基于二維碼技術(shù)的“普通植物病理學(xué)”課程教學(xué)改革與實踐

韓長志，白雪珍

（西南林業(yè)大學(xué) 云南省森林災(zāi)害預(yù)警與控制重點實驗室，云南昆明 650224）

基于二維碼技術(shù)的“普通植物病理學(xué)”課程教學(xué)改革與實踐

韓長志，白雪珍

（西南林業(yè)大學(xué) 云南省森林災(zāi)害預(yù)警與控制重點實驗室，云南昆明 650224）

該文闡述了“普通植物病理學(xué)”課程理論教學(xué)與實驗教學(xué)的改革實踐，通過對理論課程內(nèi)容的二維碼設(shè)置、實驗教學(xué)中盒裝標(biāo)本與玻片標(biāo)本的二維碼設(shè)置等方面進行教學(xué)改革，較大程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改變了學(xué)生被動學(xué)習(xí)、課堂依賴等長期存在的弊端，理順了教與學(xué)之間的相互關(guān)系，使教師更加注重課堂外教學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)備工作，也使學(xué)生能較好地利用二維碼實現(xiàn)課堂外的學(xué)習(xí)。

普通植物病理學(xué)；理論教學(xué)；實驗教學(xué)；改革實踐；二維碼

“普通植物病理學(xué)”不僅是農(nóng)學(xué)類植物保護專業(yè)的基礎(chǔ)課，也是林業(yè)院校森林保護與游憩（森林保護）專業(yè)的基礎(chǔ)課。它不僅要求本科生掌握普通植物病理學(xué)的基本理論知識，而且要求學(xué)生掌握專業(yè)性強的實驗操作技能。在國內(nèi)大多數(shù)農(nóng)業(yè)院校的教學(xué)計劃中，該課程總學(xué)時為88，理論課學(xué)時為56，實驗課學(xué)時為32［1］。本校森林保護專業(yè)該課程總學(xué)時為48，其中理論學(xué)時為32，實驗學(xué)時為16；植物保護專業(yè)該課程的總學(xué)時為56，其中理論學(xué)時為32，實驗學(xué)時為24。該課程的傳統(tǒng)教學(xué)方式主要是以老師講授理論知識點為主，實驗課則以學(xué)生觀察植物病害盒裝標(biāo)本、顯微鏡觀察病原菌玻片標(biāo)本和制作臨時玻片觀察病原菌形態(tài)為主。多年的教學(xué)實踐表明，由于該課程理論知識點龐雜，專業(yè)詞匯晦澀難懂，常導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和興趣不高，并嚴(yán)重地影響課程的教學(xué)質(zhì)量［2］。如果任課教師不能深刻把握諸多知識點的內(nèi)在精髓，極易形成“臺上全盤灌輸、臺下死記硬背、教學(xué)枯燥乏味、學(xué)生不求甚解”的尷尬局面［3］。

因此，本實驗室在分析以往開展“普通植物病理學(xué)”教學(xué)改革成就的基礎(chǔ)上，明確提出理論教學(xué)與實踐教學(xué)的重要性，就二維碼的特點及在教學(xué)方面的可行性進行分析，提出將二維碼引入教學(xué)的方法，即在對“普通植物病理學(xué)”理論教學(xué)知識點和實驗教學(xué)操作指南進行梳理、匯總的基礎(chǔ)上，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。同時，對目前植物病理學(xué)教研室所保存的植物病害盒裝標(biāo)本、病原菌玻片標(biāo)本進行數(shù)字化處理，整理出適合二維碼技術(shù)應(yīng)用的文本文件、網(wǎng)絡(luò)地址、多媒體等資料，利用二維碼在線生成器制作用于上述資料的二維碼，并將這些二維碼嵌合在“普通植物病理學(xué)”教學(xué)、實驗等課件（PPT）上，以及將二維碼打印粘貼在實驗教學(xué)所需的標(biāo)本上。通過上述操作，促進二維碼用于理論教學(xué)和實驗教學(xué)，更好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率，從而提升該課程的教學(xué)質(zhì)量。

