新疆地方農(nóng)業(yè)高等院校植物學教學改革探索與實踐
——以菊科分類為例

師小軍，邱娟

（新疆農(nóng)業(yè)大學 生命科學學院，新疆 烏魯木齊）

植物學是我國高等農(nóng)林院校園藝、農(nóng)學、植保、林學、草業(yè)等專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課和專業(yè)必修課程。該課程是學生進一步學習“植物生理學”“作物育種學”“園林樹木學”“花卉學”等專業(yè)課程的前提和基礎。該課程內(nèi)容主要包括植物的形態(tài)與解剖結(jié)構(gòu)及功能、植物界各大類群的基本特征和被子植物重要科/屬的分類三部分。該課程具有較強的理論性、實踐性和應用性，通過理論、實驗和實習教學環(huán)節(jié)，教導學生掌握植物分類的基本形態(tài)術(shù)語、植物標本采集與制作以及植物檢索表使用與物種鑒定及識別，培養(yǎng)學生的實踐、觀察、分析和解決問題的能力，為今后從事相關(guān)工作奠定良好的理論與實踐基礎[1]。

新疆農(nóng)業(yè)高校以本省漢族學生和少數(shù)民族學生為主，學生們對植物學的認知多限于周邊生活環(huán)境中常見的植物，缺乏對植物系統(tǒng)分類的認識。目前我國多數(shù)農(nóng)業(yè)高校植物學教學都使用國家統(tǒng)編教材，書中大多數(shù)植物在新疆并未分布，學生對這些植物沒有直接感觀的認識也就沒有學習的興趣，這不利于新疆高校植物學教學工作的順利開展。因此制定適合新疆地方農(nóng)業(yè)高校植物學的教學體系，對培養(yǎng)我國西北地區(qū)植物學人才具有重要意義。新疆位于我國西北干旱區(qū)，“三山夾兩盆（阿爾泰山、天山和昆侖山以及準噶爾盆地和塔里木盆地）”的地形地貌及其特殊氣候環(huán)境條件孕育了區(qū)別于其他省區(qū)獨特的植被與植物區(qū)系成分[2]。因此，新疆地方農(nóng)業(yè)高等院校在安排植物分類教學內(nèi)容時，應根據(jù)新疆的植被與植物區(qū)系特點，選擇新疆代表性的植物類群，在對其形態(tài)與識別特征、分布特點和鑒定方法進行重點講授的基礎上，還應講授其利用、生態(tài)與理論研究價值，使學生充分了解新疆植被中的重要植物類群及其利用價值。

菊科（Compositae）是新疆植物區(qū)系中的重要類群之一，也是新疆地方農(nóng)業(yè)高等院校植物分類教學的重要內(nèi)容之一。新疆共有菊科植物115屬538種，約占我國種類的四分之一以上[3-4]。該科植物不僅在醫(yī)藥、保健品、植物源農(nóng)藥、化妝品、添加劑、綠色食品、觀賞、育種等方面具有研究和開發(fā)利用價值，而且對自然環(huán)境適應性很強，如在荒漠、半荒漠草原中，常以菊科蒿屬植物為優(yōu)勢群落，是理想的防風固沙植物[5-6]。為了滿足農(nóng)業(yè)科技發(fā)展及人才培養(yǎng)的需要，本文擬以菊科植物分類為例，從植物學理論教學、實驗教學和實習教學三方面剖析現(xiàn)有教學中存在的問題，并提出相應的改革措施，著力培養(yǎng)學生實踐和創(chuàng)新能力，以期為今后新疆地方農(nóng)業(yè)高校植物生產(chǎn)類專業(yè)的植物學教學工作提供參考意見。

