智能手機(jī)在植物學(xué)教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用

師雪芹， 韓 菲

(安徽師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院 生物環(huán)境與生態(tài)安全安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 蕪湖 241000)

植物學(xué)是高等師范院校生物學(xué)專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，教學(xué)內(nèi)容包括形態(tài)解剖學(xué)和系統(tǒng)分類學(xué)兩部分。形態(tài)解剖學(xué)主要包括植物的細(xì)胞、組織、器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征以及功能；系統(tǒng)分類學(xué)主要涉及藻類、菌物、苔蘚、蕨類和種子植物的分類和系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和野外實(shí)習(xí)是植物學(xué)教學(xué)的三大環(huán)節(jié)。理論教學(xué)是教師向?qū)W生傳授基本的理論知識(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生可以通過解剖觀察驗(yàn)證理論知識(shí)，而野外實(shí)習(xí)則是將所學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中去識(shí)別植物，這三大環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，缺一不可。

近幾年，隨著技術(shù)的進(jìn)步和人們生活水平的提高，智能手機(jī)已成為大學(xué)生學(xué)習(xí)及生活的必備工具。智能手機(jī)擁有便捷的操作方式、大容量、高像素、強(qiáng)兼容性，同時(shí)可運(yùn)行各種App，使其滲透到生活、學(xué)習(xí)和娛樂的各個(gè)方面。在高校教學(xué)實(shí)踐中，手機(jī)也在發(fā)揮著作用[1-6]，本文以植物學(xué)教學(xué)實(shí)踐為例，探討智能手機(jī)的用武之地。

1 手機(jī)拍攝功能在植物學(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

1.1 在理論教學(xué)中的應(yīng)用

植物形態(tài)解剖學(xué)部分，教師要將植物各種組織或器官的內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)圖呈現(xiàn)并講解給學(xué)生，如輸導(dǎo)組織和莖的次生結(jié)構(gòu)；分類學(xué)部分主要是將科屬的重點(diǎn)特征和代表植物用圖片展示出來，幫助學(xué)生理解并掌握。目前大多數(shù)的教材以黑白圖片為主并且數(shù)量有限；教師的演示文稿(PPT)圖片多為彩色且內(nèi)容豐富，可以幫助學(xué)生理解課本上的文字描述，特別是一些抽象的概念。但是，這些圖片無法通過筆記記錄，學(xué)生就可以通過手機(jī)拍照把這些圖像內(nèi)容記錄下來方便課后復(fù)習(xí)，也節(jié)約記筆記的時(shí)間，從而更加專注地聽講。在課堂外，學(xué)生也可以隨時(shí)用手機(jī)記錄身邊發(fā)現(xiàn)的植物與老師進(jìn)行交流討論，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)使教與學(xué)真正的結(jié)合在一起。

1.2 在植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

植物實(shí)驗(yàn)內(nèi)容離不開顯微鏡和解剖鏡，不論是永久裝片還是臨時(shí)裝片，由于取材部位、取材時(shí)間、裝片的狀態(tài)、學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)以及其他一些原因，會(huì)導(dǎo)致每個(gè)學(xué)生觀察的結(jié)果和理解都不是完全一致，有時(shí)有很大出入。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室依然是一人一鏡，看鏡繪圖的模式，但學(xué)生有了問題無法及時(shí)與教師交流。這時(shí)就利用手機(jī)拍照，將有疑惑的結(jié)構(gòu)照片上傳班級(jí)QQ群或微信群進(jìn)行討論，大大促進(jìn)了學(xué)生之間以及師生之間的交流。同時(shí)，為了更加有效快捷地解決問題，對(duì)于一些共性和典型的問題，教師可以提前將圖片拍好制作成PPT進(jìn)行講解，而對(duì)于個(gè)別問題則進(jìn)行單獨(dú)講解。對(duì)于一些動(dòng)態(tài)的現(xiàn)象或教師的示范則可以進(jìn)行攝像播放給學(xué)生觀看，比如細(xì)胞的胞質(zhì)運(yùn)動(dòng)，以及徒手切片的方法。此外，手機(jī)直播也被應(yīng)用到其他學(xué)科教學(xué)中，比如微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中[2]。這些照片可以選擇性地積累作為教學(xué)資料，也可保留作為學(xué)生復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)之用。相比傳統(tǒng)的數(shù)碼互動(dòng)教學(xué)，智能手機(jī)的應(yīng)用更加便捷、高效且成本低，像素更高。

