“樹木學(xué)”課程實(shí)踐教學(xué)改革

張憲智 康永祥

(西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院，陜西楊凌 712100)

“樹木學(xué)”課程實(shí)踐教學(xué)改革

張憲智 康永祥

(西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院，陜西楊凌 712100)

“樹木學(xué)”是林學(xué)專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。目前，“樹木學(xué)”課程實(shí)踐教學(xué)存在著理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)不同步、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性、野外實(shí)習(xí)時(shí)間不足等問題。針對這些問題，探討了“樹木學(xué)”課程實(shí)踐教學(xué)的改革措施。首先，利用多種教學(xué)手段開展實(shí)踐教學(xué)，從網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、室內(nèi)與室外聯(lián)合教學(xué)、植物識別比賽3個(gè)方面豐富“樹木學(xué)”課程實(shí)踐教學(xué)的方法；其次，在強(qiáng)化植物分類學(xué)前沿理論知識的基礎(chǔ)上，提高學(xué)生對樹木的認(rèn)知能力；第三，制定科學(xué)合理的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，增加野外實(shí)習(xí)時(shí)間。通過實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性得到充分調(diào)動，樹木分類的實(shí)戰(zhàn)技能得到提升，“樹木學(xué)”課程的教學(xué)質(zhì)量也得到明顯改善。

樹木學(xué)；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)研究

“樹木學(xué)”是林學(xué)專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程之一，樹木學(xué)知識也是“森林生態(tài)學(xué)”“森林培育學(xué)”“林木遺傳育種學(xué)”“森林經(jīng)理學(xué)”“森林保護(hù)學(xué)”等專業(yè)課程的理論基礎(chǔ)，在林業(yè)人才培養(yǎng)中占據(jù)重要位置[1]。我國約有10 000種樹木，種類之間形態(tài)差異細(xì)微，分類與鑒定困難，同時(shí)樹木會隨環(huán)境的變化而變化，在不同的發(fā)育時(shí)期呈現(xiàn)出不同的外貌，這使得“樹木學(xué)”課程必須借助大量的實(shí)踐教學(xué)，才能讓學(xué)生將理論知識融會貫通，從而掌握樹種的識別、分類技能[2-3]。因此，對“樹木學(xué)”課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，可以提高“樹木學(xué)”課程的教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力。

一、“樹木學(xué)”課程實(shí)踐教學(xué)存在的問題

(一)實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)不同步

“樹木學(xué)”課程的理論教學(xué)是按照教材排列的順序開展的，從總論到裸子植物門再到被子植物門[4]。傳統(tǒng)教學(xué)采取先學(xué)習(xí)理論知識，再開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)行樹木科屬種的識別。這樣的教學(xué)安排，看似符合教學(xué)規(guī)律，實(shí)際上卻忽視了樹木本身生長發(fā)育的節(jié)律，實(shí)踐教學(xué)容易錯(cuò)過樹種的關(guān)鍵物候階段，如花期和果期，影響了學(xué)生對樹種識別要點(diǎn)的理解與掌握。理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的脫節(jié)，造成學(xué)生對樹木認(rèn)知的深度、廣度及熟練程度的不足。

(二)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性

林學(xué)專業(yè)大一開設(shè)的“植物學(xué)”與大二開設(shè)的“樹木學(xué)”兩門課程在教學(xué)上自成體系，缺乏必要的溝通與銜接。學(xué)生反映在“植物學(xué)”課堂中，教師有關(guān)形態(tài)分類術(shù)語的講述不充分、不透徹，學(xué)生學(xué)完“植物學(xué)”課程后，未能很好地理解諸如花冠類型、花序種類、果實(shí)類別、葉脈特征等術(shù)語的含義。這無形中增加了“樹木學(xué)”實(shí)踐教學(xué)的任務(wù)，造成課程內(nèi)容的重復(fù)講解。此外，“植物學(xué)”課程教材中所利用的植物分類系統(tǒng)與“樹木學(xué)”課程教材不一致，給學(xué)生帶來學(xué)習(xí)的困擾。林學(xué)專業(yè)所用“植物學(xué)”課程教材依據(jù)中國植物志的分類系統(tǒng)，即恩格勒系統(tǒng)進(jìn)行排列，講解各科的識別特征；而“樹木學(xué)”課程教材在裸子植物部分采用鄭萬鈞系統(tǒng)，被子植物部分則依據(jù)克朗奎斯特系統(tǒng)進(jìn)行編排。不同的植物分類系統(tǒng)之間，科、屬所涵蓋的范圍存在著差別，無形中帶來了相應(yīng)科、屬識別要點(diǎn)的不同，給學(xué)生檢索表的學(xué)習(xí)與編撰帶來了一定的困難。