1 前人教學(xué)改革成就

目前，通過對以往所展開的“普通植物病理學(xué)”課程教學(xué)改革研究進行歸納、總結(jié)和分析，發(fā)現(xiàn)主要集中在以下3個方面。

1）就多媒體課件而言，開設(shè)該課程的國內(nèi)農(nóng)林院?；旧隙荚谑褂肞owerPoint來開展教學(xué)活動，同時，一些院校還開發(fā)了一系列以計算機輔助教學(xué)（CAI）為主導(dǎo)的多媒體課件［2］，如南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，以及基于數(shù)據(jù)庫的輔助教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)等研究［4］，如福建農(nóng)林大學(xué)。

2）就理論教學(xué)而言，教學(xué)者往往從教學(xué)方法、教學(xué)形式等方面開展教學(xué)改革研究及探索［5－7］，以便更好地提高教學(xué)質(zhì)量、增強學(xué)生綜合素質(zhì)。同時，在課堂上應(yīng)用一些教學(xué)語言技巧，為自然科學(xué)“人文化”的實現(xiàn)提供指導(dǎo)［8］，以及使用雙語開展教學(xué)改革研究的探索等［9］。具體而言，文獻［10］就理論教學(xué)中的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等方面的改革進行了探討，文獻［11］則從學(xué)生的角度評價和審視該課程實踐教學(xué)模式，探討學(xué)生群體對該課程的適應(yīng)性。

3）實驗教學(xué)改革方面，國內(nèi)諸多教師結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)歷介紹了開展實驗教學(xué)改革的成果并提出了對于今后實驗教學(xué)改革的構(gòu)想［12－16］。文獻［17］認為通過結(jié)合教師研究方向為學(xué)生開展實驗以及增加對學(xué)生的實驗課考試環(huán)節(jié)等，可以有效地促進教學(xué)質(zhì)量的提升；文獻［15］認為應(yīng)充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段及現(xiàn)有科研資源來提高教學(xué)質(zhì)量；文獻則［18－19］認為從實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)標(biāo)本建設(shè)和考核方式等方面進行實驗教學(xué)改革，有助于提升實驗教學(xué)質(zhì)量。

作為一門以技術(shù)操作為主的專業(yè)基礎(chǔ)課程，能否較好地實現(xiàn)理論教學(xué)與實踐教學(xué)有機結(jié)合是學(xué)生能否較好掌握理論知識和操作技能的關(guān)鍵。前人所開展的教學(xué)改革研究要么針對教學(xué)課件的開發(fā)、使用為主，要么以實驗教學(xué)改革為主，人為割裂了理論教學(xué)與實驗教學(xué)之間結(jié)合的有機性［20］，不利于更好地實現(xiàn)“普通植物病理學(xué)”課程的教學(xué)改革向縱深方向發(fā)展。因此，對該課程的教學(xué)改革應(yīng)立足于理論教學(xué)與實驗教學(xué)兩方面開展應(yīng)用與探索，為進一步提升該課程的教學(xué)水平打下堅實的理論基礎(chǔ)。

2 二維碼特點及在教學(xué)中應(yīng)用的可行性分析

2.1 二維碼特點

近年來，隨著國家信息化進程加快，二維碼（2－dimensional code）開始大量進入人們的視野，這個黑白相間、具有“馬賽克”般正方形的圖案正改變著人們的生活，其具有以下6個特點。1）高密度編碼，信息容量大，可容納多達1 850個字符，或2 710個數(shù)字，或1 108個字節(jié)，或500多個漢字。2）容錯能力強，具有糾錯功能，這就使得二維碼由于穿孔、污損等引起局部損壞時，照樣可以正確識讀。一般而言，損毀面積達50，仍可恢復(fù)信息。3）譯碼可靠性高，可引入加密措施，其誤碼率低，保密性、防偽性好。4）成本低，易制作，持久耐用。5）條碼符號形狀、尺寸大小比例可變。6）讀取方便，它不僅可使用專門閱讀器進行識讀，而且支持3G智能手機的攝像頭讀取。

2.2 二維碼在教學(xué)改革的可行性分析

鑒于二維碼技術(shù)所具有的良好特性，從網(wǎng)絡(luò)資源下載、網(wǎng)上購物、電子票務(wù)到質(zhì)量防偽、名片識別，二維碼的應(yīng)用無處不在。一些學(xué)者對其在多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方面的可行性進行了分析［21］，該技術(shù)可以與PowerPoint、視頻和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺等傳統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)無縫銜接、優(yōu)勢互補［22］。

