(biāo)本的逐份除塵、整理、照片的拍攝、標(biāo)簽的補充、分科歸屬，到最后的消毒、入柜等一系列的環(huán)節(jié)組成流水線，每個學(xué)生都積極參與其中。在這個過程中，學(xué)生們學(xué)會了標(biāo)本的消毒、標(biāo)本的制作以及標(biāo)本的初步鑒定等技能。同時，對于一些未鑒定的種類，還指導(dǎo)學(xué)生使用《中國植物志》等工具書練習(xí)進行科、屬的鑒定。這個過程艱辛枯燥，但同學(xué)們干的不亦樂乎。通過這個過程的訓(xùn)練，同學(xué)們的植物分類學(xué)技能得到極大的鍛煉和提升。

在對植物標(biāo)本室蠟葉標(biāo)本進行分門別類整理的基礎(chǔ)上，同學(xué)們對標(biāo)本室的標(biāo)本進行了建檔，對植物標(biāo)本室標(biāo)本數(shù)據(jù)資源庫進行了初步建設(shè)，摸清了蠟葉標(biāo)本的家底。統(tǒng)計結(jié)果表明:運城學(xué)院植物標(biāo)本室數(shù)據(jù)資源庫中共收錄1107種植物，隸屬于432屬106科，保存標(biāo)本5625份［2］，待鑒定植物470份，其中具藥用價值的植物400種，具有山西道地藥用植物黨參、丹參、遠(yuǎn)志、黃芪、連翹、地黃、柴胡等;具觀賞價值的植物有300多種，野生觀賞植物有東陵八仙花、美薔薇、花葉丁香、華北珍珠梅、南蛇藤、接骨木、衛(wèi)矛、毛黃櫨等。這些資料為標(biāo)本室植物資源網(wǎng)上學(xué)習(xí)平臺的建設(shè)提供了基礎(chǔ)資料。同學(xué)們在參與標(biāo)本室的建設(shè)過程中，還對標(biāo)本室建設(shè)的方向、標(biāo)本制作、標(biāo)本室管理等方面提出了很多建設(shè)性的建議。

為完善標(biāo)本室的標(biāo)本種類，同學(xué)們制作了鏡框蠟葉標(biāo)本，使標(biāo)本成為具有較高保存價值的工藝品，增加了蠟葉標(biāo)本的保存價值和觀賞價值;制作了原色和保色浸泡標(biāo)本，制作了30余種果實的保色標(biāo)本和20余種花卉的原色標(biāo)本，豐富了標(biāo)本室的標(biāo)本種類。學(xué)生參與標(biāo)本室建設(shè)，極大地鍛煉了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。2012年11月，在運城學(xué)院的本科教學(xué)評估中，生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生在植物生物學(xué)實踐方面的優(yōu)異表現(xiàn)得到教育部專家的肯定和稱贊。

5.實行導(dǎo)師制，推動植物生物學(xué)的實踐活動持續(xù)開展

導(dǎo)師制(Tutionial system)是由英國教育學(xué)家早在14世紀(jì)提出的概念。該制度的實行使牛津大學(xué)的本科教育取得了極為卓著的成績，成為英國高等教育中獨具特色的教育模式，對各國高等教育產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響［3］。高校本科生導(dǎo)師制與現(xiàn)代大學(xué)教學(xué)理念是不謀而合的，充分體現(xiàn)本科生導(dǎo)師因材施教和個性化教育的特點，是目前深化高校教育教學(xué)改革、積極探索創(chuàng)新型人才成長和培養(yǎng)規(guī)律、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效途徑。生命科學(xué)系是運城學(xué)院師資力量較強的系部，目前擁有教授5名，副教授13名，博士17名，碩士20名，碩士以上學(xué)歷的教師占教師總數(shù)的77%，具有開展導(dǎo)師制的良好條件。為提高學(xué)生實踐創(chuàng)新能力和動手能力，2012年，我們在本科生中進行導(dǎo)師制的探索與實踐，并結(jié)合導(dǎo)師制的實施，努力試圖促進植物生物學(xué)課程實踐環(huán)節(jié)的實施。

第一，指導(dǎo)學(xué)生參加科研課題研究，指導(dǎo)學(xué)生參與到教師的縱向和橫向課題研究中，進行具體某一方面的系統(tǒng)訓(xùn)練。例如，與運城市林業(yè)局聯(lián)合開展“中條山野生觀賞花卉開發(fā)利用研究”，與運城市藥材公司開展了“運城市中草藥品種調(diào)查研究”，與運城市藥檢所開展了“山西道地藥材的結(jié)構(gòu)發(fā)育與主要藥用成分的關(guān)系研究”，這些課題中都有大一到大四的學(xué)生參與。

第二，引導(dǎo)學(xué)生參與產(chǎn)學(xué)研合作。生命科學(xué)系與棉花科學(xué)研究所在“旱地小麥高效用水關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”等方面進行了聯(lián)合攻關(guān)。這些科研項目都有大三、大四的學(xué)生參加，從2010到2012年共有24名學(xué)生參與8個研究課題，學(xué)生利用暑期和節(jié)假日進行實驗，通過實驗學(xué)生的實踐能力得到極大的提高。

第三，指導(dǎo)學(xué)生主持申報植物學(xué)方面的大學(xué)生創(chuàng)新研究項目。近5年來，教師共指導(dǎo)學(xué)生申報植物學(xué)有關(guān)的大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目40項，其中，院級35余項，省級2項，國家級1項。“轉(zhuǎn)基因番茄目標(biāo)基因的定位及表達(dá)研究”的項目獲得國家資助。山西南部3種珍稀野生觀賞花木的引種馴化及繁育、黑莓NBS序列的分析與克隆、樹莓花青素合成途徑關(guān)鍵酶基因的克隆、小菊帶蕾扦插造型技術(shù)的應(yīng)用、金葉佛甲草在屋頂綠化中的適應(yīng)性研究、幾種中草藥DNA提取及新型分子標(biāo)記分析、運城園林樹木資源及其應(yīng)用評價等項目研究取得較好的成效。

幾年來，我們持續(xù)對植物生物學(xué)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進行深化和強化，對之進行了有益的探索和嘗試。從幾屆學(xué)生的表現(xiàn)來看，學(xué)生的動手能力不斷提高，實驗和實習(xí)中的基本技能也得以熟練。我們相信針對這門課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革必將收獲更豐碩的果實，也會對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)起到很好的引導(dǎo)作用。

［1］彭安，郭冬生，張維.生物科學(xué)創(chuàng)新教育模式——顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)，現(xiàn)代教育技術(shù)，2003(4).

［2］滕紅梅.建立“四位一體”植物生物學(xué)實踐教學(xué)體系，推進創(chuàng)新型人才培養(yǎng)［J］.運城學(xué)院學(xué)報，2013(2).

［3］高昀.牛津大學(xué)的導(dǎo)師制對我國本科生教育的啟示［J］.理工高教研究，2004(4).