(三)野外實(shí)習(xí)時(shí)間不足

野外實(shí)習(xí)是幫助學(xué)生加深對理論知識的理解，培養(yǎng)活學(xué)活用實(shí)踐能力的最為有效的訓(xùn)練手段之一。通過野外實(shí)習(xí)，可以加強(qiáng)教師和學(xué)生的雙向互動，讓學(xué)生由被動的“聽”和“記”轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥摹翱础焙汀跋搿保瑥亩鴨l(fā)并引導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題[5]。但是，林學(xué)專業(yè)的“樹木學(xué)”課程野外實(shí)習(xí)時(shí)間僅有6天，相對于課堂上所講授的樹木種類以及實(shí)習(xí)基地(秦嶺火地塘林場)所蘊(yùn)藏的樹種資源來說，6天的野外實(shí)習(xí)時(shí)間太短暫，無法完成較多的實(shí)習(xí)內(nèi)容，達(dá)不到實(shí)習(xí)應(yīng)有的效果。

二、“樹木學(xué)”課程實(shí)踐教學(xué)改革的措施

(一)通過多種途徑開展多樣化的實(shí)踐教學(xué)

在實(shí)踐教學(xué)中，要充分體現(xiàn)學(xué)生作為教學(xué)主體的宗旨。教師應(yīng)努力成為學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者，引導(dǎo)學(xué)生自己去認(rèn)知、去觀察，從而培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。在“樹木學(xué)”課程實(shí)踐教學(xué)改革中，筆者利用多種教學(xué)手段幫助學(xué)生加深對樹木特征的印象。

1.充分利用專業(yè)數(shù)據(jù)庫資源

隨著信息科學(xué)、生物技術(shù)、計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，植物分類學(xué)已步入數(shù)字化時(shí)代，分類信息學(xué)已成為一門新興的學(xué)科[6]。伴隨著植物分類信息學(xué)的興起，一些專業(yè)的數(shù)據(jù)庫已經(jīng)建立并開始有效地運(yùn)行，這為“樹木學(xué)”課程的實(shí)踐教學(xué)提供了較好的教學(xué)資源。筆者在“樹木學(xué)”課程實(shí)踐教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生利用這些網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，進(jìn)一步夯實(shí)其植物分類學(xué)的基礎(chǔ)知識?！皹淠緦W(xué)”課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源見表1。

表1 “樹木學(xué)”課程實(shí)踐教學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源

中國數(shù)字植物標(biāo)本館(CVH)和自然標(biāo)本館(CFH)是學(xué)生接觸最多的數(shù)據(jù)庫。每次理論課后，教師均會布置作業(yè)，讓學(xué)生分別從CVH和CFH中收集標(biāo)本和活體植株的圖片，尤其那些具有關(guān)鍵形態(tài)特征的微距圖片。利用數(shù)據(jù)庫資源使學(xué)生從感官上加深對樹種的識別印象，當(dāng)提到形態(tài)術(shù)語時(shí)，學(xué)生頭腦中能馬上浮現(xiàn)出對應(yīng)的模樣。例如樟科植物花藥數(shù)目與排列的解剖照片，直觀地展現(xiàn)了該科分屬檢索表所表達(dá)的含義；再如薔薇科植物的花與果實(shí)照片，形象地反應(yīng)了科下各物種之間的外貌差別。