基于二維碼所具有的諸多優(yōu)點，其可以較好地應(yīng)用于高校諸多課程的教學(xué)中，從而使學(xué)生產(chǎn)生極大地學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生對于知識的掌握程度，更好地促進教學(xué)質(zhì)量的提升，增加學(xué)生未來就業(yè)的砝碼?！捌胀ㄖ参锊±韺W(xué)”作為農(nóng)林院校植物保護專業(yè)、森林保護與游憩（森林保護）專業(yè)本科生的基礎(chǔ)課，直接關(guān)系著后續(xù)課程“農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)”“經(jīng)濟林病理學(xué)”和“園林植物病理學(xué)”等的學(xué)習(xí)，對于學(xué)生培養(yǎng)專業(yè)素養(yǎng)具有十分重要的意義。

2.3 二維碼引入教學(xué)的方法

對國內(nèi)外《普通植物病理學(xué)》教材［23－26］及《普通植物病理學(xué)考點歸納與全真模擬》［27］等書籍進行梳理、匯總相關(guān)理論教學(xué)知識點，以及在整理、匯總實驗教學(xué)標(biāo)本、操作指南的基礎(chǔ)上，首先，最大限度利用網(wǎng)絡(luò)資源，以理論教學(xué)知識點為基礎(chǔ)獲取相關(guān)網(wǎng)址及網(wǎng)絡(luò)資源，同時，通過借鑒、參考國內(nèi)外科研院所有關(guān)標(biāo)本數(shù)字化的處理方式，解析不同學(xué)科在處理實驗教學(xué)標(biāo)本的方法，從而明確進一步開展該課程實驗標(biāo)本的數(shù)字化處理的最優(yōu)方法；其次，對目前植物病理學(xué)教研室所保存的、實驗教學(xué)相關(guān)植物病害盒裝標(biāo)本、病原菌玻片標(biāo)本進行數(shù)字化處理，同時對尚有缺乏的病害標(biāo)本、病原菌玻片標(biāo)本進行合理補充，構(gòu)建較為全面的植物病害標(biāo)本數(shù)據(jù)庫資源，并對上述資源進行整理，獲得適合二維碼技術(shù)應(yīng)用的文本文件、網(wǎng)絡(luò)地址、多媒體等資料；再次，利用二維碼在線生成器（http：／／cli.im／）將上述文本文件、網(wǎng)絡(luò)地址等制作上述資料的二維碼，并將這些二維碼嵌合在“普通植物病理學(xué)”教學(xué)、實驗等課件上，以及將二維碼（紙質(zhì)版）粘貼在實驗所需的標(biāo)本上，通過上述操作，實現(xiàn)二維碼在理論教學(xué)和實驗教學(xué)中的應(yīng)用；最后，將上述所獲得的“普通植物病理學(xué)”理論、實驗教學(xué)課件用于實際的教學(xué)檢驗中，并對其進行修改、完善，最終形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的本?！捌胀ㄖ参锊±韺W(xué)”教學(xué)實驗課件及實驗教學(xué)標(biāo)本，更好地促進學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提升該課程的教學(xué)質(zhì)量，如圖1所示。

圖1 二維碼引入教學(xué)的方法

3 理論教學(xué)改革

3.1 理論教學(xué)內(nèi)容不斷充實更新，逐步實現(xiàn)二維碼對知識點的全覆蓋

為了較好地將二維碼貫穿到整個知識講授過程，使學(xué)生更好地獲得二維碼，植物病理學(xué)教研室各位老師首先將普通植物病理學(xué)全部知識點進行總結(jié)歸納，并完成《普通植物病理學(xué)考點歸納與全真模擬》一書的編寫。利用工作及業(yè)余時間及時完成理論教學(xué)內(nèi)容知識點二維碼的制作工作，如圖2所示。使得課程內(nèi)容不僅在課堂上可以得到較好地講授，在課堂外，學(xué)生也可以較好地實現(xiàn)對知識點的自學(xué)以及進一步學(xué)習(xí)掌握。

