智能手機在植物學教學實踐中的應用

師雪芹， 韓 菲

(安徽師范大學 生命科學學院 生物環境與生態安全安徽省重點實驗室， 蕪湖 241000)

植物學是高等師范院校生物學專業的一門基礎課程，教學內容包括形態解剖學和系統分類學兩部分。形態解剖學主要包括植物的細胞、組織、器官的形態結構特征以及功能；系統分類學主要涉及藻類、菌物、苔蘚、蕨類和種子植物的分類和系統發育關系。理論教學、實驗教學和野外實習是植物學教學的三大環節。理論教學是教師向學生傳授基本的理論知識，實驗教學中學生可以通過解剖觀察驗證理論知識，而野外實習則是將所學到的理論知識運用到實踐當中去識別植物，這三大環節環環相扣，缺一不可。

近幾年，隨著技術的進步和人們生活水平的提高，智能手機已成為大學生學習及生活的必備工具。智能手機擁有便捷的操作方式、大容量、高像素、強兼容性，同時可運行各種App，使其滲透到生活、學習和娛樂的各個方面。在高校教學實踐中，手機也在發揮著作用[1-6]，本文以植物學教學實踐為例，探討智能手機的用武之地。

1 手機拍攝功能在植物學學習中的應用

1.1 在理論教學中的應用

植物形態解剖學部分，教師要將植物各種組織或器官的內部解剖結構圖呈現并講解給學生，如輸導組織和莖的次生結構；分類學部分主要是將科屬的重點特征和代表植物用圖片展示出來，幫助學生理解并掌握。目前大多數的教材以黑白圖片為主并且數量有限；教師的演示文稿(PPT)圖片多為彩色且內容豐富，可以幫助學生理解課本上的文字描述，特別是一些抽象的概念。但是，這些圖片無法通過筆記記錄，學生就可以通過手機拍照把這些圖像內容記錄下來方便課后復習，也節約記筆記的時間，從而更加專注地聽講。在課堂外，學生也可以隨時用手機記錄身邊發現的植物與老師進行交流討論，提高學生的學習興趣的同時使教與學真正的結合在一起。

1.2 在植物學實驗教學中的應用

植物實驗內容離不開顯微鏡和解剖鏡，不論是永久裝片還是臨時裝片，由于取材部位、取材時間、裝片的狀態、學生的經驗以及其他一些原因，會導致每個學生觀察的結果和理解都不是完全一致，有時有很大出入。大多數實驗室依然是一人一鏡，看鏡繪圖的模式，但學生有了問題無法及時與教師交流。這時就利用手機拍照，將有疑惑的結構照片上傳班級QQ群或微信群進行討論，大大促進了學生之間以及師生之間的交流。同時，為了更加有效快捷地解決問題，對于一些共性和典型的問題，教師可以提前將圖片拍好制作成PPT進行講解，而對于個別問題則進行單獨講解。對于一些動態的現象或教師的示范則可以進行攝像播放給學生觀看，比如細胞的胞質運動，以及徒手切片的方法。此外，手機直播也被應用到其他學科教學中，比如微生物實驗教學中[2]。這些照片可以選擇性地積累作為教學資料，也可保留作為學生復習學習之用。相比傳統的數碼互動教學，智能手機的應用更加便捷、高效且成本低，像素更高。

1.3 在植物學野外實習中的應用

野外實習中，通常是教師帶領學生識別植物，采集并制作標本。大多數的植物，采集時往往只能取其部分枝條，記錄其生境和習性等信息，完成的蠟葉標本是干燥狀態，顏色質地等都不同于新鮮狀態。彩色照片作為臘葉標本的良好補充，則是比較簡單直觀的方式，不僅能看到生境、植物習性，還可以看到生活狀態時莖、葉、花的顏色和空間排列。在實際教學中，并不是所有采集的植物都用來制作標本，那些沒有壓制的植物可以以圖片的方式保留下來。在植物識別的過程中，即使教師不在現場，也可以通過QQ或微信進行及時溝通和解答。在實習結束，可以通過組織實習匯報，如每個小組設計制作一份實習報告圖冊，或者以組為單位做交流匯報，制作野外實習海報和展板進行比賽，可以大大提高學生的學習熱情和參與度。

2 手機App在植物學學習中的應用

App(全稱Application)指的是智能手機的第三方應用程序。目前基于智能手機的App開發得越來越多，許多是與教學相關的。手機App 的優點是將娛樂的元素融入高校教學活動中，從學生的年齡特點、興趣激發點、信息時代的特點出發，激發學生的學習興趣和學習熱情；豐富教學手段，拓展教學空間，充分發揮學生的主觀能動性，有效提高學生的學習效率。目前手機App已經在高校教學和科研中得到很多的應用，比如：護理醫學[3]、大學物理[4]、英語教學[5]、對外漢語[6]、植物生物學[7-8]以及植物葉片識別[9]、葉面積的測量[10]、樹木胸徑測量[11]等方面。