2.室內(nèi)外實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合

喬木、灌木樹種是“樹木學(xué)”課程的主要研究對象，其識別要點(diǎn)包括不同發(fā)育時(shí)期的外觀、樹干與樹皮特征等。而干燥保存的枝葉和花果標(biāo)本以及實(shí)驗(yàn)課前新采的枝葉花果標(biāo)本均難以全面反映樹種的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性[7]。因此，筆者將實(shí)驗(yàn)課一分為二，1小時(shí)鑒定標(biāo)本，把握識別要點(diǎn)；另1小時(shí)，前往新鮮標(biāo)本的采集地，觀察樹種全貌，進(jìn)一步加深學(xué)生對樹木特征的理解。如松科松屬白皮松的識別，樹皮鱗片狀剝落是該樹種的關(guān)鍵識別特征之一，但白皮松的標(biāo)本難以反映鱗片狀剝落的特征，而在白皮松活體植株前，教師講解該要點(diǎn)就一目了然了，學(xué)生對白皮松鱗片狀剝落的特征難以忘卻。

此外，依據(jù)樹木的花期、果期物候，筆者對“樹木學(xué)”課程的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。因木蘭科植物花期較早，因此將木蘭科排列在教學(xué)內(nèi)容的最前端，隨后再開始講授薔薇科、蝶形花科、楊柳科的特征。裸子植物部分被放在最后進(jìn)行講授，以當(dāng)年生球花、球果來展示松科、柏科等樹木的形態(tài)區(qū)別，從而有效實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的融合。

3.依托“植物識別大賽”鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)交流與學(xué)習(xí)

因?yàn)闃淠緜€(gè)體本身的遺傳與生存環(huán)境的差異，造成樹種內(nèi)存在一定的變異，為樹木的識別與鑒定帶來了困難。因此，教師引導(dǎo)學(xué)生針對樹木特征開展交流與討論，能更好地培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。筆者將每個(gè)班分成4個(gè)小組，每小組5～6人，規(guī)定每個(gè)小組在每次實(shí)驗(yàn)課前采集10種帶花或果的樹木標(biāo)本，在實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行10分鐘的介紹，并擬定所采樹種的名錄。而后在教師的監(jiān)督下，開展小組之間的樹木識別比賽。最后，教師再對學(xué)生鑒定錯(cuò)誤的樹種進(jìn)行講解，以此鍛煉學(xué)生細(xì)微的觀察能力。如在區(qū)分紫玉蘭、白玉蘭、廣玉蘭3個(gè)樹種時(shí)，學(xué)生就花被片的大小及葉柄是否有環(huán)狀托葉痕對辨別樹種是否具有重要作用展開了討論。教師在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上加以講解，既能很好地闡述木蘭屬的特征及其原始性，又能使學(xué)生輕松地理解這些近緣物種之間的差別。

學(xué)校每年6月份都會舉辦“校園植物識別大賽”，這是學(xué)習(xí)與交流的好機(jī)會。筆者將學(xué)生在比賽中所得成績計(jì)入“樹木學(xué)”課程考核成績，占總成績的5%，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。“校園植物識別大賽”的開展，還帶動了學(xué)校其他專業(yè)學(xué)生對植物多樣性的認(rèn)識，無形中進(jìn)行了生動有效的科普教育與宣傳。

(二)統(tǒng)籌“樹木學(xué)”的“植物學(xué)”課程理論教學(xué)內(nèi)容，為實(shí)踐教學(xué)奠定扎實(shí)的知識基礎(chǔ)

“樹木學(xué)”課程的理論教學(xué)分為兩大部分，即總論與各論?？傉撋婕爸参锓诸愊到y(tǒng)、分類學(xué)概念、植物的命名、檢索表編制等內(nèi)容；分論則涉及重要的科、屬、種的特征，生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性，地理分布，應(yīng)用價(jià)值等內(nèi)容[8]。如果沒有“植物學(xué)”課程的良好基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)“樹木學(xué)”課程知識將會十分困難，“樹木學(xué)”課程的實(shí)踐教學(xué)也難以開展。因此，在進(jìn)行“植物學(xué)”與“樹木學(xué)”課程大綱制定、內(nèi)容安排、教材選取時(shí)，應(yīng)注意二者的銜接與連貫性，體現(xiàn)出層次遞進(jìn)的關(guān)系。一方面，學(xué)生通過“植物學(xué)”課程的學(xué)習(xí)，掌握名詞術(shù)語，理解分類學(xué)概念與方法，為“樹木學(xué)”課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)；另一方面，通過“樹木學(xué)”課程的學(xué)習(xí)，強(qiáng)化植物分類學(xué)的理論知識，使其靈活應(yīng)用于木本植物的識別與鑒定上。