實踐證明，二維碼在理論教學(xué)中的應(yīng)用，不僅可以打破“臺上老師全盤灌輸、臺下學(xué)生死記硬背”的尷尬局面，還可以進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。將二維碼運用于實際教學(xué)中，使得學(xué)生在課上不用一味地忙于做筆記，只要把主要知識點記下即可，大部分時間則用來認真聽老師講解相關(guān)知識點；學(xué)生可以利用課后對二維碼進行掃描，不僅隨時隨地可以獲得課上老師所講的知識點，也可以拓展其對相關(guān)知識理解的廣度和深度；同時，也使得教師對于每一節(jié)課程內(nèi)容的講授能夠做到詳略有當(dāng)、重點突出，對于教師課前準(zhǔn)備工作也提出了更高的要求。隨著網(wǎng)絡(luò)授課理念的不斷推進和普及，高校傳統(tǒng)教學(xué)受到了較大地挑戰(zhàn)，如何更好地利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，更好地實現(xiàn)教師與學(xué)生之間的互動，將在一定程度上關(guān)系著教學(xué)質(zhì)量的提升與否。目前，有關(guān)理論教學(xué)知識點的二維碼制作工作還在穩(wěn)步推進，理論教學(xué)內(nèi)容將不斷充實更新，今后將逐步實現(xiàn)二維碼對知識點的全覆蓋，更好地實現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

圖2 已獲得的二維碼

如圖2（a）所示，掃描后植物病理學(xué)（plant pathology／phytopathology）是研究植物病害的發(fā)病原因、病害發(fā)生發(fā)展規(guī)律、植物與有害生物間的相互作用機制以及病害預(yù)測及防治的學(xué)科。主要包括普通植物病理學(xué)和農(nóng)業(yè)（園藝）植物病理學(xué)兩大骨干課程，前者以基本概念和基本原理為主，后者以具體病害診斷和防治為主。

如圖2（b）所示，掃描后菌物（fungi），往往也叫真菌，是一類具有真正細胞核、無葉綠素，不能進行光合作用，以吸收為營養(yǎng)方式的有機體。不含葉綠素，無根、莖、葉的分化，異養(yǎng)生物，其營養(yǎng)體通常是絲狀分支的菌絲體，細胞壁的主要成分是幾丁質(zhì)（chitin）或纖維素（cellulose），無根、莖葉的分化，通過產(chǎn)生各種類型的孢子進行有性生殖或無性生殖。

3.2 實驗教學(xué)內(nèi)容更加完善，二維碼拓展了標(biāo)本的可視性

就實驗教學(xué)而言，隨著時間的推移，一些盒裝的植物病害實物標(biāo)本的癥狀特征會出現(xiàn)不同程度的失真、變色現(xiàn)象，嚴(yán)重影響學(xué)生對于病害癥狀的觀察識別，而數(shù)字化病害標(biāo)本則具有保真性高、保存時間長久等特性，可以較好地解決傳統(tǒng)病害實物標(biāo)本失真、變色等問題；同時，由于空間限制的原因，許多實驗室只能陳列出具有典型癥狀的病害標(biāo)本，而數(shù)字化病害標(biāo)本則不受空間的限制，故可以展示諸如病害發(fā)生的初期癥狀、中期癥狀以及晚期癥狀等，甚至是連續(xù)變化過程均可以實現(xiàn)，極大地增加了學(xué)生對病害標(biāo)本的觀察識別效果，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

作為理論教學(xué)的重要補充，實驗教學(xué)所使用的盒裝標(biāo)本、玻片標(biāo)本可以較好地彌補傳統(tǒng)理論教學(xué)的不足。近些年借助多媒體技術(shù)所實施的理論教學(xué)在很大程度上保障了理論教學(xué)的形象性和可視性，可以較好地激發(fā)學(xué)生對于諸如植物病害標(biāo)本癥狀、病原菌形態(tài)特性等內(nèi)容的興趣。然而，作為“普通植物病理學(xué)”理論教學(xué)中不可或缺的實驗教學(xué)，長期以來處于較為尷尬的境界。傳統(tǒng)的實驗課程教學(xué)方法是由實驗教師幫助學(xué)生完成很大一部分準(zhǔn)備工作，學(xué)生只是按教師的講解和實驗手冊的步驟進行操作，而前人就此問題進行了教學(xué)改革實踐，改變了以往簡單的學(xué)生實驗、編寫報告的教學(xué)方法，將實驗教學(xué)貫穿到實驗準(zhǔn)備、實驗過程、編寫報告、實驗考試等全過程［6］。有的院校實施實驗教學(xué)是以實驗員為任課教師開展的，有的學(xué)校則是簡單對于理論教學(xué)進行補充說明，極大地阻礙了實驗教學(xué)應(yīng)有的作用。

