植物生物學課程實踐教學的改革和探索

滕紅梅，周玉亭，李寶平

(運城學院 生命科學系，山西運城044000)

植物生物學課程是生物科學專業學生首先接觸的一門必修課程。其實踐環節教學質量的好壞直接影響著生物學人才的質量，對后續課程的學習也會起一定的作用。植物生物學實踐環節包括實驗、實習兩大部分。近年來，為了更好地加強實踐環節，培養學生的動手能力和實踐能力，我們從增加現場實踐教學環節入手，通過精心組織安排實習、充分發揮顯微數碼互動實驗室，改革實驗、實習的教學方法和手段，并結合導師制，在實踐環節進行了有益的嘗試。

1.在學期中間增加現場實踐教學環節

植物生物學是一門實踐性、直觀性很強的課程。無論形態解剖學還是系統分類學，都要求理論和實際的緊密結合。原來的教學計劃有24個實驗學時和一周的高山實習，存在實踐學時偏少的情況。同時，由于高山實習是在理論課結束之后進行，理論課和實踐課間隔時間較長，學生往往不能及時對所學理論知識進行消化及鞏固，理解不夠充分，再加上由于學生對以前所學知識遺忘較多，導致學習效果不夠理想。因此，我們在學期中間增加了6學時的期中實踐教學環節，共分兩次進行，分別在校園和與學校毗鄰的舜帝陵公園進行，在校園進行營養器官形態的現場教學，在舜帝陵公園則是利用其種類豐富的植物進行分類學的現場教學。

通過現場實物教學，使學生對基礎知識理解更深刻，極大地激發了學生的學習興趣。例如，關于葉子的形態知識，對葉緣、葉基、葉裂的描述;雌雄蕊的形態特點和類型，果實的分類等知識;很多名詞術語，如異形葉性、葉鑲嵌、互生、合軸分枝等內容，對于初學者來講，僅靠老師的講解和課本上的文字描述內容會感覺較難理解，而現場教學能夠見到實物，通過老師對照實物的講解，再來理解課本上的描述，學生會印象深刻。對于植物分類學內容而言，通過現場教學學生能夠對植物的營養器官、生殖器官以及整體形態有全面的認識，能夠牢固掌握該物種的特征，而不是通過死記硬背來記憶。

通過在學期中間增加現場實踐教學環節，使學生邊學習理論知識邊接觸植物，增強了理論和實踐教學之間的時效性，提高了學習效率，激發了學生的學習興趣和求知欲。

2.精心組織安排實習，使學生獲益匪淺

以往的高山植物實習常常由于學生多，教師少，野外環境空曠，學生活動范圍較大，往往效果不夠理想，近年來我們采取以下措施來提高實習效果。

第一，分組競賽法。為提高學習效率，激發學生求知欲和榮譽感，我們將全班分成4個大組，每個組的成員進行分工協作，對標本的采集、栓簽、整理、記錄進行分工，輪換不同的“崗位”，使學生在一周的時間鍛煉不同的技能，每天晚上進行小組之間競賽，小組間的標本進行交流。實習結束時，對各組采集的標本質量和數量開展比賽，根據標本的珍稀程度及采集的難易程度評出最佳標本采集獎;根據制作標本的科學性和觀賞性評出最佳標本制作獎;根據采集本和采集記錄標簽上的記錄情況評出最佳紀錄獎，最后評出最佳采集人，最佳標本制作人等。

第二，內容拓展法。植物分類知識是植物生物學中的難點內容，在以往的實習中學生常常是記住了植物的名稱，對特征和用途等了解不夠。近年來，在實習中我們盡可能充分講解實踐性的內容，把植物分類講活。將每科植物的特征編成順口溜，便于學生記憶，例如，“葫蘆科中多為瓜，水果蔬菜都有它，卷須攀援到處爬，花冠合生單性花，一枚雌蕊能結瓜，瓠果來于下位花”等等。同時將經濟植物、中草藥、野生花卉等方面的相關知識介紹給學生，介紹植物在園林綠化、農業及環境保護等方面的具體應用。另外，盡可能地向學生介紹學科發展中的應用性新成果，把教師的科研內容融入到實習的內容中，激發學生的求知欲。例如，講解黃連木、漆樹的應用價值及發展前景，領春木的科研價值，金蓮花的保護價值、翅果油樹、文冠果的能源價值、丁香屬植物、槭樹科植物的觀賞價值等等，通過這些理論聯系實際的講解，激發起同學們對植物分類的濃厚興趣，也為今后的工作打下相應的基礎。

