現代信息手段在我校藥用植物學教學中的應用

(四川理工學院 化學工程學院，四川自貢 643000)

藥用植物學是我校制藥工程專業的一門專業基礎選修課，共32學時，全部為理論課。由于缺少實踐環節，學生無法在實驗中觀察植物的細胞、組織結構，對各類種藥用植物的結構特征缺少直接的感官認識。為彌補上述不足，我校在教學實踐中引入微課、微視頻作業、網絡和公眾平臺等電子信息手段，有效地改善了藥用植物學的教學質量，教學結果滿足天然藥物化學、生藥學對本課程的先修要求，達到了人才課程培養目標的要求。

1 用“微課”增加理論課教學的直觀性

藥用植物學的主要學習內容，如藥用植物的細胞、組織和器官的形態、分類、特點，以及藥用植物的分類、各類藥用植物的特征，決定了本門課程的教學對直觀教學方法的依賴度較高。目前常用的直觀教學方法是教師利用多媒體課件播放圖片，以及學生在實踐教學中用光學顯微鏡觀察細胞、組織結構和直接觀察植物器官、整體植株。由于欠缺實踐教學環節，上述本應在實驗和實習環節完成的直觀教學被38段“微課”替代，每段微課時長在2～5min不等，用于在課前發給學生預習，課中講解和課后幫助學生復習、指導學生完成作業。

所有微課共分為兩類場景，第一類是在實驗室攝制，教師重點介紹顯微鏡鏡頭下視野反映的植物細胞、組織特征或演示理化鑒別過程及實驗現象；第二類是在植物生長地點(校園、自貢市鹽都植物園)和超市(水果區、蔬菜區和干果區)拍攝，教師重點介紹藥用植物的生長環境、形態特點。微課包含的內容主要有以下幾個方面。

1.1 植物細胞后含物

細胞后含物的特征是中藥材鑒定的依據之一[1]，在顯微鏡下辨識各種后含物是進行生藥顯微鑒別必須具備的技能。因此，在教學中需要以微課的形式著重演示各種細胞后含物在顯微鏡下的形態特點和理化鑒別方法。這部分內容的微課有以下6段：

(1)淀粉粒的形態、類型：以半夏、天花粉、貝母為例，演示顯微鏡下不同植物的淀粉粒在形態、類型、大小等方面具有各自的特征，以及單粒淀粉粒、復粒淀粉粒和半復粒淀粉粒在層紋和臍點上的不同。

(2)菊糖：以桔梗根為例，演示切片制作方法、菊糖形狀和理化鑒別。

(3)蛋白質：以馬鈴薯塊莖、蓖麻胚乳細胞為例，用顯微鑒別和理化鑒別方法演示同一細胞中蛋白質的不同形態、與淀粉粒的區別。

(4)脂肪和油:以橘皮切片為例，演示顯微鏡下油室和理化反應。

(5)草酸鈣結晶：分別以半夏、大黃、甘草、牛膝、日本鳶尾等為例演示顯微鏡下草酸鈣的針晶、簇晶、方晶、砂晶、柱晶。

(6)碳酸鈣結晶：以小葉榕葉切片為例演示鐘乳體及其理化反應。

1.2 植物的組織

掌握各種植物組織和維管束的結構特征既是學習植物器官特征的基礎，也是生藥顯微鑒別的基礎。在微課中需將直接觀察植物器官的切面與演示顯微鏡下觀察視野相結合，以后者為主。這部分內容的微課有以下7段：

(1)分生組織：分別以柳枝和蒜葉為例演示頂端分生組織、側生分生組織與居間分生組織的分布和特點。

(2)薄壁組織：以蘿卜的根和蓮的葉柄為例演示五種薄壁組織的分布和特點。

(3)保護組織：以薄荷葉切片為例演示的顯微鏡下的氣孔、腺毛、非腺毛、腺鱗；以黃柏為例演示周皮的構造。

(4)保護組織：分別以薄荷莖、黃柏切片及黃連粉末裝片為例演示顯微鏡下的厚角組織和厚壁組織。

(5)輸導組織：以南瓜莖縱切片為例演示顯微鏡下的篩管構造；以大黃粉末裝片為例演示顯微鏡下的導管構造。

(6)分泌組織：以天竺葵葉、油菜花、橘皮、當歸根、松樹莖、小葉榕莖切片為例演示腺毛、蜜腺、分泌細胞、分泌腔、分泌道、乳汁管等分泌組織在顯微鏡下的構造和特點。

(7)維管束：分別以馬兜鈴莖、毛茛根、粗莖鱗毛蕨根莖、菖蒲根莖、毛茛根為例，演示外韌型、雙韌型、周韌型、周木型和輻射型維管束的構造。

1.3 植物的器官

植物器官的形態、類型是植物分類的依據，是生藥性狀鑒別的基礎[2]。在微課中需將直接觀察植物器官的形態與演示顯微鏡下視野相結合，以前者為主。這部分內容的微課有以下7段：

(1)根：以為蒲公英例演示雙子葉植物根的初生構造、次生構造；以麥冬為例演示單子葉植物根的構造；以商陸、牛膝、何首烏、黃芩為例演示根的異常構造。

(2)莖：分別以以椴樹莖、南瓜莖、黃連根狀莖為例演示雙子葉植物木質莖、草質莖、根狀莖的初生構造、次生構造；以海風藤、雞血藤、甘松為例演示雙子葉植物莖的異常構造；分別以玉米莖、姜為例演示單子葉植物莖和根莖的構造。