一 理論教學現(xiàn)狀與改進措施

（一） 教學內(nèi)容

目前，新疆地方農(nóng)業(yè)高等院校的植物學教學在進行菊科植物分類的理論教學時，存在的主要問題是：植物學教材里的教學內(nèi)容一般是傳統(tǒng)、經(jīng)典的菊科分類學內(nèi)容，缺乏對學科前沿研究的介紹。具體表現(xiàn)為：在教學內(nèi)容的安排上，過于聚焦于教材上的相關(guān)理論知識點，缺乏對菊科植物在新疆植被中的分布特點極其重要應用價值、各類群間的系統(tǒng)演化關(guān)系以及國內(nèi)外學者在菊科植物的醫(yī)藥、保健品、植物源農(nóng)藥、添加劑、化妝品等研究進展的介紹。在知識點的講授上，雖然對菊科植物的主要識別特征——頭狀花序、葉狀總苞、管狀花/舌狀花、聚藥雄蕊、連萼瘦果、同形花/異形花、冠毛等進行了詳細的講授，但不能充分利用新鮮實物材料講授這些識別特征以及如何用這些識別特征對菊科未知類群進行分類鑒定，導致學生對該科植物的理解片面、缺乏對該科植物的重要價值及國際前沿研究的了解，不能全面培養(yǎng)學生觀察和分析問題的能力，更不能激發(fā)學生的求知欲。

具體改進措施如下：在教學內(nèi)容的安排上除了重點講授菊科分類的相關(guān)內(nèi)容外，也要講授該科在新疆高山、草原、森林、荒漠和綠洲生態(tài)系統(tǒng)的分布特點，同時介紹該科植物在生活生產(chǎn)上具體或者潛在的應用價值。如，茼蒿屬（Chrysanthemum L.）和向日葵屬（Helianthus L.）等蔬菜和油料植物、矢車菊屬（Centaurea L.）和狗娃花屬（Heteropappus Less.）等野生花卉、蒿屬（Artemisia L.）、蒲公英屬（Taraxacum Wigg.）、風毛菊屬（Saussurea DC.）、千里光屬（Senecio L.）等牧草以及紅花（Carthamus tinctorius L.）、茵陳蒿（Artemisia capillaris Thunb.）和雪蓮（Saussurea involucrate）等傳統(tǒng)中草藥和民族藥在新疆的分布情況[7-9]。在知識點講授時，要充分利用常見的菊科新鮮實物材料重點講授該科的識別特征，加深學生對頭狀花序、葉狀總苞、舌狀花/管狀花、聚藥雄蕊、連萼瘦果、同形花/異形花等形態(tài)術(shù)語的理解，還應重點培養(yǎng)學生觀察、鑒定和識別該科未知類群的能力，以達到培養(yǎng)學生正確鑒定該科植物的教學目的。

（二） 教學手段

目前，新疆地方農(nóng)業(yè)高等院校的植物學課程的理論教學手段以音/視頻的多媒體教學為主。多媒體課件雖形象生動、圖文并茂，可一定程度地抓住學生的注意力，但因缺乏自身地域特色，尤其是在植物分類教學中。如在講授菊科植物分類時，課件中所介紹的代表類群是其他省區(qū)的一些常見類群，缺乏對新疆菊科特色植物、代表類群及其重要應用價值的介紹，即使圖片精美的課件去講授，也無法讓學生產(chǎn)生精神上的共鳴，影響學生對新疆菊科植物的感性認識。同時多媒體教學雖可以展示植物彩色圖片且內(nèi)容豐富，可以幫助學生理解課本上晦澀抽象的文字概念，但是講授過程中課件展示時間有限，學生們在課堂上無法用筆記進行及時記錄，嚴重影響教學效果。

