《植物分類學(xué)》線上實驗課教學(xué)的改革初探

劉柏玲，尹肖晗，侯元同

（曲阜師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山東曲阜 273165）

自2020年初新冠肺炎疫情暴發(fā)以來，全國所有學(xué)校延緩開學(xué)。為了不影響學(xué)生的學(xué)習(xí)進度，全國各個高校精心設(shè)計、推出了“停課不停教，停課不停學(xué)”的線上教學(xué)模式。線上教學(xué)，讓教師從臺前走到屏前，學(xué)生從學(xué)校教室上課改成在家通過網(wǎng)絡(luò)聽課，這對于教師和學(xué)生來說，都是一種新生事物，給教學(xué)工作帶來了極大挑戰(zhàn)，尤其是“線上實驗課”的教學(xué)，怎樣才能讓學(xué)生真正深入實驗，對植物種類進行識別和對植物各種器官結(jié)構(gòu)進行解剖、觀察和學(xué)習(xí)是值得深思的問題。

植物分類學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科，教學(xué)中非常重視實驗教學(xué)，每個學(xué)期都會安排十多個實驗進行實踐訓(xùn)練。從植物營養(yǎng)器官——根、莖、葉形態(tài)的識別到繁殖器官——花、果實和種子結(jié)構(gòu)的解剖，都需要學(xué)生仔細解剖、認真觀察才能掌握這些基礎(chǔ)知識。正常教學(xué)情況下，教師會提前準備好各種實驗儀器，如顯微鏡、解剖鏡、鑷子等常規(guī)工具和新鮮植物材料，供學(xué)生在實驗室中進行解剖、觀察和學(xué)習(xí)。通過多個基礎(chǔ)實驗的訓(xùn)練，學(xué)生能掌握植物類群的基本結(jié)構(gòu)，把握植物科的關(guān)鍵識別特征，實驗技能也得到了極大提高。另外，本實驗課程還有野外實習(xí)，它是植物學(xué)課程的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是理論課堂教學(xué)的延伸和發(fā)展[1-3]，主要內(nèi)容包括常見植物種類的識別、植物檢索表的編制與使用、植物標本的采集制作等，屬于拓展性實驗內(nèi)容。曲阜師范大學(xué)（曲阜校區(qū)）校園有600多種植物，每年春夏是學(xué)生學(xué)習(xí)識別植物種類、鞏固植物學(xué)知識的最好季節(jié)。但在疫情期間無法集中學(xué)生在校園講解植物，而只能進行線上教學(xué)，不得不改變教學(xué)模式，適應(yīng)線上實驗教學(xué)的新變化。因此，本文從以下方面進行嘗試和改革，取得了令人滿意的教學(xué)效果。

1 改變植物種類識別方式，將校園植物實習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自主認識家鄉(xiāng)植物

每年的春天都是開展校園或野外植物實習(xí)的適宜季節(jié)，而疫情期間帶領(lǐng)學(xué)生進行校園植物識別已經(jīng)無法實現(xiàn)。為了讓學(xué)生隨著理論課的學(xué)習(xí)認識更多的春夏開花植物，教師每周拍攝校園開花植物照片，通過QQ交流群與學(xué)生進行互動，帶動大家積極行動，提高認識植物的積極性。教師疫情期間引導(dǎo)學(xué)生走出家門，把身邊開花植物用手機拍照并用識花軟件進行識別。學(xué)生下載植物識別軟件，如百度識花、形色、花伴侶等，這些軟件用于開花植物識別非常方便。當對軟件識別有疑問時，請學(xué)生對照權(quán)威的植物網(wǎng)站進行核對，比如中國科學(xué)院植物研究所的“中國植物圖像庫”“中國自然標本館”“國家標本資源共享平臺”等。如果還是不能確定，學(xué)生可以通過微信或QQ發(fā)給教師進行交流和確認。最后，學(xué)生把拍到并確認植物名稱的圖片上傳到班級QQ群里共享，一起認識豐富多彩的春夏開花植物。教師把學(xué)生收集到的開花植物圖片整理成課件，結(jié)合清晰的圖片進行植物特征、用途、典故等內(nèi)容的講解，取得了非常好的教學(xué)效果。通過這種方式，學(xué)生可以看到不同地區(qū)的植物，而不像平時看到的大部分是山東境內(nèi)的植物，比如廣西柳州、云南昆明的學(xué)生拍到了很多漂亮的南方植物，這些種類都是北方室外觀察不到的。

