植物地理學野外實踐課程創(chuàng)新研究

摘要 為提升學生在實踐創(chuàng)新過程中的能動性，完善與實踐相關的課程內容和加強學科交叉融合，本文以植物地理學野外實踐課程為例，選擇植物葉形態(tài)和光合作用的測定作為實踐課程范例，對實踐課程教學內容的創(chuàng)新性、教學方法的實操性和交叉學科的前沿性等現(xiàn)狀進行分析，并對實踐課程教學創(chuàng)新建設途徑進行系統(tǒng)探討，提出相應的解決對策，具體包括增加創(chuàng)新性內容，豐富教學方法，融入多學科交叉思維。為植物地理學野外實踐課程的創(chuàng)新提供有益參考。

關鍵詞 植物地理學；交叉學科；野外實踐；地理學

中圖分類號 G642.0；S3-3" "文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2024）11-0123-05

Innovation of Plant Geography field practice course

SUN Jun" " YU Shutong" " YU Guangming" " GU Hongliang" " JIN Baoshi

（College of Resource and Environment， Anqing Normal University， Anqing 246052， China）

Abstract To enhance students’ initiative in the process of practical innovation， improve course content related to practice， and strengthen interdisciplinary integration， took the field practice course of Plant Geography as an example， selected the measurement of plant leaf morphology and photosynthesis as an example of the practical course， the innovation of the teaching content， the practicality of teaching methods， and the forefront of interdisciplinary research in the practical course were analyzed， and systematically the innovative construction methods of practical course teaching were explored， corresponding solutions were proposed， including increasing content innovation， enriching teaching methods， and integrating interdisciplinary thinking. Its provided useful references for the innovation of field practice courses in Plant Geography.

Keywords Plant Geography; interdisciplinary; field practice; Geography

地理科學是一門綜合實踐能力較強的基礎學科，其實踐教學對于培養(yǎng)高素質地理學科人才具有十分重要的作用。實踐教學是自然地理學課程體系中非常重要的組成部分，是學生理解理論知識、鍛煉綜合素質的有效途徑之一，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和實踐能力[1]。植物地理學是高等院校地理科學專業(yè)的基礎課程之一，是一門綜合性很強的基礎性學科，具有很強的理論性和實踐性。這要求地理師范專業(yè)在組織植物地理學課程實踐教學時，要從課程內容的創(chuàng)新性、教學方法的新穎性和學科交叉的前沿性等方面進行綜合設計，提升實踐課程的創(chuàng)新性。董志成等[2]采用文獻分析法、實踐法和經(jīng)驗總結法等方法，分析地理野外實習課程思政面臨的挑戰(zhàn)，圍繞地理野外實踐教學中的課程思政教育進行思考和探索。陶國芳等[3]對高等師范院校綜合自然地理課程實踐教學進行研究，深化地理教學改革，實現(xiàn)了高等師范院校綜合自然地理課程實踐教學的有效開展。

本文以植物地理學野外實踐課程為例，選擇植物葉形態(tài)和光合作用的測定作為實踐課程范例，對實踐課程教學內容的創(chuàng)新性、教學方法的實操性和交叉學科的前沿性等現(xiàn)狀進行分析，并對實踐課程教學創(chuàng)新建設途徑進行系統(tǒng)探討，提出相應的解決對策，具體包括增加該課程教學內容創(chuàng)新性，豐富其教學方法，融入多學科交叉思維等。為植物地理學野外實踐課程的創(chuàng)新提供有益參考。

1 植物地理學實踐課程教學現(xiàn)狀分析

1.1 教學內容的創(chuàng)新性方面

在地理科學專業(yè)實踐過程中，植物地理學野外實踐是非常普遍的課程設置。實踐中，群落樣方觀察、采樣分析、植物標本制作以及簡單的論文研究等部分常規(guī)教學內容已經(jīng)不能完全滿足地理科學新的專業(yè)要求，不利于培養(yǎng)地理科學專業(yè)本科生的創(chuàng)新能力，亟待挖掘具有創(chuàng)新性的教學內容。馬丹煒等[4]強調在有限的教學時數(shù)內，為使學生掌握植物地理學的基本研究方法與技術，須將實踐內容與高素質的師資隊伍、科學完善的教材體系和教學資源庫緊密聯(lián)系。王寧[5]認為，植物地理實踐教學過程中，需要融合教師的科研內容，以提升學生參與野外實踐教學的積極性。