具體改進措施如下：①制作一套具有新疆植物區(qū)系特色的植物分類學課件應用到理論教學實踐中。該課件應盡可能地對分布在新疆的特色代表類群進行重點詳細介紹。如介紹新疆菊科植物時，在課件中插入新疆常見的、優(yōu)勢的或具重要經(jīng)濟應用價值的代表性菊科物種的精美圖片，這樣不僅使教學內(nèi)容更加形象具體生動，也增加了學生對新疆菊科植物的感性認識。②充分利用網(wǎng)絡資源開展教學，在教學過程中向?qū)W生推薦一些植物學的精品資源開放課程、精品資源共享課等網(wǎng)絡課程，引導學生自主學習；同時可以給學生介紹國內(nèi)外相關(guān)的植物數(shù)據(jù)庫和微信公眾號來拓寬視野、增長知識。如國家標本資源共享平臺（NSII; http://www.nsii.org.cn/）、中國植物主題數(shù)據(jù)庫（www.plant.nsdc.cn/）、中國數(shù)字植物標本館（CVH; http://www.cvh.ac.cn/）和中國植物圖像庫（PPBC; http://www.plantphoto.cn/）等網(wǎng)絡平臺，這些平臺提供了大量的植物標本、植物志、植物圖片、植物物種名錄和文獻等信息，是學生了解我國菊科植物的重要輔助教學手段之一。③隨著信息時代的高速發(fā)展，微信、QQ和抖音等網(wǎng)絡平臺也是課堂教學的有益補充。如中國植物志、新疆植物物種知曉、新疆農(nóng)業(yè)大學干旱區(qū)研究中心等微信公眾號定期更新，用詼諧生動的語言描述介紹植物特征，更容易吸引學生自主學習。教師也可以利用微信、抖音或QQ每天在朋友圈發(fā)送一種植物詳細介紹的圖片或短視頻，包括植物科屬、植物葉片、花及果實等形態(tài)特征和植物利用價值等內(nèi)容，這樣不僅促進了學生們學習植物學的熱情，同時還可以讓學生們利用課外第二課堂時間鞏固植物學知識。

二 實驗教學現(xiàn)狀與改進措施

目前，新疆地方農(nóng)業(yè)高等院校在進行菊科植物分類實驗教學時，存在的問題主要表現(xiàn)為：傳統(tǒng)植物學實驗課教學大多都是靠教師語言、圖片描述和示范引導學生，而植物學實驗教學中觀察的都是植物的微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)，僅靠老師對顯微鏡下物像的語言描述，學生難以找到相應結(jié)構(gòu)的位置，不能達到預期的教學效果；花和果實形態(tài)特征是菊科分類的主要鑒定特征，新疆分布的大部分菊科植物花期都在7-10月之間，而實驗課程中菊科的開設時間一般為每年的5-6月，開設實驗時缺乏新鮮實驗材料，所用的材料多為往年采集留下的一些干標本，由于干標本色澤改變，且脫離了植物整體和生態(tài)環(huán)境，學生很難將這些干標本與活體實物的形態(tài)特征聯(lián)系起來，影響學生的感性認識；在實驗教學過程中，一般先由教師介紹菊科常見類群的識別特征，然后學生按照老師教授的識別特征去進行常見菊科類群的鑒定，缺乏讓學生獨立運用所學識別特征利用檢索表對菊科未知物種進行分類鑒定的實踐訓練，整個教學過程學生被動接受知識，很少主動去思考問題，這樣很難培養(yǎng)學生觀察和分析問題的能力，無法達到“舉一反三”的教學效果。

具體改進措施如下：①隨著科技發(fā)展，百萬像素的智能手機在學生中越來越普及，筆者將顯微鏡下的圖像通過百萬像素高清晰度的手機進行采集并處理，通過班級微信群或QQ群實現(xiàn)師生之間的雙向互動教學。這樣既方便教師示范講解，也便于學生觀察、學習和掌握，是優(yōu)化植物學實驗教學的一種補充手段。②建議將實驗課程菊科教學內(nèi)容的開設時間安排在每年6月底進行，并且要選擇菊科植物中花果期較早的類群，如蒲公英屬（Taraxacum Wigg.）、苦苣菜屬（Sonchus L.）、異喙菊屬（Heteracia Fisch. et Mey.）、婆羅門參屬（Tragopogon L.）和蝎尾菊屬（Koelpinia Pall.）等，以保證學生有充足的新鮮實驗材料開展實驗。③實驗教學過程采取教師和學生共同參與的方法。為了避免填鴨式的教育，筆者要求學生實驗課前要預習當堂課的實驗教學內(nèi)容，并檢查提問，以督促學生掌握每次的實驗目的等問題，讓學生帶著問題來上實驗課，主動參與到實驗課堂。準備實驗材料時，要求師生盡可能地采集新疆常見的蒲公英屬（Taraxacum Wigg.）、苦苣菜屬（Sonchus L.）和婆羅門參屬（Tragopogon L.）等菊科植物花/果期的新鮮材料，以便學生進行形態(tài)解剖觀察和分類鑒定，增加學生對菊科植物形態(tài)特征的理解和認識；實驗過程可采用啟發(fā)式、互動式和討論式開展教學，激發(fā)學生的學習植物學的興趣，使學生身心真正投入到課堂，成為學習的主體，要求學生根據(jù)理論課上所學的菊科分類知識講解每種實驗材料的營養(yǎng)器官（根、莖、葉）和繁殖器官（花/花序、果實和種子）的形態(tài)及其主要識別特征，以及如何根據(jù)這些識別特征使用檢索表對未知菊科物種進行分類鑒定，培養(yǎng)學生觀察、分析和解決問題的能力，最終提高教學質(zhì)量。