2 改變植物花果解剖實驗教學(xué)的程序，由教師課堂先演示后操作轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自主操作，再由教師總結(jié)規(guī)律

植物花的解剖實驗對于理解掌握植物分類學(xué)知識非常重要。只有通過認真解剖、仔細觀察并總結(jié)其規(guī)律，才能真正把學(xué)到的植物分類學(xué)知識活學(xué)活用。

2.1 花被卷疊式的觀察

花被卷疊式指的是植物花被片（萼片、花瓣）在花芽或花中的相互排列方式，是重要的分類學(xué)證據(jù)，也是植物花圖式繪制的重要依據(jù)。只有在解剖之前仔細觀察，明白花芽中或花上的花瓣兩側(cè)邊緣之間相互覆蓋情況，才能準確把握花被卷疊式類型。一旦解剖結(jié)束，則無法恢復(fù)。

2.2 植物花和果實的解剖

花和果實的形態(tài)特征是植物識別和分類鑒定的重要依據(jù)，有很多專業(yè)術(shù)語對其進行描述。在理論課講述過程中，學(xué)生對部分術(shù)語理解有一定難度，但如果能對實物進行解剖并觀察，那學(xué)生對這些晦澀難懂的術(shù)語掌握起來就容易多了。平時實驗教學(xué)中，教師會到校園或野外采集盛花期的植物請學(xué)生進行解剖和觀察，讓學(xué)生掌握花的結(jié)構(gòu)組成，把握各科植物的關(guān)鍵識別特征。學(xué)生對這部分內(nèi)容非常感興趣，尤其是在解剖鏡下觀察到平時沒注意的細微結(jié)構(gòu)時，比如蜜腺、杠桿雄蕊[4]、聚藥雄蕊、花粉塊等，總會不由自主地感嘆植物為繁衍自己的后代而進化出各種結(jié)構(gòu)的智慧組合。在疫情期間，我們的實驗方案隨機進行了調(diào)整，請學(xué)生在家創(chuàng)造條件進行植物解剖實驗：首先是就地取材，采集家里、居住小區(qū)或野外開花或結(jié)果的植物，拍照保存；然后再取植物的花進行解剖，制作花的離析圖進行拍照，在圖片上標注出各輪花器官的組成、排列、位置以及彼此關(guān)系等（如圖1所示），并寫出花程式、繪制花圖式，最后統(tǒng)一上交圖片，作為實驗成績考核的重要組成部分。通過5次訓(xùn)練，加上教師對不同地區(qū)不同種類植物的講解，學(xué)生基本上掌握植物的解剖過程以及花和果實的結(jié)構(gòu)特點，準確把握常見植物科的識別特征，取得了非常好的教學(xué)效果。