1.2 教學方法的實操性方面

目前，植物地理學部分野外實踐課程教學以教師講授為主，教師引導學生進行樣方的設計與調查、標本的采集與壓制、植被帶劃分和植物圖鑒的制作等活動。這種教學方法偏重講授型，而信息化時代下，學生對信息化、實用化技術訓練的教學方法需求更大。曾小敏[6]以地理科學專業(yè)為例，認為植物地理學的實踐教學內容中，室內實驗和野外實踐教學環(huán)節(jié)有待進一步銜接，特別是適用于實驗和野外實踐的教材有待進一步增加，專業(yè)的野外實踐指導教師隊伍有待進一步擴大。當下的植物地理學野外實踐課程亟須更新適合在野外教學的方法，增加更具實操性的野外實踐內容，以提升其野外實踐課程教學質量。

1.3 交叉學科的前沿性方面

植物地理學野外實踐主要包含的教學內容：植物的分類鑒別，植被群落的地域分異規(guī)律，以及在地理環(huán)境演變中了解植物的適應性特征等。部分植物地理學實踐教學偏重植物生理學的實驗，可能忽略了設計簡單的、在野外易操作的小實驗，如設計葉片形態(tài)功能指標測定、植物光合作用等。劉守江等[7]鼓勵、引導學生進行植物生態(tài)研究和植物生境研究，以拓展多學科思維。例如，開展生態(tài)自然觀視角下的地理研學旅行，是提升學生地理核心素養(yǎng)的重要途徑之一。植物地理學的學科發(fā)展要求學生不僅要掌握相關基本知識，還要了解植物地理學的發(fā)展前沿動態(tài)，學會用交叉學科的思維審視植物地理學的未來發(fā)展趨勢。植物地理學是地理學和植物學的交叉學科，兼具生態(tài)學的學科發(fā)展視野。在高等院校植物地理學野外實踐課程教學中，應思考如何將地理環(huán)境、植物生理生態(tài)等學科的研究熱點進行結合，實現(xiàn)相關專業(yè)人才培養(yǎng)質量得到“質”的提升，這也是課程創(chuàng)新建設的重要環(huán)節(jié)之一。

2 植物地理學實踐課程教學創(chuàng)新建設途徑探索

萬志強[8]指出，植物地理學實踐課程的創(chuàng)新能極大地激發(fā)地理科學專業(yè)學生的學習興趣，成為地理教學的重要內容之一。首先，教師將最新的植物地理學研究成果納入實踐課堂，使學生能夠接觸到領域內的前沿知識，從而培養(yǎng)學生對科學研究的興趣。其次，引入創(chuàng)新性的植物地理學研究案例引導教學的方法，是創(chuàng)新性課程設計的有效途徑之一。最后，跨學科整合是增加植物地理學實踐課程創(chuàng)新性的途徑之一，主要是將地理學、植物學和生態(tài)學等學科知識進行有機融合，創(chuàng)造多元化的學科學習體驗，培養(yǎng)學生的跨學科思維能力，拓展其學科發(fā)展視野?，F(xiàn)就其內容、方法和思維實踐分析如下。

2.1 增加內容創(chuàng)新性

植物地理學野外實踐課程的創(chuàng)新性體現(xiàn)在課程教學內容上。教學團隊以大龍山國家森林公園為野外實踐區(qū)域，擬設定植物地理學野外實踐課程教學內容“植物葉形態(tài)和光合作用的測定”。在研究區(qū)采集幾種常見的代表性植物，如杉木[Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook]、馬尾松（Pinus massoniana Lamb.）、木樨[Osmanthus fragrans（Thunb.）Loureiro]、木莓（Rubus swinhoei Hance）、野薔薇（Rosa multiflora Thunb.）、貓兒刺（Ilex pernyi Franch.）、南天竹（Nandina domestica Thunb.）、忍冬（Lonicera japonica Thunb.）和樟（Camphora officinarum Nees）。植物樣本的葉片形態(tài)如圖1所示。

采集的植物葉片以向陽面為主，高處樣本可用高枝剪配合采集。對于采集完成的樣本，利用EPSON掃描儀進行掃描，經(jīng)過Image J圖像分析獲取相應的葉片長、葉寬以及葉面積等數(shù)據(jù)。觀察、記錄相關植物葉片的表型數(shù)據(jù)，并選擇適宜的植物來制作標本。植物修整處理后，將其夾于吸水紙間，平放在標本夾上，并將植物標本擺放在吸水紙上，處理好后，將標本夾用粗繩捆緊，壓上重物，多次更換吸水紙。在室內將樣本裝訂制成標本。

本課程通過設計采集植物樣本，運用軟件和掃描儀器獲取葉片圖像和數(shù)據(jù)，制作植物標本，深入研究植物葉片的結構和功能等，使學生能夠在實際操作中將植物地理學的理論知識與標本制作技能相結合。這種實踐教學方法不僅豐富了學生的實際操作經(jīng)驗，還促使其更深入地理解植物地理學知識，增強其觀察、記錄、分析和解釋數(shù)據(jù)的能力。