植物分類系統(tǒng)是“植物學(xué)”與“樹木學(xué)”課程的一個(gè)核心內(nèi)容，教材的編排離不開所采取的分類系統(tǒng)[9]。為使學(xué)生能深刻理解不同參考書中物種歸屬的異同，筆者拓展了該理論部分的學(xué)習(xí)。植物分類可采用的依據(jù)繁多，不同證據(jù)可能支持不同結(jié)果，導(dǎo)致某些種類的歸屬存在爭議(例如榆科樸屬的位置)，從而誕生了不同的植物分類系統(tǒng)。其中恩格勒系統(tǒng)、哈欽松系統(tǒng)、塔赫他間系統(tǒng)、克朗奎斯特系統(tǒng)、達(dá)格瑞系統(tǒng)主要依據(jù)形態(tài)學(xué)、傳粉生物學(xué)、解剖學(xué)、胚胎學(xué)等證據(jù)，而APG(angiosperm phylogeny group)系統(tǒng)則主要依據(jù)DNA和蛋白質(zhì)序列、次生代謝產(chǎn)物等證據(jù)。目前，國際上主流的被子植物分類系統(tǒng)是APG系統(tǒng)。該系統(tǒng)自1998年提出以來，得到了全球植物學(xué)家的廣泛響應(yīng)與參與，目前已更新到第四版[10]。國外的植物學(xué)相關(guān)教材、各大標(biāo)本館、博物館、植物園也多采用該系統(tǒng)，我國的上海辰山植物園也開始利用此最新的分類系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)本的管理與編排。為了使學(xué)生掌握最前沿的理論知識與信息，筆者在“樹木學(xué)”課程理論教學(xué)環(huán)節(jié)重點(diǎn)介紹了各科屬在APG系統(tǒng)中的地位，并依據(jù)APG系統(tǒng)，改革了現(xiàn)有的“植物學(xué)”和“樹木學(xué)”教材體系，促進(jìn)了“樹木學(xué)”課程教學(xué)的現(xiàn)代化發(fā)展。植物分類學(xué)證據(jù)及主要分類系統(tǒng)見表2。

表2 植物分類學(xué)依據(jù)及主要分類系統(tǒng)

(三)構(gòu)建科學(xué)合理的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系，增加野外實(shí)習(xí)時(shí)間

“樹木學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容很多，要全部精細(xì)講授是不現(xiàn)實(shí)的，學(xué)生也難以在短時(shí)間內(nèi)接受。因此，根據(jù)教學(xué)大綱和林學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，教師需精心、慎重地選擇實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容。通過“授人以漁”的方式，讓學(xué)生學(xué)會樹木分類、識別、鑒定的技巧，從而可借助資料，對未知樹木及其標(biāo)本進(jìn)行準(zhǔn)確判定。在長時(shí)間的積累后，學(xué)生才能熟記樹種特征，掌握其分布及應(yīng)用價(jià)值等信息。

就林學(xué)專業(yè)的“樹木學(xué)”課程實(shí)踐教學(xué)而言，教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容應(yīng)放在森林培育、林業(yè)規(guī)劃與建設(shè)、生態(tài)與生物多樣性保護(hù)、環(huán)境治理等方面，重點(diǎn)介紹我國的重要樹種，如銀杏、水杉、板栗、胡桃、水曲柳、香樟、毛白楊、白樺、金錢槭等。通過對這些樹種的講解，使學(xué)生掌握其所在科、屬的基本分類要點(diǎn)。此外，還應(yīng)延長野外教學(xué)實(shí)習(xí)時(shí)間，由原來的6天延長為10天。通過標(biāo)本采集、壓制、鑒定，直至最后樹種名錄的完成，訓(xùn)練學(xué)生借助參考資料(如《陜西樹木志》《中國樹木志》《秦嶺植物志》《黃土高原植物志》等)，獨(dú)立開展樹種資源調(diào)查工作，為其走向就業(yè)崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、“樹木學(xué)”課程實(shí)踐教學(xué)改革的成效