最常用的App就是微信、QQ、微博等，除了娛樂和交流功能之外，這些軟件也可以用來學習，例如關注一些科研機構或期刊的公眾號，就可以了解相關領域的最新進展和動態，充分利用碎片時間進行學習。在植物分類學習中，經常會查一些物種信息，《中國植物志》中英文電子版均可以在線查詢，其也有對應的手機版本App，安裝后可以很方便地查詢，相比較百度之類的搜索引擎的查詢結果，信息官方且可靠，也免去了厚重的植物志攜帶上的不方便。除此之外，還有一些根據花識別植物的App被廣泛使用，這里列舉3種：“形色”“花伴侶”“微軟識花”。“形色”是由杭州大拿科技股份有限公司推出的軟件，界面簡潔，具有GPS地圖功能以及論壇交流功能。“花伴侶”是由中科院植物研究所系統與進化植物學國家重點實驗室聯合魯朗軟件開發的植物識別應用，照片上傳后僅輸出最佳匹配以及可信度百分比，沒有備選選項；“微軟識花”是微軟亞洲研究院攜手中科院植物所推出的，上傳照片后可以提供候選項。三者在使用地域上沒有明顯區別，對一些常見園林觀賞植物都有較好的識別能力，用戶可以根據喜好選擇安裝。目前，使用較為普遍的是“形色”。必須指出的是利用軟件識別植物還遠遠沒有達到理想的狀態，對于一些不常見的野生植物或者同屬相似的植物，軟件就可能會給出錯誤的答案，或者一種植物給出幾個名字，這需要使用者有甄別能力。再比如現在在野外調查中常常會用到一款“戶外助手”的App，可以提供幾種地圖查看、軌跡記錄、經緯度換算、測距、興趣標注等許多工具，這些在植物學野外實習中也可以應用。以上只是列舉了幾個可以用在植物學學習中的App。目前，許多高校都開發了自己的課程相對應的App[3-4]，這將是高校教學改革的一個趨勢。

3 智能手機附加配件在植物學學習中的應用

智能手機成為生活的重要部分后，許多附加的配件如手機顯微鏡、手機鏡頭等也隨之產生并不斷地升級，可以直接用在植物學的教學實踐中。

目前，手機顯微鏡已經被嘗試應用在醫學和生物學教學和研究領域[12]。市面上的手機顯微鏡有固定倍率和倍率可調節兩種類型，放大倍數在2×～100×之間，價格在幾十元到幾百元不等，主要用于珠寶鑒定行業，也可以用于動植物細微結構的觀察，如昆蟲和花粉的細微結構，還可以用來觀察一些細胞級別的裝片，如洋蔥鱗葉內表皮細胞或植物根的橫切面，基本可以達到教學要求。當然對于要求較高的一些細微結構，手機顯微鏡還是不能代替光學顯微鏡，但是相比較光學顯微鏡，手機顯微鏡具有成本低、易攜帶、好上手等優點，因此也是植物學學習的好工具。

智能手機的拍照功能已經很強大，有許多模式如微距、廣角、全景等，在植物攝影中，最常用的是微距。在微距拍攝時，常常出現的問題有細節不能很好呈現、不能近距離拍攝、虛化效果不明顯等，這時就可以借助手機附加配件：手機鏡頭。一般用手機拍照，最近的對焦距離是6 cm，在使用微距鏡頭之后可以達到3 cm，甚至1 cm，細節更清晰，虛化效果更好。除了微距鏡頭，目前市面上還有針對手機的廣角鏡頭、魚眼鏡頭等，以及各種濾鏡等。相比較價格貴、體積大、重量大的單反相機，手機鏡頭具有成本低、易攜帶、好上手的優點，且效果完全滿足教學和日常所需。

4 智能手機在植物學教學和實踐中需要注意的問題

智能手機在植物學的教學中有許多的優點，在課堂上可以幫助節省記筆記的時間而專注聽講；在實驗課上可以更好地實現學生之間和師生之間的互動；在野外實習中幫助學生更好地記錄和識別植物。智能手機App和配件的不斷發展也為植物學的學習提供了更加便捷的方式和更多的手段。但是智能手機在教學過程中也有許多問題是值得注意的。

首先，手機對正常教學的干擾。最常見的就是學生自律性差，在課堂上利用QQ和微信進行聊天，或者打游戲、瀏覽網頁。建議在理論課上將學生手機統一存放在班級制作的手機袋中，指派兩名同學可以在課堂用手機拍攝重要的PPT，課后再上傳到班級群里大家共享；實驗課則要求學生加強自律，強化過程性考核。

其次，過度重視手機的拍照功能，而忽略了學習和觀察本身。允許用手機拍照本身是為了提高學習興趣和效率，但是有些學生過度依賴手機，比如在實驗課上對所觀察材料或結構進行拍照后，不進行深究，直接對著照片繪圖，這樣會忽略許多細節，本末倒置。

再次，植物學教學中，每個學校都有自己的特色，網上的App并不能完全滿足自己的教學要求。因此，如果條件允許，建議開發出與高校教材相對應的手機App，更具針對性、靈活性和開放性。這樣也方便學生有目的地預習、學習和復習，也利于教師定期更新知識和檢查作業。

綜上所述，智能手機在植物學教學實踐中有利有弊，總體上是利大于弊。隨著技術的進步和服務的完善，智能手機會在教學中顯示出它越來越強大的功能，要求教師和學生向著有利的方向不斷探索，促進手機在教學實踐中的應用，為教學提供更多的便利。