三 實習教學現(xiàn)狀與改進措施

目前，新疆地方農(nóng)業(yè)高等院校在進行菊科植物分類實習時，存在的問題主要表現(xiàn)為：野外實習時間短、效果差。實習時間集中在6月下旬的幾天之內(nèi)完成，實習地點主要集中在校園、植物園和雅瑪里克山等區(qū)域，期間學生分組現(xiàn)場聽取任課老師描述植物的形態(tài)特征，介紹和講解常見科屬的識別特征。只有距離較近的學生認真聽講并做記錄，大部分距離較遠學生心不在焉，且大多學生學習態(tài)度不端正，將野外實習當做游山玩水，有悖野外實習初衷。實習完成后的考核通常只關(guān)注學生能夠正確識別的植物物種數(shù)，作為實習考核的主要部分，導致學生只是實習考試前突擊性地死記硬背。另外，由于植物學實習教學內(nèi)容多，知識面廣，對一些年輕的植物學老師由于植物學的積累不足，造成實習課程授課水平參差不齊，教學效果難以保證。

具體改進措施如下：①發(fā)揮學生在學習中的主導地位，采用多種教學手段貫穿于植物分類實習教學全過程。要求學生利用節(jié)假日及課余時間采集和制作植物標本，并拍攝所采集植物的圖片和視頻，教師定期對學生所采集標本的制作質(zhì)量及圖片和視頻拍攝質(zhì)量進行點評，并對出現(xiàn)的問題進行指導和答疑，輔導學生掌握鑒定物種的方法。同時教師篩選較好拍攝效果的植物圖片和視頻以及壓制較好的植物標本，舉辦鑒賞競賽和標本制作大賽，讓學生積極參與競賽并講解，以培養(yǎng)學生的鑒賞能力，提高審美情操，激發(fā)學生學習植物學的熱情。②在不同生態(tài)系統(tǒng)或植被帶中選擇合適的實習路線。在路線的選擇上既要考察路線的安全性，又要體現(xiàn)出植物分布的特點（水平分布、垂直分布、物種多樣性、生態(tài)多樣性、菊科植物的代表性物種等），如烏魯木齊后峽、雅瑪里克山、紅雁池等地蘊含著不同生態(tài)類型的植物資源。筆者利用周末組織學生分組到后峽和紅雁池等地進行標本的采集和制作。在采集過程中，不僅讓學生了解新疆不同生態(tài)系統(tǒng)或植被帶中菊科植物的差異，熟悉更多新疆的菊科物種，也培養(yǎng)了學生的團結(jié)合作的精神，取得較好的教學效果。③教師在野外實習之前，要對校園、公園綠地和野外實習路線上的植物調(diào)查清楚，老師之間相互交流，共同研討教學，共同進步。筆者建議新疆地方農(nóng)業(yè)類高校植物教研室應每年抽出時間集體對烏魯木齊南山、烏拉泊紅雁池、烏魯木齊柴窩堡湖國家濕地公園等不同生態(tài)類型的植被進行調(diào)查學習，提高教師自身水平。

四 結(jié)語

新疆多樣的植物資源為新疆地方農(nóng)業(yè)高等院校的植物學教學提供了充足的教學素材。新疆地方農(nóng)業(yè)高等院校植物學教學必須充分利用新疆植物區(qū)系及植被特點，不斷優(yōu)化教學內(nèi)容、教學方法和教學手段，建設具有新疆地方特色的教學體系，充分調(diào)動學生自主學習植物學的興趣，提高植物學的教學質(zhì)量和教學效果，致力于培養(yǎng)實踐能力強、綜合素質(zhì)高、服務于新疆地方農(nóng)業(yè)發(fā)展的綜合應用型人才。