圖3 玻片標(biāo)本使用二維碼效果及其掃描后顯示內(nèi)容

目前，“普通植物病理學(xué)”實驗教學(xué)所使用的病原菌玻片標(biāo)本有兩種，一種購于試劑公司，一種為教師學(xué)生自制標(biāo)本。不管哪種玻片標(biāo)本其尺度均為9 cm×3 cm。限于尺寸，并不能在其上標(biāo)注更多的信息，嚴(yán)重制約了學(xué)生對其認識的全面性。而二維碼則由于其所具有的面積小、所含信息量豐富，較好地滿足了學(xué)生對于玻片標(biāo)本的深入認識，如圖3所示。而隨著二維碼技術(shù)對實驗標(biāo)本的全覆蓋，將大量的有關(guān)標(biāo)本的內(nèi)容通過二維碼的形式引入盒裝標(biāo)本以及玻片標(biāo)本上，學(xué)生們則可以通過親自操作相關(guān)實驗內(nèi)容，較好地理解標(biāo)本的“前世今生”，從而較好地實現(xiàn)學(xué)生對實物標(biāo)本的認知。

隨著二維碼技術(shù)在“普通植物病理學(xué)”教學(xué)改革的逐漸深入，近期，設(shè)想對學(xué)生進行二維碼技術(shù)的教學(xué)工作，將盒裝標(biāo)本和玻片標(biāo)本二維碼的制作過程講授給學(xué)生，使其能夠在開展普通植物病理學(xué)實習(xí)課程上以小組為單位完成對植物病害標(biāo)本的采集、制作以及二維碼的形成等工作，更好地體驗二維碼帶給教學(xué)的便利，也為進一步補充教學(xué)標(biāo)本提供重要的保障。

4 結(jié)束語

將二維碼引入“普通植物病理學(xué)”課程理論教學(xué)與實驗教學(xué)改革，目前尚未見相關(guān)學(xué)術(shù)報道。該教學(xué)改革不僅可以較好地對原有盒裝植物病害標(biāo)本、病原菌玻片標(biāo)本進行保護，而且也可以獲得具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“普通植物病理學(xué)理論”、實驗教學(xué)課件及相關(guān)實驗標(biāo)本，也為進一步提高傳統(tǒng)優(yōu)勢學(xué)科的教學(xué)質(zhì)量提供重要的數(shù)字化平臺，同時，也為學(xué)生在課后進一步學(xué)習(xí)相關(guān)課程知識提供重要的平臺。利用大學(xué)生喜聞樂見的二維碼技術(shù)應(yīng)用于“普通植物病理學(xué)”課程理論教學(xué)以及實驗教學(xué)改革中，是適應(yīng)目前“慕課”背景下多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛應(yīng)用條件新形勢教學(xué)的需要，也是更好地促進本科教育質(zhì)量、使之進一步提升的重要舉措之一。

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Reform and Practice in General Plant Pathology Teaching Using Two－Dimensional Code Techniques

HAN Changzhi，BAI Xuezhen
（The Key Laboratory of Forest Disaster Warning and Control of Yunnan Province，Southwest Forestry University，KunMing，650224，China）

Reform and practice of General Plant Pathology teaching，which include the theoretical aspects of the course content with the two－dimensional code settings and experimental teaching through boxed and slide specimens based on two－dimensional code settings，have extent stimulate student interest in learning，and change the drawbacks of university teaching with character of passive learning for student and dependent on classroom.Meanwhile，this reform and practice have straighten out the relationship between teaching and learning，and teachers can pay more attention to prepare the teaching content outside the classroom，while students not only in the classroom get better on learning content，but can take advantage of the two－dimensional code to achieve better learning outside the classroom.

general plant pathology；theoretical teaching；experiment teaching；reform and practice；two－dimensional code

G64

A

10.3969／j.issn.1672－4550.2016.06.034

2015－07－30；修改日期：2016－11－22

西南林業(yè)大學(xué)教育科學(xué)研究課題（yb201429）；國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃立項項目（201510677004）；西南林業(yè)大學(xué)大學(xué)生科技創(chuàng)新項目（1462）；云南省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（515006075）。

韓長志（1981－），男，博士，副教授，主要從事經(jīng)濟林木病害生物防治與分子生物學(xué)方面的研究。