(一)調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性

通過課堂內(nèi)外的多層次教學(xué)改革，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)“樹木學(xué)”課程的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生對樹木的情感。在樹木圖片收集、樹木識別比賽、前沿分類知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，學(xué)生對于植物多樣性、樹木多樣性的認(rèn)識得到加強(qiáng)。在好奇心的驅(qū)動下，學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間，主動觀察樹木枝葉花果特征的自主性逐步提升。目前“樹木學(xué)”理論課的出勤率維持在98%以上，實(shí)驗(yàn)課與野外實(shí)習(xí)的出勤率均達(dá)100%。學(xué)生在課堂上與教師的互動明顯增加，且每次上課均有學(xué)生拿著標(biāo)本或者照片請教師幫忙鑒定。在網(wǎng)絡(luò)上，也經(jīng)常有學(xué)生發(fā)來植物照片，向教師請教。正所謂“一花一世界”，當(dāng)學(xué)生對植物的奇妙世界感興趣后，學(xué)習(xí)起來更有主動性。

(二)提高了學(xué)生的樹木分類實(shí)戰(zhàn)技能

在實(shí)踐教學(xué)改革中，突出了對學(xué)生實(shí)戰(zhàn)技能的訓(xùn)練。通過室內(nèi)與室外的聯(lián)合教學(xué)、實(shí)驗(yàn)課上樹木分類小組的比賽及一年一度的“校園植物識別大賽”，學(xué)生很好地掌握了課堂上所講授的樹木科屬種的識別要點(diǎn)，并能活學(xué)活用。在最近兩屆“校園植物識別大賽”中，林學(xué)專業(yè)多名學(xué)生從全校本科生及研究生中脫穎而出，榮獲二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)，受到學(xué)校、學(xué)院的嘉獎(jiǎng)與肯定。“樹木學(xué)”課程的野外實(shí)習(xí)完成之后，有不少學(xué)生積極聯(lián)系“森林生態(tài)學(xué)”“森林病理學(xué)”等專業(yè)課的授課教師，積極爭取參與“生物多樣性資源調(diào)查類”項(xiàng)目研究的機(jī)會，為個(gè)人走向工作崗位奠定了良好的基礎(chǔ)。

(三)提高了課程教學(xué)的效果

通過豐富實(shí)踐教學(xué)方法、合理確定實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容等措施，“樹木學(xué)”課程的教學(xué)效果得到明顯改善，學(xué)生的考試成績逐步攀升。近幾年，“樹木學(xué)”課程的學(xué)生評教結(jié)果均為優(yōu)秀(96分以上)。學(xué)生普遍反映，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的加強(qiáng)不僅有助于他們理解該課程的理論知識，而且有效積累了課本上無法學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)性知識。大部分學(xué)生的平時(shí)成績可達(dá)85分以上，班級成績優(yōu)秀率高于50%。“樹木學(xué)”課程期末考試的試卷成績也得到了顯著提高，林學(xué)專業(yè)每個(gè)班90分以上的學(xué)生有4～6人，80分以上的學(xué)生15～20人，而55分以下的人數(shù)逐年下降，僅有1～3人?！皹淠緦W(xué)”課程教學(xué)效果的改善也有力推動了林學(xué)專業(yè)“大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目”的開展與實(shí)施。

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(責(zé)任編輯 王 偉)

全國林業(yè)碩士專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式改革試點(diǎn)項(xiàng)目“西北農(nóng)林科技大學(xué)林業(yè)碩士專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式研究”，項(xiàng)目編號LYJZW-GGSD201505；西北農(nóng)林科技大學(xué)教學(xué)改革研究重點(diǎn)項(xiàng)目“基于模擬仿真教學(xué)的植物識別類課程優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源庫建設(shè)”，項(xiàng)目編號JY1502020。