1.3 在植物學(xué)野外實(shí)習(xí)中的應(yīng)用

野外實(shí)習(xí)中，通常是教師帶領(lǐng)學(xué)生識(shí)別植物，采集并制作標(biāo)本。大多數(shù)的植物，采集時(shí)往往只能取其部分枝條，記錄其生境和習(xí)性等信息，完成的蠟葉標(biāo)本是干燥狀態(tài)，顏色質(zhì)地等都不同于新鮮狀態(tài)。彩色照片作為臘葉標(biāo)本的良好補(bǔ)充，則是比較簡(jiǎn)單直觀的方式，不僅能看到生境、植物習(xí)性，還可以看到生活狀態(tài)時(shí)莖、葉、花的顏色和空間排列。在實(shí)際教學(xué)中，并不是所有采集的植物都用來制作標(biāo)本，那些沒有壓制的植物可以以圖片的方式保留下來。在植物識(shí)別的過程中，即使教師不在現(xiàn)場(chǎng)，也可以通過QQ或微信進(jìn)行及時(shí)溝通和解答。在實(shí)習(xí)結(jié)束，可以通過組織實(shí)習(xí)匯報(bào)，如每個(gè)小組設(shè)計(jì)制作一份實(shí)習(xí)報(bào)告圖冊(cè)，或者以組為單位做交流匯報(bào)，制作野外實(shí)習(xí)海報(bào)和展板進(jìn)行比賽，可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和參與度。

2 手機(jī)App在植物學(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

App(全稱Application)指的是智能手機(jī)的第三方應(yīng)用程序。目前基于智能手機(jī)的App開發(fā)得越來越多，許多是與教學(xué)相關(guān)的。手機(jī)App 的優(yōu)點(diǎn)是將娛樂的元素融入高校教學(xué)活動(dòng)中，從學(xué)生的年齡特點(diǎn)、興趣激發(fā)點(diǎn)、信息時(shí)代的特點(diǎn)出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情；豐富教學(xué)手段，拓展教學(xué)空間，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。目前手機(jī)App已經(jīng)在高校教學(xué)和科研中得到很多的應(yīng)用，比如：護(hù)理醫(yī)學(xué)[3]、大學(xué)物理[4]、英語(yǔ)教學(xué)[5]、對(duì)外漢語(yǔ)[6]、植物生物學(xué)[7-8]以及植物葉片識(shí)別[9]、葉面積的測(cè)量[10]、樹木胸徑測(cè)量[11]等方面。

最常用的App就是微信、QQ、微博等，除了娛樂和交流功能之外，這些軟件也可以用來學(xué)習(xí)，例如關(guān)注一些科研機(jī)構(gòu)或期刊的公眾號(hào)，就可以了解相關(guān)領(lǐng)域的最新進(jìn)展和動(dòng)態(tài)，充分利用碎片時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)。在植物分類學(xué)習(xí)中，經(jīng)常會(huì)查一些物種信息，《中國(guó)植物志》中英文電子版均可以在線查詢，其也有對(duì)應(yīng)的手機(jī)版本App，安裝后可以很方便地查詢，相比較百度之類的搜索引擎的查詢結(jié)果，信息官方且可靠，也免去了厚重的植物志攜帶上的不方便。除此之外，還有一些根據(jù)花識(shí)別植物的App被廣泛使用，這里列舉3種：“形色”“花伴侶”“微軟識(shí)花”?！靶紊笔怯珊贾荽竽每萍脊煞萦邢薰就瞥龅能浖?，界面簡(jiǎn)潔，具有GPS地圖功能以及論壇交流功能?！盎ò閭H”是由中科院植物研究所系統(tǒng)與進(jìn)化植物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合魯朗軟件開發(fā)的植物識(shí)別應(yīng)用，照片上傳后僅輸出最佳匹配以及可信度百分比，沒有備選選項(xiàng)；“微軟識(shí)花”是微軟亞洲研究院攜手中科院植物所推出的，上傳照片后可以提供候選項(xiàng)。三者在使用地域上沒有明顯區(qū)別，對(duì)一些常見園林觀賞植物都有較好的識(shí)別能力，用戶可以根據(jù)喜好選擇安裝。目前，使用較為普遍的是“形色”。必須指出的是利用軟件識(shí)別植物還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到理想的狀態(tài)，對(duì)于一些不常見的野生植物或者同屬相似的植物，軟件就可能會(huì)給出錯(cuò)誤的答案，或者一種植物給出幾個(gè)名字，這需要使用者有甄別能力。再比如現(xiàn)在在野外調(diào)查中常常會(huì)用到一款“戶外助手”的App，可以提供幾種地圖查看、軌跡記錄、經(jīng)緯度換算、測(cè)距、興趣標(biāo)注等許多工具，這些在植物學(xué)野外實(shí)習(xí)中也可以應(yīng)用。以上只是列舉了幾個(gè)可以用在植物學(xué)學(xué)習(xí)中的App。目前，許多高校都開發(fā)了自己的課程相對(duì)應(yīng)的App[3-4]，這將是高校教學(xué)改革的一個(gè)趨勢(shì)。

3 智能手機(jī)附加配件在植物學(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

智能手機(jī)成為生活的重要部分后，許多附加的配件如手機(jī)顯微鏡、手機(jī)鏡頭等也隨之產(chǎn)生并不斷地升級(jí)，可以直接用在植物學(xué)的教學(xué)實(shí)踐中。