第三，串聯講解法。為了對實習中所涉及的有關知識進行整理和梳理，并進一步鞏固學生的實習成果，我們安排在實習的最后一天進行實習總結，主要做法是教師通過實例把形態學、系統學、分類學及生態學知識進行融會貫通的講解和歸納總結。例如，我們會分別拿出同學們做好的6份標本，有蕨類植物、真菌、苔蘚植物、裸子植物和被子植物中的單、雙子葉植物，讓同學們先從形態上分析它們的各自識別要點，進行辨認，再分析他們的生境、習性、形態特點以及周圍伴生的植物種類，然后對形態特征一一進行比較，讓學生歸納它們的進化順序和親緣關系的疏遠，進一步理解它們的系統學地位，通過這樣融會貫通的講解，使學生能夠過通過全局來認識植物及植物界的分門別類，更好地把握和理解本門課程，起到加深記憶的作用。

3.充分發揮顯微數碼互動實驗室作用，改革實驗教學方法和手段

原來的實驗課主要是學生通過顯微鏡觀察裝片，對照課本上的圖片進行結構的識別，但由于顯微鏡視野范圍的限制，交流不便，師生互動較少，往往存在有些學生對所觀察的植物內部解剖結構不甚清楚或者一知半解的情況。另外，學生在觀察自制的裝片時，有些同學做得效果很好，但只是周圍的少數同學能夠看到，大部分同學無法觀摩。為了彌補傳統實驗課的弊端，我們建設了顯微數碼互動實驗室，安裝了顯微數碼互動系統。有了這個系統后，一方面消除了師生在顯微圖像上的溝通障礙，充分實現了師生互動，另一方面能夠使教師對全體或個別學生實現快速而有效的指導和幫助，改變了傳統形態學實驗課的教學模式，使教師可以隨時監控和掌握每個學生的觀察情況，便于及時進行督促和指導。

有了這個系統后，教師可以通過主控臺上的電腦觀察到每位學生所擁有的顯微鏡視野，繼而通過投影儀把所有的圖像投影到大屏幕上，這樣，每位學生都可以看到老師和其他同學的圖像，并且顯微鏡的指針系統可以指示顯微鏡中的任何位置，使討論雙方對內容一目了然，師生間的交流也十分直觀［1］。例如，厚角組織的觀察是教學中的難點，又是徒手裝片，許多學生所做切片厚薄不均勻或者太厚不容易找到，有些同學片子做得很好，但由于組織細胞形態特點不夠突出，還是找不到要觀察的目標。采用新系統后，能夠及時通過大屏幕展示某一個同學的優秀裝片，使全班同學都能夠及時觀察到目標，并且能夠對相應的結構做很好的解釋，極大地提高了學習的效率。

同時，我們對舊的教學模式進行了改革，消除了原來實驗課觀察時間少，作業難度大，繪圖量大的缺陷。原來的課堂上習慣讓學生將在顯微鏡下觀察到的根、莖、葉的解剖結構進行繪圖，結果是學生要花費較多的時間去繪制解剖結構詳圖，疲于應付作業，影響了觀察的時間和效果。改革后，我們要求學生繪圖時繪出各部分結構的輪廓圖，然后再繪制橫切面的1/4或1/8詳圖，這樣節省了大量的作業時間，利于學生更好地進行觀察和思考。

4.組織學生參與標本室的建設

植物標本室是收集和儲藏植物標本的場所，它對于植物生物學的教學和研究是必不可少的。我校因搬遷新校，標本在裝箱運輸后需重新整理、歸類和統計。利用這一契機，我們大膽讓學生參與標本室的建設和整理工作。整理標本由大學三年級和四年級的部分同學承擔，同學們利用暑假時間，從標本的逐份除塵、整理、照片的拍攝、標簽的補充、分科歸屬，到最后的消毒、入柜等一系列的環節組成流水線，每個學生都積極參與其中。在這個過程中，學生們學會了標本的消毒、標本的制作以及標本的初步鑒定等技能。同時，對于一些未鑒定的種類，還指導學生使用《中國植物志》等工具書練習進行科、屬的鑒定。這個過程艱辛枯燥，但同學們干的不亦樂乎。通過這個過程的訓練，同學們的植物分類學技能得到極大的鍛煉和提升。