2.2 豐富教學方法

任國莉等[9]提出，在植物地理學實踐教學中，科學研究的應用不僅可以豐富教學內容，還可以引導學科的教學方法朝著更科學、實用的方向發(fā)展[9]。教學團隊將部分先進科研儀器的使用設計融入植物地理學實踐教學過程，學生在參與設計的過程中能夠有效集中注意力。這種參與學術研究活動的教學方法更加靈活多樣，有利于增強學生專業(yè)能力。

以植物光合熒光測量儀器的使用作為實踐教學內容，教師引導學生將平整的葉片放入葉室，并在監(jiān)測過程中保持葉室的密封性（圖2），根據(jù)游標卡尺測得葉片寬度在Li-6800光合熒光測量儀器相應頁面中輸入數(shù)值（圖3），得到進行光合作用監(jiān)測的植物面積。在顯示屏中植物光合速率穩(wěn)定后，開始記錄相關光合速率數(shù)值。在儀器使用過程中，向學生講解葉片光合指標（表1）的含義及應用。

顧洪亮[10]認為，植物地理學實踐課程結合植物學的實驗內容，既可以為課程教學提供新的測定方法和分析工具，又可以讓教師結合自身研究成果，設計更具創(chuàng)新性和實操性的實驗方案，使學生能夠通過實踐深刻理解植物的生理生態(tài)過程[11]。運用先進的測定儀器和軟件分析工具進行教學，不僅使學生獲得更準確的實驗結果，還能培養(yǎng)其科學研究和數(shù)據(jù)處理能力[12-13]。同時，儀器的實操可以為教學提供技術支持，反哺教學。

2.3 融入多學科交叉思維

隨著多學科交叉研究領域的不斷發(fā)展，映射到教學上的理念也在不斷更新[14]。任國莉等[15]認為，多學科交叉思維不僅為本科生教育注入新的活力，還為培養(yǎng)學生的跨學科思維能力提供重要契機。

植物地理學是地理學和植物學的交叉學科，除了從地理學的角度闡述基本的植被地域分異規(guī)律外，還需拓展地理學和生態(tài)學的研究作為野外實踐學習的重要環(huán)節(jié)[16-17]。例如，課程基于CO2濃度和溫度升高的情況，通過設定光合儀器內部葉室內CO2濃度和溫度的變化梯度，模擬植物凈光合速率的變化特征（圖4—5）。以杉木為研究對象，按照步驟向學生進行演示，要求學生重復操作過程，在整理相關數(shù)據(jù)后，指導學生作圖并進行分析，有利于豐富該課程的交叉實踐內容。植物地理學作為一個跨學科的領域，涉及植物的分布、適應性和演化等多方面內容。拓展與生態(tài)學的交叉思維，能夠讓學生深入理解植物在不同環(huán)境下的生態(tài)適應機制。同時，結合生態(tài)學理論，啟發(fā)學生探討植物對氣候、土壤和水分等要素的響應機制，為植物地理學教學注入更多的學術情景。

梁國付[18]認為多學科的交叉思維可以拓展植物地理學實踐教學內容。例如，將生態(tài)學的數(shù)據(jù)處理軟件、植物學的實驗儀器等引入植物地理學實踐教學中，學生可以更全面地了解植物的生理生態(tài)過程和對環(huán)境變化的適應能力[19-20]。因此，在更新教學理念的過程中，教學團隊考慮植物地理學和氣候變化，將生態(tài)學和植物學等進行交叉，將這些學科知識整合到植物地理學的實踐教學中，以提升學生的跨學科綜合素養(yǎng)，促使教學內容更貼近實際應用和社會需求。

3 結語

植物地理學的實踐教學在立足植物種類識別和植物樣本壓制等教學內容的基礎上，結合實驗儀器和數(shù)據(jù)處理軟件，對植物和地理環(huán)境間的關系進行更加深入的研學實踐。利用實驗儀器進行野外實踐操作與分析，在一定程度上密切了高等院校課堂教學內容與科學技術發(fā)展進步之間的聯(lián)系。通過植物葉形態(tài)和光合作用的測定等野外實踐內容建立了地理學、植物學和生態(tài)學等不同學科之間的交叉實踐內容，拓寬了學生的學科視野。野外實踐教學，既能明確教學任務和目標，又能兼顧對學生知識遷移能力的培養(yǎng)和應用技能的提高，為新師范背景下植物地理學野外實踐課程的創(chuàng)新提供參考。

本文以植物地理學野外實踐課程為例，選擇植物葉形態(tài)和光合作用的測定作為實踐課程范例，對實踐課程教學內容的創(chuàng)新性、教學方法的實操性和交叉學科的前沿性等現(xiàn)狀進行分析，并對實踐課程教學創(chuàng)新建設途徑進行系統(tǒng)探討，提出相應的解決對策，具體包括增加內容創(chuàng)新性，豐富教學方法，融入多學科交叉思維等。

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（責編：楊 歡）