目前，手機(jī)顯微鏡已經(jīng)被嘗試應(yīng)用在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)教學(xué)和研究領(lǐng)域[12]。市面上的手機(jī)顯微鏡有固定倍率和倍率可調(diào)節(jié)兩種類型，放大倍數(shù)在2×～100×之間，價(jià)格在幾十元到幾百元不等，主要用于珠寶鑒定行業(yè)，也可以用于動(dòng)植物細(xì)微結(jié)構(gòu)的觀察，如昆蟲和花粉的細(xì)微結(jié)構(gòu)，還可以用來觀察一些細(xì)胞級(jí)別的裝片，如洋蔥鱗葉內(nèi)表皮細(xì)胞或植物根的橫切面，基本可以達(dá)到教學(xué)要求。當(dāng)然對(duì)于要求較高的一些細(xì)微結(jié)構(gòu)，手機(jī)顯微鏡還是不能代替光學(xué)顯微鏡，但是相比較光學(xué)顯微鏡，手機(jī)顯微鏡具有成本低、易攜帶、好上手等優(yōu)點(diǎn)，因此也是植物學(xué)學(xué)習(xí)的好工具。

智能手機(jī)的拍照功能已經(jīng)很強(qiáng)大，有許多模式如微距、廣角、全景等，在植物攝影中，最常用的是微距。在微距拍攝時(shí)，常常出現(xiàn)的問題有細(xì)節(jié)不能很好呈現(xiàn)、不能近距離拍攝、虛化效果不明顯等，這時(shí)就可以借助手機(jī)附加配件：手機(jī)鏡頭。一般用手機(jī)拍照，最近的對(duì)焦距離是6 cm，在使用微距鏡頭之后可以達(dá)到3 cm，甚至1 cm，細(xì)節(jié)更清晰，虛化效果更好。除了微距鏡頭，目前市面上還有針對(duì)手機(jī)的廣角鏡頭、魚眼鏡頭等，以及各種濾鏡等。相比較價(jià)格貴、體積大、重量大的單反相機(jī)，手機(jī)鏡頭具有成本低、易攜帶、好上手的優(yōu)點(diǎn)，且效果完全滿足教學(xué)和日常所需。

4 智能手機(jī)在植物學(xué)教學(xué)和實(shí)踐中需要注意的問題

智能手機(jī)在植物學(xué)的教學(xué)中有許多的優(yōu)點(diǎn)，在課堂上可以幫助節(jié)省記筆記的時(shí)間而專注聽講；在實(shí)驗(yàn)課上可以更好地實(shí)現(xiàn)學(xué)生之間和師生之間的互動(dòng)；在野外實(shí)習(xí)中幫助學(xué)生更好地記錄和識(shí)別植物。智能手機(jī)App和配件的不斷發(fā)展也為植物學(xué)的學(xué)習(xí)提供了更加便捷的方式和更多的手段。但是智能手機(jī)在教學(xué)過程中也有許多問題是值得注意的。

首先，手機(jī)對(duì)正常教學(xué)的干擾。最常見的就是學(xué)生自律性差，在課堂上利用QQ和微信進(jìn)行聊天，或者打游戲、瀏覽網(wǎng)頁(yè)。建議在理論課上將學(xué)生手機(jī)統(tǒng)一存放在班級(jí)制作的手機(jī)袋中，指派兩名同學(xué)可以在課堂用手機(jī)拍攝重要的PPT，課后再上傳到班級(jí)群里大家共享；實(shí)驗(yàn)課則要求學(xué)生加強(qiáng)自律，強(qiáng)化過程性考核。

其次，過度重視手機(jī)的拍照功能，而忽略了學(xué)習(xí)和觀察本身。允許用手機(jī)拍照本身是為了提高學(xué)習(xí)興趣和效率，但是有些學(xué)生過度依賴手機(jī)，比如在實(shí)驗(yàn)課上對(duì)所觀察材料或結(jié)構(gòu)進(jìn)行拍照后，不進(jìn)行深究，直接對(duì)著照片繪圖，這樣會(huì)忽略許多細(xì)節(jié)，本末倒置。

再次，植物學(xué)教學(xué)中，每個(gè)學(xué)校都有自己的特色，網(wǎng)上的App并不能完全滿足自己的教學(xué)要求。因此，如果條件允許，建議開發(fā)出與高校教材相對(duì)應(yīng)的手機(jī)App，更具針對(duì)性、靈活性和開放性。這樣也方便學(xué)生有目的地預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，也利于教師定期更新知識(shí)和檢查作業(yè)。

綜上所述，智能手機(jī)在植物學(xué)教學(xué)實(shí)踐中有利有弊，總體上是利大于弊。隨著技術(shù)的進(jìn)步和服務(wù)的完善，智能手機(jī)會(huì)在教學(xué)中顯示出它越來越強(qiáng)大的功能，要求教師和學(xué)生向著有利的方向不斷探索，促進(jìn)手機(jī)在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用，為教學(xué)提供更多的便利。