在對植物標本室蠟葉標本進行分門別類整理的基礎上，同學們對標本室的標本進行了建檔，對植物標本室標本數據資源庫進行了初步建設，摸清了蠟葉標本的家底。統計結果表明:運城學院植物標本室數據資源庫中共收錄1107種植物，隸屬于432屬106科，保存標本5625份［2］，待鑒定植物470份，其中具藥用價值的植物400種，具有山西道地藥用植物黨參、丹參、遠志、黃芪、連翹、地黃、柴胡等;具觀賞價值的植物有300多種，野生觀賞植物有東陵八仙花、美薔薇、花葉丁香、華北珍珠梅、南蛇藤、接骨木、衛矛、毛黃櫨等。這些資料為標本室植物資源網上學習平臺的建設提供了基礎資料。同學們在參與標本室的建設過程中，還對標本室建設的方向、標本制作、標本室管理等方面提出了很多建設性的建議。

為完善標本室的標本種類，同學們制作了鏡框蠟葉標本，使標本成為具有較高保存價值的工藝品，增加了蠟葉標本的保存價值和觀賞價值;制作了原色和保色浸泡標本，制作了30余種果實的保色標本和20余種花卉的原色標本，豐富了標本室的標本種類。學生參與標本室建設，極大地鍛煉了學生的動手能力和創新能力。2012年11月，在運城學院的本科教學評估中，生物科學專業學生在植物生物學實踐方面的優異表現得到教育部專家的肯定和稱贊。

5.實行導師制，推動植物生物學的實踐活動持續開展

導師制(Tutionial system)是由英國教育學家早在14世紀提出的概念。該制度的實行使牛津大學的本科教育取得了極為卓著的成績，成為英國高等教育中獨具特色的教育模式，對各國高等教育產生了深遠影響［3］。高校本科生導師制與現代大學教學理念是不謀而合的，充分體現本科生導師因材施教和個性化教育的特點，是目前深化高校教育教學改革、積極探索創新型人才成長和培養規律、提高人才培養質量的有效途徑。生命科學系是運城學院師資力量較強的系部，目前擁有教授5名，副教授13名，博士17名，碩士20名，碩士以上學歷的教師占教師總數的77%，具有開展導師制的良好條件。為提高學生實踐創新能力和動手能力，2012年，我們在本科生中進行導師制的探索與實踐，并結合導師制的實施，努力試圖促進植物生物學課程實踐環節的實施。

第一，指導學生參加科研課題研究，指導學生參與到教師的縱向和橫向課題研究中，進行具體某一方面的系統訓練。例如，與運城市林業局聯合開展“中條山野生觀賞花卉開發利用研究”，與運城市藥材公司開展了“運城市中草藥品種調查研究”，與運城市藥檢所開展了“山西道地藥材的結構發育與主要藥用成分的關系研究”，這些課題中都有大一到大四的學生參與。

第二，引導學生參與產學研合作。生命科學系與棉花科學研究所在“旱地小麥高效用水關鍵技術研發”等方面進行了聯合攻關。這些科研項目都有大三、大四的學生參加，從2010到2012年共有24名學生參與8個研究課題，學生利用暑期和節假日進行實驗，通過實驗學生的實踐能力得到極大的提高。

第三，指導學生主持申報植物學方面的大學生創新研究項目。近5年來，教師共指導學生申報植物學有關的大學生創新實驗項目40項，其中，院級35余項，省級2項，國家級1項。“轉基因番茄目標基因的定位及表達研究”的項目獲得國家資助。山西南部3種珍稀野生觀賞花木的引種馴化及繁育、黑莓NBS序列的分析與克隆、樹莓花青素合成途徑關鍵酶基因的克隆、小菊帶蕾扦插造型技術的應用、金葉佛甲草在屋頂綠化中的適應性研究、幾種中草藥DNA提取及新型分子標記分析、運城園林樹木資源及其應用評價等項目研究取得較好的成效。

幾年來，我們持續對植物生物學的實踐教學環節進行深化和強化，對之進行了有益的探索和嘗試。從幾屆學生的表現來看，學生的動手能力不斷提高，實驗和實習中的基本技能也得以熟練。我們相信針對這門課程的實踐教學環節的改革必將收獲更豐碩的果實，也會對后續課程的學習起到很好的引導作用。

［1］彭安，郭冬生，張維.生物科學創新教育模式——顯微數碼互動系統，現代教育技術，2003(4).

［2］滕紅梅.建立“四位一體”植物生物學實踐教學體系，推進創新型人才培養［J］.運城學院學報，2013(2).

［3］高昀.牛津大學的導師制對我國本科生教育的啟示［J］.理工高教研究，2004(4).