(3)葉：以薄荷葉、番瀉葉、淡竹葉為例演示雙子葉植物異面葉、等面葉和單子葉植物葉的組織構造。

(4)花(第一部分)：二強雄蕊、四強雄蕊、單體雄蕊、二體雄蕊、多體雄蕊、聚藥雄蕊等不同雄蕊類型。

(5)花(第二部分)：子房上位下位花、子房上位周位花與子房半下位周位花、子房下位上位花。

(6)花(第三部分)：邊緣胎座、側膜胎座、中軸胎座、特立中央胎座、基生胎座、頂生胎座、全面胎座。

(7)種子：分別以蠶豆和玉米為例演示雙子葉植物和單子葉植物種子的構造。

1.4 植物的分類

植物所含化學成分與其所屬植物類群及其演化歷史具有密切聯系，因此掌握植物的分類有助于在天然藥物化學的學習過程中理解親緣關系較近的植物具有同類化學成分，以及為何在同屬或同科植物中尋找能夠擴大藥源的植物[3]。在微課中，以校園、鹽都植物園內下列藥用植物為例進行演示。這部分內容的微課有以下18段：

分別以靈芝、地錢、腎蕨、銀杏為例演示真菌、苔蘚、蕨類、裸子植物的結構特點、生長環境、生活史； 分別以桑(桑科)、紅蓼(蓼科)、鐵線蓮(毛茛科)、皺皮木瓜(薔薇科)、黃槐決明(豆科)、香菜(傘形科)、紫蘇(唇形科)、木本曼陀羅(茄科)、半邊蓮(桔梗科)、野菊花(菊科)、海芋(天南星科)、麥冬(百合科)、日本鳶尾(鳶尾科)、白及(蘭科)為例演示上述藥用植物及其生長環境、所在科的形態特征。

2 利用微視頻作業促進學生觀察和思考

藥用植物學的學習需要理論與實踐緊密結合。學生模仿教師在的微課在校園內的綠化區、觀景山和鹽都植物園內尋找、辨識植物的植株，或在超市的蔬果區、干果區尋找和辨識植物的根、莖、葉、果實、種子，有助于學生將理論知識應用于實踐，更好地體會植物特征的細節之處。教師將學生分為若干個小組，每組3～5人，學生按教師布置的作業尋找特定植物，并將植物的特征及對其的解說拍攝下來作為課后作業。不到10分鐘的短視頻作業，要求小組成員都參與講解，教師按小組表現對作業評分。微視頻作業在保證學生扎實掌握知識點的同時，還督促了學生合作完成作業，又鍛煉了學生的表達能力。微視頻作業共有以下6次：

(1)根：拍攝直根系、須根系及貯藏根、支持根、氣生根、攀援根、水生根、寄生根，思考根的種類與植物生長環境之間的關系。

(2)莖：每個作業小組拍攝莖的外部形態、芽的類型、莖的分類、地上莖的變態、地下莖的變態等5個小題中的1個小題，思考上述分類的依據和對應的莖的作用。

(3)葉：每個作業小組拍攝葉片的基本性狀、葉端性狀、葉基性狀、葉緣形狀、葉脈和脈序，葉片的質地和葉片的表面性質、復葉的類型和葉序、異形葉性和葉的變態等8個小題中的1個小題，思考植物的生長環境、進化過程與上述各方面不同類型的關系。

(4)花：每個作業小組拍攝花冠類型、花的類型、無限花序類型、有限花序類型等4個小題中的1個小題，思考上述不同類型與植物進化過程之間的關系、花的各部分與莖的結構之間的關系。

(5)果實：每個作業小組拍攝肉質果、干果、聚合果和聚花果等3個小題中的1個小題，思考果實結構與花的各部分對應關系，尤其是胎座與子房的相對位置、雌蕊數對果實發育的影響。

(6)分類：每個作業小組拍攝一個植物，講解該植物的特征、主要化學成分及其所在科、屬的主要特征，討論該種植物所含主要化學成分與其所在科、屬的其他一些植物所含的已知主要化學成分有哪些異同。

3 利用網絡和公眾平臺實現師生微課和微視頻作業的教學互動

電子信息手段在藥用植物學教學中的應用是師生之間的“教”和“學”的互動，運用網絡技術和廣泛普及的公眾平臺，開課時即以每個教學班為單位建立QQ群，教師和所有學生加入群，使師生的教學互動非常便利、高效。這個過程主要包括以下5個步驟：

(1)教師在課前一周將微課上傳至群文件中，并布置相應的微視頻作業。

(2)學生提前結合教材和微課預習下周將學習的內容，了解作業范圍。

(3)理論課程教學過程中，師生以互相提問的方式就微課內容進行討論；教師對討論中發現的問題進一步闡述、總結，并將作業分配至各個作業小組。

(4)課后，學生按要求完成微視頻作業，并上傳至QQ群。

(5)教師對每個上傳的作業進行點評，各作業小組同學互相學習，并在QQ群內探討視頻中的知識點。

4 結語

藥用植物學的教學通過充分利用電子信息手段，保證了教學效果達到專業培養方案的要求。在后期課程的生藥學實踐教學中，學生在進行生藥鑒別實驗時能夠在性狀鑒別、顯微鑒別項目中準確識別各種細胞后含物和組織，表現出對藥用植物學知識的掌握比較扎實，從而驗證了微課、微視頻作業在網絡平臺的教學互動是培養學生藥用植物學實踐能力的有效措施。