圖1 疫情期間學(xué)生在家解剖和觀察植物

3 檢索表的編制和使用訓(xùn)練

植物檢索表是植物分類學(xué)家鑒定植物、識別植物的基本工具[5]，通過檢索表可以對采集到的植物和標本進行種類的鑒定。因此，學(xué)習(xí)植物分類學(xué)必須學(xué)會編寫和使用植物檢索表。為使學(xué)生在家學(xué)會編寫和使用植物檢索表，教師在線上實驗課先講述檢索表的定義、類型和編制方法，布置作業(yè)讓學(xué)生先從熟悉的植物進行編寫，把編寫的結(jié)果拍照上傳，教師再統(tǒng)一指出學(xué)生在編寫過程中出現(xiàn)的錯誤，然后再請學(xué)生進行更正。經(jīng)過3次訓(xùn)練，學(xué)生基本都能編寫檢索表。接下來，就要教會學(xué)生如何使用檢索表鑒定他們采集到的植物。通過前幾次的解剖實驗以及教師的指導(dǎo)，學(xué)生已經(jīng)學(xué)會用科學(xué)規(guī)范的形態(tài)學(xué)術(shù)語對植物的形態(tài)特征進行較準確的描述和記錄。學(xué)生通過仔細解剖所要鑒定的植物，詳細描述其形態(tài)特征，包括莖、葉、花、果實和種子，然后根據(jù)植物的形態(tài)特征，從檢索表的第一項開始核對（教師下載好檢索表工具書的電子版?zhèn)鹘o學(xué)生），直到找到符合他們描述特征的植物為止。“授之以魚不如授之以漁”，通過教會學(xué)生使用檢索表鑒定植物的方法，為他們以后從事植物相關(guān)工作奠定堅實的基礎(chǔ)。

4 植物標本的制作，由教師提前準備轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自主采集

臘葉標本是植物分類學(xué)研究和實驗教學(xué)的第一手資料，在植物學(xué)教學(xué)和科研中具有重要的作用。臘葉標本是將植物帶有繁殖器官（花或果實）的全株（草本）或植物一部分（木本及大型草本）經(jīng)過采集、壓制、干燥后，裝訂在臺紙上，標明采集時間、地點等重要信息，鑒定出植物的學(xué)名后，再進行永久保存的植物標本[6]。因此，植物標本的采集和制作是植物學(xué)教學(xué)和實踐中的一項重要內(nèi)容。由于從植物標本的采集到壓制需要1-2周的時間，再加上學(xué)生去野外采集也有一定的風(fēng)險，因此，平時“臘葉標本制作”實驗都是由教師準備已壓干的植物標本，學(xué)生的主要任務(wù)是把干燥的標本按要求裝訂到臺紙上。疫情期間學(xué)生時間比較充裕，因而改變原來的教學(xué)方式，請學(xué)生自己在家鄉(xiāng)采集植物標本、干燥并裝訂標本，要求每位學(xué)生制作2份合格的臘葉標本，這樣可以訓(xùn)練學(xué)生完成從植物的野外采集、壓制到標本裝訂的整個實踐過程，使他們掌握植物標本的制作過程以及了解標本的獲得來之不易。開學(xué)后請學(xué)生上交他們的作品，教師對臘葉標本的完整性、壓制的質(zhì)量、信息收集等內(nèi)容進行打分評價。

5 結(jié)語

疫情期間經(jīng)過系統(tǒng)的認識植物、解剖植物和標本制作等實踐過程，學(xué)生已經(jīng)認識了很多家鄉(xiāng)植物。當線上實驗課結(jié)束時，請學(xué)生匯總自己家鄉(xiāng)所在地的物種組成、資源分布狀況，探討植物經(jīng)濟價值等，撰寫野外植物調(diào)查報告，進而寫出小論文。通過以上環(huán)環(huán)相扣的訓(xùn)練，鍛煉了學(xué)生的實踐能力，提高了學(xué)生分析問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的寫作能力，從而提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

經(jīng)過線上《植物分類學(xué)》實驗課教學(xué)的改革探索，學(xué)生對于線上實驗教學(xué)方式非常認可，積極配合完成教師布置的各項任務(wù)，為更好地解剖植物，學(xué)生自己購買專業(yè)的解剖工具。課后的解剖作業(yè)不僅使學(xué)生深入自然觀察各類植物，而且讓學(xué)生對課上學(xué)習(xí)的理論知識有了更加深刻清晰的認知。這樣新穎的教學(xué)方式有著非常強的靈活性，使學(xué)生將植物學(xué)知識與生活聯(lián)系起來，拓展知識面，取得了非常好的教學(xué)效果，為在特殊時期開展線上《植物分類學(xué)》實驗教學(xué)提供了一定的參考方案，值得進一步推廣。